Очистка хромосодержащих сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Очистка хромосодержащих сточных вод



Содержание

Введение

1. Очистка хромосодержащих сточных вод химическими методами

2. Технологическая схема очистки хромосодержащих сточных вод

3. Материальный баланс

4. Расчет иловых площадок

5. Расчет сборного резервуара

6. Расчет отстойника

7. Экономическая оценка очистки сточных вод

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Химические и физико - химические методы очистки сточных вод многообразны. При их определенном сочетании можно очищать воду любой загрязненности до любой желаемой степени чистоты. Ограничение использования этих методов очистки вызывается преимущественно экономическими соображениями.

Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких ), растворенных газов, минеральных и органических веществ. сточный химический рекуперация биохимический

Использование физико-химических методов для очистки сточных вод по сравнению с биохимическими имеет ряд преимуществ:

1) возможность удаления из сточных вод токсичных, биохимически не окисляемых органических загрязнений;

2) достижение более глубокой и стабильной степени очистки;

3) меньшие размеры сооружений;

4) возможность рекуперации различных веществ и т.д.

Выбор того или иного метода очистки ( или нескольких методов) производят с учетом санитарных и технологических требований, предъявляемых к очищенным производственным сточным водам с целью дальнейшего их использования на производстве, руководствуясь "Правилами приема сточных вод в городские канализации", в случае, если сточные воды поступают в городскую канализационную систему, или "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами" - если их направляют на очистные сооружения с последующим выпуском в водоем.



1. Очистка хромосодержащих сточных вод химическими методами

К химическим методам очистки сточных вод относят следующие: нейтрализация, окисление, восстановление, реагентные методы выделения загрязняющих веществ в виде малорастворимых соединений.

Химическая очистка сточных вод производится перед их подачей в систему оборотного водоснабжения, а также перед спуском их в водоем или городскую канализационную сеть. Кроме того, указанный метод применяется для предварительной очистки сточных вод перед биологической или физико-химической очисткой, а также в системах локальной очистки производственных сточных вод. Химическая обработка находит применение и как метод глубокой очистки сточных вод с целью их дезинфекции или обесцвечивания.

Самое широкое распространение в практике получило дубление комплексными соединениями хрома(III). Для хромового дубления характерны длительность производственного цикла, большое потребление воды, дубителя и других химических материалов, а сточные воды кожевенных заводов представляют опасность для окружающей среды. И все же более чем столетние использования соединений хрома(III) в практике свидетельствует о том. что полноценной замены хромовому дублению в настоящее время нет.

Исследование последних 20-ти лет направлены на модификацию хромового дубления с целью сокращения расхода хрома(III) и уменьшения его потерь при выработке кож. Тем не менее, до сих пор, от 25 до 40% хромового дубителя переходит в сточные воды.

Особенно важна экологическая сторона данной проблемы, так как соединения хрома(III) и особенно хрома(VI) оказывают на организм человека общетоксическое, аллергенное, концерогенное мутагенное действие. При биохимической очистке сточных вод неиспользованный хромовый дубитель при повышенных концентрациях оказывает токсическое действие на микрофлору. В связи с этим для соединений хрома в России и за рубежом установлены следующие значения ПДК (мг/л по хрому), представленные в таблице 1.

Таблица 1- Нормативы ПДК (мг/л, по хрому)

Характеристика воды	Предельно допустимая концентрация, мг/л
	Трехвалентный хром	Шестивалентный хром
1. Вода санитарно-бытового назначения 2. Сточные воды, направляемые на биологическую очистку 3. Сточные воды, сбрасываемые в водоемы после очистки 4. Вода для орошения сельскохозяйствен-ных культур 5. Питьевая вода	0,5 2,5 0,1 5,0 <0,01	0,1 0,1 Должны отсутствовать Нет данных Должны отсутствовать

С целью выполнения ПДК хромосодержащие сточные воды необходимо подвергать очистке на локальных сооружениях. В настоящее время для удаления трех- и шестивалентного хрома, в основном применяют химические и физико-химические методы, такие как реагентная обработка, взаимная нейтрализация, коагулирование и ионообменный метод. Кроме того, возможно использование биологических методов очистки сточных вод содержащих соединения хрома.

