Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ

На тему: «Экологические проблемы реки Ельцовка-1 и пути их решения»

Студент-дипломник Кокуудей К.О.

Руководитель Бондерова А.А.

Консультанты Фютик И.Г.

Панов Д.В.

Н. контр. Перфильев А.А.

Новосибирск 2016



Содержание

Задание на проектирование

Введение

1. Анализ и обобщение научно-технической литературы и патентных материалов

1.1 Источники образования сточных вод

1.2 Методы очистки сточных вод

1.3 Патентный обзор

2. Анализ основных источников загрязнения воды р. Ельцовка-1

2.1 Краткая характеристика состояния р. Ельцовка-1

2.2 Краткие сведения деятельности организации МУП «Новосибирский метрополитен»

3. Анализ работы действующих очистных сооружений на предприятии

3.1 Характеристика существующей технологии очистки воды на предприятии

3.2 Материальный баланс базовой схемы

3.3 Предлагаемая технологическая схема очистки сточных вод

3.4 Материальный баланс предлагаемой схемы

Заключение

Список использованной литературы

Приложения



Введение

Огромное значение для любого города, в частности для города Новосибирска, имеет рациональное использование и охрана городских водоемов. Весь наш город расположен на берегах одной из крупнейших рек в России - реки Обь, а по его территории протекают малые реки: Иня, Тула, Каменка, Ельцовка -1, Ельцовка -2.

Река Ельцовка-1 входит в число правобережных притоков реки Обь.

Речные долины малых рек в черте города Новосибирска характеризуются поликомпонентным загрязнением. Большинство загрязнителей попадает в реки в результате сброса сточных вод с промышленных предприятий, находящихся в бассейне их водосбора, и ливневых поверхностных вод с городской территории. Кроме ливневых сточных вод с городской территории загрязнителями реки Ельцовка-1 являются ОАО «Завод имени Коминтерна», МУП «Новосибирский метрополитен», ТЭЦ-4.

Цель данной работы - выявление экологических проблем реки Ельцовка-1 и выбор способа очистки промышленных сточных вод на примере МУП «Новосибирский метрополитен». Поставленная цель актуальна, так как благополучие одной из величайших рек - реки Обь - напрямую зависит от состояния малых рек, впадающих в нее.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- определить и оценить основные источники загрязнения р. Ельцовка-1;

- проанализировать работы действующих очистных сооружений на предприятии МУП «Новосибирский метрополитен»;

- рассчитать материальный баланс базовой схемы очистки;

- подобрать и рассчитать оборудование.

- рассчитать эколого-экономическую оценку природоохранного мероприятия.

1. Анализ и обобщение научно-технической литературы и патентных материалов

1.1 Источники образования сточных вод на предприятии

Сточные воды - это любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоемы с территорий промышленных предприятий и населенных пунктов через системы канализации или самотеком, свойства которых оказывает вредное воздействие в результате деятельности человека.

Сточные воды классифицируется по источникам происхождения:

- производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах производств), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации;

- бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные воды (образующиеся в результате бытовой жизнедеятельности человека), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации;

- поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые -образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся через систему ливневой канализации. Также могут называться «ливневые стоки»

Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:

1. по составу загрязнителей на:

- загрязнённые по преимуществу минеральными примесями;

- загрязнённые по преимуществу органическими примесями;

- загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями.

2. по концентрации загрязняющих веществ:

- с содержанием примесей 1-500 мг/л;

- с содержанием примесей 500-5000 мг/л;

- с содержанием примесей 5000-30000 мг/л;

- с содержанием примесей более 30000 мг/л

3. по свойствам загрязнителей;

4. по кислотности:

- неагрессивные (pH 6,5-8);

- слабоагрессивные (слабощелочные - pH 8-9 и слабокислые - pH 6-6,5);

- сильноагрессивные (сильнощелочные - pH>9 и сильнокислые - pH<6);

5. по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:

- содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоёма (напр., на скорость процессов самоочищения);

- содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.);

- содержащие вещества, токсичные для человека и обитающих в водоёмах животных и растений.

