Водоотведение сточных вод предприятия и населенного пункта

 

1-резервуар со сточной водой;  2-насос;  3-бак с коагулянтом; 4-нефтесборный карман; 5- камера грубой очистки;  6-флотационные камеры;  7-отстойная  камера;  8-скребковый механизм;  9-карман;12-эжектор; 13- подпорные диафрагмы; 14- змеевик;  15- смеситель;  16-дырчатые распределительные трубы;  17- пар.                                                                                                                                                                                                                     

Рисунок 3 - Схема многокамерного флотатора ЦНИИ -10.

 

3.5.6.1 Определение расчетного расхода воды, подаваемой             на флотационную установку.Расчетный расход воды, подаваемой на флотационную установку, Q_флот, м³/ч, определяют по формуле

 

Q_флот = q_нефт  +q_{рецирк.}+ q_пов ,                                         

 

где q_нефт- расход производственной сточной воды, подаваемой на  нефтеуловитель, м³/ч;  

q_пов – расчетный расход стока подаваемой на очистку в период дождей, м³/ч;

q_{рецирк.}- расход рециркуляционной воды, м³/ч.

Расход производственной сточной воды, подаваемой на нефтеуловитель,   q_нефт = 13,9м³/ч,  q_пов – расчетный расход стока подаваемой на очистку в период дождей,    q_пов = 2,38м³/ч;

q_рецир. = 0,3 (q_нефт.+ q_пов)                                              

q_рецир. = 0,3· (13,9+ 2,38) = 4,88

q_флот. = 13,9+ 2,38 + 4,88= 21,16

Принимаем к установке  три флотатора, нагрузка на один флотатор, Q_флот , составит 7,05м³/ч.

 

3.5.6.2. Определение объема камер флотатора.Объем камеры флотатора, W_к, м³, определяют по формуле

где τ_к– продолжительность пребывания сточной жидкости в камере, мин;

= 0,6 – коэффициент объемного  использования флотатора. 

Продолжительность пребывания сточной жидкости для  первой и четвертой камер принимается τ_к = 6 мин; для второй и третьей – 4 мин; коэффициент объемного использования флотатора, = 0,6.

     Объем   первой и четвертой камер

     Объем   второй и третьей камер 

3.5.6.3Рабочая глубина флотационных камер.Рабочую глубину флотационных камер, Н_к, м, определяют по формуле

Н_к = 0,6 · V_восх. · τ_к

где V_восх. - скорость восходящего движения воды в камере, мм/с.

V_восх. = 7 мм/с ,  [1].

  Полная высота  флотатора, H, принята на 100 мм больше величины H_к.                

Н = 1,6 м.

3.5.6.4 Ширина флотатора. Ширину флотатора B, м, определяют по формуле

 Ширина флотатора  принимается по ширине первой  камеры. Высота переливных  перегородок  между камерами принята на  100 мм  ниже высоты  флотатора. Н_пер = 1,5 м.

Расстояние между  перегородками принимаем = 150 мм.

 

3.5.6.4 Длина камер флотатора. Длину камер флотатора L, м, определяют по формуле

 

Длина первой и  четвертой камер 

    Длина  второй и третьей камер    

L^2,3 =

 

3.5.6.5 Конструирование вспомогательного оборудования. Диаметр смесителя, Д_см, м, определяют по формуле

Д_см = 70 ·

 

     Время  пребывания сточной жидкости  в смесителе 20 сек. Объём смесителя  ,W_см, м³, определяют по формуле

     Высоту  смесителя Н_см, м, определяют по формуле

Н_см = 0,6·Н

Н_см = 0,6  · 1,6  = 0,96 м.

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

     Диаметр  водораспределительных труб, Д_р, м, подающих насыщенную воду воздухом из сатуратора, определяют  исходя из скорости движения жидкости в трубах, V = 0,8 ÷1,0 м/с. Рециркуляционный расход,  q_рец = 4,88м³/ч = 1,35л/с. Для одного флотатора, q_рец = 1,35/3= 0,45 л/с, - 0,00045 м³/с.

Принимаем трубу  диаметром 25 мм.

Расстояние между  выпускными отверстиями на трубах принимаем 150 мм, диаметр отверстий 5 мм. Отверстия размещаем в шахматном порядке.

 Высоту расположения  водораспределительных труб над  дном флотатора, H_р, м, принимают равной

Н_р = 0,6 · H

Н_р = 0,6 · 1,6 = 0.96 м

     Диаметр  подпорных диафрагм, d_п,мм, определяют по формуле

где q_рецир. – расход рециркуляционной воды для одной камеры, л/с.;

–  давление в напорном баке сатураторе, м. вод.ст.

Давление в  напорном баке сатуратора, = 30 м. вод.ст.

  Расход рециркуляционной  воды для одной камеры 

где  3 – количество флотаторов;

2-  количество камер флотатора.

 

     Объем  напорного бака сатуратора, W_сат, м³, определяют по формуле

 где q_рецир. – количество рециркулирующей воды на один флотатор, для двух камер, л/с.

        Высота сатуратора назначается  конструктивно, Н_сат =1÷ 1,2 м., принимаем Н_сат =1,0 м.

       Диаметр сатуратора, d_сат, м, определяют по формуле

 

4.5.6.6 Объём задержанных загрязнений во флотаторе.Объём задержанных нефтепродуктов во флотаторе, м³, определяют по формуле

где – остаточная концентрация нефтепродуктов в стоках после нефтеловушки, мг/л;

– конечная концентрация нефтепродуктов в стоках после флотатора, мг/л;

- плотность нефтепродуктов,  г/м³, [1].

Р – влажность  удаляемых с поверхности нефтепродуктов. %.

Остаточная концентрация нефтепродуктов в стоках после нефтеловушки, =126,6  г/м³, конечная концентрация нефтепродуктов в стоках после флотатора, = 20 г/м³, плотность нефтепродуктов, = 0,8 кг/м³, влажность удаляемых с поверхности нефтепродуктов, Р =  60%, [1].

Объём задержанных  взвешенных веществ во флотаторе, м³, определяют по формуле

где , – концентрация взвешенных веществ в сточной воде до и после флотатора, г/м³;

- плотность осадка,  т/м³;

Р – влажность  осадка , %, .

Концентрация  взвешенных веществ в сточной  воде до

 

 флотатора, 

Концентрация  взвешенных веществ в сточной  воде после флотатора, =20  г/м³, плотность осадка, –  1,1т/м³; влажность осадка Р – 95 %, .

Общий объём нефтепродуктов, задержанных при очистке сточных  вод, в нефтеловушке и во флотаторе, м³, определяют по формуле

Общий объём взвешенных веществ, задержанных при очистке  сточных вод, в нефтеловушке и  во флотаторе, м³, определяют по формуле

 

3.5.9 Промежуточные резервуары. Объём промежуточного резервуара, , м³, определяют по формуле

где t – время пребывания очищенной жидкости в резервуаре, ч.

Время пребывания очищенной жидкости в резервуаре, t =10мин = 0,157 ч.

Принимаем два  резервуар, один резервуар рабочий, один резервный. Размеры резервуара 1,6 х 1,3 х 1,3 м, объём резервуара 3,1 м³.

3.5.10 Расчет скорых фильтров. Фильтр предназначен задерживать мелкодиспергированные частицы нефтепродуктов и взвешенных веществ, поступающих со сточной водой из флотатора. Эффект очистки сточной жидкости на скором фильтре составляет до 70%.

     Принимаем  к установке напорный фильтр  с песчаной загрузкой и фильтрацией сверху вниз в соответствии с рисунком 22.

 

1 – подача  воды на фильтрацию; 2 – отвод  осветлённой воды; 3 – подача нагретой  промывной воды; 4 – отвод промывной  воды; 5 – подача воздуха для  продувки.

