Аэротенки: классификация, материалы, расчёты по предельным состояниям

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКАЯ АКАДЕМИЯ КОМУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА И СТРОИТЕЛЬСТВА

ФАКУЛЬТЕТ ГОРОДСКОГО ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И ХОЗЯЙСТВА

Курсовая работа

Городские инженерные сооружения

"Аэротенки: классификация, материалы, расчёты по предельным состояниям"

Москва 2012г.



Содержание

Введение

1. Обоснование выбора технологического процесса и аппаратурного оформления

2. Основные показатели технологического процесса

3. Описание технологической схемы

4. Материальный баланс установки

5. Расчет и выбор технологического оборудования

5.1 Расчет аэротенка-вытеснителя

5.2 Выбор насосов

6. Нормальная эксплуатация участка биологической очистки

6.1 Порядок нормального пуска участка

6.2 Нормальная эксплуатация участка

7. Контроль и автоматизация процесса

8. Монтажно-строительные решения проекта

Заключение

Список литературы

биологический очистка фильтр аэротенк



Введение

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод. биологический очистка сточный вода

Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.



1. Обоснование выбора технологического процесса и основного аппарата

В настоящее биологической очистке подвергается большинство промышленных и бытовых сточных вод перед их сбросом в водоемы. Принцип биологической очистки стоков состоит в том, что при некоторых условиях микробы способны расщеплять органику до простых веществ, таких как вода и углекислый газ.

Биологические методы очистки сточных вод могут быть разделены на два типа, по типам микроорганизмов, участвующих в переработке загрязнителей стоков:

1. аэробные биологические методы очистки промышленных и бытовых сточных вод (микроорганизмам при их жизнедеятельности необходим кислород)

2. очистка стоков анаэробными микроорганизмами (которые живут без кислорода).

Методы очистки сточных вод с участием аэробных бактерий разделяются по типу емкости, в котором происходит окисление стоков. Емкостью может быть и биопруд, и биологический фильтр, и поле фильтрации. Однако суть самого метода очистки сточных вод, а именно минерализация органики остается неизменной. В естественных условиях очистка сточных вод происходит на полях фильтрации и в биопрудах.

В процессе очистки сточных вод в биологических фильтрах обработка стоков микробами проходит в искусственных сооружениях. В данных сооружениях в течение длительного времени могут поддерживаться оптимальные параметры для жизни микроорганизмов - значения температуры, рН, концентрации кислорода в воде и т.д. Очистка сточных вод в биологических фильтрах имитирует очистку микроорганизмами стоков на почве.

Аэротенк - это емкость глубиной до 5-6 метров, которая имеет устройство нагнетания воздуха. Внутри аэротенка живут колонии микроорганизмов - на хлопьях ила. Данные колонии перерабатывают органику сточных вод. После аэротенков чистая вода подается в отстойники. В отстойниках происходит осаживание активного ила с его последующим частичным возвращением обратно в резервуар.

Биологический фильтр - это заполненная крупно зернистым материалом емкость. На частицах данного материала живут колонии микроорганизмов. Биологические фильтры легче обслуживать, нежели аэротенки. Они более надежны и способны переносить перегрузки по загрязнению и объему сточных вод. Как для любых биологических сообществ, для устройств биологической очистки стоков существуют предельные концентрации загрязнений, при превышение которых микроорганизмы могут погибнуть[4].

В случае, если сточные воды содержат высокие концентрации органики, наиболее перспективным методом очистки стоков является анаэробный метод. Преимущество данного метода очистки заключается в меньших эксплуатационных расходах, так как в этом случае нет необходимости проводить аэрацию воды.

Анаэробные реакторы, как правило, представляют собой металлические резервуары, содержащие минимальное количество сложного нестандартного оборудования. Однако жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов связан с выделением в воздух метана, что требует организации специальной системы наблюдения его концентрации. Указанные выше методы очистки сточных вод применимы, если концентрации определенных загрязняющих агентов не превышает допустимые величины. Как правило, необходимо проводить три-четыре ступени предварительной очистки стоков. Кроме этого для сброса очищенных сточных вод в водоемы после биоочистки бывает необходима их доочистка - например, при помощи озонирования.

Технологические схемы промышленной очистки сточных вод в аэротенках и их конструкции весьма разнообразны, что обусловлено специфичностью их состава и необходимостью подбора в каждом отдельном случае наиболее благоприятного варианта биохимического окисления.