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному воздействию. Качества воды в большинстве из них не соответствует нормативным требованиям. Основными источниками загрязнения водных объектов являются предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности.

В предприятиях цветной металлургии сточные воды загрязнены минеральными веществами, флетореагентами (цианизы, ксантогенаты), солями тяжелых металлов (медь, свинец, цинк, ртуть, никель, и другие), мышьяком, хлоридами и другими загрязняющими веществами.

Главный источник образования сточных вод в деревообратывающей и целлюлозно-бумажной отрасли - производство целлюлозы, базирующиеся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелки.

В нефтеперерабатывающей промышленности в сточные воды попадают в значительном количестве нефтепродукты, сульфаты, хлориды, фенолы, тяжелые металлы и другие вещества.

В химической и нефтехимической промышленности в водные объекты со сточными водами попадают нефтепродукты, взвешенные вещества, азот аммонийный, нитраты, хлориды, кобальт, формальдегид, пестициды, полуфабрикаты и другие загрязняющие вещества.

В машиностроении происходит сброс сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, сульфатами, хлоридами, взвешенными веществами, цианидами, солями тяжелых металлов.

В промышленности легкой отрасли основное загрязнение водных объектов происходит от текстильного производство и процессов дубления кож, содержащие загрязняющие вещества (сульфат, хлорид, фенол, хром, алюминий и другие).

Очистные сооружения поверхностных сточных вод электродепо «Ельцовское» проектной производительности 10 л/с (36,0 м³/час), находятся в ведении «Новосибирский метрополитен». Очистные сооружения расположены в Заельцовском районе города Новосибирска, в пойме реки Ельцовка-1, относящейся, в соответствии с Государственным Комитетом Российской Федерации по рыболовству «Верхнеобьрыбвод» к водному объекту рыбозозяйственного водопользования 2-ой категории, в которую и происходит сброс очищенных сточных вод.

Со всей территории электродепо «Ельцовское» сточные воды поступают на очистные сооружения с различных покрытий [1].

1.2 Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод - это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных загрязняющих веществ.

Методы очистки сточных вод можно разделить на:

1. механические;

2. химические;

3. физико-химические;

4. биологические.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и другие аппараты. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75 % нерастворимых примесей, а из промышленных до 95 %, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95 % и растворимых до 25 %.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и так далее. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и другие).

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна [2].



1.3 Патентный обзор

Биологическая очистная представляет собой тип реактора, объединяющего активационную и сепарационную часть в единой ёмкости. Активация работает с весьма низко нагружаемым активным илом. Для отделения воды от активного ила применяется флюидный фильтр, который образуется иловым туманом. Эта технология известна под названием USBF.

В очистной с использованием технологии USBF нет необходимости в применении регулирующей емкости или подключения септика, также не требуется никакого отопления или специального укрытия очистной станции в зимний период. Очистная система работает всего лишь с использованием компрессора, подающего сжатый воздух к аэрационным элементам и одновременно осуществляющей рециркуляцию активной смеси.

Технологический процесс очистки включает в себя все необходимые операции, начиная от механической предочистки стоков до терциальной доочистки и обеззараживания воды на выходе (рисунок 1.1).

1 - зона дефосфатации (безреагентное биологическое удаление фосфора); 2 - зона денитрификации; 3 - зона нитрификации; 4 - сепарация USBF (фильтрация через взвешенный слой осадка)

Рисунок 1.1 - Технология очистки сточных вод USBF

В первом объеме (1), куда сточная вода поступает после механической очистки и первичного удаления нерастворимых веществ, в анаэробных условиях происходит дефосфотация, при этом сточная вода смешивается с суспензией поступающей из аноксической зоны.

Далее смесь из анаэробной зоны поступает в аноксическую зону (2), в которой происходит процесс денитрификации стоков, при этом сточная вода смешивается с рециркуляционным илом из иловых карманов сепаратора, поступающим из зоны нитрификации. Затем вода из аноксической зоны поступает в аэрируемую зону (3), где происходит нитрификация и стабилизация активного ила.

Обработанная в аэрируемой зоне вода поступает в сепаратор призматической или конической формы (4). Сепаратор представляет собой сосуд из нержавеющей стали в виде треугольной призмы (конуса), ориентированный своей вершиной ко дну резервуара [3].

Очистная система MICROCLAR является готовым изделием заводского изготовления. Сконструирована, как круглая в плане цилиндрическая пластмассовая ёмкость. Ёмкость является прочным самонесущим модулем, внутри которого смонтировано технологическое оборудование.

Очистные системы, как правило, размещаются подземно и монтируются непосредственно вблизи объекта (не требуется охранная санитарная зона). Для использования оптимального самотёчного притока стоков на очистную систему, в некоторых случаях возникает необходимость её размещения глубже под уровнем поверхности земли, в этом случае используется пластмассовая надстройка (рисунок 1.2).

Основной частью очистной системы является биологический реактор, интегрирующий в одной ёмкости активационную часть А и сепарационную часть S. Активационная ёмкость А разделена на зоны и секции со специфическими условиями для биологической очистки: анаэробноферментационную зону AF, денитрификационную зону D и нитрификационную зону N.

1 - денитрификационная зона; 2 - зона активации; 3 - сепарационная зона;

4 - ластиковый резервуар; 5 - расширитель; 6 - распределитель воздуха; 7 - аэратор; 8 - крышка; 9 - компрессор; 10 - блок управления; 11 - шланг подачи воздуха

Рисунок 1.2 - Технология очистки сточных вод MICROCLAR

Зоны соединены через определённые отверстия и перегородки и через системы трубопроводов внутренней рециркуляции IR. Перемешивание, циркуляция и рециркуляция активизирующей смеси обеспечено сжатым воздухом, подаваемым нагнетателем, который является единственной вращающейся механической частью технологии.

А - активационная зона; В - сепарационная зона; V - вентили; N - нитрификационная зона; ADS - распределение воздуха; D - денитрификационная зона; AF - анаэробноферментационная зона; AD - аэрационные элементы; M - механическая предочистка; IR - внутренняя рециркуляция; AL - удаление избыточного осадка

Рисунок 1.3 - Биологический реактор установки MICROCLAR

Преимущества:

- отсутствие неприятного запаха на территории;

- высокая степень очистки до 95%;

- используется один технологический колодец (уменьшается потребность в размещении канализационной очистки на большой территории);

- низкое энергопотребление (максимальная потребляемая мощность компрессора 175 Вт);

- нет необходимости в постоянном добавлении бактерий;

- не требуются химические реагенты для активизации процесса брожения [3].

Устройство для улавливания нефтепродуктов

Изобретение (патент RU №2252990 C1) относится к канализации очистных сооружений, которые применяются при очистке сточных вод от нефтепродуктов. Автор патента Беллавин Михаил Сергеевич. Технология работы устройства для улавливания нефтепродуктов показаны на рисунке 1.4.

Устройство для улавливания нефтепродуктов содержит сточную трубу, соединенную с грязеуловителем. Грязеуловитель соединен трубой с нефтеловушкой, соединенной второй трубой с колодцем, имеющим вентиляцию. На трубу надет шланг, к концу которого прикреплена заполненная воздухом герметичная емкость. В нефтеловушке расположен имеющий вырез диск, удельный вес которого меньше удельного веса воды. Герметичная емкость и шланг расположены в вырезе диска. Из нефтеловушки нефтепродукты через шланг и вторую трубу стекают в колодец. Одновременно вода из нефтеловушки стекает по третьей трубе в канализационный колодец. Нефтепродукты вытесняются плавающим диском в его вырез, поэтому слой нефтепродуктов имеет значительную толщину. Следовательно, по шлангу постоянно стекают в колодец в основном только нефтепродукты. Устройство предложенной конструкции лучше очищает сточные воды от нефтепродуктов, что уменьшает затраты на очистку сточных вод.

1 - сточная труба; 2 - грязеуловитель; 3 - труба нефтеловушки; 4 - нефтеловушка; 5 - труба с шлангом; 6 - колодец; 7 - вентиляция; 8 -шланг; 9 - герметичная емкость; 10 - диск; 11 - труба; 12 - канализационный колодец

Рисунок 1.4 -Устройство для улавливания нефтепродуктов

Использование устройства предложенной конструкции позволит получить следующий технико-экономический эффект. Так в устройстве известной конструкции нефтепродукты из нефтеловушки сливаются в колодец вместе с водой. Поэтому нефтепродукты нужно дополнительно очищать от воды. Это увеличивает затраты на очистку сточных вод.

Устройство предложенной конструкции лучше очищает сточные воды от нефтепродуктов. Поэтому нефтепродукты не нужно дополнительно очищать от воды. Это уменьшает затраты на очистку сточных вод [4].



2. Анализ основных источников загрязнения воды р. Ельцовка-1

2.1 Краткая характеристика состояния р. Ельцовка-1

Река Ельцовка-1 - одна из малых рек, протекающих на территории города Новосибирска, при этом испытывая значительное загрязнение хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами.

Река Ельцовка-1 является правобережным притоком реки Обь и расстояние 2957 км от устья по правому берегу. Длина реки составляет 9 км, площадь водосборного бассейна 24 км². Она имеет юго-западное направление течения, что объясняется не только влиянием наклона местности, но и особенностями рельефа.

На рисунке 2.1 приведена карта-схема реки Ельцовка-1.

Рисунок 2.1 - Схема расположения реки Ельцовка-1

Основные причины загрязнения реки Ельцовка-1:

1. загрязнения твердыми бытовыми отходами (стекло, бытовая техника, мебель, пищевые отходы, краски, шины, запчасти), то есть отходы от населения, малых предприятий;

2. загрязнения сточными водами:

- промышленные предприятия (ОАО «Новосибирский Мясоконсервный Комбинат», завод им. Коминтерна, ТЭЦ-4, Новосибирский метрополитен);

- хозяйственно-бытовые (автостоянки, автомойки, СТО, магазины, пекарни);

- дождевые, талые и поливомоечные (запчасти от автомобилей, инструменты).

Данные по химическому составу воды за 2010-2014 годы приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ реки Ельцовка-1 за 2010-2014 годы

Загрязняющие вещества	Среднегодовые концентрации
	2010 год	2011 год	2012 год	2013 год	2014 год
Сухой остаток, мг/л	120,571	95,2	100,86	113,67	92,45
ХПК, мгО2/л	14,893	15,43	16,5	12,67	11,297
БПК5, мгО2/л	1,456	1,38	1,78	1,50	2,232
Нефтепродукты, мг/л	0,099	0,0554	0,055	0,055	0,041
Взвешенные вещества, мг/л	6,129	3,79	3,78	5,33	7,42
Аммоний-ион, мг/л	0,719	0,196	0,294	0,29	0,309
Сульфат-ион, мг/л	-	12,68	13,07	13,33	<10,0
СПАВ, мг/л	0,186	0,039	0,046	<0,025	<0,025
Железо, мг/л	0,067	0,072	0,0717	0,076	0,079
Алюминий, мг/л	0,034	0,04	0,0366	0,032	0,029

Динамика изменения химического состава реки Ельцовка-1 показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Химический состав реки Ельцовка-1

По данным ФГБУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ» УКИЗВ в 2014 году составляет 4,86, а класс качества воды «4А» - «грязная».

В таблице 2.2 приведены величины удельного комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ) и качества вод реки Ельцовка 1 за 2010-2014 годы.

Таблица 2.2 - Величины УКИЗВ и качества вод реки Ельцовка 1 за 2010-2014 годы

	УКИЗВ/Класс качества
	2010 год	2011 год	2012 год	2013 год	2014 год
р. Ельцовка-1	6,17 5 экстремально грязная	6,33 4 «Б» грязная	5,04 4 «Б» грязная	6,11 4 «Г» очень грязная	4,86 4 «Б» грязная

Динамика изменения УКИЗВ показана на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Динамика изменения УКИЗВ р. Ельцовка-1 за 2010-2014 годы

Таким образом, величина УКИЗВ реки Ельцовка-1 в 2013 году составляет 6,11 (класс качества 4 «Б» - грязная), а в 2014 году - 4,86 (класс качества 4 «А» - грязная), то есть качество воды улучшилось. Максимальное загрязнение наблюдалось в 2010 году УКИЗВ - 6,17 (5 - экстремально грязная.

2.2 Краткие сведения деятельности организации МУП «Новосибирский метрополитен»

Новосибирский метрополитен - скоростная рельсовая внеуличная общественная транспортная система на электрической тяге в Новосибирске.

В систему метрополитена входят 2 линии (Ленинская и Дзержинская), 13 действующих станций с сопутствующими сооружениями, 38,16 км тоннелей, 96 пассажирских вагонов, 1 электродепо для обслуживания и ремонта вагонов, 15 тяговых и понизительных подстанций и 32 эскалатора на 7 станциях.

Комплекс станций включают в себя следующие станции: Заельцовскую, Гагаринскую, Красный проспект, Площадь Ленина, Октябрьскую, Речной вокзал, Студенческую, Площадь Карла Маркса, Сибирскую, Площадь Гарина-Михайловского, Маршала Покрышкина, Березовую рощу, Золотую Ниву. Тоннельные переходы соединяют станции между собой и с электродепо «Ельцовское». Схема Новосибирского метрополитена показана на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Комплекс станций МУП «Новосибирский метрополитен»

Электродепо «Ельцовское» является крупнейшим подразделением МУП «Новосибирский метрополитен» и производит, ремонтные и профилактические работы, обдувку и мойку подвижного состава (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Территория электродепо «Ельцовское»

Здание электродепо. Поступающие на ремонт электропоезда проходят продувку днищ вагонов, затем в цехе подъёмочного ремонта производится дефектоскопия всех узлов определяется необходимый перечень работ. Производится разборка узлов и деталей. Для производства ремонтных работ на механическом участке расположены необходимые станки и оборудования. В отбойном отделении производится ремонт и замена обшивки сидений вагонов. Ремонт поездных устройств автоматики производится на участке тепловой раздаточный пункт и радиосвязи. Зарядка вагонных аккумуляторных батарей производится на участке по их зарядке.

В корпусе подъемочного ремонта расположено система водородного водоснабжения с очистными сооружениями мойки колесных пар.

В отстойно-ремонтном корпусе производится внутренняя мойка подвижного состава, которая осуществляется из системы оборотного водоснабжения с очистными сооружениями.

В помещении производственно-технологической дистанции производится капитальный ремонт эскалаторов, нестандартного оборудования.

В корпусе мотодепо производится отстой и ремонт мотовозов и автотранспорта, а также заправка поливомоечного поезда, который осуществляет мойку тоннельных перегонов.

Автотранспорт рассредоточен в разных корпусах промышленной площадки.

Компрессорная станция подает сжатый воздух, необходимый для обслуживания стрелок железнодорожных путей и для пневматического инструмента депо.

На площадке размещены очистные сооружения поверхностных сточных вод и канализационная насосная станция (КНС).

Третья площадка включает инженерный корпус со столовой, осуществляется из системы городского водопровода по улице Серебренниковская диаметром 300 мм. На вводах водопровода в здании установлены водомеры.

Вода в инженерном корпусе расходуется на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды, душевые, приготовление пищи и мойку посуды в столовой, полив территории площадки.

В хозяйственно-бытовую канализацию поступают стоки от всех подразделений корпуса, в том числе и столовой, а далее в коллектор городской хозяйственно-бытовой канализации.

