Проект утилизации сточных вод техногенного комплекса

 Для объекта №5  не требуется производить очистку по ионам металлов  Mn²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ , Fe³⁺ и нефтепродуктам так как они соответствуют требованиям качеству воды, подаваемой на промышленные объекты ( см. табл. 4 и 5).

Для объекта №3 необходимо произвести доочистку по ионам Mn²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, а для 4-го объекта и по иону Fe³⁺, так как на этих объектах более жесткие требования, чем на объекте №5.  Доочистку производим с использованием ионного обмена.

Так как на объектах №3 и №5 расход СВ наименьший  Q = 300 м³/ч, то легче провести доочистку воды объекта с меньшим расходом, чем делать очистку на объекте с большим расходом. Именно поэтому объект №4 проще запитать водой от ВОС.

2.1.4. Промышленный объект №4

Исходя  из анализа  систем водообеспечения предыдущих промышленных объектов, на 4-ом промышленном объекте принимаем оборотную систему водообеспечения, что является вполне целесообразным. Расход подпиточной воды в данном случае составляет 20% .

Исходя из принятой системы  водообеспечения, в данном случае  требуется снижение следующих концентраций:

• взвешенные вещества ( с 350 мг/л до 10 мг/л);
• БПК ( с 400 мг/л до 5 мг/л);
• ХПК ( с 850 мг/л до 30 мг/л);
• азот аммонийный ( с 5мг/л до 0);
• хлориды ( с 150 мг/л до 0);
• сульфаты ( с 300 мг/л до 0);
• ионы Fe³⁺  ( с 0,5 мг/л до 0,01 мг/л);
• ионы Mn²⁺ ( с 0,5 мг/л до 0,01 мг/л);
• ионы Zn²⁺  ( с 0,5 мг/л до 0,01 мг/л);
• ионы Cu²⁺ ( с 0,5 мг/л до 0,01 мг/л);
• нефтепродукты ( с 5 мг/л до 0,05 мг/л).

Значение рН на объекте  №4 равно 9. Это указывает на то, что  сток имеет  щелочную среду. Для корректировки  значения рН проводим нейтрализацию с помощью различных кислот (можно использовать серную, соляную, азотную и др.). Нейтрализацию следует проводить в начале технологической схемы очистки СВ, чтобы избежать коррозии некоторых элементов сооружений (арматуры, распределительных трубопроводов, насосов, стен, днища).

Оборотную схему водообеспечения  принимаем после очистки сточной  воды от взвеси, нефтепродуктов, азота аммонийного, а также снижения БПК и ХПК физико-химическими методами, поскольку биологические в данном случае не подходят (так как  ХПК/БПК= 2,125 , а должно быть≤ 1,5).

Недостаток воды, подаваемой на объект №1 (обусловленный потерями на ЛОС  и на самом объекте) восполняем водой  от ВОС (см. балансовую схему техногенного комплекса).

2.2. Определение основных показателей сточных вод, требующих очистки

Для определения основных показателей сточных вод, требующих  очистки, показатели качества сточных вод сравниваются с требованиями к качеству воды, подаваемой на этот объект (табл. 6).

Смешанные сточные воды объектов №3, №4 и №5, поступающие в общие очистные сооружения, имеют усредненные по расходу и концентрациям значения (см. табл. 7).

Расчет производится по формуле  для расчета показателей качества смешанных сточных вод:

С₃Q₃ + С₄Q₄+ С₅Q₅

                                          С_см = ─────────── ,

                                                       Q₃   +  Q₄+  Q₅

 

 

где  С_см  - значение показателя качества смешанной сточной воды;

        С₃ , С₄, С₅  - значения показателей сточных вод, соответственно 3-го, 4-го и 5-го   объектов канализирования;

         Q₃ , Q₄ , Q₅  - часовые расходы сточных вод, соответственно от 3-го, 4-го и 5-го объектов канализирования.