Различные схемы и конструкции аэротенков классифицируют по двум направлениям:

-по способу подачи на аэротенки сточной воды и активного ила и отвода иловой смеси;

-по способу аэрации (обеспечения процесса и очистки кислородом).

Классификация по первому направлению позволяет разделить применяемые очистные сооружения на три основные группы:

· аэротенки, где поступающая сточная вода и активный ил практически не смешиваются с водой, уже находящейся в них (вытеснители);

· аэротенки, где происходит быстрое и полное перемешивание поступающих воды и ила со всем объемом жидкости (смесители);

· аэротенки с различными вариантами рассредоточения подачи воды и активного ила (неполного смешения).

В каждой из этих групп возможны схемы с регенерацией или без регенерации активного ила. Кроме того, из аэротенков указанных групп можно комбинировать различные варианты двухступенчатой биологической очистки. Достаточно широкое распространение получили аэротенки, в основном смесители, совмещенные с отстойниками. Существуют также конструкции с фильтрами - фильтротенки и с заполнителями различного вида - биотенки[5].

Классификация аэротенков по системам аэрации позволяет выделить две основные группы: с пневматической аэрацией и с механической аэрацией.

Наряду с этими двумя группами встречаются и другие системы аэрации и обеспечения процесса подачи кислорода: пневмомеханическая аэрация, подача технического кислорода - окситенки, система с биодисками и пр. Таким образом, конструкцию аэротенков для очистки сточной воды определяют следующие факторы: способ подачи воды и активного ила; система аэрации; наличие или отсутствие регенераторов; совмещение аэротенков с другими очистными сооружениями. Аэротенки вытеснители для промышленной очистки сточных вод применяют сравнительно редко из-за присущих им недостатков. Они плохо воспринимают залповые сбросы сточной воды, особенно если в них содержатся тяжелые металлы. В таком случае возможно отравление активного ила, вследствие чего работа установки прекращается. Выделение части объема аэротенка под регенерацию активного ила уменьшает возможность его отравления, но не исключает полностью. Кроме того, неравномерное потребление кислорода по длине установки приводит или к созданию анаэробной зоны в начале аэротенка, или к перерасходу воздуха, если его подавать из расчета скорости потребления в начале аэротенка. Этот недостаток может быть устранен при дифференцированной подаче воздуха по длине аэротенка, но такое решение считается технически сложным. По этой причине аэротенки вытеснители применяют в тех случаях, если БПК сточных вод промышленных предприятий не превышает 500 мг/л. Аэротенки-вытеснители предпочтительнее применять при отсутствии резких колебаний расхода сточных вод и содержания токсических веществ. Аэротенки с рассредоточенным впуском воды не имеют таких недостатков. В них меньше вероятность возникновения местных повышений концентрации токсичных веществ (тяжелых металлов, органических веществ и пр.) и более равномерна скорость потребления кислорода, особенно тогда, когда предусматривается дифференцированное распределение сточной воды по длине аэротенка, соответствующее изменениям в скорости потребления кислорода.

Однако наиболее равномерно потребляется кислород в аэротенках смесителях, а токсичные вещества (тяжелые металлы, органические загрязнения и пр.) очень быстро распределяются во всем объеме сточных вод. По этим признакам аэротенки смесители наиболее удобны для очистки концентрированных промышленных сточных вод. Их недостатком является возможность выноса части неокисленных органических веществ. Чтобы избежать этого, иногда применяют двухступенчатую биологическую очистку, где первой ступенью служат аэротенки смесители, а второй - вытеснители.

Системы пневматической аэрации с подачей воздуха через фильтросные пластины или дырчатые трубы получили широкое распространение во всех группах аэротенков коридорного типа. Коридорные аэротенки можно оборудовать и механическими, и пневмомеханическими аэраторами, но такой тип аэраторов чаще применяют для аэротенков, не разделенных на коридоры, круглых или прямоугольных в плане, аэротенков отстойников и других, которые устраивают на станциях очистки сточных вод небольшой производительности (до 10000 м3/сутки). Процесс биологической очистки основан на способности ряда микроорганизмов, использовать в качестве источников питания разнообразные неорганические и органические соединения, подвергая последние биохимическим превращениям. Процесс очистки на участке БХО производится аэробным методом, т.е. с использованием микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходимо присутствие в воде кислорода. Очистка происходит в аэротенках - специальных резервуарах, в которых в циркулирующую жидкость производится постоянная подача воздуха из воздуходувной станции.

Микроорганизмы в аэротенках находятся в виде хлопьевидных скоплений - активного ила - взвешенных в сточной жидкости.

