Расчет сооружений переработки осадка со стадии очистки сточных вод

Техническое задание

Задание. Произвести выбор способов переработки осадков, выделенных в процессе очистки сточных вод.

 

Исходные данные.

Параметры суммарного стока бытовых  и производственных сточных вод.

Средний суточный суммарный расход сточных  вод Q_ср.сут = 219000м³/сут.

Приведенное население города по взвешенным веществам N^b_пр =1330000 чел.

Концентрация  взвешенных веществ в суммарном  стоке бытовых и производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения, b_oбщ = 346,164 г/м³.

Цветности сточной воды 150 град.

 

 

                                                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

Курсовая  работа на тему «Расчет сооружений переработки осадка со стадии очистки  сточных вод» выполнен студенткой группы СЗС-41Ануфриевой А.А. в 2012 году.

Руководитель  курсовой работы Козачек А.В.

Курсовая  работа посвящена выбору сооружений обработки осадков, выделенных в  процессе очистки  сточных вод.

 

Объем пояснительной записки  -    24  стр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

 

ГОСТ 2.104-68-ЕСКД. – Основные надписи;

ГОСТ 2.105-96-ЕСКД. – Общие требования к текстовым  документам;

ГОСТ 2.106-96-ЕСКД. – Текстовые документы;

ГОСТ 2.201-80-ЕСКД. – Обозначения изделий и конструкторских  документов;

ГОСТ 2.301-68-ЕСКД. – Форматы;

ГОСТ 2.304-81-ЕСКД. – Шрифты чертежные;

ГОСТ 3.1105-84-ЕСТД. – Форма и правила оформления документов общего назначения;

ГОСТ 3.1201 –ЕСТД. – Система обозначения технологических  документов;

ГОСТ 14.202-73 –  Правила выбора показателей технологичности  конструкций изделия;

ГОСТ 14.312-74 –  Основные формы организации технологических  процессов;

ГОСТ 14.313-74 –  Этапы, содержание и последовательность работы при автоматизированном проектировании технологических процессов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Под окружающей нас средой понимается совокупность «чистой» природы и среды, созданной  человеком, - распаханные поля, искусственные  сады и парки, осушенные болота, крупные  города с особым тепловым режимом, микроклиматом, водоснабжением, большим оборотом различных  органических и неорганических веществ и т.д.

Научно-технический  прогресс и связанные с ним  грандиозные масштабы производственной деятельности человека привели к  большим позитивным преобразованиям  в мире – созданию мощного промышленного  и сельскохозяйственного потенциала, широкому развитию всех видов транспорта и т.д. Вместе с тем резко ухудшилось состояние окружающей среды. Загрязнение  атмосферы, водоемов и почвы твердыми, жидкими и газообразными отходами достигает угрожающих размеров, происходит истощение невозобновляемых природных  ресурсов – в первую очередь полезных ископаемых и пресной воды. Дальнейшее ухудшение состояния экосферы может  привести к далеко идущим отрицательным  последствиям для человечества. Поэтому  охрана природы, защита ее от загрязнений  стала одной из важнейших глобальных проблем [1].

Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву. Сточными водами предприятий промышленности и агропромышленного  комплекса загрязняют реки, озера  и моря. В них попадают отходы, содержащие соли различных металлов, удобрения, пестициды, моющие средства, масла и нефтепродукты, радиоактивные  вещества и др. Считается, что в  водоемы попадает свыше 500 тыс. различных  веществ. [2]

В производстве образуются различные категории  сточных вод. Сточная вода – это  вода, бывшая в бытовом, производственном или сельскохозяйственном употреблении, а также прошедшая через какую-либо загрязненную территорию. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на бытовые или хозяйственно-фекальные, атмосферные и промышленные

Хозяйственно-бытовые  воды – это стоки душевых, бань, прачечных, столовых, туалетов, от мытья  полов и др. Они содержат примеси, из которых примерно 58% органических веществ и 42% минеральных. Атмосферные  воды образуются в результате выпадения  атмосферных осадков и стекающие  с территории предприятий. Они загрязняются органическими и минеральными веществами [1].

