Проект локальных очистных сооружений на ИП "Татарников И.А." и разработка технологических режимов на примере завода ОАО "Киреевский завод легких металлоконструкций"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды»

Курсовая работа

по дисциплине: «Локальные очистные сооружения»

на тему: «Проект локальных очистных сооружений на ИП «Татарников И.А.» и разработка технологических режимов на примере завода ОАО «Киреевский завод легких металлоконструкций»

Выполнил:

Татарников И.А.

Проверил:

Рылеева Е.М.

Тула 2013

Содержание

1. Общие сведения о предприятии

2. Задание

3. Состав очистных сооружений

4. Технологические решения по очистке сточных вод

5. Высотная схема ЛОС

6. Прогноз воздействия ЛОС на основные природные среды

Список литературы

1. Общие сведения о предприятии

очистной сооружение сточный вода

ОАО «Киреевский завод легких металлоконструкций»

1.1 Юридический адрес: 301206, г. Киреевск

1.2 Фактический адрес: 301206, г. Киреевск

1.3 ИНН 7128000134; ОКПО 01304716

1.4 Тел. 5-19-74

1.5 Генеральный директор - Горельников Валерий Альбертович

1.6 Основной вид деятельности - изготовление металлических конструкций и ограждений для производственных и бытовых нужд.

1.7 Промплощадка 64 Га расположена в 3 км от г. Киреевска и граничит с юга, запада и востока с сельхозугодьями СПК «Россия», с севера - с с. Дедмлово, вблизи завода нет зон отдыха и лечебных учреждений.

1.8 Число сотрудников - 1189.

1.9 Общее количество рабочих дней в году - 365.

1.10 На территории промплощадки, а также внутри производственных промпомещений имеются специально оборудованные места временного хранения отходов, образующихся в процессе производственной деятельности предприятий, исключающая возможность антропогенного воздействия загрязняющих веществ на окружающую природную среду.

1.11 На предприятии нет установок и технологий по переработке, обезвреживанию отходов.

1.12 ОАО «КЗЛМК» не эксплуатирует и не имеет на балансе объектов размещения отходов (полигона, шламонакопителя, иловые карты и т.п.)

В связи с отсутствием объектов захоронения и длительного хранения отходов нет необходимости в организации инструментального контроля уровня загрязнения атмосферы, поверхностных и подземных вод, почв.

1.13 Перечень структурных подразделений и цехов предприятия:

1. Производство №1

- Цех №1. Изготовление строительных конструкций.

- Цех №2. Изготовление строительных конструкций.

- Цех №3. Изготовление строительных конструкций.

- Цех маляро-погрузки.

- Участок нестандартного оборудования.

- Цех №7 линия окраски «Fata».

- Кислородно-компрессорный цех.

- Участок намотки проволоки.

- Котельная.

- Ремрнтно-строительный цех.

2. Производство №2.

- Цех №4. Изготовление ворот, переплетов, строительных конструкций.

- Цех №5. Изготовление инструмента.

- Станция нейтрализации.

- Цех №6. Изготовление ворот, дверей, переплетов, доборных элементов.

- Цех №8. Изготовление облицовочных панелей, стеновых трехслойных теплоизолирующих панелей типа «Сендвич», резка и прокатка профлиста, резка изолирующих материалов (мин.вата).

Распределение земель при эксплуатации объекта.

Наименование пользователя и землевладельца	Площадь, Га
	Всего	Под здания и сооружения	Газоны	Многолетние насаждения	Твердые покрытия	Естественный рельеф
ОАО «КЗЛМК»	64	41,2	2	2	0,3	18,5

Сведения о водопользователе ОАО «Киреевский завод легких металлоконструкций»

Водоснабжение завода осуществляется от 4-х собственных артезианских скважин (2 рабочие, две резервные). Расчетный объем забираемой воды - 1221,475 м³/сут. 390,768 тыс.м³/год. На рабочих скважинах установлены ультразвуковые расходомеры марки «Акрон-01». Все скважины имеют 30 м ограждение зоны санитарной охраны.

Отведение производственных стоков после локальных очистных сооружений, а так же хозбытовых стоков производится на городские очистные сооружения, согласно договору с МУП «Водоканал-сервис», в объеме - 383,64 м³/сут, 98,20 тыс.м³/год. Ливневые стоки вместе с промывными от водоподготовки, после станции механической очистки и пруда-усреднителя сбрасываются на рельеф, в естественные ручьи, и далее в pp. Олень и Шиворонь.

На заводе существуют две самостоятельные системы канализации: промбытовая и ливневая. Промбытовые стоки с 1 производства по самотечному коллектору поступают в насосную станцию, расположенную у южной границы завода, затем перекачиваются на КНС № 2, куда так же самотеком собираются промбытовые стоки со II производства и далее стоки передаются на городские очистные сооружения, биологической очистки. Ливневые стоки с промплощадки, по самотечному коллектору двумя выпусками (с I и II производства) выводятся за пределы площадки завода и сбрасываются на рельеф, в естественные ручьи. На II производстве имеется станция механической очистки ливневых стоков, производительность станции 120 м³ \час.

В связи с тем, что добываемая артезианская вода по жесткости не отвечает предъявляемым требованиям предусмотрена станции умягчения воды на натрий-катионитовых фильтрах, заполненных сульфоуглем. В заводской котельной производится дополнительное умягчение воды для собственных нужд.

На I производстве промывные воды от водоподготовки на заводской котельной сбрасываются в ливневую канализацию и далее ручьем, около 1500 м, по оврагу в р. Олень - 230,40 м³/сут, 84,096 тыс.м³/год.

На II производстве сточные воды от промывки натрий-катионитовых фильтров сбрасываются в пруд-усреднитель, откуда в естественный ручей, около 800 м, и далее в р. Шиворонь 348,480 м³/сут, 127,195 тыс.м³/год.

