Очистка сточных вод после цеха гальваники
РЕФЕРАТ
Усовершенствование очистных сооружений Вятско-Полянского машиностроительного завода ОАО «Молот».
Расчетно-пояснительная записка стр. 87; табл. 18.
АКТИВНЫЙ ИЛ, МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА, ПЕСКОЛОВКА, РАСЧЕТ, СТОЧНАЯ ВОДА
Цель курсового проекта заключается в расчете и проектировании очистных сооружений ОАО «Молот».
В процессе проектирования разработана технологическая схема очистки сточных вод. Проведены технологический расчет основного и вспомогательного оборудования.
Разработаны мероприятия по охране труда, производственной санитарии, технике безопасности и пожарной безопасности.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………
1. Обзор литературных сведений…………………………………………………..9
1.1 Состав и свойства
сточных вод……………………………………………….
1.2 Классификация сточных вод………………………………………………….10
1.3 Методы очистки сточных
вод……………………………………………14
1.3.1 Механические методы очистки сточных
вод……………………………...14
1.3.2 Химические методы
очистки сточных вод……………………………
1.3.3 Физико-химические методы очистки сточных вод……………………….17
1.3.4 Биохимические методы
очистки сточных вод……………………………
1.3.5 Термические методы
очистки сточных вод……………………………
2. Технологическая часть………………………
2.1 Местоположение…………………………………………
2.2 Климат………………………………………………………………
2.3 Техническая характеристика
исходного сырья……………………………...
2.4 Описание технологической
2.5 Основное оборудование
2.5.1 Решетки, песколовки и песковые бункера………………………………...29
2.5.1.1 Назначение решеток,
песколовок и песковых
2.5.1.2 Оценка и контроль
работы решеток и песколовок………
2.5.1.3 Возможные нарушения
и способы их устранения…………………
2.5.2 Первичные отстойники……………………………………………………
2.5.2.1 Назначение первичных отстойников…………………………………….32
2.5.2.2 Возможные нарушения
и способы их устранения…………………
2.5.3 Аэротенки………………………………………………………
2.5.3.1 Назначение аэротенков………………………
2.5.3.2 Оценка и контроль работы аэротенков…………………………………..33
2.5.3.3 Возможные нарушения и способы их устранения……………………....34
2.5.4 Вторичные отстойники…………………………
2.5.4.1 Назначение вторичных
2.5.4.2 Оценка и контроль работы вторичных отстойников……………………35
2.5.4.3 Возможные нарушения и способы их устранения………………………35
2.5.5 Аэробные стабилизаторы……………………
2.5.5.1 Назначение аэробных
2.5.5.2 Оценка и контроль работы аэробных стабилизаторов………………….37
2.5.6 Иловые площадки………………………………………
2.5.6.1 Назначение иловых площадок…………
2.5.7 Хлораторная…………………………………………………
2.5.7.1 Назначение хлораторной……………………
2.5.7.2 Оценка и контроль работы хлораторной………………………………..38
3 Основное оборудование: горизонтальная
песколовка с круговым
3.1 Устройство, назначение и характеристика песколовки…………………….39
3.2 Характер и причины
нарушений в работе песколовки, мероприятия
по их устранению……………………………………………………
4. Материальный баланс……………………………
4.1 Материальный баланс узла песколовок……………………………………..43
4.2 Материальный баланс
песковых площадок…………………………………
4.3 Материальный баланс усреднителя………………………………………….45
4.4 Материальный баланс
первичных отстойников………………………
4.5 Материальный баланс
узла биологической очистки…………
4.6 Материальный баланс
узла вторичных отстойников…………
4.7 Материальный баланс узла иловых площадок……………………………...50
4.8 Материальный баланс
узла хлорирования…………………………………
5. Расчет основного оборудования…
5.1 Расчет тангенциальной
песколовки……………………………………...…..
5.2 Расчет вертикального
5.3 Расчет усреднителя………………………………
5.4 Расчет аэротенка……………………………………
5.5 Расчет радиального вторичного отстойника………………………………...63
5.6 Расчет аэробного
6. Расчет вспомогательного
оборудования……………………………………....
