Проект реконструкции очистных сооружений канализации г. Миасс

Существующее положение очистных сооружений города (расход, показатели качества поступающей и очищенной воды), недостатки в работе. Расчет основных сооружений принятой схемы доочистки, технология строительства резервуара промывных вод станции доочистки.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 01.07.2010
Размер файла 18,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

Факультет «Архитектурно-строительный»

Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ (ПРОЕКТУ)

Проект реконструкции очистных сооружений канализации г. Миасс

Консультанты: Технология В.Н. Кучин

Организация строй. пр-ва Ю.А. Маленьких

Безопасн. жизнедеятельн. С.И. Боровик

Экономика С.В. Казимиров

Руководитель проекта В.С Сперанский.

Автор проекта студент группы АС-546

И.Ш. Галиахметов

Нормоконтролер Е.В. Николаенко

Челябинск

2010

Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

1) Существующее положение очистных сооружений г. Миасса (расход, показатели качества поступающей и очищенной воды) недостатки в работе сооружений

2) Литературный обзор по методам доочистки сточных вод и механическому обезвоживанию осадка сточных вод

3) Технико-экономическое сравнение вариантов доочистки сточных вод г. Миасса

4) Расчет основных сооружений принятой схемы доочистки

5) Технология строительства резервуара промывных вод станции доочистки

6) Организация строительного производства резервуара промывных вод станции доочистки

7) Безопасность жизнедеятельности работников ОСК и прилегающей территории.

Аннотация

Галиахметов И.Ш Проект реконструкции очистных сооружений канализации г. Миасс. - Челябинск: ЮУрГУ, 2010. - 134 с. - Библиография - 53 наименования. 9 листов А1

Анализ работы существующих очистных сооружений канализации г. Миасса показал, что практически все основные сооружения имеют высокую степень изношенности и не соответствуют техническим требованиям.

Степень очистки сточных вод недостаточна и превышает нормативные показатели по ряду загрязнений при сбросе очищенной воды в водоем рыбохозяйственного назначения.

Разработанный проект реконструкции очистных сооружений позволяет довести качество очищенной воды до нормативных показателей.

Содержание

Введение

1. Описание существующего положения

1.1 Характеристика района и площадки строительства

1.2 Нормы водоотведения и расчетные расходы сточных вод

1.3 Существующее положение очистных сооружений г. Миасса

1.4 Анализ работы очистных сооружений

1.5 Характеристика приемника сточных вод

2. Литературный обзор методов доочистки сточных вод

2.1 Сооружения доочистки сточных вод от взвешенных веществ и органических загрязнений

2.2 Очистка сточных вод от биогенных элементов

2.3 Удаление из сточных вод бактериальных загрязнений

3. Методы механического обезвоживания осадков сточных вод

3.1 Обезвоживание осадков на вакуум-фильтрах

3.2 Обезвоживание осадков сточных вод на фильтр-прессах

3.3 Центрифугирование осадков

4 Экономическое сравнение вариантов

4.1 Определение капитальных затрат

4.2 Определение эксплуатационных расходов

4.2.1 Определение годовых затрат на электроэнергию

4.2.2 Определение затрат на текущий ремонт

4.2.3 Определение фонда заработной платы

4.2.4 Социальные отчисления

4.2.5 Амортизационные отчисления

4.2.6 Прочие непредвиденные расходы

4.3 Определение дисконтированных затрат

5. Расчет сооружений по доочистке сточных вод

5.1 Подбор барабанных сеток

5.2 Расчет двухслойных фильтров

5.2.1 Определение размеров фильтра

5.2.2 Расчет дренажно-распределительной системы

5.2.3 Расчет устройства для сбора и отвода воды при промывке

5.2.4 Определение потерь напора при промывке фильтров

5.2.5 Подбор насосов для промывки фильтров

5.2.6 Расчет резервуара промывных вод

6. Поверочный расчет основных сооружений

6.1 Сооружения 1-й линии

6.1.1 Приемная камера

6.1.2 Решетки

6.1.3 Песколовки

6.1.4 Первичные отстойники

6.1.5 Аэротенки

6.1.6 Вторичные отстойники

6.1.7 Обработка сырого осадка и избыточного активного ила в метантенках

6.2 Сооружения 2-й линии

6.2.1 Приемная камера

6.2.2 Песколовки

6.2.3 Первичные отстойники

6.2.4 Аэротенки

6.2.5 Вторичные отстойники

6.2.6 Обработка сырого осадка и избыточного активного ила в метантенках

6.3 Обеззараживание сточных вод

6.4 Обезвоживание осадков сточных вод

6.5 Утилизация осадков сточных вод

7. Технология строительства резервуара

7.1 Определение объемов работ

7.2 Определение трудоемкостей и продолжительностей работ

7.3 Технологические схемы производства работ

7.4 Контроль качества

7.5 Техника безопасности при монтаже резервуара

8. Организация строительного производства

8.1 Организация строительной площадки

8.1.1 Обоснование потребности строительства в рабочих кадрах

8.1.2 - Обоснование потребности строительства во временных зданиях

8.1.3 Обоснование потребности строительства в складах

8.1.4 Инженерное обеспечение стройплощадки

8.2 Привязка монтажных кранов

9. Безопасность жизнедеятельности

Список использованных источников

Введение

Обостряющаяся экологическая обстановка, связанная с загрязнением реки Миасс, обусловлена следующими причинами:

несанкционированные сбросы поверхностных и производственных стоков предприятиями промзоны в реку Миасс,

отсутствие системы доочистки на очистных сооружениях канализации(ОСК) г.Миасса,

аварийные сбросы стоков с насосных станций и очистных сооруженийпо причине несвоевременного проведения реконструкции существующей системы водоотведения

Улучшить экологическую обстановку возможно выполнив проект станции доочистки на существующих ОСК.

Основные задачи проекта станции доочистки:

изучение существующего положения на очистных сооружениях;

выбор новых прогрессивных методов доочистки сточных вод;

расчет сооружений станции доочистки и подбор оборудования;

проверочный расчет размеров основных сооружений очистки с учетом возврата промывных вод.

Подбор оборудования для обработки осадков, и подготовки его к утилизации.

1. Описание существующего положения

1.1 Характеристика района и площадки строительства

Площадка, отведенная под реконструкцию очистных сооружений водоотведения, расположена у поселка Селянкино, в восьми километрах от северной окраины г. Миасса, в двух километрах от поселка Северные Печи, на территории предприятия ОАО «Миассводоканал»

С северной стороны участка очистных сооружений водоотведения расположена территория, занятая лесным массивом 44-го лесоустроительного квартала Ильменского государственного заповедника им. В.И. Ленина, представленного смешанным лесным древостоем.

С северо-восточной стороны территория граничит с предприятием ООО «Производственная фирма «Лорена». С юго-восточной стороны - с коллективным садом «Энергетик», на участке которого расположена артезианская скважина, питающая водой комплекс очистных сооружений.