Активный ил состоит, прежде всего, из бактерий. Кроме того, в состав активного ила входит и довольно значительное количество разных групп микрофлоры и фауны: водоросли, грибы, амёбы, инфузории, коловратки, черви, паукообразные, тихоходки и др[6].

В процессе биологической очистки активным илом происходит окисление содержащихся в сточных водах большей части органических и ряда неорганических соединений серы и азота. При этом часть этих веществ используется в процессе наращивания биомассы активного ила, а другая превращается в безвредные продукты окисления: Н₂О, СО₂, NО₃^- и др.

Для эффективного использования микроорганизмов, в аэротенках необходимо создать максимум благоприятных условий для их жизнедеятельности. При неблагоприятных условиях биохимические процессы замедляются или совсем прекращаются. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов требуется присутствие подходящего источника углерода, кислорода, азота, фосфора и калия. На развитие микроорганизмов влияет температура, реакция среды, концентрация токсичных веществ.

Таким образом можно сделать вывод, что несмотря на некоторые недостатки, аэротенки-вытеснители по сравнению с другими установками биологической очистки имеют ряд преимуществ: возможность очистки сточных вод при начальной концентрации БПК до 500 мг/л, устойчивая рабочая доза активного ила в зоне аэрации и отсутствие "проскока" неокисленных загрязнений, высокая степень использования рабочего объема, простота аппаратурного оформления, эксплуатации и обслуживания.



2. Основные показатели технологического процесса

Процесс биологической очистки заключается в разложении большей части органических и ряда неорганических соединений, имеющихся в воде. Основной характеристикой данного процесса является биохимическое потребление кислорода (БПК). БПК - это количество кислорода, израсходованного за определенный промежуток времени на биологическое окисление (разложение) органических веществ, содержащихся в сточных водах.

Таблица 1 - Основные показатели технологического процесса

Показатель	Стоки до очистки	Стоки после очистки
БПКполн.	до 500 мг/л	не более 6 мг/л
Реакция среды(рН)	6,0-9,5	6,5-8,5
Температура	6-30 оС	6-30 оС
Концентрации растворенного кислорода	2-4 мг/л и более	2-3 мг/л
Концентрация взвешенных веществ	до 150 мг/л	до 30 мг/л
Концентрация нефтепродуктов	до 40 мг/л	до 1,1 мг/л
Концентрация токсичных веществ (сернистые загрязнения)	до 1 мг/л	до 0,65 мг/л
БПКполн.:азот:фосфор	100 мг/л:3 мг/л:0,5мг/л	-

В процессе биологической очистки осуществляется контроль, прежде всего за состоянием активного ила в аэротенках и распределительных камерах.

Показателями хорошего ила служат:

- его индекс в пределах 100 и качественный состав ила по соответствующим индикаторным формам. При постоянно повышенном индексе ила (в пределах 200) ил может считаться удовлетворительным, если надиловая жидкость прозрачна, с небольшим количеством взвешенных веществ.

Иловый индекс рассчитывается по формуле, где

И - иловый индекс;

V - объем, занимаемый активным илом в 1л иловой жидкости после 30 минут отстаивания в мл.;

С - количество активного ила по сухому весу в 1 литре иловой жидкости в граммах.

Изменение индекса ила обычного для аэротенка, в сторону его увеличения (вспухание ила) является показателем нарушения условий биологической очистки.

Увеличение индекса ила может быть связано как с появлением грибов и нитчатых форм бактерий, так и с изменением структуры ила.

В зависимости от причин вспухания активного ила в аэротенке, должны быть приняты соответствующие меры борьбы с этим явлением:

а) при недостатке кислорода - увеличить аэрацию в аэротенке;

б) при перегрузке - снизить нагрузку и провести регенерацию ила поступающего в аэротенк;

в) при повышенном количестве токсических веществ - снизить их концентрацию;

г) при низких рН воды - временно повысить реакцию среды до 9,5, поддерживая в дальнейшем в пределах нормы;

д) при ухудшении качества ила, связанного с залеганием ила в отстойниках - найти причину залегания и устранить ее.

Содержание нефтепродуктов в активном иле при нормальной работе может достигать 10-12%.

Количество возвратного активного ила, необходимое для поддержания в аэротенке рабочей концентрации должно быть в пределах 30-50% от очищаемой жидкости.

Подача воздуха в аэротенки должна производиться с такой интенсивностью, чтобы обеспечить содержание растворенного кислорода в каждой точке аэротенка порядка 2-3мг/л. Расход воздуха при этом колеблется в пределах от 15 до 60м³ на 1м³ сточных вод. Это связано с нагрузкой на аэротенк и скоростью окислительного процесса (времени аэрации).

