Производственные сточные воды

1. Выбор схемы очистных сооружений.

Производственные сточные воды на предприятии образуются при обмывке изделий, промывке и опрессовки отдельных узлов с агрегатов, спуске воды из нагрузочных реостатов и гальванических ванн. Основными загрязняющими веществами являются нефтепродукты, минеральные и органические взвешенные вещества, кислоты и ионы тяжёлых металлов.

Загрязняющие вещества в сточной воде находятся механической взвеси эмульсии и в растворенном состоянии.Поэтому разрабатываемый многоступенчатую очистку, рассчитанную на улавливание всех примесей.

На 1 ступени очистки обеспечивается удаление крупных дисперсий путём отстаивания. Далее с помощью комбинации физико- химических методов флотации и коагуляции обеспечивается удаление мелкодиспергированных примесей. На 3 ступени очистки путём фильтрованием  воды через зернистую загрузку обеспечиваем снижение концентраций примесей до нор, позволяющих сбрасывать воду в городскую канализацию или возвращать ее на производственные нужды.

При выпуски станков в открытый водоём требуется глубокая очистка воды, которую можно добиться путём фильтрования через активированный уголь. Т.о в состав очистных сооружений при сбросе производственных сточных вод в городскую канализацию должен входить:

- резервуар – усреднители (отстойники)

- флотаторы

- скоростные фильтры

- резервуары промывочных  вод.

- промежуточные ёмкости

- насосы

В состав сооружений локальной очистки сточных вод гальванического производства входит: усреднитель, электрокоагулятор с отстойником, сооружения по обработке осадка, резервуар для очищенной воды

Определение расчётных расходов

Расчёт расходов производственных стоков.

Среднесуточный расход производственных сточных вод вычисляют по формуле:

qсут  ПП = 678,4

Расчётный максимальный часовой расход производственных СВ вычисляют по формуле:

Qрас.=

где,  Т -  время работы (16 часов)

         К – коэффициент часовой неравномерности (1,4 – 1,5)

Qрас.=

=58,52

 

 

 Определение расходов

Расход дождевых вод

Qп = 30 + N

Qп =30+8 = 38

Qпчас = 38/16 = 2,375

Общий расход СВ поступающих на ОС

Qсут.общ =QДсут+Qпсут

qчасобщ = Qрасч +Qчас

qчасобщ =63,6+ 2,375 = 66

2. Расчет нефтеуловителя

Нефтеуловитель используется в качестве резервуара усреднителя сточных вод, а так же применяются для очистки сточных вод, содержащих грубодисспергированные нефтепродукты, жиры, смолы при концентрации 100 мг/л и для осаждения твёрдых механических примесей.

Горизонтальная нефтеловушка представляет собой отстойник, разделённый продольными стенками на параллельные секции. Сточные воды из отдельно расположенной распределительной камеры по самостоятельным трубопроводам поступает через щелевую перегородку в каждую секцию нефтеловушки. Освобожденная от нефти и взвешенных частиц вода в конце секции проходит затоплёной стенкой и через водослив переливается в отводящий лоток и далее в трубопровод. Выплывающая нефть по мере наполнения смещается скребковыми транспортёрами к щитовым поворотным трубам и выводится из нефтеловушек.

Для переодического перемешивания стоков в нефтеловушки предусматривается установка перфорированных труб диаметром 40 мм.

Для использования нефтеловушки в качестве резервуара усреднителя дополнительно  применяется ещё 1 секция. Рекомендуемые скорости движения воды в проточной части нефтеловушки Vреки = 4 – 6 мм/с, а гидравлическая крупность U0 = 0,4 – 0,6 мм/с

 

Горизонтальная нефтеловушка

 

1 – трубы для подачи сточных вод на очистку

2 – приёмная камера 

3 – щелевая распределительная  перегородка

4 – приямок для осадка

5 – отстойная камера

6 – донный скребок

7 – нефтеудерживающая  перегородка

8 – сборный лоток

9 – труба для отвода  воды

10 – нефтеотборная труба

11 – скребок для стока  нефти

12 – гидроэлеватор для  удаления осадка 

 

Размеры			Глубина проточной части
Ширина, В,м	Длина, L,м	Высота, Н,м
2	12	2,4-3,6	1,2
3	18	-//-	1,25
3	24	-//-	1,5
3	30	2,4-3,6	2
6	36	2,4	2

Принимаем ширину нефтеловушки  2 м, глубину проточной части 1,2 м, длину 12м.