Дождевые, талые и поливомоечные воды по рельефу поступают в сеть городской ливневой канализации.



3. Анализ работы действующих очистных сооружений на предприятии

3.1 Характеристика существующей технологии очистки воды на предприятии

Все три площадки МУП «Новосибирский метрополитен» имеют единую систему хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения. Источником водоснабжения являются водопроводные городские сети, принадлежащие МУП «Горводоканал - Новосибирск». Таким образом, МУП «Новосибирский метрополитен» является субабонентом МУП «Горводоканал - Новосибирск» и подчиняется требованиям.

Электродепо «Ельцовское» является крупнейшим подразделением МУП «Новосибирский метрополитен», который производит ремонтные и профилактические работы, обдувку и мойку подвижного состава.

Технологическая характеристика производства определяет характер сточных вод данного предприятия.

На площадке существуют две системы канализации: хозяйственно-бытовая и промливневая. В хозяйственно-бытовую канализацию поступают стоки от всех корпусов, расположенных на площадке, а затем канализационная насосная станция перекачивает в коллектор городской канализации. сточный вода сорбционный фильтр

Промливневая канализация транспортирует на очистные сооружения поверхностные сточные воды: дождевые, талые и поливомоечные воды, а также условно чистые сточные воды от слива системы отопления и промывные воды воздушных фильтров и резервуара градирни.

Технологическая схема очистных сооружений данного предприятия показана на рисунке 3.1.

1 - сбросный колодец; 2 - резервуар-накопитель; 3 - насосная камера;4 - отстойник; 5 - сборная камера; 6 - распределительная камера; 7 - фильтр I ступени; 8 - фильтр II ступени; 9 - водозаборная камера; 10 - сбросная камера

Рисунок 3.1 - Базовая технологическая схема очистки

Технологическая схема очистных сооружений поверхностных сточных вод работает следующим образом: сточные воды самотеком поступают в резервуар-накопитель, откуда насосом подаются в горизонтальный отстойник - нефтеловушку. После отстойника стоки проходят фильтрацию на двухступенчатых фильтрах доочистки и из водозаборной камеры самотеком сбрасываются в реку Ельцовка-1. Для удаления и обезвреживания осадка и сбора нефтепродуктов предусмотрено бункерная.

В таблице 3.1 представлены среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в сточной воде.

Таблица 3.1 - Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ

Загрязняющие вещества	Средние показатели	Средние показатели	Фактическая концентрация ЗВ, сбрасываемых в реку
	2010 год	2011 год	2012 год	2013 год	2014 год
Сухой остаток, мг/л	120,57	95,2	100,86	113,67	92,45	104,55	161,14
ХПК, мг О2/л	14,893	15,43	16,5	12,67	11,297	14,158	17,8
БПК5, мг О2/л	1,456	1,38	1,78	1,50	2,232	1,669	4,1
НП, мг/л	0,099	0,0554	0,055	0,055	0,041	0,061	0,05
ВВ, мг/л	6,129	3,79	3,78	5,33	7,42	5,289	4,8
Аммоний-ион, мг/л	0,719	0,196	0,294	0,29	0,309	0,361	0,5
СПАВ, мг/л	0,186	0,039	0,046	<0,025	<0,025	0,059	0,1
Железо, мг/л	0,067	0,072	0,0717	0,076	0,079	0,073	0,1
Алюминий, мг/л	0,034	0,04	0,0366	0,032	0,029	0,034	0,04

По результатам анализа сточной воды в депо «Ельцовское» наблюдается превышения по следующим загрязняющим веществам: нефтепродукты, взвешенные вещества.

3.2 Материальный баланс базовой схемы

Для оценки эффективности базовой и предлагаемой схем необходимо провести расчет материального баланса.

Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК) для данного водного объекта приняты на основании ГН [5] и СанПиН [6] и представлены в таблице 3.2.