Нормальная работа аэротенка может быть нарушена обильным пенообразованием, возникающим при поступлении в аэротенки избыточного количества нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ (ПАВ), рН ниже 5 и резким повышением количества активного ила в аэротенке. Необходимо срочно принять меры по устранению выявленных причин.

Первыми признаками нарушения работы аэротенков являются:

а) снижение или отсутствие растворенного кислорода в аэротенках и очищенной воде;

б) снижение интенсивности нитрификации;

в) смена индикаторных форм микроорганизмов и простейших, или их полное исчезновение. Для предотвращения более глубокого срыва процесса следует срочно выявить причины и принять меры к устранению неполадок.

Концентрация активного ила при нормальной работе аэротенков должна быть от 1 до 4гр. и суммарная окислительная мощность около 700г/м³ сутки.



3. Описание технологической схемы

Узел биологической очистки стоков I системы

Стоки I системы после флотационной очистки через распределительную камеру стоков I системы самотеком поступают в верхний (распределительный) канал 5-секционного аэротенка I системы. Аэротенк состоит из 5 параллельно работающих секций, объединенных распределительным и сборным каналами. Каждая секция представляет собой резервуар, разделенный перегородкой на два коридора. На верху перегородки находится распределительный лоток, оборудованный щитовыми затворами (шиберами) для распределения стоков. В каждой секции имеются устройства для аэрирования иловой смеси, системы трубопроводов для подачи сжатого воздуха и активного ила.

Стоки из верхнего канала поступают в распределительный лоток и через отверстия, регулируемые щитовыми затворами, переливаются в секции аэротенка.

Аэротенк рассчитан на схему работы, как аэротенк-вытеснитель с впуском сточных вод через два шибера в начало правого коридора каждой секции. В этот же коридор по трубопроводам через иловые задвижки поступает и циркулирующий активный ил.

Для подачи сжатого воздуха в аэротенк из воздуходувной станции предусмотрена система воздуходувов, состоящих из магистральных и распределительных трубопроводов, от которых отходят ответвления к аэраторам. Аэраторы представляют собой пористые полиэтиленовые трубы, уложенные на дне коридоров аэротенка. На входе в каждую секцию аэротенка на воздушном трубопроводе установлены задвижки, которые при нормальной работе аэротенка всегда открыты. Иловая смесь в конце второго (левого) коридора через водослив переливается в нижний канал аэротенка, откуда трубопроводами отводится в распределительную камеру вторичных радиальных отстойников . Камера обеспечивает деление потока на 4 отстойника. В отстойниках происходит разделение иловой смеси. Активный ил оседает на дно отстойников и удаляется при помощи илососов самотеком через иловые камеры в приемную камеру активного ила. Осветленная вода через переливную гребенку переходит в сборный лоток и отводится по трубопроводу на буферные пруды цеха.



4. Материальный баланс установки

Q₁- количество сточной воды, поступающей в аэротенк;

Q₂-смесь (стоки+активный ил) подаваемая из аэротенка в отстойник;

Q₃-очищенная вода;

Q₄-избыточный активный ил;

Q₅-рециркуляционный активный ил

Исходные данные:

Расход стоков 300м³/час;

Доза ила в аэротенке 2г/л

Таблица 2 - Состав стоков до и после очистки:

Компонент	Содержание г/м3
	до очистки	после очистки
БПК	300	3
Взвешенные вещества	100	30
Нефтепродукты	40	1,0
Сульфиды (сернистые загрязнения)	1	0,65

Масса БПК_полн. в поступающей сточной воде:

Q_{бпк полн.}=Q₁*C_{бпк до}=300*300=90000 г/час=90 кг/час;

Масса взвешенных веществ в поступающей сточной воде:

Q_взв.в.=300*100=30000 г/час=30 кг/час;

Масса нефтепродуктов в поступающей сточной воде:

Q_нефт..=300*40=12000 г/час=12 кг/час;



Масса сульфидов в поступающей сточной воде:

Q_сул.=300*1=300 г/час=0,3 кг/час;

Масса воды в поступающих стоках:

Q_воды=300000-90-30-12-0,3=299867,7 кг/час

Степень рециркуляции активного ила:

R=0,3 ;

Q₅=Q₁*R=300000*0,3=90000кг/час=90 м³/час

Прирост активного ила: Р=170 мг/л;

