99121

РАСЧЕТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Курсовая

Экология и защита окружающей среды

Биохимическая биологическая очистка сточных вод от загрязняющих веществ производится микроорганизмами активного ила в присутствии кислорода воздуха в специальных сооружениях. Микроорганизмы активного ила в процессе своей жизнедеятельности окисляют сложные органические соединения загрязняющих веществ до простых соединений вода СО2 N2. Для разделения ила от стоков предусмотрены вторичные и третичные радиальные гравитационные отстойники. Для обеспечения оптимального хода процесса биохимического окисления органических загрязнений и...

Русский

2016-08-01

360 KB

0 чел.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский Государственный Нефтяной Технический  Университет»

Кафедра «Прикладная экология»

КУРСОВОЙ РАБОТА

по дисциплине «Экологическая биотехнология»

РАСЧЕТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Вариант №

  

                                                                               

 

СОДЕРЖАНИЕ

1 Общая характеристика биохимических очистных сооружений………………….3

  1.2 Описание технологической схемыБОС…………………………………………4

2 Расчет биологической очистки сточных вод нефтехимических предприятий……10

 2.1 Расчет материального баланса…….………………….……………………........10

 2.2 Расчет оборудования………………………………………………….…….........19

Список использованных источников…………………………………………..............34

1 Общая характеристика биохимических очистных сооружений

Биохимические очистные сооружения (БОС) служат для биохимической очистки и доочистки нефтесодержащих стоков от групп предприятий: АО «Башнефтехим», нефтеперекачивающей  станции «Черкассы», хозфекальных стоков АО «Башгазавтоматика», хозфекальных и замазученных стоков ТЭЦ-4, хозфекальных стоков предприятий, расположенных поблизости АО «Башнефтехим»

Сточные воды 1-ой и 2-ой системы, смешиваются в смесителях, проходят двухступенчатую биохимическую очистку и доочистку на узле флотационной очистки и биологических прудах, сбрасываются в р.Белая и частично используются в качестве подпитки оборотных систем. Для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов предусмотрена подача  биогенных добавок (фосфор) и сжатого атмосферного воздуха.

Установка БОС введена в эксплуатацию в 1958 году.

Биохимическая (биологическая) очистка сточных вод от загрязняющих веществ производится микроорганизмами активного ила в присутствии кислорода воздуха в специальных сооружениях. Основными сооружениями, где происходят процессы аэробного окисления загрязнений являются аэротенки I и II ступеней очистки. Микроорганизмы активного ила в процессе своей жизнедеятельности окисляют сложные органические соединения загрязняющих веществ до простых соединений (вода, СО2, N2).

Для проведения процесса очистки сточные воды смешиваются с активным илом в аэротенках I и II ступеней . Для разделения ила от стоков предусмотрены вторичные и третичные радиальные гравитационные отстойники. Отделенный от стоков активный ил насосами (эрлифтами на II ступени) снова возвращается в аэротенки, т.е. постоянно циркулирует по замкнутому контуру. Избыточный активный ил периодически выводится из системы на утилизацию.

После биологической очитски сточная вода должна иметь следующие характеристики:

БПКполн      не более 10 мг О2/л;

нефтепродукты    1,0 мг/л;

взвешенные вещества      8-10 мг/л;  

сухой остаток         4830 мг/л;

рН                                     6,5-8,5;

хлориды     1850 мг/л;

сульфаты      1000 мг/л;

сульфиды      0,004 мг/л.

1.2 Описание технологической схемы БОС

БОС представляет собой сложный комплекс сооружений, каждое из которых выполняет определенные функции. Первыми сооружениями, принимающими и смешивающими стоки различного состава загрязнений, являются смесители. Сюда поступают хим.загрязненные (кислые) стоки нефтехимических производств и хим.загрязненные (щелочные) стоки. Для улучшения процесса смешения стоков в смеситель подается воздух.

Из смесителя хим.загрязненные стоки поступают в два параллельно работающих усреднителя У-1,2. В усреднителях, также как в смесителе, происходит взаимная нейтрализация и окисление легкоокисляемых органических загрязнений кислородом воздуха, подаваемым от воздуходувной станции. Удельный расход воздуха 15 м3 на 1 м3 стоков.

Из усреднителейхим.загрязненные стоки поступают в первичные радиальные отстойники (ПРО). ПРО предназначены для осаждения шлама и взвешенных веществ из стоков. Шлам в отстойниках собирается скребковым механизмом к центру отстойника, откуда насосами откачивается в шламонакопитель.

Осветленные стоки из ПРО по железобетонному лотку мм поступают через камеру гашения в смеситель 2.

Смесители служат для перемешивания стоков воздухом, подаваемым из воздуходувной станции в соотношении 2м3 на 1м3 стоков.

Для обеспечения оптимального хода процесса биохимического окисления органических загрязнений и поддержания процесса жизнедеятельности активного ила в сооружениях биохимической очистки стоков в смесители С-2 подается раствор суперфосфата Са(Н2РО4)2×H2O.

Сточные воды из смесителей С-2 и С-3 по самотечным трубопроводам подаются в аэротенкиI ступени.

Аэротенк – сооружение для биохимического окисления загрязнений сточных вод при помощи микроорганизмов активного ила и кислорода воздуха. На I ступени установлены аэротенки-смесители. Аэротенки-смесители характеризуются равномерной подачей по длине сооружения исходной сточной воды и активного ила и равномерным отводом иловой смеси. Полное смешение в них сточных вод с иловой смесью обеспечивает выравнивание концентраций ила и скоростей процесса биохимического окисления.

