Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы. Расчет допустимости сброса сточных вод промышленных предприятий Сброс сточных вод промышленными предприятиями в водоемы

Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах, входит в состав выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в ближайшие водные объекты. Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» все водные объекты подразделяются на два вида водопользования:

хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование;

рыбохозяйственное водопользование

Каждый вид водопользования разделен еще на категории. К первому виду относятся две категории:

водные объекты, которые используются в качестве хозяйственно- питьевого водоснабжения и для предприятий пищевой промышленности;

водные объекты, которые используются для купания, занятия спортом и отдыха населения.

Ко второму виду относят три категории:

Нормы качества воды водных объектов включают:

Общие требования к составу и свойствам воды в зависимости от видов водопользования

Перечень ПДК нормированных веществ для различных видов водопользования.

Для определения качества воды устанавливается расчетный створ.

Рис.1.

ПП - промышленное предприятие;

ОС - очистные сооружения;

• - нулевой створ;
• - расчетный створ.

При сбросе сточных вод в водные объекты, расчетный створ определяется в каждом случае местной администрацией, но не далее, чем в 500 м. от места сброса сточных вод.

Таким образом, для разных видов водопользования качество воды при сбросе сточных вод должно соответствовать качеству в расчетном створе.

В расчетном створе качество воды должно удовлетворять нормативным требованиям (ПДК). Все вредные вещества, для которых определены ПДК подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ). Принадлежность вещества к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.

Вещества, концентрация которых изменяется как вследствие разбавления, так и вследствие протекания химических, физических и биологических процессов, называются неконсервативными.

Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водные объекты, называются процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения определяет обезвреживающую способность водного объекта.

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчетном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующее условие:

Одновременно механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе в водные объекты - разбавление. В практике расчетов используют понятие кратность разбавления. Кратность разбавления в водотоке у расчетного створа выражается зависимостью.

Технологический цикл одного из предприятий требует потребления

значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко

от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода почти полностью

возвращается в реку в виде сточных вод промышленного предприятия. В

зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые

различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические

компоненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает

концентрацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места

сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водопользования

самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйственного). В

задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вредного компонента

после разбавления водой реки сточной воды предприятия в месте

водопользования и проследить изменение этой концентрации по фарватеру

реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному

компоненту в стоке.

Характеристика реки: скорость течения – V, средняя глубина на участке –

H, расстояние до места водопользования – L, расход воды водотока в месте

водозабора – Q, шаг, с которым необходимо проследить изменение

концентрации токсичного компонента по фарватеру реки – LS. Характеристика

стока: вредный компонент, расход воды предприятием (объем сточной воды) –

q, концентрация вредного компонента – C, предельно допустимая концентрация

Методика расчета

Многие факторы: состояние реки, берегов и сточных вод влияют на

быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска

сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания. Выпуск в водоемы сточных

вод должен, как правило, осуществляться таким образом, чтобы была

обеспечена возможность полного смешивания сточных вод с водой водоема в

месте их спуска (специальные выпуски, режимы, конструкции). Однако

СВ смешивание будет неполным. В связи с этим реальную кратность

разбавления в общем случае следует определять по формуле:

g × Q + q

где γ – коэффициент, степень разбавления сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их

влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять

кратность разбавления. Расчет ведется по формулам:

1 + (Q / q) × b

где α – коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

L – расстояние до места водозабора.

α = ε · ( L Ô L ïð) × 3 D q ,

где ε – коэффициент, зависящий от места стока воды в реку: при выпуске у

берега ε=1, при выпуске в стержень реки (место наибольших скоростей) ε=1,5;

Lф/Lпр – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по

фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего

водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой; D –

V × H × g

где V – средняя скорость течения, м/с; H – средняя глубина, м; g – ускорение

свободного падения, м/с2; m – коэффициент Буссинского, равный 24; с –

коэффициент Шези, который выбирают по таблицам. Однако в данной задаче

предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, поэтому

справедливо приближение

V × H

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте

ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

Эта величина не должна превышать ПДК (предельно допустимая

концентрация).

Необходимо также определить, какое количество загрязняющих веществ

может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты

проводятся только для консервативных веществ, концентрация которых в воде

изменяется только путем разбавления, по санитарно-токсилогическому

показателю вредности. Расчет ведется по формуле:

Сст.пред. = К · ПДК,

где Сст.пред. – максимальная (предельная) концентрация, которая может быть

допущена в СВ или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания

с водой у первого (расчетного) пункта водопользования степень загрязнения не

превышает ПДК.

Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле:

концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места

сброса СВ по руслу реки с шагом LS, указанным в варианте: F=C(L).