Оголовки выпусков расположены за пределами промплощадки. С целью решения вопроса очистки промывных вод от станции умягчения был построен пруд - усреднитель. Из пруда-усреднителя вода сбрасывается в р. Шиворонь. В эту же трубу врезан выпуск ливневых сточных вод прошедших мехочистку. Проектная производительность станции механической очистки ливнестоков 120 м³ \час.

На предприятии имеются три системы оборотного водоснабжения. Расход воды в системах оборотного водоснабжения - 2673,0 м³/сут, 975,65 тыс.м³/год

Согласно утвержденным графикам ведется регулярный контроль за качеством добываемой воды и сбрасываемых стоков. Так же контролируются водотоки, pp. Олень и Шиворонь, в утвержденных контрольных створах. Контроль осуществляет аттестованная центральная заводская лаборатория.

2. Задание

Характеристика водных потоков

Производительность локальных очистных сооружений: 120 м³/час

Объем потребления свежей воды: 1221,47 м³/сут.

Объем оборотной воды: 2673,0 м³/час.

Объем сброса: р. Олень - 230,40 м³/сут.,

р. Шиворонь - 348,48 м³/сут.

Характеристика сточных вод:

по назначению: производственные стоки

по составу: рыбохозяйственного значения

по химическим показателям:

Концентрация загрязнений в сточных водах мг/дм³:

Таблица

БПК5, мг/дм3	3,24
ХПК, мг/дм3	27,00
Гидрокарбонаты, мг/дм3	238
Хлориды,мг/дм3	41,8
Сульфаты,мг/дм3	86,5
Аммонийный азот, мг/дм3	0,10
Нитритный азот,мг/дм3	0,085
Нитратный азот, мг/дм3	0,77
Железо общее, мг/дм3	0,19
Нефтепродукты, мг/дм3	0,018
Фенолы летучие, мг/дм3	0,013
Медь, мкг/дм3	н/о
Цинк, мкг/дм3	4,9
Никель, мкг/дм3	н/о

3. Состав очистных сооружений (по СНиП 2.04.03-85)

Решетки-дробилки на канализационных станциях для предварительной механической очистки бытовых и производственных сточных вод широко применяют решетки -- дробилки. Комминуторы представляют собой комбинированные механизмы, выполняющие функции решетки и дробилки. Задержание и дробление загрязнений производится непосредственно в канале без подъема их из воды, что улучшает санитарные условия станции и является преимуществом комминуторов. Для комминуторов не требуется специальных помещений, что позволяет снизить капитальные затраты на строительство очистных сооружений. Решетки -- дробилки устанавливают в камерах с круговым движением потока сточных вод. Основные литые части комминутора отличаются прочной и устойчивой конструкцией. Вращающийся барабан с щелевыми отверстиями шириной от 6 до 10 мм отливается из высококачественного чугуна и действует как решетка, задерживая все крупные твердые примеси, которые содержатся в сточной воде, проходящей через его отверстия. Для предотвращения засорения отверстиям придают коническую форму. При вращении барабана задержанные у его отверстий загрязнения подходят к гребням, прикрепленным к главной колонне или корпусу механизма. Дробление загрязнений производится при помощи этих гребней, режущих стержней, расположенных в пазах барабана у задней кромки отверстий, и зубьев, которые проходят через выемки в гребнях. Размельченные загрязнения вместе с потоком воды проходят через отверстия внутрь барабана. Для уменьшения срезывающего усилия и снижения требуемой мощности электродвигателя, вращающего барабан, зубья входят в выемки гребней не все сразу, а поочередно. Режущие части имеют покрытия и наконечники из твердых сплавов. Для нормальной работы решетки -- дробилки и удерживания загрязнений на барабане необходимо обеспечить разность уровней воды в подводящем и отводящем каналах, соответствующую потерям напора. Минимальные потери напора колеблются от 50 мм для решеток -- дробилок малых размеров до 100 мм для более крупных установок. При снижении расхода сточных вод в ночное время в камере решетки -- дробилки происходит накопление твердых веществ. Однако эти загрязнения легко обрабатываются в дневные часы, когда расход увеличивается. Максимальный расход ограничивается допускаемой разницей уровней, так как при слишком большой скорости в отверстиях барабана возможен проход недостаточно размельченных загрязнений. Максимальные потери напора колеблются от 180 до 380 мм. Для дробления плавающих загрязнений уровень воды должен быть несколько ниже верхней части барабана. Глубину потока сточных вод при применении решеток -- дробилок регулируют при помощи соответствующих устройств. Загрязнения, измельченные в решетку -- дробилке, осаждаются в отстойниках. Установка песколовок перед решетками -- дробилками считается желательной, так как уменьшаются износ режущих частей и эксплуатационные расходы. На небольших станциях для очистки бытовых и производственных сточных вод решетки -- дробилки пропускной способностью 20660 м³/сутки могут устанавливаться непосредственно в камерах на сети. Эксплуатация комминутора не требует постоянного обслуживающего персонала. Управление работой комминутора может быть легко автоматизировано. Мосводоканал проектом разработаны конструкции комбинированных решеток -- дробилок различной производительности. Потери напора в дробилке составляют 380 мм. В зарубежной практике разработана конструкция подводной роторной дробилки. Улавливание отбросов из сточных вод и доставка их к дробилке осуществляются механизированной решеткой. Тяжелые предметы, попадающие в дробилку, выпадают в приямок под ней, откуда периодически удаляются. Измельченные отбросы направляются в канал под уровень воды. Предусмотрена также возможность подачи их за песколовку. Преимущество решеток -- дробилок в том, что они не требуют за собой постоянного наблюдения, могут быть установлены на открытом воздухе почти во всех климатических условиях, имеют небольшую мощность электропривода и позволяют полностью автоматизировать их работу.

Рис. 1. Решетка-дробилка Д-3: 1 -- приемный канал; 2 -- смотровой люк; 3 -- выбросной канал; 4 -- молотки; 5 --решетка; 6 -- барабан.

