Водоотведение и очистка сточных вод завода по производству цемента

Вода  подается в тангенциальную песколовку 1 для извлечения песка, отделившийся песок поступает на песковые площадки 13 . Далее в воду дозируют коагулянт (50-70 мг/л А12(SO4)3·18H2O) с помощью реагентного хозяйства 2, реагент перемешивают с водой в вихревом смесителе 3, смесь подают в отстойник с тонкослойными блоками 4. В отстойной части от воды отделяются взвешенные вещества, удаляемые из приямков, и нефтепродукты, удаляемые с помощью пеносборного устройства 7. Предварительно очищенная вода проходит сквозь коалесцирующую загрузку 5, при этом происходит укрупнение капель нефти и их всплытие на поверхность воды. Доочистка происходит в фильтрующем блоке 6, выполненном из природных материалов с гидрофобными свойствами. Далее очищенная воды подается в оборотную систему промпредприятия.

 

Нефтепродукты, уловленные в отстойнике, поступают  на обезвоживание(фильтрует бактерии и вирусы)в гидрофобный фильтр 9, далее - в накопитель 8, а вода - в отстойник промывной воды 11, где взвешенные вещества отделяются, после чего вода поступает в голову сооружения, а осадок на иловые площадки 12.

 

При исходном содержании нефтепродуктов в  воде до 200 мг/л содержание их после  флотации снижается до 8-10 мг/л, т.е. в 10—20 раз. При безнапорной флотации воздух в воду подается при помощи импеллеров (турбинок) или водовоздушных эжекторов.

 

 

 

 

6.2. Расчет сооружений

 

6.2.1. Тангенциальная песколовка

Тангенциальные  песколовки имеют круглую форму  в плане; подвод воды к ним осуществляется по касательной (тангенциально). Подвод воды по касательной и движение ее в сооружении по кругу вызывают вращательное движение потока. При одновременном  поступательном и вращательном движении создается винтовое движение. Вращательное движение положительно сказывается  на работе песколовок, так как оно  способствует отмывке от песка органических веществ и исключает их выпадение  в осадок. Благодаря этому осадок из тангенциальных песколовок содержит меньше органических загрязнений, чем  в песколовках других типов. Она задерживает около 90 % песка, содержащегося в поступающей сточной воде.

Рис. 5. Тангенциальная песколовка с вихревой водяной воронкой 1 —  осадочная часть; 2 — подвижный  боковой водослив; 3 — телескопическая  труба; 4 — рабочая часть; 5 — заглушка; 6 — шнек; 7 — отверстие для  сброса отмытых органических веществ; 8 — электродвигатель с редуктором; 9 — штуцер для отвода песка; 10 и 11 — подающий и отводящий лотки

 

Расчет тангенциальных песколовок осуществляется по гидравлической нагрузке на поверхность песколовки в плане.

Необходимая площадь песколовок в плане определяется по формуле:

 

F = Q / q₀, м²,

где Q = 30- расчетный расход сточных вод, м³/ч;

q₀ - расчетная гидравлическая нагрузка, м³/(м²∙ ч).

 

Расчетная гидравлическая нагрузка на поверхность тангенциальных песколовок в плане рекомендуется  принимать в границах 90-130 м³/(м²∙ ч) (на маленьких очистных станциях – 60-80 м³/(м²∙ ч)).

По СНиП 2.04.03-85 расчет тангенциальных песколовок рекомендуется  осуществлять по гидравлической нагрузке 110 м³/(м²∙ч)

 

F =30/110=0,27 м³

 

Диаметр песколовки должен составлять: , м,

где N – количество песколовок (не менее двух). Принимаем 2 песколовки.

Диаметр тангенциальных песколовок не должен превышать 6 м, а  рабочая глубина принимается  не большей величины радиуса.

 

 

 

 

6.2.2. Вихревой смеситель

 

Вихревые  вертикальные смесители устраивают круглыми или прямоугольными в плане  с конусным или пирамидальным  днищем, с углом между стенками днища 30⁰-45⁰. Подвод воды в вихревой смеситель следует предусматривать сбоку в нижнюю часть. Скорость выхода воды из подводящего трубопровода в нижнюю часть принимают в пределах 1-1,2м/с, скорость восходящего потока воды на уровне водосборного устройства вверху смесителя 0,03-0,04м/с (108-144м/ч), скорость движения в конце водосборного лотка принимают 0,6м/с.

