МИНИСТЕРСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ И  НАУКИ РФ                  

               

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

      Физико-технический  факультет

      Кафедра «Инженерной защиты окружающей среды»

КУРСОВАЯ  РАБОТА

Тема: «Выбор и расчет параметров технологической схемы очистки сточных вод»

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

      ЗАДАНИЕ на курсовое проектирование № 14

      Студенту  Буйковой Л.А. группы ИЗОС-В-06

      Составить технологический узел очистки сточных  вод от следующих загрязнений:

• взвешенные вещества:
• крупногабаритные загрязнения - 5%;
• песок - 40%;
• средние взвешенные вещества - 0%;
• мелкодисперсные - 55%;
•      NH4 ⁺

Рассчитать  параметры основных устройств.

      Исходные  данные:

• расход сточных вод Q_св= 150 м³/ч.
• концентрация взвешенных веществ С_вз.в-в= 180 мг/л;
• концентрация загрязняющего вещества С_{заг.в-ва}= 1,5 мг/л;
• требования предъявляемые к сбросу:

- для взвешенных веществ ПДС= 5+0,3*1=5,3 кг/ч.

ПДС=Q*Cсб.вз.в-в=5,3/150=35,3 мг/л.

- для химического  соединения С_сб = ПДК = 0, 5 мг/л.

Эффективность необходимой очистки:

• по взвешенным веществам Эвз.в=(180-36,3)/180*100%=80%
• по химическим веществам Эхим.в=(1,5-0,5)/1,5*100%=66%

 

ВВЕДЕНИЕ

              Сточные воды – это воды и атмосферные осадки, отводимые в водоемы с территории промышленных предприятий и населенных мест через систему канализации или самотеком, свойства которых ухудшаются в результате человеческой деятельности.

                Очистка сточных вод, одна из  основных задач экологии. Вода  очень ценный ресурс на нашей  планете, мы должны более рационально  ее использовать, а так же использовать  различные методы очистки.

         Загрязнение воды наиболее жестко  сказывается на здоровье людей.  Поэтому очистка сточных вод  имеет большое значение. Проблема  очистки сточных вод наиболее  остро стоит на предприятиях  химической, металлургической, энергетической, добывающей и целлюлозо-бумажной промышленности.

       Реки  и проточные водоемы обладают свойством самоочищения, но процесс  протекает медленно, а нагрузка и  мощности предприятий постоянно  увеличиваются. Поэтому на предприятиях ведутся активные работы по очистке  сточных вод.

            Сточные воды имеют большое  количество примесей и различные  загрязнения, в своей курсовой  работе, на основе исходных данных  и требований к очистке сточных  вод от взвешенных веществ,  песка, мелкодисперсных веществ  и химического загрязнения NH4, я приведу примеры наиболее рациональных методов очистки. 
 
 
 

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Данный  раздел содержит анализ существующих методов для очистки сточных  вод от заданных загрязнений, выбор  и обоснование основных процессов  и аппаратов для достижения заданной степени очистки норм сброса. Анализ основных процессов и аппаратов, которые могут быть использованы для данных загрязнений и выбор  из них более целесообразных исходя из исходных данных.  

1. Определим долю по категории загрязнения:
1. крупногабаритные загрязнения (сита, решетки, решетки-дробилки): 5%

180 - 100%

Х - 5%

Х = 9 мг/л;

     2) песок (песколовки): 40%

     180 – 100%

     Х    -   40%     

     Х = 72 мг/л;

     3) мелкодисперсные взвешенные вещества (физико-химическая очистка): 35%

     180 – 100%

     Х    -   35%     

     Х = 99 мг/л

       Выполняем подбор наиболее эффективного оборудования для очистки. 