Для распределения сжатого воздуха по объему аэротенков I ступени смонтирована аэрационная система из полиэтиленовых труб переменного сечения (в разрезе в виде «ромашки»), во впадинах которых просверлены отверстия. Полиэтиленовые трубы одновременно выполняют роль магистрального воздуховода и аэратора. Аэраторы уложены по дну аэротенка по 3 нитки в каждой секции.

Воздух, подаваемый в аэротенки, используется:

- для поддержания ила во взвешенном состоянии и его перемешивания;

- для отдувки газообразных продуктов окисления;

- для биохимического окисления углеродосодержащих загрязнений;

- для биохимического окисления азотосодержащих загрязнений.

Основную роль в очистке стоков играют аэробные микроорганизмы активного ила. Активный ил представляет собой смесь воды и хлопьев ила.  По внешнему виду активный ил напоминает мелкие хлопья гидрата окиси железа или алюминия с цветом от бело-коричневого до темно-коричневого и даже черного. Хлопья состоят из большого числа многослойно расположенных бактериальных клеток, заключенных в слизь.

Из аэротенков сточные воды подаются на вторичные радиальные отстойники, которые предназначены для отстоя очищенных стоков от активного ила.

Осевший активный ил удаляется при помощи илососов, представляющих собой систему движущихся сосунов.

Ил из ВРО частично поступает в приемную камеру ила, откуда насосами возвращается в регенераторы аэротенка I ступени. Избыточный активный ил по трубопроводу откачивается насосами на иловые площадки для уплотнения.

Биохимически очищенные стоки после вторичных радиальных отстойников поступают в аэротенкиII ступени. На II ступени применяются аэротенки-вытеснители с регенераторами. После аэротенковII ступени сточные воды по самотечным трубопроводам направляются в третичные радиальные отстойники (ТРО).

ТРО предназначены для отстоя стоков и представляют собой железобетонные конструкции цилиндрической формы. Время отстоя до 4,65 часов. Осевший активный ил удаляется при помощи илососов, представляющих собой систему движущихся сосунов. Активный ил под действием гидростатического давления поступает в горизонтальную трубу, уложенную под отстойником. Уловленный активный ил из ТРО откачивается эрлифтами в распределительный иловый канал регенераторов аэротенковII ступени.

Избыточный активный ил откачивается эрлифтом и по трубопроводу поступает в приемную камеру иловой насосной, затем откачивается насосами на аэротенкиI ступени или выводится на иловые площадки насосами.

Биохимически очищенные стоки после ТРО по трубопроводу поступают в приемную емкость, откуда затем подаются насосом во флотаторы.

Равномерное распределение сточных вод по объему флотационной камеры производится с помощью вращающегося водораспределительного механизма, находящегося в нижней части флотационной камеры. Вращение водораспределительного механизма происходит за счет реактивной струи, истекающей из сопел сточной жидкости. При входе сточных вод во флотационную камеру происходит резкое падение давления, в результате чего происходит выделение из сточной воды воздуха. Выделяющиеся из воды мелкие пузырьки воздуха устремляются вверх, увлекая с собой хлопья вынесенного активного ила и механические примеси, и образуют пенообразный слой на поверхности флотатора. Пена с поверхности флотаторов собирается лопастями пеносборного механизма в пеносборный лоток и отводится по трубопроводу в приемную емкость, откуда насосами на ПРО или на буферные пруды.

Очищенные стоки отводятся из отстойной зоны флотатора по всему периметру через отверстия и переливаются в отводящий водокольцевой лоток и далее в емкость, из которой они отводятся в биологический пруд доочистки (БПД).

Промышленные стоки, пройдя очистку на сооружениях установки БОС и флотации, поступают по трубопроводу в пруды биологической доочистки. Пруды биологической доочистки состоят из 5 карт. В биологическом пруду доочистки происходит естественное насыщение воды кислородом и доокисление органических загрязнений. Далее очищенные стоки из распредкамеры сбрасываются в р.Белая.

Иловые площадки предназначены для сбора, накопления и уплотнения избыточного активного ила в естественных условиях.

Схема технологического процесса очистки нефтесодержащих сточных вод на БОС нефтехимического предприятия представлена на рисунке 1.


Рисунок 1 - Схема технологического процесса очистки нефтесодержащих сточных вод нефтехимического предприятия:

С-1, С-2, С-3 – смесители, У-1,2 – усреднители, А-I – аэротенк I ступени, А- II – аэротенк II ступени, ПРО - первичный радиальный отстойник, ВРО – вторичный радиальный отстойник, ТРО – третичный радиальный отстойник, Н-1,Н-2 – центробежные насосы.


2 РАСЧЕТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

2.1  Расчет материального баланса

Таблица 1  – Исходные данные для материального баланса БОС

Наименование стоков

Расход, м3

Показатели качества

Среднее значение, мг/л

1

2

3

4

Химзагрязненные (щелочные) стоки

185

БПКп ()

Фенол

Мех.примеси

Солесодержание

рН

780

15

140

1850

7-12

Промстоки нефтеперекачивающей станции

20

БПКп ()

Фенол

Мех.примеси

Нефтепродукты

Солесодержание

рН

800

2,5

60

25

100

6,5-8,5

Стоки ХВО филиал

20

БПКп ()

Мех.примеси

Солесодержание

рН

700

50

680

6-7

Хозфекальные стоки

100

БПКп ()

Мех.примеси

Нефтепродукты Сульфаты

рН

205

60

0,3

125

6-7

Промстокифилиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим», т.ч. ТЭЦ-4

1220

БПКп  ()

Нефтепродукты

Фенол

Мех.примеси

Солесодержание

рН

700

25

9

50

1500

6,5-7,5

Условно-чистые стоки филиала ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим»

580

БПКп ()