 Средняя фактическая  скорость движения вода в проточной  части нефтеловушки вычисляют  по формуле:

Vфакт =

 

Vфакт =

=0,006

                      qрасч – расход сточной воды, м3/ ч ,

n- число секций

Н – глубина нефтеловушки (0,8- 1) м

В – ширина секций нефтеловушки, 1м

Диапазон скоростей для промышленности нефтеловушек 4 – 6 мм/с

L = а*

Н

 

а – коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды в нефтеловушке.

U0 -гидравлическая крупность( скорость вымывания задерживаемых нефтяных частиц) мм/с

Гидравлическая крупность   U0 = 0,0004 мм/с. При отношении Vфакт/ U0.

Vфакт/ U0.	20	15	10
а	1,75	1,65	1,5

 

L = 1,65*

*1,2=29,7

  Отношение L/H  = 22,5/1,2 =18,75, допустимые пределы отношения L/H = 15 – 20

Продолжительность отстаивания сточной жидкости в нефтеловушки , Jотст. , вычисляют по формуле:

Jотст = L/ Vфакт.

Jотст = 29,7/0,006 = 4950с = 1,375 ч

Время всплывания частиц нефтеловушки Jвспл. , с, вычисляют по формуле :

Jвспл = Н/ U0

Jвспл = 1,2/0,0004 = 0,83ч

Условие Jвспл < Jотст  =>0,83 ч <1,375 ч, выполнено

3 Остаточная жёсткость нефтепродуктов в сточных водах

Остаточная концентрация нефтепродуктов в сточных водах ,Сотст , мг/л, вычисляют по формуле:

Сотст  =

*Сисх

           Э – эффект задержанных нефтепродуктов в сооружении, %.

Сисх – исходная концентрация нефтепродуктов в сточной жидкости, мг/л

Эффект задержанных нефтепродуктов в сооружениях, для горизонтальных нефтеловушек Э = 60%

 Исходная концентрация  нефтепродуктов в сточной жидкости,  Сисх, вычисляют по формуле:

Сисх =

 

              Сдн; Спн – концентрация загрязняющих веществ в СВ предприятия и поверхностных СВ, мг/л

Qдн; Qпн – расходы СВ от предприятия и поверхностного стока, м3

Сисх =

=790

 

Сотст  =

 

     Объем загрязнений удержанных в нефтеловушке

Объём осадка осаждающегося на дно сооружения Wосад , м3/сут, вычисляют по формуле:

Wосад =

 

Qсут - суточный расход СВ, м3

Свзв – исходная концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости, мг/л

Эвзв – эффект задержанных взвешенных веществ, % (60%)

р – плотность осадка, кг/ м3 (1,1)

Р – влажность осадка, % (95%)

Wосад =

=1,7

Объём задержанных нефтепродуктов, всплывающих на поверхность за сутки, Wнефт, м3, вычисляют по формуле

Wнефт =

 

 

 

 

Qсут  - суточный расход сточных вод, м3

 Энеф – эффект задержания нефтепродуктов , % (60%)

Кнефт – исходная концентрация нефти в стоках, мг/л

р -  плотность нефтепродуктов,0,8, кг/м3

Р – влажность удаляемых с поверхности нефтепродуктов, %, (65%)

Wнефт =

=1,17

 

Объём иловой камеры, Wил , м3, вычисляют по формуле

Wил = 2 * Wосад

Wил = 2 *1,7 = 3,4 м3

Осадок из иловой камеры удаляется 1 раз в 2 суток.

Объём зоны накопления нефтепродуктов Wзоны накопл.,м2, вычисляют по формуле:

Wзоны накопл = Wнефт

Wзоны накопл = 1,17

Удаление нефтепродуктов осуществляется 1 раз в сутки в разделочный резервуар.

 

 

4. Определение расчётного  расхода воды, подаваемой на флорацию 

Расчётный расход  воды0 подаваемой на флорационную установку, Qфлот, м3/ч вычисляют по формуле:

Qфлот = qпр + qрецирк + qпов

qпр –расход производственных сточных вод, м3/ч

qпов- расчётный расход стока подаваемый на очистку в период дождей, м3/ч

qрецирк –расход рециркуляционной воды,м3/ч

qрецирк= 0,3(qнефт+ qпов)

qрецирк= 0,3(52,58+2,25) = 16,4

Qфлот = 52,58+16,4+2,25 = 71,23

Принимаем к установке 3 флотатора, нагрузка 1 флотатора составляет  23м3/час

 

4. Определение объёма камер флотатора

Объём камер флотатора Wк, м3, вычисляют по формуле

Wк =

 
    Jк  - продолжительность пребывания сточной жидксти в камере, мин(6)

    n0- коэффициент объёмного использования флотатора (0,6)

Продолжительность пребывания сточной жидкости для 1го  - 6мин, для 2 и 3 и 4 – 10мин.

Объём  для 1 камеры

Wк =

=11.87=12

 

Объём для 2,3,4 камеры

Wк =

=19.78

 

     Рабочая глубина флотационных  камер, Нк ,вычисляют по формуле

Нк = 0,6 * Vвосх * tк

  Vвосх – скорость восходящего движения воды в камере, мм/с (7)

Нк = 0.6*7*360/1000=1.5

Полная высота флотатора, Н, на 400- 600мм больше величины Нк. Принимаем 500мм.

Н = 2м

Ширина флотатора

Ширину флотатора, В, м, вычисляют по формуле

В =

В =

=3

 

Ширина флотатора принимается по ширине 2 камеры. Высота переливных перегородок между камерами принята на 100мм ниже высоты флотатора, Нпер = 1,9м. Расстояние между перегородками 150мм.

Длина камер флотатора, L, м вычисляется по формуле

L =

 

 

Длина 2  и 3 камеры L, равна ширине флотатора.

L 1,4= =2

 

Конструирование вспомогательного оборудования

Dсм = 70 *

qфлот

Dсм = 70*

=341мм

 

Время пребывания сточной жидкости в смесители 15 – 20 секунд. Объём смесителя Wсм, м3, вычисляют по формуле

Wсм =

=0,39

Wсм =

 

 

 

Высоту смесителя, Нсм,м,  вычисляют по формуле

Нсм = 0,6 * Н

Нсм = 0,6 * 2 = 1,2 м

Нижняя кромка смесителя находится на расстоянии 200мм от дна флотатора.

Диаметр водораспределительных труб,Dр,м, подающих насыщенную воду воздухом из сатуратора, определяется исходя из скорости движения жидкости в трубах, V = 0,8-1 м/с. Рециркуляционный расход, qрец= 16,4 м3/ч = 4,55л/с. Для 1 флотатора  qрец = 4,55/3 = 1,51л/с = 0,00151м3/с

Dр =

=0,04

 

Принимаем трубу диаметром 40мм. Расстояние между выпускными отверстиями на трубах принимаем 100мм, dотв = 3мм. Отверстия размещаем в шахматном порядке.

Высоту расположения водораспределительных труб над дном флотатора, Нр,м принимают равной :

Нр = 0,6 * Н

Нр =0,6*2=1,2

Диаметр подпорных диофрагм, dn, мм, вычисляют по формуле

dn=22

 

qрецир - расход рециркуляционной воды для 1 камеры, л/с

р-давление в напорном баке сатуратора, (30)

Расход рециркуляционной воды для 1 камеры вычисляют

qрецир=

=0,26

 

3 – кол-во флотаторов

2 – кол – во камер флотатора