Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Федеральное агентство по образованию
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Строительный факультет
Кафедра ТВ и ВВ
Пояснительная записка
По дисциплине: Водоотводящие системы промышленных предприятий
На тему: Разработка системы водоотведения лакокрасочного предприятия
Выполнили:
студенты гр. ВВ-08-1
Тихонова Н.А.
Мукминова Ю.Н.
Проверил:
профессор, д.т.н.
Мелехин А.Г.
Пермь 2012
Содержание
1. Исходные данные
В данном курсовом проекте рассматривается водоотведение и очистка сточных вод лакокрасочного завода (вариант №6) .
Количество сточных вод составляет Q=400 м3/сут = 16,6м3/ч. Очищенная сточная вода подается в оборотную систему промышленного водоснабжения.
Площадь водосбора (для расчета ливневой канализации) составляет 3,5 км2.
Число смен – 3. Продолжительность смены – 8 часов.
Таблица 1
|
Показатели |
Исходная концентрация загрязнений |
Концентрация загрязнений после очистки |
|
Сухой остаток, мг/л |
18 |
18 |
|
ХПК, мгО2/л |
1800 |
42 |
|
БПК, мгО2/л |
1380 |
30 |
2. Режим водоотведения
Режим притока сточных вод на очистные сооружения равномерный в течение смены. Предприятие работает в 3 смены. Продолжительность смены – 8 часов.
3. Характеристика производственных сточных вод от лакокрасочного предприятия
Сточные воды при отведении с территории лакокрасочного завода в зависимости от их происхождения разделяются на:
1. производственные, т.е. полученные в технологических процессах получения лаков, синтетических смол (фенолформальдегидных, эпоксидных, карбамидных и др.), полупродуктов минеральных пигментов.
Количество сточных вод производства лакокрасочных материалов, виды и концентрация загрязняющих воду веществ колеблются в широких пределах и зависят от изготовляемого продукта и метода его получения. Обычно сточные воды содержат примеси исходного сырья промежуточных и конечных продуктов. Состав загрязняющих веществ многокомпонентный. Сюда относятся акролеин, формальдегид, фенол, фталевая и малеиновая кислоты, метанол и бутанол, ацетон, ароматические углеводороды, смолистые вещества, хлориды щелочных металлов, сульфаты аммония и натрия.
2. бытовые – полученные при мойке возвратной тары, аппаратуры и помещений, бытовые воды от санитарных приемников; ввиду того, что бытовые сточные воды по характеру загрязнений сильно отличаются от производственных сточных вод, они требуют самостоятельных отведения и очистки. В задание курсового проекта расчет бытовой канализации не входит.
3. атмосферные – дождевые и снеговые. Атмосферные осадки, выпадающие на территорию завода, занятую технологическими установками и резервуарными парками. Атмосферные воды могут быть отведены совместно с производственными сточными водами, содержащими аналогичные загрязнения.
4. Выбор технологической схемы для очистки сточных вод
Для очистки сточных вод данного лакокрасочного предприятия выбрана следующая схема:
Механическая очистка. В качестве предварительной очистки сточных вод предложено осветление в первичном отстойнике. Эффект очистки по БПК и ХПК составляет 40-60%.
Биологическая очистка. Для удаления БПК И ХПК до требуемых концентрация в технологическую схему включена одноступенчатая биологическая очистка (аэротенк-вытеснитель с регенератором и вторичный отстойник).
5. Расчет основных сооружений
Разбавляем сточные воды дождевой водой. После разбавления имеем следующие данные:
Количество сточных вод составляет Q=400*2 = 800 м3/сут = 33,3 м3/ч.
|
Показатели |
Исходная концентрация загрязнений |
Концентрация загрязнений после очистки |
|
Сухой остаток, мг/л |
18 |
18 |
|
ХПК, мгО2/л |
1800/2=900 |
42 |
|
БПК, мгО2/л |
1380/2=690 |
30 |
5.1. Усреднитель
Усреднение расхода и концентраций загрязнений позволяют рассчитывать все последующие звенья очистки не на максимальные, а на некоторые средние значения параметров потока.
Расчет усреднителя производится на основании данных притока сточных вод по часам суток. В данном курсовом проекте коэффициент часовой неравномерности равен , таким образом, максимальный часовой расход составит:
м3/ч.
Зададим, что превышение концентрации загрязнений сверх допустимой наблюдается с 9 до 17 часов, поэтому период усреднения принимаем равным 8 часам.
Объем усреднителя будет равен:
м3.
По табл.11.6 справочника [«Справочник проектировщика под общ.ред. Самохина»] принимаем типовой усреднитель с максимальным рабочим объемом 160 м3 и минимальным объемом 120 м3 с размером секции 1,5х12 м. Согласно СНиП [1] число секций усреднителя должно быть не менее двух, обе рабочие.
Число типовых секций объемом 120 м3 составит:
.
Принимаем 3 секции, тогда объем усреднителя:
м3.
