Водоотведение сточных вод предприятия и населенного пункта

  

     Принимаем  резервуары с размерами 4,5 х  4,5х 2 м, каждый ёмкостью по     35  м³.  Концентрацию нефтепродуктов в промывной воде, , г/м³, определяют по формуле

  Вода после  промывки фильтров, из бака грязной  воды, перекачивается в голову  сооружений перед нефтеловушкой,  т.к. имеет высокую концентрацию  нефтепродуктов.

 

3.5.11 Расчет разделочного резервуара.  Объем разделочного резервуара рассчитывается на отстаивание водонефтяной смеси, удаленной из нефтеуловителя и флотатора. Объем этой смеси определяется исходя из количества нефтепродуктов, задержанных в нефтеловушке и флотаторе . W_неф. = 0,24 м³/сут. Влажность нефтепродуктов, поступающих в разделочный резервуар 60-70%. Время отстаивания нефтепродуктов в разделочном резервуаре не менее 24 ч. Резервуар обогревается.

     Выпуск  отстоявшейся воды производится  в усреднитель. К эксплуатации  принимаем два резервуара, работающих  попеременно, т.е. в один резервуар,  в течение 5 суток, поступает  водонефтяная смесь, а в другом  резервуаре происходит процесс  отстаивания. 

 

W_смеси = 0,24 · 5  = 1,2 м³

 Размеры одного  резервуара  1,5 х 1,0 х 1,0 м, объём  одного резервуара  1,5 м³.

          3.5.12 Иловые площадки.  Иловые площадки предусмотрены для удаления осадка из усреднителя и резервуара накопителя поверхностных стоков.

      Принимаем две карты, годовая  нагрузка на иловые площадки  – 4 м³/м²,  высота валиков – 2 м. Периодичность удаления осадка два раза в год. Площадки рассчитываем на годовой объем осадка.

     Годовое  количество взвешенных веществ,  W^вв_год,  м³/год, определяют по формуле

W^вв_год = W^вв_сут· 365

W^вв_год = 0,66 · 365 = 241

     Полезную  площадь иловых площадок,F,м³, определяют по формуле

где – годовая нагрузка на иловые площадки, м³/м² .

Годовая нагрузка на иловые площадки, = 4 м³/м².

F=

 Площадь одной  карты будет 30 м², размер карты 5м 6м.

3.5.13 Сооружения для глубокой очистки сточных вод

  3.5.13.1 Угольные фильтры. При выпуске стоков в открытый водоем требуется боле глубокая очистка, которую можно достичь фильтрованием через активированный уголь. Загрузка скорых фильтров – гранулированный уголь крупностью 0,8 ÷ 5 мм.

      Площадь загрузки, F, м², определяют по формуле

  

где q– среднечасовой расход воды, поступающей на очистные   сооружения, м³/ч;

V– скорость фильтрования, м/ч.

 Скорость фильтрования, V = 10 м/ч

 Принимаем  два фильтра диаметром 1,5 м.

  Продолжительность  фильтроцикла, ч, определяют по формуле

где F–  площадь загрузки одного фильтра, м²;

h₃ – высота слоя загрузки, м ;

q_ф– расход сточных вод на один фильтр, м³/ч;

         Г_гр –   удельная грязеёмкость загрузки фильтра, кг/м³;

         С_1ф– концентрация загрязненных вод до фильтрования, мг/л;

         С_2ф– концентрация загрязнений после фильтрования, мг/л.

Площадь загрузки одного фильтра, F=1,77 м², высота слоя загрузки, h₃ =1,2 м, расход сточных вод на один фильтр, q_ф–8,15м³/ч, удельная грязеёмкость загрузки фильтра, Г_гр = 5 кг/м³, концентрация загрязненных вод до фильтрования, С_1ф = 5 мг/л, концентрация загрязнений после фильтрования, С_2ф = 0,5 мг/л .

  Расчётный  расход воды во всасывающей  и напорной линиях – q_расч.= 16,3 м³/ч = 4,53л/с. Принимаем диаметр всасывающей линии, d =80 мм, v = 0,91м/с, 1000i = 24,6 м. диаметр напорной линии, d =65 мм, v = 1,3м/с, 1000i = 60,9м.

Требуемый напор  насоса, H_тр, м, определяют по формуле

H_тр=H_г + h_вс.+h_нап.+ h_нс+ h_з,

где H_г.–  геометрическая высота подъёма воды, м;

h_вс. – потери напора во всасывающей линии, м;

 

h_нап. – потери напора в напорной линии, м;

h_нс– потери напора в насосной станции, м;

h_з– запас напора на излив, м;

Подача воды на флотаторы в соответствии с рисунком 2.

 

1 – промежуточный резервуар; 2 – насос; 3 – флотатор; 4 – здание  флотаторов.

 

Рисунок 5 - Схема подачи воды на флотаторы.

 

Потери напора по длине трубопровода, h_л., м, определяют по формуле

h_л. = i∙l ,

Длина всасывающей  линии, l_вс.= 4,0 м,  длина напорной линии,l_вс.= 16,0 м.

Потери напора в напорной линии, h_нап. = 20,9∙0,016=0,33м.

Потери напора во всасывающей линии, h_вс. =8,79∙0,004 =0,035.

Геометрическая  высота подъёма воды, H_г.–  3,4 м, потери напора в насосной станции, h_нс– 2,0 м, запас напора, h_з– 1,0 м.

H_тр=3,4+0,035+0,33+2,0+1,0 =6,8м.

К установке принимаем  насосы марки СД  25/14а, один рабочий, один резервный. Подача – 20 м³/ч, напор – 11метров. Насосы, подающие воду из промежуточного резервуара на напорные фильтры.

Расчётный расход воды во всасывающей и напорной линиях – q_расч.= 4,53л/с. Принимаем диаметр всасывающей линии, d = 80мм, v = 0,91 м/с, 1000i = 24,6м. диаметр напорной линии, d = 65 мм, v = 1,3м/с, 1000i = 60,9м.Длина всасывающей линии, l_вс.≈3,0 м,  длинанапорнойлинии,l_нл.= 15,0 м. потери напора в фильтре приняты 8 метров, геометрическая высота подъёма воды, H_г.–  5,5 м

Требуемый напор насоса,

H_тр=5,5+0,035 + 0,33 +2,0+1,0 +8,0=16,9м.

К установке принимаем  насосы марки СД  32/40б, один рабочий, один резервный. Подача –  до 28 м³/ч, напор – до 30 м, в соответствии с рисунком 22.

 

 

1 – промежуточный резервуар; 2 – насос; 3 – напорный скорый  фильтр.

 

Рисунок   - Схема подачи воды на скорые фильтры.

 

3.5.14   Расчет локальных очистных сооружений

3.5.14.1 Очистка сточных вод от гальванического производства (ЛОС-1).

Расчёт электрокоагуляционной  установки. Для очистки сточных  вод применяем метод электрокоагуляционной  очистки.  Требуемую силу тока, I,  А, определяют по формуле

I = q_сточ.· С_Ме ·q_i

 

где q_сточ - расход сточной воды, подаваемой на очистку в электрокоагулятор, м³/ч;

  С_Ме – суммарноезначение концентрации тяжелых металлов в воде, г/ м³;

q_i – удельный расход электричества, необходимого для удаления из  сточной жидкости 1г ионов тяжелых металлов, А∙ч/г.

Расход сточной  воды, подаваемой на очистку в электрокоагулятор, q_сточ = 0,01 · 6000 = 60 м³/сут = 60 / 16 = 3,75 м³/ч, суммарноезначение концентрации тяжелых металлов в воде по заданию, С_Ме = 200  г/ м³, [1] удельный расход электричества, необходимого для удаления из сточной жидкости 1г ионов тяжелых металлов, q_i = 3,1  А∙ч/г.

I = 3,75 · 200· 3,1 = 2325

Определяют общую  площадь анодов, f_анод, м², по формуле

где i_анод. – анодная плотность тока, А/м². [1].

Анодная плотность тока, i_анод. = 220 А/м².

  Определяем  общее число электродных пластин,  N, штук, по формуле

где  a и b – рабочая высота и ширина электродной пластины, м. Конструктивно принимаем размеры электродной пластины: a = 30см = 0,3м,  b = 30см = 0,3м.

 Общее число электродных  пластин в одном блоке 

Электрокоагуляционная установка в соответствии с рисунком 22.

 

 

 

 

 

                                                      Вода на очистку

 

 

Рисунок 8.1- Схема  установки электрокоагуляционной  очистки сточных вод гальванических производств.

1 – усреднитель;  2 – корпус электрокоагулятора;  3 – электроды; 4 – источник постоянного тока;  5 – емкость для очищения воды;  6 – осадок на обезвоживание.

 Рабочий объём  электрокоагулятора,  W_коаг., м³, определяют по формуле

W_коаг. = f_анод.·l ,                                    

где l – расстояние между электродами, м.

Расстояние между  электродамипринимается в пределах 10 ÷ 15мм.

W_коаг. =10,57· 0,015 = 0,159

Время пребывания сточной жидкости в 

электрокоагуляторе  принимается равным 3 мин. Скорость движения сточной жидкости в межэлектродном пространстве принимается 0,03 м/с.

   Расход  металла (железа) при обработке  сточных вод, содержащих ионы  тяжелых металлов, Q_Fe, кг/сут, определяется по формуле

 

где  Q_Me – суточный расход сточных вод гальванического производства, м³;

C_Me – концентрация тяжелых металлов в сточной воде, г/ м³;

q_Fe – удельный расход материала анода для удаления 1г ионов тяжелых

 металлов, q_Fe = 3,1г/г;

 К_анод – коэффициент использования материала электродов.

Суточный расход сточных вод гальванического  производства, Q_Me = 60м³,концентрация тяжелых металлов Cr⁶¹, Zn²¹, в сточной воде, C_Me = 200 г/ м³, удельный расход материала анода для удаления 1г ионов тяжелых металлов, q_Fe = 3,1 г/г, коэффициент использования материала электродов К_анод = 0,7.

     Объем  отстойной части электрокоагуляционной  установки, W_отст ,м³, определяют по формуле

W_отст. = q_сточн. · τ_отст.

где q_сточн – расход воды, подаваемой на очистку в электрокоагулятор, м³/ч;

τ_отст – время отстаивания сточной жидкости, принимается , ч.

Расход воды, подаваемой на очистку в электрокоагулятор, q_сточн = 3,75м³/ч;

время отстаивания  сточной жидкости, τ_отст = 0,5÷0,7 ч.

W_отст = 3,75· 0,7 =2,63м³

 В состав  ЛОС входят усреднитель, электрокоагулятор  с отстойником,  сооружения для  обработки осадка, ёмкость для  очищенной воды. Объем резервуара-усреднителя  принимается равным притоку сточных  вод за рабочую смену т.е. 30м³. Объём резервуара для очищенной воды принимается равным часовому расходу воды, подаваемой на электрокоагуляционную установку, W_{рез.очищ.вод.} =

 

3,75м³.

3.5.16 Очистка сточных вод загрязнённых фенолами (ЛОС-2). Для очистки сточных вод загрязнённых фенолами применяют озонирование. Расчёт озонаторной установки состоит в определении производительности генератора озона и воздуходувки, а также в определении размеров контактного устройства для обработки сточной жидкости озонам.

3.5.16.1Расчёт озонаторной установки.   Определяем производительность генератора озона, G, кг/ч, определяют по формуле

где  D = ∑(a_i· Ci) – необходимая доза озона, г/м³;

a_i – удельный расход озона на окисление различных примесей, г/г;

C_i – концентрация фенола в воде, поступающей на озонирование, мг/л;

ρ – степень использования озона в контактном устройстве.

         Удельный расход озона на окисление  фенола, a_i=1,2г/г_, концентрация примеси фенола в воде,

поступающей на озонирование, C_i = 61мг/л; необходимая доза озона, D_фен. = 1,2 · 61 = 73,2г/м³, часовой расход сточной жидкости поступающей на озонирование, q_ст = 15 м³/сут = 0,94м³/ч, степень использования озона в контактном устройстве, ρ = 0,7 [1].

_{Озонаторная установка с системой подготовки воздуха в соответствии с рисунком  6.}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – фильтр;  2 – воздуходувка;  3 – теплообменник;  4 – адсорберы;  5 – пылевой фильтр;  6 – генератор озона;  7 – контактное устройство; 8 – вода на очистку;  9 – очищенная вода.

 Рисунок 8.2.- Схема озонаторной установки с системой подготовки воздуха.

 Определяют  производительность воздуходувки  с учётом расхода воздуха на  регенерацию блока сушки, W, м³/ч, по формуле

   

где 1,2 – коэффициент, учитывающий расход воздуха на регенерацию   адсорбентов;

          С_озона – концентрация озона в получаемой озоновоздушной смеси, г/м³.

Концентрация  озона в получаемой озоновоздушной смеси, С_озона =  15 г/м³.