Фенол

Мех.примеси

Сульфаты

рН

200

15

140

125

7,5-8,5

Продолжение таблицы 1

1

2

3

4

Промстоки ООО «Энергия»

18

БПКп()

Нефтепродукты

Фенол

Мех.примеси

Сульфаты

рН

700

25

2

60

100

6,5-8,5

Промстокифилиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Новоил»

1000

БПКп ()

Нефтепродукты

Фенол

Мех.примеси

рН

700

27

5

50

6,5-8,5

Промстокифилиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-УНПЗ»

355

БПКп ()

Нефтепродукты

Фенол

Мех.примеси

Сульфаты

рН

700

25

5

50

125

6,5-8,5

Хозфекальные стоки ООО «Башгазавтоматика»

30

БПКп ()

Нефтепродукты

Фенол

Мех.примеси

Солесодержание

рН

100

1

1

40

125

7-8

1. Смеситель №1

В смесителе смешиваются химически загрязненные стоки: химзагрязненные (щелочные) стоки ОАО «Уфаоргсинтез»; промстоки нефтеперекачивающей станции «Черкассы»; стоки ХВО филиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим».

Q = 185 + 20 + 20 = 225 м3/ч.

2. Усреднитель

Из смесителя химзагрязненные стоки поступают в усреднитель. Сюда же поступают хоз.фекальные стоки от филиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим».

Q = 225 + 100 = 325 м3/ч.

3.Первичные радиальные отстойники (ПРО)

Для отделения сточных вод от шлама стоки направляются в первичный радиальный отстойник (ПРО).

Концентрация механических примесей, поступающих со сточными водами в ПРО определяется по уравнению:

,

где Qi – приход сточных вод по i-му потоку;

qi – количество загрязнения в i-ом потоке.

Вынос взвеси из первичных отстойников при коэффициенте осветления 50% составляет:

Количество выносимого шлама влажностью 94% составляет:

Приход:                                                   Расход:

- Стоки с усреднителя: 325 м3/ч                  - шлам 94% влажности: 0,284 м3

                                              - осветленная жидкость:

                                                                     325-0,284=324,72 м3

4. Шламонакопитель

Далее стоки направляются в смеситель, а шлам – в шламонакопитель

Приход:                                                   Расход:

- шлам 94% влажности: 0,284 м3/ч;               - шлам 85% влажности:

                   0,284-0,026=0,258 м3/ч;

          - осветленная жидкость:

                   0,284·0,09=0,026 м3/ч.

5. Камера гашения

Приход:                                                   

- стоки: 324,72 м3/ч;

- осветленные стоки со шламонакопителя: 0,026 м3/ч.

6. Смеситель №2

В смеситель №2 поступают осветленные стоки из ПРО, прошедшие через камеру гашения. Сюда также поступают промстоки  ОАО «Уфанефтехим», условно-чистые стоки ОАО «Уфаоргсинтез», промстоки ООО «Энергия».

Таким образом, общее количество стоков, поступающих в смеситель  №2, составляет:

Q = 324,72+1220+580+18 = 2142,72 м3/час или 51425,28 м3/сут.

Стоки смешиваются с биогенными добавками.

Суточная потребность в фосфоре nP - 3 мг/л по чистому веществу.

На 51425,28 м3/сут стоков потребуется (3*51425,28)=154,28 кг/сут фосфора. Фосфор поступает в сточные воды в виде раствора суперфосфата Са(Н2РО4)2. Суточная потребность в суперфосфате :

, кг/сут.

где 252 г/моль – молекулярный вес суперфосфата;

31 г/моль – молекулярный вес фосфора.

Коэффициент активной части биогенных добавок 0,6. Соответственно суперфосфата и аммиачной селитры потребуется :

   

Суперфосфат поступает в смеситель в виде 10%-ного раствора:

 =1045,16 кг/сут = 10,45 м3/сут = 0,43 м3/час;

Таким образом материальный баланс смесителя №2:

Приход:      Расход:

стоки – 2142,72 м3/час    стоки с биогенными добавками

биогенные добавки – 0,43 м3/час  2143,15 м3/час

7. Аэротенк 1 ступени

В аэротенке 1 ступени происходит окисление органических соединений микроорганизмами активного ила или при интенсивной аэрации.

Расход воздуха 30 м3 на 1м3 стоков. На регенерацию ила расходуется 60% от общего количества воздуха, поступающего в аэротенк.

В аэротенк также поступают промстокфилиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-УНПЗ», промстокифилиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Новоил».

Количество активного ила, поступающего в аэротенк, составляет 70% от поступающих стоков:

Qила =0,7*(2143,15+355+1000)=2448,71 м3/час  или 58768,92 м3/сут

Концентрация взвешенных веществ на входе в аэротенк  составляет среднее значение по потокам, поступающим в аэротенк 1 ступени:

БПК20 принимается равным БПКполн. Lа – БПК поступающей воды.

Прирост активного ила:

Пр=0,7×(0,8×В+0,3×La) , мг/л

Пр = 0,7*(0,8*68,69+0,3*607,79)=166,21 мг/л

Количество избыточного активного ила по сухому веществу:

Исух.=(Пр×1,2×Q)*10-6 , т/сут

Исух.=(166,21 ×1,2×3497,72×24)*10-6=  16,74 т/сут

Количество избыточного активного ила влажностью W=99,2% и удельным весом 1,1 т/м3:

,  м3/сут

Таким образом, материальный баланс аэротенка 1-ой ступени:

Приход:       Расход:

стоки со смесителя №2 - 3497,72 м3/час          стоки во вторичные отстойники:

активный ил м3/сут – 2448,71 м3/час    6025,69 м3/час                           

прирост активного ила  - 79,26 м3/час                           

8. Вторичные отстойники

Предназначены для отделения очищенной воды от активного ила.