Южная граница - ограждение территории предприятия ООО «Производственная фирма «Ника» (Южная). С западной стороны участок очистных сооружений огибает автомагистраль областного значения Миасс-Карабаш-Екатеринбург.

Согласно карте климатического районирования площадка строительства расположена в климатической зоне 1В.

Климат района континентальный; характерными его чертами является продолжительная зима с устойчивым снежным покровом, теплое, но сравнительно короткое лето, ранние и поздние осенние заморозки.

Среднегодовая температура воздуха около 1 оС.

Абсолютный минимум температуры - минус 47 оС.

Абсолютный максимум температуры - плюс 38 оС.

Переход температуры через «ноль» наблюдается осенью во второй половине октября и весной в конце первой декады апреля.

Среднегодовое количество осадков составляет 413мм.

Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца июля - 23,5 оС.

Средняя температура самого холодного месяца января - минус 16,2 оС.

Среднегодовая повторяемость направлений ветра и штилей, % приведена в табл.1

Таблица 1.1.1 - Повторяемость направлений ветра

С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

Штиль

10

4

6

3

18

22

15

22

30

Источником водоснабжения станции являются две артезианские скважины общим дебитом 31.9 м3/ч. Электроснабжение осуществляется по проложенным от г. Миасс линиям электропередач. Теплоснабжение производится за счет расположенной на территории станции электрической котельной, однако по территории также проложен газопровод. В настоящее время ведутся переговоры с владельцами о возможности подключения.

1.2 Нормы водоотведения и расчетные расходы сточных вод

Норма для расчета и коэффициенты неравномерности притока сточных вод приняты согласно [7]. Расход воды от промышленных предприятий, принят на основе реальных данных, полученных в ходе работы станции очистки сточных вод. Расходы сточных вод приведены в табл. 1.2.1

Таблица 1.2.1 - Расходы сточных вод

п/п

Источники

Норма

водоотведения

л/сут.

Кол-во жителей, тыс.

Коэффициенты неравномерности

Сут/час.

Расход

м3/сут

м3/ч.

1

Жилая застройка (канализуемая)

300

125

1,3/1,356

48750

2118,75

2

Жилая застройка (не канализуемая)

50

45,3

-

2265

94,38

3

промышленные предприятия

-

-

-

15386

962

4

поверхностный сток (5%)

-

-

-

2600

108,33

1-я линия

21000

984,6

2-я линия

48000

2297,4

итого

69001

3282

Как видно из таблицы значительную долю стока составляет промышленный сток, что существенно усложняет работу сооружений биологической очистки сточных вод. Показатели работы сооружений оцениваются в лаборатории на очистных сооружениях. Показатели нормативно допустимых сбросов в реку Миасс, приняты на основании экологического аудита. См. Табл. 1.2.2

Таблица 1.2.2 - Показатели работы сооружений

показатель в мг/л

Поступление 1 линяя

Перв. Отст. 1 лин.

Аэротенки 1 лин.

Вторичные отст. 1 лин.

Конт. Рез.

Пост. 2 лин.

Перв. Отст. 2 лин.

Аэротенки 2 лин.

Вторичные отст. 2 лин

НДС согласно [3]

Сульфаты

56,4

60,3

54,1

49,2

53,3

Хлориды

36,8

31,4

38,1

35,8

37,4

Никель

0,01

0

0

0,01

0

Цинк

0,09

0,04

0

0,07

0,02

0,01

Медь

0,01

0

0

0,01

0

0,001

Хром

0

0

0

0

0

0,02

Железо

0,48

0,2

0,18

0,36

0,17

0,1

СПАВ по хлорному сульфанолу

0,28

0,07

0,05

0,5

0,04

0,5

Нефтепродукты

0,8

0,3

0,06

1,37

0,04

0,05

Фосфаты по Р

2,3

2,5

2,6

2,7

1,7

1,8

1,7

0,2

Фосфаты по группе

7

7,7

8,2

6,5

5,1

5,5

5,2

Нитраты

0,2

81

77,6

63,3

0,2

52,5

50,7

9,1

Нитриты

0,06

0

0,04

0,04

0

0,14

0,15

0,02

Аммонийные соли

32,3

0,4

0,37

0,5

20,3

0,56

0,58

Еммонийный азот по N

24,9

0,3

0,28

0,39

15,8

0,44

0,45

0,4

ХПК

167

35,7

32,8

208

43,5

БПКотст

53,3

42

3,7

3,6

71,7

51

5

БПКвзболт

79,7

56

5,9

5

103

72

7,5

3

Взвешенные вещества

88,5

41

7,8

7,5

119

66

10,9

5

рН

8

7,7

7,6

7,4

7,8

7,7

7,5

Температура гр.С

14

12

13

12

11

11

13

13

13

1.3 Существующее положение очистных сооружений г. Миасса

Очистные сооружения состоят из двух очередей: на первую поступают сточные воды от поселков Восточный, Строителей, 1/3 сточных вод ОАО «УралАЗ», ОАО «ММЗ», ОАО «ГРЦ» и северной части города Миасса данная очередь запущена в эксплуатацию в 1960г и имеет проектную производительность 30 тыс. м3/ч. на вторую очередь поступают сточные воды южной, западной, центральной части города, поселка Миасс-2, 2/3 частей сточных вод ОАО «УралАЗ» ОАО «МЭ» ТОО «Делсот» вторая очередь запущенна в 1987г. с проектной мощностью 52 тыс. м3/ч принята на баланс предприятия в 1999г. Согласно [18] фактическая производительность очистных сооружений составляет 69 тыс. м3/ч (21 тыс. м3/ч и 48 тыс. м3/ч, на первой и второй очереди, соответственно).

На очистные сооружения сточная вода подводится по двум трубопроводам D 500мм, от КНС-2 насосами ФГ 800/22,5 к приемной камере 1 линии размером 3Ч3Ч3м, и по двум трубопроводам D 700мм, от КНС 5 насосами СД 2400/75 к приемной камере 2 линии размером 1,5Ч2,4Ч2,4 м.

Решетки. Для удаления крупных отбросов на очистной станции установлены решетки на первой линии это выполненная кустарным способом решетка шириной 1000мм с ручным удалением осадка, установленная в лотке, глубиной 1200мм, подводящим сточную воду на песколовку, решетки. Габариты решетки составляют: 1000Ч1400 мм ширина прозоров 10мм. число прозоров 50. Стоит также отметить, что решетки находятся не в здании. Скорость движения жидкости через решетку 0,97 м/с. На второй линии установлены в здании решеток три решетки немецкого производства типа СУЭ-0909, (2 решетки рабочие и одна резервная). Ширина прозоров 5мм. 79 стержней прямоугольного сечения. Ширина канала в месте установки решеток 900мм. Здание решеток имеет размеры в плане 24600Ч9810. Решетки оборудованы электродвигателем SK32100. Подача сточных вод и отвод из здания решеток осуществляется по трем железобетонным лоткам шириной 700 мм. [19]. Отбросы, собираемые с решеток, попадают в контейнер, откуда потом переносятся на улицу. И вывозятся на полигон хранения твердых бытовых отходов.