 

                                                                                                      

                                                                                                         Таблица 6

Показатели  качества  сточных вод 1-го и 2-го  объектов в сравнении с требуемыми на данных объектах показателями

 

 

№ п/п	Показатели качества	Значение показателей промышленного  объекта №1	Требования к качеству воды на 1 объекте	Значение показателей промышленного  объекта №2	Требования к качеству воды на 2 объекте
1.	Расход сточных вод/потребляемой воды Q, м3/ч	2000	2500	1700	2000
2.	Содержание  взвешенных веществ, мг/л	400	5	150	3
3.	БПК, мг/л	1000	3	100	5
4.	ХПК, мг/мл	1400	20	200	20
5.	Азот аммонийный, мг/л	15	3	50	н/н
6.	Хлориды, мг/л	10	10	-	-
7.	Сульфаты, мг/л	50	30	-	-
8.	Ионы Fe3+, мг/л	0,3	0,1	1,0	н/н
9.	Ионы Mn2+, мг/л	0,01	0,01	0,3	н/н
10.	Ионы Zn2+, мг/л	0,03	0,03	0,5	н/н
11.	Ионы Cu2+, мг/л	0,03	0,03	0,5	н/н
12	Нефтепродукты, мг/л	-	-	100	10
13	рН	7,0	6,5…8,5	8,5	6,5…8,5

 

 

                                                                                                         

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

Показатели  качества усредненных сточных вод 3-го и 5-го  объектов в сравнении  с требуемыми на данных объектах показателями

 

№ п/п	Показатели качества	Значение показателей промышленных объектов			Усредненные значения показателей	Требования к качеству воды на объектах
		3-й объект	4-й объект	5-й объект		3-й объект	4-й объект	5-й объект
1.	Расход сточных вод Q, м3/ч	300	1200	1000		500	1500	1000
2.	Содержание  взвешенных веществ, мг/л	500	350	300	348	10	10	15
3.	БПК, мг/л	600	400	500	464	3	5	3
4.	ХПК, мг/мл	1300	850	1000	810	30	30	30
5.	Азот аммонийный, мг/л	2,5	5,0	2,5	3,7	3	-	3
6.	Хлориды, мг/л	300	150	350	248	100	-	300
7.	Сульфаты, мг/л	500	300	550	424	300	-	500
8.	Ионы Fe3+, мг/л	0,5	0,5	1,0	0,7	0,5	0,01	н/н
9.	Ионы Mn2+, мг/л	0,1	0,1	0,1	0,1	0,05	-	0,1
10.	Ионы Zn2+, мг/л	0,2	0,3	0,3	0,29	0,1	-	0,3
11.	Ионы Cu2+, мг/л	0,2	0,3	0,3	0,29	0,1	-	0,3
12	Нефтепродукты, мг/л	10	5	5,0	5,6	5,0	0,05	5,0
13	рН	6,0	9,0	6,0	7,44	6,5…8,5

3. Разработка  технологических схем локальных  очистных сооружений  по промышленным объектам

3.1. Разработка технологической  схемы очистных сооружений промышленного  объекта №1

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод  объекта №1 представлены в таблице 8. Технологическая схема очистки сточных вод приведена на рис. 4. Она состоит из: решетки – 1; аэрируемой песколовки – 2; горизонтального отстойника – 3; фильтра с плавающей загрузкой (ФПЗ) - 4; ионитов (анионит – 5, катионит – 14); контактной камеры для хлорирования – 7; аэротенка для биологической очистки – 6 (в технологическую схему биологического аэротенка входят: 8 – первичный отстойник, 9 – трубопровод подачи активного ила для повторного пользования, 10 – трубопровод отвода отработанного ила, 11 – вторичный отстойник, 12 – трубопровод подвода сжатого воздуха).

Производственные сточные  воды до поступления их на сооружения биохимической очистки последовательно  проходят решетки, песколовки, первичные  отстойники, аэрируемые усреднители.