Приход:          Расход:

- активный ил:        - стоки в аэротенк II ступени:

2448,71+79,26 =2527,97 м3/час;    3497,72 м3/час;

- стоки: 3497,72 м3/час;     - возврат активного  ила:

       (доля циркулирующего ила

       α=0,6 расхода сточных вод)

       3497,72 ·0,6=2098,63 м3/час;

       - активный ил на площадки:

       2527,97-2098,63=429,34 м3/ч.

9. Иловая площадка с аэротенка I ступени

Влажность поступающего ила 99,2%. Влажность уплотненного ила 96%.

         Приход:                                                                     Расход:

- ил из ВРО – 429,34 м3/ч;                    - уплотненный осадок:

             429,34 -13,74=415,6 м3/ч;

                     - иловая вода: 429,34 ·0,032=13,74 м3/ч.

10. Аэротенк II ступени

 В аэротенк II ступени поступают стоки из ВРО в количестве  3497,72 м3/час, а также сюда поступают хоз.-фекальные стоки  ООО «Башгазавтоматика» в количестве 30 м3/час.

Расход воздуха 20 м33 стоков.

На регенерацию активного ила расходуется 60% воздуха.

Количество активного ила, поступающего в аэротенк, составляет 70% от поступающих стоков.

Qила=0,7 ·(3497,72+30)=2469,404 м3/ч.

Концентрация взвешенных веществ в стоках после ВРО снижается на 50%:

В’=0,5·68,69=34,345 мг/л.

В аэротенке II ступени содержание мех.примесей составляет:

БПК в аэротенке I ступени снижается на 70%:

БПК в ВРО снижается еще на 20%:

 

В аэротенке II ступени среднее значение БПК сточных вод с учетом хоз.-фекальных стоков АО «Башгазавтоматика» составляет:

 

Прирост активного ила:

ПР=0,7∙(0,8∙В+0,3∙La)=0,7∙(0,8∙34,05+0,3∙145,47)=49,62 мг/л

Количество избыточного активного ила по сухому веществу:

Исух.=(ПР∙1,2∙Q)∙10-6=(49,62∙1,2∙3597,72∙24)·10-6=5,1 кг/сут

Количество избыточного активного ила влажностью W=99,2% и удельным весом 1,1 т/м3:

Материальный баланс аэротенка II ступени:

 Приход:                                                      Расход:

- стоки в аэротенк: 3527,72 м3/ч                          -  стоки из аэротенка:

- активный ил: 2469,404 м3/ч      6021,27 м3

- прирост активного ила: 24,14 м3

11. Третичный радиальный отстойник

Возврат активного ила в аэротенк II ступени составляет 97,2%.

Приход:                                                     Расход:

- стоки: 3527,72 м3/ч;                                    -  возврат активного ила:

- активный ил: 2469,404 +24,14=2493,54 м3/ч;    2493,54 ·0,972=2423,72 м3/ч;

                         - ил на площадки:

                            2493,54 -2423,72 =69,82 м3/ч;

        - стоки: 3527,72 м3/ч.

12. Иловая площадка

На иловые площадки поступает активный ил из третичных радиальных отстойников. Влажность поступающего ила 99,2%. Влажность уплотненного ила 96%.

Приход:                                                    Расход:

- ил из ТРО: 69,82 м3/ч;     - уплотненный ил: 69,81-2,23=67,58 м3/ч;

       - осветленная вода: 0,032·69,81=2,23 м3/ч;

13. Флотация сточных вод

Приход:                                                    Расход:

- стоки с ТРО: 3527,72 м3/ч;   - ил (расход неочищенной воздухом

                                                                  воды  10% от объема иловой смеси):

                                                                  0,1·2493,54=249,35 м3

      - стоки в биологический пруд:

                                                                      3527,72-249,35=3278,37 м3/ч.

14. Биологический пруд

Приход:

- стоки с флотации: 3278,37 м3/ч.

15. Материальный баланс БОС

Материальный баланс БОС сводится в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты расчёта материального баланса

Приход, м3

Расход, м3

Стоки

3527,72

Шлам

0,26

Биогенные добавки

0,43

Ил из аэротенка I ступени

2098,63+429,34

Прирост активного ила в  аэротенке I ступени

2448,71+79,26

Ил из аэротенка II ступени

2423,72+69,81

Прирост активного ила II ступени

2469,404 +24,14

Вода в биологический пруд

3278,37

Потери

249,53

Итого:

8549,66

Итого:

8549,66

2.1  Расчет оборудования

1. Расчет смесителя

Концентрации загрязнений сточных вод определяются как средне арифметическое:

- по взвешенным веществам

- по БПКполн

- солесодержанию

По формуле:

,

где   - приход сточных вод по i-му потоку;

-  количество загрязнений в i-ом потоке.

2. Расчет усреднителя

Изменение концентрации сточных вод длится 9 часов.

Объем резервуара усреднителя определяется исходя из объема поступающих сточных вод.

Объем поступающих сточных вод, м3:

V=gmax·tуср,

где gmax – расчетный часовой расход стоков, м3/ч.

В усреднитель поступают стоки из смесителя, также поступают хозфекальные стоки от филиала ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим».

gmax=185+20+20+100=325  м3/ч.

tуср – время усреднения, 9 часов.

V´=325·9=2925  м3.

Число типовых секций (n) объемом 3420м3:

n=V/3420,

n=2925/3420=0,85.

Количество секций усреднителя (m) принимается таким, чтобы общий объем резервуара усреднителя был больше V´.

V=3420·m.

Принимаем число секций усреднителя m=1.

Пропускная способность секции, м3/час:

g=gmax/m.

g=325/1=325 м3/ч.

