Разработка технологии очистки сточных вод

СОДЕРЖАНИЕ

 

   Введение            3

1 Разработка технологии  очистки сточных вод      4

1.1 Исходные данные          4

1.2 Разработка функциональной  схемы для очистки сточных  вод  4

2 Расчет основных характеристик  аппаратов для очистки сточных  вод  7

2.1 Расчет аппаратов для очистки сточных вод гальванического производства          7

2.1.1 Расчет усреднителей        7

2.1.2 Расчет отстойников        8

2.2 Расчет аппаратов  для очистки сточных вод травильного 

производства                 10

2.2.1 Расчет станции нейтрализации                                                         10  2.2.2 Расчет смесителя                12

2.2.3 Расчет нейтрализатора               13

2.2.4 Расчет отстойников               14

2.3 Расчет аппаратов  для очистки объединенных потоков сточных вод гальванического и травильного производств            16

2.3.1 Объединение потоков  сточных вод гальванического  и травильного производств              16

2.3.2 Расчет механических  фильтров             17

          2.3.3 Расчет ионообменных фильтров             18          2.3.3.1 Расчет катионитовых фильтров            19          2.3.3.2 Расчет анионитовых фильтров            20

3 Разработка технологии  обработки осадка                        23

4 Разработка принципиальной  схемы для очистки сточных вод          24

   Заключение                  26

Список используемой литературы              27                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Под очисткой сточных вод подразумевается их обработка различными методами с целью разрушения или извлечения содержащихся в них минеральных и органических веществ до степени, позволяющей сбрасывать эти воды в водоёмы или повторно их использовать. К очистке воды относится также ее обезвреживание и обеззараживание, удаление вредных для человека, животных или растений веществ и устранение из воды болезнетворных микробов и вирусов.

Сточные воды подразделяют на:

- бытовые;

- производственные;

- атмосферные.

Загрязнения в сточных водах могут находиться в растворенном, коллоидном и нерастворенном состоянии. Степень загрязнённости сточных вод определяется по ряду показателей санитарно-химического анализа.

Целью данной курсовой работы является выбор технологии очистки сточных вод от гальванического и травильного производств, расчет технологического оборудования (расчет основных характеристик аппаратов водоочистки) и разработка схемы очистки сточных вод. Также необходимо разработать оборудование для обработки осадка. Должен быть приведен чертёж одного из аппаратов водоочистки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 РАЗРАБОТКА  ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

 

1. Исходные данные

 

Вариант №3.7

 

1. Сточные воды гальванического производства:

Среднечасовой расход сточных  вод                                         

Средняя концентрация катионов сильных  оснований           

Максимальная концентрация катионов сильных оснований 

Содержание взвешенных веществ                                            

Концентрация ионов в очищенной  воде                                  

 

2. Сточные воды травильного производства:

Среднечасовой расход сточных  вод                                         

Концентрация серной кислоты                                                 

Концентрация сульфата железа                                                

Концентрация сульфата цинка                                                  

 

Примечания:

1) Содержание анионов сильных кислот в сточной воде гальванического производства − от содержания катионов.

2) Содержание органических примесей  в сточных водах − менее  в пересчетах на ХПК.

3) Допустимое содержание ионов  в воде из условия нормальной работы последующих очистных сооружений − .

4) Температура сточных вод   −  .

5) Время работы обоих производств  в сутки − 16 часов.

6) Вид сброса − залповый ( ).

 

 

1.2 Разработка функциональной схемы для очистки сточных вод

 

Целью данной курсовой работы является выбор и расчет технологической  схемы очистки сточных вод гальванического и травильного производств.

Сначала сточные воды проходят очистку  по отдельности.

Сточные воды гальванического производства поступают в усреднитель, где происходит их усреднение. После усреднения они направляются в отстойники, где улавливаются минеральные нерастворимые загрязнения. После очистки воды в отстойниках образуется осадок, который выгружается с определенной периодичностью и направляется на уплотнение в гравитационный илоуплотнитель, а затем на захоронение.

Сточные воды травильного производства сначала поступают в песколовки для выделения из них минеральных  частиц с гидравлической крупностью не менее , а затем в усреднитель, так как эти воды характеризуются неравномерностью состава.

После описанных процессов сточные  воды поступают в вертикальный смеситель, где происходит их смешение с реагентами. После смесителя воды направляются в нейтрализатор, а уже затем в отстойники, где происходит удаление из них осадка.

Осадки, образующиеся после  очистки сточных вод в песколовках, нейтрализаторах и отстойниках  объединяются в один трубопровод  и направляются на шламовые площадки.

После того, как сточные  воды прошли очистку по отдельности, они объединяются в один поток. Для  реализации этого мы устанавливаем  емкость для смешения сточных  вод гальванического и травильного  производств.

Объединенный поток  поступает на механические фильтры с зернистой загрузкой для глубокой очистки после отстаивания. Пройдя через механические фильтры, вода поступает на ионообменную очистку в ионообменные фильтры. Здесь происходит извлечение из сточных вод катионов сильных оснований и анионов сильных кислот.

Очищенная вода собирается в сборной емкости, а затем  либо используется в качестве оборотной  для промывки фильтров, либо направляется в производство.

Функциональная схема  очистки сточных вод представлена на    рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 − Функциональная схема очистки сточных вод

 

 

 

2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК  АППАРАТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ  ВОД

 

2.1 Расчет аппаратов для  очистки сточных вод  гальванического  производства

 

2.1.1 Расчет усреднителей

 

В составе очистных сооружений для очистки сточных воды гальванического производства предусматриваем усреднитель концентраций проточного типа, который выполняется в виде многокоридорного резервуара.