В результате вычислений должны быть получены следующие

характеристики СВ

Кратность разбавления К;

Концентрация в месте водозабора – Св, мг/л;

Предельная концентрация в стоке – Сст.пред., мг/л;·

Предельно допустимый сток – ПДС, мг/с;

График функции F=C(L).

Таблица 4.1

Задание по охране почв

Кафедра экологии и безопасности жизнедеятельности

Решение задач по

экологии

Выполнил: Лубе Н.И.

Группа: УИ0301

Вариант: 13

Приняла: Соловьева Р.А.

Задача №1

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК СБРОСОВ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ В ВОДОЕМЫ

Технологический цикл одного из промышленных предприятий Мос­ковской области требует потребления значительных количеств воды. Ис­точником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода, практически полностью возвращается в ре­ку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компо­ненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концен­трацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водоиспользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйст­венного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вред­ного компонента после разбавления водой реки сточной воды предпри­ятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентра­ции по фарватеру реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.

Характеристика реки: скорость течения - V, средняя глубина на участке - Н, расстояние до места водопользования - L, расход воды в реке - Q1; шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки - LS.

Характеристика стока: вредный компонент, расход воды -Q2, кон­центрация вредного компонента - С, фоновая концентрация -Сф, пре­дельно допустимая концентрация - ПДК.

Варианты к расчету характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы:

ε=1; Lф/Lпр=1

Решение:

Многие факторы: состояние реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания.

где γ -коэффициент, степень полноты сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления.

Расчет ведется по формулам:

;

,

где -коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

L- расстояние до места водозабора.

где -коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку.=1, при выпуске у берега.

Lф/Lпр – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой.

Исходя из того, что в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, найдем D-коэффициент турбулентной диффузии,

=

где V-средняя скорость течения, м/c;

H-средняя глубина, м.

Зная D, найдем:

=0,025

Итак, реальная кратность разбавления равна:

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

0,2 > 0.01, это значит что эта величина превышает ПДК

Необходимо также определить, какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты проводятся только для консервативных веществ по са- нитарно - токсикологическому показателю вредности. Расчет ведется по формуле:

С ст.пред. = K· (ПДК – С ф) + ПДК=2.428(0.01-0.001)+0.01=0.032 мг/л=0.000032 мг/м 3

где С ст.пред. - максимальная (предельная) концентрация, которая мо­жет быть допущена в СВ, или тот уровень очистки СВ, при котором по­сле их смешивания с водой в водоеме у первого (расчетного) пункта во­допользования степень загрязнения не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток ПДС рассчитывается по формуле:

ПДС = С ст. пред ·Q2 = 0.000032 · 0.7 = 2,24·10 -5 мг/с

Построим график функции распределения кон­центрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS = 15 м, С в = f (L ):

Выводы: Решив данную задачу, мы получили реальную концентрацию вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора, С в =0.2, она получилась больше чем предельно допустимая концентрация вредных веществ в водоеме, а это означает, что водоем очень сильно загрязнен, и требует немедленной очистки, а предприятие, сбрасывающее в него свои сточные воды необходимо проверить на санитарные нормы.

Размещено на /

Введение

Целью данной курсовой работы является составление и расчет схемы очистных сооружений предприятия.

Очистка сточных вод необходима для того, чтобы концентрация веществ в воде, сбрасываемой в водный объект с данного предприятия, не превышала нормативы предельно допустимого сброса (ПДС).

Сточные воды с предприятия нельзя сбрасывать загрязненными, так как вследствие этого в реке могут погибнуть живые организмы, происходит загрязнение речной воды, подземных вод, почв, атмосферы; это приводит к нанесению вреда здоровью человека и окружающей природной среде в целом.

Раздел 1. Характеристика предприятия

Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) производят на заводах пластмасс.

Полиэтилен получают полимеризацией этилена в бензине при температуре 80 0С и давлении 3 кг *с / см 2 в присутствии катализаторного комплекса диэтил-алюминий хлорида с четырёххлористым титаном.

В производстве полиэтилена вода расходуется на охлаждение аппаратуры и конденсата. Система водоснабжения - оборотная с охлаждением воды на градирне. Водоснабжение осуществляется тремя системами: оборотной, свежей технической и питьевой воды.

Для технических нужд (промывка полимеров аппаратов и коммуникаций цеха полимеризации, приготовление реагентов инициаторов и добавок для полимеризации) используется конденсат пара.

Характеристика сточных вод приведена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика сточных вод выпускаемых в водоёмы от производства полиэтилена.

Данное предприятие имеет I Б класс опасности. Санитарно защитная зона равна 1000 м. Находится в Киевской области.