Скорость предельного движения воды в секции, мм/с:

W=g/F,

где F-площадь типового сечения секции (F=58,8м2);

W=325/58,8=5,53 м/час = 5,53*1000/3600=1,54 мм/с.

Скорость предельного движения воды в секции недолжна превышать допустимой Wдоп = 2,55 мм/с:

WW доп.

Условие выполняется.

Для предотвращения выпадения осадков проектируется усреднитель с воздушным перемешиванием сточных вод. В качестве барботеров применяется перфорированные трубы с отверстием 5 мм в нижней части на расстоянии 3-6 м друг от друга, укладываемые вдоль резервуара на подставках высотой h=6-10см от дна.

q=W2/(61,3∙Н),

где W – минимальная скорость, обеспечивающая поддержание частиц во взвешенном состоянии (мм/сек), W=49,2;

H- глубина погружения барботеров, H=1,9м.

q=49,22/(61,3∙1,9*1000)=0,021 мм/сек2.

Расстояние барботеров от стены (1-1,5)Н;

Расстояние между барботерами (2-3)Н;

Диаметр барботеров D=0,75мм.

3. Первичные радиальные отстойники

Радиус отстойника:

,

где Q – количество сточных вод, поступаемых с усреднителя, м3/час, Q = 325 м3/час

N – число отстойников (N=1);

k – коэффициент, учитывающий тип отстойника, для радиальных отстойников k =0,45;

Uо – гидравлическая крупность частиц взвеси, мм/с:

Uo=(1000∙K·H)/·T((k·h)/n)nW

 где К – коэф. использования объема проточной части отстойника (для радиальных отстойников К=0,45);

 Н – глубина проточной части отстойника, Н=3,1 м;

 α – коэффициент, учитывающий влияние температуры воды на ее вязкость, α=1,21;

 Т – продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды 500 мм, соответствующая заданному эффекту осветления, Т=640 с;

 W – вертикальная составляющая, скорость движения воды в отстойнике, W=0,05мм/с;

 n – коэффициент, зависящий от свойств взвеси, n=0,25.

Значение ((k·h)/n)n принимаем в зависимости от типа отстойника и глубины проточной части Н, ((k·h)/n)n =1,29.

Uo=(1000∙0,45·3,1)/1,21 ·640·1,29 – 0,05=1,35 мм/с.

Концентрация механических примесей, поступающих со сточными водами:

Принимаем эффект осветления Э=50%.

В этом случае вынос взвеси из первичных отстойников B´, г/м3:

B´=Св.в·0,5

где Св.в. - содержание взвешенных веществ

По каталогу выбирается типовой радиальный отстойник согласно рассчитанному радиусу.

Типовые отстойники имеют минимальный радиус 9 м. Выбираем радиальный отстойник диаметром 18 м.

Фактическая скорость жидкости в проточной части отстойника составит:

Wф=Q/(N·3,6··R·H),

Wф=325/(1·3,6·3,14·9·3,1)=1,03 мм/с.

Wф ≤ Wдоп,

где Wдоп=5-10 мм/с.

Условие выполняется.

Объем иловой камеры отстойника за 8 часов:

Yoc=(B’·100·Q·T)/((100-W)·1000·1000·Ncp),

         где W – влажность удаляемого осадка, W=94%.

Yoc=(52,46·100·325·8)/((100-94)·1000·1000·1)=2,27 м3.

4. Расчет смесителя. Биогенные добавки

Перед камерой смешения №2 химзагрязненные стоки перемешиваются. В смеситель №2, поступают осветленные стоки изПРО, также поступают промстоки филиала ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим»,  условно-чистые стоки                                    ОАО «Уфаоргсинтез», промстоки ООО «Энергия». Стоки смешиваются с биогенными добавками.

Определение средней концентрации загрязнений сточных вод:

- по нефтепродуктам;

- по взвешенным веществам;

- по фенолу;

- по солесодержанию;

=1060,3 мг/л

Расход воздуха 4 м33 стоков.

5. Аэротенк 

Расчет ведем для аэротенков–вытеснителей с регенераторами. В аэротенки поступают стоки со смесителя и стоки филиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-УНПЗ» и филиал ОАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Новоил».

Продолжительность аэрации:

Ta=(2,5/a0,5аэр. Lg(La/Lt),

где Lа – БПК поступающей воды, La=607,79  мг О2/л;

Lt– БПК очищенной в аэротенке воды. В аэротенкеI ступени БПК снижается на 70%.

Lt=0,3·607,79 =182,34 мг О2/л.

αаэр– доза ила для бытовых сточных вод, αаэр=1,5 г/л.

Ta=(2,5/1,50,5Lg(607,79/182,34)=1,067 ч.

Доля циркулирующего ила расчетного расхода сточных вод:

a =aаэр/(aрег.- ааэр.),

aрег.- доза ила в регенераторе, aрег  = 4г/л.

a =1,5/(4-1,5.)=0,6.

Рабочий объем аэротенков, м3:

,

,

где Q – часовой приход стоков, поступающих в аэротенк, м3/ч;

αаэр -  доля циркулирующего ила;

Ta - продолжительность аэрации, ч.

Продолжительность окисления загрязнений:

,

где Wок – средняя скорость окисления загрязнений, Wок=18,66 мг/г·ч;

-  доля циркулирующего ила;

Su – зольность ила в долях единицы, Su=0,3;

Lа – БПК поступающей воды, мгО2/л;

Lт – БПК очищенной в аэротенке воды, мгО2/л;

aрег.=4г/л;

Продолжительность регенерации циркулирующего ила:

Тр0а,

где Т0 - продолжительность окисления загрязнений;

Та.- продолжительность аэрации, ч.