Песколовки. Извлечение из воды крупных минеральных взвесей (песка) осуществляется в песколовках. На первой линии установлены две горизонтальные двухсекционные песколовки с размерами секции 13Ч1м. Осадок попадает в приямок, откуда удаляется насосом для перекачки пульпы типа ПБ160/20. Осадок перекачивается в песковой бункер 1-й очереди, и далее. На второй линии построенны горизонтальные песколовки с круговым движением воды диаметром 6м. в количестве 4 шт. скорость движения воды в песколовки изменяется от 0,19м/с в первой песколовке до 0,5м/с в четвертой что превышает допустимый предел в 0.3 м/с для горизонтальной песколовки [19]. Удаление осадка осуществляется гидроэлеватором, в качестве рабочей жидкости для транспортировки песка используется техническая вода, прошедшая первичные отстойники. Вода перекачивается насосом СД 150-125-314/4 с напором 32м. и подачей 200м3/ч. Пульпа отправляется в песковые бункеры 2-й очереди. Откуда отправляется на песковые площадки. Надосадочная жидкость, высвободившаяся в бункерах, отводиться в приемную камеру первой очереди.

Песковые площадки. Для подсушивания выделенного в песколовках песка его складируют на площадках, на территории очистных сооружений. Площадка разбита на 7 карт, огражденные земляными валиками высотой 1м. размеры площадки составляют 35,1Ч119 м, размер одной карты 35,1Ч17. [18] Подача песка на площадки осуществляется трубопроводом диаметром 200м. отделившаяся вода удаляется дренажной системой, и двумя насосами дренажной насосной станции типа ФГ 450/22,5 вместе с дренажной водой с иловых площадок удаляется в приемную камеру 1-й очереди. [19]

Первичные отстойники предназначены для удаления взвешенных веществ, выделение которых происходит под действием гравитационных сил. На первой линии установлено восемь железобетонных вертикальных отстойников диаметром 9м. и общей глубиной 8.5 м. В отстойник также подается избыточный активный ил с обеих очередей данный прием позволяет повысить эффект задержания взвесей в первичном отстойнике в результате сорбции загрязнений хлопьями активного ила. В двух отстойниках центральная труба с раструбом выполненная из черной стали была в 2009 г. заменена на новую трубу из нержавеющей стали, имеющую большую стойкость к коррозии. Стальные трубы для удаления осадка также были заменены на трубы ПНД, диаметром 150мм, осадок удаляется под гидростатическим давлением. В накопительный резервуар насосной станции при метантенках, обслуживающих первую линию, откуда двумя насосами типа ФГ 450/22,5, с подачей 450м3/ч, и напором 22,5м, минуя метантенки, подается на иловые поля нижней линии. Продолжительность отстаивания сточных вод составляет 1,3 ч. Осадок удаляется ежедневно продолжительность удаления 30-45 мин. На второй линии установлено 4 радиальных отстойника диаметром 18м глубиной 3.4 м. Осадок сгребается к центру отстойника скребковым механизмом, откуда откачивается в накопительный резервуар метантенка, обслуживающего вторую линию с помощью двух плунжерных насосов типа НП-28 с подачей 28м3/ч, расположенных в насосной станции сырого осадка. Насосная станция метантенка оборудована насосом ФГ 144/46,5 с подачей 160м3/ч напором 45м, частота вращения 1450. и насосом ФНГ 450/22,5 с подачей 450 м3/ч напором 22,5м, частота вращения 985. [19]

Аэротенки. Для удаления из воды органических веществ используется переработка их активным илом в искусственно созданных аэробных условиях. На первой линии в качестве сооружения биологической очистки используются шесть аэротенков, с размерами одного коридора 40Ч6м. и рабочей глубиной 4м. Применяется мелкопузырчатая аэрационная система «ПОЛИПОР» из перфорированных полиэтиленовых труб покрытых волокнами ПВД. Продолжительность аэрации 10.4ч. Циркуляционный активный ил после вторичных отстойников непрерывно под гидростатическим давлением подается в иловый резервуар, откуда насосами станции перекачки активного ила возвращается в аэротенки. На второй линии установлено два аэротенка размерами 42Ч6 и рабочей глубиной 5м. аэротенки выполнены по типовому проекту 902-2-394.86 в качестве аэрационной системы здесь также смонтированы перфорированные полиэтиленовые трубы, уложенные в три ряда в начале аэротенка и в два ряда в конце. Циркуляционный активный ил из вторичных отстойников попадает в иловый колодец, откуда перекачивается в аэротенк. Оба аэротенка выполнены с рассредоточенной подачей воды, что позволяет варьировать залповость нагрузки активного ила. Избыточный активный ил из вторичных отстойников поступает в первичные отстойники первой линии. Воздух подается в аэротенк от воздуходувной станции. На каждой очереди предусмотрена своя воздуходувная станция, на первой очереди воздух подают 6 воздуходувок ТВ 80-1,6 производительность 5000м3/ч, давление 1,63 кгс/см3, мощность электродвигателя 250 кВт. [19] На второй линии воздух подают две аналогичные воздуходувки. Несмотря на большое количество промышленных сточных вод, проектом не предусмотрена регенерация активного ила.

Вторичные отстойники. Необходимы для разделения биомассы активного ила и сточной воды. На первой линии установлены прямоугольные в плане вертикальные железобетонные отстойники размером 16Ч16м. рабочей глубиной 5.4м. днище отстойников выполнено в виде четырех пирамидальных приямков. Осветленная вода собирается периферийным лотком и отводится в контактный резервуар. Активный ил по трубопроводу диаметром 200мм удаляется под гидростатическим давлением в иловую насосную станцию первой линии, откуда перекачивается в аэротенки и в первичные отстойники. Перекачка ведется тремя насосами марки СМ 250-200-400/6 с подачей 530 м3/ч напор 22м. частота 980 Герц. Отстойники второй линии представлены четырьмя радиальными отстойниками диаметром 18м и рабочей глубиной 4,5м. Осветленная вода отправляется в контактные резервуары. Активный ил удаляется трубопроводом диаметром 200мм и откачивается насосной станцией с двумя насосами ФГ800/33 с подачей 760 м3/ч, напором 43м, частота вращения 1450. Часть активного ила возвращается в распределительную камеру активного ила, откуда распределяется по аэротенкам, другая часть периодически системой трубопроводов подаётся на первичные отстойники первой линии.

Контактные резервуары. Предназначены для обеспечения требуемого времени контакта очищенной воды с хлором, с целью обеззараживания стока. Хлор подается из хлораторной, расположенной возле контактных резервуаров, приготовление хлорной воды ведется с применением хлораторов ЛОНИИ-100. Контактные резервуары представляют собой прямоугольные в плане железобетонные резервуары с размерами 21Ч7,8 м. выполнены в количестве трех штук.

Сооружения третичной очистки. Представлены размещенными на улице каркасно-засыпными фильтрами. В ходе эксплуатации сооружений при промывке фильтров произошло вымывание песчаной загрузки. Проектом также не предусмотрено никаких устройств, предназначенных для механической замены загрузки. Поэтому на сегодняшний день остро стоит вопрос реконструкции этих сооружений.

Метантенки. На очистной станции построено шесть метантенков: 4 на первой очереди, 2 на второй очереди. Метантенки были запроектированы на термофильное сбраживание. Однако, поскольку котельная на очистных сооружениях переведена на электричество, в целях экономии обогрев осадка в метантенках не производиться, но процесс, происходящий в метантенках нельзя также назвать и мезофильным, поскольку температура в них много ниже требуемой нормы: в них происходит лишь перемешивание осадка. Выделяющийся в небольших количествах метан никак не используется.

Иловые площадки. Как и на большинстве очистных сооружений бывшего СССР, в качестве сооружений по обезвоживанию приняты иловые площадки, представляющие собой достаточно примитивное и не очень эффективное решение обработки осадка. На каждой линии опять же предусмотрены свои иловые площадки. На первой линии площадь составляет 18.5 га. Размер одной карты 60Ч40м. всего 45 карт. На второй линии 11,7 га 7 карт, поскольку перекачивается только сырой осадок, размер одной карты составляет 50Ч335м. Дренажная вода самотеком поступает в дренажную насосную станцию, откуда перекачивается в голову сооружений.

Рисунок 1.3.1 - Схема существующего положения

1.4 Анализ работы очистных сооружений

1. степень очистки сточных вод с доочисткой на песчаных фильтрах, не отвечает современным требованиям при сбросе очищенных сточных вод в водоем рыбохозяйственного водопользования по девяти показателям

2. низкий эффект очистки обусловлен неравномерностью загрузки сооружений биологической очистки верхней и нижней зоны;

3. по действующим нормативам необходимо полное отсутствие активного хлора очищенной воде, при сбросе в водоем;

4. обработка осадка в метантенках не проводится из-за отсутствия теплоносителя

5. большие площади, занимаемые под иловые площадки, создают экологическую опасность окружающей среде;

6. технологическое оборудование, учитывая длительный срок эксплуатации, физически и морально устарело;

7. отсутствие системы диспетчерского управления не обеспечивает надежной и бесперебойной работы очистных сооружений;

8. отсутствуют приборы контроля и учета сточных вод.

9. эффективность работы станции доочистки сточных вод, на момент обследования в 2001 г., составляла 5%, с 2002г. станция не работает;

10. хлораторная не соответствует действующим нормативным требованиям «Правил безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора» ПН 09-322-99.

1.5 Характеристика приемника сточных вод

Реки Миacc относится к бассейну р.Тобол, берет начало на восточном склоне хребта Нурали в 11 км к западу от с.Орловка Учалинского района Башкортостана. Длина реки 658 км. Протекая в восточном и северо-вoсточном направлениях по территориям Башкортостана, Челябинской и Курганской областей река Миасс впадает в р.Исеть с правого береги на 218 км от устья (р.Миасс -р.Иееть - р.Иртыш р.Обь). Площадь водосбора 21800км2. Общее падение от истока до устья 508 м, средний уклон 0,8% [19]. Река используется для водоснабжения, промышленных и хозяйственных нужд. С этой целью построен ряд водохранилищ и прудов. Гидрологические характеристики р.Миасс в месте сброса сточных вод выпуска очистных сооружений г.Миасса по данным Челябинского ГМЦС представлены ниже.

С учетом регулирующего влияния на сток реки выше расположенных прудов минимальные среднемесячные расходы воды 95%-ной обеспеченности составляют:

в период летне-осенней межени 1,55 м3

в период зимней межени 0,60 м3/с.

В период минимальной водности на исследуемом участке водоток имеет следующие морфологические характеристики:

летом зимой

средняя ширина 13,0м 1,0 м

средняя глубина 0,35 м 0,1м

средняя скорость течения 0,34 м/с 0,3 м/с

коэффициент извилистости 1,01

коэффициент шероховатости 0,025.

Среднемноголетний сток реки составляет 5,8м3/с или 183 млн.м3 в год.

Расстояние от устья до места выпуска сточных вод очистных сооружений составляет 560,0 км.

Согласно данным Челябинского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, фоновые загрязнения реки Миасс в створе выше места сброса сточных вод представлены в таблице 1.4.1.

Таблица 1.5.1 - Физико-химические показатели реки Миасс

Наименование вещества

Концентрация мг/л

Наименование вещества

Концентрация мг/л

Взвешенные в-ва

11,7

Азот аммония

0,37

БПКполн

2,86

Нитраты

3,78

Фосфаты (по Р)

0,046

Нитриты

0,064

Железо общее

0,09

Сульфаты

34,4

Нефтепродукты

0,08

Сухой остаток

446,0

Хлориды

20,1

Спав

0,02

Медь

0,004

Цинк

0,034

Хром шестивал.

0

2. Литературный обзор методов доочистки сточных вод

Доочистку которая включает в себя:

1) глубокую очистку сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ

2) глубокую очистку сточных вод от биогенных элементов

3) удаление из сточных вод бактериальных загрязнений. [1]

Существующие очистные сооружения в основном не обеспечивают нормативные требования к сбросу очищенных сточных вод, поэтому требуется их доочистка. [1]

2.1 Сооружения доочистки сточных вод от взвешенных веществ и органических загрязнений

В качестве сооружений для глубокой очистки сточных вод могут быть применены фильтры с зернистой загрузкой различных конструкций, сетчатые барабанные фильтры. [7]

Процеживание сточных вод осуществляется на микрофильтрах и барабанных сетках

При доочистке сточных вод на песчаных фильтрах в качестве вспомогательного устройства, предназначенного для выделения крупных примесей, применяются барабанные сетки, устанавливаемые перед зернистыми фильтрами. Барабанные сетки и микрофильтры имеют сходную конструкцию и объединяются в один общий тип устройств, именуемых сетчатыми барабанными фильтрами.

Барабанные сетки типа БСБ используют в схемах доочистки биологически очищенных городских сточных вод перед фильтрами с зернистой загрузкой для выделения из воды крупных примесей, не оседающих во вторичных отстойниках, с целью защиты фильтровальных сооружений от засорения и для обеспечения нормальной работы фильтров.

Рисунок 2.1 - Схема барабанной сетки

1 - барабан; 2 - поперечные связи барабана; 3 - продольные связи;

4 - ребра жесткости; 5 - трубы опорожнения; 6 - входной канал;

7 - передняя рама; 8 - входная труба; 9 - закладной патрубок;

10 - цепочное колесо; 11 - сточная труба; 12 - передний подшипник;

13 - электродвигатель; 14 - редуктор; 15 - шестерня; 16 - бункер;

17 - трубопровод промывной воды; 18 - разбрызгиватель;

19 - бактерицидные лампы; 20 - водослив; 21 - канал фильтрата;

22 - задняя рама; 23 - задний подшипник.[1]

Обрабатываемая вода поступает через входной патрубок внутрь барабана и, проходя через сетки, оставляет на них часть загрязнений. Осветленная вода собирается в камере, в которой расположен барабан, и направляется далее на соответствующие сооружения.

Вращение и промывка барабанной сетки производятся периодически, по мере засорения. Промывная вода собирается в бункера, расположенные внутри барабана и соединенные с отводящей промывную воду трубой.

Барабанные сетки рекомендуется располагать в отапливаемом и вентилируемом здании с температурой воздуха до 16 ??С и относительной влажностью 60 - 75%.

Поверхность барабана у сеток БСБ облучается при помощи бактерицидных ламп, что предотвращает биологическое обрастание сетки и улучшает санитарные условия проведения профилактических и ремонтных работ. Размер ячеек барабанной сетки от 0,3Ч0,3 до 0,5Ч0,5 мм. Снижение содержания загрязняющих веществ по взвеси составляет порядка 20…25%, по БПКполн 5…10%. [8]

Микрофильтры типа МФБ для доочистки биологически очищенных сточных вод применяют в тех случаях, когда по условиям сброса в водоем или использования в производстве допустима меньшая глубина доочистки по сравнению с достигаемой на песчаных фильтрах. Вода на микрофильтры подается после вторичных отстойников.

Сточная вода из подводящего канала по впускной трубе поступает внутрь барабана микрофильтра, фильтруется через сетчатые стенки и поступает в резервуар, в котором расположен барабан фильтра, а затем из резервуара через водослив изливается в отводящий канал фильтрата. Хлопья активного ила задерживаются на сетке. При вращении барабана сетка с прилипшими к ней загрязнениями поступает в зону действия промывных труб, промывается и вновь погружается в воду.

Содержание взвешенных веществ в исходной воде должно выть не более 40 мг/л. При этом достигается эффект очистки по взвешенным веществам 50…60% и по БПКполн 25…30%. [9]

Рисунок 2.2 - Схема устройства микрофильтра

1 - сточная вода на доочистку; 2 -- впускная труба; 3 -- барабан микрофильтра; 4 -- сетчатые стенки; 5 -- промывные трубы; 6 -- промывная вода; 7 -- очищенная сточная вода [4]

Фильтрование сточных вод производят на фильтрах с зернистой загрузкой и фильтрах с плавающей загрузкой. [7]

В большинстве проектов систем очистных сооружений, является фильтрование через зернистые слои загрузочного материала. В настоящее время в качестве фильтрующей загрузки используются различные материалы. Это песок крупностью 0,8-2 и 2-5 мм, керамзитовая крошка, гранитная крошка, антрацит, шунгит, дробленая горная порода. К зернистому материалу предъявляются требования по прочности: потери загрузки на истираемость и измельчаемость должны составлять соответственно 2,5 и 4 % от навески в 100 г. Зернистые фильтры, загруженные тяжелыми минеральными материалами (с) > 1 г/см восстанавливаются промывкой обратным потоком воды. В схемах очистки сточных вод рекомендуется использовать водовоздушную промывку фильтров. При этом подача воды и воздуха должна производиться раздельно, так как при одновременной подаче происходит вынос загрузки с промывной водой. [17]

Конструкции классических фильтров с зернистой загрузкой аналогичны фильтрам водоподготовки. Принцип их работы аналогичен: вода подается на загрузку сверху или снизу, проходя через зерна загрузки, очищается, и отводиться с противоположной стороны, промывка осуществляется снизу вверх подачей воды или воды и воздуха. Как указывалось выше перед всеми песчаными фильтрами, за исключением КЗФ, в технологической схеме должны предусматриваться барабанные сетки.

Рисунок 2.3 - Схема скорого фильтра

1 - корпус фильтра; 2 - желоба для распределения фильтруемой воды и для отвода промывной; 3 - дренажная система; 4 - отвод фильтрованной воды; 5 - подача промывной воды; 6 - отвод грязной промывной воды; 7 - распределительный карман; 8 - подача осветляемой воды

Рисунок 2.4 - Схема фильтра с восходящим потоком воды и водовоздушной промывкой

1 - загрузка; 2 - пескоулавливающий желоб; 3 - карман; 4 - отвод фильтрованной воды; 5 - отвод промывной воды; 6 - подача воды на промывку; 7 - подача очищаемой воды; - подача воздуха; 9 и 10 - распределительные системы для подачи соответственно воды и воздуха; 11 - струенаправляющий выступ; 12 - поддерживающий гравийный слой

Рисунок 2.5 - Аэрируемый песчаный фильтр

1 - подача очищаемой воды; 2 - распределительная система; 3 - загрузка первого яруса; 4 - дырчатая перегородка; 5 - загрузка второго яруса; 6 - подача воздуха; 7 - отвод фильтрата и промывной воды; 8 - подача промывной воды.

Рисунок 2.6 - Схема каркасно-засыпного фильтра

1-подвод исходной воды; 2-отвод промывной воды; 3-подача промывной воды; 4-отвод фильтрата; 5-гравийный каркас; 6 и 7-крупно- и мелкозернистая загрузка; 8-поддерживающий слой; 9-подача воздуха при промывке

Двухслойный фильтр основан на принципе фильтрования в направлении убывания крупности зерен загрузки, что достигается при движении воды сверху вниз через загрузку, состоящую из слоев различных по плотности материалов. Верхний слой загрузки 0,5-0,6 м состоит из зерен антрацита или керамзита с крупностью зерен 1,2-2 мм., а нижний - из кварцевого песка высотой 0,6-0,7м. и крупностью зерен 0,7-1,2мм. Внизу расположен поддерживающий слой высотой 0,55-0,8м. из гравия крупностью 2 - 40мм. Расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме 7-8 м/ч, при форсированном - 9-10м/ч.

Фильтр оксипор разработан в НИИКВОВ и представляет собой заполненный фильтр, в котором происходят процессы окисления органических загрязнений на пористой поверхности загрузки. Процесс осуществляется за счет жизнедеятельности микроорганизмов, развивающихся на поверхности зерен загрузки (керамзит крупностью 5-10 мм) и в межпоровом пространстве. В фильтре также происходит задержание взвешенных веществ

Рисунок 2.7 - Схема аэрируемого фильтра «Оксипор»

1 - корпус фильтра; 2 - карман; 3 - отвод промывной воды; 4 - зернистая загрузка; 5 - устройство для подачи и распределения воздуха; 6 - поддерживающий слой; 7 - сифон; 8 - водораспределительная система; 9 - подача воды на очистку

Вода подается на очистку по трубопроводу через распределительную воронку фильтра, а отводится по трубчатой распределительной системе через водослив в виде сифона, что необходимо для поддержания загрузки в затопленном состоянии. На глубине 50-70 см от верха загрузки располагается верхняя трубчатая воздухораспределительная система, с помощью которой производится аэрация верхней части загрузки. При обратной водовоздушной промывке по трубчатой распределительной системе подается промывная вода, по нижней воздухораспределительной системе, расположенной у дна, - воздух. Обе системы уложены в подстилающем слое гравия (щебня) крупностью 10-20 мм.

Промывная вода отводится через специальный карман.

При такой технологии очистки происходит быстрое насыщение воды растворенным кислородом (5-6 мг/л в верхней части фильтра и 2-3 мг/л в нижней). Промывная вода возвращается в головку очистных сооружений. Такие фильтры применяются для доочистки сточных вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку.[11]

Недостаток зернистых фильтров заключается в значительных объемах промывной воды. Поэтому появились решения, направленные на сокращение объема промывных вод. Примером может служить фильтр DynaSand, который экспонировался на выставке ЭКВАТЭК-2006. Особенность этой конструкции заключается в постоянной промывке фильтра. При этом, по данным фирмы, расход воды на промывку составляет 2% производительности фильтра. [17]

Рисунок 2.8 - Схема фильтра DynaSand

1 - распределительная система; 2 - отвод фильтрата; 3 - загрязненный песок; 4 - эрлифтный насос; 5 - устройство промывки фильтрующей среды; 6 - лабиринт промывки; 7 - отвод загрязнений; 8 - возврат фильтрующей среды; 9 - панель управления.

Фильтр DynaSand основан на противоточном принципе. Вода для обработки поступает через распределительную систему в нижней части фильтра и проходит очистку по мере прохождения вверх через слой песка. Фильтрат удаляется из системы через патрубок находящийся в верхней части фильтра. Загрязненный песок подается из нижней части фильтра при помощи эрлифтного насоса в устройство промывки фильтрующей среды, находящееся вверху. Очистка песка начинается в самом эрлифтном насосе, в котором примеси отделяются от частиц песка при вихревом перемешивании. Окончательную отмывку песок проходит в лабиринте, где он промывается небольшим противотоком чистой воды. Более легкие частицы загрязнений сбрасываются через выпускное отверстие для промывочной воды, тогда как более тяжелые гранулы песка возвращаются в слой фильтрующей среды. Таким образом, слой фильтрующей загрузки постоянно движется сверху вниз в корпусе фильтра. Регулировка подачи сжатого воздуха для эрлифтного насоса производится при помощи панели управления. Таким образом, и очистка воды, и отмывка фильтрующей среды происходит непрерывно, позволяя фильтру работать без отключения. [10]

В последнее время для фильтрования сточных вод многие фирмы используют синтетические материалы: сипрон, полиуретан, полистирол, синтетическую вату и др. В начальный период эксплуатации они показывают неплохие результаты по степени очистки воды. Вместе с тем фильтрование включает два процесса: адгезию загрязнений на поверхности загрузки и задержание загрязнений в поровом пространстве загрузки. Важным и определяющим применимость выбранной загрузки является процесс ее регенерации. В случае невозможности ее востановления она может использоваться лишь при условии легкой замены и последующего уничтожения. Это возможно только при малых расходах сточной воды и значительной продолжительности фильтровального цикла.

В других случаях применение загрузки нецелесообразно. В основном это относится к синтетическим загрузкам. Например, сипрон и синтетическая вата не должны применяться в системах очистки сточных вод, поскольку при их замене возникают большие трудности с утилизацией или уничтожением. Полиуретан, регенерацию которого разработчики рекомендуют производить отжимом, недолговечен, со временем измельчается и выносится из фильтра, теряет фильтрационные свойства. Это должно учитываться при разработке проектов. Полистирол подкупает простотой и легкостью загрузки, обеспечивает во многих случаях нужную степень очистки. Однако рекомендуемые интенсивность и методы промывки не обеспечивают надлежащего восстановления полистирольной загрузки при ее применении в системах очистки сточных вод. Одним из методов корректировки регенерации является дополнение пенополистирольных фильтров механическими лопастными мешалками, включающимися в момент подачи промывной воды. Тем не менее, до настоящего времени вопрос их регенерации до конца не решен [17]

Рисунок 2.9 - Пенополиуретановый фильтр

1 - слой пенополиуретана; 2 - элеватор; 3 - направляющие ролики; 4 - лента; 5 - ороситель; 6 - отжимные ролики; 7 - емкость; 8 - решетка

Показатели работы фильтров доочистки приведены в таблице 2.1.1

Таблица 2.1.1 - Показатели работы фильтров доочистки

тип фильтра

фильтрующий материал

D, мм

высота загрузки, м

эффект

По БПК

по взвешенным

Скорый фильтр

песок

1,5-1,7

1,2-1,7

50-60

70-75

фильтр с восходящим потоком воды

песок

1,5-1,7

до 2,5м.

55-65

75-80

двухслойный фильтр

керамзи/антрацит

1,2-2

0,5-0,6

до 70

до 80

песок

0,7-1,6

0,6-0,7

аэрируемый песчаный фильтр

песок

1,8-2,2

0,8-1,2

до 80

до 75

1,4-1,6

0,8-1,2

КЗФ

песок

0,8-1

0,3-0,9

70

70-80

каркас

10-40

1,8

оксипор

песок

3-5

1,8

80

90

dyna sand

песок

1,8-2,2

1,2-4

80

90

пенополиуретановые

пенополиуретана

20

2

50

40

2.2 Очистка сточных вод от биогенных элементов

Традиционная биологическая очистка позволяет изъять основную массу органически загрязняющих веществ, но не может обеспечить достаточную, по требованиям настоящего времени, глубину удаления соединений азота и фосфора, а также органических веществ. В процессе очистки происходит трансформация и частичное (до 20-40%) изъятие аммонийного азота и фосфора. При этом в ходе очистки протекают процессы аммонификации и последующей нитрификации азота, а также гидролиз соединений фосфора.

Соединения азота и фосфора, находящиеся в сточных водах, получили название биогенных элементов.

Проблема удаления азот- и фосфорсодержащих соединений возникла в связи с ухудшением качества воды рек и водохранилищ, вызванного эвтрофикацией, которая обуславливается наличием избыточного количества питательных элементов в поверхностных слоях воды. Это, в свою очередь, вызывает усиленный рост водорослей и макрофитов. Водная растительность мешает прохождению света вглубь водоема, потребляет растворенный кислород и приводит к созданию условий, несовместимых с жизнью теплокровных организмов и, таким образом, к исчезновению фауны водоемов. [1]

Традиционный способ очистки от биогенных элементов

Биологический метод очистки сточных вод от соединений азота основан на процессах нитрификации и денитрификации. Процесс нитрификации представляет собой совокупность реакций биологического окисления аммонийного азота до нитритов и далее до нитратов. В ходе денитрификация происходит окисление органических веществ при восстановлении азота нитратов до свободного азота.

Для денитрифицирующих бактерий характерной особенностью является возможность использовать источники энергии или в присутствии кислорода или без него с восстановлением нитратов и образованием азота (N2). Биологический метод удаления аммонийного азота из сточных вод является наиболее приемлемым в современных условиях.

Биологические процессы глубокой очистки сточных вод от соединений азота можно осуществить двумя способами:

с использованием биомассы (активного ила), находящейся во

взвешенном состоянии;

с использованием прикреплённой активной биомассы.

В обоих способах могут быть использованы комбинированные и раздельные системы очистки. В комбинированных системах в одном сооружении предусматривается проведение нитрификации и денитрификации, а в раздельных - только нитрификации или денитрификации. В раздельных системах с использованием взвешенной культуры процессы очистки сточных вод от органических веществ, нитрификация и денитрификация осуществляются специфическими видами; после каждой ступени имеется свой вторичный отстойник. Последовательность отдельных стадий процесса очистки может быть самая разнообразная. Наиболее часто встречающиеся показаны на рисунках

Рисунок 2.10 - Схема удаление азота с различным расположением денитрификационных зон:

I - с денитрификатором в начале процесса II - с денитрификатором в конце процесса.; А - аэротенк; Н -зона нитрификации; Д - зона денитрнфикации; О -отстойник; В - возвратный активный ил [1]

Принцип биологической дефосфации заключается в создании условий для развития в составе активного ила фосфораккумулирующих бактерий (Р-бактерий) Для этого в системе биологической очистки выделяют анаэробные и аэробные зоны, которые поочередно проходит активный ил.

Рисунок 2.11 - Биологическая дефосфация

а - анаэробные условия; б - аэробные условия; ОВ - Органические вещества; ЛКЖ - летучие жирные кислоты; РНВ - поли-в-гидроксибутират; Ф - ортофосфаты: ПФ - Полифосфаты; КПФ - клеточные полифосфаты; Р-бактерии - фосфорнакапливающие бактерии; не Р-бактерии - гетеротрофные бактерии кислотного брожения.

В аэробных условиях бактерии поглощают фосфор в виде полифосфатов и ортофосфатов, Которые накапливаются в активном иле. [5]

Второй способ удаления из воды азота и фосфора заключается в размещении в бескислородных зонах (анаэробной и аноксидной) плоскостной загрузки. В анаэробной зоне на плоскостной загрузке развивается биопленка адаптированная к поступающим в анаэробную зону органическим веществам. При этом доля бактерий способных производить кислотное сбраживание органических веществ уменьшается. Соответственно растет доля бактерий участвующих в окислении азота. В результате увеличивается скорость нитрификации. [6]

Рисунок 2.12 - Схема очистки воды от азота и фосфора в трех секциях аэротенка

1 - возвратный ил; 2 - сточная вода; 3 - перфорированные аэраторы; 4 - блоки пористой загрузки; 5 - перегородка; 6 - пористые аэраторы; 7- иловая смесь; Д1, Д2 - аноксидные зоны (зоны денитрификации); Ан - анаэробные зоны; Н1, Н2 - аэробные зоны (зоны нитрификации).

Хлорирование активным хлором приводит к образованию в воде соляной и хлорноватистой кислоты. Аммиак реагирует с последней, образуя хлорамины. Прибавление активного хлора превращает хлорамины в закись азота - нерастворимый газ. [1]

Удаление фосфора можно производить химическим осаждением при взаимодействии фосфатов с солями металлов, осаждение происходит согласно реакции:

На осаждение 1 г. фосфора необходимо 6,45 г. сульфата железа. Для нейтрализации образующейся кислоты необходима добавка щелочи, для снижения дозы остаточного металла требуется доочистка или значительное сокращение гидравлической нагрузки на вторичные отстойники. Увеличение осадка влечет за собой затраты на его обезвоживание. [5]

Биогальванический метод удаления фосфатов из сточных вод. Способ основан на использовании биокоррозии, совмещает биологическое и химическое удаление фосфора. При этом поставщиком реагентов является биологический процесс, вызывающий коррозию металла. Механизм данного процесса заключается в следующем: в иловую смесь, находящуюся в аэротенке, помещают инертный загрузочный материал, армированный металлом. Загрузочный материал обрастает биопленкой активного ила. На границе контакта биопленки и сточной воды, в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, образуется зона с активной кислой средой, в результате происходит растворение металла. Катионы металла реагируют с анионами, содержащимися в воде, образуя нерастворимые соли. В нейтральной среде избыток ионов металла приводит к образованию фософронокислого железа, которое выпадает в осадок. сточная вода в таком случае в отличи от введения реагентов не обогащается анионами. [12]

2.3 Удаление из сточных вод бактериальных загрязнений

Из практики очистки сточных вод известно, что при первичном отстаивании количество бактерий группы кишечной палочки (БГКП) сокращается на 30-40 %, а после вторичных отстойников на 90-95 %. Следовательно, для полного освобождения сточных вод от патогенных бактерий и вирусов необходимо применение специальных методов обеззараживания.

Для дезинфекции сточных вод применяются хлорирование, озонирование, ультрафиолетовое облучение [1] а также обработку ультразвукам [13].

Хлорирование сточных вод согласно [7] обеззараживание сточных вод следует производить хлором, гидрохлоритом натрия, получаемым на месте в электролизерах, или прямым электролизом сточных вод. При растворении в воде хлор образует хлорноватистую и соляную кислоты [4]. В результате окисления веществ, входящих в состав протоплазмы клеток, бактерии находящиеся в сточной воде погибают. Хлор не обеспечивает необходимую эпидемическую безопасность в отношении вирусов, кроме того, образуются хлорорганические соединения и хлорамины. Хлор, добавленный к сточной воде, должен быть тщательно перемешан с ней, а затем находиться в контакте со сточной водой не менее чем 30 мин., после чего количество остаточного хлора должно быть не менее 1.5 мг/л. [1]. Установки для приготовления и дозирования растворов, содержащих активный хлор, бывают нескольких типов. В установках с использованием жидкого хлора последовательно осуществляются испарение хлора, его механическая очистка, дозирование и растворение в воде с образованием хлорной воды. Жидкий хлор поступает на очистные сооружения в стальных баллонах вместимостью 40--50 л при давлении 10 МПа или стальных контейнерах вместимостью 400--800 л при давлении 1,5 МПа. На станции с суточным расходом свыше 1 т хлор может доставляться в ж.-д. цистернах с последующим переливом в стационарные емкости.

Дозирование хлоргаза осуществляется вакуумными хлораторами. В хлораторе образуется хлорная вода, которая подается в обрабатываемую воду. Поддержание заданной концентрации хлора можно обеспечить с использованием системы автоматического регулирования дозирования. [4]. При хранении больших запасов хлорреагента на станции очистки сточных вод возникает опасность взрыва, что привело нас к появлению обеззараживания с использованием взрыво-пожаробезопасного гипохлорита натрия, получаемого электролизом насыщенного раствора поваренной соли.