Сточные воды поступают к решеткам-дробилкам самотеком или под напором. При самотечной схеме сточные воды подводятся по каналу, который делится на два лотка при подходе к решеткам-дробилкам. В каждом из лотков установлена отдельная решетка. При напорной подаче сточные воды по трубопроводам поступают в приемную камеру для уменьшения напора, а затем по лоткам направляются к решеткам дробилкам. Здесь крупные отбросы измельчаются и вместе с водой через лотки направляются в общий канал. При повышении уровня воды в лотках или в случае засорения решеток автоматически включается резервная решетка-дробилка.

Для очистки воды применяют также решетки-дробилки в блоке с песколовками.

Песколовки горизонтальные

Песколовки предназначены для задержания загрязнений минерального происхождения, главным образом, песка с крупностью частиц более 0,2--0,25 мм. В результате задержания песка в песколовках облегчаются условия эксплуатации последующих сооружений. Легкие частицы органического происхождения должны выноситься из песколовок. Принцип работы песколовки основан на том, что частицы, удельный вес которых больше удельного веса воды, по мере движения вместе с водой выпадают на дно песколовки под действием силы тяжести.

Рис.2. Горизонтальная песколовка с прямолинейным движением воды и механизированным удалением песка.

Песколовки бывают горизонтальные и с вращательным движением воды (тангенциальные и аэрируемые).

Горизонтальные песколовки могут быть с прямолинейным и круговым движением воды. Скорость движения воды в них при максимальном расходе принимают равной 0,3 м/с, а при минимальном расходе -- не менее 0,15 м/с.

Горизонтальная песколовка состоит из проточной и осадочной частей.

Длина проточной части, м:

L =ut, (1)

где u -- скорость протекания жидкости при максимальном расходе;

t -- время пребывания жидкости в песколовке, принимаемое не менее 30 с.

Площадь живого сечения песколовки, м²:

w=q/u (2)

где q -- максимальный расход сточных вод, м³/с.

Задаваясь рабочей глубиной h и шириной каждого отделения b, определяют необходимое число отделений п. Рабочая глубина h назначается несколько больше глубины потока в подводящем канале, по не более 1 м. Ширина b обычно составляет 0,5 --2 м.

Объем осадочной части горизонтальной песколовки определяется m условия накопления в ней двухсуточного объема выпадающего песка.

На рисунке 2 показана конструкция горизонтальной песколовки с прямолинейным движением воды и механизированным удалением песка. Песок сгребается к бункеру скребковым механизмом 1. Из бункера песок удаляется гидроэлеватором 2.Для поддержания в горизонтальной песколовке с прямолинейным движением воды постоянной скорости протекания рекомендуется устраивать на выходе из песколовки водосливы с широким порогом.

В ЧССР и ПНР для удаления песка из песколовок применяют центробежные песковые насосы и гидроэлеваторы, смонтированные на тележке, движущейся по рельсам вдоль песколовок. Песчаная пульпа забирается со дна песколовки насосом и подается в гидроциклон, где песок отделяется и направляется в песковой бункер. Там же одновременно осуществляется отмывка органических веществ.

Горизонтальная песколовка с круговым движением воды показана на рис. 2. Кольцевой лоток, по которому проходит сточная жидкость, работает как обычная горизонтальная песколовка. Выпадающий песок скапливается в конической части песколовки, откуда его удаляют гидроэлеватором, расположенным в центре песколовки.

Тангенциальные песколовки имеют круглую форму в плане; подвод воды к ним осуществляется по касательной (тангенциально). Подвод воды по касательной и движение ее в сооружении по кругу вызывают возникновение вращательного потока. При одновременном поступательном и вращательном движении создается винтовое движение. Вращательное движение положительно сказывается на работе песколовок, так как оно способствует отмывке песка от органических веществ, исключая их выпадение в осадок. Благодаря этому осадок в тангенциальных песколовках содержит меньше органических загрязнений, чем в горизонтальных.

Аэрируемые песколовки выгодно отличаются от горизонтальных и тангенциальных тем, что в них в выпавшем песке почти не содержатся органические загрязнения.

Аэрируемые песколовки (рис. 3) проектируют в виде резервуаров, разделенных на секции. Вдоль одной из стенок каждой секции на расстоянии 20--80 см от дна по всей длине песколовки устанавливают аэраторы. Под аэраторами устраивают лоток для сбора песка. Днище секции песколовки имеет уклон 0,2--0,4 к лотку. В качестве аэраторов можно применять пластмассовые трубы с отверстиями диаметром 3 -- 5 мм или фильтросные (пористые) пластины.

Рис. 3. Горизонтальная песколовка с круговым движением воды: 1 -- напорный трубопровод d--100 мм; 2 -- камера для песка: 3 -- опоры; 4 -- успокоительная камера; 4-- водомерный лоток; 6 -- будка измерительных приборов; 7 -- шиберы

Воздух, поступающий из аэраторов, создает вращательное движение потока в песколовке. Фактическая скорость движения потока соответствует равнодействующей вращательной и поступательной скоростей. Вращательная скорость по периметру песколовки равна 0,25--0,3 м/с, к поступательная --0,08--0,12 м/с. Для создания необходимой вращательной скорости на 1 м² площади зеркала воды в песколовке необходимо подавать 3--5 м³ воздуха в 1 ч. Время пребывания воды в песколовке принимают равным 2--3 мин.



Рис. 4. Аэрируемая песколовка: I -- аэраторы; 2 -- песковые лотки

Песковые площадки и бункера. Песок, задержанный в песколовках, обычно удаляют из них с помощью гидроэлеваторов и в виде песчаной пульпы подают на специально устраиваемые песковые площадки -- земельные участки, разделенные на карты ограждающими валиками высотой 1--2 м. Профильтровавшуюся воду собирают дренажной системой и направляют в резервуар, откуда перекачивают в канал перед песколовками. Песок, обезвоженный на Песковых площадках, содержит много органических веществ, способен загнивать и поэтому его дальнейшее использование для каких-либо целей, например для планировки, затруднительно по санитарным соображениям. С целью отмывки песка от органических загрязнений и его обезвоживания применяют песковые бункера, гидроциклоны, гидравлические и механические пескопромыватели. После такой обработки песок можно использовать для подсыпки и планировки территории или как строительный материал.

