Мероприятия по очищению воды на предприятии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Краткая характеристика техпарка «Родники»

Индустриальный пар «Родники» расположен на территории бывшего меланжевого комбината «Большевик» в центре г. Родники Ивановской области.

ЗАО «Индустриальный парк «Родники» - это современный промышленный парк, с организацией различных производств, расположенный на территории 370 Га с собственной электростанцией и инфраструктурой.

В настоящий момент стоки от различных производств, собираются по системе самотечных коллекторов и сбрасываются без предварительной очистки на существующие основные биологические очистные сооружения.

2. Обоснование установки дополнительного очистного сооружения

Высокая концентрация ЗВ отрицательно сказывается, как на эффективности очистки, так и на очистку очистных сооружений в целом. Согласно данным ВодХоза предприятия, отчетам за негативное воздействие на ОС, основанным на протоколах количественного анализа очищенных сточных вод предприятия, ни один раз на выпуске с существующих очистных сооружений не были достигнуты значения концентраций ЗВ, установленный для водоемов рыбохозяйственного назначения.

В результате сложившийся ситуации, принято решение о строительстве на территории индустриального парка комплекса канализационной очистной станции производственных стоков, с дальнейшем сбросом их на основные биологические очистные сооружения.



Состав сточных вод

Наименование вещества	Концентрация, мг/л
	На входе	ПДК рыбохозяйственные
Цветность	1:500	1:50
рН	11,53-11,69	75, - 8,5
Взвешенные вещества	66,67-231	114
ХПК	554,3-760	45
БПК5	106-239	30
Хлорид-ион	116,84-406	300
Сульфиды	0,02-1,49	1,00
Сульфаты	176,94-426	100
Азот аммония	1,11-9,7	0,5 (в перерасчете на азот 0,4)
Нитриты	0,31-0,37	0,08
Нитраты	3,61-4,98	40
Фосфаты	0,24-6,39	0,15
Сухой остаток	2179,67-2760	1000
Хром-3	0,01-0,044	0,07
Хром-6	0,01	0,02
Медь	0,03-0,071	0,001-0,005
Цинк	0,06-0,077	0,01
Никель	0,0055	0,01*
Свинец	0,0101	0,006-0,01*
Кадмий	<0,001	0,005*
Нефтепродукты	2,72-6,73	0,05
ПАВ	0,2-12,07	0,5
Железо	2,04-2,28	0,435

* ПДК, которые не указаны в ТЗ, взяты по ФП №20 от 18 января 2010 года. [1]

Правила расчета индекса загрязненности вод определены «Методическими Рекомендациями по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям» (Москва, Госкомитет СССР по гидрометеорологии, 1988).

Выбирается три концентрации которые имеют наибольшие превышения значений, четвертым значением является БПК.

ИЗВ = 102,8 - что превышает значение «очень загрязненные» (ИЗВ > 5) в 20 раз.

3. Основные методы очистки сточных вод

Основными методами очистки сточных вод, при помощи которых идет удаление загрязнений и вредных веществ, считаются: механические, химические, биохимические и 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 др. 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 т.д. 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.

В ряде случаев механическая и химреагентная очистка не даёт необходимых результатов. Альтернативой является термическая утилизация технологических сточных вод путём их сжигания в печах, горелках и различного рода установках. За рубежом наибольшее распространение получили печи термического разложения (более совершенные, но дорогостоящие). В России широко используется огневой метод - универсальный, надежный и недорогой.

Суть его заключается в том, что технологические стоки в распыленном мелкодисперсном состоянии впрыскиваются в факел, образуемый при сжигании газообразного или жидкого топлива. При этом происходит испарение воды, а вредные примеси разлагаются (сгорают) до составляющих (оксидов углерода и воды).

Биологические методы очистки применяются для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических веществ (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитратов и др.). Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания. Контактируя с органическими веществами микроорганизмы частично разрушают их, превращая в воду, диоксид углевода, нитрит-, сульфатионы и др. Органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода. Разрушение органических веществ с помощью микроорганизмов называют биохимическим окислением.

Все применяемые методы очистки сточных вод от органических загрязнений и неокисленных минеральных соединений с помощью микроорганизмов разделяются на анаэробные и аэробные.