Сущность этого метода заключается в том, что адаптированный к хромату активный ил при отсутствии свободного кислорода использует химически связанный кислород хромата для окисления органических загрязнений, содержащихся в сточных водах. Последовательное применение вышеперечисленных методов позволяет очистить хромосодержащие сточные воды до концентраций, не превышающих нормативы ПДК.

2. Технологическая схема очистки хромосодержащих сточных вод

Технологическая схема очистки приведена на рисунке 1. Очистка хромосодержащих стоков осуществляется путем перевода ионов трехвалентного хрома с последующим его осаждением.

Cr2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Cr(OH)3 v + 3CaSO4

Сточные воды поступают в сборный резервуар

1. Из сборного резервуара хромосодержащая вода насосом

2 закачивается в одну из камер реакции с мешалками

3. Когда камера реакции заполнится, включается мешалка и насосом-дозатором

4, из затворного бака

5 в нее подается необходимое количество известкового молока (Са(ОН)), содержимое перемешивается и самотеком поступает в отстойник 6.

После часового отстаивания очищенная вода направляется, а осадок через данные клапана насосом 7 подается в шламоуплотнитель 8. Затем осадок выгружается в поддоны и увозится автопогрузчиком на иловые площадки. хромосодержащая вода



очищенная вода

осадок

Рис. 1. Схема очистки хромосодержащих сточных вод: 1-сборный резервуар, 2, 4, 7-насос, 3-камеры реакции, 5-затворный бак известкового молока, 6-отстойник,8-шламоуплотнитель.

3. Материальный баланс

Сточные воды, поступающие в количестве 2000 м3 в сутки содержат 200 мг/л Cr(SO4)3. Для нейтрализации используется известковое молоко ( 25% масс. Ca(OH)).

Суточный расход сточных вод составляет 2000 тонн, в т.ч. Cr2(SO4)3 = 200*2000*10-3 = 400 кг.

В процессе очистки происходит реакция

400 кг		X		Y		Z
Cr2(SO4)3	+	3Ca(OH)2	=	2Cr(OH)3	+	3CaSO4
392 г/моль		222 г/моль		206 г/моль		408 г/моль

а) приходная часть баланса

Суточный расход Са(ОН)2:

X =

Суточная потребность в известковом молоке

х + 679,5 = 226,5 + 679,5 = 906 кг

б) расходная часть баланса

Образовалось сульфата кальция:

Z=

Поступило воды:

( 2000000 - 400) +679,5 = 2000279,5 кг

гидроксид хрома (впадает в осадок)

Y=

Сульфат кальция и вода распределилась между очищенной водой и осадком.

Составим материальный баланс:

Материальный баланс

Приход	Расход
1.Сточная вода 2000000 кг/сут в т.ч.: Cr2(SO4)3 - 400 кг/сут 2.Известковое молоко 906 кг/сут в т.ч.: Са(ОН)2 - 226,5 кг/сут Н2О - 679,5 кг/сут	1.Очищенная вода 2000695,5 кг/сут в т.ч.: Н2О - 2000279,5 кг/сут СаSO4 - 416 кг/сут 2.Осадок: Cr(OH)3 - 210,5 кг/сут
Итого: 2000906 кг/сут	Итого: 2000906 кг/сут

Как видим из материального баланса, очищенная вода содержит

СаSO4 - 416 кг/сут.

Отсюда среднесуточная концентрация СаSO4:

Поскольку предельно допустимая концентрация СаSO4 в водах хозяйственно-питьевого назначения для реки Кама составляет: ПДК=500 мг/л, то сброс очищенной

воды, после отстоя, можно осуществить в реку Кама.

4. Расчет иловых площадок

Полезную площадь иловых площадок определяют по формуле:

Fмм=365С/qмм Кк м2,

Fмм=365 0,13/(3 1) = 18 м2,

Где С - суточный расход стабилизированного осадка; м3/сут;

С = M/q = 416/3110 = 0,13 м3/сут

qмм - нагрузка ни иловые площадки, м3/(м2 год);

Кк - климатический коэффициент.

q = 3110 кг/м3 - плотность гидроксида хрома

Нагрузка на иловые площадки принимается 3 м3 на 1 м2 в год при Кк = 1.

Количество карт иловых площадок должно быть не меньше 4. По полученной полезной площади принимают размеры одной карты.