Вертикальные отстойники

Вертикальный отстойник представляет собой круглый в плане резервуар с коническим днищем.

Сточная вода подводится к центральной трубе и спускается по ней вниз. При выходе из нижней части центральной трубы она меняет направление движения и медленно поднимается вверх "к сливному желобу. При этом из сточной воды выпадают грубодисперсные примеси, плотность которых больше плотности сточной воды. Для лучшего распределения воды по всему сечению отстойника и предотвращения взмучивания осадка опускающейся водой центральную трубу делают с раструбом, ниже которого устанавливают отражательный щит.

Каждая частица нерастворенных примесей, поступившая в отстойник, стремится двигаться вместе со слоем воды вверх с той же скоростью V, с какой движется вода; в то же время под действием силы тяжести она стремится вниз со скоростью 0, зависящей от размера и формы частиц, их плотности и вязкости жидкости.

Сточная вода содержит механические примеси различной гидравлической крупности, поэтому при протоке ее в отстойнике с какой-либо постоянной скоростью v частицы этих примесей будут занимать самые различные положения. Одни из них (при u0>v) быстро осаждаются на дно отстойника, другие (с u0 = v) находятся во взвешенном состоянии, третьи (с u0<iv) увлекаются вверх. Последние на своем пути встречают зону воды с массой взвешенных частиц, так называемый взвешенный слой. Проходя его и сталкиваясь с более крупными частицами, мельчайшие частицы укрупняются, что способствует их осаждению.

Для бытовых сточных вод величину v принимают равной 0,7 мм/с. Продолжительность отстаивания зависит от требуемой степени осветления сточных вод и принимается в пределах от 30 мин (перед полями фильтрации) до 1,5 ч (перед аэротенками и биофильтрами).

Уровень воды в отстойнике определяется гребнем переливного (сборного) желоба, в который поступает отстоенная вода. Отсюда она направляется на последующую очистку. Взвешенные вещества, выделившиеся из сточной воды, образуют осадок (примерно 0,8 л/сутки по расчету на одного жителя), скапливающийся в иловой части отстойника, вместимость которой рассчитывают на двухсуточный объем осадка.

Осадок из вертикальных отстойников удаляют под действием гидростатического давления через иловую трубу диаметром 200 мм, выпуск которой расположен на 1,5--2 м ниже уровня воды в отстойнике. Влажность осадка 95%.

Вертикальные отстойники имеют преимущества по сравнению с горизонтальными; к числу их относятся удобство удаления осадка и меньшая площадь, занимаемая сооружением. Однако они имеют и ряд недостатков, из которых можно отметить: а) большую глубину, что повышает стоимость их строительства, особенно при наличии грунтовых вод; б) ограниченную пропускную способность, так как диаметр их не превышает 9 м.

При проектировании вертикальную скорость движения сточной воды принимают равной наименьшей скорости выпадения и той части взвешенных веществ, на содержание которой рассчитывается отстойник; величина и останавливается по графику осаждения взвешенных частиц. Расчетная площадь поперечного сечения отстойника равна площади поверхности воды в нем (в плане) за вычетом площади центральной трубы. Рабочей длиной (высотой) отстойника является расстояние от низа центральной трубы до поверхности воды.

Эффект осветления сточной воды в вертикальных отстойниках составляет практически не более 40%, теоретически расчет ведется на эффект осветления 50%.

Число отстойников зависит от принятого конструктивного типа, диаметра одного отстойника и расчетного расхода сточной воды. Полная строительная высота (глубина) отстойника СТр определяется как сумма высоты проточной части, нейтрального слоя, иловой части (или камеры) и высоты борта над уровнем воды, принимаемой 0,3--0,4 м.

Высота иловой камеры зависит от ее объема и диаметра отстойника. Расчетную вместимость иловой камеры определяют по объему выпадающего осадка и продолжительности пребывания его в камере.

Иловую часть отстойников выполняют конической (для круглых отстойников) с углом наклона стенок днища 50°, чтобы обеспечить сползание осадка. Внизу конуса (или пирамиды) устраивают площадку диаметром 0,4 м.

Во избежание попадания в сток всплывших загрязнений перед сборными лотками (периферийными и радиальными) устанавливают полупогружные доски (щитки), расположенные на расстоянии 0,3--0,5 м от лотка; их погружают в воду на глубину 0,25--0,3 м от поверхности воды; высота непогруженной в воду части должна быть не менее 0,2--0,3 м.

Вертикальный отстойник новой конструкции с нисходяще-восходящим потоком сточной воды представляет собой круглый резервуар с периферийным лотком для сбора осветленной воды. Отличие этого отстойника от типового заключается в том, что центральная труба заменена не доходящей до дна полупогружной перегородкой, разделяющей площадь отстойника на две равные части, а впускное устройство выполнено на внутренней поверхности перегородки по всему периметру в виде переливного зубчатого распределителя с затопленным отражательным козырьком (4.33).

Сточная вода поступает по лотку (или по трубе) в приемную камеру, а затем в лоток, имеющий зубчатый водослив, из которого вода равномерно переливается и движется по периметру внутренней части отстойника. Отражательный козырек меняет направление движения воды с вертикального на горизонтальное. По мере продвижения от перегородки к центру вода опускается вниз, распределяясь равномерно по всему сечению внутренней нисходящей части отстойника. При движении сточной воды вниз с малыми скоростями поток теряет свою транспортирующую способность, благодаря чему происходит осаждение взвешенных частиц. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока. Далее вода движется восходящим потоком, переливается через борт сборного лотка и отводится через отводную трубу. Всплывающие вещества скапливаются у воронки и периодически удаляются через трубу. Осадок удаляется под гидростатическим давлением по иловой трубе.