6.1 Расчет воздуходувки……………………………
6.2 Расчет фильтросных пластин…………
6.3 Расчет насоса……………………………………………
6.4 Расчет насоса для перекачки
ила в аэротенк………………………………...
7. Охрана труда………………………………………………
7.1 Производственная санитария…………
7.2 Техника безопасности…………………………
7.3 Пожарная безопасность………………………
8 Критический анализ
Заключение……………………………………………………
Список литературы…………………………………
Приложение……………………………………………………
ВВЕДЕНИЕ
Вода играет решающую роль во многих
процессах, протекающих в природе,
и в обеспечении жизни
Вследствие антропогенного воздействия природная вода загрязняется различными веществами, что приводит к ухудшению ее качества. Следует выделить некоторые тенденции в изменении качества природных вод под влиянием хозяйственной деятельности людей:
- снижение рН пресных вод в результате их загрязнения кислотами при стоках из атмосферы, увеличение содержания в них сульфатов, нитратов, хлоридов и фосфатов;
- увеличение содержания ионов
кальция, магния, кремния, железа
в подземных и речных водах
вследствие вымывания и
- повышение содержания в природных водах ионов тяжелых металлов, прежде всего свинца, кадмия, ртути, мышьяка и цинка, а также анионов кислот;
- увеличение содержания в водах
органических биологически
- снижение содержания кислорода
в природных водах в
- потенциальная опасность
- снижение прозрачности воды
в водоемах (в загрязненных водоемах
размножаются вирусы и
Поэтому сточные воды, образующиеся на производстве, необходимо очищать перед сбросом их в природные водоемы.
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ СВЕДЕНИЙ
- Состав и свойства сточных вод
По физическому состоянию
а) нерастворимые примеси, находящиеся в воде в виде крупной взвеси (частицы диаметром более десятых долей миллиметра) в виде суспензии, эмульсии и пены (частицы диаметром от десятых молей миллиметра до 0,1 мк);
б) растворенные, находящиеся в воде в виде молекулярно-дисперсных частиц диаметром менее 0,001 мк, которые уже не образуют отдельной фазы, и система становится однофазной – истинным раствором.
По своей природе загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.
К минеральным загрязнениям относятся песок, глинистые частицы, частицы руды, шлака, растворы минеральных солей, кислот и щелочей, минеральные масла и многие другие вещества.
Органические загрязнения
Бактериальные и биологические загрязнения представляют собой различные микроорганизмы: дрожжевые и плесневые грибы, мелкие водоросли и бактерии, в том числе болезнетворные – возбудители брюшного
тифа, дизентерии и др. Этот вид загрязнений свойственен в основном бытовым водам и некоторым видам производственных сточных вод (сточным водам кожевенных заводов, биофабрик, шерстомоек и т.п.). По своему химическому составу они относятся к органическим загрязнениям, но выделяются в отдельную группу ввиду особого взаимодействия с другими видами загрязнений.
Загрязнения производственных сточных
вод, представляющие собой остатки
обрабатываемого сырья и
При рассмотрении вопроса о составе сточных вод одним из важных понятий является концентрация загрязнений, т.е. количество загрязнений, приходящихся на единицу объема воды и исчисляемое обычно в мг/л или г/м3.
Обычно максимальные концентрации загрязнений бывают в утренние и вечерние часы, а минимальные – ночью. В зимний период концентрация загрязнений выше, чем летом, так как водоотведение на одного жителя зимой уменьшается. По сезонам года значительно изменяется и температура сточных вод.
- Классификация сточных вод
Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, по своему составу могут быть разделены на три вида:
- производственные – использованные в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (угля, нефти, руд и т.п.);
- бытовые – от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, а также от душевых установок, имеющихся на территории промышленных предприятий;
- атмосферные – дождевые и от таяния снега.
Производственные сточные воды делятся на две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые).
Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на три группы:
- загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности; заводы по производству минеральных удобрений, кислот, строительных изделий и материалов и др.);
- загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, химической, микробиологической промышленности; заводы по производству пластмасс, каучука и др.);
- загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности; заводы по производству консервов, сахара, продуктов органического синтеза, бумаги, витаминов и др.).
По содержанию загрязняющих веществ производственные сточные воды (слабоконцентрированные и высококонцентрированные) разделяются на четыре группы: 1-500, 500-5000, 5000-30000, более 30000 мг/л.