Для дальнейших расчётов выбираем реку в данной области – р. Десна, узнаём по этой реке данные для 97% обеспеченности, с помощью переводного коэффициента переводим эти данные для 95% обеспеченности. Значения qпром и qбыт (расход воды на единицу водовыпуска продукции в промышленных и бытовых сточных водах соответственно) равны: qпром=21м3 , qбыт=2,2м3. Затем из справочника по водным ресурсам Украины узнаём Сф, если не указано, то Сф=0,4 ПДК.

Расчёт расхода сточных вод.

Q=Пq, м3/год

П. - производительность, 7500 м3 /год.

Q – расход воды на единицу выпускаемой продукции.

Qпром =7500 21=1575000 м3/год

Qбыт=7500 2,2=165000 м3/год

Опром, быт – расход производственных и бытовых сточных вод.

Qсм=4,315+452=4767 м3/сут.

Расчёт концентрации веществ в сточной воде.

Сiсм=(qx/б Сх/б+Qпр Сiпр)/Qсм

Сiх/б, пр-концентрация веществ в х/б и производственных сточных водах, мг/дм3.

Ссмв-х вв.=(452 120+4315 40)/4764=46,6 мг/дм3

Ссммин.=(452 500+4315 2700)/4767=2491,4 мг/дм3

С смCl =(452 300+4315 800)/4764=752.6 мг/дм3

С смSO4=(452 500+4315 1000)/4767=952.6 мг/дм3

СсмХПК=(452 300+4315 1200)/4767=1115 мг/дм3

СсмБПКп=(452 150+4315 700)/4767=677,85 мг/дм3

СсмAl=(452 0+4315 1)/4767=0.9 мг/дм3

Ссмизопр-л=(452 0+4315 300)/4767=271,55 мг/дм3

Ссмаз.ам=(452 18+4315 0)/4767=1,7 мг/дм3

Раздел 2. Расчёт нормативного сброса сточных вод

Расчёт кратности основного разбавления no.

Y=2.5∙√nш-0,13-0,75√R(√nш-0,1)=2,5∙√0,05-0,13-0,75√3(0,05-0,1)=0,26

пш-коэффициент шероховатости русла реки.

R-гидравлический радиус.

Sn=Ry/nш=30,26/0,05=26,6

Sn-коэффициент Шези.

Д=g∙Vф∙hф/(37 nш∙Sh2)=9.81∙0,02∙3/(37∙0,05∙26,6)=0,012 м/с2

g-ускорение свободного падения, м/с2.

Д-коэффициент требуемой диффузии.

Vф-средняя по сечению водотока скорость.

hф-средняя глубина реки, м.

α=ζ∙φ∙√Д/Ост=1,5∙1,2∙√0,012/0,03=1,3

ζ-коэффициент, характеризующий тип выпуска сточных вод.

φ-коэффициент, характеризующий извилистость русла реки.

Qст-расход сточных вод.

β= -α√L=2.75-1.3∙√500=0.00003

L-расстояние от места выпуска до контрольного створа.

γ=(1-β)/(1+(Оф/ Ост)β)=(1-0,00003)/(1+(0,476/0,0)∙0,00003)=0,99

γ-величина коэффициента смещения.nо=(Qст+γ∙Qф)/Qст=(0,03+0,99∙0,476)/0,03=16,86

Расчёт кратности начального разбавления nн.

l=0.9B=0.9∙17.6=15.84

l-длинна трубы рассеивателя, м.

В-ширина реки в маловодный период, м.

В=Qф/(HфVф)=1,056/(3∙0,02)=17,6 м

l1=h+0.5=3+0.5=3.5 м

l1-расстояние между оголовками

0,5-технологический запас

N=l/l1=15.84/3.5=4.5≈5-количество оголовковd0=√4Qст/(πVстN)=√ (4∙0.05)/(3.14∙2∙5)=0.08≥0.1N=4Qст/(πVстd02)=0.2/(3.14∙3∙0.12)=3.2≈3

Vст=4Qст/(πN d02)=0.2/(3.14∙3∙0.12)=2.1

d0=√4Qст/(πVстN)= √0.2/(3.14∙2.1∙3)=0.1

d0-диаметр оголовка,

Vст-скорость истечения,

L1=L/n=15.84/3=5.2

Δvm=0,15/(Vст-Vф)=0,15/(2,1-0,02)=0,072

m=Vф/Vст=0,02/2,1=0,009-соотношение скоростных напоров.