Анаэробные микробиологические процессы осуществляются при минерализации как растворенных органических веществ, так и твердой фазы сточных вод. Анаэробные процессы протекают в замедленном темпе, идут без доступа кислорода, используются, главным образом, для сбраживания осадков. Аэробный метод очистки основан на использовании аэробных групп микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура 20-40°С. При изменении кислородного и температурного режимов состав и количество микроорганизмов меняется. Аэробные процессы очистки применяются преимущественно для минерализации органических веществ, растворенных в жидкой фазе сточных вод. Некоторые органические вещества легко поддаются биологическому окислению, а некоторые окисляются очень трудно или не окисляются совсем. Для установления возможности подачи промышленных сточных вод на биологические очистные сооружения устанавливаются максимальные концентрации органических веществ которые не влияют на процессы биологического окисления и на работу очистных сооружении.

Доступность какого-либо вещества биологическому окислению может быть оценена величиной биохимического показателя, под которым понимают отношение величин полного БПК (БПКполн) и ХПК. Биохимический показатель является параметром, необходимым для расчёта и эксплуатации промышленных биологических сооружений для очистки сточных вод. При величине биохимического показателя равном или более 0,5, вещества поддаются биохимическому окислению. Величина биохимического показателя колеблется в широких пределах для различных групп сточных вод. Промышленные сточные воды имеют низкий показатель (0,05 - 0,3), бытовые сточные воды - свыше 0,5.



4. Сооружения биологической очистки

очистной сточный аэротенк

Аэротенки

Аэротенк представляет собой резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой сточной жидкости. Для лучшего и непрерывного контакта они постоянно перемешиваются путем подачи сжатого воздуха или с помощью специальных приспособлений. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов в аэротенк должен непрерывно поступать кислород воздуха. Активный ил представляет собой биоценоз микроорганизмов-минерализаторов, способных сорбировать на своей поверхности и окислять в присутствии кислорода воздуха органические вещества сточной жидкости. Хороший активный ил имеет компактные хлопья средней крупности.

Эффект очистки в аэротенках, качество и окислительная способность активного ила определяются составом и свойствами сточных вод, гидродинамическими условиями перемешивания, температурой и активной реакцией среды, наличием элементов питания и другими факторами.

Качество ила обусловливается многими факторами. При прочих равных условиях оно зависит от соотношения между массой активного ила (по сухому веществу) и массой загрязняющих веществ, находящихся в очищаемой воде. Это соотношение характеризует нагрузку на ил, которая выражается количеством извлеченных из сточных вод загрязнений по ВПК, приходящихся на 1 г беззольного вещества активного ила. Как правило, 1 г ила сохраняет свою нормальную активность при нагрузке на него 200-400 мг кислорода. При более высоких нагрузках (1000-1200 мг/л), т.е. при работе аэротенков на неполную очистку, активный ил обязательно регенерируют.

Различают понятия нагрузка на ил и окислительная способность ила. Нагрузка на ил характеризует количество поданных загрязнений, а окислительная способность - количество снятых (переработанных) загрязнений. Окислительная способность зависит от дозы ила, т.е. от количества ила в г (по сухому веществу) в 1 л. Доза ила в аэротенках разных систем и конструкций изменяется от 1 до 20 г./л.

Существует также понятие возраст ила - среднее время пребывания ила в аэротенках.

Показатель качества активного ила - его способность к оседанию, которая оценивается иловым индексом, представляющим собой объем активного ила, мл, после 30-минутного отстаивания 100 мл иловой смеси, отнесенный к 1 г сухого вещества ила. Глубоко минерализованный ил имеет индекс 60-90. Недостаточно хорошо работающий ил способен «вспухать». В этом случае иловый индекс более 150-200.

Смесь сточной жидкости с активным илом должна аэрироваться на всем протяжении аэротенка. Это необходимо не только для того, чтобы обеспечить микроорганизмы-минерализаторы достаточным количеством кислорода воздуха, но и для поддержания ила во взвешенном состоянии. Кислород нагнетается в аэротенк воздуходувками или засасывается из атмосферы при сильном перемешивании содержимого аэротенка.

Отличительная особенность аэротенка как сооружения биологической очистки в том, что процесс очистки можно регулировать до необходимой по местным условиям степени. Чем длительнее процессы аэрации, чем больше воздуха и активного ила, тем лучше очищается вода.

Различают аэротенки-смесители, аэротенки-вытеснители и аэротенки промежуточного типа. В зависимости от местных условий аэротенки проектируют либо на полную, либо на частичную биологическую очистку. По технологической схеме различают аэротенки одноступенчатые, двухступенчатые и аэротенки с регенераторами.