Пропускная способность секции:
м3/ч.
Скорость продольного движения воды в секции составит:
мм/с, что удовлетворяет требованиям СНиП [1] мм/с.
5.2. Первичный отстойник
Подбираем первичный вертикальный отстойник из монолитного железобетона со следующими характеристиками:
|
Пропускная способность, qset , м3/час |
31 |
|
Время отстаивания, ч |
1,5 |
|
Диаметр, Dset, м |
4 |
|
Глубина зоны осветления, Нset, м |
3,5 |
|
Диаметр централ трубы, den, м |
0,7 |
|
Объем зоны накопления осадка, Wmud, м3 |
8,3 |
Необходимое количество отстойников n определяется по максимальному часовому притоку сточных вод и по производительности одного сооружения: n = qmax/ qset = 43,29/31=1,4=2 отстойника (оба рабочие).
Для того чтобы эффективность снижения БПК и ХПК от исходного значения была 60% - увеличиваем продолжительность осветления до 4 часов.
Тогда:
БПК на входе = 690 мгО2/л => БПК на выходе = 276 мгО2/л.
ХПК на входе = 900 мгО2/л => ХПК на выходе = 360 мгО2/л.
5.3. Аэротенк-вытеснитель
Суточный расход сточных вод Qсут=800 м3/сут; БПК сточных вод, подаваемых в сооружение, Len=276 мг/л; БПК сточных вод, требуемая при сбросе в водоем, Lex=30 мг/л.
Для сточных вод, поступающих в аэротенк, Len=276 мг/л. Это больше 150 мг/л, поэтому требуется регенерация активного ила. Принимаем аэротенк-вытеснитель с регенератором.
Определяем степень рециркуляции активного ила Ri.
Принимаем в первом приближении иловый индекс Ji=100 см3/г, дозу ила в аэротенке ai = 3 г/л. Тогда по формуле [52] СНиП [1]:
Величина БПК воды, поступающей в начало аэротенка-вытеснителя, с учетом разбавления циркуляциооным илом, Lmix:
мг/л
Период пребывания сточных вод в аэротенке:
ч
Доза ила в регенераторе определяется зависимостью [55] СНиП [1] в первом приближении:
г/л
Удельная скорость окисления органических загрязнений ρ(мг БПК/г*час):
В формуле:
= 85 мг/г*час - максимальная скорость окисления;
Кl = 33 мг БПК/л - константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ;
К0 = 0,625 мгО2/л- константа, характеризующая влияние кислорода;
= 0,07 л/г - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила;
, Кl, К0, приняты по таблице 40 СНиП [1].
С0 = 2мг/л –средняя концентрация кислорода в аэротенке. Назначена по п. 6.157 СНиП [1].
Продолжительность окисления загрязнений:
ч
где S=0,3 – зольность ила.
Продолжительность регенерации ила по формуле [57] СНиП [1]:
tr = to – tatv = 5,2– 1,19 = 4,01 ч
Продолжительность пребывания ила в системе «аэротенк – регенератор»:
t = ( l + Ri )*tatv + Ri*tr = ( l + 0,43 )*1,19+ 0,43*4,01 = 3,43 ч
Для уточнения илового индекса иловый индекс определяется средняя доза ила в системе «аэротенк – регенератор» aimix:
г/л
По формуле [53] СНиП [1] определяется нагрузка на ил qi, где доза ила принимается равной величине аimix; а период аэрации равен продолжительности пребывания в системе «аэротенк – регенератор»:
517 мг БПК/г*сут
По таблице 41 СНиП [1] для ила сточных вод индекс Ji=100,95 см3/г . Эта величина не значительно отличается от принятой ранее Ji=100 см3/г. Дальнейшей корректировки не требуется.
Объем аэротенка и регенератора:
Wat = tatv*( l + Ri )*Qat= 1,19*( 1 + 0,3 )*370 = 572,39 м3
Wr = tr *Ri*Qat = 4,01*0,3*370= 445,11 м3
Общий объем аэротенков:
W = ( Wat + Wr ) = ( 572,39 + 445,11 ) = 1017,5 м3
Регенерация составляет Wr/W=445,11/1017,5=0,44. Это приблизительно 50%.
Согласно п. 6.144, п. 6.150 СНиП [1] принимаем аэротенк из 2-х секций объемом W1=508,75 м3 каждая, с шириной коридора В = 3 м, рабочей глубиной аэротенка Н = 3 м. Число коридоров в каждой секции n равно 2, один из них отводится под регенератор.
Определим длину коридора:
L = W1/ n*B*H = 508,75 / 2*3*3 = 28,3м » 36 м.
При определении линейных размеров аэротенков рекомендуется брать за основу на типовые проектные решения (см.табл.1).
5.4. Вторичные отстойники
Вторичные отстойники предназначены для отделения от сточных вод активного ила, выносимого из аэротенка.