7,465/√(Δvm[Δv(1-m)+1,92m])=√7.465/(0.072)=20.86-относительный диаметр трубы.

d=d0∙ =0.1∙20.86=2.086

nн=0,2481/(1-m)∙ 2=[√0.0092+8.1∙(1-0.009)/20.86-0.009]=13.83

Кратность общего разбавления:

n=n0∙nн=16,86∙1383=233,2

Таблица 2 Расчёт Спдс

Для проведения расчётов определяем, соответствует ли РАС.

Для веществ ОТ, ед. ЛПВ

Сфi/ПДКi<1

для веществ с од. ЛПВ

∑ Сфi/ПДКi<1

I. Расчёт СПДС, когда РАС существует.

1.Взвешенные вещества

Концентрация на границе зоны общего разбавления при фактическом сбросе сточных вод:

СФiк.с.=Сфi+∑(Сстi-СФi)/n

Cфакт в. в-вк.с.=30+(46,6-30)/233,2=30,0 7

СПДС=30+0,75 ∙233,2=204.9

СПДС=min(СПДСрасч Сст)= minСст

2.Вещества из ОТ и ед. ЛПВ

Минерализация

Сфакт=331+(2491,4-331)/233,2=340,3

0,75 =Δ1≤σ1=9,2

СПДС=331+0,75 ∙233,2=505,9

СПДС=min(СПДСрасч Сст)

Сфакт=1,2+(677,9-1,2)/233,2+(238,9-1,2)/200=5,3

0,75=Δ1≤σ1=2,9

СПДС=1,2+0,75∙233,2=176,1

II. Расчёт СПДС, когда РАС существует.

1.Вещества из ОТ и ед. в своём ЛПВ

СПДС= min(Сст; ПДК)

2.Вещества с одинаковым ЛПВ

2а -Cl-,SO42-,Al3+,нефтепродукты

∑Ki=Cстi/ПДКi=752.6/300+952.6/100+0.9/0.5+0/0.1=13.8>1

Сф/ПДК≤Кi≤Сст/ПДК

СПДС=Кi∙ПДК

0,25≤KCl≤2.5Cпдс=0,06·300=18

0,4≤KSO4≤9.5Cпдс=0.3·100=40

0.35≤KAl≤1.8Cпдс=0.14·0.5=0.175

0≤Kн-ты≤0Cпдс=0,-0,1=0

2б Изопропанол, азот аммонийный, СПАВ

∑Ki=271,6/0,01+1,7/0,5+0/0,1=27163,4>1

0,8≤Kиз-л≤271160Cпдс=0,6·0,01=0,008

0,2≤Kа.ам.≤3,4Cпдс=0,3·0,5=0,1

0≤KСПАВ≤0Cпдс=0

Раздел 3. Расчёт сооружений механической очистки

Для удаления взвешенных веществ, служат сооружения механической очистки.

Для очистки сточных вод от этих веществ, для данного предприятия, необходимо поставить решётки и песколовки.

Для расчёта сооружений механической очистки необходимо расход смеси, который измеряется в м3/год, перевести в м3/сут

Расчёт решёток.

qср.сек.=4764/86400=0,055(м3/сек)·1000=55 л/с

По таблице из СНиПА, определяем Кдеп.max

х=-(45·0,1)/50=-0,09

Кдеп.max=1,6-(-0,09)=1,69

qmaxсек=gср.сек· Кдеп.max=0,055·1,69=0,093(м3/сек)

n=(qmaxсек·K3)/b·h· Vp=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·1)=12.21≈13 шт

Вр=0,016·13+14·0,006=0,292 м

Принимаем решётку РМУ-1 с размером 600 мм Ч800 мм, в ней ширина между стержнями 0,016 м, толщина стержней 0,006 м. Количество прозоров между стержнями – 21.

Vp==(qmaxсек·K3)/b·h·n=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·21)=0.58 м/с

Nпр=Qср.сут/qвод.от=4767/0,4=11918 человек

Vсут=(Nпр·W)/(1000·35)=0.26 м3/сут =·Vсут=750·0,26=195 кг/сут

Расчёт песколовок. Песколовки – тангенсыальные-круглые, т.к. Qср.сут=4764 м3/сут, т.е.<50000 м3/сут

qср.сек=4767/86400=0,055 м3/сут

qmax S=Kдепmax·qср.сек=1,6·0,055=0,088 м3/сут

Д=(qmaxсек·3600)/n·q·S=(088·3600)/2·1·10=1.44 м2

НК=√Д2-Н2=1,61 м

Vк=(π∙Д2∙Нк)/3∙4=3,14∙1,442∙0,72)/12=0,39 м3

Nпр=11918 человек

Vос=(11918∙0,02)/1000=0,24 м3/сут

t=Vk/Voc=0.39/0.24=1.625 сут

Расчет аэротенка - смесителя с регенерацией

Применяется для очистки производственных сточных вод со значительными колебаниями состава и расхода стоков с присутствием в них эмульгированных и биологически трудно - окисляемых компонентов