Прошедшая аэротенк сточная вода вместе с активным илом поступает во вторичный отстойник, где активный ил отделяется от очищенной сточной воды. Отделенный активный ил снова перекачивается в канал перед аэротенком для дальнейшего использования. Этот ил называется циркуляционным. В процессе окисления им органического вещества количество ила в связи с ростом микроорганизмов и наличием органических загрязнений непрерывно возрастает, поэтому часть ила приходится все время удалять.

В самом начале процесса при смешении сточной жидкости с активным илом загрязнения сорбируются на активном иле и частично окисляются, в результате чего резко снижается биохимическая потребность сточной жидкости в кислороде. По существу, загрязнения извлекаются довольно быстро, примерно в течение 2 ч. Частичная сорбция нерастворимых и коллоидных веществ может происходить и при недостатке кислорода. На второй стадии процесса активный ил регенерируется, т.е. восстанавливается его сорбционная способность, а также окисляются задержанные ранее на иле загрязнения. Скорость потребления кислорода на этой стадии процесса значительно меньше, чем в первой. На третьей стадии процесса идет нитрификация аммонийных солей, скорость потребления кислорода здесь снова возрастает.

Одноступенчатые аэротенки имеют ряд недостатков. В таких аэротенках нельзя интенсифицировать процесс очистки стоков путем увеличения дозы активного ила, так как с увеличением дозы ила наблюдается повышенный вынос его из вторичных отстойников, что приводит к загрязнению очищенной воды. Кроме того, при залповом поступлении сточных вод, содержащих токсичные примеси, может резко нарушиться жизнедеятельность микронаселения активного ила или даже произойдет его гибель. В обоих случаях нормальная работа аэротенка нарушается на длительное время.



Сам ход потребления кислорода во времени при биохимическом окислении в аэротенке свидетельствует о том, что можно разделить сооружения на две части в соответствии с фазами окисления. Если, например, по местным санитарным условиям сточную жидкость можно спустить в водоем без полной ее очистки, то конструкцию аэротенка можно рассчитать на продолжительность пребывания в нем воды в соответствии с первой фазой окисления. Такой аэротенк будет очищать сточную жидкость только частично. При частичной очистке сточной жидкости сорбирующая способность активного ила восстанавливается дополнительной аэрацией в резервуарах, называемых регенераторами.

В зависимости от способа подачи и распределения воздуха аэротенки бывают с пневматической, поверхностной (механической) аэрацией и с аэрацией смешанного типа. В аэротенки с пневматической аэрацией воздух подается воздуходувками и поступает в жидкость через аэраторы, обычно фильтросного типа. Механическая аэрация осуществляется специальными механическими аэраторами, которые интенсивно перемешивают жидкость и засасывают воздух из атмосферы. В отечественной и зарубежной практике наибольшее распространение получила пневматическая аэрация, но для небольших установок применяют и механическую аэрацию.

Для полной биологической очистки бытовых сточных вод или их смеси с производственными сточными водами раньше чаще всего применяли обычные одноступенчатые аэротенки. По сравнению с другими они относительно просты в эксплуатации, но недостаточно экономичны. В этих аэротенках очистка сточной жидкости и регенерация активного ила осуществляются в одном сооружении.

Аэротенки, работающие с регенераторами, обеспечивают стабильность процесса биохимической очистки сточных вод. Процесс извлечения загрязнений из воды отделен от окисления их в активном иле, поэтому собственно аэротенки проектируются на меньшее время пребывания в них сточной воды, так как их задача - извлекать загрязнения. В регенераторах окисляются загрязнения, задержанные на активном иле. В них активный ил находится более длительное время. Такой способ очистки, когда в собственно аэротенках протекает первая стадия процесса, а в регенераторе - вторая и третья стадии, позволяет увеличить концентрацию загрязнений, приходящуюся на ил. В аэротенке поддерживается обычная нагрузка на ил, в регенераторе она повышается. Таким образом, средняя нагрузка на ил возрастает, и эти сооружения работают более эффективно. Применение аэротенков с регенераторами позволяет уменьшить общий строительный объем этих сооружений на 10-20% по сравнению с объемом одноступенчатых аэротенков.

Средняя скорость процесса очистки в аэротенке может быть повышена несколькими путями. Один из них - дифференцированная подача воздуха по длине аэротенка в количестве, необходимом для окисления органических веществ. Однако в связи с трудностями такого распределения воздуха этот способ не получил распространения. Практически удовлетворительное выравнивание скорости потребления кислорода по всему аэротенку можно обеспечить путем равномерного смешения вновь поступающей сточной жидкости и активного ила со всей массой воды, находящейся в аэротенке. Этот принцип (разработан проф. Н.А. Базякиной) положен в основу аэротенков-смесителей.

