Расчет локальной очистки сточных вод автапредприятия

ВВЕДЕНИЕ

Сточные воды - воды, загрязнённые бытовыми отбросами и производственными  отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий  системами канализации. К сточным относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных волах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов ' и других населённых мест.

Наиболее широко распространенными  загрязнителями сточных вод являются нефтепродукты - неидентифицированная группа углеводородов нефти, мазута, керосина, масел и их примесей, которые вследствие их высокой токсичности, принадлежат к числу десяти наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Нефтепродукты могут находиться в растворах в эмульгированном, растворенном виде и образовывать на поверхности плавающий слой.

Основными источниками загрязнений  нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия, системы перекачки  и транспортировки, нефтяные терминалы  и нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и  станции, автопредприятия.

Надлежащая очистка сточных  вод предполагает их повторное использование  до отвода в водоёмы или в почву. Выбор схемы очистных сооружений следует вести, исходя из условий соблюдения предельно допустимых выбросов вредных веществ в водоемы и канализацию, максимального сокращения расхода сточных вод за счет оборотного и повторного использования ее в технологических процессах, возврата очищенных стоков в производство, применения локальной очистки наиболее загрязненных стоков, предотвращения повторного загрязнения грунтовых вод и почвы, извлекаемыми из сточных вод нефтеотходами и осадками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Аналитический обзор литературы

Требуется дать описание условий  формирования сточных вод автопредприятия; рассмотреть основные методы очистки  сточных вод, содержащих нефтепродукты; рассчитать технологическую схему  очистки и расход реагентов; составить  материальный баланс технологии очистки; привести аппаратурную схему)' очистки с расчетом параметров основного оборудования.

1.1 Условия  формирования сточных вод автопредприятия

Сточные воды автопредприятий  образуются от мойки автомобилей, промывки деталей, мойки гаражей и автостоянок, мытья производственных помещений  и стирки спецодежды. *

Основные загрязнители сточных  вод, образующиеся при мойке автомобилей - механические примеси и нефтепродукты. Сточные воды содержат моторные масла, асфальт, песок, СОЖ, ПАВ, соли тяжелых металлов, различные виды топлива, а также моющие вещества, используемые при мойке. Концентрация углеводородов в сточных водах достигает 10 мл/л.

Очистные сооружения автопредприятия  проектируют в расчете на прием  сточных вод от всех источников и  очистку их от нефтепродуктов и взвешенных веществ. Очищенные производственные и поверхностные стоки целесообразно  повторно использовать для мойки машин, промывки деталей .

Выбор схемы очистных сооружений следует вести, исходя из условий  соблюдения предельно допустимых выбросов вредных веществ в водоемы  и канализацию, максимального сокращения расхода сточных вод за счет оборотного и повторного использования ее в  технологических процессах, возврата очищенных стоков в производство, применения локальной очистки наиболее загрязненных стоков, предотвращения повторного загрязнения грунтовых  вод и почвы, извлекаемыми из сточных вод нефтеотходами и осадками.

Загрязняющие примеси  находятся в сточной воде в  плавающем, эмульгированном, растворенном состоянии и в виде механической взвеси, поэтому очистные сооружения должны состоять из нескольких ступеней, рассчитанных на улавливание всех видов примесей. Плавающие и частично эмульгированные нефтепродукты и тяжелую взвесь удаляют путем отстаивания, после которого в воде обычно остается от 100 до ЗООмг/л загрязнений. Эти загрязнения представляют собою тонко эмульгированные нефтепродукты и легкую взвесь с плотностью, близкой к плотности воды, поэтому они плохо отстаиваются.

Их удаление эффективно с  помощью коагуляции, при которой в воду добавляют феррооксид. Это позволяет удалить около 60% оставшихся после отстаивания примесей. При сбросе в бытовую канализацию в производственных стоках допускается концентрация нефтепродуктов до 3 мг/л. Поэтому воду необходимо дополнительно профильтровать для удаления вынесенных их примесей. После фильтра в воде остаются практически только растворенные нефтепродукты в количестве 3-5мг/л, что допустимо для сброса в городскую канализацию. [3].

 

 

1.2 Основные  методы очистки нефтесодержащих  сточных вод

Выбор метода очистки сточных  вод зависит от многих факторов: количество сточных вод различных  видов, их расходы, возможность и  экономическая целесообразность извлечения примесей из сточных вод, требования к качеству очищенной воды при  ее использовании для повторного и оборотного водоснабжения и  сброса в водоем, мощность водоема, наличие районных или городских очистных сооружений.

 

 

Для очистки сточных вод  используют очистные сооружения трех основных типов: локальные, общие и  районные или городские.

Для очистки сточных вод  применяют реагентные методы: коагуляцию, флокуляцию, осаждение примесей, фильтрование, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, обратный осмос и др.

Методы, применяемые для  очистки сточных вод, могут быть разделены на три группы:

• механические,
• физико-химические,
• биологические.

Механическая очистка

Механическую очистку  сточных вод применяют преимущественно  как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65%, а из, некоторых производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами.

В настоящее время к  очистке предъявляют большие  требования. Это приводит к созданию высокоэффективных методов физико-химической очистки, интенсификации процессов  биологической очистки, разработке технологических схем с сочетанием механических, физико-химических и  биологических способов очистки  и повторным использованием очищенных  вод в технологических процессах.

 

Механическую очистку  проводят для выделения из сточной  воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем  процеживания, отстаивания и фильтрования.

Для задержания крупных загрязнений  и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различные решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, имеющих большую или меньшую плотность но отношению к плотности воды, используют отстаивание. При этом тяжелые частицы оседают, а легкие всплывают.