Озонирование оказывает универсальное действие, проявляющееся в том что обеззараживание протекает комплексно с общим улучшением физико-химических и органолептических свойств сточных вод. Обеззараживание озоном очищенных сточных вод целесообразно предусматривать после доочистки на микрофильтрах или фильтрах, а также после физико-химической очистки при условии содержания в них взвешенных веществ не более 3--5 мг/л и БПКполн < 10 мг/л. [3]. Исследования по токсикологической оценке озонирования показали отсутствие негативного воздействия обеззараженной воды на организм человека.

Озон получают в генераторах из кислорода воздуха под действием электрического разряда. Генераторы озона подразделяются на цилиндрические с трубчатыми горизонтальными или вертикальными электродами; плоские с пластинчатыми электродами и центральным коллектором или продольной циркуляцией.

Принципиальная схема озонатора с горизонтальными трубчатыми электродами приведена на Рисунок 2.13, а пластинчатого с центральным коллектором -- на Рисунок2.14.

Рисунок 2.13 - Озонатор с горизонтальными трубчатыми элементами

1 - корпус; 2 - трубчатый элемент

Рисунок 2.14 - Схема пластинчатого озонатора с центральным коллектором

1 - полые бруски; 2 - стеклянные пластины; 3 - высоковольтные электроды

Расход электроэнергии на получение 1 кг озона из хорошо осушенного воздуха колеблется от 13 до 29 кВт*ч, а из неосушенного -- 43--57 кВт * ч. При использовании технического кислорода производительность озонатора повышается примерно в 2 раза при снижении в 2 раза удельных затрат энергии.

Озонаторные установки для очистки сточных вод состоят: из аппаратов для очистки и осушки воздуха, озонаторов, камер контакта озона с обрабатываемой водой, оборудования для утилизации остаточного озона. Атмосферный воздух подают на фильтр, где он очищается от пыли, после чего направляется в водоотделитель капельной влаги, а затем осушается на адсорбционных установках АГ-50 или УОВ. Осушенный воздух подвергается тонкой очистке от пыли, а затем направляется в озонатор.

На установках производительностью по озону более 6 кг/ч применяют двухступенчатую схему осушки воздуха. На первой ступени удаляют влагу, искусственно охлаждая воздух до 7 °С в холодильной установке, на второй -- осушают в адсорберах с алюмогелевой или силикагелевой загрузкой до влажности 0,05 г/м3.

В обрабатываемую воду озон вводят различными способами: барбортированием воздуха, содержащего озон, через слой воды (распределение воздуха происходит через фильтросные пластины или пористые трубки); смешением воды с озоновоздушной смесью в эжекторах или специальных роторных механических смесителях, в абсорберах различной конструкции. [14].

Применение УФ обеззараживания при очистке сточных вод позволяет полностью отказаться от хлорирования. УФ метод позволяет обеспечить эпидемиологическую безопасность сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, и при этом исключать какое-либо негативное влияние на экологию водоемов. Этап обеззараживания применяется после полной биологической очистки сточных вод.

УФ обеззараживание применимо и для обработки смешанного хозяйственно-бытового и промышленного стока. В настоящее время имеется большой положительный опыт применения метода на нефтеперерабатывающих и химических предприятиях. Применение УФ обеззараживания позволяет использовать очищенные сточные воды вторично в производственных циклах предприятия.

Расход электроэнергии при обеззараживании УФ облучением сточной воды составляет 20-60 Вт*час на 1 м3 воды.

Обеззараживающее действие ультрафиолета основано на необратимых повреждениях ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК) содержатся во всех клетках живых организмов и являются носителями наследственной информации. При размножении микроорганизма происходит удвоение молекулы нуклеиновой кислоты. УФ излучение на длине 254 нм эффективно поглощается нуклеиновыми кислотами. В результате УФ воздействия в структуре нуклеиновых кислот образуются сшивки, которые делают невозможным удвоение ДНК/РНК, а, следовательно, невозможным и размножение микроорганизма. Инактивированный, таким образом микроорганизм не представляет опасности для живых организмов. УФ излучение негативно влияет и на другие клеточные структуры микроорганизмов с различной степенью интенсивности, однако, основным универсальным механизмом обеззараживания является повреждение нуклеиновых кислот. [16].

Установки УФ-обеззараживания комплектуются ртутными лампами двух типов: высокого и низкого давления. Достоинство аргон-ртутных ламп низкого давления состоит в том, что основное излучение их совпадает с энергией максимального бактерицидного действия. В ртутном разряде низкого давления (3-4 мм рт. ст.) около 70% всей излучаемой мощности приходится на область ультрафиолетовых лучей.


Подобные документы

  • Характеристика участка очистных сооружений и существующих систем канализации ОАО "Новойл". Способ снижения нагрузки на окружающую среду путем внедрения оборотного водоснабжения, с помощью доочистки сточных вод. Материальный баланс механической очистки.

    дипломная работа [754,5 K], добавлен 25.11.2012

  • Природно-климатические условия и экологическая оценка территории расположения предприятия ООО "Красноярский жилищно-коммунальный комплекс". Результаты реконструкции очистных сооружений с использованием УФ-обеззараживания на последней стадии очистки.

    дипломная работа [741,6 K], добавлен 22.01.2016

  • Расчет изменения расходов и показателей качества сточных вод, почасовых расходов. Изменение показателей качества сточных вод. Предварительная разработка схемы водоотведения и технологических схем комплексов локальных очистных сооружений по объектам.

    курсовая работа [281,0 K], добавлен 13.02.2013

  • Проблема качества очистки сточных вод и их влияние на гидросферу в условиях перехода к устойчивому развитию. Суть биологических очистных сооружений канализации. Расчет нормативов допустимого сброса веществ в реку. Реализация природоохранных мероприятий.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 16.09.2017

  • Оценка эффективности работы очистных сооружений канализации г. Канска. Влияние очищенных сточных вод на реку Кан. Основные положения и расчет норм допустимого сброса загрязняющих веществ от промышленных предприятий. Расчет НДС загрязняющих веществ.

    курсовая работа [36,2 K], добавлен 22.12.2014

  • Основные положения компоновки водоочистной станции. Проектирование генерального плана очистных сооружений. Выбор методов обработки воды и состава основных технологических сооружений. Дозирование реагентов в обрабатываемую воду. Зоны санитарной охраны.

    курсовая работа [93,6 K], добавлен 23.09.2013

  • Ознакомление с принципом работы очистных сооружений для сточных вод от мойки автомобилей. Рассмотрение метода их расчета: выбор исходных данных, определение его производительности, объема отстойника по взвешенным веществам и нефтепродуктам, фильтра.

    контрольная работа [2,0 M], добавлен 10.04.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.