Водоотведение промышленных предприятий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Водоотведение промышленных предприятий

1. Климатическая характеристика района расположения промышленного предприятия

Нефтеперабатывающий завод расположен на юго-востоке Республики Беларусь, Гомельской области в 20 километрах к западу от города Мозыря.

Климат расположения завода умеренно-континентальный.

Среднегодовая температура - 6,4°С. Абсолютный минимум - 32°С. Абсолютный максимум + 37°С. Средняя температура января (самый холодный месяц) - 6,9°С. Количество дней в году со среднесуточной температурой воздуха более + 5°С составляет от 188 до 200.

Влажность воздуха зимой составляет 82 - 89%, весной и летом 65 - 80%. Количество дней с повышенной влажностью составляет от 35 до 100.

На территории данного района выпадает в среднем 722 миллиметра осадков за год. Около 70 процентов осадков выпадает в теплую половину года.

Среднегодовая скорость ветра - 3,5 м/с. Сильные ветры - 5 м/с и более очень редки. В течение года на территории района расположения завода в основном преобладают западные ветра.

Данные по количеству дней преобладания какого-либо ветра занесены в таблицу 1.

Таблица 1 - Данные по преобладанию ветра в течение месяца

	с	св	в	юв	ю	юз	з	сз	штиль
Январь	7	3	2	1	1	2	9	3	3
Июль	1	1	3	5	7	3	10	1	-

Высота снежного покрова составляет 20 - 25 см. По данным наблюдений дата установления устойчивого снегового покрова - 11 декабря, а его таяния 23 марта.

Глубина промерзания земли в особо холодный год - 120 см.

2. Характеристика основных технологических процессов на предприятии «Гродностройматериалы»

ОАО «Мозырский нефтеперерабатывающий завод» (далее МНПЗ), работающий с 30 января 1975 года, расположен в Гомельской области в 20 километрах к западу от города Мозыря. С тех пор завод постоянно расширяется, вводятся в строй новые технологические установки, совершенствуются технологии. Сырьем для завода является нефть, подаваемая по двум нефтепроводам: российская нефть - по нефтепроводу «Дружба» и белорусская нефть - по нефтепроводу с Речицких месторождений, а так же привозная в цистернах по железной дороге. Пунктом приема железнодорожных составов сырой нефти, отправки составов готовой продукции, промывки и пропарки цистерн является станция «Барбаров» гомельского отделения Белорусской железной дороги, находящаяся в 3 км от завода. Формирование грузовых поездов готовой продукции осуществляется станцией Калинковичи.

МНПЗ выпускает и реализует внутри страны и за рубежом различные виды продукции: автомобильные бензины, реактивное топливо, нефтяные битумы, серу техническую, сжиженные газы, вакуумный газойль. Товарной продукцией МНПЗ является множество светлых и темных видов нефтепродуктов, используемых различными отраслями народного хозяйства Республики Беларусь.

Объемы перерабатываемой нефти за последние два года составили 6,15 млн. т в 2006 году и 6,46 млн. т в 2007 году соответственно. Экспорт нефтепродуктов в 2006 году был увеличен в два раза.

В настоящее время на заводе ведется капитальный ремонт, завершение которого намечено на середину 2008 года. В рамках его производится расширение парка сжиженных газов и строительство комбинированной установки каталитического крекинга мощностью 2 млн. т нефти в год, которая позволит увеличить глубину переработки нефти, выпускать продукцию на уровне мировых стандартов. Для удовлетворения возрастающих требований к количеству воды планируется также строительство третьего блока оборотного водоснабжения (БОВ-3). Ввод в эксплуатацию строящихся объектов позволит вывести завод на дополнительные 25% прибыли.

МНПЗ по типу производства, как и многие другие нефтеперерабатывающие заводы СНГ, сочетает в себе два основных направления: нефтетопливное производство и нефтехимическое производство.

Продуктами нефтетопливного производства являются:

- бензины А-76;

А-92;

А-95;

Нормаль-80;

- дизельное топливо;

- реактивное топливо;

- средний дистиллят;

- керосин осветительный;

- сжиженные газы;

- вакуумный газойль.

Продуктами нефтехимического производства являются:

- нефтебитумы;

- мазут товарный;

- сера техническая;

- топливо печное;

- гудрон.

Надежную работу технологических объектов завода обеспечивают вспомогательные цеха и производства: ремонтно-механическое производство, производство автоматизации и связи, энергопроизводство, транспортный цех, центральная заводская лаборатория.

В настоящее время на заводе работает более 4000 человек.