В смесителе следует предусматривать  переливной трубопровод, а также  трубопровод для опорожнения  и выпуска осадка.

Площадь горизонтального  сечения в верхней части смесителей, м², рассчитывают по формуле:

q - часовой расход воды, м³/ч;

V_B – скорость движения воды в верхней части, м/ч.

Принимаем один смеситель  площадью 0,3 м², смеситель круглый в плане.

Для круглого в плане смесителя  диаметр верхней части 

Диаметр трубопровода, подающего воду в смеситель, принимаем  по секундному расходу 8,3 л/с и скорости движения воды 1-1,35 м/с. Условный диаметр трубы –100мм, скорость – 1,26м/с.

Высота пирамидальной  части смесителя при

_{где: bН – ширина (диаметр) нижней части смесителя, равная наружному диаметру подающего трубопровода, м;}

         _{a - угол между наклонными стенками днища.}

      Объём пирамидальной части смесителя, м, вычисляем по формуле:

_{где:  FB – площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя, м²;}

         _{Fн – площадь горизонтального сечения в нижней части смесителя, м².}

_{Полный  объем смесителя, м³, рассчитывают по формуле:}

_{где: t – время пребывания воды в смесителе, 3-7 мин.}

_{Объем верхней части  смесителя, м³:}

_{Высота  верхней части  смесителя, м :}

_{Полная  высота смесителя, м:}

 

 

    6.2.3. Отстойник-нефтеловушка

 

 

 

1 - приемная  камера; 2 - полупогружная перегородка; 3 - отстойная зона; 4 - перегородка  перед выпуском; 5 - выпускная камера; 6 - переливной лоток; 7 - скребок; 8 - поворотные  щелевые трубы; 9 - приямок; 10 - гидроэлеватор

 

На  рис.6 представлена нефтеловушка Гидроспецпромстроя. Нефтепродукты, всплывающие на поверхность в отстойных камерах, сгоняют скребковым устройством к щелевым поворотным трубам, расположенным в начале и конце отстойных зон каждой секции, через которые они выводятся из нефтеловушки. При наличии тонущих примесей в сточной воде они выпадают на дно нефтеловушки, сгребаются тем же скребковым транспортером в приямок и при помощи донного клапана (или гидроэлеватора) выводятся из нефтеловушки.

 

Содержание  взвешенных веществ:

Концентрация  взвешенных веществ в СВ перед поступлением в первичный отстойник будет составлять 635,2.

 

Определяем  гидравлическую крупность по формуле  СНиП:

 

где Н_set – глубина проточной части в отстойнике;

      t_set = 708 с – продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h₁

.

      n = 0,2 – 0,3 – показатель степени, зависящий от агломерации взвешенных веществ в процессе осаждения.

      h₁ = 500 мм

H_set=3,1 м, по табл.31 СНиП коэффициент использования объёма K_set =0,8.

По формуле (22) СНиП определяем производительность одного существующего отстойника с тонкослойными блоками:

принимаемая скорость рабочего потока V_w=5 мм/c.

 

Рекомендуемая горизонтальная скорость движения сточной  воды в сооружении - не менее 3 мм/с. Ширина сооружения 6 м, глубина проточной части 3,1 м, продолжительность отстаивания - 2 часа.

 

Длина отстойной части определяется:

 

_{а - коэффициент турбулентности потока, зависящий  от V и скорости всплывания частиц нефти и принимаемый по таблице:}

V - горизонтальная скорость воды, 3 мм/с

u - скорость всплывания нефтяных частиц

_{Эффект  очистки составляет 97%, остаточная концентрация нефтепродуктов в сточной воде:}

_{С^н-п. = 429,6 - 429,6*0,97 = 13 мг/л.}

_{Эффект  очистки составляет 99%, остаточная концентрация нефтепродуктов в сточной воде:}

_{С^н-п. = 635,2- 635,2*0,99 =  5 мг/л.}

 

После нефтеловушек использования воды в оборотном водоснабжении - допустимо содержание в ней 15 мг/л нефтепродуктов.

