Биологическая очистка промышленных сточных вод

При насосной циркуляции воздух подается через трубопровод 4 и кольцевой перфорированный аэратор 5, расположенный на глубине около 4 м. В зоне аэрации иловая смесь движется вниз вместе с пузырьками воздуха. Так как глубина аэротенка достигает 20-50 м, за счет повышенного давления обеспечивается эффективное (до 90%) использование кислорода. В зоне циркуляции иловая смесь поднимается вверх. При этом происходит десорбция растворенного воздуха, чем обеспечивается флотационное разделение иловой смеси.Аэрация иловой смеси в аэротенках для очистки производственных стоков чаще всего осуществляется с помощью аэраторов. При проектировании биоокислителей для обработки промышленных сточных вод целесообразно предусматривать регенерацию, поскольку производственные стоки чаще всего характеризуются значительными колебаниями состава и расхода стоков и могут содержать эмульгированные и биологически трудноокисляемые компоненты.1.5. Техника безопасности при обслуживании оборудованияЭксплуатация очистных сооружений требует знания и обязательного выполнения правил по технике безопасности, отступление от которых может стать причиной тяжелого несчастного случая иливызвать аварию на производстве [20].Работа по очистке и ремонту очистных сооружении промышленной канализации производится не менее чем двумя рабочими. Рабочие, опускающиеся в колодец или резервуар, во всех случаях должны надеть противогаз, а при концентрации ядовитых газов и паров выше предельной пользоваться шланговым респиратором или аппаратом с принудительной подачей воздуха. Работающий в колодце должен быть обвязан веревкой достаточной длины и прочности. Второй конец веревки должен находиться у второго рабочего (дублера).Посылка одного рабочего для осмотра, ремонта илиочистки канализации запрещается.В ночное время или при отсутствии хорошего освещения днем разрешается пользоваться только взрывобезопасными фонарями. Категорически запрещается пользоваться фонарем «летучая мышь».Правилами техники безопасности предписывается медицинский осмотр всех рабочих канализационных сооружений. Рабочие должны снабжаться спецодеждой по установленным нормам. По окончании работ одежду следует высушить, а рабочие должны принять душ. Каждая бригада снабжена аптечкой. Все рабочие должны быть проинструктированы и обучены правильным безопасным приемам работы. Кроме того, каждому рабочему выдается письменная инструкция по безопасному и правильному обслуживанию рабочего места.На всех объектах цеха необходимо иметь плакаты по технике безопасности.Основными противопожарными мероприятиями на очистных сооружениях являются обвалование нефтяных резервуаров, устройство подъездных путей, противопожарного водопровода, водоемов, установка пожарных резервуаров и т.д.Горючий материал и мусор должны систематически убираться с территории нефтеловушки. Замазученные места необходимо очищать, а места разлива горючих жидкостей смывать водой и засыпать песком.Использованный обтирочный материал должен складываться в металлические ящики с крышками, а ящики по окончании пахты – очищаться. Разведение огня для сжигания мусора и тряпок па территории нефтеловушки категорически воспрещается. Отогревать замерзшие трубопроводы на территории нефтеловушки разрешается только паром и горячей водой.Категорически запрещается применять освещение емкостей, промканализацпп и т.д. факелами, спичками и свечами, во избежание возпикповения взрыва и пожара. По этим же соображениям воспрещается использование бензина для мойки окон, столов, оборудования и спецодежды.Категорически запрещается пользоваться переносными электрическими лампами на территории и в помещениях нефтеловушечного хозяйства.Если в процессе работы будут обнаружены какие-либо неисправности в механизмах, как, например, стук, нагрев отдельных деталей мотора пли редуктора и т. п., следует немедленно остановить электромотор и сообщить об этом руководству цеха.2. Расчетная частьИсходные данные:Сточные воды завода синтетического каучука;Q – расход сточных вод, 50000 м3/сут.;БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании) – 300мг/л;БПКполн очищенной воды – 15мг/л;доза илас учетом работы вторичных отстойников – 2г/л;средняя температура сточных вод - 30С.2.1. Технологический расчет основного аппаратаРасчет аэротенка с регенератором[19, 21]При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность окисления органических загрязняющих веществ определяем по формуле:,где Len - БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), 300 мг/л; Lex - БПКполн очищенной воды, 15 мг/л;ai - доза ила, 2 г/л, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников;s - зольность ила, принимаемая по справочным данным [] (0,15);Ri - степень рецеркуляции активного ила в аэротенках принимается от 0,3 до 0,4;ar - доза ила в регенераторе, г/л, определяемая по формуле - удельная скорость окисления, определяемая при дозе ила ar по формуле: - максимальная скорость окисления, мг/(гч), принимаемая по табл. 40, ;- концентрация растворенного кислорода, мг/л, принимаем С0=2 мг/л; - константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПКполн./л, и принимаемая по табл. 40, =30;- константа, характеризующая влияние кислорода, мг О2/л, и принимаемая по табл. 40, ; - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемый по табл. 40, =0,06. Определим теперь удельную скорость окисления: мг/(гч).Тогда удельная скорость окисления, мг БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, равна:ч.Продолжительность обработки воды в аэротенке определяем по формулеПродолжительность регенерации определим как разность удельной скорости окисления и продолжительности обработки воды в аэротенке:ч.Ji - иловый индекс определяется исходя из таб. 41 по величине нагрузки на ил qi, мг БПКполн. на 1 г беззольного вещества ила в сутки, надлежит рассчитывать по формуле мг/(гсут.).Тогда иловый индекс равен:Ji = 100 см3/г.Вычисляем вместимость аэротенка: – расчетный расход сточных вод, м3/ч, м3/ч; м3.Диаметр радиальных аэротенков-отстойников принимается равным D=20 м, тогда необходимая высота аэротенка составит: ,здесь Sпов. - площадь поверхности аэротенка:Sпов. = R2 = 3,14(20/2)2 = 314 м.Тогда: м.Рекомендуемая рабочая глубина такого сооружения (глубина зоны аэрации соответствует глубине зоны отстаивания): 4 м, 6 м. Примем глубину аэротенкаНat = 6 м, тогда количество аэротенков:nat = шт.Вместимость регенераторов определим по формуле: м3.Согласно [] для регенератора принимаем:- число секций - 4; - рабочую глубину - 6 м;- отношение ширины коридора к рабочей глубине - от 1:1 до 2:1, следовательно, ширину принимаема = 8 м при длине коридора l = 10 м потребуется:nr =5976/(68104) = 3,1 принимаем 4 регенератора.2.2. Расчет и выбор вспомогательного оборудованияРассчитаемвторичный отстойник, работающий по противоточной схеме, показанной на рисунке 7[22], для очистки сточных вод завода синтетического каучука расходом 2083 м3/ч, поступающих с радиальных аэротенков-отстойников, примем количество вторичных отстойников равное 4, тогда расход воды в каждый составит 521 м3/ч, сточные воды с концентрацией механических примесей 1000мг/л образуются постоянно, температура сточных вод Тw (в среднем ) 30 0С. Экспериментально в заводской лаборатории установлено, что требуемая степень очистки (содержание взвесей 150 – 200 мг/л) обеспечивается при задержании частиц гидравлической крупностью 0,2 мм/с. Крупность определена по кривым кинетики отстаивания, полученным при температуре 20 0С в слое 100 мм.Рис.7. Схема отстойника, оборудованного тонкослойными блоками, работающего по противоточной схемеПо формуле (31) СНиП 2.04.03-85 уточняем величину гидравлической крупностиU0t = lab U0 / pr = 0,2 ∙ 1,005/0,8007 = 0,25 мм/с,где lab, pr - вязкость воды при соответствующих температурах в лабораторных и производственных условиях; U0 –гидравлическая крупность частиц, полученная по формуле (30) СНиП 2.04.03 –85, мм/с.По формуле 2 Lbl = vwhti /U0 = ( 5 ∙ 0,1 ) / 0,25 = 2 м,где vw – скорость потока в ярусе;hti - высота яруса, определяем длину пластины в ярусе Lbl, задавшись предварительно по табл.3.1 СНиП 2.04.03-85 высотой яруса hti = 0,1м; и скоростью потока в ярусе vw = 5мм/сНазначаем угол наклона пластин, определенный экспериментально: = 50 0.Задаемся количеством секций отстойника N = 5 и определяем производительность одной секцииgset = 521/5 =104 м3/ч.Задаемся шириной одной секции Bbl = 3 м.Определяем длину зоны Lb2 тонкослойного отстаивания, если коэффициент использования ее объема в соответствии с табл.31 СHиП 2.04.03-85 Kset = 0,5:L b = g set / ( 3,6 Ksetvw Bbl) = 104 / ( 3,6 ∙ 0,5 5 ∙ 3 ) = 3,86м.Задаем длину зон тонкослойного отстойника (рис. 7): l1n = 1,5м;l2n = 2 sin (90 – 500 ) = 2 ∙ 0,64 =1,28м; l3n = 0,3м ;l4n = 0,1м ; l5n = 0,5м, а затем определяем общую рабочую длину отстойника по формуле 2Lстр = 3,86 + 1,5 + 1,28 + 0,3 + 0,1 + 0,5 = 7,548 м.Определяем общую глубину воды в отстойнике Hстр., предварительно задавшись высотой зон: h1n = 0,1; h2n =2 sin 500 = 2 ∙ 0,77 = 1,54; h3n = 0,3;h4n = 0,2; h5n = 0,3 , по формуле 2Hстр. = hм + h2 + h3 + h4 + h5 = 0,1 + 1,54 + 0,3 + 0,2 + 0,3 = = 2,44 м = 2,5 мПринимаем удаление осадка в приямок скребковым механизмом. По формуле (37) СНиП 2.04.03 – 85 определяем расход удаляемого осадкаQmud = ( 1000 –200 ) 521 / ( 104 – 96 ) 2,6 ∙ 104 = 2,0 м3/ч.ВыводыНастоящий курсовой проект посвящен проектированию биологической системы очистки промышленных сточных вод. В рамках проекта проведен анализ литературных данных, касающихся биологической очистки сточных вод для защиты гидросферы, на основании которого показано современное состояние изучаемой проблемы. Определены особенности реализации метода, связанные с очисткой производственных стоков, характеризующихся большими объемами и непостоянством и разнообразием состава. Рассмотрено влияние различных факторов на эффективность процесса; химизмпроцессов биологической очистки.Проведенный анализ позволил установить возможные способы интенсификации процесса биологической очистки промышленных сточных вод. Проанализированы также применяемые способы реализации биологической очистки сточных вод, показано, что для очистки промстоков оптимальным является реализация биологической очистки в искусственных условиях.Рассмотрено применяемое оборудование и предложена оптимальная технологическая схема осуществления процесса биологической очистки промышленных сточных вод.Произведен расчет радиального аэротенка-отстойника биологической очистки промстоков завода синтетического каучука в объеме 50000м3/сут.В рамках расчета вспомогательного оборудования произведен расчет вторичного отстойника. Получены следующие данные:ОборудованиеВместимость, м3Размеры, мКоличество, шт.Аэротенк6469D=20 м, Нat = 6 м4Регенератор 59764 секции,Нr = 6м, а = 8м,l = 10 м4Вторичный отстойник-L = 8м, Bbl = 3 м,Н = 2,5 м;Q = 2,0 м3/ч.4Предлагаемый способ очитки и оборудование для его реализации позволит обеспечить очистку промстоков в соответствии с требованиями нормативной документации [11, 21].Список использованной литературыКомарова. Л.Ф. Использование воды на предприятиях и очистка сточных вод в различных отраслях промышленности: учебное пособие / Л.Ф.Комарова, М.А.Полетаева. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010.- 174 с.Инженерная экология. / Под.ред. ВТ. Медведева. М.: Гардарики. 2002. -688 с.Ветошкин А.Г. Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Учебное пособие. – Пенза: Изд-во Пенз.гос. ун-та, 2004. - 325 с.Асфандиярова Л.Р., Асфандияров Р.Н., Фаткуллин Р.Н., Рашидова А.Р., Гвоздева К.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод // Башкирский химический журнал. – 2011. – Т.18, № 2. – С. 52-55.БогдасароваЮ.А. Повышение эффективности очистки сточных вод на нефтеперекачивающей станции биологическим методом // Вектор науки ТГУ. – 2013. – Т.24, №2. – С.21-24.Кульский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Процессы и аппараты. – Киев: Наук.думка, 1983. – 523 с.Технология и оборудование для очистки промышленных и бытовых стоков.: Альбом ВНИИТЭМР. – М., 1992. – 63 с.Родионов А.И., Кузнецов Ю.П. и др. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов. – М.: Химия, 1985. – 352 с.Аникиев В.В., Захарова П.В. и др. Инженерная защита окружающей среды. Очистка вод. Утилизация отходов. – М.: Изд-во ассоциации строительных вузов, 2002. – 295 с. Яковлев С.В. Биохимические процессы в очистке сточных вод.- М.: Стройиздат, 1980. – 200 с. Проектирование сооружений для очистки сточных вод . Справочное пособие к СНиП. – М.: Стройиздат, 1990.- 192 с.Береза И.Г., Станкевич О.И. Применение метода нитри-денитрификации в практике очистки сточных вод рыбообрабатывающих предприятий // Вестник МГТУ. – 2004. – Т.7, № 1. С. 3-5.Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками [Текст]: монография / Н. С. Жмур. - Москва :Акварос, 2003. - 507 с.Возная Н.Ф.Химия и микробиология воды– М.: Высшая школа, 1979.ЗайцеваИ.С., ЗайцеваН.А., ВоронинаЛ.С. Методы интенсификации биологической очистки сточных вод в аэротенках // Вестник Кузбасск. гос. технич. ун-та. Экология и охрана труда. – 2010. – Вып. 2. – С. 90-91.Лысов В.А., Турянский И.П. и др. Проектирование и расчет водопроводных очистных сооружений. – Ростов-н/Д., 2000. – 139 с.Пааль Л.Л., Кару Я.Я., Мельдер Х.А., Репин Б.Н. Справочник по очистке природных и сточных вод – М.: Высшая школа, 1994.- 336 с.Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов. – М.: Стройиздат, 1996. – 288 с.Колесников В.П., Вильсон Е.В.Современное развитее технологических процессов очистки сточных вод в комбинированных сооружениях: Под редакцией Академика ЖКХ РФ В.К. Гордеева-Гаврикова. –Ростов-на Дону: «Изд-во «Юг», 2005. –212с.Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. – М.: Стройиздат, 1990. – 352 с.СНиП 2.04.03–85. Канализация. Наружные сети и сооружения.Госстрой СССР. – М.: ЦИПТ Госстроя СССР, 1986.- 72с.Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Процессы и аппараты очистки сточных вод и утилизации твердых отходов" предназначены для студентов направления Техносферная безопасность программы "Защита окружающей среды" всех форм обучения. Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2015. – 19 с.