Дифференцированная подача очищаемой воды в аэротенк улучшает кислородный режим в нем и сохраняет во всех сечениях аэротенка постоянную нагрузку на ил. Такая подача целесообразна также и при регенерации активного ила. Эти аэротенки, как показала практика, экономичны и удобны в эксплуатации даже при повышении концентрации загрязнений в воде, поэтому они получили широкое распространение при очистке производственных сточных вод. Наиболее полно дифференцирована подача активного ила в аэротенках-отстойниках, объединяющих конструктивно два сооружения: аэротенк-смеситель и вторичный отстойник.

За рубежом применяют также схемы очистки по системе длительной аэрации, т.е. без прироста активного ила. В этих аэротенках происходит не только очистка воды, но и полное самоокисление активного ила, что возможно при очень длительной аэрации. Используют такие схемы только для станций небольшой пропускной способности. При благоприятных местных условиях можно предусматривать также частичную очистку сточных вод в аэротенках.

Интенсивность аэрации зависит от условий насыщения смеси сточной воды и активного ила кислородом, а также от тщательности перемешивания их и поддержания во взвешенном состоянии. Следует иметь в виду, что интенсивность аэрации обусловливает стоимость всего сооружения: чем меньше интенсивность аэрации, тем больше должны быть размеры сооружения, а следовательно, тем выше его стоимость и меньше эксплуатационные затраты на подачу воздуха, и наоборот. Оптимальную интенсивность аэрации следует выбирать на основании сравнительных технико-экономических подсчетов.

В отечественной практике получили распространение аэротенки с пневматической аэрацией, которые представляют собой длинные железобетонные резервуары, состоящие из нескольких секций. Число секций зависит от количества поступающей на очистную станцию сточной воды. Каждая секция разделена на коридоры продольными перегородками, не доходящими с одной стороны до поперечной стены резервуара. По этим коридорам последовательно из одного в другой проходит сточная вода. Поперечное сечение коридора аэротенков бывает прямоугольным или квадратным. Отношение ширины коридора к рабочей глубине принимается от 1: 1 до 1: 2.

Необходимый для нормальной работы аэротенков воздух подается компрессорами или воздуходувками под соответствующим давлением по воздуховодам. Различают мелкопузырчатую, среднепузырчатую и крупнопузырчатую аэрацию. При мелкопузырчатой аэрации крупность пузырьков воздуха составляет 1-4 мм, при сред-непузырчатой-5-10 мм, при крупнопузырчатой - более 10 мм. К мелкопузырчатым относятся керамические, тканевые и пластиковые аэраторы, а также аэраторы форсуночного и ударного типов, к среднепузырчатым - перфорированные трубы, щелевые аэраторы и др.; к крупнопузырчатым - открытые снизу вертикальные трубы, а также сопла.

Более целесообразно применять фильтросные пластины, так как в этом случае поступающий воздух распыляется на мелкие пузырьки, что повышает равномерность распределения и коэффициент использования воздуха. Фильтросы располагают в один или несколько рядов обычно с одной длинной стороны коридора аэротенка. Их заделывают или в общий подфильтросный канал, устраиваемый в днище аэротенка, или в специальные съемные ящики. Практика эксплуатации действующих станций показывает, что фильтросы лучше заделывать в общий фильтросный канал, разделенный перегородками на отдельные секции.

Подавать воздух нужно по стоякам, обслуживающим подфильтросный канал. Один стояк может обслужить 20-40 м длины подфильтросного канала. Фильтросные пластины с течением времени загрязняются частицами пыли, волокнистыми веществами, ржавчиной, окалиной; поры могут зарастать бактериальной пленкой. В связи с этим увеличивается сопротивление проходу воздуха через фильтросные пластины и повышается необходимая мощность воздуходувок. Фильтросные пластины можно регенерировать. Регенерируют их обычно на месте, не снимая с канала. Правилами технической эксплуатации канализации фильтросные пластины рекомендуется очищать металлическими щетками, промывая их 30%-ным раствором соляной кислоты. Эти методы очистки несколько восстанавливают проницаемость пластин, но на короткий срок, поэтому в среднем через семь лет фильтросные пластины полностью заменяют.

