Водоотводящие системы промышленных предприятий

						ФИСПОС 270112 — КП
Измю	Лист	Кол.уч.	№док.	Подпись	Дата
Зав. каф.	Стрелков			Пояснительная записка	Лит.	Лист	Листов
Н.контр.	Кичигин					У		1	22
Руковод.	Кичигин				СГАСУ, кафедра. ВВ, группа В — 83
Студент	Хозяинов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-

СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ И ПРИРОДООХРАННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

КАФЕДРА ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Пояснительная записка к курсовому проекту:

“Водоотводящие системы промышленных предприятий”

Выполнил: студент 5 курса

ФИСПОС группы В-83

Хозяинов А.Ю.

Самара 2012

Оглавление

• Введение
• 1. Исходные данные
• 2. Определение средних концентраций загрязнений
• 3. Выбор приемника очищенных сточных вод

4. Определение необходимой степени очистки сточных вод по характерным загрязнениям, соответственно требованиям к качеству воды

• 5. Выбор метода очистки сточных вод и принципиальной схемы сооружений
• 6. Технологический расчет сооружений производственных сточных вод
• 6.1 Песколовки
• 6.2 Тонкослойная нефтеловушка
• 6.3 Напорный флотатор
• 6.4 Аэротенки
• 6.5 Вторичные отстойники
• 7. Обеззараживание
• 8. Обработка осадка
• 8.1 Метантенки
• 8.2 Газгольдеры
• 8.3 Иловые площадки-уплотнители
• Выводы
• Литература

Введение

В данном курсовом проекте требуется запроектировать канализационные очистные сооружения нефтеперерабатывающего завода, расположенного в городе Орск.

Среди стоков данного производства присутствуют стоки с повышенным содержанием нефтепродуктов и взвешенных веществ.

Производительность очистной станции I и II системы канализации 3369,6 м³/сут (0,049 м³/с). Распределение расходов представлено в балансовой схеме. [11, с. 136]

НПЗ топливного профиля с неглубокой схемой переработки

Ед. изм.

Система в/сн

Среднегод. Расход воды на 1 т, м3

Среднего. кол-во выпускаемых в водоём с.в.

Безвозвр. потребление и потери

Кол-во с.в., исп. в системе водоснабжении

Коэф. изменения норм в зав. от сезона

Оборотн. И послед. Исп.

Свежей из ист.

Всего

Всего

Подлеж. очистке

технол

Питьевая

Произв.

Быт.

Для производства

Для хоз.

Кл

Кз

1 т перер. нефти

оборотная

8

0,38

0,01

0,02

0,41

0,18

0,16

0,02

0,25

0,27

1,2

0,8

Рис. 1 — Балансовые схемы: а — на единицу продукции (1 т) , б — всего стоков в секунду

Так как в данном случае стоки обеих систем сходны по составу, принимаем их совместную очистку.

Район строительства, параметры водоема — приемника сточных вод, а также все характеристики ливневых сточных вод, необходимые для расчетов, приведены на Рис.1.

1. Исходные данные

Данные по стокам с промпредприятия [11, с. 364]:

Производительность 6850 т/сут

Взвешенные вещества 400 мг/л

БПК_полн 300 мг/л

Азот аммонийный 25 мг/л

Нефтепродукты 2500 мг/л

Фенолы 2 мг/л

СПАВ 80 мг/л

Жёсткость карбонатная 6 мг/л

рН 7

Щёлочность 3 мг/л

Данные по фоновым створам водотоков [11]:

Категория водоёма I

Q 18 м³/с

v 1,23 м/с

БПК₅ 2,4 мг/л

Взвешенные вещества 6 мг/л

? 1,23

2. Определение средних концентраций загрязнений

Так как в данном курсовом проекте принята раздельная очистка всех видов сточных вод, то средние концентрации для дальнейших расчетов следует принимать из задания:

1. Выпуск ливневых сточных вод — С_в/в = 500 г/м³, L_БПК = 40 г/м³;

2. Выпуск ливневых сточных вод — С_в/в = 600 г/м³, L_БПК = 45 г/м³;

3. Выпуск ливневых сточных вод — С_в/в = 738 г/м³, L_БПК = 60 г/м³;

4. Выпуск сточных вод с ПРМ — С_в/в = 400 г/м³, L_БПК = 300 г/м³;

5. Выпуск очищенных сточных вод с ГОКС — С_в/в = 8 г/м³, L_БПК = 11 г/м³.