Вертикальный отстойник этого типа увеличивает эффект задержания взвешенных веществ до 60--70% или при сохранении эффекта осветления обычного вертикального отстойника увеличивает пропускную способность примерно в 1,5 раза.

Исходя из расхода сточных вод 34 л/ сек. и времени отстаивания 1 час, к установке принимаются два вертикальных отстойника д-120 м. по типовому проекту 902-2-24.

3. Технологические решения по очистке сточных вод

Патент на изобретение №:2105611

Изобретение может быть применено в промышленности строительных материалов и при обогащении полезных ископаемых. Электрогидравлическая дробилка содержит бункер 2, корпус 1 с рабочим электродом 4. В нижней части корпуса установлена разгрузочная решетка. Отношение расстояния между концом электрода и решеткой к размеру ячейки решетки установлено в пределах 2,0...4,5. 1 ил.

Предложение относится к области оборудования для дробления камня с целью получения щебня, применяемого в промышленности строительных материалов и при обогащении полезных ископаемых. Более точно к дробилкам, использующим для дробления гидравлический удар, возникающий при прохождении электрического разряда через воду (электрогидравлический эффект).

Наиболее близкой к предложенной является электрогидравлическая дробилка, содержащая корпус, рабочий электрод и расположенное под ним решетчатое днище (разгрузочную решетку), причем расстояние между решеткой и концом электрода равно или превышает 1/3 наибольшего размера кусков загружаемого материала [1, стр. 181-183, рис. 5.12, a] В этой дробилке готовый продукт (щебень) проваливается через разгрузочную решетку и отводится потоком воды. Выполнение указанного выше соотношения размеров не обеспечивает эффективного отвода готового продукта (щебня) через разгрузочную решетку, вследствие чего часть щебня излишне измельчается, что снижает производительность дробилки.

Существенным отличием предложенного технического решения от известного является то, что в электрогидравлической дробилке, содержащей корпус, рабочий электрод и расположенную под ним разгрузочную решетку, отношение расстояния между концом электрода и решетки к размеру ячейки решетки установлено в пределах 2,0.4,5.

Введение конкретных соотношений расстояний между концом электрода и разгрузочной решеткой позволяет получить технический результат, состоящий в повышении производительности дробилки.

Применение установленного соотношения между размером ячейки разгрузочной решетки и расстоянием решетка электрод способствует эффективному отводу готового щебня из зоны дробления и повышает производительность электрогидравлической дробилки за счет снижения энергозатрат на переизмельчение уже готового щебня.

Существо предложения поясняется чертежом.

Предлагаемая дробилка (см. чертеж) состоит из корпуса 1 с загрузочным бункером 2. В нижней части корпуса установлена разгрузочная решетка 3 с размером ячейки решетки D. Над решеткой укреплен рабочий электрод 4, состоящий из изолированного металлического стержня. Нижний конец стержня выступает из изоляции на небольшую длину, а отношение расстояния L между концом стержня электрода 4 и решеткой 3 к размеру ячейки решетки установлено в пределах L/D=2,0.4,5.

Работает предложенная дробилка следующим образом.

Дробилка заливается водой и загружается подлежащим дроблению камнем. При подаче положительного импульса высокого напряжения на электрод происходит пробой водяного промежутка между концом электрода 4 и решеткой 3. Возникающая ударная волна распространяется в воде от канала пробоя во все стороны и дробит окружающий разрядный промежуток камень. По мере дробления щебень с размерами, меньшими размера ячейки решетки 3, проваливается через нее под действием собственного веса и ударной волны.

Экспериментально установлено, что при увеличенном расстоянии между электродом 4 и решеткой 3 зазор между ними забивается щебнем и мелкими камнями, ударная волна поглощается в этом слое и не проталкивает щебень через решетку. Более того, под действием гидравлических ударов камешки с размером, немного большим размеров ячейки решетки 3, заклиниваются в решетке, ухудшая условия отвода готового щебня. Раздробить же эти камешки ударная волна, ослабленная прохождением через слой щебня, не в состоянии. Из-за плохого отвода готового продукта происходит его переизмельчение и производительность дробилки снижается. Поэтому за верхний предел заявленного соотношения размеров принята величина, при которой производительность дробилки снижается приблизительно вдвое по сравнению с максимальной. Несмотря на пониженную производительность, этот размер приходится устанавливать, если исходное сырье имеет очень крупные размеры. Под действием ударной волны рабочий электрод постепенно разрушается, причем тем быстрее, чем меньше расстояние электрод - решетка. Поэтому за нижний предел заявленного соотношения принята величина, при которой срок безотказной работы электрода снижается вдвое по сравнению со сроком службы при оптимальном L/D 2,8, поскольку замена электрода требует остановки дробилки, то есть снижает ее производительность.



Рисунок 5

Электрогидравлическая дробилка, содержащая корпус, рабочий электрод и, расположенную под ним разгрузочную решетку, отличающаяся тем, что отношение расстояния между концом электрода и решеткой к размеру ячейки решетки установлено в пределах 2,0.4,5.

Патент РФ № 2153384

Вертикальный отстойник

Изобретение предназначено для очистки природных и сточных вод отстаиванием. Вертикальный отстойник содержит корпус, состоящий из цилиндрической верхней и конической нижней частей, коническую, расширяющуюся кверху стенку с отражателем, разделяющие полость корпуса на центральную камеру осветления и внешнюю отстойную зону, сообщенные между собой посредством отверстий, выполненных в нижней части стенки над отражателем, и переливных окон с наружными отбойными козырьками, над которыми в центральной камере осветления и внешней отстойной зоне размещены конические полочные осадители. Достигается высокое качество осветления и повышение производительности. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод от взвешенных частиц и может быть использовано, например, при обработке природных вод для целей водоснабжения, а также при очистке хозяйственно-фекальных и производственных сточных вод.