Производственные сточные воды могут различаться по физическим свойствам загрязняющих и органических продуктов (например, по температуре кипения): менее 120˚С, 120-250˚С и выше 250˚С.
По степени агрессивности эти воды разделяют на слабоагрессивные (слабокислые с рН=6-6,5 и слабощелочные с рН=8-9), сильноагрессивные (сильнокислые с рН<6 и сильнощелочные с рН>9) и неагрессивные (с рН=6,5-8).
Незагрязненные
На различных предприятиях, даже при одинаковых технологических процессах, состав производственных сточных вод, режим водоотведения и удельный расход на единицу выпускаемой продукции весьма разнообразны.
Большое значение в формировании состава производственных сточных вод имеет вид перерабатываемого сырья.
Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования производственных сточных вод изучается их состав и режим водоотведения. При этом анализируются физико-химические показатели сточных вод и режим поступления в канализационную сеть не только общего стока промышленного предприятия, но и сточных вод от отдельных цехов, а при необходимости от отдельных аппаратов.
Для разработки рациональной схемы
водоотведения и оценки возможности
повторного использования производственных
сточных вод изучается их состав
и режим водоотведения. При этом
анализируются физико-
В анализируемых сточных водах должны определяться: содержание компонентов, специфичных для данного вида производства (фенолов, нефтепродуктов, поверхностно-активных, ядовитых, радиоактивных, взрывоопасных веществ), общее количество органических веществ, выражаемое величинами БПК полн и ХПК; активная реакция; интенсивность окраски; степень минерализации. Необходимо установить такие параметры, как кинетика оседания и всплывания механических примесей и их объем, коагулируемость стока и др. Эти данные позволяют наиболее целесообразный и экономически обоснованный метод очистки сточных вод для определенного предприятия.
Физико-химические показатели производственных
сточных вод отдельных
Значительное влияние на состав
и количество производственных сточных
вод имеет система
Количество производственных сточных вод определяется в зависимости от производительности предприятия по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности.
Нормой водопотребления
В укрупненную норму
Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения выражаются в м3 воды на единицу готовой продукции или используемого сырья.
Укрупненные нормы расхода производственных сточных вод следует применять при проектировании вновь строящихся и реконструируемых систем канализации промышленных предприятий. Эти же нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем предприятии [7].
- Методы очистки сточных вод
Методы, применяемые для очистки сточных вод, могут быть разделены на пять групп:
- механические;
- химические;
- физико-химические;
- биохимические;
- термические.
Развитие техники очистки
Повышение требований к степени
полной биологической очистки
Образующийся при очистке
Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют их обеззараживание.
- Механические методы очистки сточных вод
Одним из основных
видов загрязнений
Для механической очистки применяются
процеживание, отстаивание и фильтрование.
При применении этих методов очистки
нет необходимости в добавлении
реагентов лишь в особых случаях
для повышения эффекта
Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различного рода решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, частицы которых имеют большую или меньшую плотность, чем плотность воды, применяют отстаивание. При этом тяжелые частицы осаждаются на дно под действием силы тяжести, а легкие всплывают на поверхность.
Взвешенные частицы
Основную массу более мелкой взвеси, преимущественно органического характера, выделяют из сточных вод в отстойниках.
Вещества, более легкие, чем вода, - жиры, масла, нефть, смолы и другие всплывающие на поверхность вещества – выделяются в сооружениях, называемых жироловушками, маслоуловителями, нефтеловушками и смолоуловителями; эти сооружения применяются для очистки производственных сточных вод.
Отдельные жироловушки для выделения жиров из бытовых сточных вод в настоящее время не применяют, так как эту задачу выполняют отстойники, оборудованные специальными устройствами.
Наконец, для освобождения сточных вод от частиц очень мелкой суспензии, находящейся во взвешенном состоянии, применяют фильтрование сточных вод путем пропуска их через ткань (сетку) или слой зернистого материала, на поверхности и в толще которого задерживается выделяемая из сточных вод взвесь. Фильтрование находит применение при механической очистке главным образом производственных сточных вод.