Расход сухого вещества ила, образующегося в процессе:

q=Q₁*P=300*170*10^-3=51 кг/час

Концентрация активного ила в рециркулирующем потоке:

а^'=(Q₁+Q₅)*a₁/Q₅=Q₂*a₁/Q₅=(300+90)*2/90=8,6 кг/м³

Общий расход избыточного активного ила:

Q₄=q*1000/a'=51*1000/8,6=5930,2325 м³/час;

с=1

Масса воды, содержащаяся в избыточном иле:



Q₄-q=5930,2325-51=5879,23 кг/час

Расход очищенной воды составляет:

Q₃=Q₁-Q₄ = 300000-5879,2325=294069,77кг/час

Масса БПК_полн. в очищенной воде:

Q'_{бпк п.}= 294,07 *3=882,36 г/час=0,88 кг/час

Масса взвешенных веществ в очищенной воде:

Q'_взв.в.= 294,07 *30=8823,6 г/час=8,8 кг/час

Масса нефтепродуктов в очищенной воде:

Q'_н..пр.= 294,07 *1=294,120 г/час=0,29 кг/час

Масса сульфидов в очищенной воде:

Q'_сул.= 294,07 *0,65=191,178 г/час=0,19 кг/час

Масса воды в очищенных стоках:

Q'_воды=294069,77-0,88-0,29-0,19=294110,6 кг/час

Таблица 3 - Материальный баланс аэротенка:

Наименование компонента	приход	расход
	кг/час	%	кг/час	%
вода	299867,7	99,956	294059,61	98,02
БПК полн.	90	0,03	0,88	0,0003
взвешенные вещества	30	0,01	8,8	0,003
нефтепродукты	12	0,003	0,29	0,0001
Сульфиды	0,3	0,001	0,19	0,00006
Иловая смесь	-	-	5930,23	1,9776
итого	300000	100	300000	100



5. Расчет и выбор технологического оборудования

5.1 Расчет аэротенка-вытеснителя

Расчет аэротенков включает определение вместимости сооружения, объема требуемого воздуха и избыточного активного ила, удаляемого из аэрационной системы для последующей обработки.

Исходныеданные: расчетный часовой расход сточных вод q_W= 300 м³/ч; величина БПК_полн исходной воды L_en= 300 мг/л; требуемая величина БПК_полн очищенных вод L_вх = 3 мг/л.

Величина БПК_полнводы, поступающей в начало аэротенка-вытеснителя, где R_i - степень рециркуляции активного ила, определяемая по формуле:

R_i= = = 0,25 ;

L_mix= = 231 мг/л ;

Период аэрации:

T_atv = * [(c₀-K₀)*(L_mix - L_ex)+K_i* c₀* ln]*K_p ,

где K_p = 1,5 , при L_eх < 15 мг О₂/л ;

значения констант и коэффициентов для рассматриваемого примера по табл. 40 СНиП 2.04.03-85 имеют следующие значения:

с_max = 59 мг БПК/г*ч - максимальная скорость окисления ;

K_i = 24 мг БПК/л - константа, характеризующая свойства загрязняющий веществ ;

K₀ = 0,35 - мг/л константа, характеризующая влияние О₂;

ц = 0,158 л/г - коэффициент ингибирования распада активного ила;

s = 0,35 - зольность ила.



Удельная скорость окисления:

с= с_max**;

с=59**=4, 48 БПК/1 г беззольного вещ-ва, тогда T_atv=*[(2-1,66)*(231-3)+24*2ln]=3,85 часа;

Продолжительность обработки воды в аэротенке:

T_at=* lg;

T_at=* lg=3,5 часа

Вместимость аэротенка:

W=T_at*(1+R_i)*q_w , где q_w-расчетный расход сточной воды м³/час;

W=3,85(1+0,3)*300=150,1 м³

Прирост активного ила:

Р_i=0,8*С_cdp+K_g* L_en,

где С_cdp-концентрация взвешенных вещ-тв в сточной воде, пoступающей в аэротенк;

K_g=0,3 - коэффициент прироста, тогда Р_i=0,8*100+0,3*300=170 мг/л

Удельный расход воздуха:

q₀ - удельный расход кислорода мг/1 мг БПК;

К₁=0,175-коэффициент, учитывающий тип аэротенка;

К₂=2,52 - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора;

К₃=0,7-коэффициент качества воды;

К_т - зависит от температуры сточных вод:



К_т=1+0,02*(Т_w-20) ,

где Т_w-среднемесячная температура воды за летний период;

К_т=1+0,02*(25-20)=1,1, тогда

q_air= = 26 м³/м³

Растворимость кислорода воздуха в воде:

С_а=(1+)*С_т,

где С_т-растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры (при t=20⁰ С С_т=9,02); С_а =(1+)*9,02=10,77

Интенсивность аэрации:

I_a= = =29,7 м³/м²*ч

Таким образом выбираем аэротенк-вытеснитель, имеющий следующие параметры:

-ширина коридоров В=4 м,

-рабочая глубина аэротенка Н=4,5 м,

-число коридоров 2,

-количество секций 5,

-длина секции l=36 м,

-объем аэротенка 1500 м³



5.2 Выбор насосов

В насосной станции активного ила находятся:

-центробежные насосы активного ила Й системы марки СМ-250-200-400/6, производительностью 530 м³/час (3 шт),

-центробежные насосы по перекачке активного ила стоков ЙЙ системы марки СД 450/22,5, производительностью 450 м³/час (3 шт.),

-насосы марки СМ-250-200 производительностью 520 м³/час (3 шт.)

В шламовой насосной станции находятся центробежные насосы по перекачке избыточного активного ила на иловые пруды, марка которых СД 80/18, производительностью 80 м³/час (2 шт.)



6. Нормальная эксплуатация участка биологической очистки

6.1 Порядок нормального пуска участка

Перед пуском сточных вод необходимо провести обкатку сооружений на чистой воде. Пуск аэротенков желательно приурочивать к теплому времени года, когда температурные условия воды позволяют в течение месяца накопить рабочую концентрацию активного ила.

При пуске сооружений в осенне-зимний период, температуру воды поступающей на очистку поддерживать в пределах 15-18⁰С.

При несоблюдении необходимых температурных условий период накопления активного ила растягивается на несколько месяцев, что отражается на эффективности работы участка биологической очистки.

Накопление активного ила может быть осуществлено на хозяйственно-бытовой воде с постепенным добавлением нефтесодержащих вод.

При пуске может быть использован активный ил, завозимый с других очистных сооружений, а также прудовой или речной ил.

При наращивании активного ила аэротенк заполняется сточной жидкостью с концентрацией загрязнений по БПК _полн порядка 100-150 мг/л и аэрируется до начала нитрификации и образования небольших хлопьев ила.

После этого аэротенк перевести на проток с возвратом в аэротенк активного ила, осаждающегося во вторичных, третичных отстойниках. Первоначально через аэротенк пропустить только часть расчетного количества сточной жидкости.

По мере накопления активного ила и получения не загнивающей очищенной воды, а также появления в ней нитритов и нитратов, увеличить нагрузку на аэротенк за счет увеличения количества подаваемой воды или уменьшения ее разбавления.

При пуске в эксплуатацию аэротенка является обязательным постепенное приспособление (адаптация) микроорганизмов активного ила к окислению различных веществ, находящихся в окисляемой сточной жидкости.

Продолжительность периода адаптации микроорганизмов к предельно-допустимым концентрациям органических веществ, имеющихся в сточных водах, может достигать, особенно для трудноокисляемых и токсичных веществ, несколько месяцев.

6.2 Нормальная эксплуатация участка

Участок БХО обслуживается вахтовым персоналом во главе со старшим оператором участка, согласно действующим инструкциям и правилам.

В процессе эксплуатации вахтовому персоналу необходимо:

1. Постоянно следить за количеством и качеством стоков, поступающих на участок визуально и на основании анализов, используя проектные возможности сооружений, не допуская их перегрузки.

2. Постоянно следить за качеством очистки стоков по отдельным ступеням, регулируя при необходимости распределение стоков, циркулирующего активного ила и воздуха по аэротенкам и отстойникам.

3. Следить за исправностью и нормальной эксплуатацией технологического оборудования, сооружений трубопроводов, арматуры, сетей канализации, систем вентиляции и отопления, средств КИП и А пожаротушения защиты.

4. Производить отбор и доставку проб в лабораторию согласно инструкциям и графику.

5. Своевременно получать результаты анализов и производить изменения или операции для улучшения качества очистки.

6. Вести постоянный контроль уровней во всех прудах и резервуарах участка и своевременно принимать меры для поддержания уровня в них, не допуская переливов на рельеф.

7. По распоряжению руководства цеха вести сбор нефтепродукта с поверхности прудов участка и откачку его на другие участки цеха.

8. Тщательно вести вахтовую документацию.

9. Поддерживать чистоту и порядок на рабочих местах и территории участка.

10. В случае аварийных ситуаций на участке действовать согласно инструкций и плана ликвидации аварий.