Технологические процессы нефтеперерабатывающих заводов обуславливаются принятым профилем и типом производства. МНПЗ по типу производства сочетает в себе два основных направления: нефте-топливное производство (НТП) и нефтехимическое производство (НХП).

Планируемые заводом объемы выпуска того или иного вида продукции за год изменяются в соответствии с требованиями заказчика и, могут отклоняются от плана.

Первичным технологическим процессом переработки нефти является прямая ее перегонка на атмосферно-вакуумных трубчатых установках (АВТ) с получением светлых дистиллятов и маслянистых фракций. Нефть проходит теплообменники, затем нагревается в печи установки АВТ и подается в ректификационную колонну, где происходит разделение нефти. Светлые нефтепродукты колонны - бензин, керосин и дизельное топливо - охлаждаются и конденсируются в теплообменниках и конденсаторах. Остаток нефтепродуктов из атмосферной колонны поступает через трубчатую печь в вакуумную колонну, где в результате перегонки в вакууме получаются маслянистые дистилляты и кубовый остаток.

При обычном режиме работы установок АВТ барометрические воды, прошедшие нефтеловушки, удовлетворяют требованиям к качеству технической воды необходимой барометрическим конденсаторам установок АВТ. С целью снижения поступления нефтепродуктов в барометрические воды температура верха вакуумной колонны АВТ не должна превышать 75 ^оС, что достигается при поддержании вакуума не ниже 0,073 МПа.

При прямой перегонке нефти образуются продукты двух типов: дистиллятные (бензины, керосин, дизельное топливо) и остаточные (мазуты, гудроны, газойль). Из-за агрессивности сернистых соединений к технологическому оборудованию их присутствие в товарных нефтепродуктах не допускается. Очищают нефтепродукты от соединений серы промывкой водным раствором щелочи (едкий натр). При этом из нефтепродуктов в щелочной раствор переходят сероводород, меркаптаны и другие сернистые соединения, а также фенолы. После многократного использования щелочной раствор, содержащий большое количество сернистых соединений, а также другие загрязняющие вещества сбрасывается в сеть сернисто-щелочной канализации.

Потребность ректификационных колонн в остром паре удовлетворяется теплоэлектростанцией, находящейся на водном балансе у МНПЗ, а также собственной парогазотурбинной электростанцией.

Кроме воды, используемой для охлаждения готовых продуктов при их конденсации в процессе деструктивной переработки нефти, в канализацию сбрасывается вода из водоотделителей. Последняя, образуется главным образом, в результате конденсации водяного пара, поступающего на аппараты и установки, и называется технологическим конденсатом.

3. Количественный состав сточных вод на предприятии

Таблица 2 - Количество сточных вод

Потребитель	Расход производственных сточных вод, м3/сут
Топливно-каталитическое производство	3097
Нефтехимическое производство	890
Товарно-сырьевая база	2456
Ремонтно-механическое производство	277
Паровоздухоснабжение	124
Автотранспортный цех	317
Хозяйственный цех	428
Котельная	466
Пожарная часть	147
Цех механизации	361
Прочие цеха	1405

Суточный расход производственных сточных вод составляет 10000 м³/сут, что соответствует 416,7 м³/ч и 0,116 м³/с.

4. Качественный состав сточных вод на предприятии

Состав и концентрация загрязнений в сточных водах ОАО «Мозырский нефтеперерабатывающий завод» представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Состав и концентрация загрязнений в сточных водах

Наименование вещества	Концентрация, мг/дм3
Взвешенные вещества	250
Нефтепродукты	4000
Фенол	8
БПКполн	300
ПАВ	12
Хлориды	450

Перед сбросом в канализационную сеть сточная вода должна пройти очистку на ЛОС. Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточной воде перед сбросом в городскую сеть приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточной воде перед сбросом в городскую сеть водоотведения

Наименование вещества	Предельно-допустимые концентрации, мг/ дм3
рН	6,5 - 9,0
Нефтепродукты	1,0
Взвешенные вещества	350
БПКполн	400
Хлориды	500
ПАВ	2,5
Железо общее	5,0
Никель	0,1
Медь	0,5
Цинк, свинец	0,1
Хром общий	0,1
Фенол	0,05

Таким образом, перед сбросом в канализационную сеть сточная вода должна пройти очистку от нефтепродуктов, ПАВ и фенолов, так как их концентрация в сточной воде превышена.

5. Выбор технологической схемы очистки сточных вод

В зависимости от вида, состава и свойств производственных сточных вод, их загрязненности и специфики загрязняющих веществ, условий повторного использования и отведения в водные объекты или другие приемники сточных вод применяются механический, физико-химический, химический и биологический методы очистки сточных вод.