Принцип действия такого усреднителя  основан на дифференцировании потока, который, поступая в аппарат, делится на ряд струй, протекающих по коридору разной длины. В результате в сборном лотке смешиваются струи воды с различной концентрацией примесей, поступившие в аппарат в различное время.

Расчёт усреднителей представлен в соответствии со СНиП        2.04.03-85.

1. Рассчитываем коэффициент  усреднения:

,

где − максимальная концентрация загрязнений в сбросе;

 − средняя концентрация  загрязнений в сбросе;

 − допустимая концентрация загрязнений в сбросе из условия нормальной работы последующих очистных сооружений.

3. Определяем суммарный объем аппаратов при залповом сбросе:

,

где − средний часовой расход сточных вод гальванического производства;

 − период залпового сброса.

3. Установим 4 усреднителя.  Объем каждого из них:

  ,

где − число аппаратов.

4. Примем высоту аппарата  . Тогда площадь сечения аппарата:

.

 

 

5. Примем ширину усреднителя  . Тогда длина аппарата:

.

 

6. Скорость движения воды в  аппарате:

.

 

 

2.1.2 Расчет  отстойников

 

После усреднителя вода поступает в отстойники. Предусматриваем вертикальные отстойники, предназначенные для улавливания из сточных вод мелкодисперсные нерастворенные примеси и имеющие круглую форму в плане.

Расчёт отстойников также ведется в соответствии со СНиП        2.04.03-85.

1. Рассчитываем средний секундный  расход сточных вод гальванического производства:

,

где − перевод часов в секунды.

2. Рассчитываем максимальный  расчетный расход сточных вод гальванического производства:

,

где − максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод, принимаемый по СНиП 2.04.03-85.

3. Принимаем высоту  зоны осаждения  , и эффективность очистки . По СНиП 2.04.03-85 находим для концентрации взвешенных веществ :

 − показатель, зависящий от  исходной концентрации взвешенных  веществ  , от требуемой степени очистки и от вида взвешенных веществ;

 − продолжительность отстаивания  воды в цилиндре с высотой  столба  для достижения требуемой степени очистки .

4. Найдем гидравлическую  крупность улавливаемых частиц при температуре сточных вод :

,

где − коэффициент использования объема отстойника.

 

5. Устанавливаем 6 отстойников.  Диаметр каждого:

,

где − число отстойников;

  − величина турбулентной составляющей потока.

Принимаем отстойники диаметром  .

6. Диаметр центральной трубы  находим при скорости движения  воды в ней  (скорость принимаем по СНиП 2.04.03-85):

.

7. Найдем диаметр раструба:

.

8. Величину зазора между нижней  кромкой центральной трубы и  поверхностью отражательного щита  находим из условия обеспечения скорости в зазоре (скорость принимаем по СНиП 2.04.03-85):

.

9. Расстояние между  нижней кромкой отражательного  щита и поверхностью слоя осадка  в соответствии со СНиП 2.04.03-85 принимаем равным  (высота нейтрального слоя):

10. Возвышение борта  отстойника над кромкой водосборного  лотка примем равной  .

11. Высота цилиндрической  части аппарата:

12. Высота конической  части при угле наклона стенок к горизонту :

.

13. Рассчитаем суточную массу  осадка, приходящуюся на 6 отстойников:

,

где − исходная концентрация взвешенных веществ в сточной воде;

 − требуемая степень очистки;

 − суточный расход сточных вод гальванического производства:

,

где − продолжительность работы производства в сутки.

 

 

14. Объем осадка при  влажности его и плотности , приходящийся на 6 отстойников рассчитаем по формуле:

.

15. Определим объем  цилиндрической части аппарата:

,

где − радиус цилиндрической части аппарата.

16. Вычислим количество  выгрузок осадка из 1 отстойника  в сутки:

.

17. Периодичность выгрузки:

.

Таким образом получаем, что осадок из отстойника необходимо выгружать 1 раз в 25 суток.

Осадок после отстойников  направляем в гравитационный илоуплотнитель, а затем отправляем на захоронение.

 

 

2.2  Расчет  аппаратов для очистки сточных  вод  травильного производства

 

2.2.1 Расчет станции нейтрализации

 

Так как сточные воды  травильного производства характеризуются неравномерностью количества и состава, то перед нейтрализацией необходимо соответствующее усреднение. Установим 2 усреднителя проточного типа, которые выполняются в виде многокоридорных резервуаров.

Для очистки воды от взвешенных веществ перед усреднителями необходимо установить песколовки. Установим 2 горизонтальные песколовки, которые представляют собой прямоугольные в плане железобетонные резервуары. Они являются аппаратами с прямолинейным движением воды.

Расчёт станции нейтрализации ведется в соответствии со СНиП    2.04.03-85.

1. Рассчитаем суточное количество  сточных вод травильного производства:

,

где − средний часовой расход сточных вод травильного производства;

 − продолжительность работы производства в сутки.

2. В соответствии со  СНиП 2.04.03-85 для нейтрализации используют  в виде по активной части известкового молока. Для получения применяют негашеную известь с содержанием активного .

3. Найдем суточный расход товарной  извести по формуле:

,

где − коэффициент запаса при жидкостном дозировании реагента;

 − расход  на нейтрализацию серной кислоты;

 − расход  на нейтрализацию сульфата железа: