Разработка технологии очистки сточных вод

Приёмный резервуар

Очищенная сточная вода из технологических ёмкостей сооружений биологической очистки поступает самотёком в приёмный резервуар сооружений доочистки.

Разработан приёмный резервуар по т. п. 902-2-467.89, рассчитанный на пятилетнюю производительность насоса подачи воды на фильтрацию. В резервуаре имеется лоток с установленными в нём ручными контрольными решётками.

Вода из приёмного резервуара насосами подаётся для выравнивания напора и воздухоотделения во входную камеру.

 

Входная камера

Входная камера располагается в непосредственной близости от блока фильтров и представляет собой прямоугольное в плане утеплённое сооружение.

Высота входной камеры обеспечивает перепад уровней воды между входной камерой и фильтрами, равный 3.8м.

К строительству принимается входная камера по типовому проекту 902-2-467.89.

Вода из входной камеры раздаётся на песчаные фильтры, расположенные в здании блока фильтров и производственно-вспомогательных помещениях.

 

Блок фильтров и производственно-вспомогательных помещений

Площадь фильтров:

  , ,                                 (4.32.)

 

где   Q - производительность очистной станции, /сут;

         k - коэффициент неравномерности;

         T - продолжительность работы станции в течение суток, ч;

          - скорость фильтрования, м/ч;

          n- количество промывок в сутки;

         - интенсивность, , первоначального взрыхления верхнего слоя загрузки. Продолжительностью , ч;

           - интенсивность подачи воды, , с продолжительностью водовоздушной промывки , ч;

           - интенсивность промывки, , продолжительностью , ч;

           - продолжительность простоя фильтра из-за промывки, ч;

         m - коэффициент, учитывающий расход воды на промывку барабанных сеток.

  =84,8 .

Число фильтров на станции следует определять по эмпирической формуле Д.М. Минца

N=0,5 ,шт.,                                                                                                      (4.33)

N=0,5   =5шт.

Блок фильтров и производственно-вспомогательных помещений состоит из одного блока фильтров с галереей обслуживания, насосной, производственно-вспомогательных помещений.

В насосной устанавливаются следующие группы насосного и вспомогательного оборудования:

- насосы подачи воды на фильтрацию и промывку;

  - шестерёнчатый компрессор.

Для монтажа и демонтажа оборудования в насосной предусмотрен ручной кран, грузоподъёмностью 1 т.

К установке приняты песчаные фильтры с фильтрацией снизу вверх. Фильтры - прямоугольные в плане ёмкости. В качестве фильтрующего материала применяются: гравий d=40-20мм Н=0,2м, d=20-10мм Н=0,2м, d=10-5мм Н=0,3м, d=40-20мм Н=0,2м, d=5-2мм Н=0,5м, песок d=2-1,2мм Н=1,3м.

В нижней зоне фильтра в гравийном слое располагаются водяная и воздушная распределительные системы из дырчатых труб.

Для эксплуатации фильтров на технологических трубопроводах предусмотрены электрофицированные задвижки. Установленные в галерее обслуживания.

Восстановление фильтрующей способности песчаной загрузки фильтров осуществляется водовоздушной промывкой в 3 этапа.

I этап – взрыхление загрузки воздухом;

II этап – совместная водовоздушная промывка;

III этап – промывка загрузки водой.

  Подача воды на промывку осуществляется насосами, установленными в насосной. Подача воздуха на промывку осуществляется шестерёнчатыми компрессорами.

Для промывки фильтров используется нефильтрованная вода. Подача промывной воды осуществляется насосами из промывного резервуара. Промывка фильтров должна производиться при расходе поступающей на станцию воды, превышающей расход воды, необходимый для промывки.

В режиме промывки сумма расходов грязной промывной воды и сточной воды, поступающей на биологическую очистку, не должна превышать максимально-часового расхода станции. Расход, превышающий расчётный расход промывной воды, поступает на фильтры, работающие в режиме фильтрации.