Тр=13,57-1,067=12,5 ч

Объем регенаротора,  м3:

Vp=Tp··Q,

где Tp - продолжительность регенерации циркулирующего ила, ч;

- доля циркулирующего ила;

Q – часовой расход стоков, поступающих в аэротенк, м3/ч.

Vp=12,5·0,6·3497,72=26232,9 м3

Общий объем аэротенка с регенератором, м3:

V=Vp+Va,

где Vp - объем регенаротора,  м3;

Va - рабочий объем аэротенков, м3.

V=26232,9+5971,3=32204,2 м3

Расчетная продолжительность обработки сточных вод, ч:

T=Ta· (1+)+Tp·,

где Ta – продолжительность аэрации,ч;

Tp - продолжительность регенерации циркулирующего ила, ч;

- доля циркулирующего ила.

T=1,067· (1+0,6)+12,5·0,6=9,21 ч,

Принимаем 3 секции аэротенка, тогда объем одной секции, м3:

Vсекции= V/n,

где V - общий объем аэротенка с регенератором, м3.

Vсекции= 32204,2 /3=10734,73 м3,

Принимаем аэротенки – вытеснители трехкоридорные типа А3-4,5-4,4, типовой проект 902-2-192. Один коридор аэротенка отводится под регенератор.

Таблица 4 – Параметры аэротенков

Число коридоров

Ширина коридоров, м

Рабочая глубина, м

Длина коридора, м

Число рядов фильтросов от первого кор.

3

4,5

4,4

60

2+1+1

Длина секции, м:

L= Vсекции /(m·B·H),

где Vсекции - объем одной секции, м3;

m - число коридоров;

B - ширина коридоров, м;

H - рабочая глубина, м.

L= 10734,73 /(3·4,5·4,4)=180,7 м

Длина секции принимается, кратной числу коридоров 3.

Удельный расход воздуха в аэротенке, м33:

где Z – удельный расход кислорода на 1 мг снятой БПКполн. Для полной очистки Z=1,1;

k1 – коэффициент, учитывающий тип аэратора, к1=1,91.

k2 – коэффициент, зависящий от глубины погрузки аэратора, к2=2,17;

n1 – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод:

,

где tср – среднемесячная температура сточной воды за летний период, tср=25о С;

n2 – коэффициент, учитывающий отношение скорости переноса кислорода в иловой смеси к скорости переноса его в чистой воде. Для промышленных сточных вод n2=0,7.

Срт· (10,3+Н/2)/10,3 ,

где СТ – растворимость О2 воздуха в зависимости от температуры и давления

     СТ=8,33 мг/л;

H - рабочая глубина аэротенка, м.

Ср=8,33· (10,3+4,4/2)/10,3=10,11 мг/л

С – средняя концентрация кислорода в аэротенке, С=2 мг/л;

м33

Интенсивность аэрации, м3/(м2·ч):

J=(Д·Н)/T,

где Д – удельный расход воздуха в аэротенке, м33;

H - рабочая глубина аэротенка, м;

T - расчетная продолжительность обработки сточных вод, ч.

J=(18,08·4,4)/9,21=8,64 м3/(м2·ч)

Прирост ила в аэротенках при очистке сточных вод мг/л:

Пр=(0,8·В´+0,3·La)· 0,7,

где В´ - количество взвешенных веществ, поступающих в аэротенк, мг/л;

Lа – БПК поступающей воды, О2 

Пр=(0,8·68,69+0,3·607,79)· 0,7=166,1 мг/л

Для ведения оптимального режима работы количество аэротенков принимается равным 2.

6. Расчет вторичных радиальных отстойников

После аэротенков сточная вода поступает во вторичные радиальные отстойники. Они предназначены для выделения активного ила из иловой смеси, поступающей из аэротенков.

Общий расчетный объем отстойников, м3:

Vобщ.=Qmax·T ,

где Qmax – часовой приход сточных вод, Qmax = 3497,72, + 2527,97 = 6025,69м3/ч;;

T – продолжительность отстаивания, T= 2ч.

Vобщ.=6025,7·2=12051,4 м3 ,

Количество отстойников должно быть не меньше трех рабочих.

Количество отстойников:

N=Vобщ /Vз.о.,

где  Vз.о .– объем зоны отстаивания, принимается по каталогу равным 1400 м3.

N=12051,4 /1400=8,6.

Принимаем N=9.

Фактическая продолжительность отстаивания, ч:

Tф=(N·Vз.о.)/Qmax ,

где N– число отстойников.

Tф=(9·1400.)/6025,7=2,09ч.

Время пребывания ила в иловой зоне отстойников должно быть не больше двух часов во избежание уменьшения активности ила:

Tи=N·Vи/(gц+gи) 2 ч,

где Vи – объем иловой зоны отстойников, Vи=280 м3;

gц – расход циркулирующего активного ила, м3/ч:

gц=0,6·Q,

gи– расход избыточного активного ила, м3/ч:

gир· Q/C,

где Пр – прирост илав аэротенках при очистке, мг/л;

C – концентрация активного ила, С=4000мг/л;

Q – расход стоков, поступающих в аэротенкII, Q =3497,72м3/ч.

gц=0,6·3497,72 =2098,63 м3/ч.

gи=166,21·3497,72/4000=145,24 м3/ч.

Tи=9·280/(2098,63+145,24)=1,12 ч 2ч.

Снижение БПК в отстойнике – на 20%:

La(отст.)= 0,8 ·182,34=145,87 мг/л.

Снижение концентрации взвешенных веществ – на 50%:

В(отст.)= 0,5·68,69=34,345 мг/л.

Выбираем радиальные отстойники согласно каталогу диаметром 24 м.