В сточных водах ОАО «МНПЗ» ПДК превышены по следующим веществам: нефтепродукты, фенолы, ПАВ.

ПАВы устраняются с помощью флотационных установок с многокамерными, радиальными флотаторами, флотаторов-отстойников, ионного обмена, озонирования

От нефтепродуктов очищают: песколовки, нефтеловушки, фильтры, установки напорной флотации, установки импеллерной флотации, сорбция, электрокоагуляция, озонирование, коалисценция, реагентная обработка (оксихлорид алюминия и оксихлорид алюминия-сульфат).

Фенолы устраняются сорбцией, экстракцией, эвапорацией, озонированием, напорной флотацией. Также очистку от фенолов проводят на биофильтрах и аэротенках.

Песколовки. Для задержания тяжелых нерастворимых примесей, преимущественно песка, применяются песколовки различных конструкций. Расчет и проектирование их аналогичны расчету и проектированию песколовок для очистки бытовых вод. Количество песколовок или отделений должно быть не менее двух, причем все - рабочие. Применение их в схемах очистки производственных СВ улучшает работу последующих очистных сооружений и облегчает их эксплуатацию [1].

Отстойники. Отстаивание является самым простым, наименее трудоемким и дешевым методом выделения из сточной воды грубодиспергированных примесей, плотность которых отличается от плотности воды. Под действием силы тяжести загрязнения оседают на дно или всплывают на поверхность.

Для отстаивания взвеси используют горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники, обычные и тонкослойные.

Расчет их производится аналогично отстойникам, применяемым в бытовой канализации, исходя из необходимого времени отстаивания для достижения заданного эффекта очистки [2].

Гидроциклоны. Осаждение взвеси в гидроциклонах происходит под действием центробежной силы, которая может в десятки раз превышать силу тяжести. Поэтому осаждение взвеси в этих аппаратах происходит за более короткий срок, соответственно объем их меньше объема отстойника. Они могут быть открытыми (безнапорными) и закрытыми (напорными) [2].

_{Центробежная сила возникает при тангенциальном вводе жидкости в аппарат. Гидроциклоны используются для осветления сточных вод, сгущения осадков.}

Фильтры. Они нашли широкое применение для доочистки производственных сточных вод, содержащих мелкодисперсную взвесь, эмульгированные масла, смолы и нефтепродукты, после отстаивания, флотации, биологической очистки. Применяются открытые безнапорные и закрытые напорные фильтры. Определенными преимуществами с точки зрения эффективности отмывки загрязнений обладают каркасно-засыпные фильтры. На фильтры с зернистой загрузкой допускается подача сточной воды с концентрацией нефтепродуктов до 50 мг/дм³ и взвешенных веществ до 100 мг/дм³ [3].

Установки напорной флотации для очистки нефтесодержащих сточных вод (с флотаторами и флотаторами-отстойниками). Флотаторы используют при исходных концентрациях нефтепродуктов в сточной воде 70 - 100 мг/дм³ и механических примесей 100 мг/дм³, флотаторы-отстойники - при концентра-циях нефтепродуктов 100 - 150 мг/дм³ и механических примесей до 150 мг/дм³.

При варианте без рециркуляции все сточные воды, прошедшие основное нефтеулавливание, поступают в приемный резервуар, откуда насосами подаются в напорные баки, где происходит насыщение воды воздухом в течение 1 - 2 мин под давлением 0,4 - 0,5 МПа. Воздух подают эжектором во всасывающую трубу насоса в количестве 3-5% объема обрабатываемой воды. Из напорных баков вода направляется в камеру, где распределяется между флотаторами-отстойниками.

При рециркуляции сточные воды, прошедшие основное нефтеулавливание, поступают во флотаторы-отстойники, минуя напорные баки, и только рециркуляционный расход прошедших флотацию сточных вод в количестве 50% насыщается воздухом в напорных баках под давлением 0,4 - 0,5 МПа и смешивается со сточными водами, поступающими на очистку. Камера распределения в этом случае служит также и камерой смешения.

Во флотаторе-отстойнике сточные воды через водораспределитель поступают во флотационную камеру, где выделяющиеся из воды мельчайшие пузырьки воздуха увлекают на поверхность взвешенные частицы эмульгированной нефти и образуют легко удаляемый пенообразный слой, насыщенный нефтью. Здесь же происходит и осаждение тяжелых взвешенных веществ. Из флотационной камеры сточные воды направляются в отстойную зону и далее через донные отверстия поднимаются вверх между пеноудерживающей стенкой и стенкой отстойника, переливаются по кромке водослива в отводящий кольцевой лоток. Пена, образующаяся на поверхности флотатора-отстойника, сгребается специальным механизмом в пеносборный лоток, откуда трубой отводится в шламонакопитель - при работе с коагулянтом или на разделку - при работе без коагулянта [1].