Таблица 3.2 - Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ

Наименование загрязняющих веществ	ПДК в воде водного объекта	Лимитирующий показатель вредности	Класс опасности
Сухой остаток	1000	-	-
БПК5	4,0	-	-
ХПК
Нефтепродукты	0,3	органолептический, образуется пленка на поверхности воды	4
Взвешенные вещества	+0,75 к фону	-	-
Аммоний-ион	1,5	Санитарно - токсологический	4
СПАВ	0,1	органолептический, вызывает образование пены	4
Железо	0,3	органолептический, придает воде окраску	3
Алюминий	0,5	санитарно - токсологический	2

Сначала определяем нормативно-допустимую сброс (НДС) загрязняющих веществ в водный объект.

Величина нормативно-допустимого сброса (НДС) определяется как воспроизведение расхода СВ q, м³/ч, на предельно-допустимую концентрацию ЗВ , в сбрасываемых стоках

, (3.1)

где q - расход сточных вод, м³/ч (q = 22,7 м³/час);

- предельно-допустимая концентрация ЗВ, г/м³.

Фактическое загрязнение до проведения природоохранного мероприятия М_факт, т/год определяется по следующей формуле:

(3.2)

где С_ЗВ - концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, поступающих на очистку, г/м³.

Сравнивая фактическую концентрацию загрязняющих веществ М_факт с НДС, можно сделать вывод, что превышение по: нефтепродуктам - 533,33 раз, взвешенным веществам - 208,33 раз.

Рассчитываем материальный баланс для загрязняющих веществ, которые подвергаются очистке:

Определим массу ЗВ, поступающих в аппарат, т/год

(3.3)

где q - расход СВ, м³/ч;

- концентрация ЗВ, поступающих на очистку, г/м³.

Определим массу ЗВ на выходе из аппарата, г/ч

, (3.4)

где б - степень очистки аппарата по данному ЗВ, %.

Определим массу ЗВ оставшихся в аппарате, г/ч

(3.5)

Результаты расчетов материального баланса базовой очистки сточных вод представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Результаты расчетов материального баланса базовой очистки сточных вод

Загрязняющие вещества	Масса сброса загрязняющего вещества	НДС	Степень очистки %
	г/ч	т/год
	вход	погл.	выход	вход	погл.	выход	г/ч	т/год	40
	Горизонтальный отстойник
Взвешенные вещества	22700	9080	13620	96,929	38,771	58,157	108,96	0,081
Нефтепродукты	3632	1452,8	2179,2	15,509	6,203	0,066	6,81	0,005
Фильтры I ступени
Взвешенные вещества	13620	10896	2724	58,157	46,525	11,631	108,96	0,081	80
Нефтепродукты	2179,2	1743,36	435,84	9,305	7,44	1,861	6,81	0,005
Фильтры II ступени
Взвешенные вещества	2724	2179,2	544,8	11,631	9,305	2,326	108,96	0,081	80
Нефтепродукты	435,84	348,67	87,168	1,861	1,49	0,372	6,81	0,005

По результатам расчета материального баланса делаем вывод, что базовый вариант системы очистки сточных вод не эффективен, так как не очищает нефтепродуктов и взвешенных веществ до величины нормативно-допустимого сброса. Превышение норматива по взвешенным веществам наблюдается в 5 раза, а по нефтепродуктам - 12,8 раз.

Таким образом, необходимо модернизировать имеющуюся схему очистку.

3.3 Предлагаемая схема очистки

Для модернизации базовой схемы очистки необходимо дополнить безнапорным сорбционным фильтром. Безнапорный сорбционный фильтр предназначен для доочистки поверхностных (дождевых) и промышленных сточных вод от тонкодисперсных взвешенных веществ и нефтепродуктов.

Сорбционный фильтр - это цилиндрический корпус из пластика, стеклопластика или металла, в котором размещены фильтрующий материал (сорбент) и другое вспомогательное оборудование: верхнее и нижнее распределительные устройства, арматура, воздуховод и прочее. Устанавливается емкость вертикально, во внутренней части через стенку выведены гильзы для соединения с трубопроводами подачи и отвода сточных вод.

