Розробка методів глибокого очищення стічних вод та визначення технологічних і конструктивних параметрів обладнання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анотація

Даний курсовий проект на тему „Розробка методів глибокого очищення стічних вод та визначення технологічних і конструктивних параметрів обладнання” складається з розрахункової та графічної частин.

До складу розрахункової частини належить:

· визначення необхідного ступеню очищення стічних вод;

· техніко-економічне обґрунтування визначених методів очистки;

· розробка технологічної схеми;

· підбір обладнання, його розрахунок;

· розробка технології очищення стічних вод;

· визначення екологічних заходів по утилізації відходів.

До графічної частини, що розроблена на аркуші формату А1, належать:

· план очисних споруд;

· технологічна схема очистки стічних вод;

· детальне креслення обладнання;

· схема руху і послідовність обробки стічних вод по спорудах.



1. Розрахунок необхідного ступеню очищення стічних вод

Для проведення очистки стічних вод на системі очисних споруд необхідно розрахувати ефективність очистки, яку мають забезпечувати запроектовані споруди в залежності від допустимих концентрацій забруднюючих речовин для подальшого використання стічних вод або скидання їх у каналізаційну систему.

Отже, ефективність (ступінь) очистки (%) визначатиметься:

- концентрація забруднюючих речовин у стічних водах,

- допустима концентрація забруднюючих речовин.

БПК:

рН:

ХПК:

Зважені речовини:



Азот амонійний:

Фосфор:



2. Технологія очищення стічних вод

2.1 Техніко - економічне обґрунтування вибраної схеми очистки

Виробництво молочних виробів здійснюють традиційним засобом і засобом із застосуванням ультрафільтрації.

Традиційний засіб.

У основу цього засобу призначений принцип концентрування складових частин молока, головним чином вивірки і жиру, шляхом відділення сироватки від молочного згустку, отриманого в результаті сичугової або кислотно-сичугової коагуляції. Сироватка, що виділяється містить молочний цукор, сироваткові вивірки, жир і мінеральної солі. Основною хибою традиційного засобу виробництва є трудність регулювання вологості і кислотності продукту, оскільки ці показники залежать від цілого ряду чинників. Одержання значної кількості сироватки призводить до зниження виходу готового продукту, тому що в сироватку переходить частина білків і жиру вихідної сировини.

Технологічний процес виробництва молочних виробів традиційним засобом включає такі операції: приймання молока; проміжне збереження; підігрівши; очищення і нормалізацію; пастеризацію; охолодження і дозрівання; підігрівши молока; внесення закваски, хлористого кальцію і сичугового ферменту; згортання молока; опрацювання згустку і дозрівання.

Загальними операціями у виробництві всіх молочних виробів є технологічні операції по підготуванню молока. Деякі особливості мають місце тільки при нормалізації, пастеризації і дозріванні молока. Ціль нормалізації молока в сироварінні полягає в одержанні визначеного співвідношення між жиром і сухим залишком сиру, що називається жирністю сиру в сухій речовині. Така жирність прийнята за стандартний розмір, тому що в процесі дозрівання сиру не змінюється. Утримання жиру в сухій речовині сиру залежить в основному від співвідношення жиру і вивірки в нормалізованої суміші, ступеня використання цих компонентів, співвідношення між казеїном і сироватковими вивірками, а також від утримання солі. Тому в залежності від складу молока необхідно підбирати визначену жирність суміші для виробітки сиру.

При виробництві молочних виробів молоко пастеризується при 71-72 °С із витримкою 20-25 с. У випадку високої бактеріальної осемененності припускається підвищувати температуру до 74-76 °С.

При більш високих температурах відбувається денатурація сироваткових білків, що, адсорбуючись на казеїнових частинках, погіршують їхню взаємодію із сичуговим ферментом, і одержуваний згусток прочніше утримує сироватку. У результаті буде потрібно більше часу для утворення й опрацювання згустку.

При виробництві молочних виробів, що мають підвищену вологість, можна застосувати більш високий режим пастеризації (80 - 86 °С із витримкою 20-25 с), що буде сприяти підвищенню виходу молочних виробів в результаті утримання в згустку денатурованих сироваткових білків.

Пастеризацію звичайно сполучають із дезодорацією з метою одержання молочних виробів високої якості. Після пастеризації молоко піддається дозріванню для підвищення його кислотності на 1- 5 °Т і збільшення розчинності солей кальцію. Це необхідно для одержання більш тривкого сичугового згустку і поліпшення умов для розвитку молочнокислих мікроорганізмів. Якщо молоко має вже необхідну кислотність, те його переробляють без дозрівання або піддають дозріванню тільки частина молока в кількості 25-30%.