Установки импеллерной флотации для выделения из сточных вод механических примесей и нефтепродуктов. Импеллерная флотация основана на механическом диспергировании воздуха в очищаемой воде с помощью вращающегося импеллера - турбинки с воздушной трубой в центре. При быстром вращении турбинки за ее лопастями создается разрежение, вследствие чего из атмосферы по воздушной трубе засасывается воздух, который в виде мелких пузырьков диспергируется в воде.

На установке удается снизить содержание нефтепродуктов со 100 - 150 до 15 - 25 мг/дм³ после 10 мин флотации.

К недостаткам импеллерной флотации относится невозможность использования коагулянта, так как при турбулентном перемешивании воды крупными пузырьками воздуха хлопья коагулянта разрушаются [1].

Нефтеловушки применяются для задержания грубодисперсных нефтяных частиц при концентрации нефтепродуктов в сточной воде более 100 мг/ дм³. Одновременно в них задерживаются механические примеси. Нефтеловушки представляют собой горизонтальные прямоугольные в плане отстойники глубиной Н от 1 до 2 м шириной В до 3…6 м, оборудованные устройствами для задержания и сбора нефтепродуктов. Сточная вода по подводящей трубе поступает в лоток, из которого, переливаясь через водослив, попадает в приемное отделение, а оттуда через вертикальные щели в распределительной перегородке входит в отстойную зону и движется в ней горизонтально со скоростью обычно не более 4…6 мм/с в течение около 2 ч. Затем очищенная вода протекает под полупогруженной нефтеудерживающей стенкой и собирается в сборный лоток. При этом тяжелая взвесь оседает на дно сооружения, а легкие нефтепродукты всплывают на поверхность воды. Выпавший на дно осадок скребком, приводимым в движение от лебедки, периодически сгребается в приямок, откуда удаляется гидроэлеватором. Всплывшие на поверхность нефтепродукты сгоняются скребком к поворотным нефтесборным трубам диаметром d = 300 мм и через продольные щели шириной около 30…50 мм сливаются в них. Далее по этим трубам нефтепродукты отводятся в нефтесборные резервуары [3].

Физико-химическими методами, основанными на применении коагуляции, сорбии, экстрации, эвапарации, ионного обмена, кристаллизации, диалеза и др., извлекают специфические загрязнения производственных сточных вод или те из них, которые невозможно или неэкономично извлекать другими способами.

Коагуляция. Используется для разрушения устойчивых суспензий и эмульсий, веществ, загрязняющих воду, посредством введения коагулянтов. Широко применяется для интенсификации процессов механической очистки производственных сточных вод. При введении в воду коагулянтов образуются малорастворенные гидроокиси металлов, в виде рыхлых хлопьев, сорбирующих на своей поверхности коллоидные и, частично, растворенные в воде примеси. Применение коагуляции связано с приготовлением раствора реагента, дозирования и перемешивания его с водой. Для этих целей в схеме очистки производственных сточных вод предусматриваются реагентное хозяйство, дозаторы и смесители. Проектирование и расчеты этих устройств осуществляются так же, как и в системах водоснабжения.

В качестве коагулянтов используют сернокислый алюминий Al₂(SO₄)₃, а также сернокислое железо FeSO₄ или хлорное железо FeCl₃. Кроме них можно использовать известь CaO, алюминат натрия NaAlO₂, оксихлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl, хлорид магния MgCl₂, сульфат магния MgSO₄.

Методом многоступенчатой экстракции, применяя такие экстрагенты, как бензол, бутилацетат, достигают изъятия фенолов на 90… 95% при остаточных концентрациях 200… 300 мг/дм³. Такие результаты характерны для пяти-шестиступенчатой экстракции при подаче в каждую ступень 10% экстрагента. Увеличивая число ступеней и удельный расход экстрагента, можно получить на выходе концентрацию фенола 15…20 мг/дм³, но обычно промышленные установки на такую очистку не рассчитываются.

Растворившиеся в экстрагенте фенолы извлекают из него с помощью каустика; регенерацию экстрагента осуществляют также путем отгонки. Экстракция - распространенный метод очистки сточных вод на газогенераторных станциях и других аналогичных предприятиях [1].

На эвапорационных установках очищают ежегодно свыше 10 млн. м³ фенолсодержащих сточных вод. Эффективность извлечения фенолов при этом составляет 90…93%, а остаточные концентрации - 200… 300 мг/дм³.

