Расчет биохимической очистки сточных вод

Биохимически очищенные стоки после вторичных радиальных отстойников поступают в аэротенки II ступени. На II ступени применяются аэротенки-вытеснители с регенераторами.

Для пополнения биогенных элементов в аэротенки II ступени подаются хозфекальные стоки АО «Башгазавтоматика» в количестве 12 м³/час.

В аэротенки подается воздух. Удельный расход воздуха регулируется по результатам лабораторного анализа в зависимости от содержания кислорода. Процессы, происходящие в аэротенках II ступени, аналогичны процессам, происходящим в аэротенках I системы. После аэротенков II ступени сточные воды по самотечным трубопроводам направляются в третичные радиальные отстойники (ТРО).

ТРО предназначены  для отстоя стоков и представляют собой железобетонные конструкции  цилиндрической формы. Время отстоя до 4,65 часов. Осевший активный ил удаляется  при помощи илососов, представляющих собой систему движущихся сосунов. Активный ил под действием гидростатического давления поступает в горизонтальную трубу, уложенную под отстойником. Уловленный активный ил из ТРО откачивается эрлифтами в распределительный иловый канал регенераторов аэротенков II ступени.

Избыточный  активный ил откачивается эрлифтом и  по трубопроводу поступает в приемную камеру иловой насосной, затем откачивается насосами на аэротенки I ступени или выводится на иловые площадки насосами.

Эрлифты представляют собой вертикальные металлические  трубы, в низ которых подается воздух, который распределяется и измельчается по трубе дырчатыми рассекателями. Плотность образующейся в эрлифте воздушно-водяной смеси значительно меньше плотности воды, в результате чего смесь поднимается по трубе над уровнем воды.

Биохимически очищенные стоки после ТРО по трубопроводу поступают в приемную емкость, откуда затем подаются насосом во флотаторы.

В случае ухудшения очистки стоков на флотации предусмотрено применение полиэлектролита  ВПК-402 вязкостью не менее 2 сСт, рН = 5-8.

Равномерное распределение сточных вод по объему флотационной камеры производится с помощью вращающегося водораспределительного механизма, находящегося в нижней части  флотационной камеры. Вращение водораспределительного механизма происходит за счет реактивной струи, истекающей из сопел сточной  жидкости. При входе сточных вод  во флотационную камеру происходит резкое падение давления, в результате чего происходит выделение из сточной  воды воздуха. Выделяющиеся из воды мелкие пузырьки воздуха устремляются вверх, увлекая с собой хлопья вынесенного  активного ила и механические примеси, и образуют пенообразный слой на поверхности флотатора. Пена с поверхности флотаторов собирается лопастями пеносборного механизма в пеносборный лоток и отводится по трубопроводу в приемную емкость, откуда насосами на ПРО или на буферные пруды.

Очищенные стоки отводятся из отстойной  зоны флотатора по всему периметру  через отверстия и переливаются в отводящий водокольцевой лоток  и далее в емкость, из которой  они отводятся в биологический  пруд доочистки (БПД).

Промстоки, пройдя очистку на сооружениях установки БОС и флотации, поступают по трубопроводу в пруды биологической доочистки. Пруды биологической доочистки состоят из 5 карт. В биологическом пруду доочистки происходит естественное насыщение воды кислородом и доокисление органических загрязнений. Далее очищенные стоки из распредкамеры сбрасываются в р.Белая.

Иловые  площадки предназначены для сбора, накопления и уплотнения избыточного  активного ила в естественных условиях.

 

 

 

 

2 Расчет материального  баланса

2.1 Смеситель №1

В смесителе  смешиваются химически загрязненные стоки:

- химзагрязненные (кислые) стоки нефтехимических производств СЖК АО «Башнефтехим» в количестве 98 м³/час по трубопроводу Ду-400мм;

- химзагрязненные (щелочные) стоки зоны №4 АО «Башнефтехим» в количестве 230 м³/час.

 

2.2 Усреднитель

Из смесителя  химзагрязненные стоки поступают в усреднитель.

Сюда  же поступают:

      а) промстоки производства ВЖС зоны №3 АО «Башнефтехим» в количестве 34 м³/час;

      б) промстоки нефтеперекачивающей станции «Черкассы» в количестве 12 м³/час.

      В усреднителях происходит взаимная нейтрализация и окисление легкоокисляемых органических загрязнений кислородом воздуха, подаваемым от воздуходувной станции по трубопроводу.

 

2.3 Первичные радиальные отстойники (ПРО)

Для отделения сточных вод от шлама стоки направляются в первичный  радиальный отстойник (ПРО).

Концентрация механических примесей, поступающих со сточными водами в ПРО определяется по уравнению:

,

где Q_i – приход сточных вод по i-му потоку

q_i – количество загрязнения в i-ом потоке

Вынос взвеси из первичных отстойников  при коэффициенте осветления 50% составляет:

Количество выносимого шлама влажностью 94% составляет:

 

Приход:                                                   Расход:

- Стоки с усреднителя:                            - шлам 94% влажности: 0,37 м³/ч

           374 м³/ч               - осветленная жидкость:

374-0,37=373,63 м³/ч

 

2.4 Шламонакопитель

Далее стоки  направляются в смеситель, а шлам – в шламонакопитель

Приход:                                                   Расход:

шлам 94% влажности                           - шлам 85% влажности:

0,37 м³/ч     0,37-0,03=0,34 м³/ч

   - осветленная жидкость:

0,37*0,09=0,03 м³/ч

 

2.5 Камера гашения

Приход:                                                  

стоки – 373,63 м³/ч

осветленные стоки со шламонакопителя – 0,03 м³/ч

 

2.6 Смеситель №2

В смеситель  №2 поступают осветленные стоки из ПРО, прошедшие через камеру гашения.  Сюда также поступают:

а) промстоки зоны №3 АО «Башнефтехим» и стоки ТЭЦ-4 (1300 м³/ч);

б) условно-чистые стоки зоны №4 АО «Башнефтехим» (590 м³/ч);

в) стоки  ЭЛОУ (360 м³/ч);

г) хоз.фекальные стоки АО «Башнефтехим» и стоки ТЭЦ-4 (87 м³/ч).

Таким образом, общее количество стоков, поступающих  в смеситель  №2, составляет:

373,63+1300+590+360+87 = 2710,63 м³/час или 65055,12 м³/сут.

Стоки смешиваются с биогенными добавками.

Суточная  потребность в фосфоре n_P - 3 мг/л по чистому веществу.

На 65055,12 м³/сут стоков потребуется (3*65055,12)=195,2 кг/сут фосфора. Фосфор поступает в сточные воды в виде раствора суперфосфата Са(Н₂РО₄)_2. Суточная потребность в суперфосфате :

, кг/сут.

где 252 г/моль – молекулярный вес суперфосфата;

31 г/моль  – молекулярный вес фосфора.

Суточная  потребность в азоте  n_N - 15 мг/л по чистому веществу.

На 65055,12 м³/сут стоков потребуется (15*65055,12)=975,83 кг/сут азота. Азот поступает в сточные воды в виде аммиачной селитры NH₄NO₃ Суточная потребность в аммиачной селитре :

, кг/сут.

где 80 г/моль – молекулярный вес аммиачной селитры;

14 г/моль  – молекулярный вес азота.

Коэффициент активной части биогенных добавок 0,6. Соответственно суперфосфата и аммиачной  селитры потребуется  :

    и   

 

Суперфосфата  и аммиачная селитры поступают в смеситель в виде 10%-ных растворов:

Q_{р-ра Ca(H2PO4)2}=1322,3 кг/сут = 0,53 м³/час;

Q_{р-ра NH4NO3}= 4646,82 кг/сут = 1,91 м³/час.

 

Таким образом материальный баланс смесителя №2:

Приход:      Расход:

стоки - 2710,63 м³/час    стоки с биогенными добавками

биогенные добавки – 2,44 м³/час    2713,07 м³/час

 

2.7 Аэротенк 1 ступени

 

В аэротенке 1 ступени происходит окисление органических соединений микроорганизмами активного ила или при интенсивной аэрации.

Расход  воздуха 30 м³на 1м³ стоков. На регенерацию ила расходуется 60% от общего количества воздуха, поступающего в аэротенк.

Количество  активного ила, поступающего в аэротенк, составляет 70% от поступающих стоков:

Q=0,7*2713,07 =1899,15 м³/час или 45579,58 м³/сут

Концентрация  взвешенных веществ на входе в  аэротенк  составляет среднее значение по потокам, поступающим в аэротенк 1 ступени:

БПК₂₀ принимается равным БПК_полн. L_а – БПК поступающей воды.

Прирост активного ила:

П_р=0,7×(0,8×В+0,3×L_a) , мг/л

П_р = 0,7*(0,8*71,19+0,3*618,47)=169,74 мг/л

Количество  избыточного активного ила по сухому веществу:

И_сух.=(П_р×1,2×Q)*10^-6 , т/сут

И_сух.=(169,74 ×1,2×2710,63×24)*10^-6= 13,25 т/сут

Количество  избыточного активного ила влажностью W=99,2% и удельным весом 1,1 т/м³:

, м³/сут

Таким образом, материальный баланс аэротенка 1-ой ступени:

Приход:       Расход:

стоки со смесителя №2 - 2710,63 м³/час          стоки во вторичные отстойники

активный  ил м³/сут -1899,15 м³/час     4672.51 м³/час                         

прирост активного  ила  - 62,73 м³/час