Расчет вторичного отстойника ведется по гидравлической нагрузке на единицу площади зеркала воды:
1. Принимаются вторичные отстойники вертикального типа диаметром Dset = 4 м, с глубиной проточной части Hset = 3,5 м и коэффициентом использования объема зоны отстаивания Kset = 0,35.
2. Определяется гидравлическая нагрузка на поверхность отстойников (после аэротенков):
1,83 м3/м2·ч, где
3. Общая площадь зеркала воды вторичных отстойников:
м2.
4. Площадь зеркала воды вертикального отстойника диаметром 4 м составляет:
м2.
5. Требуемое количество отстойников:
.
Согласно СНиП [1] количество вторичных отстойников назначается не менее трех. Поэтому принимаем 3 вертикальных отстойника Dset = 4 м с глубиной проточной части Hset = 3,5 м.
Количество избыточного активного ила, задерживаемого во вторичных отстойниках:
В час: м3/ч, где
– влажность активного ила на выходе из вторичных отстойников;
г/см3 – плотность активного ила.
В сутки: м3/сут.
Так как степень рециркуляции равна (43% активного ила возвращается в аэротенк), на стабилизацию идет 57% активного ила.
м3/сут.
Получаем на выходе из вторичного отстойника следующие показатели:
мг/л; (т.е. степень очистки = (276-30)/276= 89%)
39,6 мг/л (что соответствует норме на выходе =42 мг/л)
5.5. Аэробный стабилизатор
На стабилизацию подается избыточный активный ил из вторичных отстойников. Стабилизация осуществляется в сооружениях, типа аэротенков.
1. Требуемый объем аэробного стабилизатора:
Was = Qил · tas =14,02· 7=98,14 м3, где
tas = 7 суток – продолжительность аэробной стабилизации смеси сырого осадка и избыточного активного ила, принята по СНиП [1], п.6.365.
Принимаем 1 секцию двухкоридорного аэробного стабилизатора. Размер секции LxBxH=5х3х3,2=48 м3; площадь зеркала осадка LxB=5х3=15 м2. Размеры секции приняты, исходя из условий удобства компоновки с аэротенком и обеспечения достаточной интенсивности аэрации по СНиП [1], п.6.366.
2. Требуемый расход воздуха на стабилизацию:
Qas=qas·Was=2·98,14=196,28 м3/ч, где
qas – расход воздуха для аэробной стабилизации принимается по СНиП [1], п.6.366 в зависимости от влажности осадка, qas=2 м3/ч·м3.
3. Интенсивность аэрации осадка в стабилизаторе:
м3/м2·ч, что соответствует требованиям СНиП [1], п.6.366.
5.6. Илоуплотнитель
1. Объем уплотнителя стабилизированного осадка:
м3, где
Принимается один илоуплотнитель размером LxBxH=1х1,5х3,2=4,8 м3. Размеры5приняты по условию удобства компоновки со стабилизатором.
2. При влажности исходной смеси Рисх=98,5% и уплотненной Ру=97,5% (п. 6.367 СНиП [1]) объем уплотненного осадка составляет:
м3/сут.
3. Объем иловой воды: Vил.вод = Qил – Vу = 14,02 – 8,4 = 5,6 м3/сут.
5.4. Вакуум-фильтры
1. Требуемая площадь фильтрующей поверхности:
м2, где
Мсух = 3 м3/сут
q = 20 кг/м2·ч – производительность вакуум-фильтра для аэробно стабилизированного активного ила, принята по табл. 62 СНиП [1].
2. Выбраны вакуум-фильтры марки БОУ-10-2,6 с площадью фильтрующей поверхности м2 – 1 рабочий и 1 резервный.
3. Объем обезвоженного осадка:
м3/сут.
4. Количество фугата, направляемого в аэротенк:
Vфуг = Vy – Vв-ф = 5,6 – 0,7 = 4,9 м3/сут.
5.8. Резервные иловые площадки
При проектировании механического обезвоживания осадка нужно предусматривать аварийные иловые площадки на 20% годового количества осадка.
Полезная площадь иловых площадок равна:
м2, где
суток – время подсушивания осадка на иловых площадках;
– климатический коэффициент для Пермской области;
м3/м2·год – нагрузка на иловые площадки на естественном основании.
Общая площадь иловые площадок на 25-30% больше за счет устройства дорого и оградительных валиков:
м2.
Принимаем 4 карты площадью 64 м2 каждая и размерами 8х8 м.
8. Список литературы
1. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения.
2. Самохин В.Н. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1981. – 639 с.
3. Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное пособие к СНиП 2.04.03-85. М.: Стройиздат, 1990
4. Ласков Ю.М., Калицун В.И., Воронов Ю.В. Примеры расчетов канализационных сооружений: Учеб. пособие для ВУЗов. – М.: Стройиздат, 1987. – 255 с.
5. Абрамов В.В., Карелин Я.А. Водоснабжение и канализация нефтеперерабатывающих заводов. – М.: Стройиздат, 1948. – 227 с.
PAGE 7