Сооружения, в которых  при отстаивании сточных вод  выпадают тяжелые частицы, называются песколовками.

Сооружения, в которых  при отстаивании загрязненных промышленных вод всплывают более легкие частицы, называются в зависимости от всплывающих  веществ жироловками, маслоуловителями, нефтеловушками.

Фильтрование применяют  для задержания более мелких частиц. В фильтрах для этих целей используют фильтровальные материалы в виде тканей (сеток), слоя зернистого материала  или химических материалов, имеющих  определенную пористость. При прохождении  сточных вод через фильтрующий  материал на его поверхности или  в поровом пространстве задерживается  выделенная из сточной воды взвесь.

Механическую очистку  как самостоятельный метод применяют  тогда, когда осветленная вода после  этого способа очистки может  быть использована в технологических  процессах производства или спущена  в водоемы без нарушения их экологического состояния.

 

 

Во всех других случаях  механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных вод.

 

При механической очистке  сточных вод применяют песколовки, резервуары-отстойники, нефтеловушки, пруды-отстойники, напорные полые и полочные отстойники.

Отстойники

Нефтетранспортные предприятия (нефтебазы, нефтеперекачивающие станции) оборудуют различными отстойниками для сбора и очистки воды от нефти и нефтепродуктов. Для этой цели обычно используют стандартные стальные или железобетонные резервуары, которые могут работать в режиме резервуара-накопителя, резервуара-отстойника или буферного резервуара в зависимости от технологической схемы очистки сточных вод.

Для более равномерной  подачи загрязненных вод на очистные сооружения служат буферные резервуары, которые оборудуют водораспределительными и нефтесборными устройствами, трубами  для подачи и выпуска сточной  воды и нефти, уровнемером, дыхательной  аппаратурой и т.д. Так как нефть  в воде находится в трех состояниях (легко-, трудноотделимая и растворенная), то попав в буферный резервуар, легко- и частично трудноотделимая нефть всплывает на поверхность воды, во втором случае это происходит значительно медленнее. Для отделения мелкодисперсной нефти при большой высоте резервуара необходимо затратить значительное время (более 48 ч), поэтому такое отделение в

буферных резервуарах не предусматривается. В этих резервуарах отделяют до 90-95% легко отделимых нефтей. Для этого в схему очистных сооружений устанавливают два и более буферных резервуара, которые работают периодически: заполнение, отстой, выкачка.

Объем резервуара выбирают из расчета времени заполнения, выкачки  и отстоя, причем время отстоя принимают  от 6 до 24 ч. Таким образом, буферные резервуары (резервуары-отстойники) не только сглаживают неравномерность  подачи сточных вод на очистные сооружения, но и значительно снижают концентрацию нефти в воде.

Отстаиваиие воды в вертикальных резервуарах может протекать в динамическом и непроточном режимах.

При динамическом режиме наполнение и опорожнение резервуара происходят одновременно.

При статическом (непроточном) режиме резервуары работают по трем циклам: наполнение, отстаивание, опорожнение. Поэтому для отстаивания воды число резервуаров должно быть более  двух, а объем их несколько больше, чем объем резервуаров при  динамическом режиме.

Перед откачкой отстоявшейся воды из резервуара сначала отводят  всплывшую нефть и выпавший осадок, после чего откачивают осветленную  воду. Для удаления осадка на дне  резервуара устраивают дренаж из перфорированных  труб.

Отстаивание - наиболее простой  и часто применяемый способ выделения  из сточных вод грубо дисперсных примесей, которые под действием  гравитационной силы оседают на дне  отстойника или всплывают на его  поверхности.

Фильтры

Метод фильтрования приобретает  все большее значение в связи  с повышением требований к качеству очищенной воды. Фильтрование применяют  после очистки сточных вод  в отстойниках или после биологической  очистки. Процесс основан на прилипании грубодисперсных частиц нефти и  нефтепродуктов к поверхности фильтрующего материала. Фильтры по виду фильтрующей  среды делятся на тканевые иди сетчатые, каркасные или намывные, зернистые или мембранные.

Фильтрование через различные  сетки и ткани обычно применяют  для удаления грубодисперсных частиц. Более глубокую очистку нефтесодержащей  воды можно осуществлять на каркасных  фильтрах. Пленочные фильтры очищают  воду на молекулярном уровне.

Физико-химическая очистка

Физико-химическая очистка  заключается в том, что в очищаемую  воду вводят какое-либо вещество-реагент (коагулянт или флокулянт). Вступая в химическую реакцию с находящимися в воде примесями, это вещество способствует более полному выделению нерастворимых примесей, коллоидов и части растворимых соединений.

При этом уменьшается концентрация вредных веществ в сточных  водах, растворимые соединения переходят  в нерастворимые или растворимые, но

безвредные, изменяется реакция  сточных вод (происходит их нейтрализация), обеспечивается окрашенная вода. Физико-химическая очистка дает возможность резко  интенсифицировать механическую очистку  сточных вод. В зависимости от необходимой степени очистки  сточных вод физико-химическая очистка  может быть окончательной или  второй ступенью очистки перед биологической.

Коагуляция - это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. В очистке вод ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция наиболее эффективна для удаления из воды коллоидно-дисперсных частиц, то есть частиц размером 1-100 мкм. Коагуляция может происходить самопроизвольно или под влиянием химических и физических процессов. В процессах очистки сточных вод коагуляция происходит под влиянием добавляемых к ним специальных веществ - коагулянтов. Коагулянты в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение.