Реферат: Водоотведение и очистка сточных вод города Московской области

Высота кромки над уровнем загрузки равна:

Dhж =  + 0,3 = + 0,3 =0,625м,

 где l- относительное расширение фильтрующей загрузки, l= 25%.

Расстояние от низа желоба до верха загрузки фильтра будет равно:

0,625 – 0,558 = 0,067м

8.4. Сооружения для обработки осадка сточных вод

8.4.1.Песковые площадки

Песковые площадки предназначены для просушки осадка, идущего с песколовок. Количество песка, задерживаемого в песколовке за сутки, равно Woc= 1,42 м3/ сут. Соответственно, количество песка за год составит:

Wгод =  365 * 1,42 = 518,3 м3/год

Рассчитаем  общую площадь песковых площадок по формуле:

F=  =  = 173 м2

       где Азагр - годовая загрузка песка на площадке, Азагр.= 3 м3/м 2.

Определим площадь карты, если количество карт n= 4

Fk = = = 43,25 м2

Принимаем размер карты  6х7м

8.4.2.Аэробный стабилизатор

Метод аэробной стабилизации заключается в длительном аэрировании осадка в сооружениях типа аэротенках (стабилизаторах).

Этот метод наиболее применим к случаю с избыточным илом.

 Аэробная стабилизация – это сложный биохимический процесс, в результате которого происходит распад (окисление) основной части органических беззольных веществ осадка. Оставшееся органическое вещество осадка является стабильным -–неспособным к последующему разложению (загниванию).

Эффективность процесса аэробной стабилизации зависит от продолжительности процесса, температуры, интенсивности аэрации, от состава и свойств окислительного осадка.

Расчет аэробного стабилизатора.

Определяем количество активного ила, поступающего в аэробный стабилизатор:

Исух =  Q,

где  B – вынос активного ила из вторичных отстойников, B = 15 мг/л

       C- концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на

           первичные отстойники, С = 230 мг/л

       Э - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных

           отстойниках,      Э = 35%

       а - коэффициент прироста активного ила, а = 0,3 : 0,5.

            Принимаем     а = 0,4

       La - БПКполи поступающих стоков в аэротенк, La = 229,7 мг/л

       Q- средний расход сточных вод, Q = 20528,6 м3/сут

Исух =   20528,6 = 4,03 т/сут

Объем ила, поступающего из аэробного стабилизатора:

Wил=  = = 1007,5 м3 / сут,

где Рил – влажность уплотненного активного ила, Рил = 99,6%

      Рил - плотность активного ила,  Рил = 1 т /м3

Возраст ила:

i  = = = 3,9 сут,

где  ta– продолжительность обработки воды в аэротенке, ta = 4,7 ч

       aa- доза ила в аэротенке, aa = 3 г/л

       Cввсм- содержание взвешенных веществ, поступающих в аэротенк,

                 Cввсм = 150 мг/л

Время стабилизации неуплотненного активного ила в стабилизаторе:

tил=  ==6,1 сут,

 где  Та, Тс – температура сточной воды, соответственно, в аэротенке и в

                    стабилизаторе,  Та = Тс = 15°С

Требуемый объем аэробного стабилизатора:

Woc = Wил tил = 1007,5 * 6,1 = 6145,8 м3

Длина аэробного стабилизатора

L = = =76 м,

где n - количество секций, n= 2 шт

      В – ширина секции, В = 9м

      Н -  Глубина стабилизатора,  Н = 4,5 м

Удельный расход воздуха принимаем 2 м3 на 1 м3 емкости стабилизатора, отсюда его расход:

D =2 Woc = 2* 6145,98 = 12291,6 м3/час

8.4.3. Сооружения по обезвоживанию осадка

После аэробного стабилизатора осадок поступает в здание, по обезвоживанию осадка, в котором установлены вакуум – фильтры.