1. Очистка от крупногабаритных загрязнений

Так как  в сточной воде присутствуют крупногабаритные загрязнения, то мы должны предусмотреть  процесс процеживания. В качестве аппаратов применяются   стержневые решетки с ручной и механизированной очисткой прутьев, ступенчатые решетки, ротационные диски, сита, ротационные  барабаны, центрифуги. В зависимости  от расхода сточных вод, от конструкции  аппаратов, от состава очищаемых  сточных вод и других факторов варьируется эффект очистки от 5 до 50 %. В качестве аппарата используем барабанный фильтр для очистки 40% КГЗ  и 30% песка:

Рассчитаем  количество отбросов, задержанное на данном виде аппаратов:

9*0,4=3,6 мг/л  – КГЗ

Остаток – 5,4 мг/л.

72*0,3=21,6 мг/л – песок

Остаток – 50,4 мг/л.

Общий остаток 55,8 мг/л. 

2. Очистка от песка

Основной  задачей песколовок является удаление минеральных примесей без органических примесей. Песколовки обычно устанавливают  перед отстойниками очистных сооружений систем канализации. Количество песколовок или отделений должно быть не менее двух, причем все – рабочие. Принцип действия песколовки гравитационный, т.е. минеральные частицы, удельная масса  которых больше удельной массы воды, главным образом песок, выпадает на дно.

По направлению  движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные (с горизонтальным прямоточным и круговым движением  воды), вертикальные (вода подается снизу и направляется вверх) и с водоворотным движением воды (тангенциальные и аэрируемые). Эффект очистки от 65 до 85 % в зависимости от выбора вида песколовки. Можно использовать горизонтальную песколовку с круговым движением, но песколовки этого типа работают не эффективно, для повышения эффективности требуется их реконструкция. Я выбираю горизонтальную песколовку с круговым движением. Эффект очистки 92%. Рассчитываем количество песка задержанного в песколовке:

55,8*0,92=51,3 мг/л

Остаток – 4,4 мг/л.

Отсеявшийся песок отправляется в бункер, где  его обезвоживают и отправляют на склад временного хранения до востребования  для вторичного использования. 

     1.3 Очистка от мелкодисперсных  веществ  и NH4

       Далее сточную воду необходимо очистить от мелкодисперсных примесей. Для этого  используют физико-химические методы очистки. К данному виду очистки  относят процессы:

• коагуляции;
• флокуляции;
• флотации;
• адсорбции;
• ионного обмена;
• экстракции;
• электрохимические методы
• биологическая очистка и др.

 
 

                  Среди методов очистки сточных  вод большую роль играет биологический  метод, основанный на использовании  закономерностей биохимического  и физиологического самоочищения  рек и других водоемов. Есть  несколько типов биологических  устройств по очистке сточных  вод: биофильтры, биологические пруды  и аэротенки.

                 В биофильтрах сточные воды  пропускаются через слой крупнозернистого  материала, покрытого тонкой бактериальной  пленкой. Благодаря этой пленке  интенсивно протекают процессы  биологического окисления. Именно  она служит действующим началом  в биофильтрах. 

                 В биологических прудах в очистке  сточных вод принимают участие  все организмы, населяющие водоем.

                 Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

                 Биологический метод дает большие  результаты при очистке коммунально-бытовых  стоков. Он применяется также  и при очистке отходов предприятий  нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной  промышленности, производстве искусственного  волокна.

       В данном проекте используем биологический фильтр с жесткой засыпкой и мягкой загрузкой.  Биологическая очистка позволит очистить воду на 70% от химического загрязнения и на 90% от взвешенных веществ.

       1,5*0,7=1,05 мг/л – химическое загрязнение

       Остаток – 0,45 мг/л

       103,4*0,9=93,6 мг/л – взвешенные вещества

       Остаток 10,34 мг/л.

       Общий остаток – 10,79 мг/л. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Описание  технологической схемы:

     В данной работе  необходимо очистить воду от крупногабаритных загрязнений, от песка, а также от NH4.

     Сточная вода подается сначала в барабанный фильтр. Он очищает сточные воды от КГЗ (40%) и от песка (30%). Затем вода попадает в песколовку, используем горизонтальную песколовку с круговым движением, эффективность очистки 92 %. Для эффективности очистки песколовки нужно две. Отсеявшийся песок  из песколовки попадает в бункер для  обезвоживания песка, а после  песок отвозится на склад временного хранения с последующим применением  в строительных целях.