Исходные данные:

qw =198.625 м2/ч

Len =677.9мг/л

Lex =117.8мг/л

r max =650 БПК полн/(г *ч)

Кч=100 БПК полн/(г *ч)

Ко=1,5 мгО 2/Л

Коэффициент рециркуляции равен:

Ri = 3,5/((1000/150)-3,5)=1,1

Средняя скорость окисления:

r=(650*117.8*2)/(117.8*2+100*2+1.5*117.8)*(1/(1+2*3.5))=31.26 мгБПКп/(г *ч)

Общий период окисления:

Tatm = (Len-Lex)/(ai(1-S)r)=(677.9-117.8)/(3.5(1-0.16)650) = 0.29ч

Общий объем аэротенка и регенератора:

Watm+Wr = qw*tatm = 198.625*0.29 = 58.1 м3

Общий объем аэротенка:

Waatm= (Watm+ Wr)_/(1 + (Rr/1+Rr)) = 58.1/(1+(0.3/1+0.3)) = 47.23 м3

Объем регенератора:

Wr = 58.1-47.23 = 10.87 м3

qi= 24(Len-Lex)/ai(1-S)tatm = 750

Значение Ii принимаем равным 150 (приблизительно близкое значение для qi)

Доза ила в аэротенке:

ai = (58.1*3.5)/(47.23+(01/1.1*2)*0.87) = 3.2 г/л

Расчет вторичного вертикального отстойника

Qср.сут = 4767 м3/сут

a t = 15 мг/л

Количество отстойников принимаем равным:

q = 4.5*Kset*Hset0.8/(0.1*Ii*aatn)0.5-0.01at = 1.23 м3

Кset для вертикальных отстойников равно 0,35(табл.31 СниП) -коэффициент использования объема,

Hset 3-рабочая глубина (2,7-3,5)

F =qmax.ч/n*q = 176 м2

Диаметр отстойника:

Д = (4*F)/p*n) = 8.6 м

Подбор вторичного отстойника:

Номер типового проекта 902-2-168

Отстойник вторичный из сборного железобетона

Диаметр 9м

Строительная высота конической части 5,1 м

Строительная высота цилиндрической части 3м

Пропускная способность при времени отстаивания 1,5ч-111,5 м3/ч

Расчет аэротенка - нитрификатора

q = 4767 м3/сут

Len = 677.9 мг/л

Cnen = 1.7мг/л

Lex = 117.8 мг/л

Cnex = 0.1 мг/л

rmax = 650 мг БПКп/г*ч

Кt = 65 мг/л

Кo = 0,625 мг/л

По формуле 58 СниП находим m:

m = 1*0,78*(2/2+2)*1*1,77*(2/25+2) = 0,051сут-1

Минимальный возраст ила находим по формуле 61 СНиП:

1/m = 1/0,051 = 19,6 сут.

r = 3,7+(864*0,0417)/19,6 = 5,54 мгБПКп/г*ч

Находим концентрацию беззольной части активного ила при Lex = 117,8 мг/л

ai = 41.05 г/л

Продолжительность аэрации сточных вод:

tatm = (677.9-117.8)/(41.05*5.54) = 2.46

Концентрация нитрифицирующего ила в иловой смеси при возрасте ила 19,6 суток определяется по данным таблицы 19 с использованием формулы 56 СНиП:

ain = 1.2*0.055*(1.7-0.1/2.46) = 0.043 г/л

Общая концентрация беззольного ила в иловой смеси аэротенков составляет:

ai+ain = 41.05+0.043 = 41.09 г/л

С учетом 30% зольности доза ила по сухому веществу составит:

a = 41.09/0.7 = 58.7 г/л

Удельный прирост избыточного ила К8 определяется по формуле:

К8= 4,17*57,8*2,46/(677,9-117,8)*19,6 = 0,054 мг/

Суточное количество избыточного ила:

G = 0.054*(677.9-117.8)*4767/1000 = 144.18 кг/сут

Объем аэротенков-нитрификаторов

W = 4767*2.46/24 = 488.62 м3

Расход подаваемого воздуха рассчитывается по формуле

1,1*(Cnen-Cnenex)*4.6 = 8.096

Подбор аэротенка:

Ширина коридора 4м

Рабочая глубина аэротенка 4,5м

Число коридоров 2

Рабочий объем одной секции 864м3

Длина одной секции 24м

Число секций от 2 до 4

Тип аэрации низконапорная

Номер типового проекта 902-2-215/216

Повторный расчет и подбор вторичного отстойника

Расчет адсорбера

Производительность qw= 75000 м3/год или 273 м3/сут

Cen (начальная величина азота ам.) = 271,6 мг/л

Cex = 0.008 мг/л

asbmin = 253*Cex1/2 = 0.71

Ysbнас = 0.45

Определяем максимальную сорбционную емкость asbmax в соответствии с изотермой, мг /г:

asbmax =253*Cen1/2 = 131.8

Общая площадь адсорберов, м2:

Fad = qw/V = 273/24*10 = 1.14

Колличество параллельно и одновременно работающих линий адсорберов при D = 3,5 м, шт

Nadsb = Fads/fags = 1.14*4/3.14*3.5 2 = 0.12

Принимаем к работе 1 адсорбер при скорости фильтрации 10 м/ч

Максимальная доза активированного угля,г/л:

Dsbmax = Cen-Ctx/Ksb*asbmax = 2.94

Доза активного угля выгружаемого из адсорбера:

Dsbmin = Cen-Cex/asbmin=35.5г/л

Ориентировочная высота загрузки, обеспечивающая очистку,м

H2 = Dsbmax*qw*tads/Fads*Ysb = 204

Ориентировочная высота загрузки, выгружаемая из адсорбера,м

H1=Dsbmin*qw*tads/Fads*Ysbнас=1,57

Htot=H 1+H2+H3=1.57+204+1.57=208

Общее количество последовательно установленных в 1-ой линии адсорберов

Продолжительность работы адсорбционной установки до проскока, ч

t1ads=(2*Cex(H3=H2)*E*(asbmax+Cen))/V*Cen 2=0.28

E=1-0.45/0.9=0.5

Продолжительность работы одного адсорбера до исчерпания емкости, ч

t2ads=2*Cen*Ksb*H1*E*(asbmax+Cen)/V*Cen 2=48.6

Таким образом,требуемая степень очистки может быть достигнута непрерывной работой одного адсорбера, где работает 10 последовательно установленных адсорберов,каждый адсорбер работает в течении 48 часов,отключение одного адсорбера в последовательной цепи на перегрузку производится через каждые 0,3 часа.

Расчет объема загрузки одного адсорбера,м3

wsb=fads*Hads=96

Расчет сухой массы угля в 1-ом адсорбере,т

Psb=Wsb*Ysbнас=11

Затраты угля, т /ч

Зsb=Wsbp/t2ads=0.23,что соответствует дозе угля

Dsb=Зsb/qw=0.02

Сооружения для ионообменной очистки сточных вод

Ионообменные установки следует применять для глубокой очистки сточных вод от минеральных и органических ионизированных соединений и их обессоливания. Сточные воды подаваемые на установку, не должны содержать:солей -свыше 3000 мг/л;взвешенных веществ –свыше 8 мг/л; ХПК не должна превышать 8 мг/л.

Катиониты: Аl2- вх=0,9/20=0,0045мгэкв/л

вых=0,175/20=0,00875мгэкв/л

Аниониты:

Cl- вх=752,6/35=21,5мгэкв/л

вых=75/35=2,15мгэкв/л

SO4 вх=952,6/48=19,8мгэкв/л

вых=40/48=0,83мгэкв/л

Объем катионита

Wкат = 24qw(SCenk-SCexk)/nreg*Ewck=0,000063м3

Рабочая объемная емкость катионита по наимение сорбируемому катиону

Ewck=ak*Egenk-Kion*qk*SCwk=859г*экв/м3

Площадь катионитовых фильтров Fк,м2

Число катионитовых фильтров:рабочих –два,резервный один.

Высота слоя загрузки 2,5 метра

Скорость фильтрования 8м/ч

Размер зерен ионита 0,3-0,8

Потери напора в фильтре 5,5 м

Интенсивность подачи воды 3-4 л/(с*м2)

Продолжительность взрыхления 0,25 ч

Регенерацию следует производить 7-10 % растворами кислот (соляной, серной)

Скорость пропуска регенерационного раствора Ј 2 м/ч

Удельный расход ионированной воды составляет 2,5-3 м на 1м3 загрузки фильтра

Объем анионита Wan, м3 определяется анологично объему Wкат и составляет 5,9м3

Площадь фильтрации

Fan=24qw/nreg*tf*nf=7,6

где tf -продолжительность работы каждого фильтра и составляет

tf=24/nreg-(t1+t2+t3)=1,8

Регенерацию анионитовых фильтров надлежит производить 4-6% растворами едкого натра, кальцинированной соды или аммиака; удельный расход реагента на регенерацию равен 2,5-3 мг*экв на 1 мг*экв сорбированных анионов.