В ряде стран в конструкциях аэраторов используют пористые пластики и синтетические ткани. По конструкции тканевые аэраторы бывают рамные, тарельчатые и решетчатые. Достоинством тканевых аэраторов по сравнению с керамическими диффузорами является возможность их полной регенерации при промывке.

Представляет интерес схема подачи воздуха «по системе крупных пузырей», осуществленная на станции Ашер (Франция). Воздух подают через трубы, опущенные вниз и открытые снизу. В воду поступают крупные пузыри воздуха. При этой схеме используется кислород не только сжатого, но и атмосферного воздуха за счет бурного перемешивания. При этом расход воздуха возрастает незначительно и устраняются трудности, которые связаны с эксплуатацией аэротенков, оборудованных фильтросными пластинами и диффузорами.

Аэротенки-смесители широко применяют для очистки высококонцентрированных (БПКполн до 1000 мг/л) сточных вод и городских сточных вод со значительной примесью промышленных сточных вод. В них обеспечиваются рассредоточенная подача воды и активного ила и рассредоточенный отвод иловой смеси, благодаря чему происходит моментальное перемешивание сточных вод и активного ила, поддерживаются постоянными состав иловой смеси и скорость процесса окисления в аэротенке. При двухступенчатой схеме работы аэротенков при очистке высококонцентрированных сточных вод в качестве первой ступени применяют аэротенки-смесители, а на второй ступени - аэротенки-вытеснители. Союзводоканалпроект разработал серию типовых проектов аэротенков-смесителей различной пропускной способности.

В аэротенки-вытеснители в отличие от аэротенков-смесителей и аэротенков промежуточного типа сточная вода поступает в коридор аэротенка с торца и перемещается медленно к торцу противоположной стороны. Для активного перемешивания вновь поступившей сточной воды с содержимым аэротенка подается воздух. При незначительных колебаниях расхода сточных вод и отсутствии в них токсичных веществ предпочтительнее применять аэротенки-вытеснители вместо аэротенков-смесителей, так как они проще в эксплуатации и имеют меньший объем. Типовые проекты аэротенков-вытеснителей разработаны ЦНИИЭП инженерного оборудования.

Существуют конструкции аэротенков с механической и низконапорной аэрацией. Эти системы распространены в отечественной практике главным образом на станциях малой и средней производительности.

Конструкции механических аэраторов, устанавливаемых в аэротенках, весьма различны. Принцип их работы заключается в том, что вместе с механическим перемешиванием содержимого в аэротенке в воду засасывается воздух.

Механические аэраторы можно классифицировать следующим образом:

1) по принципу действия - импеллерные (кавитационные и поверхностные);

2) по плоскости расположения оси вращения ротора- с горизонтальной и вертикальной осью вращения;

3) по конструкции ротора - конические, дисковые, цилиндрические, колесные, турбинные и винтовые.

Наиболее широкое распространение получили аэраторы поверхностного типа, особенностью которых является незначительное погружение их в сточную воду и непосредственная связь ротора с атмосферным воздухом. К ним относятся аэраторы типа «Симплекс», щетки Кессенера, дисковые и др.

Поверхностный турбинный аэратор состоит из собственно аэратора (центробежного ротора), электродвигателя и редуктора. При вращении ротора лопасти отбрасывают воду к периферии, создается гидравлический прыжок и происходит интенсивный перенос кислорода воздуха в воду. Снизу к ротору подсасывается жидкость, в результате чего интенсивно насыщается кислородом весь объем аэротенка.

В пневмомеханических аэраторах осуществляется принудительная подача воздуха. Сжатый воздух, подаваемый под крыльчатку, дробится и перемешивается во всем объеме аэротенка.

Представляет интерес конструкция механического аэратора дискового типа со стабилизатором, особенно когда аэротенк совмещен со вторичным отстойником в одном блоке. Аэратор развивает как гидродинамический напор, обеспечивающий перемешивание воды в аэротен-ке, так и гидростатический, обусловливающий образование воронки и доступ воздуха в межлопастное пространство аэратора. Гидростатический напор, развиваемый аэратором, может быть использован и для возврата активного ила из вторичного отстойника. Возврат ила осуществляется за счет разности уровней воды в межлопастном пространстве аэратора и вторичном отстойнике.

Известны конструкции аэротенков с пластмассовой загрузкой - биотенки, в которых процесс биологической очистки протекает как с использованием свободно плавающего активного ила, так и пленки, наращиваемой на загрузочном материале. Загрузка имеет вид кассет или блоков из жестких пластмассовых или гибких рулонных материалов. Биотенки рекомендуется применять для очистки высококонцентрированных сточных вод.