очистка сточный вода канализационный

3. Выбор приемника очищенных сточных вод

Водоемы подразделяются на 3 категории:

I — питьевого качества;

II — вода для хозяйственных нужд;

III — воды рыбохозяйственного назначения.

В данном проекте имеем в качестве водоприемника водоем первой категории. При сбросе в водоток необходимо знать расходы и физико-химическую характеристику стоков. Выпуск стоков в водоем регламентируется правилами охраны сточных вод и выпуск в водоем.

Для водоема первой категории концентрация взвешенных веществ в контрольном створе должна быть С_КC ? С_ф + 0,25 мг/л, а значение БПК — L_КС ? 3 мгО₂/л.

4. Определение необходимой степени очистки сточных вод по характерным загрязнениям, соответственно требованиям к качеству воды

В выбранном приемнике сточных вод

Для приведенных условий ПДК загрязнение в контрольном створе (в точке 6 на рис.1) не должна превышать

С_взв. = С_ф + 0,75 = 6 + 0,75 = 6,25 г/м³

L_БПК = 3,0 гО₂/м³

По приложению 3 [8] принимаем константу скорости потребления кислорода k₁ = 0,1, а по приложению 4 — константу скорости растворения кислорода k₂ = 0,5, по приложению 1 значение коэффициента шероховатости n = 0,03.

Вариант 1: на первом этапе принимаем схему канализации с русловыми выпусками ?=1,5 и без очистки ливневых сточных вод и вод с ПРМ. Результаты расчета, приведенные в табл.1 и на графиках 1,2 показали, что расхода реки не хватает для осуществления требуемой степени разбавления стоков даже первого ливневого выпуска, так как фоновое содержание взвешенных веществ превышает ПДК, а в районе контрольного створа достигает по взвешенным веществам 161,62 г/м³ (С_нор = 6,25 г/м³) и по БПК_полн L_БПК = 14,668 гО₂/м³ (L_БПК = 3,0 гО₂/м³). Приведенные данные показали всю ошибочность принятой нами системы водоотведения населенного пункта.

Таблица 1. — Результаты расчета системы водоотведения (вариант 1)

Характеристика	Фон	Значения по участкам
		1-2	2-3	3-4	4-5	5-6
Расход реки, м3	18	20	21	22,26	22,2748	22,9748
Коэффициент извилистости	1,29	1,29	1,29	1,29	1,29	1,29
Коэффициент шероховатости	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВЫПУСКАМ
Коэффициент выпуска
Расход выпуска, м3		2	1	1,26	0,0148	0,7
Расстояние по фарватеру, м		1000	2930	3860	540	9900
Скорость течения, м/с	1,23	1,23	1,23	1,23	1,23	1,23
Глубина участка, м	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3
Взвешенные вещества мг/л	6	500	600	738	400	10
БПК	2,4	40	45	60	300	11
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВЫПУСКАМ
Коэффициент, учитывающий гидравлические условия		0,2496	0,2585	0,1981	0,8535	0,4697
Коэффициент смешения		0,8392	0,5469	0,6873	0,9982	0,9935
Коэффициент разбавления в максимально загрязнённой струе		5,1958	4,6457	3,3713	356,34	60,112
Коэффициент разбавления в минимально загрязнённой струе		7,0964	21,836	6,5396	357,65	60,891
Коэффициент смешения в минимально загрязнённой струе		0,8202	0,3200	0,6228	0,9982	0,9935
ТРЕБУЕМОЕ РАЗБАВЛЕНИЕ В КОНЦЕ УЧАСТКА
Взвешенные вещества		3480	-4,5310	-2,012	-1,2655	0,9627
БПК		59,75	-3,4049	-0,8549	-97,48	0,1824
L0, м		267,29	393,99	243,53	325,02	656,06
ПДК ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ВЫПУСКЕ, мг/л
Взвешенные вещества		6,299	-604,28	-777,90	-187389,25	-31278,75
БПК с учетом:
— только смешения		6,3566	-27,62	-31,52	-6481,02	-1370,69
— с/вост. до ПДК		6,8459	-27,11	-30,33	-6129,84	-1194,93
— с/вост. до фона		50,761	40,622	31,428	2206,5	221,44
Фоновое содержание
Взвешенные вещества		94,669	124,79	166,32	166,48	161,62
БПК		9,1489	11,286	14,585	14,786	14,668

Вариант 2: Принимаем расчетную схему системы водоотведения с рассеивающими выпусками (выпуск с НПЗ остается русловым), и с регулирующими резервуарами на дождевых выпусках. Продолжительность предварительного отстаивания стоков в РР принимаем 36 часов и последующее опорожнение РР за 1,5 суток.