Для замены загрузки фильтра, которая производится при капитальных ремонтах, используется гидроэлеватор, к которому подаёт техническую воду насос НЦС -1 из приёмного резервуара. Песчаная пульпа отводится на песковые площадки по резино-тканевому рукаву.

На фильтры поступает сточная вода. Прошедшая биологическую очистку, со следующими показателями загрязнений:

по - 15мг/л;

по взвешенным веществам - 15мг/л;

Показатели сточных вод, прошедших очистку на фильтрах:

по - 6мг/л;

по взвешенным веществам - 5мг/л;

К строительству применяется блок фильтров и производственно-вспомогательных помещений по т.п. 902-2-467.89.

Отфильтрованная вода поступает в сборный канал. Откуда самотёком отводится для обеззараживания в контактные резервуары.

 

Контактные резервуары

Для контакта хлорной воды со сточной жидкостью предусмотрены контактные резервуары по т.п. 902-3-12. Принят двухсекционный резервуар размерами 15 12 3,8м, что обеспечивает 50 минут контакта жидкости с хлором.

После контактных резервуаров сточная жидкость по отводящему коллектору 600 мм отводится в блокпруды и далее в реку Казоху.

 

4.2. Расчёт  и подбор  сооружений

станции нейтрализации.

Отстойник-нефтеловушка

Нефтеловушку применяют для механической очистки сточных вод от нефтепродуктов, способных к гравитационному отделению.

Нефтеловушки проектируются трёх типов: горизонтальные, тонкослойные и радиальные.

Применяем горизонтальную нефтеловушку, представляющую собой отстойник, разделённый продольными отсеками на параллельные секции.

Для снижения вязкости нефти в зимнее время предусматривается обогрев поверхности жидкости (змеевиком). Число секций принимается равным двум. Ширина секции 2м при глубине отстаиваемого слоя воды 1,2м, т.к. пропускная способность нефтеловушки 35,9 л/с.

Длина отстойной части нефтеловушки

L= , м,                                                                                                   (4.34.)

где а – коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды;

       h – глубина отстаиваемого слоя, м;

       V – скорость движения воды, мм/с;

- скорость всплывания частиц  нефти (гидравлическая крупность) мм/с, принимается с учётом кинетики всплывания нефти. Т.к. данные по кинематке всплывания частиц нефти отсутствуют, то допускается принимать

= 0,5 мм/с, V=5мм/с.

Значение а=1,5, т.к. V/ =10.

L= =18м.

Расчётная продолжительность отстаивания принимается 2 ч.

Продолжительность всплывания нефтяных частиц

= , ч,                                                                                                              (4.35.)

= = 0,24 ч.

- условие выполняется.

Скорость движения воды в нефтеловушке принимаем 5 мм/с; толщина слоя всплывающих нефтепродуктов 0,1м; площадь щелей в распределительной перегородке 6% её общей поверхности; общие потери напора в нефтеловушке 0,4м.

Выбираем типовой проект 902-2-158.

 

4.3. Расчёт и выбор  сооружений масло-шламовой станции.

Открытые песколовки

Песколовки устанавливают на очистных сооружениях для задержания минеральных частиц крупностью свыше 0,2-0,25мм.

Выбираем четыре горизонтальные песколовки с песковым движением воды.

Длина песколовки, м, определяется по формуле 4.6. имеем Z=13,6м.

Продолжительность протекания сточных вод 30 сек.

Необходимая площадь поверхности песколовки, , определяется по формуле 4.7. имеем F=1,86 .

Ширина песколовки, м, определяется по формуле 4.8. имеем =0,14м.

Средний диаметр песколовки, м, определяется по формуле 4.9. имеем =4,3м.

Наружный диаметр песколовки, м, определяется по формуле 4.10. имеем =4,44м.

Высота песколовки определяется из условий, что угол наклона стенок конусной части должен быть не менее , а радиус нижнего основания 0,4 м.