Известен вертикальный отстойник, содержащий корпус из цилиндрической и конической части, центральную трубу для подвода исходной жидкости и отвода осветленной жидкости (см. Яковлев С. В., Карелин Я.А. и др. Канализация. Стройиздат, 1976, стр. 274, рис. 4.33).

Недостатком устройства является малый объем отстойной зоны, используемый для активного осветления сточной воды, что обуславливает его низкую производительность.

Известен также вертикальный отстойник, содержащий корпус, состоящий из верхней цилиндрической и нижней конических частей, размещенную в корпусе центральную подводящую трубу с коническим отражателем, расположенным под ее выходным отверстием и сборный лоток с выходным патрубком (см. Яковлев С.В., Карелин А.Я. и др. Канализация. Стройиздат, 1976 г., стр. 241, рис. 4.29).

Однако в известной конструкции вертикального отстойника очистка сточной воды происходит за счет выхода сточной воды из центральной подводящей трубы, изменения направления движения воды и медленного ее подъема вверх, при этом из сточной воды выпадают только грубодисперсные примеси, что приводит к низкому качеству очистки.

Наиболее близким по совокупности признаков является вертикальный отстойник, состоящий из цилиндрической верхней и конической нижней частей, центральную подводящую трубу с коническим отражателем, расположенным под ее выходным отверстием, сборный лоток с выходным патрубком и полочный осадитель (см. авторское свидетельство СССР N 1397061, кл. B 01 D 21/02, 1988).

Однако в известной конструкции вертикального отстойника очистка сточной воды происходит за счет выхода сточной воды из центральной подводящей трубы, изменения направления движения воды и медленного ее подъема вверх, при этом из сточной воды выпадают только грубодисперсные примеси, что приводит к низкому качеству очистки и используется малый объем отстойной зоны для осветления сточной воды, что обуславливает низкую производительность.

Задачей изобретения является повышение эффекта осветления и повышение производительности вертикального отстойника.

Задача достигается тем, что в вертикальном отстойнике, содержащем корпус, состоящий из цилиндрической верхней и конической нижней частей, центральную подводящую трубу с коническим отражателем, расположенным под ее выходным отверстием, сборный лоток с выходным патрубком и полочный осадитель, отличительными от прототипа признаками является то, что он снабжен размещенной в цилиндрической части корпуса конической, расширяющейся кверху стенкой, соединенной своим нижним торцом с отражателем и разделяющей совместно с ним полость корпуса на центральную камеру осветления и внешнюю отстойную зону, сообщенные между собой посредством отверстий, выполненных в нижней части стенки над отражателем, и переливных окон с наружными отбойными козырьками, над которыми в центральной камере осветления и внешней отстойной зоне размещены конические полочные осадители.

Целесообразно, чтобы элементы полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления, были выполнены в виде конических обечаек и установлены с переменным углом конусности, увеличивающимся к периферийной части камеры.

Целесообразно также, чтобы элементы полочного осадителя были размещены во внешней отстойной зоне и центральной камере осветления, при этом элементы полочного осадителя, размещенные во внешней отстойной зоне, установлены друг относительно друга с зазором, меньшим минимального зазора полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветлителя и выполнены меньшими по высоте, а концы размещенных над переливными окнами наружных отбойных козырьков были расположены ниже переливных окон на 0,2-0,3 м.

Снабжение вертикального осветлителя размещенной в цилиндрической части корпуса конической, расширяющейся кверху стенкой, соединенной своим нижним торцом с отражателем и разделяющей совместно с ним полость корпуса на центральную камеру осветления и внешнюю отстойную зону, сообщенные между собой посредством отверстий, выполненных в нижней части стенки над отражателем и переливных окон с наружными отбойными козырьками позволяет включить в работу застойную и водоворотную зоны, обеспечить предварительную очистку через грубодисперсный слой взвешенного осадка в центральной части, создать направленное и равномерное движение восходящего потока к полочному осадителю по всему сечению центральной зоны.

Установка элементов полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления с переменным углом конусности, увеличивающимся к периферийной части камеры позволяет обеспечить дополнительную очистку восходящего потока воды в тонком слое взвешенного осадка. Установка элементов полочного осадителя, размещенного во внешней отстойной зоне друг относительно друга с зазором, меньшим минимального зазора полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления, и выполнение их меньшими по высоте позволяет повысить интенсивность очистки во внешней зоне и создать равные гидравлические сопротивления при высокой степени осветления.

На рис. 6 изображена схема заявляемого отстойника, общий вид сбоку.

На рис. 7 - вид по сечению 1-1.

Вертикальный отстойник содержит корпус 1 из верхней цилиндрической и нижней конической части, размещенную в корпусе центральную трубу 2 для подвода исходной воды, сборный лоток 3 с отводным патрубком 4 и соосно закрепленный в верхней центральной части корпуса полочный осадитель в виде конических обечаек 5.

Центральная труба 2 с полочным осадителем в виде обечаек 5 размещены в полости, образованной конической расширяющейся кверху стенкой 6 и конусным отражателем 12, установленным под выходным отверстием центральной трубы 2. Большее основание обечаек 5 расположено в верхней части осадителя. Коническая стенка 6 своим нижним торцом соединена с отражателем 12 и образует совместно с ним центральную камеру 7 осветления и внешнюю отстойную зону 8. Коническая стенка 6 в своей нижней части 9 выполнена с отверстиями 13, расположенными по периметру непосредственно над отражателем 12 в месте его соединения с конической стенкой 6. В средней части конической стенки 6 выполнены переливные окна 10, расположенные под обечайками 5 осадителя центральной камеры осветления 7. Над переливными окнами 10 со стороны внешней отстойной зоны 8 установлены наружные отбойные козырьки 11.