Для задержания крупных  загрязнений органического и  минерального происхождения применяются решетки. Решетки выполняют функции защитных сооружений: предохраняют насосы и другое очистное оборудование от попадания в них крупного мусора. Попадание мусора может привести к поломке насосов, засорению труб и каналов, нарушению работы отстойников и т.д. В данном проекте применяются решетки-дробилки, которые получили широкое распространение в последние годы. В них уловленные загрязнения на решетках дробятся под водой, без извлечения на поверхность.

Песколовки используют  для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом частиц металла и песка размером более 0,25 мм). Используемая для очистки сточной воды объекта №1 песколовка  по направлению движения воды – аэрируемая (с вращательным движением воды), имеет горизонтальную форму. В аэрационной зоне под влиянием пузырьков воздуха возникает вращательно-поступательное движение воды с практически постоянной скоростью независимо от изменения продольной скорости движения воды, вызываемого колебаниями притока. Твердые минеральные частицы, отмытые от органических загрязнений, оседают на дно, имеющее уклон. Осаждаемый песок собирается в приямке, откуда удаляется с помощью гидроэлеватора.

В качестве метода механической очистки сточных вод в сочетании  с физико-химическими методами применяется отстаивание и коагулирование.

 Для извлечения  из сточных вод грубодиспергированных  минеральных взвешенных веществ  и нерастворенных органических  примесей, а также снижения значений  БПК и ХПК, предусматривается  установка отстойников. Для повышения эффективности отстаивания предусматривается использование коагулянта – Al₂(SO₄)₃. Для очистки сточных вод данного объекта применяется горизонтальный отстойник. Осадок, выпавший на дно отстойника, удаляется скребковым механизмом.

Д ля удаления из воды азота аммонийного, снижения значений БПК и ХПК предусматривается фильтрование. Принимаются фильтры с плавающей загрузкой из вспененного полистирола, т.к. они обладают следующими важными преимуществами: экономичность, простота конструкции и эксплуатации, долговечность фильтрующей загрузки, надежность очистки и др.

В качестве сооружений биохимической  очистки применены аэротенки.  Аэротенки, используемые для очистки  больших расходов сточных вод, позволяют  эффективно регулировать скорость и  полноту протекающих в них биохимических процессов.  При БПК > 0,5 кг/м³ используют аэротенки с дифференцируемой (сосредоточенной)  подачей смеси сточной воды и активного ила в начале сооружения. Воздух, интенсифицирующий процесс окисления органических примесей, распределяется равномерно по всей длине аэротенка. Диспергирование воздуха в очищаемой сточной воде осуществляют механическими или пневматическими аэраторами Окислительная мощность аэротенков существенным образом зависит от концентрации активного ила в сточной воде. Для  выделения активного ила из иловой смеси после аэротенков применяются вторичные отстойники радиального типа. Время пребывания в них жидкости принято равным 1,5 ч. Осветленная жидкость из вторичных отстойников поступает в контактные резервуары, где обеспечивается ее получасовой контакт с хлором, после чего возвращается в оборотную систему водоснабжения.

 

                                                                                                                    Таблица 8

 

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объекта № 1

 

Показатели качества	Исходное значение		Требуемая степень очистки,%	Требуемая глубина очистки		Песколовка
						Метод: отстаивание
	Размерность	значение		Размерность	значение	Степень очистки		Глубина очистки
						δо,%	δi,%	Разм.	С I,мг/л
Содержание  взвешенных веществ	мг/л	400	98,75	мг/л	5	50	50	мг/л	200
БПК	Мг О2 /л	1000	99,70	Мг О2 /л	3	10	10	Мг О2 /л	900
ХПК	Мг О2 /л	1400	98,57	Мг О2 /л	20	15	15	Мг О2 /л	1190
Азот аммонийный	мг/л	15	80,00	мг/л	3	20	20	мг/л	12