 Количество сухого вещества обезвоженного осадка в сутки определяется по зависимости:

W1=== 15,4 т/сут,

где Wил – количество осадка, поступающего из аэробного стабилизатора,

              Wил = 1007,5 м3/сут,

      Рил – влажность осадка, Рил = 98,5%

Принимаем производительность вакуум-фильтров по СНиПу  2.04.03-85 П = 25 кг/час. При работе вакуум-фильтров 24 часа в сутки необходимая площадь поверхности фильтров составит:

Fф = = 26 м2

Принимаем 6 рабочих и два резервных вакуум-фильтра типа БОУ-5-1,75 с площадью поверхности фильтрования 5 м2 каждый.

8.4.4. Иловые площадки

Для аварийных выпусков осадка или при ремонте вакуум-фильтров предусматриваем использование иловых площадок.

Иловые площадки выполняем на естественном основании, так как грунт-супесь и уровень грунтовых вод ниже 7,2 м.

Суточное количество осадка составляет:

Wocсут =1007,5 м3/сут

Годовое количество осадка составляет:

Wocгод= Wocсут *365=1075 * 365 = 367737,5 м3/год

Количество осадка за пол года составляет:

Wocгод /2= 183868,8 м3/год

Полезная площадь иловых площадок

Fпол=  ==170248,8м2,

где-  h1 -годовая иловая нагрузка на иловые площадки, -  h1 = 1,2 м3/м2

              (/1/ табл. 64)

        K – климатический коэффициент, K  = 0,9

Так как иловые площадки планируется использовать только в аварийных случаях, то срок их работы ограничиваем 1 месяцем.

Требуемая полезная площадь составит:

Fполтр=  =28374,8 м2

 Cогласно СниП 2.04.03-85, при удалении осадка из отстойников под гидростатическим давлением вместимость приямка следует принимать равной объему осадка до 2 суток.

Объем осадка за 2 суток составит 2015 м3. Высота заливки единовременно иловых площадок принимается hсм= 0,25 м. Следовательно, площадь единовременной заливки составит.

 Fзаливки =8060 м2

Площадь одной карты принимаем равной площади единовременной заливки. Размер карт принимаем 200:40 м. Количество карт принимаем n = 4 шт.

8.5.Подбор воздуходувок

Источником требующегося для биохимических процессов кислорода в аэротенках и аэробном стабилизаторе является воздух, подаваемый с помощью воздуходувок, которые устанавливаем в производственном  здании.

Расход воздуха

Qair =(Qat + Q эрл) 1,03,

где Qat – удельный расход воздуха, Qat = 13683,9 м3/ч

      Q эрл = 1,1 qw = 1,1 * 1118,7 = 1230,6 м3/ч

Qair = (13683,9+ 1230,6) * 1,03 = 15315,9 м3/ч

Принимаем воздуходувки типа 360 –21 – 1, 4 рабочих и 1 резервный, с объемом засасывания воздуха 22500 м3/ч., давлением нагнетания 1,8 атм., мощностью электродвигателя 800 кВт.

8.6.Расчет хлораторной.

Дезинфекция сточных вод производится для уничтожения содержащихся в них патогенных микробов и устранения опасности загрязнения водоема этими микробами при спуске в него отстоянных или биологически очищенных сточных вод.

Дезинфекцию сточной воды производим хлорированием.

В соответствии со СНиП 2.04.03 – 85, доза активного хлора, необходимая для полной дезинфекции сточной воды принимается 3 г/м3.

Потребный максимально часовой расход хлора:

W clmax час = a qmax час = 3 *1283,0 = 3849,0 г/час = 3,8 кг/ч

Среднечасовой расход хлора:

W ср.час= a =3 = 2,6 кг/ч

Суточный расход хлора:

Wсут = 24 Wср. час  = 24 * 2566 = 61584 г/сут = 62,6 кг/сут.

Месячный расход хлора:

Wмес=30 Wсут = 30 * 62,6 = 1848 кг/мес.

Принимаем хлораторы ЛОНИИ – 100 с ротаметром РС – 5   1 рабочий и 1 резервный.

Смеситель «лоток Поршаля» с шириной горловины 230 мм, шириной подводящего лотка 450 мм, длиной лотка 5,85 м, общей длиной смесителя 9,47м.

8.7. Контактный резервуар.