После ионирования воды предусмотрены фильтры смешанного действия для глубокой очистки воды и регулирования величины pH ионированной воды.

Вывод

В ходе данной курсовой работы, я ознакомилась со сточными водами данного предприятия, с их характеристикой. Рассчитала нормативы сброса сточных вод (СПДС). По этим расчетам были сделаны выводы, от каких веществ необходимо очищать сточные воды данного предприятия. Подобрала схему очистки сточных вод, которая максимально подходит для этих вод, рассчитала сооружения механической очистки, для удаления взвешенных веществ. Также были рассчитаны сооружения биологической и физико-химической очисток. После трех видов очисток вода с предприятия соответствует нормам и ее можно сбрасывать в водный объект.

Список литературы

Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности – М: Стройиздат, 1982 г.

Канализация населённых мест и предприятий. Редактор Самохин В.Н. – М: Стройиздат, 1981 г.

СНиП 2.04.03-85 “Канализация. Наружные сети и сооружения”.

Малые реки Украины. Яцик А.В.

Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное пособие к СНиП – М.: Стройиздат,1980 г.

Размещено на

Похожие рефераты:

Силовые и кинематические параметры привода. Скорость скольжения в зоне контакта. Контактное напряжение на рабочей поверхности зуба колеса. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки. Расчет сил зацепления и петлевой расчет червячной передачи.

Разработка технологии очистки сточных вод от гальванического и травильного производств. Расчет технологического оборудования (основных характеристик аппаратов водоочистки) и составление схемы очистки. Проектирование оборудования для обработки осадка.

Компоновка конструктивной схемы сборного покрытия. Расчет пустотной панели с напрягаемой арматурой по предельным состояниям первой группы. Определение усилий от расчетных и нормативных нагрузок и прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

Привод ленточного транспортера, его краткое описание и условия его эксплуатации. Принципиальные расчеты: кинематики, закрытой передачи, валов, долговечности подшипников, открытой передачи, шпоночного соединения, тихоходного вала. Выбор соединительных муфт

Общая характеристика технологии изготовления детали "Шпиндель"на гидравлическом прессе с усилием 8 МН, а также методика определения размеров, формы и массы ее заготовки. Особенности выбора термического режима нагрева, подогрева и охлаждения поковки.

Плоскость вращения втулки несущего винта. Определение момента сопротивления вращения несущего винта и мощности потребной для создания заданной тяги. Расчет диаметра зоны обратного обтекания. Определение суммарной осевой скорости движения несущего винта.

Расчет веса частей бруса. Определение угла наклона сечения, для которого нормальное и касательное напряжения равны по абсолютной величине. Построение эпюров сечения, вычисление его диаметра. Определить передаточное отношение от входного колеса до водила.

Спроектировать состав бетона для каждой из трех зон напорного сооружения, расположенного в открытом водоеме.

Разработка редуктор для передачи крутящего момента от электродвигателя к рабочей машине через муфту и клиноременную передачу. Проектирование редуктора для привода машины или по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Поиск главной магистрали трубопровода методом расчета сложных ответвлений. Вычисление средних гидравлических уклонов на направлениях от начала ответвления к каждому из потребителей. Расчёт участков главной магистрали. Напоры, развиваемые насосами.

Определение мощности электродвигателя приводной станции конвейера; кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода. Расчет клиноременной передачи. Выбор основных узлов привода ленточного конвейера: редуктора и зубчатой муфты.

Описание привода ленточного конвейера. Подбор электродвигателя. Расчет передач. Ориентировочный расчёт валов, подбор подшипников. Первая эскизная компоновка редуктора. Конструирование зубчатых колёс и валов. Схема нагружения валов в пространстве.

Выбор схемы выпрямления, основные параметры выпрямителя. Катушка трансформатора с первичной и вторичной обмотками из изолированного провода. Значения тока тиристора в зависимости от номинального выпрямленного тока. Расчёт КПД сварочного выпрямителя.

Определение величины теплопотерь на испарение, дыхание и механическую работу. Допустимая величина общих основных теплопотерь. Расчет термических сопротивлений пакетов одежды. Формирование пакета одежды. Расчет структуры пакета по каждому участку.

Задача № 1

Цель работы: рассчитать характеристики сточных вод, а именно кратность разбавления, концентрацию в месте водозабора, предельную концентрацию в стоке, предельно допустимый сток. Построить график зависимости концентрации вредного компонента от расстояния до места водозабора.