Дозріванню може піддаватися сире і пастеризоване молоко. Для дозрівання сирого молока використовують тільки молоко першого сорту. Після очищення на молоковідчищувачах воно охолоджується до 8-10 °С і піддається дозріванню протягом 10-14 ч. Проте в сирому молоці можуть розвиватися психрофільні мікроорганізми й інша стороння мікрофлора, що може надалі вплинути на якість продукту. Тому дозріванню бажано піддавати пастеризоване молоко, що прохолоджують, вносять закваску в кількості 0,1-0,3% і спрямовують на дозрівання. Після дозрівання молоко заквашують закваскою, доза і склад якої залежать від виду вироблюваного сиру. Основною мікрофлорою заквасок для деяких молочних виробів є молочнокислі стрептококи і палички, для окремих груп сирів також використовують пропіоново-кислі мікроорганізми, культурні цвілі і бактерії сирного слизу. Доза закваски звичайно складає 0,3-3% маси нормалізованого молока.

Згортання молока сичуговим ферментом є специфічною операцією у виробництві молочних виробів. Перед згортанням у молоко добавляються закваска, хлорид кальцію і сичуговий фермент. Хлорид кальцію вносять із метою збільшення кількості розчинних солей кальцію, тому що їхня хиба призводить до утворення пухкого згустку. Звичайно використовується доза хлориду кальцію 10-40 р сухої солі на 100 л молока.

Середня доза сичугового ферменту складає 2-2,5 р ферменту на 100 л молока.

Фермент вносять у молоко у виді 1-2, 5%-ного розчину, приготовленого на воді або кислої освітленої пастеризованої, сироватці. Кислотність сироватки повинна складати 60-70 °Т. При розчиненні ферменту температура кислої сироватки повинна бути 35-40 °С, а води 25--35 °С. Більш високі температури знижують активність ферменту. Розчини ферменту, приготовлені на кислій сироватці, можна берегти протягом доби, а приготовлені на воді - не більш 2 - 3 ч, при більш тривалому збереженні активність ферменту знижується.

Згортання молока здійснюється при температурі, оптимальної для розвитку мезофільної молочнокислої мікрофлори, тому що при подальшому опрацюванні згустку дуже важливим чинником є його кислотність, що обумовлюється молочнокислим шумуванням. Температура згортання молока приймається 30 - 35°С.

Готовність сичугового згустку оцінюють по тривалості згортання і щільності згустку. При розрізуванні готового згустку утворюється рівний розкол і виділяється прозора зеленувата сироватка. Тривалість згортання для різноманітних груп сирів приймається від 15-30 до 40-60 mhh.

При опрацюванні згустку ринуться одержати сирну масу з визначеними вологістю і кислотністю. Вологість сирної маси в процесі опрацювання зменшується в результаті виділення сироватки, що обумовлено складним фізико-хімічним процесом - синерезисом.

Цей процес являє собою поступовий стиск білкового згустку в результаті збільшення зв'язків між білковими частинками. Опрацювання згустку включає розрізання, постановку, вимішування, друге нагрівання й обсушку зерна.

Джерелом забруднення стічних вод на харчових підприємствах є різні процеси миття: миття тари/упаковки, миття технологічного устаткування і ємкостей, мийка/чистка транспортерів, прибирання приміщень. В результаті в стічну воду потрапляють залишки продукту, залишки миючих розчинів, різні допоміжні вещества- мастила, дезінфікуючі засоби і так далі Весь цей спектр забруднень, змішуючись, наводить до утворення сильно насичених органікою, токсичних для довкілля стічних вод.

Стічні води, що утворилися, підлягають ретельному очищенню перед їх повторним використанням у системі оборотного водопостачання.

Концентрація забруднень в стічних водах уточнена за технологічними даними.

Застосування решітки суттєво полегшує роботу очисних споруд, адже видаляє на початковому етапі забруднюючі речовини великих розмірів, а також убезпечує роботу насосів Завдяки цьому прискорюється робота пісколовки, відстійників, флотаторів тощо.

Застосування решітки убезпечує усю систему від несанкціонованого виходу з ладу, а отже дозволяє зекономити значні кошті на ремонті обладнання. Застосування саме механізованої решітки дозволить спростити процес її очищення від забруднень без зупинки виробничого процесу та використання праці людей.

Пісколовка повністю виключає подальшу потребу роботи з піском. Вона забере майже увесь пісок з води. Виключається можливість замулення флотаторів, аеротенків, що позитивно впливає на подальшу експлуатацію.

Усереднювач дозволить системі очисних споруд працювати у нормальному постійному технологічному режимі, усереднюючи кількість стічних вод, які нерівномірно надходять на станцію очистки та хімічний склад. Це дозволить добитися максимальної ефективності роботи очисних споруд без перевитрати реагентів у комбінації з високим ступенем очистки при великій кількості стічних вод. Таким чином, економляться значні кошти на дорогих реагентах, а якість води завжди лишається відмінною.