7. Контроль и автоматизация процесса

Автоматическое регулирование, контроль и управление процессом предусматривается из операторной насосной активного ила с использованием средств оперативного контроля и управления на лицевых панелях Ремиконтов Р-130, а также из ЦДП с помощью ПЭВМ.

Если в приемной камере уровень ниже заданного значения (0,3 м), то срабатывает блокировка, запрещающая пуск насосов. Пуск насосов производится оператором только при заполнении камеры выше заданного значения.

Регулирующие клапаны (поз.LV402в, LV402д) установлены в исполнении НО (т.е. при отсутствии воздуха - клапан открывается), с целью не допустить перелив приёмных камер активного ила при отключении воздуха КИП.

При включении насосов и повышении давления в напорном трубопроводе более 0,2 МПа автоматически открывается задвижка с пневмоприводом на нагнетательной линии этого насоса.

Если при работающем насосе уровень в приемной камере снизился ниже заданного значения (0,3м), или если давление на выкиде насоса, определяемое приборами поз. PRSA 201 (поз.PRSA 202, 203, 204) упало ниже заданного (0,15 МПа) значения, то работающий насос автоматически отключается, закрывается задвижка с пневмоприводом на выкиде насоса и, во 2-ом случае при уровне в ПКАИ-1 выше 0,3м, происходит автоматическое включение резервного насоса. Срабатывает аварийная сигнализация.

Если показания датчиков уровня в приемной камере поз.LRSA 401 и поз. LRCA 402 отличаются друг от друга более чем на 5%, то срабатывает сигнализация о рассогласовании (поз. LDA 401,402).

При отказе какого-либо контроллера Ремиконта или при исчезновении питания цепей входов и выходов Р-130 срабатывает сигнализация.

При снижении давления воздуха КИП в коллекторе ниже 0,25МПа срабатывает аварийная сигнализация (поз. PRA 210).

При нажатии кнопки "Пожарный останов" на щите в операторной или ЦДП (в случае пожара в насосной) отключаются двигатели всех насосов и срабатывает сигнализация.

При нормальной эксплуатации насосной задвижки З-1,2,35,4 открыты всегда, задвижки с пневмоприводами З-9,10,11,12 открыты только на работающих насосах, задвижки З-5,27,36,37,13,14,15,16 должны находиться в открытом положении.

Если в приёмной камере ПКАИ-2.1 или ПКАИ-2.2 уровень понижается ниже 0,3м, срабатывает аварийная сигнализация. Во всех случаях, кроме повышенной загазованности, аварийная сигнализация представляет собой световой и звуковой сигнал в операторной насосной активного ила и ЦДП.

Если в насосной активного ила II системы концентрация взрывоопасных газов и паров ЛВЖ поднимется выше заданного предела (20% от нижнего концентрационного предела воспламенения), то срабатывает сигнализация (красный фонарь перед входом в насосную активного ила и прерывистый звуковой сигнал, а также звуковой сигнал в операторной насосной активного ила и ЦДП). Аварийный сигнал передается также в военизированный газоспасательный отряд (ВГСО). При неисправности сигнализатора СТМ-10 срабатывает световая и звуковая сигнализация в операторной насосной активного ила и ЦДП.

При снижении давления воздуха КИП в коллекторе ниже 0,25МПа срабатывает аварийная сигнализация (поз. PRA 210).

При нажатии кнопки "Пожарный останов" на щите в операторной или ЦДП (в случае пожара в насосной) отключаются двигатели, срабатывает сигнализация.

При отказе какого-либо контроллера Ремиконта или при исчезновении питания цепей входов и выходов контроллеров Ремиконтов срабатывает сигнализация.

При выключении вентиляторов насосной активного ила П-24, П-26, В-30, а также при отключении сразу обоих вентиляторов П-25 и П-25а, срабатывает сигнализация.

В результате естественного размножения микроорганизмов и сорбирующей способности активного ила его количество в аэротенках все время возрастает. Большой избыток активного ила может тормозить процесс очистки, поэтому его излишек удаляется либо на установку обезвоживания избыточного активного ила, либо на илонакопители, откуда опять же ил поступает на установку обезвоживания. На установке ил разделяется на фугат (воду), которая возвращается на очистку в ПКАИ-1 I-ой системы стоков и кек (твёрдую фракцию), который складируется на иловых картах.

Для откачки избыточного ила с сооружений I-ой системы необходимо открыть задвижки и дополнительно включить в работу второй насос в насосной тит.250/200; причём один из насосов должен работать как основной, поддерживающий циркуляцию ила, а второй насос должен работать и на циркуляцию и на откачку ила.