Очистку загрязненного фенолами пара производят в скрубберах при орошении их раствором щелочи. Образующийся при этом фенолят поступает в переработку [1].

Коалесценция это слияние капель жидкости внутри другой жидкости (или газа) или пузырьков газа внутри жидкости. В результате коалесценции происходит уменьшение степени дисперсности эмульсий, пен и аэрозолей вплоть до их расслоения на две фазы (жидкость - жидкость или жидкость - газ). Коалесценция происходит в результате флуктуационного прорыва пленок подвижной среды, разделяющих жидкие или газообразные частицы, что является причиной широкого (в пределах неск. порядков) разброса в значениях времени жизни пленок, характеризующего устойчивость частиц к коалесценции. Последняя определяется вязкостью среды, межфазным натяжением, размером частиц, площадью пленок и др. факторами. Особенно сильно влияет на устойчивость к коалесценции наличие на межфазной поверхностисти адсорбционных слоев ПАВ (стабилизаторов).

Озонирование производят в барботажных колоннах при продувке воды озонсодержащим газом. Как и при хлорировании, окисляться будут не только фенолы, но и другие загрязнения, поэтому для достижения приемлемой очистки от фенолов требуется значительный расход озона (1,5…3 г/дм³) и электро-энергии для его получения. Озонирование, по-видимому, может быть приемлемым только при доочистке от фенолов относительно чистых сточных вод с небольшой окисляемостью, прошедших предварительную фильтрацию [4].

Ионный обмен. Применяется для очистки производственных сточных вод от мышьяка, фосфора, хрома, цинка, свинца, меди, ртути и др. металлов, ПАВ, радиоактивных веществ с утилизацией ценных примесей и последующим оборотным использованием воды. Ионный способ очистки оборотной воды от тяжелых металлов, обеспечивает 99% эффект очистки от ионов цинка, меди, никеля.

В данном курсовом проекте применим следующую схему очистки сточных вод: нефтеловушка, отстойник-флотатор, сорбционные фильтры с угольной загрузкой в две ступени. Технологическая схема очистки сточных вод приведена на рисунке 1.

Применяем нефтеловушку т. к. она очищает сточную воду не только от всплывших нефтепродуктов, но и от взвешенных веществ. Она принимается при концентрации нефтепродуктов в сточной воде более 100 мг/дм³. Эффект очистки от взвешенных веществ и нефтепродуктов достаточно высок и составляет 50% и 67% соответственно.

Применяем флотатор-отстойник, потому что он используется для очистки стоков от нефтепродуктов, фенолов и взвешенных веществ и ПАВ.

Сорбционные фильтры очищают сточную воду от ПАВов, фенолов и нефтепродуктов, поэтому их также можно считать универсальными. Эффективность очистки в таких фильтрах составляет для ПАВов, фенолов и эфирорастворимых соответственно 60%, 95% и 90%.

6. Расчет очистных сооружений

6.1 Расчет нефтеловушки

Нефтеловушки применяются для задержания грубодисперсных нефтяных частиц при концентрации нефтепродуктов в сточной воде более 100 мг/дм³. Нефтеловушки представляют собой горизонтальные прямоугольные в плане отстойники глубиной Н = 1ч2 м, шириной В до 3ч6 м, оборудованные устройствами для задержания и сбора нефтепродуктов. Сточная вода по подводящей трубе поступает в лоток, из которого, переливаясь через водослив, попадает в приемное отделение, а оттуда через вертикальные щели в распределительной перегородке входит в отстойную зону и движется в ней горизонтально со скоростью обычно не более 4…6 мм/с в течение около 2 ч. Затем очищенная вода протекает под полупогруженной нефтеудерживающей стенкой и собирается в сборный лоток. При этом тяжелая взвесь оседает на дно сооружения, а легкие нефтепродукты всплывают на поверхность воды. Выпавший на дно осадок скребком периодически сгребается в приямок, откуда удаляется гидроэлеватором. Всплывшие на поверхность нефтепродукты сгоняются скребком к поворотным нефтесборным трубам диаметром 300 мм и через продольные щели шириной около 30…50 мм сливаются в них. По этим трубам нефтепродукты отводятся.

Расчет нефтеловушки производим на приток сточных вод м³/с. Назначаем число секций нефтеловушки n = 1 рабочая и 1 резервная. Назначаем глубину нефтеловушки Н = 2 м и ширину ее секций В = 6 м.

Средняя скорость движения воды, м/с, в проточной части нефтеловушки определяется по формуле

, (1)

м/с = 9,66 мм/с.

Диапазон изменения этих скоростей для нефтеловушек промышленных предприятий 2…10 мм/с. Рекомендуется принимать скорость v = 4…6 мм/с, а гидравлическую крупность U_o = 0,4…0,6 мм/с.