_{В качестве коалесцирующей загрузки применяются гидрофобные материалы: гранулированный полиэтилен (3—4 мм), зерна керамзита (7—12 мм), пропитанные кремнийорганическими соединениями, и др.}

 

_{Скорость  фильтрования воды через  коалесцирующую загрузку принимается 10—20 м/ч.}

 

_{Тяжелые нефтяные частицы  вместе со взвешенными веществами осаджаются в процессе отстаивания в отстойной зоне и выгружаются гидроэлеватором из осадочного приямка. Легкие частицы эмульгированной нефти, содержащиеся в воде после отстаивания прилипают коалесцирующей загрузке укрупняются и выносятся из фильтра потоком воды в виде капель, которые быстро всплывают в процессе отстаивания.}

_{Периодически  загрузку заменяют раз  в 7 - 8 месяцев, так  как фильтрующий материал постепенно загрязняется нефтью.}

 

 

 

6.3. Станция обезвоживания осадка на  фильтр-прессе

Для обработки осадка запроектирован участок обработки и обезвоживания  осадка. Первичный осадок собираются в накопителях и сгущаются  под действием силы тяжести, после  чего полученный осадок направляется на обезвоживание на ленточном фильтр-прессе. Обезвоженный активный ил после получения соответствующих сертификатов можно применять в сельском хозяйстве как органическое удобрение.

Определим количество сырого осадка:

, где

С – концентрация взвешенных веществ в воде, поступающие на отстойники,

Q-суточный расход сточных вод, м3/сут

Pmud-влажность осадка, равная 94-96%

Ymud- плотность осадка равная 1г/м3

Осадок из отстойника:

 

С1= 971,3 - 100 = 871,3 мг/л.

Принимаем накопители емкостью на двое суток, т.е. О≈ 10,3*2 = 20,6 м³.

Для глубокого обезвоживания осадков  сточных вод применяю филтр-пресс типа ФПАКМ. Изготовитель - Бердичевский завод химического машиностроения «Прогресс» марки ФПАКМ-2,5У. Он состоит из набора горизонтальных прямоугольных плит: верхней опорной, средних фильтровальных и нижней нажимной. Между плитами зигзагообразно протянута бесконечная лента из фильтровальной ткани. (Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика, автор Н.И. Лихачев)

 

Показатели:

Площадь поверхности фильтрования,м³       2,5

Зазор между плитами, мм         45

Рабочее давление, МПа         1,2

Число фильтрующих плит         6

Ширина фильтрующей ткани, мм          700-750

Мощность электродвигателя, кВт:        3

             механизма зажима плит        -

             передвижки плит         1,5

             маслонасосная станция        1,5

             водонасосной станции        17

Габаритные размеры, мм       2660х1760х2750

Масса фильтр-пересса, кг: 

             без оборудования              4770

             с комплектующим оборудованием           6300                  

 

 

 

Список литературы

 

1. Водоотведение  и очистка сточных вод. Ю.В.  Воронов. АСВ, Москва, 2009.

 

2. Защита  водоёмов от загрязнений сточными  водами предприятий чёрной металлургии.  Левин Г.М., Пантелят Г.С., Вайнштейн И.А., Супрун Ю.М. М., «Металлургия», 1978.- 216 с. 

 

3. Водоотведение  на промышленных предприятиях. А.И.  Мацнев.- Львов: Вища шк. Изд-во при Львовском университете, 1986.- 200 с.

 

4. Проектирование  бессточных схем промышленного  водоснабжения. И.И. Браславский, В.Д. Семенюк, А.М. Когановский, А.И. Киевский, В.Н. Евстратов.- Киев: «Будівельник», 1977.- 204 с.

 

5. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н. Павловского –М.: Cтройиздат, 1974.-160c        

 

6. Укрупненные  нормы водопотребления и водоотведения  для различных отраслей промышленности. 513 с.

 

7. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

 

8. Справочник проектировщика «Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Москва,Стройиздат,1981г. 522с.

 

9. Ведомственные  нормы технологического проектирования  цементных заводов. ВНТП 06-91. 1992г.

 

10. http://mip-ugntu.ru/documents/articles/article9.html

 

11. http://uk-ka.ru/about.html сорбционные фильтры "ЮККА Инжинеринг"

 

12. http://www.ngpedia.ru - Библиотека нефти и газа