Биологическая очистка сточных вод

Реферат

 

В данной работе рассмотрена  полная биологическая очистка хозяйственно–бытовых сточных вод поселка городского типа с числом жителей 30000 человек. Заданная проектная производительность 6000 м³/сутки. В работе представлены технологическая схема биологической очистки стоков и ее описание. Исходя из состава и расхода бытовых сточных вод, с учетом необходимой степени очистки выполнен расчет основных технологических параметров, рассчитан основной аппарат – аэротенк-вытеснитель с регенератором, система аэрации и подобрано соответствующее вспомогательное оборудование. Комплекс очистных сооружений состоит из блока механической очистки, включающий решетки с механизированной очисткой, горизонтальные песколовки с круговым движением воды и первичный отстойник, блока биологической очистки, в которую входит аэротенк-вытеснитель с регенератором, вторичный отстойник, блок доочистки на механических фильтрах, ультрафиолетовое обеззараживание очищенной воды и минерализатор осадка.

Основными преимуществами данной установки являются: глубокая очистка до нормативов предельно допустимых концентраций рыбохозяйственных водоемов за счет чередования аэробных и аноксических процессов. В технико-экономическом разделе произведен расчет производственной мощности, инвестиционных и эксплуатационных затрат, рассчитана величина предотвращенного экологического ущерба. Также в ходе работы был проведен анализ опасных и вредных производственных факторов, классификация сооружений по пожаро- и взрывоопасности, огнестойкости, санитарной характеристике, разработана инструкция по безопасному выполнению работ, включающая общие мероприятия, порядок допуска к проведению работ, организацию контроля за безопасностью жизнедеятельности и применение индивидуальных средств защиты, рассчитано искусственное освещение.

 

Введение

 

В настоящее время  процесс очистки сточных вод  поселка городского типа имеет большое  экологическое значение. Повышение  требований к качеству очищаемых  стоков заставляет искать более эффективные  и экологически безопасные способы  удаления загрязнений из сточных вод.

Основными загрязнениями  сточных вод являются физиологические выделения людей и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье продуктов питания, кухонной посуды, стирке белья, мытье помещений и поливке улиц, а также технологические потери, отходы и отбросы на промышленных предприятиях.  Бытовые и многие производственные сточные воды содержат значительные количества органических веществ, способных быстро загнивать и служить питательной средой, обусловливающей возможность массового развития различных микроорганизмов, в том числе патогенных бактерий; некоторые производственные сточные воды содержат токсические примеси, оказывающие пагубное действие на людей, животных и рыб. Все это представляет серьезную угрозу для населения и требует немедленного удаления сточных вод за пределы жилой зоны и их очистки. Целью работы является разработка технологической схемы очистки сточных вод производительностью 6000 м³/сутки.

В соответствие с целью  основными задачами данной работы являлось:

• Изучение литературы по очистке сточных вод поселка городского типа;
• Разработка технологической схемы для очистки сточных вод поселка городского типа производительностью 6000 м³/сутки;
• Расчет материальных потоков в разработанной технологической схеме;
• Расчет основного аппарата биологической очистки сточных вод;
• Расчет и подбор вспомогательного оборудования;
• Технико-экономическое обоснование реализации разработанной технологической схемы;
• Организация безопасности жизнедеятельности при эксплуатации данных очистных сооружений.

В качестве основного  аппарата для очистки сточных  вод был выбран аэротенк-вытеснитель  с регенератором, в котором процесс  биохимической очистки происходит в две стадии. Обе стадии процесса осуществляются раздельно: в аэротенках происходит адсорбция и минерализация наиболее легко окисляющихся веществ, в регенераторе – завершение окисления сорбированных веществ и восстановление начальной активности ила.

В результате процесса доочистки на механических фильтрах предварительно очищенных другими методами сточных вод их БПК_полн снижается до 3 мг О₂/л и концентрация взвешенных веществ уменьшается до 5 мг/л.

Для обеззараживания  очищенных стоков использовалась бактерицидная  установка марки УДВ – 6/6 с  длиной лучей 220 – 260 нм, где бактерицидное  облучение действует почти мгновенно и, следовательно, вода, прошедшая через установку, может сразу же поступать непосредственно в систему оборотного водоснабжения или в водоем.

Данная технологическая  схема позволяет эффективно производить  очистку сточных вод поселка городского типа до уровня ПДК.

 

1. Литературный  обзор

1.1 Краткая характеристика сточных вод

 

Бытовые сточные воды - образуются путём естественных потребностей человека (использование санитарно-технических  приборов). Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных зданий (бани, прачечные, дома отдыха и т.д.)

Производственные сточные  воды - образуются в процессе производства (технические растворы, технологические и промывные воды, воды от мытья оборудования, охлаждения и т.д.)

Атмосферные сточные  воды (дождевые, ливневые) образуются в  процессе выпадения дождя и таянья снега.

Основными характеристиками сточных вод являются - количество сточных вод (л/сек, м³/сут, м³/смену, и т.д.), концентрации загрязнений (мг/л, г/м³), неравномерность поступления сточных вод. Отметим, что все эти характеристики необходимы для проектирования систем водоотведения (водоотводящие сети, очистные сооружения).

Содержание органических загрязнений оценивается химической потребностью в кислороде (ХПК) и биологической потребностью в кислороде (БПК). БПК измеряется количеством кислорода, которое расходуется микроорганизмами при аэробном биологическом разложении веществ, содержащихся в сточных водах, при стандартных условиях за определённый интервал времени [23].