 

Рисунок  4 - Схема скорого  напорного фильтра.

 

Техническая характеристика напорных фильтров с загрузкой кварцевым  песком.

Диаметр фильтра	1500 мм.
Высота строительная	3289 мм.
Высота фильтрующего слоя кварцевого песка	1200 мм.
Высота подстилающего  слоя из гравия	450 мм.
Крупность кварцевого песка	0,8÷2,0 мм.
Процесс фильтрации (направление)	сверху - вниз
Скорость фильтрации	5 м/ч.
Эффективность очистки	70 – 80 %
Вес нагрузочный	9 т.

 

      3.5.10.1 Определение необходимых площадей фильтрования.Необходимую площадь фильтрования, м², определяют по формуле

где  q_{фильтр.} – расчетный расход сточных вод, поступающих на фильтр, м³/ч;

V_{фильтр.} – скорость фильтрования, м/ч;

Скорость фильтрования, принимается равной  V_{фильтр.} = 5 м/ч, расчетный расход сточных вод, поступающих на фильтры, q_{фильтр.} = 19,3 м³/ч, скорость фильтрования, принимается равной  V_{фильтр.} = 5 м/ч.

К установке принимаем  фильтры диаметром 1,5 м.

Площадь одного фильтра, ƒ_ф, м², определяют по формуле

    

Количество фильтров, n

Объем загрузки одного фильтра ,W ,м³, определяют по формуле

W = F_ф·h_заг,

W = 1,77∙1,2  = 2,12 м³

Продолжительность фильтроцикла,  Т_ф , ч, определяют по формуле

   

где   F_ф – площадь поверхности загрузки фильтра , м²;

h_загр - высота слоя загрузки, м ;

q_ф - расход сточной жидкости на один фильтр, м³/ч;

Г_{грязеем}– грязеемкость загрузки скорого фильтра,  кг/м³;

С_1ф – концентрация нефтепродуктов и взвешенных веществ в сточной

 воде, поступающей  на фильтр, мг/л;

С_2ф – концентрация нефтепродуктов и взвешенных

 

веществ, в сточной воде, после фильтрования , мг/л.

Высоту слоя загрузки принимаем равной, h_загр - 1,2 м,

расход сточной  жидкости на один фильтр, q_ф = 8,14 м³/ч, грязеёмкость загрузки скорого фильтра, Г_{грязеем} = 5 кг/м³, [1],  концентрация нефтепродуктов и взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на фильтр, принимается С_1ф = 20 мг/л,  концентрация нефтепродуктов и взвешенных веществ, в сточной воде, после фильтрования С_2ф = 5 мг/л, [1].

3.5.10.2 Расход воды на промывку фильтра.Расход воды на промывку фильтра, Q_пр, м³/ч, определяют по формуле

Q_пр = J· F_ф1 ,   

где J – интенсивность  промывки фильтра, л/с·м²;

F_ф1 – площадь одного фильтра, м².

     Интенсивность  промывки фильтра, J = 13 л/с·м² [1].

Q_пр = 13 · 1,77 = 23,0 л/с = 82,8

     Промывка  ведется сначала горячей водой  с моющим средством, а затем  холодной водой. Продолжительность  промывки 12 мин [1].

 

     3.5.10.3 Подбор промывочного насоса.   По [3]   подбираем насос для подачи промывной воды на фильтры. Принимаем насос марки СД 100/40. Подача насоса - 90 м³/ч, напор - 33 метров, мощность двигателя 14 кВт.  К работе принимаем два насоса, один рабочий и один резервный.

3.5.10.4 Резервуары промывной воды. Согласно п.6.239 [2] вместимость резервуаров для промывной воды и резервуаров грязной воды от промывки фильтров, принимается на две промывки фильтров. Объемы резервуара промывной воды, , м³, и резервуара для приёма грязной воды от промывки фильтра, , м³,  определяют по формуле