Контактный резервуар предназначен для обеспечения контакта хлора с водой. Производим расчет контактного резервуара типа горизонтального отстойника.

Объем контактного резервуара:

W === 641,5 м3

Площадь одной секции контактного резервуара:

F = ==106.9 м2,

где h - глубина пропускной части h= 3м

      n – число секций, n = 2

Принимаем размеры секции  BxL = 10:10 м

Станция очистки стоков состоит из трех узлов:

- узел приготовления реагентов;

- узел очистки хромосодержащих стоков;

- узел очистки цианосодержащих стоков.

Работа станции очистки спецстоков осуществляется следующим образом: хромосодержащие стоки забираются из резервуара усредителя насосом и подаются в реакторы обезвреживания (2 шт.)

Обезвреживание стоков в рабочем реакторе производится так: при постоянной подаче сжатого воздуха подается в случае необходимости раствор серной кислоты; при pH=3 прекращается подача серной кислоты и подается раствор бисульфата натрия, когда концентрация Cr6+ снизится до нуля, прекращается подача бисульфата натрия и начинается подача (натра) раствора едкого натрия для доведения  pH до 8-9; в щелочной среде трехвалентный хлор переходит в нерастворимую гидроокись; прекращается подача воздуха и обезвреженные стоки сбрасываются в отстойник.

Цианосодержащие стоки забираются из резервуара-усреднителя насосами и подаются в реакторы обезвреживания (2шт.). Обезвреживание стоков в рабочем реакторе производится так: при постоянной подаче сжатого воздуха, в случае необходимости дозируется раствор едкого натрия и начинается хлорирование раствора; когда концентрация цианов снизится до нуля, прекращается подача хлора; в щелочной среде ионы меди переходят в нерастворимую гидроокись меди; прекращается подача воздуха и обезвреженные стоки сбрасываются в отстойник.

9.1. Расход и состав сточных вод.

Сточные воды гальванического отделения поступают от промывки изделий в проточной воде после обезжиривания, травления. нанесения защитных покрытий, а также от периодически сливаемых отработанных растворов рабочих ванн. В состав загрязнений входят кислота совместно с хроматами и щелочи совместно с цианидами. Количество промывок цианосодержащих стоков составляет 0,4 м3 / час, 3 м3 / сут.

Количество промывок хромосодержащих стоков составляет 0,4 м3 / час, 3 м3 / сут.

Расход цианосодержащих отработанных растворов за расчетный период (1 раз в 0,5 года ) составляет 0,08 м3; расход хромосодержащих отработанных растворов за расчетный период ( 1 раз в 7 дней ) составляет  0,08 м3.

Количество загрязнений в промывных цианосодержащих стоках составляет:

Cu (CN) -90 г/час, 06 кг/сут;

KCN -110 г/час, 0,7 кг/сут;

CN -70 г/час, 0,45 кг/сут;

Na2CO3 -100 г/час, 0,7 кг/сут.

Количество загрязнений в промывных хромосодержащих стоках составляет:

CrO3 -460 г/час, 3,3 кг/сут.

H2SO4 -20 г/час, 0,14 кг/сут.

Количество загрязнений в отработанных цианосодержащих растворах составляет:

Cu (CN) – 1,8 кг/сут;

KCN – 2,2 кг/сут;

CN - 0,4 кг/сут;

Na2CO3 2 кг/сут.

Количество загрязнений в отработанных хромосодержащих растворах составляет:

CrO3 -10 кг/сут.

H2SO4 - 0,1 кг/сут.

Na2 SO4 –7,2 кг/сут.

9.2. Схема очистки сточных вод.

9.2.1. Хромосодержащие стоки.

Обезвреживание сточных вод запроектировано  реагентным способом. Обеззараживание происходит в металлических емкостях контактным способом.

Реагентная очистка сводится к восстановлению бисульфатов натрия (NaHSO3)  в кислой среде (при pH= 2-4) шестивалентного хрома до трехвалентного, который затем едким натром, добавленным в количестве, необходимом для получения pH= 8-9 , переводится в нерастворимую гидроокись хрома, удаляемую путем отстаивания воды.

Реакция восстановления шестивалентного хрома идет по уравнению:

4CrO3+6NaHSO3+3H2SO4      ®  2Cr2 (SO4)3+3Na2SO4+6H2O

Образование нерастворимой гидроокиси хрома идет по уравнению:

Cr (SO4)3+6NaOH    ®   2Cr (OH)3   ¯     3Na2SO4

Хромосодержащие стоки забираются из резервуара-усреднителя насосом и подаются в реакторы. Насос запускается вручную. Останавливается автоматически от датчика верхнего уровня реактора.

По проекту установлен 1 насос и 2 реактора. В качестве резервного может быть использован периодически работающий насос перекачки цианосодержащих стоков. Стоки в реакторах перемешиваются сжатым воздухом. В реакторах установлены датчики pH и Cr6+.

Обезвреживание стоков в рабочем реакторе производится так: при постоянной подаче сжатого воздуха подается в случае необходимости раствор серной кислоты. При pH=3 прекращается подача серной кислоты и подается раствор бисульфата натрия.

9.2.2.Цианосодержащие стоки.

Обезвреживание запроектировано реагентным способом и происходит в металлических емкостях  контактным способом.

Для обезвреживания цианидов характерно применение хлора в щелочной среде (pH=9-10).

CN+2NaOH+Cl2           KCNO+2NaCl+H2O

2KCNO+2H2O              K2CO3+CO(NH2)2

Цианосодержащие стоки забираются из резервуара-усреднителя. В реакторах установлены датчики pH и CN-

9.3. Расходы товарных реагентов.

В станции нейтрализации установлено три растворно-расходных бака: для серной кислоты, для едкого натра, для бисульфата натрия.

Полезная емкость каждого бака 0,6 м3 . Для подачи хлора установлены хлораторы ЛОНИИ-100, производительностью от 0,3 до 2 кг / час.

9.3.1. Расход реагентов на обработку промывных стоков.

Расчет расхода серной кислоты:

a)   на доведение pH  хромосодержащих стоков до 3

0,4 м3 / ч *49 г/ м3 = 19,6 г / час

3 м3 /сут * 49 г / м3 = 0,15 кг / сут

или 1,5 л / сут 10% раствора кислоты

Расчет расхода едкого натра:

a)        на повышение pH хромосодержащих стоков от 3 до 8;

0,4 м3 / ч *40 г/ м3 = 0,016 кг / час

3 м3 /сут * 40 г / м3 = 0,12 кг / сут

b)        на перевод Cr3+в нерастворимую гидроокись Cr;

0,24 кг / час *2,3 = 0,55кг / сут

1,72 кг /час * 2,3 = 4 кг / сут

c)        не подщелачивание цианосодержащих стоков до pH = 9-10

0,4 м3 / ч *4 г/ м3 = 0,0016 кг / час

3 м3 /сут * 4 г / м3 = 0,012 кг / сут

d)        на перевод ионов меди в нерастворимую гидроокись меди

0,04 кг / час *4 = 0,16кг / сут

0,29 кг /час * 4 = 1,16 кг / сут

Итого суммарный расход едкого натрия 0,73 кг / час, 5,3 кг / сут или 53 л /сут 10% раствора натрия.

Расчет расхода бисульфата натрия

a)        на перевод Cr6+ в Cr

0,24 кг / час *7 =1,68 кг / час

1,72 кг / сут * 7 = 12 кг /сут

или 120 л / сут 10% раствора бисульфата натрия

Расчет расхода хлора

a)        на обезвреживание цианидов

0,165 кг / час *3 = 0,5 кг / час

1,16 кг / час * 3 = 3,5 кг / сут

9.3.2. Расчет реагентов на обработку концентрированных растворов

Расчет расхода серной кислоты:

a)        на доведение pH  хромосодержащих стоков до 3

0,08 м3 *49 г/ м3 = 0,004 кг

или 0,04л 10% раствора кислоты

Расчет расхода едкого натра:

a)        на повышение pH хромосодержащих стоков от 3 до 8;

0,08 м3 / ч *40 г/ м3 = 0,003 кг

b)        на перевод Cr6+в нерастворимую гидроокись Cr;

5,2кг  *2,3 = 12кг

c)        не подщелачивание цианосодержащих стоков до pH = 9-10

0,08 м3*4 г/ м3 = 0,001 кг

d)        на перевод ионов меди в нерастворимую гидроокись меди

0,81 кг *4 = 3,24кг

Итого суммарный расход едкого натрия 15,3 кг или 153 л  10% раствора едкого натрия.

