Очистка сточной от крупногабаритных загрязнений

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

ВВЕДЕНИЕ

Вода играет решающую роль во многих процессах, протекающих в природе, и в обеспечении жизнедеятельности человека. В промышленности воду используют как сырье и источник энергии, как хладоагент, растворитель экстрагент, для транспортирования сырья и материалов.

Бурное развитие промышленности вызывает необходимость в предотвращении отрицательного воздействия производственных сточных вод на водоемы. Многие современные технологические процессы связаны со сбросом сточных вод в водные объекты.

В связи с чрезвычайным разнообразием состава, свойств и расходов сточных вод промышленных предприятий необходимо применение специфических методов, а также сооружений по их локальной, предварительной и полной очистке.

В составе инженерных коммуникаций каждого промышленного предприятия имеется комплекс канализационных сетей и сооружений, с помощью которых осуществляется отведение с территории предприятия отработанных вод (дальнейшее использование которых либо невозможно по техническим условиям, либо нецелесообразно по технико-экономическим показателям), а также сооружений по предварительной обработке сточных вод и извлечению из них ценных веществ и примесей.

Одним из основных направлений научно-технического прогресса является создание малоотходных и безотходных технологических процессов. В области очистки сточных вод таким направлением является разработка канализационных систем с минимальным сбросом сточных вод в водоем или без сброса — бессточных систем.

Наиболее рациональный способ сокращения объема сточных вод - это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения, исключающий сброс воды в водоемы.

При таком водоснабжении предусматривается необходимая очистка сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработка и повторное использование сточной воды.

Создание замкнутых систем технического водоснабжения с извлечением ценных компонентов в первую очередь предусматривается при строительстве новых и реконструкции действующих предприятий. Переход на бессточные системы, канализации или системы с минимальным сбросом сточных вод может быть осуществлен путем многократного использования отработанных вод и замены водяного охлаждения на воздушное. При переводе ряда отраслей промышленности.

ЗАДАНИЕ на курсовое проектирование № 11

Студенту Окользиной Д.П.. группы ИЗОС-В-05

Составить технологический узел очистки сточных вод от следующих загрязнений:

· взвешенные вещества:

Ø крупногабаритные загрязнения – 0%;

Ø песок – 25%;

Ø средние взвешенные вещества – 35 %;

Ø мелкодисперсные – 40 %;

· Mn²⁺

Рассчитать параметры основных устройств.

Исходные данные:

Q_c_в=100+50*11 = 650 м³/ч = 15600 м³/сут;

С_вз.в-в=150+30*11 = 480 мг/л

С_{заг.в-ва}=3.5 мг/л

Для взвешенных веществ: ПДС=5+0.3*11 = 8.3 кг/ч;

ПДС=Q_c_в· С_{сб.вз.в-в};

С_{сб.вз.в-в}=12.77 мг/л;

Для химического загрязнения: С_сб.= ПДК= 1.5 мг/л;

Эффективность необходимой очистки:

§ по взвешенным веществам - ;

§ по химическим веществам - .

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Для того чтобы, очистка сточной воды была как можно более эффективной и наименее затратной необходимо провести анализ имеющихся методов и аппаратов очистки и выбрать из них наиболее подходящие.

Очистка CВ от содержащихся в ней загрязнений, как правило, проводится в несколько стадий. Общим принципом последовательности расположения очистных сооружений является удаление из CВ загрязнений по их уменьшающейся крупности. Для очистки от взвешенных веществ применяют механические методы очистки CВ. Механическая очистка применяется для выделения из CВ минеральных и органических примесей.

В данной курсовой работе требуется очистить CВ от следующих типов загрязнений:

· крупногабаритные загрязнения,

· песок,

· средние взвешенные вещества,

· смола древесная

Определяем долю по категории загрязнения:

1) песок (песколовки): 25%

480 - 100%

X - 25% X = 124 мг/л

3) средние взвешенные вещества (циклоны, фильтры, отстойники): 35%

480 – 100%

Х - 35% Х= 168 мг/л;

4) мелкодисперсные взвешенные вещества (физико-химическая очистка): 40%

480 – 100%

Х - 40% Х = 192 мг/л.

После того, как определены доли загрязнителей, выполняется подбор оборудования для очистки.

Очистка от песка

Сточные воды, освобожденные от крупногабаритных загрязнений, поступают в песколовку.

Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) крупностью свыше 0,2…0,25 мм при пропускной способности станции очистки сточных вод более 100 м3/сут.

Песколовки рассчитываются на максимальный расход сточных вод и проверяются на минимальный приток. Тип песколовки необходимо выбирать с учетом пропускной способности очистной станции, состава очищаемых производственных сточных вод и местных условий строительства. Число отделений песколовок надлежит принимать не менее двух, при этом все отделения должны быть рабочими.

В системах очистки наибольшее применение нашли песколовки с горизонтальным прямолинейным движением воды, горизонтальные с круговым движением воды, круглой формы с тангенциальным подводом воды и аэрируемые. Конструкцию сооружения выбирают в зависимости от количества сточных вод и концентрации твердых примесей.

Для своей схемы очистки сточных вод я выбрала горизонтальную песколовку с круговым движением воды. Эффект очистки 92 %

124 мг/л*0,92 = 114.08 мг/л

остаток: 9.92 мг/л.

Реагентное хозяйство

В процессах обработки воды применяется большое количество реагентов и материалов: соли, кислоты щелочи сорбенты. Реагенты поставляются в твердом, жидком или газообразном состоянии. От свойств реагента зависят условия его хранения и подготовки к дозированию в воду.

В состав реагентного хозяйства входит склад хранения коагулянта и флокулянта, растворные баки (не менее 3), расходные баки (не менее 2), насосы-дозаторы, воздуходувки и трубопроводы.

На складах должен храниться запас реагента на срок до 30 суток в зависимости от Q_сут.. В данном курсовом проектировании предусматривается хранение реагента в сухом виде.

Суточный расход реагентов подсчитывается по формуле:

где Д – доза реагента, мг/л;Q_сут – полная производительность станции, м³/сут; ρ – содержание активного вещества в реагенте, %.

Схема приготовления коагулянта при сухом хранении представлена на рисунке 1. Транспортирование коагулянта по складу и загрузка в растворные баки осуществляется с помощью кран – балки и подвесного грейфера емкостью до 0,5 м³ с помощью дистанционного пульта.

Рис.1: Схема реагентного хозяйства с сухим хранением реагента:

1 — автосамосвал; 2 – склад; 3 – растворные баки; 4 – кран – балка с грейфером; 5 – насос; 6 – расходные баки; 7 – насос – дозатор; 8 – воздуходувка; I – трубопровод холодной воды; II – трубопровод горячей воды; III – сжатый воздух; IV – раствор коагулянта

Выбор коагулянта зависит от его состава, физико-химических свойств и стоимости, концентрации примесей в воде, от рН и солевого состава воды.

Соли железа как коагулянты имеют ряд преимуществ перед солями алюминия: лучшее действие при низких температурах воды, более широкая область оптимальных значений рН среды, большая прочность и гидравлическая крупность хлопьев; возможность использовать для вод с более широким диапазоном солевого состава; способность устранять вредные запахи и привкусы, обусловленные присутствием сероводорода. Однако имеются и недостатки: образование при реакции катионов железа с некоторыми органическими соединениями сильно окрашивающих растворимых комплексов; сильные кислотные свойства, усиливающие коррозию аппаратуры; менее развитая поверхность хлопьев.

Процесс очистки СВ коагуляцией и флокуляцией состоит из следующих стадий: дозирование и смешение реагентов со СВ; хлопьеобразование и осаждение хлопьев (рисунок 2).

Рис.2: Схема установки для очистки вод коагуляцией:

1 – емкость; 2 – дозатор; 3 – смеситель; 4 – КХО; 5 - отстойник

Перегородчатый смеситель

Для очищения сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ используют методы коагуляции и флотации. Для равномерного распределения растворов реагентов в обрабатываемой воде за короткое время (1 – 2 мин) используют смесители.

Смеситель перегородчатого типа применяют на станциях обработки воды производительностью до 1000 м/ч. Он выполняется в виде железобетонного лотка с вертикальными перегородками, установленными перпендикулярно к движению воды и снабженных отверстиями, расположенными в несколько рядов. Вода, проходя через отверстия со скоростью около 1 м/с, испытывает завихрения, что способствует хорошему смешиванию воды с реагентами. Диаметр отверстий принимают 20 ... 100 мм. Чтобы избежать насыщения воды пузырьками воздуха верхний ряд отверстий должен быть затоплен на глубину 0,1-0,15 м.

Осветлитель коридорный

Осветлители со взвешенным осадком используются для удаления из воды коллоидных и взвешенных примесей после обработки воды коагулянтами и флокулянтами.

Применение осветлителей вертикального типа со взвешенным осадком наиболее целесообразно на водоочистных станциях с производительностью не менее 5000 м³/сут для осветления и обесцвечивания воды с содержанием взвешенных веществ до 2500 мг/л и любой цветностью.

В основу работы осветлителей положен принцип контактной коагуляции в слое взвешенного осадка. При поддержании определенной скорости восходящего потока воды (0,5÷1,2 мм/с) формируется слой взвешенного осадка из скоагулированной взвеси в виде мелких хлопьев. Этот слой играет роль фильтра, способствуя лучшему осветлению воды и обесцвечиванию за счет более полного использования адсорбционной емкости хлопьев.

По месту расположения осадкоуплотнителей различают осветлители с вертикальными, поддонными осадкоуплотнителями и осадкоуплотнителями в нижней части зоны осветления. Они выполняются открытыми или напорными.

Рис. 3: Коридорный осветлитель со взвешенным осадком с вертикальным осадкоуплотнителем:

1 - коридоры-осветлители; 2 - осадкоуплотнитель; 3 - подача исходной воды; 4 - сборные карманы для отвода осветленной воды; 5 - отвод осадка из осадкоуплотиителя; 6 - отвод осветленной воды из осадкоуплотиителя; 7 - осадкоприемные окна с козырьками

Эффективность очистки таких осветлителей 70 – 80 %.

Рассчитываем количество задержанных мелкодисперсных веществ:

Вз. В-ва (192 (мг/л)·+61.25 (мг/л))·0,75 = 235.9 мг/л

остаток: 43.9 мг/л

Хим. В-во 3.5*0,75 = 2.62 мг/л

остаток: 0.88 мг/л

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

горизонтальная песколовка→горизонтальный отстойник® перегородчатый смеситель® осветлитель коридорный®фильтр с плавающей загрузкой

Технологическая схема

1 – горизонтальная песколовка

2 - горизонтальный отстойник

3 – смеситель перегородчатый

4 – осветлитель коридорный

5 – фильтр с плавающей загрузкой

6 – резервуар очищенной воды

7 – растворный бак

8 – расходный бак

ИНЖЕНЕРНЫЕ РАСЧЕТЫ

Смеситель перегородчатый

1. Сечение лотка:

Fл = q / vл = (650/3600) /0.6 = 0.3 м²,

где q – производительность водоочистного сооружения , м³/с;

vл - допустимая скорость движения воды в лотке , м/с (vл =0.6 м/с);

2. Ширина лотка:

bл = Fл /Н = 0.30/0,5 =0.6 м ,

где Н – высота слоя воды в конце смесителя после перегородок (Н=0.4-0.5м);

3. Потеря напора в каждом сужении смесителя составит:

Нс = ζ * Vс² /2*g = 2.9 *1² / 2*10 = 0.145 м ,

где Vс – скорость движения воды в сужении перегородки, равная 1 м/с;

ζ – коэффициент сопротивления ,принимаемый равным 2.9.

Сухое хранение реагента

При сухом хранении реагентов необходимо устраивать склад, рассчитанный на 15–30 суточный запас, считая по периоду максимального расхода реагента согласно п. 6.202 [1].

Площадь склада для коагулянта или извести определяется по формуле

, м²,

где Q – полный суточный расход воды, м³/сут;

Д_к – максимальная доза реагента, г/м³;

Т – продолжительность хранения реагента на складе, сут;

a – коэффициент для учета дополнительной площади проходов на складе, равный 1.15;

Р_с – содержание безводного продукта в коагулянте (извести), %; принимается для очищенного коагулянта 50%, для неочищенного – 33.5%, для извести – 60.70%;

s – объемный вес реагента, 1.1–1.3 т/м³;

h – допустимая высота слоя реагента на складе (для коагулянта принимается 2.0 м, для извести – 1.5 м).

Доза коагулянта с учетом мутности исходной воды составляет 40 мг/л.

F_скл = = 0.00004*15600*15*1.15/10000*0.5*1.1*2 = 101.8 м²

Суточный расход реагента

Суточный расход реагентов рассчитывается по формуле:

C_сут=(35* 15600)/10*90 = 606.7 кг.

Объем растворного бака коагулянта рассчитывается по формуле:

W= (700*12*35)/1000*1*18= 16.3 м³.

Объем расходного бака коагулянта определяется по формуле:

W= (16.3*12)/8= 24.45 м³.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.Находим Предотвращенный ущерб от сброса взвешенных веществ:

ПУвзв.вещ= Q год * (Снач – Ссб )* Пл* 10-9

ПУвзв.вещ= 15600*365 *1000* ( 480-8,3)* 366*0.000000001=1591920 р.

Где ПУ- предотвращенный ущерб ; Qгод – годовой расход сточной воды ; Снач – концентрация до чистки ; Ссб – концентрация при которой возможен сброс ; Пл – плата за сброс.

2. Находим предотвращенный ущерб от сброса химического загрязнения:

ПУхим.вещ-ва= Q год * (Снач – Ссб )* Пл* 10-9

ПУхим.вещ-ва=15600*365*1000*(3.5-1.5)*55100*0.000000001

=627478 р.

3. Затраты на очистку от взвешенных веществ:

Звзв= Q год*Сб

Звзв= 15600*1000*365 * 1,2= 683 280 р

Где Сб- себестоимость очистки.

4. Затраты на очистку от химического загрязнения :

Зхим.загр= Q год*Сб

Зхим.загр= 15600*1000*365 * 5= 1 423 500р.

5. Общий предотвращенный ущерб равен:

ПУобщ= ПУхим + ПУвзв

ПУобщ= 1591920 + 627478= 2 219 398р.

6.Общие затраты на очистку :

Зобщ= Звзв + Зхим.загр

Зобщ = 683 280 + 1 423 500 = 2 106 780 р.

7. Прибыль от продажи осадка равна:

- стоимость песка составляет 66р/м3 , суточный объем осадка,накапливаемого в песколовках – 0.36 м3/сут,соответственно в год – 132 мз , следовательно годовая прибыль от продажи осадка равна 132*66= 8672 р.

8. Экономическая эффективность очистки:

Э= ПУобщ – Зобщ + П

Э= 2 219 398 –2 106 780 + 8672 = 121 290 р.

Вывод: Исходя из данных расчетов можно сделать вывод ,что проводить очистку сточных вод по данной технологической схеме целесообразно, т.к это экономически выгодно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсового проекта составлен технологический узел очистки от взвешенных веществ и соединений свинца перед сбросом воды в водоем, проведен расчет основного оборудования и экономического ущерба.

В настоящее время в области очистки сточных вод основным направлением развития является разработка канализационных систем с минимальным сбросом сточных вод в водоем или без сброса - бессточных систем. Необходима разработка рациональных способов сокращения объема сточных вод за счет создания оборотных и замкнутых систем водоснабжения, исключающих сброс воды в водоемы. При таком водоснабжении предусматривается необходимая очистка сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработка и повторное использование сточной воды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004.

2. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: Учебное пособие /Д.А. Кривошеин, П.П. Кукин, В.Л. Лапин и др. – М.: Высшая школа, 2003 – 344 с: ил.

3. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. Уч. Пособие. – М.: издательство АСВ, 2004. – 496 с.

4. Батугин А.С, Захарова А,А. Защита гидросферы. Ч.1. Учебное пособие для студентов 4 – го курса специальности ИЗОС.- М.: МГГУ,2006

5. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка: Учебное пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996 – 680 с; 178 ил.

6. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. М.: Химия 1989 – 512с.

7. Томаков П.И., Коваленко В.С., Михайлов А.М., Калашников А.Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: Издательство МГГУ. – 1994, 418 с.: ил.

ВВЕДЕНИЕ

ЗАДАНИЕ на курсовое проектирование № 11

Студенту Окользиной Д.П.. группы ИЗОС-В-05

Составить технологический узел очистки сточных вод от следующих загрязнений:

· взвешенные вещества:

Ø крупногабаритные загрязнения – 0%;

Ø песок – 25%;

Ø средние взвешенные вещества – 35 %;

Ø мелкодисперсные – 40 %;

· Mn²⁺

Рассчитать параметры основных устройств.

Исходные данные:

Q_c_в=100+50*11 = 650 м³/ч = 15600 м³/сут;

С_вз.в-в=150+30*11 = 480 мг/л

С_{заг.в-ва}=3.5 мг/л

Для взвешенных веществ: ПДС=5+0.3*11 = 8.3 кг/ч;

ПДС=Q_c_в· С_{сб.вз.в-в};

С_{сб.вз.в-в}=12.77 мг/л;

Для химического загрязнения: С_сб.= ПДК= 1.5 мг/л;

Эффективность необходимой очистки:

§ по взвешенным веществам - ;

§ по химическим веществам - .

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

В данной курсовой работе требуется очистить CВ от следующих типов загрязнений:

· крупногабаритные загрязнения,

· песок,

· средние взвешенные вещества,

· смола древесная

Определяем долю по категории загрязнения:

1) песок (песколовки): 25%

480 - 100%

X - 25% X = 124 мг/л

3) средние взвешенные вещества (циклоны, фильтры, отстойники): 35%

480 – 100%

Х - 35% Х= 168 мг/л;

4) мелкодисперсные взвешенные вещества (физико-химическая очистка): 40%

480 – 100%

Х - 40% Х = 192 мг/л.

После того, как определены доли загрязнителей, выполняется подбор оборудования для очистки.

Очистка сточной от крупногабаритных загрязнений

Так как в сточной воде отсутствуют крупногабаритные загрязнения, процесс процеживания не требуется.

Очистка от песка

Сточные воды, освобожденные от крупногабаритных загрязнений, поступают в песколовку.

124 мг/л*0,92 = 114.08 мг/л

остаток: 9.92 мг/л.

Дата: 2019-12-22, просмотров: 201.

12 3 4 5 Следующая ⇒