Жировловлювачі застосовують для затримання жирів зі стічних вод з метою охорони каналізаційної мережі від жирових відкладень, а також з метою утилізації жирових відкладень.

Електрофлотатор скорочує час очистки, розбиваються стійкі емульсії, ефективно видаляються забруднення. Ступінь очистки до 50%

Біологічна очистка з використанням двох відстійників: первинного та вторинного та аеротенка дозволяє суттєво зменшити кількість зважених речовин у воді після первинного відстійника. Після вторинного відстійника приводиться до нормативного значення кількість зважених речовин, ХПК та БПК.

Застосування гравійно-піщаного фільтру дозволяє видалити весь залишковий активний мул, який залишився у воді після біологічної очистки.

Для знезаражування води використовуємо озонатор у зв'язку з тим, що вода потім використовується на виробництві знову, а хлорування може призвести до коронування труб, оскільки хлор має великий період розпаду. Застосування озонування поліпшує умови роботи працівників, дозволяє відмовитися від зберігання небезпечних кількостей хлору у приміщенні станції знезаражування. Озонування суттєво скорочує кольоровість та повністю окислює усі органічні домішки, що лишилися у воді.

3. Розробка технологічної схеми, підбір обладнання, розрахунок технологічних та конструктивних параметрів

Для ефективної роботи очисних споруд необхідно правильно підібрати технологічне обладнання з вірно заданими параметрами. Для цього виконується розрахунок кожної стадії очистки.

3.1 Розрахунок решітки

Для затримання із стічної води крупних нерозчинних забруднень застосовують решітки із стержнями прямокутної форми. Для покращення вилучення забруднень часто решітки встановлюють під кутом 60-70⁰. Якщо кількість затриманих забруднень складає 0,1 м³/добу і більше, то очищення решіток механізоване.

Визначимо розмір решіток. Максимальна секундна витрата стічної води становить:

Q - витрата стічних вод, м³/год. Приймаємо двозмінний робочий день;

К_Н - коефіцієнт нерівномірності, приймаємо 2,2;

м³/с.

Приймаємо глибину в камері решітки 0,15 м, середню швидкість руху води в проймах між стержнями м/с та ширину прозорів м.

Кількість пройм решітки:



- коефіцієнт, що враховує стиснення пройм вловленими забрудненнями, приймаємо 1,05.

=28 шт.

Застосовуємо механічну решітку без подрібнення оскільки дуже великих зважених домішок не передбачається. Механізація необхідна через велику кількість зважених речовин. Кількість - 3 шт., 2 резервних. Тип РМУ-7, товщина стержня 0,006 м, розміри камери перед решіткою ВхН=2500х3000 мм, ширина каналу в місці установки решітки А=3035 мм.

Час перебування води у решітці складе 12,0 секунд.

3.2 Розрахунок пісколовки

Для уловлювання з стічних вод піску та інших мінеральних нерозчинних сполук застосовують пісколовки. Вони бувають вертикальні та горизонтальні. У нашому випадку застосуємо горизонтальну пісколовку.

Площа живого перерізу одного відділення:

n - кількість відділень, приймаємо 2, 1 резервна.

м².

Довжина пісколовки:



- коефіцієнт, що враховує вплив турбулентності та інших факторів на роботу пісколовки. приймаємо рівним 1,7.

- глибина проточної частини пісколовки, 1 м.

- гідравлічна крупність піску, приймаємо 18,7 мм/с.

- швидкість руху води у горизонтальній пісколовці, приймаємо 0,03 м/с.

м.

Кут нахилу стінок приямку до горизонту не менше 60⁰.

Ширину приймаємо В=6 м. Час перебування води у пісколовці складе 24 хвилини.

3.3 Розрахунок усереднювача

Різкі коливання витрати й кількості забруднень стічних вод утруднюють їх очищення, що збільшує вартість виконуваних робіт. Для усереднення витрати й кількості забруднення стічних вод застосовують контактні й проточні усереднювачі. При невеликих витратах і періодичному скиданні води використовують контактні усереднювачі. У більшості ж випадків використовують проточні усереднювачі, які виконують у вигляді багатокоридорних резервуарів або резервуарів із пристроями, що перемішують.

Із багатокоридорних усерднювачів найбільше поширення отримали прямокутні і круглі. Усереднення в них досягається за рахунок диференціювання потоку, що надходячи в усереднювач, ділиться на ряд струменів, що протікають по коридорах різної довжини. У результаті в збірному лотку змішуються струмені води різної концентрації, що надійшли в усереднювач в різний час. Такі усереднювачі рекомендується застосовувати при незначній кількості зважених речовин.

В усереднювачах із пристроями, що перемішують, усереднення досягається за рахунок інтенсивного перемішування води. Воно може здійснюватися шляхом барботування води повітрям, спеціальними перемішувачами або циркуляцією води в резервуарах, що створюється насосами.

У зв'язку з великим умістом зважених речовин (32000 мг/л) та можливістю залпових скидів стічних вод найбільш рекомендованим буде використання усереднювача багато коридорного з барботуванням води повітрям. Число секцій усереднювала - 2. Час залпового скиду приймаємо 0,5 години.

Його об'єм:

,

- витрата стічних вод, м³/год, у двозмінний робочий день =500/16=31,25 м³/год;

- час залпового викиду, 0,5 год.;

- коефіцієнт усереднення,

К=(С_МАКС-С_СР)/(С_ДОП-С_СР),

С_МАКС - максимальна концентрація забруднень в залповому скиді, 600 мг/л,

С_СР - середня концентрація у потоці 375 мг/л.

С_ДОП - допустима концентрація при надходженні на наступний ступінь очистки, 20 мг/л.



К=(600-375)/(20-375)=0,6,

м³.

Проектуємо прямокутний усереднювач, який складається з двох відділень глибиною Н=1м, площа кожного відділення буде:

м².

На плані розміри споруди приймаємо LxB=0,6х4,5 м. По ширині кожне відділення ділимо на 3 коридори шириною b=1,5 м, для усунення стратифікації в коридорах встановлюємо по одному барботеру, оскільки b/H=1,5/1=1,5<2. Час перебування води в усереднювачі складе 1 годину.

3.4 Розрахунок жировловлювача

Жировловлювачі застосовують для затримання жирів зі стічних вод з метою охорони каналізаційної мережі від жирових відкладень, а також з метою утилізації жирових відкладень. Зазвичай використовують жировловлювачі вуличного типу, які обслуговують групу приладів.

Довжина жировловлювача:

Об'єм жиро вловлювача:

,

- ширина жиро вловлювача, В=4 м,

- коефіцієнт, який приймається рівним 2-3;

- глибина води в жиро вловлювачі (зазвичай приймають рівною В).

V=2*4і=128мі.

Концентрація жирів на вході з жировловлювача буде:

Отримана концентрація не задовольняє умови оборотного використання стічної води, тому необхідно проводити подальшу, більш глибоку, очистку стічних вод від жирів ефективністю:

З жировловлювача жири направляються в бункер жиру з метою їхнього там накопичення, подальшої утилізації та використання.

3.5 Бункер жиру

Жир спливає на поверхню і видаляється тим чи іншим способом. Каналізаційні трубопроводи від приймачів до жировловлювачів, які легко можуть бути засмічені жировим, легко загниваючим осадом,повинні бути забезпечені прочистками і ревізіями для промивки їх гарячою водою чи паром.

Випускна та підвідна труби жиро вловлювача повинні бути заповнені стічною рідиною не менше ніж на 200 мм, рахуючи від рівня рідини до низу підвідного і випускного патрубків.

В нашому випадку необхідно передбачити продувку стічних вод повітрям.



3.6 Розрахунок електрофлотатора

Електрофлотатор застосовується для очищення стічної води.

Суть електрофлотації полягає у перенесенні чатинок забруднення аерофокулами, що утворилися при електролізі води. На катоді утворюється водень, на аноді - кисень.

Об'єм електродного відділення при його ширині В=3 м [6] розраховується в залежності від кількості електродів:

n=(B-2a1+a2)/(d+a2)

a1 - величина зазору між крайніми пластинами та стінками, 100 мм;

а2 - зазор між пластинами, 20 мм;

d - товщина пластини, 10 мм.

n=(3-2*100+20)/(10+20)=6

Площа активної поверхні електродів:

F=EQ/i

E - питома кількість електрики, 100 Агод/м²;

Q - витрата стічних вод, 31,25 м³/год;

і - густина струму на електродах, 50 А/м².

F=100*31,25/50=62,5 м².

Необхідна площа пластин:

Fe=F/(n-1)

Fe=62,5/(6-1)=12,5 м².

Висота пластин h=1 м, їх дожина l=F/h=12,5 м.

Довжина електродної камери:

lek=l+2a1=12,5+2*0,1=12,7 м.

Об'єм електродної камери:

V=lek*hе*B=12,7*2*3=76,2 м³,

де he=h1+h2+h3, де h1 - висота освітленого шару, 1м, h2 - висота захисного шару, 0,5м, h3 - висота шару шламу, 0,5 м.