Определяем длину нефтеловушки по формуле

, (2)

где	a	-	коэффициент, учитывающий турбулентность и струйность потока воды в нефтеловушке, при , a = 1,5.

м.

После определения длины L проверяем отношение

,

которое должно быть в пределах от 15 до 20, и расчетную продолжительность всплывания нефтяных частиц по формуле

, (3)

,

которая должна быть меньше расчетной продолжительности пребывания стоков в нефтеуловителе

. (4)

Высота слоя осадка в нефтеловушке определяется по его объему W_ос и не должна в процессе эксплуатации превышать 0,1 м. Расчетный слой всплывших нефтепродуктов в нефтеловушке h_н принимается равным 0,1 м.

Эффект задержания по взвешенным веществам и нефтепродуктам составляет соответственно 50% и 90%. Концентрация загрязняющих веществ после прохождения нефтеловушки составит

мг/дм³,

мг/дм³.

Высота нефтеловушки Н_стр, м, определяется с учетом принятых значений h_н и h_ос, высоты борта нефтеловушки h_б 0,3 м, а также высоты нейтрального слоя h_нс = 0,3 м

, (7)

м.

По источнику [4] подбираем диаметр, скорость и уклон подводящего и водоотводящего трубопроводов.

Подводящий трубопровод: диаметр - 400 мм; скорость жидкости - 0,800 м/с; уклон - 0,003.

Водоотводящий трубопровод: диаметр - 400 мм; скорость жидкости - 0,800 м/с; уклон - 0,003.

Поворотные щелевые трубы имеют диаметр 800 мм.

6.2 Расчет флотатора-отстойника

Флотаторы-отстойники представляют собой комбинированные сооружения, состоящие из круглого в плане радиального отстойника с встроенной в него круглой в плане подвесной флотационной камерой. Принцип работы сооружения состоит в следующем. Сточная вода поступает в водораспределитель. Сюда же подается рециркуляционная вода, предварительно насыщенная в напорном баке воздухом. При выходе из распределителя смесь очищаемой и рециркуляционной воды попадает в подвесную флотационную камеру, где находится около 20 минут. При этом частицы легких примесей прилипают к пузырькам воздуха, выделяющимся из рециркулирующей воды, и быстро всплывают на поверхность воды в камере флотации, образуя там пену.

Из камеры флотации вода перетекает в отстойную камеру, где тяжелая взвесь, содержащаяся в воде, оседает на дно отстойника.

Очищенная вода сливается через зубчатый водослив в радиально расположенные сборные лотки, откуда поступает в кольцевой сборный лоток, размещенный вокруг подвесной камеры флотации, и отводится из него. Для сгребания пены и осадка предусмотрены верхние и нижние донные скребки с приводом.

Объем флотатора-отстойника W_ф.о. найдем по формуле

, (8)

где Q_ч.max - максимальный приток сточных вод, м³/ч;

t - время пребывания сточных вод в сооружении, ч.

Время t, определяется по формуле

, (9)

где t_ф - время пребывания воды в камере флотации от 10…20 мин [3], принимаем t_ф = 15 мин;

t_o - время пребывания воды в отстойной камере, t_o = 1,5…2 ч [3], принимаем t_o = 1,7 ч.

ч.

Тогда рассчитаем объем флотатора-отстойника

м³.

Рабочая высота флотатора-отстойника Н принимается от 1,5 до 3 м [3]. Принимаем рабочую высоту равную 1,5 м.

Принимаем один флотатор-отстойник рабочий и один резервный.

Площадь зеркала флотатора-отстойника F_ф.о

, (10)

где n - количество флотаторов-отстойников.

м².

_{Диаметр флотатора-отстойника D}

_{, (11)}

_м.

Объем флотационной камеры W_ф.к

, (12)

м³.

Площадь флотационной камеры F_ф._к

, (13)

где Н_ф - высота флотационной камеры, принимается равной 1…1,2 м [3], Н_ф = 1,2 м.

м².

Тогда диаметр флотационной камеры D_ф

_{, (14)}

_м.

Принимая высоту нейтрального слоя h_н = 0,3 м и высоту борта h_б 0,3 м, определяем строительную высоту флотатора-отстойника Н_стр

, (15)

м.

Производительность рециркуляционного насоса при подаче воды в напорные баки принимается Q_р

, (16)

м³/ч.

Напор, развиваемый рециркуляционным насосом, рекомендуется принимать Н_р = 30ч40 м. Принимаем насос К 160/30 [7].