Промышленные  сточные воды представляют собой  жидкие отходы, которые возникают  при добыче  и переработке органического  и неорганического сырья. В технологических процессах  источниками сточных вод являются:

1) воды, образующиеся при протекании  химических реакций (они загрязнены  исходными веществами и продуктами  реакции);

2) воды, находящиеся в виде свободной  и связанной влаги в сырье  и исходных продуктах  и  выделяющиеся в процессе переработки; 3) промывные воды после промывки  сырья, продуктов и оборудования; 4) маточные водные растворы; 5) водные  экстракты и абсорбенты; 6) воды  охлаждения; 7) другие сточные воды; воды с вакуум-насосов, конденсаторов  смешения, систем гидрозолоудаления,  после мытья тары, оборудования  и помещений. Количество и состав  сточных вод зависит от производства.

Имеется несколько путей уменьшения количества загрязненных сточных вод, среди  них следующие: 1) разработка и внедрение  безводных технологических процессов; 2) усовершенствование существующих процессов; 3) разработка и внедрение совершенного оборудования; 4) внедрение аппаратов  воздушного охлаждения; 5) повторное  использование очищенных сточных  вод в оборотных и замкнутых системах [1].

Но в  процессах очистки сточной водыво флотаторах, жироловушках образуются большие массы осадков, которые необходимо утилизировать или обрабатывать с целью уменьшения загрязнения биосферы.

 

1. Анализ проблемы переработки осадков сточных вод

 

1.1.Характеристика осадков

 

На очистных канализационных станциях образуется большое количество осадков, которые  необходимо утилизировать или обрабатывать с целью уменьшения загрязнения  биосферы. Эти операции весьма затруднены, поскольку осадки имеют разный состав и большую влажность. Их подразделяют на три группы: 1) осадки в основном минерального состава; 2) осадки в основном органического состава; 3) смешанные  осадки, содержащие как минеральные, так и органические вещества [1].

В составе  осадков бытовых сточных вод  содержится до 80% органических веществ. Процент содержания органических веществ  в сточных водах городских  канализаций в зависимости от примесей производственных сточных  вод может колебаться от 65 до 85%.

Органическая  часть осадка примерно на 80% состоит  из углеводов, жироподобных и белков. Остальные 20% представляют глигнинно-гумусовый  комплекс. В осадке содержится до 3,5% азота, до 1,4% фосфора и до 0,2% калия, что характеризует его как  ценное органическое удобрение [2].

Кроме того, сырой осадок способствует бурному  прорастанию сорняков. Сырой осадок представляет собой опасность в санитарном отношении, так как он способен загнивать, распространять зловонные газы и создавать благоприятные условия для развития бактерий вообще и болезнетворных в частности. Свежий осадок содержит яйца гельминтов. Поэтому до утилизации осадка он должен быть обезврежен [2].

В осадках  содержится свободная и связанная  вода. Свободная вода (60-65%) сравнительно легко может быть удалена из осадка, связанная вода (30-35%) - коллоидно-связанная и гигроскопическая - гораздо труднее. Коллоидно-связанная влага обволакивает твердые частицы гидратной оболочкой и препятствует их соединению в крупные агрегаты[2] .

Осадки  характеризуются содержанием сухого вещества (в г/л или в %); содержанием  беззольного вещества (в % от массы  сухого вещества); элементным составом; кажущейся вязкостью и текучестью; гранулометрическим составом.