Об'єм флотаційної камери:

V=Qt

t - час флотації, 0,3 год,

V=31,25*0,3=9,4 м³.

Ширина флотаційної камери В=3 м, висота 2 м, довжина 8 м.

Об'єм установки 9,4+76,2=85,6 м³.

Вологість осаду 95%, обємна маса 1,05 т/м³. Кількість осаду, що випав по сухій речовині:

Q - витрата стічних вод, що надходять на очищення, 500 м³/добу;

С і С₁ - початковий і кінцевий вміст зважених речовин у воді при ефективності очистки 75%.

т/добу

Від обох видів флотаторів утворюється піна. ЇЇ об'єм у 1,5 рази більший за уміст зважених речовин, тобто 32г/л*1,5=48 л. Саме такого об'єму бак і плануємо для піни.

3.7 Розрахунок первинного відстійника

Застосовуємо вертикальний первинний відстійник.

Діаметр відстійника:

- максимальна витрата стічних вод, 0,05 м³/с.

- кількість відділень, 8 шт.

- коефіцієнт використання об'єму відстійника, 0,35.

- умовна гідравлічна крупність, що відповідає заданому ефекту освітлення для реальних розмірів споруди, 0,17 мм/с.

- вертикальна турбулентна складова, , де - швидкість руху води у зоні відстоювання, 0,85 мм/с.

м.

Час перебування води 90 хвилин.

Довжина центральної труби рівна розрахунковій глибині відстійної частини Н₁=3,4 м. Висота нейтрального шару між низом відображую чого щита і рівнем осаду - 0,3 м.

Діаметр центральної труби при швидкості в ній 0,03 м/с.

м

Діаметр її раструба м.

Висота щілини Н₂ між нижньою кромкою центральної труби і поверхнею відображу вального щита визначаємо визначаємо із умови забезпечення в ній швидкості 0,002 м/с.

м

У відповідності до нормативної літератури висота нейтрального шару між низом відображую чого щита і рівнем осаду Н₃=0,3 м.

Тоді загальна висота циліндричної частини відстійника:

Н= Н₁+ Н₂+ Н₃+ Н₄=3,4+6+0,3+0,5=10 м.

Н₄=0,5 м - висота борту відстійника.

Приймаємо кут нахилу стінок конусної частини до горизонту рівним 60⁰, тоді висота конусної частини:

м.

Загальна висота відстійника - 2+10=12 м.

Вміст зважених речовин понижується на 70%, тобто:



С=150(1-0,7)=45 мг/л

Кількість осаду, що утвориться:

т/добу

3.8 Розрахунок аеротенку

Аеротенки застосовують для повної та неповної біологічної очистки стічних вод. Аеротенки представляють собою резервуари, де вода перемішується з активним мулом та повітрям і очищується. Концентрація зважених речовин задовольняє умовам (менше 150 мг/л).

Обираємо аеротенки-змішувачі, де вода подається роззосереджено, а забирається з оборотної сторони. Мул, що повертається, подається на початок.

Час перебування води у аеротенку:

t=(La-Lt)/a(1-s)p

La - БПК стічних вод, 2400 мг/л, Lt - БПК очищеної води після першого ступеню очистки, 600 мг/л, а - доза мулу - 5 г/л, s - зольність мулу, 0,2, р - питома швидкість окислення, мг БПК на 1 г зольного мулу на годину, 85 мг/г*год.

t=(2400-60)/5(1-0,2)85=6 год.

Об'єм аеротенку:

V=t*Q(м³/год)=6*31,25=188 м³.

Питома витрата повітря:

- питома витрата повітря 1 мг/мг.

К₁ - коефіцієнт, що ураховує тип аератора, 075 для середньопухирцевої аерації.

К₂ - коефіцієнт, що залежить від глибини занурення аераторів, на 6 м рівний 3,3.

К_Т - коефіцієнт, що враховує температуру стічних вод, рівний 1

К₃ - коефіцієнт якості води, 0,85.

Са - розчинність кисню у воді, 10 мг/л.

Со - вміст кисню у стічній воді, 2 мг/л.

м³/м³.

Площа аеротенку 31 м², довжина 8 м, ширина 4 м.

Після другої черги аеротенку БПК стане 5 мг/л, ХПК - 25 мг/л, зникнуть азот і фосфор, зважені речовини стануть 15 мг/л.

3.9 Розрахунок вторинного відстійника

Вторинні відстійники встановлюються для просвітління стічних вод, що пройшли біологічне та фізико-хімічне освітлення. Вторинні відстійники після біологічної очистки рекомендовано розраховувати за навантаженням, що визначається з виразу:

n - коефіцієнт використання об'єму зони відстоювання, для вертикальних відстійників рівний 0,35.

u₀ - гідравлічна крупність біоплівки, 1,4 мм/с.

м³/м²*год.

Максимальна секундна витрата на очисну станцію:

Q_max=Q/3600*16=500/3600*16=0,008 м³/с.

Приймаємо розрахункову висоту зони осадження Н₁=3 м. Кількість секцій відстійника - 2 шт. Діаметр відстійника:

м.

Діаметр центральної труби при швидкості води у ній 0,03 м/с:

м

Діаметр її раструба м.

Висота щілини Н₂ між нижньою кромкою центральної труби і поверхнею відображу вального щита визначаємо визначаємо із умови забезпечення в ній швидкості 0,02 м/с.

м

У відповідності до нормативної літератури висота нейтрального шару між низом відображую чого щита і рівнем осаду Н₃=0,3 м.

Тоді загальна висота циліндричної частини відстійника:

Н= Н₁+ Н₂+ Н₃+ Н₄=3+0,08+0,3+0,5=3,9 м.

Н₄=0,5 м - висота борту відстійника.

Приймаємо кут нахилу стінок конусної частини до горизонту рівним 60⁰, тоді висота конусної частини:

м.

Загальна висота відстійника - 1,2+3,9=5,1 м.

Вміст зважених речовин понижується на 90%, тобто:

С=45(1-0,9)=4,5 мг/л

Кількість осаду, що утвориться:

т/добу

3.10 Розрахунок гравійно-піщаного фільтру

Для глибокого доочищення вод від дрібнодиспергованих часток, а також для доочищення стічних вод після біологічної очистки застосовують зернисті фільтри. Вони бувають зі спадним та висхідним потоком. Фільтри зі спадним потоком води можуть мати одношарове й багатошарове завантаження. Застосовують також керовані й каркасно-засипні фільтри.

Для зниження концентрації дрібнодиспергованих часток та зважених речовин після біологічної очистки приймаємо піщаний фільтр одношаровий з висхідним потоком гравійної загрузки.

Середній щосекундний скид на фільтр

q=Q/16*3600=500/16*3600=0,008 м³/с.

Проектуємо одношаровий піщаний фільтр з висхідним потоком води гравійного завантаження. Висота шару 0,8 м, швидкість фільтрування - 12 м/год, інтенсивність промивки вода та повітря 4 л/с*м² тривалістю промивки 9 хв., вода 7 л/с*м² тривалістю 8 хв. Ефективність очистки по завислим речовинам 90%, коефіцієнт, що враховує промивку барабанних сіток - 0,005.

Сумарну площу фільтрів визначаємо за площею:

- витрата стічних вод, м³/добу;

К₁ - коефіцієнт нерівномірності, 2,2;

Т - тривалість роботи очисних споруд за добу, 16 год.;

- швидкість фільтрування, м/год;

n - кількість промивання фільтру за добу, 2 шт., тобто цикл фільтра 8 годин;

- інтенсивність промивки відповідно водою і повітрям та водою, л/(с*м²);

- тривалість циклів промивки, годин;

- загальний час промивки фільтру, год.;

m - коефіцієнт, що враховує витрату води на промивку барабанних сіток;

м²

Число фільтрів визначаємо по емпіричній формулі Минца:

N=0.5=0.5=2 шт.

Отже маємо 3 фільтри, розміри на плані 3х4 м.

Далі розраховуємо розподільну систему фільтра. При інтенсивності промивання фільтра 7 л/(с*м²) кількість промивання води, необхідної для одного фільтра:

q=FW=12*7=84 л/с.

Діаметр колектора розподільної системи знаходимо по рекомендованій швидкості руху промивної води:

d=q/0.785*v, де v=1-1.2 м/с

d=0,084/0,758*1,2=120 мм

Приймаємо відстань між відгалудженнями розподільної системи m=0,3 м. Площа дна фільтра, що доводиться на кожне відгалуження при зовнішньому діаметрі колектора 120 мм.

f=(2-0.12)*0.3/2=0.28 м²

Витрата промивної води, що проходить через одне відгалуження:

q=f*W₂=0.28*7=1.9 л/с

Діаметр труб приймаємо 25 мм (ГОСТ 3262-75), швидкість виходу води у відгалуження:



v=q/1000d²0.785=1.9/1000*0.025²*0.785=3.85 м/с.

Для забезпечення 95% рівномірності промивання фільтра промивна вода повинна подаватися під напором у початок розподільної системи:

Н₀=2,91h₀+13.5(v²_кол+v²)/2g

h₀ - висота завантаження фільта гравієм, 0,8 м.

Н₀=2,91*0,8+13,5(1,2²_кол+3,85²)/2*9,81=13,52 м.