Механическую очистку как
Как показали данные эксплуатации отстойников на ряде очистных станций, в осадок выпадает не более 80 % осаждающихся веществ, находящихся в сточных водах. Более высокий эффект может быть получен путем применения различных средств интенсификации процесса осветления. К числу их относятся биокоагуляция, осветление со взвешенным фильтром и преаэрация с избыточным активным илом или без него.
1.3.2 Химические методы очистки сточных вод
К химическим методам очистки сточных вод относятся: нейтрализация, окисление и восстановление. Все эти методы связаны с расходом различных реагентов, поэтому дорогие. Их применяют для удаления растворенных веществ и в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят иногда как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточной воды. Сточные воды, содержащие минеральные кислоты и щелочи, перед сбросом их в водоемы или перед использованием в технических процессах нейтрализуют. Практически нейтральными считаются воды, имеющие рН 6,5-8,5.
Очистка окислителями связана с большим расходом реагентов, поэтому ее применяют только в тех случаях, когда вещества, загрязняющие сточную воду, нецелесообразно или нельзя извлечь другими способами. Например, очистка от цианидов, растворенных соединений мышьяка и др.
Для очистки сточных вод используют следующие окислители: газообразный и сжижженый хлор, диоксид хлора, хлорат кальция, бихромат калия и др. Методы восстановительной очистки сточной воды применяют в тех случаях, когда они содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти методы широко используют для удаления из сточной воды соединений ртути, хрома, мышьяка.
- Физико-химические методы очистки сточных вод
Данные методы заключаются в том, что в очищаемую воду вводят какое-либо вещество – реагент. Вступая в химическую реакцию с находящимися в воде примесями, реагент способствует более полному выделению нерастворенных веществ и тем самым способствует уменьшению их концентрации в сточной воде; переводит растворимые соединения в нерастворимые, но безвредные; изменяет реакцию сточных вод, в частности нейтрализуют их; обесцвечивает окрашенную воду и тд.
К физико-химическим методам очистки
относится электролитический
Для выделения из сточной воды взвешенных веществ с удельным весом, близким к единице, находит применение флотация – способ, основанный на способности дисперсных частиц всплывать вместе с мельчайшими пузырьками воздуха. Этот способ применяют обычно для обработки производственных сточных вод отдельных отраслей промышленности (бумажной, нефтяной и др.).
Физико-химические методы очистки применяют преимущественно для производственных сточных вод. При этом в зависимости от местных условий тот или иной метод может явиться окончательной стадией (если достигаемая степень очистки достаточна для возможности выпуска сточных вод в водоем) или предварительной стадией (например, при удалении ядовитых соединений или каких-либо других веществ, препятствующих нормальной работе канализационных сооружений).
В очистке сточных вод для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ применяют коагуляцию. Коагуляция – это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Коагуляция наиболее эффективна для удаления из воды коллоидно-дисперсных частиц размером 1-100мкм.
Адсорбционные методы очистки широко применяются для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация этих веществ в воде невелика, и они биологически не разлагаются или являются сильно токсичными. Применение локальных установок целесообразно,
Если вещество хорошо адсорбируется при небольшом удельном расходе адсорбента. Адсорбцию используют для обезвреживания сточной воды от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитросоединений, красителей и др. Достоинством метода является высокая эффективность, возможность очистки сточной воды, содержащих несколько веществ, а также рекуперации этих веществ.
Ионный обмен применяют для извлечения из сточной воды металлов меди, хрома, никеля, свинца, кадмия, цианистых соединений и радиоактивных веществ. Метод позволяет рекуперировать ценные вещества при высокой степени очистки воды.
Жидкостную экстракцию применяют для очистки сточной воды, содержащих фенолы, масла, органические кислоты, ионы металлов и др. Целесообразность использования экстракции для очистки сточной воды определяется концентрацией органических примесей в них. Экстракция может быть экономически выгодным процессом, если стоимость извлекаемых веществ компенсирует все затраты на его проведение. Для каждого вещества существует концентрационный предел рентабельности извлечения его из сточной воды. В общем случае для большинства веществ можно считать, что при концентрации выше 3-4 г/л их рациональнее извлекать экстракцией, чем адсорбцией. При концентрации меньше 1 г/л экстракцию следует применять только в особых случаях.
Обратный осмос и