 

Согласно водоохранным нормам регенерационные  растворы ионообменных установок не могут быть направлены ни в водоемы, ни в городскую канализацию без  предварительной, обработки и очистки  или разбавления, т.к. они загрязняют водоемы минеральными солями [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Расчеты  количественных параметров для  осадков сточных вод

 

Расчет  осадка из  флотатора: ,   (1)

где b_общ - концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости до флотации, г/м³;

Э - эффект задерживания взвешенных веществ во флотаторе:

 Э=95 %, (из технического задания);

К - коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвеси, не улавливаемых при отборе проб для анализа: К=1,1-1,2;

Q_ср.сут - средний суточный расход сточных вод (из технического задания).

=979,3т/сут

Расчет  мокрого осадка: ,     (2)

где Р_ос – влажность сырого осадка принимаемая равной 95 %;

- плотность сырого осадка, принимаемая  равной 1т/м³

 м³/сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Литературный  и патентный обзор по способам  переработки осадков

Для утилизации жира из жироловушек рассмотрим метод, предложенный компанией Микрозим(tm)<<ГРИЗ ТРИТ>>  

ЭКОБИОТЕХНОЛОГИЯ(TM) МИКРОЗИМ(TM) ЖИРОУЛОВИТЕЛЬ  БИОДЕСТРУКТОР ЖИРА УТИЛИЗАЦИЯ ЖИРОВОЙ  МАССЫ / Гидрофобный загрязнитель канализационных  труб жир, поступает в коллектор  в результате эксплуатации моечных  ванн, посудомоечных машин, оборудования, кухни, предприятия, общественного  питания, столовые, кафе, рестораны. С  развитием пищевой промышленности и ресторанного дела, сильно увеличилась  нагрузка на систему очистки сточных  вод. Ужесточены санкции контролирующих органов к качеству стоков в городскую  систему канализации и требования к жироуловителям. Экологическая  биотехнология Микрозим(tm) разработчик  и производитель жироуловителя  биодеструктора для сточных вод  с высоким содержанием жира, очистки  и поддержания наружных инженерных сетей. Обычный жироуловитель собирает жир но не утилизирует его, биодеструктор  жировой массы попадая в жироуловитель, в жироуловители и в cтационарные  жироловки, обеспечивает гидролиз твердого жира и предочистку сточных вод  от жиров путем биологической  очистки, при этом очистка жироуловителя  процес дорогостоящий и трудоемкий, в то же время применение биодеструктор  жира ГРИЗ ТРИТ позволяет полностью  утилизировать жир непосредственно  в жироуловителе.

 

Микрозим(tm)<<ГРИЗ ТРИТ>>  
 
Биодеструктор твердых жиров: утилизация жировой массы в жироуловителе,  
предварительная очистка сточных вод от жиров перед сбросом на очистные сооружения.

 

Характеристика  проблемы Сточные воды пищевых производств (кондитерских, мясоперерабатывающих, рыбобрабатывающих, масложировых, молочных) а также перерабатывающих содержат высокие концентрации жира и твердый  жир. Недостаточная очистка стоков от жира приводит к зажириванию канализационных  труб и коммуникаций, нарушению повышенных требований к очистке сточных  вод от жиров перед сбросом  на городские очистные сооружения. При механической очистке стока  с помощью проточных жироуловителей в зависимости от масштаба производства суточный объем удаляемой из жироуловителей в отходы жировой массы может  составлять от нескольких килограммов  до нескольких тонн. Жиры представляют собой сложное органическое вещество, недоступное для усвоения активным илом очистных сооружений. Необходимы эффективные методы не только очистки сточной воды от жиров, но и утилизации и обезвреживания отделяемой от воды жировой массы. Механическое отделение твердого жира от стока не приводит к решению проблемы утилизации жировой массы - забитые жиром колодцы, жироуловители, кнс требуют периодической откачки собранного жира. Описание Биопрепарат Микрозим(tm) "ГРИЗ ТРИТ" представляет собой биологический  деструктор (биологический жироуловитель) пищевых жиров и растительных масел. Биопрепарат содержит консорцию (12) штаммов нетоксичных натуральных  селективно улучшенных факультативных анаэробных микроорганизмов, которые  благодаря высокой секретивной  и ферментативной активности обеспечивают эффективный гидролиз органорастворенных жиров и твердой жировой массы  с последующим разложением простых  продуктов путем адсорбции до углекислоты. Свойства биопрепарата ГРИЗ ТРИТ позволяют очищать сток от органорастворенных жиров перед сбросом на очистные сооружения, утилизировать твердый  жир в жироуловителе, прочищать  жировые засоры канализации. Принцип действия:

Биопрепарат-биодеструктор  жиров Микрозим(tm) Гриз Трит обеспечивает биологическую деструкцию (гидролиз) животных жиров и растительных масел на H2O, СO2, нитриты, сульфаты и легкий осадок. Механизм действия препарата заключается в синтезе живыми микроорганизмами биосурфактантов и липолитических ферментов под воздействием, которых происходит биологическая деструкция растворенных жиров и твердой жировой массы, и последующем полном усвоении всех продуктов биодеструкции живыми микроорганизмами в качестве основного источника энергии с образованием воды, диоксида углерода (углекислоты), нитритов, сульфатов и легкого осадка занимающего 10-20% исходного объема. Осадок представляет собой экологически безвредные нетоксичные продукты микробного метаболизма, соответствующие 4-5 классу опасности, может использоваться как удобрение. Сокращение объема отделяемой в жироуловителе от воды твердой жировой массы составляет от 60% (в среднем) до 90% (максимум). Сокращение концентрации органорастворенных жиров в стоке достигает 80%-99% в зависимости от времени контакта. Скорость и полнота деструкции жиров в жироуловителе зависит от благоприятных условий: температуры, времени экспозиции. Динамика деструкции жировой массы биопрепаратом описывается графиками 1-2.     График 1.     График 2.     0 cуток ----- 2 суток ------ 4 суток -------- 6 суток .   Что происходит с жиром при биодеструкции.   Действие:   - Обработанная препаратом в жироуловителе масса жира полностью разжижается, cокращается в массе, не застывает, не образует корку, сохраняется в разжиженном состоянии, благодаря чему снижается нагрузка на насосы, предотвращаются засоры канализации, упрощается откачка статических подземных жироуловителей, полезный объем жироуловителей с годами не сокращается. Конечным продуктом переработки жира является легкий минерализованный флотирующий осадок состоящий из отдельных мельчайших частиц, не образующий твердой корки при любом сроке хранения, не застывающий при отрицательных температурах, не подвергающийся действию гнилостной микрофлоры, легко переносимый потоком воды, не представляющий опасности для активного ила очистных сооружений.   - Масса твердого жира уменьшается в жироуловителе на 60-80% в зависимости от благоприятных условий: температуры, времени экспозиции, благодаря чему реже приходится прибегать к откачке и вывозу жировой массы.   - Биопрепарат способен комплексно очищать сточную воду по показателям БПК_5, БПК_полн, ХПК, взвешенные вещества, жиры, азот, фосфор, ОКБ, ТКБ c эффективностью от 80% - 97% в сроки от 2 ( с аэрацией) до 7 суток (без аэрации). Однако необходимо учитывать, что при разложении больших объемов твердого жира, возможен временный рост показателя ХПК, во временном промежутке между образованием продуктов разложения жира и их полным усвоением бактериями.   - Уменьшаются и локализуются неприятные запахи из жироуловителя за счет полного микробиологического усвоения всех продуктов биодеструкции жира и бактериального подавления жизнедеятельности гнилостной микрофлоры.   - На рабочих поверхностях труб канализации образуется устойчивая живая бактериальная био-пленка разлагающая существующие жировые наросты и предотвращающая новые жировые засоры и обрастание труб.     Cвиной жир через 5 суток.      (C) ООО "РСЭ-трейдинг" 2003-2010 Кухонное масло через 4 суток.