В верхней части отстойной зоны 8 установлен соосно корпусу 1 конический полочный осадитель 14. Угол конусности обечаек 5 выполнен переменным, увеличивающимся к периферийной части центральной камеры осветления 7. В расположенном в отстойной зоне 8 полочном осадителе 14 зазор между обечайками должен быть меньше минимального зазора между обечайками 5 полочного осадителя центральной камеры осветления 7 и высота его обечаек также должна быть меньше высоты обечаек 5.

Сборный лоток 3 размещен на верхней части конической стенки 6.

Над центральной трубой 2 размещен трубопровод для подачи исходной жидкости.

Вертикальный отстойник работает следующим образом.

Исходная жидкость поступает через трубопровод 15 в центральную трубу 2, по которой опускается вниз до конического отражателя 12, где совершает поворотное движение снизу вверх в центральной камере 7. При этом поток пересекает взвешенный слой осадка. Крупные частицы взвеси, которые оседают на дне камеры 7, служащем отражательным экраном, сползают по конусу 12 вниз и через отверстия 13 направляются в днище корпуса.

По мере увеличения слоя взвешенного осадка в камере 7 часть его объема отводится через переливные окна 10 вместе с частью объема осветленной воды (не более 50% от общего объема очищаемой жидкости во взвешенном слое осадка центральной камеры 7) во внешнюю отстойную зону 8. Отбойные козырьки 11 обеспечивают направленную подачу потока взвеси с частично осветленной жидкостью. Свободные концы козырьков должны быть ниже переливных окон на 0,2-0,3 м.

Во внешней отстойной зоне 8 из-за малых скоростей восходящего потока жидкости взвешенные вещества, поступающие через окна 10 из центральной камеры 7, оседают в нижнюю часть корпуса, а часть осветленной жидкости во взвешенном слое осадка центральной камеры 7 (не более 50% от общего объема очищаемой воды) поступает в полочный осадитель 14, где дополнительно очищается от осадка и через внешнюю сторону водослива сливается в сборный лоток 3, откуда через патрубок 4 направляется потребителю.

Остальная большая часть воды (до 60% от общего объема очищаемой жидкости) после прохождения основного слоя взвешенного осадка в центральной камере 7 поступает в каналы между обечайками 5 полочного осадителя.

Из-за того, что каналы имеют переменное сечение с увеличением этого сечения к верхней части, скорость прохождения жидкости к выходной части этих каналов снижается, что создает условия для дополнительной очистки жидкости через взвешенный слой мелкодиспергированного осадка, проходя через который осветленная вода в центральной катере 7 подвергается глубокому осветлению. С учетом того, что объемы зон осветления между обечайками 5 различны, скорость восходящих потоков уменьшается в каждой осветляемой зоне от центральной трубы 2 до периферии. Это обеспечивает примерно одинаковую длину пути прохождения осветленной жидкости к внутреннему водосливу лотка 3. Выполнение высоты обечаек полочного осадителя 14 во внешней зоне 8 меньше высоты обечаек 5 осадителя в центральной зоне, а также выполнение зазора между обечайками полочного осадителя 14 отстойной зоны меньше минимального зазора между обечайками 5 осадителя центральной камеры 7 позволяет обеспечить одинаковое гидравлическое сопротивление при высоком качестве, осветления и требуемом соотношении осветляемой жидкости в центральной камере 7 и внешней зоне 8.

Технико-экономическая эффективность предложенного отстойника по сравнению с прототипом заключается в повышении производительности на 50-60% за счет более полного использования объема отстойной зоны путем включения в работу застойных и водоворотных зон. При этом до 20-50% повышается эффективность осветления из-за пропускания осветленной воды через двойной слой грубо- и мелкодисперсной взвеси.

Применение устройства позволяет получить высокий экологический эффект не только на вновь строящихся станциях очистки сточных вод, но и на реконструируемых сооружениях ныне действующих станций.

Рисунок 6

Рисунок 7

1. Вертикальный отстойник, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической верхней и конической нижней частей, центральную подводящую трубу с коническим отражателем, расположенным под ее выходным отверстием, сборный лоток с выходным патрубком и полочный осадитель, отличающийся тем, что он снабжен размещенной в цилиндрической части корпуса конической, расширяющейся кверху стенкой, соединенной своим нижним торцом с отражателем и разделяющей совместно с ним полость корпуса на центральную камеру осветления и внешнюю отстойную зону, сообщенные между собой посредством отверстий, выполненных в нижней части стенки над отражателем, и переливных окон с наружными отбойными козырьками, над которыми в центральной камере осветления и внешней отстойной зоне размещены конические полочные осадители.

2. Вертикальный отстойник по п.1, отличающийся тем, что элементы полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления, выполнены в виде конических обечаек и установлены с переменным углом конусности, увеличивающимся к периферийной части камеры.

3. Вертикальный отстойник по п.1, отличающийся тем, что элементы полочного осадителя размещены во внешней отстойной зоне и центральной камере осветления, при этом размещенные во внешней отстойной зоне установлены друг относительно друга с зазором, меньшим минимального зазора полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления, и выполнены меньшими по высоте.

4. Вертикальный отстойник по п.1, отличающийся тем, что концы размещенных над переливными окнами наружных отбойных козырьков расположены ниже переливных окон на 0,2 - 0,3 м.

4. Высотная схема ЛОС

Выбор площадки для строительства очистной станции производится в увязке с проектом планировки и застройки канализуемого объекта с учетом решений его внешних коммуникаций (дорог, систем газо-, тепло- и электроснабжения) и согласованного места выпуска очищенных сточных вод.

Площадку для строительства станции очистки надлежит располагать по возможности с подветренной стороны для господствующих ветров теплого периода года по отношению к жилой застройке и ниже населенного пункта по течению реки с учетом размеров санитарно-защитных зон. При вынужденном размещении очистной станции с наветренной стороны размеры санитарно-защитной зоны увеличиваются до двух раз. Площадка должна иметь уклон, обеспечивающий самотечное движение сточной воды по сооружениям и отвод поверхностных вод. Она должна располагаться на территории, не затопляемой паводковыми водами, с низким уровнем грунтовых вод.