Для новых условий определим следующие недостающие параметры:

Объем стока, поступающий с водосборной площади F_i в РР, определим по формуле [10]:

W = 10 • h • ? • ? • F • n

h — среднесуточный максимум атмосферных осадков, выпадающих на территории водосбора, мм/сут; принимаем по [9], h = 25,7 мм/сут;

? — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения осадков по площади водосбора, ?=1;

? — объемный коэффициент стока, принимаемый в пределах 0,3 — 0,5;

F — площадь водосбора, га;

n — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения количества осадков по площади водосбора, принимаем по табл.8 [1], так как площадь водосбора менее 500 гектар, то данный коэффициент равен 1.

Тогда для каждого ливневого выпуска имеем:

W₁ = 10 • 25,7 • 1 • 0,3 • 86 • 1 = 6630,6 м³/сут;

W₂ = 10 • 25,7 • 1 • 0,3 • 42 • 1 = 3238,2 м³/сут;

W₃ = 10 • 25,7 • 1 • 0,3 • 54 • 1 = 4163,4 м³/сут;

Расход по выпускам (при продолжительности полного опорожнения РР 36 часов)

Согласно табл. 4.1 [10] содержанию взвеси в ливневых водах, сбрасываемых в реку после их 8 часового отстаивания в РР, уменьшается на 95 %:

С_i = C • (1 — 0,95), г/м³

С₁ = 500 • (1 — 0,95) = 25 г/м³

С₂ = 600 • (1 — 0,95) = 30 г/м³

С₃ = 738 • (1 — 0,95) = 36,9 г/м³

По [10] БПК_полн предварительно осветляемых в РР ливневых стоков составит:

L_i =0,5 • L, гО₂/м³

L₁ = 0,972 • 40 = 38,9 гО₂/м³

L₂ = 0,972 • 45 = 43,7 гО₂/м³

L₃ = 0,972 • 60 = 58,3 гО₂/м³

Анализ полученных результатов (табл. 2, графики 3,4) показывает, что при принятой системе водоотведения, с учетом только механического смешения стоков с рекой, фон реки по взвешенным веществам и БПК превышает ПДК. Выбранная система не подходит для данного населенного пункта.

Таблица 2 — Результаты расчета системы водоотведения (вариант 2)

Характеристика	Фон	Значения по участкам
		1-2	2-3	3-4	4-5	5-6
Расход реки, м?	18	18,051	18,076	18,108	18,1128	18,8128
Коэффициент извилистости	1,29	1,29	1,29	1,29	1,29	1,29
Коэффициент шероховатости	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВЫПУСКАМ
Коэффициет выпуска
Расход выпуска, м?		0,051	0,025	0,032	0,0148	0,7
Расстояние по фарватеру, м		1000	2930	3860	540	9900
Скорость течения, м/с	1,23	1,23	1,23	1,23	1,23	1,23
Глубина участка, м	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3
Взвешенные вещества	6	25	30	36,9	400	10
БПК	2,4	38,9	43,7	58,3	300	11
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВЫПУСКАМ
Коэффициент, учитывающий гидравлические условия		1,0614	1,0901	1,8776	0,8535	0,4697
Коэффициент смешения		0,9999	0,9776	0,9942	0,9990	0,9962
Коэффициент разбавления в максимально загрязнённой струе		385,56	409,41	218,21	202,71	34,693
Коэффициент разбавления в минимально загрязнённой струе		385,67	428,46	220,75	203,13	34,948
Коэффициент смешения в минимально загрязнённой струе		0,9999	0,9773	0,9942	0,999	0,9962
ТРЕБУЕМОЕ РАЗБАВЛЕНИЕ В КОНЦЕ УЧАСТКА
Взвешенные вещества		155	276,93	926,03	-347,9	-45,34
БПК		58	53,791	45,312	186,99	524,83
Lо, м		175,77	169,10	230,49	239,70	419,83
ПДК ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ВЫПУСКЕ, мг/л
Взвешенные вещества		101,39	66,306	15,758	-26,40	-9,11
БПК с учетом:
— только смешения		310,65	280,58	131,23	97,352	4,2221
— с/восст. До ПДК		310,65	280,58	131,23	97,352	4,2221
— с/восст. До фона		48,600	38,880	29,160	90,000	22,000
Фоновое содержание
Взвешенные вещества		6,0587	6,0918	6,1462	6,4834	6,6162
БПК		2,5127	2,5697	2,6682	2,9227	3,2279

Вариант 3: Принимаем расчетную схему системы водоотведения с рассеивающими выпусками (выпуск с НПЗ остается русловым), и с регулирующими резервуарами на дождевых выпусках и локальными очистными сооружениями на НПЗ. Продолжительность предварительного отстаивания стоков в РР принимаем 36 часов и последующее опорожнение РР за 1,5 суток. Принимаем локальную очистку на НПЗ по в/в до 20 мг/л и по БПК до 15 мг/л. На НПЗ принят эффект очистки 95 %.