7.  Расчет аэротенков II ступени

В аэротенки II ступени поступают стоки из ВРО и стоки                             ООО «Башгазавтоматика». Расчет проводится для аэротенков–вытеснителей с регенераторами аналогично расчету аэротенков I ступени.

Ta=(2,5/a0,5аэр. )· Lg(La/Lt).

Lt после биологической очистки сточных вод должно быть не >10 мг/л

Ta=(2,5/1,50,5Lg(142,87/10)=2,35 ч.

Доля циркулирующего ила расчетного расхода сточных вод =0,6.

Рабочий объем аэротенков, м3:

=3497,72·2,35·(1+0,67)=13726,8 м3.

Продолжительность окисления загрязнений:

,

Продолжительность регенерации циркулирующего ила:

Тр0а=4,23-2,35=1,88 ч

Объем регенаротора,  м3:

Vp=Tp··Q=1,88·0,6·3497,72=3945,42 м3

Общий объем аэротенка с регенератором, м3:

V=Vp+Va=3945,42 +13726,8 =17672,22 м3

Расчетная продолжительность обработки сточных вод, ч:

T=Ta· (1+)+Tp·=2,35·(1+0,6)+1,88·0,6=4,89 ч

Принимаем 3 секции аэротенка, тогда объем одной секции, м3:

Vсекции= 17672,22 3= 5890,74 м3

Принимаем аэротенки – вытеснители трехкоридорные типа А3-4,5-4,4, типовой проект 902-2-192. Один коридор аэротенка отводится под регенератор.

Таблица 5 – Параметры аэротенков

Число коридоров

Ширина коридоров, м

Рабочая глубина, м

Длина коридора, м

Число рядов фильтросов от первого кор.

3

4,5

4,4

60

2+1+1

Длина секции, м:

L= Vсекции /(m·B·H),

где Vсекции - объем одной секции, м3;

m - число коридоров;

B - ширина коридоров, м;

H - рабочая глубина, м.

L= 5890,74 /(3·4,5·4,4)=99,17 м

Длина секции принимается, кратной числу коридоров 3.

Удельный расход воздуха в аэротенке, м33:

где Z – удельный расход кислорода на 1 мг снятой БПКполн. Для полной очистки Z=1,1;

k1 – коэффициент, учитывающий тип аэратора, к1=1,91.

k2 – коэффициент, зависящий от глубины погрузки аэратора, к2=2,17;

n1 – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, n1=1,1

n2 – коэффициент, учитывающий отношение скорости переноса кислорода в иловой смеси к скорости переноса его в чистой воде. Для промышленных сточных вод n2=0,7.

Ср=10,11 мг/л

С – средняя концентрация кислорода в аэротенке, С=2 мг/л;

м33

Интенсивность аэрации, м3/(м2·ч):

J=(Д·Н)/T=5,65·4,4/4,89=5,08 м3/(м2·ч)

Прирост ила в аэротенках при очистке сточных вод мг/л:

Пр=(0,8·В´+0,3·La)· 0,7=(0,8·34,345+0,3·142,87)·0,7=49,24 мг/л.

8.  Расчет третичных радиальных отстойников

Расчет третичных радиальных отстойников проводится при продолжительности отстаивания 1,5 ч аналогично расчету вторичных радиальных отстойников.

Общий расчетный объем отстойников, м3:

Vобщ.=Qmax·T ,

где Qmax – часовой приход сточных вод,Qmax=6021,27 м3/ч;

Vобщ.=6021,27 ·1,5=9031,9 м3.

Количество отстойников должно быть не меньше трех рабочих.

Количество отстойников:

N=Vобщ /Vз.о. ,

где  Vз.о .– объем зоны отстаивания, принимается по каталогу равным 1400 м3.

N=9031,9/1400=6,45.

Принимаем N=7.

Фактическая продолжительность отстаивания, ч:

Tф=(N·Vз.о.)/Qmax ,

Tф=(7·1400.)/ 9031,9 =1,08 ч.

Время пребывания ила в иловой зоне отстойников должно быть не больше двух часов во избежание уменьшения активности ила:

Tи=N·Vи/(gц+gи) 2 ч,

где Vи – объем иловой зоны отстойников, Vи=280 м3;

gц – расход циркулирующего активного ила, м3/ч:

gц=0,6·Q.

gи– расход избыточного активного ила, м3/ч:

gир· Q /C,

где Пр – прирост илав аэротенках при очистке, мг/л;

C – концентрация активного ила, С=4000мг/л ;

Q – расход стоков, поступающих в аэротенк II, Q = 3497,72 м3/ч.

gц=0,6·3497,72 =2098,63 м3/ч.

gи=49,62 ·3497,72 /4000=43,38 м3/ч.

Tи=7·280/(2098,63 +43,38)=0,91 ч 2 ч.

Снижение концентрации взвешенных веществ – на 50%:

В(отст.)= 0,5·34,345=17,17 мг/л.

9. Расчет иловых площадок

Суточный объем сброженного осадка из осветителей-перегнивателей определяется из его объема за счет уплотнения и сбраживания:

,

где Vn – суточный объем осадка, загружаемого в осветитель–перегниватель, Vn =1886,82 м3/сут;

а – коэффициент уменьшения объема осадка в результате распада его при сбраживании, а=2;

b- коэффициент уменьшения объема осадка в результате уменьшения влажности с 95 до 90%, b=2;

.

Полезная площадь иловых площадок, м2:

Fпол.=(Vc·366)/(Д·n) ,

гдеД– среднегодовая загрузка на иловые площадки, Д=2 м3;

n – климатический коэффициент, n=1;

Fпол.=(471,7·366)/(2·1)=86321,1.