Таблица 5 - Характеристика насоса КМ 40-32-180а

Марка	Параметры	Электродвигатель	Габаритные размеры, мм	Вес, кг
	Подача, м3/ч	Напор, м	Мощность, кВт	Частота, об/мин	L	B	H	агрегат
К 160/30	140	36	18,4	1450	1650	870	690	52

Объем напорного бака W_б на вмещение рециркуляционной воды в течении 2 часов составляет

, (17)

м³.

Высота бака Н_б принимается равной 1…1,5 м [3], а его диаметр D_б, м, определяется по формуле

_{, (18)}

_{Принимаем высоту бака 1 м.}

_м.

Принимаем один рабочий напорный бак и один резервный.

Для насыщения воды воздухом устанавливаются 2 воздуходувки марки ТВ 42-1,4 (одна рабочая и одна резервная) [7].

Остаточное содержание нефтепродуктов после флотатора-отстойника определим по формуле (7), эффективность работы принимаем 85%.

мг/дм³.

Остаточное содержание взвешенных веществ после флотатора-отстойника определим по формуле (7), эффективность работы принимаем 73% [4].

мг/дм³.

Остаточное содержание фенолов после флотатора-отстойника определим по формуле (7), эффективность работы принимаем 50%.

мг/дм³.

Остаточное содержание ПАВ после флотатора-отстойника определим по формуле (7), эффективность работы принимаем 60%.

мг/дм³.

Подводящий трубопровод: диаметр - 400 мм; скорость жидкости - 0,80 м/с; уклон - 0,003 [5].

Водоотводящий трубопровод: диаметр - 400 мм; скорость жидкости - 0,80 м/с, уклон - 0,035].

Осадок будет откачиваться с помощью гидроэлеватора 1 раз в сутки. Осадок будет отводиться по трубопроводу d = 100 мм, со скоростью v = 1,30 м/с.

Всплывшие вещества отводятся трубопроводом d = 150 мм.

Для подачи воды на фильтры насосами после флотатора-отстойника устанавливается промежуточная емкость с размерами 2,2 м Ч 2,2 м и высотой 2,3 м.

6.3 Расчет сорбционных фильтров

Сорбционные фильтры применяются для очистки сточных вод от органических соединений, масел, нефтепродуктов (в том числе растворенных). Чаще всего при проектировании принимают сорбционную очистку в напорных адсорберах с неподвижным слоем загрузки, в качестве которой используют активированный уголь со средним диаметром частиц d_з = 0,1 мм.

Общая площадь , м², параллельно работающих фильтров определяется по формуле

, (19)

где		-	среднечасовой расход сточных вод, равный 416,7 м3/ч;
		-	скорость фильтрации, принимается от 4 до 10 м/ч, = 6 м/ч.

м².

Принимаем типовые напорные сорбционные фильтры со следующими параметрами:

- диаметр фильтра D = 3,4 м;

- высота слоя загрузки H_з = 1,0 м;

- строительная высота H = 3,870 м;

- площадь фильтрации F_ф = 9,07 м²;

- загрузка - активированный уголь АГ-3.

Число параллельно работающих адсорберов определяем из соотношения

, (20)

шт.

Принимаем восемь рабочий и три резервных напорных сорбционных фильтров.

Эффект задержания по ПАВам и фенолам, нефтепродуктам и взвешенным веществам соответственно 60%, 95%, 90% и 85%. Концентрация загрязняющих веществ после сорбционных фильтров составит

мг/дм³,

мг/дм³,

мг/дм³.

мг/дм³.

Для необходимой степени очистки сточной воды от фенолов и нефтепродуктов необходимо ставить вторую очередь сорбционных фильтров

мг/дм³,

мг/дм³,

что соответствует норме.

_{Фактическая скорость фильтрации определяется по формуле}

_{, (21)}

м/ч.

_{Общая высота сорбционной загрузки Нобщ, м, составит}

Н_общ = Н_м + Н_р, (22)

где Н_м - длина зоны массопередачи, заключенная между слоем с концентрацией нефтепродуктов С₀, и слоем с максимально допустимой концентрацией нефтепродуктов в очищенной воде (С_пр), принимаем Н_м 5 м;

Н_р - резервная высота загрузки, обеспечивающая требуемое качество доочистки в период выгрузки отработавшего угля и включения в работу чистого сорбента; обычно Н_р 20%·Н_м.

Н_общ = 5 + 0,2 Ч 5 = 6 м.

Число последовательно работающих адсорберов n, шт., определяем из условия

, (23)

шт.

Продолжительность фильтроцикла одного адсорбера определяется по формуле

, (24)

_где - скорость перемещения фронта воды с концентрацией С_пр, м/ч, ориентировочно принимается = 2…6 см/ч, принимаем = 3 см/ч.