Анализ полученных результатов (табл. 3, графики 5,6) показывает, что при принятой системе водоотведения, с учетом только механического смешения стоков с рекой, фон реки по взвешенным веществам и БПК не превышает ПДК.

Выбранная система подходит для данного населенного пункта.

Таблица 3 — Результаты расчета системы водоотведения (вариант 3)

характеристика	фон	Значения по участкам
		1-2	2-3	3-4	4-5	5-6
Расход реки, м?	18	18,051	18,076	18,108	18,1128	18,8128
Коэфициент извилистости	1,29	1,29	1,29	1,29	1,29	1,29
Коэффициент шероховатости	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВЫПУСКАМ
Коэффициет выпуска
Расход выпуска,м?		0,051	0,025	0,032	0,0148	0,7
Расстояние по фарватеру,м		1000	2930	3860	540	9900
Скорость течения,м/с	1,23	1,23	1,23	1,23	1,23	1,23
Глубина участка, м	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3
Взвешенные вещества	6	25	30	36,9	20	10
БПК	2,4	38,9	43,7	58,3	15	11
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВЫПУСКАМ
Коэффициент, учитывающий гидравлические условия		1,1825	1,3109	1,1743	0,8535	0,4697
Коэффициент смешения		1	0,9946	0,9996	0,9990	0,9963
Коэффициент разбавления в максимально загрязнённой струе		532,89	723,07	523,32	201,83	34,546
Коэффициент разбавления в минимально загрязнённой струе		532,93	730,94	523,74	202,25	34,799
Коэффициент смешения в минимально загрязнённой струе		1	0,9946	0,9996	0,9990	0,9963
ТРЕБУЕМОЕ РАЗБАВЛЕНИЕ В КОНЦЕ УЧАСТКА
Взвешенные вещества		155	233,68	373,95	198,08	-392,02
БПК		58	51,328	40,497	25,547	8,4946
L0,м		149,02	126,47	150,90	239,10	418,27
ПДК ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ВЫПУСКЕ, мг/л
Взвешенные вещества		138,22	133,26	67,924	12,128	5,2713
БПК с учетом:
— только смешения		428,52	517,79	348,95	125,72	20,904
— с/восст. До ПДК		428,52	517,79	348,95	125,72	20,904
— с/восст. До фона		48,600	38,880	29,160	18,000	7
Фоновое содержание
Взвешенные вещества		6,0587	6,0918	6,1462	6,1581	6,2277
БПК		2,5127	2,5697	2,6682	2,6787	2,9931

5. Выбор метода очистки сточных вод и принципиальной схемы сооружений

Поверхностные стоки обычно хорошо очищаются при отстаивании, степень очистки ПС при отстаивании следует определять расчетом. Поверхностные стоки должны быть очищены перед выпуском в водоем.

При решении вопроса обезвреживания ПС возможно три направления:

— строительство очистных сооружений непосредственно у каждого выпуска ливневой сети;

— перехват стока и его транспортирование на объединенные сооружения очистки;

— перехват стоков построенными регулирующими резервуарами;

Применение регулирующих резервуаров в раздельных системах городской канализации позволят:

— уменьшить загрязнения рек и других водоемов, в которые выпускаются поверхностные сточные воды (за счет сброса в реку небольших расходов отстоянной в РР воды);

— удовлетворить требования по созданию противопожарных водоемов системы ПВХО;

— использовать РР в качестве дополнительного дублирующего источника технического водоснабжения, а также для разведения рыбы, птицы, микроклиматического увлажнения воздуха и др.;

— уменьшить диаметры трубопроводов и затраты на перекачку воды на участках от РР до реки или очистных сооружениях;

— уменьшить требуемую производительность КОС за счет равномерного поступления на них небольших расходов ПС.

При проектировании необходимо различать следующие регулирующие водоемы:

— опорожняющиеся в течение 1 или нескольких суток;

— не опорожняющиеся (глухие) водоемы.

В данном проекте принимаем опорожняющиеся водоемы, которые опорожняются за пять суток с постепенным выпуском из них воды. Такие водоемы целесообразно строить за чертой населенного пункта.

На нефтеперерабатывающем заводе принимаем 2 системы канализации. В первой системе принимаем отстаивание в тонкослойных нефтеловушках с дальнейшей физико-химической очисткой на напорных флотаторах, биологической очисткой на биофильтрах и возвращением на технологические нужды.

Во второй системе также принимаем отстаивание в тонкослойных нефтеловушках, дальнейшую физико-химическую очистку на напорных флотаторах, биологическую очистку на биофильтрах, УФ-обеззараживание и сброс в водоём. Таким образом, в результате локальной очистки сточная вода с НПЗ доводится до требуемого качества.

6. Технологический расчет сооружений производственных сточных вод

Загрязненный сток НПЗ поступает на локальные очистные сооружения из I и II системы канализации. В первую очередь, производится механическая очистка на песколовках и отстаивание и обезжиривание стоков в тонкослойных нефтеловушках от оседающих и всплывающих веществ. Затем применяем физико-химическую очистку на напорных флотаторах для снижения остаточной концентрации взвешенных веществ (до 15 мг/л) и нефти. Далее производится биологическая очистка в аэротенках с остстаиванием во вторичных отстойниках. Очищенные сточные воды подвергаются ультрафиолетовому обеззараживанию в течение 20-30 мин, после чего выпускаются в водоем.

При механической очистке из сточной воды удаляются загрязнения, находящиеся в ней, главным образом, в нерастворенном и частично коллоидном состоянии. К сооружениям механической очистки относятся: песколовки и тонкослойные нефтеловушки.

6.1 Песколовки

Для улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворимых загрязнений применяют песколовки, подразделяемые на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости (бывают тангенциальные и аэрируемые). С помощью прил. 6.3 [11] подбираем песколовку с круговым движением воды на расход 2700-3600 м³/сут. D = 4000 мм.

Объём осадка из песколовок обеих систем канализации:

где _ос — влажность осадка, принимаем _ос = 60 %;

_ос — объемный вес осадка, принимаем _ос = 1,2 т/м³.

Для хранения песка предусматриваем песковые площадки.

6.2 Тонкослойная нефтеловушка

Принимаем для расчета тонкослойной нефтеловушки следующие величины:

— число секций нефтеловушки n = 2,

— высота яруса нефтеловушки 0,05 м,

— угол наклона полок яруса к горизонту 60 °,

— ширина секции по осям ,

— ширина тонкослойного блока ,

— высота тонкослойного блока ,

— длина полочного блока l_бл = 0,7 м,

— гидравлическая крупность всплывающих частиц нефти ,

Площадь поперечного сечения полочного пространства секции нефтеловушки определяется по формуле:

Скорость движения жидкости в секции:

,

где Q — общий расчётный расход, м³/ч, n — число секций нефтеловушки.

Ожидаемое число Рейнольдса

где ? = 0,05 • 1,0 = 0,05 м² — площадь поперечного сечения 1 м ширины яруса;

? = 2 • 1 + 2 • 0,05 = 2,1 м — смоченный периметр 1 м ширины яруса;

V = 8,1 • 10^-7 — кинематический коэф. Вязкости воды при t=30?

что удовлетворяет рекомендуемым условиям работы.

Необходимая продолжительность отстаивания

;

Потребная длина полочного пространства при коэффициенте запаса :

.

Принимаем к установке 18 блок длиной по 0.7м. Тогда конструктивно

.

Общая строительная длина полочной нефтеловушки:

Строительная высота нефтеловушки:

Строительная ширина нефтеловушки:.

Принимаем одну рабочую и одну резервную нефтеловушку.

При соблюдении всех вышеуказанных параметров, будет происходить как оседание взвешенных веществ, так и всплытие частиц жира. Осевшие частицы направляются на установки обезвоживания осадка, а всплывшие частицы жира направляются обратно на НПЗ, где уловленная нефть может быть вновь использована в процессе производства.

Количество задерживаемых примесей Q_mud, м³/ч

где q_w — расход сточных вод, м³/сут;

_mud — влажность осадка (нефти), %;

_mud — плотность осадка (нефти), г/см³.

