Проект цеха очистки сточных вод дрожжевого завода

Осаждающийся во вторичных отстойниках  активный ил имеет высокую влажность (99,2—99,5%). Основная часть этого ила поступает на регенерацию и снова подается в аэротенк. Так как в результате деятельности микроорганизмов масса активного ила непрерывно увеличивается, то образуется так называемый избыточный активный ил, который отделяется от рециркуляционного и направляется на дальнейшую переработку.

Направлять огромную массу избыточного  активного ила с высокой влажностью на дальнейшую обработку нерентабельно, поэтому его предварительно уплотняют. Устройство илоуплотнителей на современных станциях аэрации обязательно.

Для уплотнения ила используют вертикальные и радиальные илоуплотнители гравитационного типа или флотационные илоуплотнители.Конструкции вертикальных илоуплотнителей, используемых в данном курсовом проекте аналогичны конструкциям первичных отстойников.

Активный ил может  уплотняться как самостоятельно, так и в смеси с осадком  первичных отстойников. В данном курсовом проекте активный ил уплотняется  самостоятельно.

Применение вертикальныхилоуплотнителей  для активного ила после полной биологической очистки ввиду их неудовлетворительного эффекта работы (до 98%^: влажности) не рекомендуется, однако в данном проекте в связи с малым расходом сточной воды выбран именно вертикальный илоуплотнитель. После илоуплотнителя активный ил вывозится на иловые площадки, а отделенная вода подается в первичный отстойник [2].

При проектировании длительность уплотнения активного ила может  назначаться 10-14 часов длявертикальных илоуплотнителей, оборудованных илоскребами или илососами.

Чтобы утилизировать  осадки и уплотненный ил, которые обладают высокой влажностью, необходимо их обезводить.И механическими методами обезвоживания осадков, а также их естественной сушкой удаляется большая часть свободной воды.

Для механического обезвоживания  применяют вакуум-фильтры, фильтр-прессы и центрифуги. В данном проекте используем фильтр-прессы,который служит для глубокого обезвоживания осадков сточных вод.Фильтр-прессы используются для обезвоживания осадков влажностью 93-97,5%.

Механическое обезвоживание  на фильтр-прессах позволяет получить осадок с самой низкой влажностью. Фильтр-прессы рекомендуется применять в схемах, где конечной стадией обработки являются сушка, сжигание или утилизация, при которых требуется получение осадков с возможно низкой влажностью.

Фильтр-пресс состоит из набора горизонтальных прямоугольных плит: верхней опорной, средних фильтровальных и нижней нажимной. Между плитами зигзагообразно протянута бесконечная лента из фильтровальной ткани. Фильтровальные плиты могут перемешаться вверх (закрытие фильтра) или вниз (открытие фильтра) по четырем направляющим вследствие перемещения нажимной плиты.

Для хранения газов, образовавшихся при метановом брожении, используют газгольдеры. В них газы хранятся под избыточном давлении. По величине давления различают газгольдеры низкого (до 4-5 кПа) и высокого (до 3 МПа) давления, по способу герметизации газового пространства – мокрые и сухие.

В проекте используем мокрый газгольдер (рисунок 1.9). Широкое применение они получили вследствие конструктивной простоты, освоенности строительством и надежности в эксплуатации.

Мокрые газгольдеры  являются газгольдерами низкого  давления, так как обычно максимальное давление газа задается технологами  не выше 400 мм вод.ст. Это давление остается постоянным во время эксплуатации, хотя и может иметь незначительные перепады. В мокрых газгольдерах объем газа меняется довольно легко, и это является значительным их преимуществом.

Мокрый газгольдер состоит  из неподвижного резервуара, наполненного водой, в котором помещается подвижное звено – опрокинутый стакан-колокол. Газ подается под колокол по газовводному стояку, проходящему через днище резервуара. Упругое давление газа поднимает колокол. Вода резервуара служит гидравлическим уплотнением, препятствующим выходу газа из-под колокола, а при выпуске газа является как бы поршнем, вытесняющим газ из подвижных звеньев.[16]

1 – резервуар; 2 – конусное днище; 3 –подъемно-опускаемым колокол; 4 –патрубок заполнения; 5 –патрубок опорожнения; 6 – патрубок подвода и отвода биогаза; 7 – заборная часть; 8 – патрубок для опорожнения резервуара от жидкости; 9 – люк с крышкой; 10– съемные грузы.