Расчет расхода бисульфата натрия

a)  на перевод Cr6+ в Cr3+

5,2 кг  *7 =36,4 кг

или 364 л / сут 10% раствора бисульфата натрия

Расчет расхода хлора

a)  на обезвреживание цианидов

2,3 кг *3 = 6,9 кг 

Ввиду того, что на обезвреживание концентрированных растворов необходимо большое количество реагентов, растворы необходимо сбрасывать небольшими порциями в промывные стоки. Период дозирования принять равным одной неделе.

9.4. Отстойник.

Отстойник предназначен для выделения из воды нерастворимых гидроокисей тяжелых металлов, образовавшихся в результате обезвреживания циано- и хромосодержащих стоков. отстойник рассчитан на двухчасовое пребывание стоков, сбрасываемых из периодически работающих реакторов и объем его отстойной части равен 2 м3.

Количество сухого вещества, оседающего в отстойнике, равно 6 кг / сут или при 98% влажности 0,3 м3 /сут.

При объеме осадочной части отстойника 1,5 м3 вывод осадка можно осуществлять 1 раз в 5 дней.  

9.5. Эффективность работы станции нейтрализации

Таблица 16

Штаты обслуживания

Для обслуживания станции необходим 1 человек в смену. Периодические контрольные химические анализы производятся химической лабораторией больницы.

10.1. Оценка воздействия на водные объекты

Основными источниками загрязнения поверхностных вод являются все виды неочищенных сточных вод, в том числе диффузионных, способствующих нежелательному изменению физико-химических и биологических свойств воды.

В практике санитарной охраны поверхностных вод пользуются гигиеническими нормативами  - предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) лимитирующих веществ в сточных водах, определяющих качество воды. За ПДК принимают такую безвредную (максимальную) концентрацию вещества, при которой обеспечивается нормальный ход биохимических процессов в воде и полностью сохраняется биоценоз водоема.

Наиболее эффективными путями охраны поверхностных вод от загрязнения являются сокращение удельного водоотведения и снижение содержания лимитирующих загрязнений в воде путем использования эффективных методов очистки.

Вредные вещества, сбрасываемые со сточными водами в открытые водоемы, нарушают в последних природное биологическое равновесие и тормозят процессы самоочищения. Самоочищающая способность зависит от условий смешения и разбавления сточных вод. Для удовлетворения санитарных требований устанавливают предельно-допустимый сброс (ПДС) лимитирующих веществ в целях ограничения поступления загрязнений в водоем со сточными водами. Уравнение материального баланса имеет вид:

qCст. нр + QCф   =    Cнр (q +g Q)

ПДС        Фон      Нормативное состояние

                                  водоема

где q,Q   - расход сточных и речных вод м3/ч

      Cст.нр Cф  -концентрация лимитирующего вещества соответственно

                 для нормативно-очищенной сточной воды и в реке выше

                 места  выпуска, г/м3

              Cнр  -предельно-допустимая концентрация в воде в

                      зависимости от вида водопользования, г/м3;

g       - коэффициент смешения, доли единицы.

Расчет предельно-допустимых концентраций лимитирующих веществ в сочных водах, сбрасываемых в р. Десну.

Расчет выполнен для режима штатной и нештатной аварийной эксплуатации сооружений в соответствии с действующими нормативами «Охране поверхностных вод от загрязнения»

Все расчеты выполнены исходя из условия совпадения неблагоприятных  факторов:

·     расходы воды в р. Десна приняты для периода зимней межени при 95% обеспеченности;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13