Загрузкой фильтров является сорбент (МИУ-С) обеспечивающий очистку воды от различных примесей, таких как нерастворенные и растворенные нефтепродукты, грубодисперсные примеси, железо, фенол, ионы тяжелых металлов, аммоний, нитраты, бензпирен и пр. Преимуществом сорбента является его дешевизна по сравнению с активированным углем в 2-3 раза и более продолжительная эксплуатация без замены - 3-7 лет (при условии ежегодной регенерации). Угольные частицы сорбента имеют неправильную форму с большим коэффициентом неоднородности, что снижает мутность воды и обеспечивает большую грязеемкость загрузки фильтров до промывки.

Сточные воды после этапа очистки в пескоуловителе и нефтеуловителе поступают в блок доочистки сорбционного фильтра, где проходят через слой сорбента. После этого очищенная вода поступает в радиальный сборный желоб, откуда уже сбрасывается в водоем или на рельеф. Фильтр сорбционный представляет собой цилиндрический корпус из стеклопластика, в котором размещаются фильтрующий материал (сорбент) и вспомогательное оборудование - верхнее и нижнее распределительные устройства, арматура, воздуховод и т. д. Корпус фильтра устанавливается вертикально. Горловина емкости закрыта крышками. Во внутреннюю часть емкости через стенку выведены гильзы для присоединения трубопроводов подачи и отвода стоков.

Схема безнапорного сорбционного фильтра показана на рисунке 3.2

1 - Вентиляционный стояк, 2 - подводящий трубопровод, 3 - отводящий трубопровод, 4 - переливной трубопровод, 5 - задвижка шиберная, 6 - заслонка шиберная, 7 - распределительная труба, 8 - сорбент, 9 - насос дренажный, 10 - система аэрации, 11- воздуховодов, 12 - перфорированное днище, 13 - водосборный лоток, 14 - компрессор.

Рисунок 3.2 - Схема безнапорного сорбционного фильтра

3.3 Расчет материального баланса предлагаемой схемы

Результаты расчетов материального баланса предлагаемой схемы приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Результаты расчетов материального баланса предлагаемой схемы

Загрязняющие вещества	Масса сброса загрязняющего вещества	НДС	Степень очистки %
	г/ч	т/год
	вход	погл.	выход	вход	погл.	выход	г/ч	т/год	40
	Горизонтальный отстойник
Взвешенные вещества	22700	9080	13620	96,929	38,771	58,157	108,96	0,465
Нефтепродукты	3632	1452,8	2179,2	15,509	6,203	0,066	6,81	0,029
Фильтры I ступени
Взвешенные вещества	13620	10896	2724	58,157	46,525	11,631	108,96	0,465	80
Нефтепродукты	2179,2	1743,36	435,84	9,305	7,44	1,861	6,81	0,029
Фильтры II ступени
Взвешенные вещества	2724	2179,2	544,8	11,631	9,305	2,326	108,96	0,465	80
Нефтепродукты	435,84	348,67	87,168	1,861	1,49	0,372	6,81	0,029
Безнапорный сорбционный фильтр
Взвешенные вещества	544,8	517,56	27,24	2,326	2,209	0,116	108,96	0,465	95
Нефтепродукты	87,168	82,818	4,35	0,372	0,353	0,018	6,81	0,029

Таким образом, результаты материального баланса предлагаемой схемы показали, что безнапорный сорбционный фильтр соответствует требованиям, предъявляемым к качеству очищенных сточных вод, сбрасываемых в водный объект.



Литература

1 http://www.nsk-metro.ru/index.php?event=tnd&pname=Archive/TK-archiv-2015.htm

2 http://www.ecologyside.ru/ecosids-109-1.html

3 http://eko-centre.com/sewage.html

4 http://www.findpatent.ru/patent/243/2435911.html

5 ГН 2.1.5.689-98 Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

6 СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод»

Размещено на Allbest.ru