Рисунок 1.9 – Общий  вид мокрого газгольдера

2 Описание технологической  схемы

От дрожжевого завода на очистные сооружения поступает сточная  вода количеством 900 м³ /сут с содержанием БПК= 6000 мг/л и количеством взвешенных веществ 600 мг/л первоначально поступает в приемную камеру (1), которая предназначена для приема сточных вод, поступающих на очистные сооружения и гашения скорости потока жидкости, а также для сопряжения трубопровода с открытым лотком. Затем сточная вода поступает на решетки с механической чисткой (2), где задерживаются грубодисперсные примеси. После решеток сточная вода поступает в тангенциальную песколовку (3) для выделения из сточной воды мелкодисперсных примесей органического и минерального происхождения(песка, шлака, боя стекла и др.). Образующийся осадок направляется на песковые площадки на механическое обезвоживание. Сточная вода после песколовки направляется в усреднитель (4), в котором происходит усреднение сточных вод по расходу, что позволяет уменьшить объем очистных сооружений и стоимость очистки. Затем сточные воды направляются в первичный вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком (5), где происходит выделение из сточной воды грубодиспергированных примесей, плотность которых отличается от плотности воды под действием силы тяжести, насосом (15) осадок перекачивается на фильтр-пресс (14). Далее вода из отстойника собирается в сборнике (6) и из него поступает в гибридный биореактор (7), в котором происходит очистка сточных вод в анаэробных условиях, что позволяет значительно уменьшить БПК и количество взвешенных веществ. Осадок из биореактора перекачивается на фильтр-пресс (14). После биореактора сточная вода поступает на I ступень аэробной биологической очистки в аэротенк-смеситель (8), а из него во вторичный отстойник I ступени (9). Затем сточная вода поступает на II ступень аэробной биологической очистки в аэротенк-вытеснитель (10), а далее во вторичный отстойник II ступени (11).В результате  значение БПК_полн снижается до 13,5 мг/л, количество взвешенных веществ до 15 мг/л и уже очищенная сточная вода сбрасывается в реку.

Избыточный активный ил из вторичного отстойника I и II ступеней (9, 11 соответственно) плунжерными насосам (15, 17 соответственно) подается в илоуплотнитель (12). Уплотненный активный ил вместе с осадками направляется на фильтр-пресс (14) и далее на утилизацию. Образующаяся в илоуплотнителе иловая вода направляется в усреднитель для дальнейшей очистки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет и подборосновного технологического оборудования

3.1 Определение расчетных  параметров очистной станции,  приведенного населения и необходимой  степени очистки сточных вод

3.1.1 Определение расходов  сточных вод

По заданию средний  суточный расход:

q_срсут= 900 м³ /сут

Средний часовой расход за сутки q_ср.ч, м³/сут, определяется по [3] с.5:

q_ср.ч= q_ср..сут /24,(3.1)

q_ср.ч= 900/24 = 37,5 м³/ч.

Максимальный часовой  расход q_макс.ч, м³/ч, определяется по [3] с.5:

q_макс.ч= K_общ·q_ср.ч,(3.2)

где К_общ– коэффициент неравномерности притока сточных вод.

К_общ = 2,5 

q_макс.ч= 2,5·37,5 = 93,75 м³/ч.

Средний секундный расходq_{ср .с}, л/с, определяется по [3] с.5:

q_{ср .с} = q_ср.ч/3,6,                     (3.3)

q_{ср .с} = 37,5/3,6 = 10,42 л/с.

Максимальный секундный  расходq_{ср .с}, л/с, определяется по [3] с.5:

q_макс.с= q_макс.ч/3,6,                       (3.4)

q_{макс .с} = 93,75/3,6 = 26,04 л/с.

3.1.2 Определение приведенного  населения

Приведенное население N_пр, определяется по формуле:

N_пр = N + N_экв,     (3.5)

где N – расчетное число жителей, которое мы не учитываем, т.к. в данном случае отсутствуют бытовые сточные воды;

N_экв – эквивалентное население – число жителей, которое вносят такое же

 

 

 

 

 

 

количество загрязнений, что и данный расход производственных сточных вод.

Приведенное население  по взвешенным веществам определяется по[3] с.6:

N_пр =N_экв = b_общ·q_ср.сут/65,                                      (3.6)

где b_общ – концентрация взвешенных веществ в сточных водах, г/м³.

N_пр = 600·900 /65 = 8307,7.

Приведенное население  по БПК_п определяется по [3] с.6:

N_пр = L_общ·q_ср.сут/40,                                          (3.7)

где L_общ – БПК_п сточных вод, г/м³.

N_пр = 6000·900 /40 = 13500.

3.1.3 Определение концентрации  загрязнений в сточных водах

В сточных водах промышленных предприятий концентрация взвешенных веществ b_прпринимается по справочным данным [2]:

b_пр= 600 мг/дм³. 

Значение БПК_пв сточных водах также принимается по справочным данным [3]:

L_пр= 6000 мг О₂ /дм³.

3.1.4 Определение необходимой  степени очистки сточных вод

Проектируемые сооружения рассчитываются на полную очистку сточных вод (до значения БПК очищенной воды–15мг/л, содержания взвешенных веществ в очищенной воде–15мг/л).