Витрата промивної води, що витікає через отвори в розподільній системі

q_пр=

- коефіцієнт витрати, для отворів - 0,62.

- загальна площа отворів розподільної системи.

Із цієї формули визначаємо загальну площу отворів:

=0,084/0,62*2*9,81*13,52=0,00918=91 см².

При d₀=10 мм площа отвору f₀=0,78 см², тоді загальна кількість отворів 91/0,78=116 шт.

Загальна кількість відгалужень на фільтрі:

N=(4/0.3)*2=26,

Отже кількість отворів на одному відгалуженні 116/26=4.

Довжина кожного відгалуження (3-0,23)/2=1,3 м.

Для відводу води приймаємо один відвідний жолоб з прямокутною основою. Відстань від жолоба до стінки складає 1,04 м, що не перевищує рекомендований рубіж 2,2 м.

3.11 Розрахунок знезаражування води

Озон має більшу бактерицидну дію, ніж хлор. Також він покращує фізико-хімічні та органолептичні показники якості води.

Озонаторні установки складаються з наступних частин: озонатори для синтезу озону, обладнання для підготовки та транспортування повітря, прилади електроживлення, камера контакту озону та води, обладнання для утилізації залишкового озону.

Озон отримують із повітря. Для отримання 1 кг озону необхідно 50 м³ повітря.

Приймаємо озонатор продуктивністю 2 кг/год. Озонатори мають вертикальні контактні камери, де вода активно перемішується. Контакт триває Т=10 хвилин. Доза озону - D=10 мг/л води.

Приймаємо озонатор типу ОП-315.

Середня витрата води на очисну станцію на секунду:

q=Q/16*3600=500/16*3600=0.008 м³/с.

Максимальна годинна витрата:

Qч=Q/16=31,25 м³/год

Максимальна витрата озону:

Qоз=QчD/1000=31,25*10/1000=0,3125 кг/год.

Витрата озону на добу складе 0,3125*16=5 кг/добу.

Площа камери озонування рівна:

F=QТ60/(3600*H)=31,25*10*60/(3600*4)=2 м².

Приймаємо висоту води у камері H=4 м.

Приймаємо 2 секції розміром у плані 2х1 м.

Діаметр перфорованих труб на дні для розподілення озону рівний 64 мм (внутрішній) та 92 мм (зовнішній), довжина труб 0,5 м.

Керамічні колектори мають довжину 4 м. Труби підєднуються до них на відстані 1 м від стін, між собою мають відстань 0,5 м.

3.12 Розрахунок РЧВ

Резервуари чистої води приймаємо згідно довідкової літератури. Кількість - 1 шт., глибина 5 м, довжина 24 м, ширина 24 м.

3.13 Розрахунок збору мулу та мулових майданчиків

Для зневоднення осаду та його складування передбачаються обваловані сплановані майданчики на штучній основі. Майданчики плануються за межею водоочисних споруд. Розрахунковий період накопичення приймаємо рівним 3 рокам.

Мул подається з освітлювача, напірного флотатора, первинного, вторинного відстійників першого та другого ступенів.

Добовий об'єм збродженого осаду рівний:

W=V/ab

V - витрата сирого осаду, 100 м³/добу.

а - коефіцієнт зменшення об'єму за рахунок зародження, 2.

b - коефіцієнт зменшення об'єму за рахунок ущільнення, 2.

W=100/2*2=25 м³/добу.

Площа мулових майданчиків:

S=V*W/2

де 2 м - висота складування мулу на майданчики.

365 - кількість днів у році.

S=365*25/2=5000 м².

Прийнято ширину майданчиків 40 м, довжину 80 м. Площа одного майданчика 3200 м². Кількість робочих майданчиків 2.



4. Розрахунок техніко-економічних показників

При розрахунку техніко-економічних показників проекту знаходять:

1. Капітальні витрати (К), що включають вартість споруд, вартість обладнання та трубопроводів. Згідно довідкової літератури вартість будівель і споруд очистки стічних вод продуктивністю до 5000 м³/лобу приймається 800000 грн.

2. Експлуатаційні витрати (Е) включають:

- витрати по утриманню штату 12 осіб з заробітною платнею 1200 грн:

12*1200*12=172800 грн.

- вартість електроенергії, що витрачається на роботу обладнання та насосів за рік:

Ел=2,72*300*450/0,6=612 кВт*год

Ее=612*0,34=208 грн.

- вартість реагентів:

Ем=790*1,45*272*50*50,5*5/(1000*790*1,45)=3434 грн.

- інші виробничі витрати (3% від вище перелічених експлуатаційних витрат):

Еп.пр=(172800+208+3434)*0,03=5294 грн.

- цехові витрати (заробітна плата цехового і адміністративно-управлінського персоналу, основна і допоміжна):



Езап=2*1300*5*12+4*1200*5*12=156000+288000=444000 грн.