C_en — концентрации взвешенных веществ (нефти) в поступающей воде

C_ex — концентрации взвешенных веществ (нефти) в осветленной воде

м³/сут

м³/сут

6.3 Напорный флотатор

Многокамерный напорный флотатор представляет собой открытый, прямоугольный в плане металлический резервуар, разделенный поперечными направляющими перегородками на четыре последовательно расположенные камеры, в каждой из которых вода находится 4 или 6 минут. Общая продолжительность очистки воды — 20 минут. Глубина воды в камерах флотатора h = 1,5 м.

Расчетный расход воды, поступающей в напорный флотатор с учётом 50% рециркуляции составляет

м³/сут = 51,84 м³/ч.

Рециркуляционный расход вводится в каждую флотационную камеру в равных долях

м³/ч

Расчётные расходы на каждую камеру:

м³/ч

м³/ч

м³/ч

м³/ч

Емкость резервуара — усреднителя принимается равной объему притока сточных вод за 20 минут:

Принимаем ширину флотатора 2,0 м. Тогда объём W и длину l его камер можно определить по формуле:

— продолжительность пребывания в камере воды, 5 мин.

— коэффициент объемного использования флотатора, =0,6.

W₁ = 2,98 м³l₁ = 1 м

W₂ = 3,4 м³l₂ = 1,14 м

W₃ = W₄ = 3,83 м³l₃ = l₃ = 1,28 м

Общий объём камер: W_общ = 2,98 + 3,4 + 2 • 3,83 = 14,04 м³

Общая длина флотатора: l_общ = 1 + 1,14 + 2 • 1,28 + 4 • 0,1 + 0,5 + 0,2 = 5,8 м

Общая высота с учётом повышения уровня эмульсии на 0,1h

H = h + 0,1• h + h_пены + h_борта = 1,5 + 0,1 • 1,5 + 0,1 + 0,25 = 2,0 м

Объем пены, образующейся во флотаторе составляет W_пены = 1,5 • 0,351 = 0,53 % к объёму обрабатываемой воды или 17,6 м³/сут. Влажность пены — 95%.

6.4 Аэротенки

Так как L_en > 150 мг/л, согласно [1, п.6.141], принимаем аэротенк с регенератором.

Продолжительность обработки воды t_at, ч, в аэротенке определяется по формуле

,

где a_i — доза ила в аэротенке 1,5-3 г/л. Принимаем a_i = 3,0 г/л;

L_ex — БПК_полн очищенной сточной воды. Принимаем L_ex = 15 мг/л.

ч.

Нагрузка на ил q_i, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки, определяется по формуле

,

где s — зольность ила. Принимается по табл. 40 [1] для НПЗ s = 0.

мг/(г · сут).

По табл. 41 [1] определяем значение илового индекса J_i, J_i = f (q_i), для q_i = 945,5 мг/(г·сут) J_i = 160 см³/г.

Степень рециркуляции активного ила R_i

Удельная скорость окисления , мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч

,

где _max — максимальная скорость окисления, принимается по табл. 40 [1], _max = 33 мг/(г · ч),

C_O — концентрация растворенного кислорода, принимается C_O = 2 мг/л;

K_l — константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, принимается по табл. 40 [1]: K_l = 3 мг/л,

K_O — константа, характеризующая влияние кислорода, принимается по таблице 40 [1]: K_O = 1,81 мг/л,

— коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимается по табл. 40 [1]: = 0,17 л/г.

мг/(г · ч).

Доза ила в регенераторе a_r, г/л, определяется по формуле

г/л.

Продолжительность окисления t_O, ч, органических загрязняющих веществ в аэротенках с регенераторами

ч;

Продолжительность регенерации t_r, ч,

t_r = t_O — t_at = 2.8 — 1.65 = 1.15 ч;

Вместимость аэротенка W_at, м³,

м³

Вместимость регенераторов W_r, м³,

м³

Температура сточных вод 15 С, нет необходимости вводить поправочный коэффициент.

Общий объем W, м³,

м³.

Принимаем аэротенк с размерами H_at = 3 м; b_at = 3 м; число коридоров n = 3 шт., число секций N = 2 шт., тогда длина аэротенка L_at, м:

м.

принимаем L_at = 30 м (кратное 6,0 м). Отношение длины аэротенка к ширине коридора должно быть более 10:

.

Общая ширина аэротенка B_at, м,

м.