3.2 Расчет сооружений  механической очистки

3.2.1Приемная камера  очистных сооружений

Типоразмер камеры выбираем в зависимости от пропускной способности, диаметра и количества напорных трубопроводов. Так как максимальный секундный расход равен 26,04  л/с,то выбираем приемную камеру по [3] таблица 4 приложений (таблица 3.1).

Таблица   3.1 – Характеристики приемной камеры

Пропускная способность, л/с	Диаметр трубопровода, мм	Марка приемной камеры	Размеры камеры А×В×Н, мм
31	200	ПК-1-20	1000 1000 1200

3.2.2 Расчет решеток  с механической чисткой

По таблицам гидравлического  расчета каналов прямоугольного сечения [5] в соответствии с максимальным секундным расходом сточной воды q_макс.с, м³/с, и скоростью течения воды v_к = 0,6-0,8 м/с принимаемуклон подводящего канала i_к и наполнение h_к, м:

i_к = 0,0025; h_к = 0,15 м.

Определяем необходимое число прозоров в решетках n, шт, по [4] с.7:

n = K_cт·q_макс.с/(h_к·v_р·b),                                          (3.8)

где K_ст – коэффициент, учитывающий стеснение потока механическими граблями;

v_р– скорость движения воды в прозорах решетки, равная 0,8-1,0 м/с.

b – ширина прозоров  решетки, м, принимается по [4] табл. 1 приложений;

K_ст = 1,05-1,1; v_р = 0,8-1,0 м/с; b = 0,006 м.

n = 1,1·0,026/(0,15·0,9·0,006) = 35,36≈ 36 шт.

Рассчитываем общую  ширину решетокB_р, м, по [4] с.7:

B_р= S(n- 1) +b·n,                            (3.9)

гдеS– толщина стержней решетки, м, которая принимается по [4] табл. 1 приложений.

S = 0,01м.

B_р=0,01(36 - 1) +0,006·36 = 0,566 м.

В соответствии с найденной  шириной по [4] табл. 1 приложений выбираем марку решеток, их количество N и назначается число резервных решеток (таблица 3.2).

Таблица   3.2 - Характеристики механизированной решетки

Марка	Ширина прозоров, мм	Толщина стержней, мм	Число прозоров	Габариты, (длина; высота; ширина), м	Количество решеток	Число резервных решеток
РМН	6	10	50	2,66;4,5;2,1	1	1

Проверяем скорость воды в прозорах решетки v_р, м/с,по[4] с.8:

v_р = K_cт·q_макс.с/(h_к·n₁·b·N),                                   (3.10)

где n₁ – количество прозоров в одной решетке в соответствии принятой решетки, шт.

v_р = 1,1·0,026/(0,15·50·0,006·1) = 0,636 м/с.

Рассчитываем величину уступа в месте установки решетки h_р по[4] с.8:

h_р=ξ_р·v_р²·Р/2·g,                                           (3.11)

где _р– коэффициент местного сопротивления решетки;

P –коэффициент увеличения  потерь напора вследствие засорения решетки.

Определяем коэффициент  местного сопротивления решетки  по [4] с.8:

ξ_р = β·sinα·(S/b)^4/3,                                       (3.12)

где – угол наклона решетки к горизонту, принятый 70°;

β–коэффициент, зависящий от формы стержней и для прямоугольной формы с закругленной лобовой частью.

β= 1,83.

ξ_р = 1,83·sin70·(0,01/0,006)^4/3 = 3,4.

Р = 3.

h_р=3,4·0,636²·3/2·9,81 = 0,21 м.

Рассчитываем количествоw_отб, м³/сут, масса снимаемых отбросов за сутки P_отб, т/сути в часP´_отб, кг/ч, по[4] с.8:

w_отб =q_отб·N_пр/365 000,                                       (3.13)                         

P_отб = 750·w_отб/1000, (3.14)

P´_отб = 1000·Pотб·K/24,                                       (3.15)

гдеq_отб– удельное количество отбросов, зависящее от ширины прозоров решетки, л/(год·чел);

N_пр– приведенное население, чел;

K– коэффициент неравномерности поступления отбросов.

q_отб = 8л/(год·чел) – по [4]; N_пр = 8307,7 чел – из подраздела 3.1; K = 2.

w_отб =8·8307,7/365 000 = 0,18 м³/сут,

P_отб = 750·0,18/1000 = 0,135 т/сут,

P´_отб = 1000·0,135·2/24 = 11,25 кг/ч.

3.2.3 Расчет тангенциальной  песколовки

Назначаем количествоотделенийпесколовокn (неменеедвух), исходя израсхода на одно отделение не более15 тыс. м³/сут.