Однокоридорные аэротенки обычно применяют на очистных станциях небольшой пропускной способности при работе по схеме без регенераторов, когда отстоен-ная вода и возвратный активный ил подаются в верховую часть коридора. Распределительный канал отстоен-ной воды расположен с верховой стороны коридора, а распределительный канал иловой смеси - с низовой стороны. Двухкоридорные аэротенки целесообразно применять при регенерации активного ила, когда объем регенератора составляет 50% общего объема сооружений, а также при небольших и средних пропускных способностях станции аэрации. Трехкоридорные аэротенки более приемлемы для работы без регенерации ила. Наиболее гибкими, допускающими любую схему работы, являются четырехкоридорные аэротенки.

Окситенки

Окситенк является высокоэффективным сооружением, в котором происходит интенсивный процесс биологической очистки сточных вод с применением технического кислорода и высоких концентраций активного ила.



Конструктивно окситенк выполнен в виде резервуара круглой формы в плане с цилиндрической перегородкой, которая разделяет весь объем на зону аэрации (центральная часть) и илоотделитель (по периферии). В средней части цилиндрической перегородки устроены окна для перепуска иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель, в нижней части перегородки - окна для поступления возвратного ила в зону аэрации.

Зона аэрации оборудована герметическим перекрытием, на котором устанавливается электродвигатель турбоаэратора. На перекрытии смонтированы трубопровод подачи кислорода и продувочный трубопровод с электрозадвижками.

Илоотделитель оборудован перемешивающим устройством, которое представляет собой радиально расположенные решетки из вертикальных стержней d-30 - 50 мм, размещенных на расстоянии 300 мм друг от друга. В нижней части решеток шарнирно подвешен скребок. Илоотделитель работает со взвешенным слоем активного ила, уровень стабилизируется автоматически путем сброса избыточного ила через трубу.

Сточная вода поступает в зону аэрации по трубе. Под воздействием скоростного напора, развиваемого турбо-аэратором, иловая смесь через окна попадает в илоотделитель. Благодаря направляющим щиткам жидкость в илоотделителе медленно движется по окружности, что в сочетании с перемешиванием значительно интенсифицирует процесс отделения и уплотнения ила. Очищенная вода проходит сквозь слой взвешенного активного ила, доочищается от взвешенных и растворенных органических веществ, поступает в сборный лоток и отводится по трубе. Возвратный активный ил опускается по спирали вниз и через окна попадает в камеру аэрации. Окситенк оборудуется системой автоматизации, обеспечивающей подачу кислорода в зону аэрации в строгом соответствии со скоростью его потребления. Система автоматически поддерживает заданную концентрацию растворенного кислорода в иловой смеси окситенка при любых изменениях состава, концентрации или расхода сточной воды.

Достоинства окситенка - высокая эффективность использования подаваемого кислорода, значительное сокращение общего объема сооружения в связи с двухцеле-вым использованием объемов илоотделителя, а также автоматическое регулирование подачи кислорода в соответствии со скоростью его потребления.

Благодаря значительному запасу растворенного кислорода в иловой смеси, поступающей в илоотделитель, и ее перемешиванию в циркуляционной зоне одновременно и интенсивно протекают два процесса - биологическое окисление и разделение иловой смеси. В зоне взвешенного фильтра также одновременно протекают два процесса - осветление очищенной воды и доокисление оставшихся органических веществ.

Оптимальными параметрами технологического режима очистки сточных вод в окситенках являются: концентрация растворенного кислорода 10-12 мг/л (в аэротенках 2-4 мг/л), доза ила 6-8 г./л (в аэротенках 2,5- 3 г/л), период аэрации (включая пребывание в илоотделителе) 2,5-3 ч (в аэротенках 16-20 ч). Эффективность использования кислорода в окситенках 90-95%. При этом окислительная мощность окситенков выше, чем аэротенков, в 5-6 раз; капитальные затраты меньше в 1,5-2 раза; эксплуатационные - в 2,5-3 раза.

Комплексы биохимической очистки сточных вод методом активного ила состоят из двух основных звеньев: реактора (аэротенка) и звена разделения прореагировавшей иловой смеси, из которого ил после отделения направляетеся обратно в реактор-аэротенк. Независимо от производительности и конструктивного оформления сооружений наличие этих двух технологических звеньев процесса всегда обязательно, даже если они совмещены в пространстве, например в псевдоожиженном слое активного ила.