Рациональное размещение основных и вспомогательных объектов очистной станции на местности для выполнения технологической задачи с наилучшими технико-экономическими показателями называется генеральным планом станции. Генеральный план составляется в масштабах 1: 500 или 1: 1000 на топографическом плане местности с горизонталями через 0,25-1 м. На него наносят основные и вспомогательные сооружения, коммуникации, дороги, элементы благоустройства.

При проектировании генерального плана необходимо учитывать следующие требования:

1) обеспечение самотечного движения сточных вод и по возможности осадка по сооружениям станции;

2) доступность сооружений и устройств для ремонта и обслуживания;

3) минимальную протяженность коммуникаций (лотков, каналов, трубопроводов);

4) обеспечение подъезда автотракторной и грузоподъемной техники к группам сооружений и отдельным сооружениям;

5) возможность строительства очистной станции по очередям и ее расширения в случае увеличения притока сточных вод;

6) соблюдение санитарных требований, правил противопожарной профилактики и техники безопасности.

Очистная станция должна быть компактной, с коэффициентом застройки площади не менее 0,6-0,7. Необходимо рассматривать возможность блокировки сооружений. Разрывы между одноименными сооружениями при расположении на местности с относительно малым уклоном принимаются равными 2-3 м, между группами разноименных сооружений - в пределах 5-10 м (при применении биофильтров, учитывая насыпь, - 15-20 м), между очистными сооружениями и иловыми площадками - 25-30 м.

Число отдельных секции и сооружений должно обеспечивать, возможность отключения части их для осмотра или ремонта без значительного ухудшения качества очистки. Минимальное число сооружений или их секций должно составлять не менее двух, максимальное - не более 6-8. Вспомогательные и обслуживающие помещения на станции рекомендуется объединять в минимальном числе зданий.

Самотечный режим движения сточной воды и осадка на очистной станции обеспечивается правильным высотным расположением сооружений. Оно же определяет и объем земляных работ. Сооружения, развитые в высоту (вертикальные отстойники, двухъярусные отстойники, осветлители-перегниватели, метантенки и т.п.), рекомендуется располагать наполовину выше уровня земли. При этом грунт из котлована полностью может быть использован на обсыпку сооружений для их утепления. Иловые площадки нужно размещать по возможности на уровне поверхности земли. Во многих случаях отметки карт иловых площадок предопределяют высотное расположение очистных сооружений.

Для самотечного движения сточной воды по всем сооружениям очистной станции необходимо, чтобы отметка поверхности воды в подводящем коллекторе (приемной камере) превышала отметку воды в водоеме при высоком горизонте на величину, достаточную для компенсации всех потерь напора по пути движения воды по сооружениям с учетом запаса в 1-1,5 м. Этот запас необходим для обеспечения свободного истечения воды из оголовка выпуска в водоем.

Потери по пути движения воды складываются из трех составляющих: линейные потери на трение при движении сточной воды по трубам и лоткам; местные потери в коммуникациях, водосливах, контрольно-измерителыных устройствах и потери в сооружениях очистной станции, обусловленные их конструктивными особенностями.

Линейные потери определяются произведением длины участка лотка на перепад высот. Местные потери зависят от коэффициента местного сопротивления и скорости движения жидкости. Потери на сооружениях для предварительных расчетов принимаются в следующих размерах, м:

Решетки...0,1-0,25

Песколовки...0,1-0,25

Двухъярусные отстойники...0,1-0,25

Горизонтальные отстойники...0,1-0,25

Вертикальные отстойники...0,4-0,5

Радиальные отстойники...0,4-0,6

Осветлители...0.6-0,7

Биофильтры со спринклерной системой орошения... Н + 2,5

Биофильтры с реактивными оросителями... Н+1,5

Аэротенки... 0,5-0,8

Смесители...0,1-0,4

Контактные резервуары...0,1-0,3

Песчаные фильтры... Н+2

Барабанные сетки... 0,2-0,3

Здесь Н - высота загрузки очистного сооружения. Общая величина потерь напора на очистных станциях полной биологической очистки в схемах с аэротенками составляет примерно 8 м. в схемах с биофильтрами - до 12 м.

Для определения взаимного высотного расположения сооружений очистной станции одновременно с разработкой генерального плана составляются профили движения воды ("по воде") и осадка ("по осадку"). Горизонтальный масштаб этих профилей принимают таким же, как и для генплана, а вертикальный - 1: 50 или 1: 100. Профиль "по воде" представляет собой развернутый разрез, выполненный по самому длинному пути движения воды от приемной камеры до выпуска в водоем. Профиль "по осадку" начинается от выпуска осадка из первичных отстойников и проводится по всем сооружениям для обработки осадка. При применении иловых площадок он заканчивается присоединением дренажных трубопроводов к главному коллектору или другому устройству в голове очистных сооружений.

6. Прогноз воздействия ЛОС на основные природные среды

Предполагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции вертикального отстойника и повышение эффективности его работы.

Технико-экономическая эффективность предлагаемых технических решений по сравнению с прототипами заключается в следующем: повышается эффективность работы вертикального отстойника; cнижается металлоемкость средств очистки промышленных сточных вод; снижаются энергозатраты.

Предложенные изобретения позволяют повысить эффективность очистки промышленных стоков и получить экономическую выгоду.

Список используемой литературы

· Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод.

· Лапицкая М.П. Очистка сточных вод.

· Абрамов Н.Н. Водоснабжение.

· Когановский А.М., Клименко Н.А, Левченко Т.М, Марутовский Р.М, Рода И.Г. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении.

· Плотников Н. А., Алексеев В. С. Проектирование и эксплуатация водозаборов подземных вод.

· Добромыслов А.Я. Расчет и конструирование систем канализации зданий.

Размещено на Allbest.ru