Удельный расход воздуха q_air, м³/м³,

,

где q_O — удельный расход кислорода воздуха, принимается по [1, п.6.157], q_O = 1,1 мг/мг;

K₁ — коэффициент, учитывающий тип аэратора [1, п.6.157]. Для мелкопузырчатой аэрации при соотношении площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az / f_at = 0,3 K₁ = 1,89 [1, табл. 42];

K₂ — коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов h_a (h_а = Н_at — 0,4 = 3 — 0,4 = 2,6 м) и принимаемый по табл. 43 [1] K₂ = 1,324;

K_т — коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле:

K_T = 1 + 0,02 · (T_w — 20) = 1 + 0,02 · (22 — 20) = 1,04,

Здесь T_w — среднемесячная температура воды за летний период, С;

K₃ — коэффициент качества воды, принимается по [1, п.6.157] K₃ = 0,7;

С_а — растворимость кислорода воздуха в воде, определяемая по формуле:

мг/л,

где C_т — растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, определяется по табл. 3.5 [3] C_т = 8,67 мг/л;

h_a — глубина погружения аэратора, м.

м³/м³.

Интенсивность аэрации J_a, м³/(м² · ч),

м³/(м² · ч).

6.5 Вторичные отстойники

В качестве вторичных отстойников применяем вертикальные. Гидравлическая нагрузка q_ssa, м³/(м²ч), с учетом концентрации активного ила в аэротенке a_i, г/л, его индекса J_i, см³/г, и концентрации ила в осветленной воде a_t, мг/л, по формуле

м³/(м²ч),

где K_ss -коэффициент использования объема зоны отстаивания вертикальных — 0,35,

a_t — следует принимать не менее 10 мг/л,

a_i — не более 15 г/л.

Общая площадь отстойников:

м²

Принимаем число отстойников N = 3, тогда диаметр отстойника определяется по формуле:

м.

Принимаем отстойник с размерами D_ssb = 9 м; Н_ssb = 3,9 м.

Время отстаивания T, ч, рассчитывается по формуле

ч.

7. Обеззараживание

Для соблюдения критериев качества сточных вод, поступающих на обеззараживание УФ облучение, согласно МУ 2.1.5.732-99 «Санитарно-эпидемиологический надзор за обеззараживанием сточных вод ультрафиолетовым облучением» допускается: взвешенные вещества? до 10 мг/л, ХПК? до 50 мг/л.

Содержание взвешенных веществ в сточных водах при обеспечивается обеззараживание до требований СанПиН 2.1.5.980?00 дозой облучения 30 мДж/см² составляет

• средние значения 10?20 мг/л

• максимальные значения до 30 мг/л

При часовом расходе сточных вод 36,46 м³/ч принимаем УФ-установку на базе корпусного оборудования марки УДВ-3А300Н-10-100 производительностью 24 м³/ч: 2 рабочих и 1 резервную.

8. Обработка осадка

Принимаем схему, по которой осадок из тонкослойных нефтеловушек, флотатора и вторичных отстойников подается сначала в метантенк, затем на уплотнитель, а затем на фильтр-пресс.

8.1 Метантенки

Определим количество осадка по сухому веществу Q_сух, т/сут.:

где Q_сут — производительность очистной станции, м³/сут;

Э — эффективность задержания взвешенных веществ в тонкослойных нефтеловушках и флотаторе, доли единицы;

К — коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализа, К = 1,11,2.

т/сут.

Определим количество ила по сухому веществу Uсух, т/сут, из вторичных отстойников:

,

где a — коэффициент прироста активного ила, а = 0,30,5;

b — вынос активного ила из вторичных отстойников, b = 15,0 мг/л.

т/сут.

Общее количество сухого вещества Мсух, т/сут, в схемах с аэротенками

Мсух = Qсух + Uсух = 0,42 + 0,09 = 0,51 т/сут.

Расход сырого осадка, Vос, м3/сут,

,

ос — объемный вес осадка, ос = 1 т/м3.

м3/сут.

Расход избыточного активного ила, Vил, м3/сут,

,

ил — объемный вес ила, ил = 1 т/м3.

м3/сут.

Общее количество осадка и ила, Мобщ , м3/сут,

Мобщ = Vос + Vил = 14 + 11,25 = 25,25 м3/сут.

Влажность смеси осадка и ила, см , %,

%.

Доза суточной нагрузки на метантенк принимается по [1, табл. 59] в зависимости от влажности смеси осадка и ила.

При мезофильном режиме и см = 98% суточная доза Dсут = 10 %.

Объем метантенка W, м3,

м3.

Число метантенков должно быть не менее двух, согласно [1, п. 6.356]. Определяем количество метантенков N, шт.,

,

где w1 — объем одного метантенка, м3, принимаем по табл. 7 [8].

= 2 шт.