.

Расход угля, направляемого на регенерацию при полностью использованной сорбционной емкости угля составит

, (25)

где C_еn, C_ex - концентрации нефтепродуктов в поступающей на сорбционные фильтры и очищенной воде, г/м³;

а_о - сорбционная емкость загрузки, для активированного угля принимаем а_о =100 кг/г [3].

кг/ч.

Для такого расхода принимаем термическая регенерация угля при t 800…950^oC.

Расход свежего угля на компенсацию потерь принимаем в размере 10% и за период фильтроцикла составит

, (26)

.

По источнику [4] подбираем диаметры трубопроводов, скорости движения в них жидкости и уклоны.

Подводящий трубопровод: диаметр - 100 мм; скорость - 1,68 м/с; уклон - 0,15.

Водоотводящий трубопровод: диаметр - 100 мм; скорость - 1,68 м/с; уклон - 0,15.

Заключение

промышленный сточный вода фильтр

В данном курсовом проекте запроектирована система водоотведения для завода строительных материалов с требуемым качеством воды после очистки.

Подобраны следующие сооружения:

- 2 горизонтальные песколовки с круговым движением воды (одну рабочую и одну резервную) диаметром 4 м, расстояние между центрами песколовок 6 м. Количество взвешенных веществ содержащихся в сточной воде после песколовки составляет 1950 мг/дм³, нефтепродуктов - 45 мг/дм³;

- 2 тонкослойные нефтеловушки (одну рабочую и одну резервную) шириной 2 м и длинной 4,5 м. Количество взвешенных веществ содержащихся в сточной воде после нефтеловушки составляет 585 мг/дм³, нефтепродуктов - 9 мг/дм³;

- 2 флотатора-отстойника (один рабочий и один резервный) диаметром 3,9 м и высотой 2,1 м. Принимаем один рабочий и один резервный насос для рециркуляции воды марки КМ 40-32-180а и два напорных бака с размерами высота 1 м, диаметр 1,3 м. Для насыщения воды воздухом принимаем 2 воздуходувки ТВ 42-1,4 (одну рабочую и одну резервную). Количество взвешенных веществ содержащихся в сточной воде после флотатора составляет 157,95 мг/дм³, нефтепродуктов - 1,35 мг/дм³ и фенолов 20 мг/дм³;

- для подачи воды на фильтры принимаем 2 насоса марки СМ 80-50-200/2 (один рабочий и один резервный);

Запроектированные очистные сооружения отвечают современным требованиям и обеспечивают поступление воды необходимого качества в канализационную городскую сеть.

Список источников

1 Яковлев, С.В. Очистка производственных сточных вод: учеб. пособие для вузов / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов. - М.: Стройиздат, 1985. - 335 с.

2 Гудков, А.Г. Механическая очистка сточных вод: учебное пособие / А.Г. Гудков. - Вологда: ВоГТУ, 2003. - 152 с.

3 Дикаревский, В.С. Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте: учебник для вузов ж-д транспорта / В.С. Дикаревский, П.П. Якубчик, В.Г. Иванов, Е.Г. Петров. - М.: Транспорт, 1999. - 439 с.

4 Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика / Н.И. Лихачев, И.И. Ларин, С.А. Хэскин и другие.; Под общ. ред. В.Н. Самохина. - М.: Стройиздат, 1981. - 639 с.

5 Лукиных, А.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского / А.А. Лукиных, Н.А. Лукиных. - М.: Стройиздат, 1974. - 160 с.

6 Яковлев, С.В. Канализация: учебник для техникумов / С.В. Яковлев, Ю.М. Ласков. - М.: Стройиздат, 1987. - 319 с.

7 Карасев, Б.В. Насосные и воздуходувные станции / Б.В. Карасев. - Мн.: Вышэйшая школа, 1990. - 326 с.

8 Иванов, В.Г. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности «Водоснабжение и водоотведение» / В.Г. Иванов, Н.А. Черников, Е.В. Постнова. - Санкт-петербург: ПГУПС, 1996. - 38 с.

9 Тамер, Д. Механическая и термическая обработка осадка сточных вод / Д. Тамер // Водоснабжение и санитарная техника. - 2007. - №2. - С. 46.

10 Соколов, Л.И. использование осадка промышленных сточных вод в производстве асфальтобетона / Л.И. Соколов // Экология и промышленность России. - 2006. - №6. - С. 16-20.

11 СНБ 2.04.05 - 2000. Строительная климатология: введ. 01.01.2000 / Минстройархитектуры. - Мн.: 2001. - 37 с.

Размещено на Allbest.ru