 

1.2 Состав и загрязненность сточных вод

 

В городские сточные воды поступают хозяйственно–бытовые воды и стоки некоторых промышленных предприятий, расположенных в черте города. К хозяйственно–бытовым относятся сточные воды, поступающие из квартир, больниц, школ, гостиниц и других мест пребывания людей; воды из прачечных, бань, столовых и других коммунальных предприятий. От каждого человека в сутки в городскую канализацию поступает в среднем постоянное количество загрязнений (в г):

Взвешенные вещества…………………………….65

БПК₅ осветленной жидкости……………………..35

БПК₂₀ осветленной жидкости…………………….40

Азот аммонийных солей, N……………………….8

Фосфаты, P₂O₅…………………………………….1,7

Хлориды, Cl………………………………………..9

Хозяйственно – бытовые воды без примеси промышленных в настоящее время практически отсутствуют. Исключение составляют сточные воды некоторых курортных поселков, но и в них поступают стоки от гаражей, содержащие нефтепродукты и другие загрязнения, характерные для производственных сточных вод.

Особенность бытовых и, следовательно, городских сточных вод состоит в том, что в них содержится много микроорганизмов, среди которых могут присутствовать патогенные бактерии, возбудители кишечных инфекций. Бактерии составляют значительную часть органического вещества бытовых сточных вод. В 1 мл сточной жидкости миллионы и десятки миллионов бактерий. Хозяйственно – бытовые сточные воды также содержат большое количество яиц гельминтов [10].

Многочисленные данные показывают, что грубодисперсные вещества от общей массы загрязнений в среднем составляют 35,4, коллоиды – 14,3, растворенные вещества – 50,3%. Органических веществ в сточных водах содержится 53,7, минеральных – 46,3 %. Принято считать, что в бытовых сточных водах органические вещества составляют 58, а минеральные – 42% [24].

Все примеси бытовых сточных вод, независимо от их происхождения, делятся на 4 группы в соответствии с размером частиц:

1. Нерастворимые в воде грубодисперсные примеси, как органические, так и неорганические (микроорганизмы – простейшие, водоросли, грибы; бактерии и яйца гельминтов). При определенных условиях могут выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды. Большая часть может быть выделена из воды посредством гравитационного осаждения;
2. Вещества коллоидной степени дисперсности с размером частиц менее 10-6 см (гидрофильные и гидрофобные коллоидные примеси, высокомолекулярные соединения). Малый размер частиц затрудняет их осаждение под действием силы тяжести. В зависимости от физических условий примеси могут изменять свое агрегатное состояние и выпадать в осадок;
3. Примеси молекулярной степени дисперсности с размером частиц менее 10-7 см, образующие при взаимодействии с водой растворы. Для очистки бытовых сточных вод от этих примесей необходимо применять биологические и физико-химические методы;
4. Примеси ионной степени дисперсности с размером частиц менее 10-8 см – растворы кислот, солей и оснований. Некоторые из них (аммонийные соли и фосфаты) удаляются из бытовых сточных вод в процессе биологической очистки, однако она не позволяет изменить солесодержание воды (для снижения их концентрации используются физико-химические методы очистки).

Согласно правилам и  нормам параметры очищенных сточных  вод, отводимых на рельеф или сбрасываемых в водоем, должны соответствовать  величинам, приведенным в таблице 1 [24].

 

Таблица 1. Норма загрязнений

Показатель	Норма загрязнений, г/(чел*сут)
БПКполн	75
БПК5	60
Взвешенные вещества	65
Азот аммонийных солей N	8
Нитриты	Не нормируется
Нитраты	Не нормируется
Фосфаты P2O5	3,3
ПАВ	2,5

 

Таблица 2. Параметры очищенных (норматив) бытовых сточных вод (БСВ)

Параметры	Очищенные БСВ		Степень очистки, %
	водоем культурно-бытового использования	водоем рыбохозяйственного значения
БПКполн БПК5 Взвешенные вещества Азот аммонийный Нитриты Нитраты Фосфаты ПАВ Яйца гельминтов и вирусы	6 8 10   2 3,3 45 3,5 0,5 Не допускаются	3 4 прирост менее 0,25   0,4 0,02 9 0,5 0,1 Не допускаются	98 / 99 97 / 99 97 / …   75 / 95 - - 79 / 97 96 / 99 -

 

Повышенный интерес  к малым системам биологической  очистки связан, прежде всего, с тем, что в соответствии с современными требованиями бытовые сточные воды не могут быть сброшены в водоем или на рельеф без предварительной очистки.

Количество разрешенных  к сбросу загрязняющих веществ (т/год) рассчитывается ежегодно, исходя из допустимой концентрации загрязняющего вещества (мг/дм³) и планируемого объема сброса сточной воды (тыс. м³/год) с учетом производственной программы.

Утвержденные свойства сточной воды [14]:

1) плавающие примеси  (вещества) – отсутствие;

2) окраска - отсутствие  в слое 0,2 м;

3) запахи, привкусы – отсутствие;

4) температура - не  более 25 °С;

5) реакция рН – 6,5 – 8,5;

6) общие колиформные  бактерии - не более 500 КОЕ /100 см³ ;

7) растворенный кислород - зимой подо льдом должно быть не менее 4 мг/дм³, летом - не менее 6 мг/дм³.

Утвержденный биологический состав сточной воды[ 23]:

1. Возбудители заболеваний  – вода не должна содержать  возбудителей заболеваний, в том  числе жизнеспособные яйца гельминтов (аскарид, власоглав, токсокар, фасциол), онкосферы теннид и жизнеспособные  цисты патогенный кишечных простейших.

2. Токсичность воды. Сточная  вода на выпуске в водный  объект не должна оказывать  острого токсичного действия  на тест-объекты. Вода водного объекта не должна оказывать хронического токсичного действия на тест-объекты.

Для предохранения гидроресурсов от качественного истощения и предотвращения загрязнения поверхностных вод важная роль отводится очистным сооружениям. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).