Принимаем 2 метантенка диаметром 6 м (H = 6,5 м).

Определяем фактическую дозу суточной нагрузки на метантенк Dсут.факт , %,

%.

Определяем время пребывания осадка в метантенке T, сут,

сут.

8.2 Газгольдеры

Газгольдеры применяются для поддержания постоянного давления в газовой сети с учетом неравномерного выхода газа из метантенков, с целью максимального его использования на площадках очистных сооружений. Газгольдеры служат для сбора газа.

Удельный расход газа Гуд, м3/кг, определяется по формуле

,

где асм — предел распада смеси осадка и ила, %,

,

здесь аос и аил — пределы распада соответственно осадка и ила: аос = 53 %; аил = 43 %.

n — коэффициент, зависящий от влажности осадка, определяется по табл. 61 [1], n = f (см), при см = 98 % n = 0,4.

м3/кг = 490 м3/т.

Количество беззольного вещества Мбез, т/сут,

,

где Вг — гигроскопическая влажность, Вг = 5 %;

Зос — зольность осадка, Зос = 60 %.

т/сут.

Общее количество газа Гобщ, м3/сут,

м3/сут.

Объем газгольдеров Wг, м3,

м3,

где t — время хранения газа, принимается согласно [1, п. 6.359], t = 24 ч.

Принимаем газгольдер объемом 20 м3. (D = 3,7 м).

Фактическое время пребывания газа в газгольдере tфакт, ч, равняется

ч.

8.3 Иловые площадки-уплотнители

Определим общую площадь резервных иловых площадок F_рез, м²,

м²

Определяем количество иловых площадок уплотнителей Nупл, шт.

,

где f1 — площадь одной иловой площадки уплотнителя, м².

Принимаем иловые площадки 18х44 м, f₁ = 792 м², тогда принимаем 8 площадок.

Выводы

В данном курсовом проекте запроектирована система водоотведения населенного пункта с тремя выпусками ливневых сточных вод, на которые поставлены регулирующие резервуары, и выпуском с ГОКС.

Также имеется выпуск сточных вод с НПЗ. Здесь запроектированы локальные очистные сооружения, они рассчитаны на очистку по взвешенным веществам и по нефтепродуктам на 95%. Бытовые сточные воды очищаются на канализационных очистных сооружениях, которые выдерживают требуемые показатели.

В результате расчета, проведенного на ЭВМ, можно сделать вывод, что принятая система очистки сточных вод удовлетворяет требованиям, предъявляемым к выпуску очищенных сточных вод в водоемы.

Литература

СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП, 1986. 72с.

Расчет и проектирование канализационных очистных сооружений. Механическая очистка: Методические указания / Сост. А.К. Стрелков, Т.Ю. Набок, Э.В. Дремина, М.А. Гриднева; Самарск. гос. арх.-строит. универс. — Самара, 2005 — 32с.

Расчет и проектирование канализационных очистных сооружений. Биологическая очистка: Методические указания / Сост. А.К. Стрелков, Т.Ю. Набок, Э.В. Дремина, М.А. Гриднева; Самарск. гос. арх.-строит. универс. — Самара, 2005 — 40с.

Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И., Примеры расчетов канализационных сооружений. М.: Стройиздат, 1987. 253с.

Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: М.: АСВ, 2002 — 704с.

Канализация населенных мест и промышленных предприятий: Справочник проектировщика / Н.И. Лихачев, И.И. Ларин, С.А. Хаскин и др. / Под ред. В.Н. Самохина. — 2-е изд. М.: Стройиздат, 1981. 639с.

Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М.Ласков, В.И. Калицун. М.: Стройиздат,1996. 591с.

Проектирование систем канализации населенных пунктов с учетом самовосстанавливающей способности водоема: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию/ В.И. Кичигин, В.Н, Мартенсен/Под ред. Л.И.Глезировой-К.,1984.-35 с

Курганов А.М. Таблицы параметров предельной интенсивности дождя для определения расходов в системах водоотведения. Справочное пособие. М.: Стройиздат, 1984 — 108с.

Выбор систем водоотведения на ЭВМ: Учебное пособие/ В.И. Кичигин, Е.Д. Палагин / Самарск. гос. арх.-строит. ун-т, Самара, 2005 — 241 с.

Кичигин В.И. Водоотводящие системы промышленных предприятий: Учебно — справочное пособие. СГАСУ. Самара. 2004. — 504 с.

СЭВ, ВНИИ ВОДГЕО. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. — 2-е изд. М.: Стройиздат, 1982. — 528 с.