Высота конусной части песколовки равна 7,34м, т.к. угол наклона взят .

Общая высота песколовки равна = + = 0,5+7,34=7,84м.

Выбираем типовой проект песколовки 902-2-27 тип 2.

 

Отстойники-нефтеловушки

Принято два отстойника-нефтеловушки. Выбираем типовой проект 902-2-158, расчёты в пункте 4.3.

 

Флотаторы

Флотация – это процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычного газа (чаще воздуха) и воды, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоёв, а также поверхностными явлениями смачивания.

Процесс очистки сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества (нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые материалы) методом флотации заключается в образовании комплексов «частица-пузырёк», всплывании этих комплексов и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности обрабатываемой воды.

Принимаются три флотатора-отстойника.

Высота флотационной камеры =1,5м.

Диаметр флотационной камеры

= , м,                                                                                                    (4.36.)

где - расход сточных вод, /ч;

        - скорость движения воды во флотационной камере, равная 10,8м/ч.

=   =4м.    

Продолжительность пребывания во флотационной камере 6 мин.

Высота флотатора-отстойника =3м.

Диаметр флотатора-отстойника

= + , м,                                                                                        (4.37.)

где - скорость движения воды в отстойной зоне, равная 4,7м/ч.

= + м.                                                                    

Время пребывания во флотаторе-отстойнике 20 мин.

Выбираем типовой проект Т-2316.

Количество выпавшего осадка, т/сут, по сухому веществу

=   , т/сут.,                                                                                       (4.38.)

где С и – начальное и конечное содержание взвешенных веществ в сточной воде, г/ ;

      Q – Расход сточных вод, /сут.

=   = 0,23 т/сут.

Количество нефтесодержащей пены

= , /ч,                                                                             (4.39.)  

где А и – начальное и конечное содержание нефтепродуктов в сточной воде, мг/л;

      Q – Расход сточной воды, /ч;

       0,95 – объёмная масса нефтесодержащей пены, т/ ;

       90 – обводнённость  нефтесодержащей пены, %.

=   = 0,12 /ч.

Во флотаторы встроен механизм для сгребания пены и сбора осадка.

 

Напорные фильтры

Принимаем три вертикальных напорных фильтра, рассчитанные на давление 0,6 МПа. Фильтр загружают кварцевым песком слоем 1м.

Площадь фильтрующего слоя 7  

Скорость фильтрации 6-10 м/ч.

Масса фильтра с загрузкой 20,68т.

Объём загрузки 11 .

Размеры корпуса:

-диаметр 3000мм;

-длина 4370мм.

Закрытые песковые площадки

Площадки, предназначенные для приёма, отстоя и фильтрации пены с флотаторов и продуктов регенерации напорных фильтров.

Фильтрующим элементом является слой гравия (Н=0,3м). Под слоем гравия в трёх бетонных лотках уложены дренажные (перфорированные) трубы.

Размеры в плане 34 5,5м.

 

Буферные пруды

Принимаем два буферных пруда, объём каждого - 7000 . Один рабочий, другой – резервный. Рабочий пруд рассчитан на прохождение по нему стоков в течение 5-ти суток. Стоки из прудов по самотечному трубопроводу 350 мм поступают в реку Казоху.

 

 

 

Заключение

В данном дипломном проекте запроектирована система очистки сточных вод от машиностроительного завода. Определены методы очистки:

- реагентный метод нейтрализации  для хим. агрессивных сточных  вод от гальванического цеха;  

- отстаивание и фильтрация для  масло-шламовых стоков;

-биологический метод очистки  для хоз-бытовых сточных вод.

В разделе экономики произведено технико-экономическое сравнение по выбору материала труб, совокупные дисконтированные затраты на прокладку полиэтиленового трубопровода оказались ниже, чем затраты на прокладку стального трубопровода. Поэтому по экономическим и  технологическим соображениям в проекте принимаем материал труб - полиэтилен. Разница дисконтированных затрат  858980,2 руб.