Таблица 1. Входные параметры

Алгоритм решения:

Для того, чтобы решить задачу, сначала нужно вычислить коэффициент турбулентной диффузии:

Условия спуска сточных вод в водоём принято оценивать с учётом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления. Расчёт ведётся по формуле:

Итак, многие факторы, такие как состояния реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод до пункта полного смешивания. Выпуск в водоёмы сточных вод должен, как правило, осуществляться таким образом, чтобы была обеспечена возможность смешивания сточных вод с водой водоёма в месте их спуска.

Далее необходимо определить, какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчёты проводятся только для консервативных веществ по санитарно-токсикологическому показателю ведности. Расчёт ведётся по формуле:

Где С ст.пред. – максимальная концентрация, которая может быть допущена в сточных водах, или тот уровень очистки сточных вод, при котором после их смешивания с водой в водоёме у расчётного пункта водопользования степень загрязнения не превышает ПДК; ПДК – предельно допустимая концентрация.

Следующим шагом будет расчёт предельно допустимого стока(ПДС) по формуле:

Подставим формулу (10) в формулу (15):

Подставляем в функцию формулу (16) и получаем:

Таблица 4. Конечные значения концентрации фенола

Таблица 5. Конечные значения концентрация различных веществ

Выводы:

Полученные результаты показывают, что при расстоянии до места водозабора L = 200м кратность разбавления составляет 2.0067, а концентрация фенола в воде составит C В = 9.95 мг/л, что в десятки раз превосходит ПДК = 0.35 мг/л. Следует снизить концентрацию вредного вещества, например, лучше очищая сточные воды или уменьшая их расход.

Чтобы концентрация фенола в месте водозабора была в пределах ПДК, его концентрация в сточных водах не должна превышать C ст.пред. = 0.9821 мг/л. Предельно допустимый сток ПДС = 1,1785 мг/с.

По результатам рассчитанных данных был построен график распределения концентрации фенола в зависимости от расстояния между точкой выброса сточных вод и местом водозабора. По графику видно, что на расстоянии свыше 200 км концентрация фенола практически не меняется – это связано с тем, что на таких больших расстояниях фенол максимально растворился и уже не может раствориться ещё больше. Самый лучший результат при аппроксимации показывает многочлен 6‑й степени.

Также анализ полученных данных показал, что концентрация фенола в водоёме никогда не достигнет ПДК, поскольку концентрация вредного вещества в сточных водах слишком велика, а расход воды в реке слишком мал по сравнению с расходом сточных вод. Также это связано с тем, что фенол плохо растворим и легче воды.

Построенный график растворимости различных вредных веществ показывает, что наиболее растворимыми являются соли ртути, а наименее растворим керосин. Вероятно, это связано с плотностью веществ (у керосина она 800 кг/м³, у ртути 13 500 кг/м 3), а также от констант растворимости (для солей ртути она порядка 10 -15 , для керосина порядка 10 -20).

Для решения задачи и построения графиков были использованы следующие программы: Microsoft Word, Microsoft Excel, MathCAD.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Источники загрязнения воды:

a) Промышленность – целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, чёрная металлургия и др.

b) Сельское хозяйство – орошение полей, сточные воды насыщены солями и остатками хим. веществ, органическими остатками ферм.

c) Бытовые отходы – почти вся использованная в населённых пунктах вода поступает в канализацию.

2. Опасность неочищенных сточных вод:

b) В сточных водах могут содержаться химические вещества, плохо влияющие на живые организмы, что наносит вред биосфере;

c) В сточных водах снижено содержание растворённого в воде кислорода, что уменьшает активность гнилостных бактерий и приводит к заболачиванию местности.

3. Условия спуска сточных вод промышленных предприятий в водоёмы:

После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако, это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных и других целей.

4. Контроль за осадконакоплением и уровнем биогенов:

В процессе очистки сточных вод, на Московских станциях аэрации обрабатывается 9000 м3 в течении года осадков. Все осадки обеззараживаются. Из всего количества осадков около 3500 м3 идёт на иловые площадки. До настоящего времени основным способом обеззараживания осадка являлась естественная сушка на иловых площадках, где он подсушивался до влажности около 80%, при этом уменьшаясь в объёме в 7 раз.

5. Сбор и очистка сточных вод:

Санитарная канализационной системы объединяет все сточные трубы от расположенных в зданиях раковин, ванн ит.д., как ствол дерева объединяет все его ветви. Из основания этого «ствола» вытекает смесь всего, что попало в систему, - исходные стоки, или исходные сточные воды.

6. Загрязнение гидросферы ядохимикатами:

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, пестициды, тяжелые металлы, диоксиды и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические радиоактивные вещества, тепло и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические радиоактивные вещества, тепло и др. Химическое загрязнение – наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединение ртути, свинца и др.) и нетоксичным.