Принимаем четыре карты площадью, м2:

S=Fпол./4=86321,1/4=21580,28 м2..

Дополнительная площадь иловых площадок, занимаемая валиками, дорогами, канавами, м2:

Fдоп.=k1·Fпол. ,

где k1 – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь от полезной, k1=0,2 для больших станций, k1 = 0,4 – для малых станций.

Fдоп.= 0,2·86321,1=17264,22 м2.

Общая площадь иловых площадок, м2:

F= Fпол + Fдоп = 86321,1+17264,22=103585,32 м2.

Принимаются:

- рабочая глубина карт 0,7 м;

- высота оградительных валиков 1 м;

- ширина валиков по верху – 0,7 м;

- уклон дна разводящих лотков – 0,01 м.

Иловые площадки проверяются на иловоенамораживание, м:

hнам.=(Vc·T·0,75)/(Fпол.· k2) ,

где Т – продолжительность периода намораживания, число дней в году со среднесуточной температурой воздуха ниже 10о С, Т=150;

k2 – коэффициент, учитывающий уменьшение объема осадка вследствие зимней фильтрации и испарения, k2=0,8.

hнам.=(471,7·150·0,75)/(86321,1·0,8)=0,77.

10. Расчет флотаторов

Биохимически очищенные стоки после третичных радиальных отстойников по трубопроводу подаются насосом во флотаторы.

В случае ухудшения очистки стоков на флотации предусмотрено применение полиэлектролита ВПК-402, вязкостью не менее 2 сСт, рН = 5-8.

Характеристика флотационной доочистки стоков:

- расход неочищенной воздухом воды - 10% от объема иловой смеси.

Объем флотационной камеры рассчитывается по формуле:

,

где tф - продолжительность флотации (2-3 часа).

.

11. Доочистка сточных вод

Промстоки, пройдя очистку на сооружениях установки БОС и флотации, поступают по трубопроводу в пруды биологической доочистки. Пруды биологической доочистки состоят из 5 карт. В биологическом пруду доочистки происходит естественное насыщение воды кислородом и доокисление органических загрязнений.

Отношение длины к ширине пруда с естественной аэрацией должно быть не менее 20. Рабочий объем следует определять по времени пребывания в нем среднесуточного расхода воды.

Далее очищенные стоки из распредкамеры сбрасываются в р.Белая.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1.  Технологический регламент биохимических очистных сооружений участка очистных сооружений сервисного производства зоны №3.
  2.  СНиП2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.
  3.  Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: Учеб. пособие/Д.А.Кривошеин, П.П.Кукин, В.Л.Лапин и др. – М.: Высшая школа, 2003. – 344с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72403. CorelDRAW. Работа с линзами. Футуристичный автомобиль 548.5 KB
  Этот пример демонстрирует возможности линз, — чрезвычайно прост и оригинален. При этом получаемый результат действительно хорош с визуальной точки зрения и применим в профессиональном дизайне.
72404. Работа с макросами в CORELDRAW. Формирование календаря 2.16 MB
  Задание. Создайте изображение настенного календаря для вывода на печать. Создайте новый документ Файл - Новый (File - New). В меню Средства (Инструменты) - Visual Basiс - выбрать Воспроизвести (Tools - Visual Basiс - Play):...
72405. CorelDraw. Работа с растровыми объектами. Завернутый уголок 1.39 MB
  Существует растровый фильтр Page Curl (Завернутый угол страницы): Bitmaps > 3D Effects > Page Curl (Точечная графика > Трехмерные эффекты > Завернутый угол страницы). Где вы сможете выбрать место сворачивания уголка (слева, справа, снизу, сверху), направление...
72406. Повышение эффективности работы гальванической линии завода «ВЗЭП» г. Витебск 1.51 MB
  Обзор современных решений программ автоматического управления автооператорами гальванической линии; систематизация собранного материала для выполнения дипломного проекта, выбор физической среды реализации; изучение существующего программного обеспечения для проектирования выбранной системы; построение алгоритма управляющей программы. Определение протокола связи с модулями автооператоров, построение диаграммы состояний, вариантов использования...
72407. Форматирование таблицы, работа с формулами 1.08 MB
  Цель работы: ознакомиться со способами форматирования данных внутри ячеек, видами выравнивания и ориентации текста, прорисовки границ и выделения цветом. Изучить различные виды адресации ячеек, правила написания формул, работу Мастера функций и назначение кнопочек ленточной вкладки Формула.
72408. Работа с текстовыми данными 180.5 KB
  Цель работы: изучить основные сведения по работе с текстовыми данными, научиться обрабатывать текст. Уметь связывать данные в разных таблицах, освоить работу логических функций. Изучить пользовательские форматы данных. Научиться использовать средство Условное форматирование для выделения диапазона данных.
72409. Работа с датами и временем 116.5 KB
  Цель работы: Изучить правила организации и хранения даты и времени в EXCEL. Изучить функции для работы с датами и временем. Научиться работать с текущей датой и временем. Освоить способы связывания данных в таблицах при помощи функций...
72410. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО ПРОБЕГА И ЭФФЕКТИВНОГО ДИАМЕТРА МОЛЕКУЛЫ ГАЗА 165 KB
  Согласно молекулярно-кинетической теории газа хаотическое молекулярное движение является физической причиной наблюдаемых в газах явлений переноса энергии - при выравнивании температур (теплопроводность), массы - при выравнивании концентраций...
72411. Регулювання рульового механізму 131.5 KB
  Регулювання рульового механізму залежить від його конструкції. На автомобілях ГАЗ – 53 використовується передача типу глобоідальний черв’як – трьохгребневий ролик, а на автомобілях ЗИЛ – 431410 та КамАЗ – передача типу сектор та рейка – поршень.