В комплексах биохимической очистки методом активного ила изъятие и частичная переработка загрязнений осуществляются очень быстро и в больших количествах. Но существует технический предел степени очистки, выше которого данный метод становится в определенном диапазоне производительности нерентабельным. Таким пределом в одноступенчатых аэротенках станций средней и большой производительности считается эффект 92 - 95%, малой - 97-98%. Поэтому в ходе их эксплуатации при колебаниях расходов и концентрации загрязнений сточных вод такие же колебания претерпевает эффект очистки, если процесс не регулируется и протекает в стационарных условиях. Существующие методы расчета аэротенков базируются именно на стационарном протекании процесса при предельном эффекте очистки, а их эксплуатация должна заключаться в применении набора методов регулирования нестационарных параметров с целью получения стационарного конечного качества очищенной воды. Естественно, что эффект очистки при этом должен постоянно изменяться с изменением общего количества поступающих загрязнений, причем он не может быть выше указанного технического предела. Вот почему основным содержанием работ по эксплуатации аэротенков является не только обеспечение работоспособности всех механизмов и сооружений, но (и это главное) регулирование технологических параметров процесса.

Эксплуатационники должны знать, что общий эффект очистки сточных вод состоит из эффективности очистки на всех сооружениях станции, и учитывать это в ходе регулирования работы аэротенков.

Таким образом, при регулировании работы аэротенков в случаях, когда общее количество поступающих загрязнений повышается, а эффект их удаления не может быть выше 95% по снятию БПК, необходимо увязывать эту регулировку с работой других сооружений. Так, в часы пиковых нагрузок нельзя останавливать первичные отстойники, с тем чтобы эффективность их работы в это время была максимальной.

В связи с повышением требований к качеству очищенной воды повсеместно применяют доочистку биохимически очищенных сточных вод. Это облегчает эксплуатацию аэротенков, так как сооружения доочистки компенсируют изменения эффекта очистки сточных вод на аэротенках.

Сооружения для обработки осадков также влияют на работу аэротенков, поскольку от них на аэротенки поступают потоки с такими органическими веществами, как иловая вода из метантенков, фугат из центрифуг, гидролизат из агрегатов термообработки и т.д. С одной стороны, эти поступления нужно прекращать в часы пиковых нагрузок и увеличивать в часы недогрузки аэротенков, что способствует стабилизации их работы. С другой стороны, качественный и количественный состав этих сопутствующих загрязнений необходимо учитывать при регулировании качества и концентрации активного ила. Например, иловая вода из метантенков содержит много азота аммонийных солей, которые усиливают в аэротенках нитрификационные процессы, препятствуют вспуханию ила, но влияют на эффект очистки; фугат из центрифуг содержит трудноокисляемую мелкодисперсную массу, отрицательно влияющую на работу вторичных отстойников; гидролизат после термообработки осадков содержит высококонцентрированные низкомолекулярные вещества, хорошо окисляющиеся в аэротенках-смесителях, но требующие повышенного времени регенерации возвратного ила. Все эти факторы необходимо учитывать в конкретных случаях при эксплуатации аэротенков.

Регулирование работы аэротенков осуществляется по переменным, зависящим от показателей исходной сточной жидкости, но обязательно нужно при этом учитывать сезонные влияния на активный ил. Это влияние проявляется в изменениях температуры иловой смеси и в необходимости адаптирования к такому изменению микроорганизмов активного ила. В период адаптации ила к сезонным изменениям температуры могут быть явления вспухания ила (повышается иловый индекс), надиловая жидкость в пробах иловой смеси мутнеет и эффект очистки ухудшается. Эксплуатационники должны знать о таких явлениях и в периоды резких изменений температуры иловой смеси (весна, осень) прежде всего проверить иловый индекс и лишь затем проконтролировать количество и концентрацию поступающих загрязнений.

Сезонное вспухание ила можно устранить добавками биогенных элементов (азота, фосфора) в виде суперфосфата и аммонийной селитры или иловой водой из метантенков. Кроме того, в этот период увеличивают подачу воздуха в аэротенк с целью снабжения ила кислородом и усиления перемешивания иловой смеси для интенсификации процессов жизнедеятельности микроорганизмов.