Дополнительная площадь иловых площадок, которая занимается валиками, дорогами, каналами:

Fдоп = к Fмм м2,

Fдоп = 0,4 18 = 7,2 м2

где к - коэффициент, который учитывает дополнительную площадь и принимается равным 0,2 для больших и 0,4 для маленьких очистительных станций.

Иловые площадки проверяются на зимнее намораживание осадка. Высота пласта намороженного осадка составляет:

hнам = ,

Hнам = = 0,68 м

где Тнам - 100 дней, продолжительность периода намораживания ( число дней году со средней суточной температурой ниже - 10°С, для Нижнекамска);

к1 - 0,8 коэффициент, который учитывает уменьшение объема осадка вследствие зимней фильтрации и испарения, для Нижнекамска;

к2 - 0,86 коэффициент, который учитывает часть площади, которая отводится под

зимнее намораживание, для Нижнекамска.

Принимаем высоту оградительных валиков:

hогр.вал. = hнам - 0,1 = 0,68 - 0,1 = 0,58 м.

5. Расчет сборного резервуара

Сборный резервуар, рис. 1, предназначен для сбора хромосодержащих сточных вод, с целью накопления на 2 часа бесперебойной работы установки очистки.

Поскольку поступление сточных вод составляет 2000 м3/сут, то с учетом коэффициента надежности определим требуемый объем сборного резервуара

Vтр = К

где: К = 1,1 - коэффициент надежности

Q = 2000 м2/сут производительность очистки

t = 2 часа - время бесперебойной работы системы очистки

Принимаем стандартную ластиковую накопительную ёмкость объемом 200 м3, предназначенную для сбора среднеагрессивных сточных вод.

6. Расчет отстойника

Отстойник рис. 1 предназначен для сбора и отстаивания очищенных сточных вод от хрома с дальнейшим сбросом в р. Кама.

Определим требуемый объем отстойника:

где: к = 1,2 - коэффициент объемного использования

Q = 2000695,5 м3/сут - объем сброса

t = 4 часа - время отстоя воды

Принимаем стандартный горизонтальный отстойник типа ОГ - 500, производительностью 100 м3/час или 2400 м3/сут.

7. Экономическая оценка очистки сточных вод

а) Экономическая оценка годового ущерба после очистки:

Y = ук М

где = 144 руб/усл.т - константа при оценке ущерба от годовых сбросов, принято согласно Приложения 3 [7] для устья р. Кама в Татарстане, ук = 0,5, М - приведенная масса годового сброса CaSO4 в год

м = 0,416 365 =151,8 т/год

ц2 = 144 0,5 151,8 = 10929,6 руб/год

Где

б) экономическая оценка годового ущерба до очистки

Предотвращенный ущерб:

с инфляционным коэффициентом Кu = 9,5



Заключение

В курсовой работе для химической очистки сточных вод с содержанием сульфата хрома 200 мг/л мною разработана технологическая схема очистки производительностью 2000 м3/сут.

В составе очистной станции рассчитаны и подобраны следующие элементы:

- сборный резервуар объемом 200 м3

- горизонтальный отстойник ОГ - 500 производительностью 100 м3/час

- камеры реакции

- затворный бак известкового молока

- иловые площадки для складирования отходов

Выполнена экологическая оценка очистки сточных вод, при этом предотвращенный ущерб составляет 1,895 млн. руб/год .



Список использованной литературы

1. Соколов М.П. Очистка сточ вод. - Учебное пособие, Наб. Челны: КамПИ, 2005, 197с.

2. Справочник "Основы конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования"/А.С. Тимонин т.1. - Калуга: Бочкарева, 2003

3. Справочник проектировщика, Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Н.И. Лихачев, И.И. Ларин. - 2-е изд., - М. Стройиздат, 1981.

4. Промышленная экология: Учбное пособие для студентов высших учебных заведений /Калыгин В.Г. - М.: Издательский центр "Академия", 2004 - 432с.

5. Терновцев В.Е., Пухачев В.М. Очистка промышленных сточных вод. - Киев: Вудивельник, 1985, 120с.

6. Яковлев С.В., Корелин Я.А. Канализация - Учебник для вузов, М.: Стройиздат. 1975, 632с.

7. Методические рекомендации по определению экономической эффективности природоохранных мероприятий. М: Издательский центр "Академия", 2009 --149с.

Размещено на Allbest.ru

...