- відрахування на соціальне страхування в розмірі 5,1% від суми витрати по утриманню штату та цехових витрат:

Еос=(172800+444000)*0,051=31457 грн.

- поточний ремонт обладнання, споруд і пристроїв (1-2% від вартості головних засобів):

Ер=800000*0,02=16000 грн.

- інші цехові експлуатаційні витрати (автотранспорт, утримання споруд і інше) в розмірі 3-6% від усіх перелічених вище експлуатаційних витрат:

Епр=616800*0,03=18504 грн.

- амортизаційні відрахування (А), що складають 4,2% для очисних споруд від капітальних витрат:

А=800000*0,042=33600 грн.

Усього експлуатаційні витрати на рік:

Е=616800+18504+33600=668904 грн.

3. Собівартість очистки 1 м³ стічних вод:

Соч=(К+Е)/Q

Q - кількість води, що очищується за рік,

Соч=(800000+668904)/500*272=10,8 грн/м³.

4. Вартість систем каналізації:

С=Сс/100

Сс - вартість споруд, обладнання, тис. грн.

- вартість очисних споруд, обладнання, % від Сс

- цінні - 60-70% С₁=560000 грн

- очисні споруди - 15-20% С₂=160000 грн

- допоміжні споруди - 5-10% С₃=80000 грн

5. Нелімітуючі витрати (28% С) С₄=224000 грн.

6. Термін окупності:

При собівартості 10,8 грн/м³ отримуємо прибуток 1468800 грн/рік.

При капітальних витратах 800000 грн термін окупності становитиме 800000/1468800=0,8 року або 10 місяців.



5. Розробка технології очищення стічних вод з використанням очищеної води для промислового водопостачання та екологічні заходи по утилізації відходів

утилізація очищення стічний вода

У процесі виробництва утворюються осади, різні за своїм хімічним складом і фізичними властивостями.

Відходи, які утворюються в процесі очистки стічних вод, утворених в результаті діяльності підприємств сироробного виробництва, підлягають утилізації або переробці. Серед продуктів очистки стічних вод слід виділити основні відходи, проведення утилізації яких є доцільним, вигідним і забезпечує більш вигідний екологічний стан підприємства. У даному випадку, цінним може видатися тільки пісок та мул.

Постає складна проблема знезараження та утилізації осадів, оскільки технології обробки таких осадів з метою подальшої утилізації - найменш розроблені. Кінцева мета обробки осадів стічних вод полягає в тому, щоб шляхом послідовних технологічних операцій провести їх в нешкідливий продукт, який не впливатиме на забруднення навколишнього природного середовища.

Пісок, який був вловлений внаслідок проведення механічної очистки стічних вод, ущільнюється, підсушується на піскових майданчиках і йде на утилізацію. Його можна використати при будівництві доріг, тобто організувати використання вловленого піску як додаток до будівельного матеріалу та будівельних сумішей. Для звичайного будівництва такий пісок використовувати не рекомендується, оскільки форма його частинок не є придатною для утворення в'яжучих розчинів.

Дуже важливим є розроблення системи промислового водопостачання з використанням очищеної води. Вода після РЧВ направляється на смрзавод, де трубопровід підєднується до технологічної схеми виробництва. Відбувається „закольцовування технологічного процесу”. Підприємство стає повністю самодостатнім у плані водних ресурсів.

Інколи проводиться періодичне підживленні кільцевої схеми водою з міського водогону внаслідок постійних непоправних втрат води (4-6%) під час проведення виробничих процесів.



Література

1. Ласков Ю. М. «Примеры расчётов канализационных сооружений: учебное пособие для вузов». 2-е изд., перераб. И доп. М.: Стройиздат, 1987. 255с.

2. Справочник проектировщика. Канализация населённых мест и промышленных предприятий/ Н. И. Лихачёв, И. И. Ларин, С. А. Хаскин и др.; под общ. ред. В. Н. Самохина. 2-е изд., перераб и доп. М.: Стройиздат, 1981. 639 с.

3. Зацепина М. В. Курсовое и дипломное проектирование водопроводных и канализационных сетей и сооружений: учеб. пособие для техникумов. Л.: Стройиздат, 1981. 176 с.

4. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985.

5. В. А. Клячко, И. Э. Апельцин «Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения». М.: ГСИ, 1962. 819 с.

6. Водоотводящие системы промышленных предприятий: Учеб. для вузов/ С.В.Яковлев, Я.А.Карелин, Ю.М.Ласков, Ю.В.Воронов; под.ред. С.В.Яковлева. М.: Стройиздат, 1990. 511 с.

Размещено на Allbest.ru

...