Для откачки избыточного ила с сооружений 1-ой ступени II-ой системы необходимо помимо основного насоса, поддерживающего циркуляцию ила 1-ой ступени, включить дополнительно второй насос, который будет только откачивать избыточный ил. Откачка избыточного ила на илонакопители или установку обезвоживания должна обязательно согласовываться с операторами установки обезвоживания. При необходимости откачки избыточного активного ила со 2-ой ступени II системы, он откачивается в аэротенк 1-ой ступени, путем открытия отводящей задвижки на общем напорном трубопроводе подачи ила в аэротенки 2-ой ступени.

Для возможности обмена активным илом между узлами биологической очистки стоков I и II систем предусмотрен трубопровод, идущий от выкидного коллектора насосов в насосную стоков I системы.

В случае необходимости перекачки ила с II системы на I-ую, в насосной стоков I системы циркуляция активного ила должна осуществляться либо только по верхнему трубопроводу, либо по нижней линии насосами.

Технологической схемой участка БХО предусмотрена возможность перевода стоков I системы на узел биологической очистки стоков II системы. Распределение стоков осуществляется в распредкамере, расположенной на выходе с установки флотации I системы

Осветленные стоки после биологической очистки самотеком направляются в буферный пруд, где происходит доокисление (естественная доочистка) верхних слоев воды.



8. Монтажно-строительные решения проекта

Сооружения биологической очистки (аэротенки, отстойники, буферные пруды) располагаются на открытом воздухе, в помещениях находятся только насосная активного ила, шламовая насосная, воздуходувная станция.

Так как сточная вода движется из одного сооружения к другому самотеком, все сооружения установки расположены на разных отметках.

Материалом сооружений биологической очистки - аэротенков, отстойников, приемных камер, распределительных камер - является сборный железобетон, иловые и буферные пруды представляют собой земляные дамбы. Все сооружения насосных станций изготовлены из стали.

Марка бетона для железобетонных конструкций по прочности должна быть не менее указанных на рабочих чертежах (М-200). Марка бетона по водонепроницаемости принята В-6 (бетон повышенной прочности). Марка бетона по морозостойкости принимается в зависимости от расчетной средней температуры в зимний период, в данном проекте принята марка бетона по морозостойкости М/З 200 (при температуре -40 ⁰С).

В качестве мероприятий из защитного оборудования от коррозии предусмотрено покрытие его деталей слоем алюминия толщиной 200 мкм, наносимого методом металлизации, с последующим покрытием составом ЭП-00-10.



Заключение

В данном курсовом проекте была разработана технологическая схема установки биологической очистки сточных вод ОАО "Славнефть-ЯНОС" (цех №12).

В качестве основного аппарата биологической очистки был выбран аэротенк, который имеет ряд достоинств: возможность очистки сточных вод при начальной концентрации БПК до 500 мг/л, устойчивая рабочая доза активного ила в зоне аэрации и отсутствие "проскока" неокисленных загрязнений, высокая степень использования рабочего объема, простота аппаратурного оформления, эксплуатации и обслуживания.

В проекте так же приводится расчет основного технологического оборудования установки биологической очистки, материальный баланс аэротенка, представлены данные о контроле и автоматизации процесса, о нормальной эксплуатации установки, порядок пуска-остановки.

Разработан раздел охраны труда и монтажно-строительные решения проекта.

Список литературы

1. Курбатов В.Л., Римшин В.И. / Практическое пособие Инженера строителя. / Изд. Студент 2012г.

2. Римшин В.И., Екимов В.К., Кустикова Ю.О. / Городские инженерные сооружения / методические указания для студентов.

3. Очистка производственных сточных вод : Учеб. пособие для ВУЗов/ С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.И. Лесков, Ю.В. Воронов; Под ред. С. В. Яковлева.-2ое изд., перераб. и доп. - М.:Стройиздат, 1985-335 с., ил.

4. Карелин Я.А., Жуков Д.Д., Жуков В.Н., Филин Б.Н. Очистка производственных сточных вод в аэротенках.-М.:Стройиздат, 1973-223 с.

5. Поруцкий Г.В. Биохимическая очистка сточных вод органических производств.-М.:Химия, 1975-256 с.

6. Очистка сточных вод // Экология: учебное пособие / под ред. проф. В.В. Денисова. - 2-е изд., исправленное и дополненное. - М.; Ростов-на-Дону, 2004. - 512 с.

Размещено на Allbest.ru