Общим для всех видов аэротенков неблагоприятным фактором в эксплуатации является пенообразование, вызванное наличием в сточной жидкости поверхностно-активных веществ (ПАВ), избытка фосфатов и сульфатов. Борьба с пенообразованием заключается в сбивании пены струями воды. Для этого применяются различные форсунки, изготовление и монтаж которых на Действующих очистных станциях не представляет затруднений.

Есть определенные значения параметров при которых степень очистки аэротенка снижается:

Cu: 0,05 - 0,56 мг/л

Концентрация в сточной воде выше - происходит ингибирование процесса.

Ni: 0,25 мг/л

Концентрация в сточных водах в пределах нормы.

Cr-3: 0,25

Концентрация в сточных водах в пределах нормы.

Zn: 0,08 - 0,5

Концентрация в сточной воде выше - происходит ингибирование процесса.

Водородный показатель так же сильно превышает значения оптимальных условий работы, так же заметно осложняет работу концентрации СПАВ и нефтепродуктов.

Для нормального функционирования требуется включить аэротенк в систему - были установлены решетки, песколовки, нейтрализатор и скорые фильтры.

5. Расчетная часть

Расчет проводился по методу представленному в СНиП 2.04.03-85. «Канализация. Наружные сети и сооружения», для аэротенкка-смесителя с регенератором.



Принимаем значение илового индекса:

Ji = 100



Расчитываем дозу ила в регенераторе:

Определяем продолжительность окисления органических загрязняющих веществ:

Рассчитываем продолжительность обработки воды в аэротенке:



Определяем продолжительность регенерации:

Расчетный расход сточной воды:

qw = 500

Вычисляем вместимость аэротенка:

Определяем вместимость регенераторов:

Принимаем глубину погружения аэраторов:

ha = 5

Рассчитываем растворимость кислорода в воде:

удельный расход кислорода

коэффициент, зависимый от глубины погружения аэраторов

коэффициент качества воды

среднегодовая температура

Определение коэффициента учитывающего температуру сточных вод:

Вычисляем удельный расход воздуха очищаемой воды:

Принимаем рабочую глубину аэротенка:

Hat = 4

Расчет интенсивности аэрации:

Определение числа аэраторов:

Вычесление степни очистки:



Результаты расчетов

Наименование параметра	Численное значение
Удельная скорость окисления, мгБПК/г*ч	28,899
Период аэрации, ч	3
Нагрузка на ил, мгБПК/г*сут	694
Степень рециркуляции активного ила, см3/г	0,667
Доза ила в регенераторе, г/л	7
Продолжительность окисления органических загрязняющих веществ, ч	2,5
Продолжительность обработки воды в аэротенке, ч	1,2
Продолжительность регенерации, ч	1,3
Вместимость аэротенка, м3	2,318*103
Вместимость регенераторов, м3	419,214
Растворимость кислорода в воде	2,485
Коэффициент учитывающий температуру сточных вод	0,8
Удельный расход воздуха очищаемой воды, м3/м3	12,068
Интенсивность аэрации, м3/м2*ч	42,847
Число аэраторов, шт	10
Степень очистки, %	87

В службах Минприроды РФ для оценки качества воды используют методику расчета ИЗВ только по химическим показателям, но с учетом более жестких рыбохозяйственных ПДК. При этом выделяют не 4, а 7 классов качества.

При перерасчеты ИЗВ после очистки его значение стало равно 1,19, что входит в интервал умеренно загрезненные.



Заключение

В данном курсовом проекте был определен индекс загрязненности сточных вод сбрасываемых «техпарком «Родники». ИЗВ и концентрации ЗВ во много раз превышает ПДК (рыбохозяйственные). В связи с этим было принято решение установить дополнительное очистное оборудование. В качестве него было выбран аэротенк-смеситель с регенератором. При расчете технологических параметров была определена степень очистки равная 87%. То есть принятые меры оказались эффективными.



Список литературы

1. Приказ Федерального агентства по рыболовству от 18 января 2010 г. №20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения»

2.СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М., Стройиздат, 1987.

3. Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. М: ИАСВ, 2006 - 704 с.

4. Очистка производственных сточных вод: Учеб. пособие для ВУЗов С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.И. Лесков, Ю.В. Воронов; Под ред. С.В. Яковлева. 2 ое изд., перераб. и доп. М.:Стройиздат, 1985-335 с.

5. Карелин Я.А., Жуков Д.Д., Жуков В.Н., Филин Б.Н. Очистка производственных сточных вод в аэротенках. М.:Стройиздат, 1973-223 с.

Размещено на Allbest.ru