Водоотведение промышленных предприятий. Кожевенный завод

 

Министерство  образования и науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

______________________________________________________________

Институт  инженерно-экологического строительства  и механизации

 

 

Кафедра:  «Водоотведение и водная экология»

Форма обучения: вечерняя

Дисциплина: “Водоотведение промышленных предприятий”

 

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная  записка

к курсовому проекту

 

«Водоотведение промышленных предприятий.

Кожевенный  завод»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Иванова Н.М.

студент курс V группа 1

 

Проверил: А.Л. Притокин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва  – 2012 г.

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перечень графических  материалов:

Лист 1: Балансовая схема ЛОС кожевенного завода

Лист 2: Технологическая схема ЛОС кожевенного завода

 

 

 

 

 

 

Системой  водоотведения называется комплекс санитарных и инженерных сооружений, обеспечивающих современный сбор сточных  вод, образуется на территории населенных пунктов и предприятий, быстрое  удаление, транспортировка этих вод  за пределы территории, а также  очистку, обезвреживание, обеззараживание, обработку и утилизацию осадков  сточных вод.

С ростом водопотребления  на промышленные и бытовые нужды  возрастает количество сточных вод. Это обязывает специалистов, работающих в области коммунального хозяйства  развернуть работы по совершенствованию  и разработки новых методов очистки  сточных вод, а также индустриальных методов строительства канализационных  очистных сооружений.

Для соблюдения правил охраны окружающей среды необходимо соблюдать закон об основах водного  законодательства:

Правила приема производственных сточных вод в  системы канализации   населенных пунктов (разработан А.К.Х.)

Водный кодекс 1995 г.

Правила охраны поверхностных вод от загрязнения  сточными водами и другими видами загрязнения.

Отношения, связанные  с использованием воды, изъятой из водных объектов, регламентируются санитарными и гражданским законодательством. 

Устройство  на промышленных предприятиях локальных  очистных сооружений с технологически обоснованной схемой очистки и компоновкой  сооружений имеет важное значение в защите окружающей среды.

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кожевенных  заводов

 

Сточные воды кожевенных заводов относятся к  группе высоко концентрированных стоков, содержащих различные загрязнения органического и минерального происхождения. Присутствие соединений хрома, сульфидов, фенолов и ПВА, свидетельствует о токсичности сточных вод кожевенного производства. Кроме того, при обработке кож в сточные воды могут попасть загрязнения, опасные как возможные распространители инфекции. 

Сточные воды кожевенных заводов могут поступать  в городскую канализационную  сеть с предварительной очисткой на самом предприятии или на самостоятельные сооружения с полной биологической очисткой. Степень очистки в первом случае должна определяться правилами приема сточных вод в городскую канализацию.

Главной задачей  предварительной очистки является удаление грубодисперсных примесей, хрома, ПАВ, фенолов и сульфидов, поэтому обязательными являются включение в схему дополнительных сооружений по очистки зольных и  хромосодержащих сточных вод.

Таким образом, при решении принципиальной схемы  очистки производственных сточных  вод необходимо рассматривать вопрос целесообразности  предварительной раздельной очистки отмочено - зольных и дубильных сточных вод, а затем их смешения и направления на последующую совместную очистку. Для обеспечения нормальной работы наружной канализационной сети и очистных сооружений на всех выпусках цеховых канализаций необходимо установить решетки или шерстиуловители.

При небольшой  производительности очистных сооружений целесообразно применять тангенсальные песколовки с вихревой водяной воронкой, в которых удаление осадка (песка, извести и других минеральных включений) производятся с помощью шнека.

Усреднители сточных вод должны быть с механическим перемешиванием жидкости и подачей воздуха для дополнительной аэрации. Возможно также применение усреднителей с отстойной зоной. Следует предусмотреть устройства для удаления пены, жира и выпавшего осадка . Продолжительность усреднения определяется расчетом и составляет обычно 8 - 16 часов.

Предусматриваемые в составе очистных сооружений отстойники могут быть горизонтальными или  радиальными в зависимости от расхода воды и удобства компоновки. Продолжительность отстаивания 1,5 - 2 часа, эффект осветления до 50% , влажность  осадка 93 - 96 % , объем осадка 3 - 5 % от объема обрабатываемых сточных вод.

Флотация  сточных вод принимается напорной, режимной рециркуляции рабочей жидкости с продолжительностью 1 час.

 

Объем шлама  влажностью 95 % составляет 10 - 12 % расхода  сточных вод.

Обезвоживание осадков можно производить на вакуум - фильтрах со сходящим полотном, на центрифугах ОГШ и на фильтр - прессах ФПАКМ. Перед обезвоживанием осадок обрабатывается в гравитационных уплотнителях.

При обезвоживании  осадков на центрифугах ОГШ влажность  кека составляет 68 - 74 %, в фугате содержится до 20 - 40 г/л взвеси. Значительно в 7- 9 раз, по сравнению с исходной сточной водой, увеличивается концентрация жира в фугате и содержание БПК. В этой связи при подаче фугата в начало очистных сооружений должна учитываться дополнительная нагрузка на них или предусматривается очистка на сепараторах.

Принципиальная  схема предварительной очистки  сточных вод кожевенных заводов  разработана на основании обобщенных экспериментальных исследований и  анализа эксплуатации.

Схемой предусмотрено  следующая последовательность обработки  СВ:

Производственный  общий сток - процеживание, выделение  песка, усреднение, отстаивание, напорная флотация, каталитическое окисление  сульфидов.

Хромосодержащие сточные воды - выделение окиси  хрома с возвратом его в  производство.

Зольный сток -  процеживание, отстаивание, напорная флотация.

Обработка осадка и шлама - уплотнение, центрифугование, сепарирование фугата, вывоз кека на компост или термическая сушка и при необходимости сжигание. 

   

Расчет водного баланса

 

1. Полный расход воды на промышленном предприятии:

 

где, q_о = 17,5 м³/т – Норма водоотведения продукта кожевенного завода;

M  = 109 + 120 = 229 т – Производительность предприятия по основному продукту;

Q = 17,5 · 229 = 4007,5 м³/сут;

 

2. Безвозвратные потери воды с сырьем:

 

 

 

Qп. = 0,14 · 4007,5 = 561,05 м³/сут

 

3. Количество условно чистых вод, подлежащих обороту:

 

 

где, g2 = 14 % - коэффициент применения словно чистых вод;

 

Qоб. = 0,14 · 4007,5 = 561,05 м³/сут

 

4. Расход производственных сточных вод:

 

Qпр. = Q · (Qп. + Qоб.), где унос воды шламом не учитываем

 

Qпр. = 4007,5 - (2·561,05) = 2885,4 м³/сут ;

 

5. Расход бытовых сточных вод  на промышленном предприятии, по смене с   максимальным числом работающих:

 

 

где: n₁ и n₂ – число работающих в цехах (250 чел/сут)

 

 

6. Расход душевых сточных вод в смену с максимальным числом работающих:

 

 

 где:  mg – количество душевых сеток (24 шт)

 

 

7. Расход воды на полив территории промышленного предприятия:

 

Q_пол. = 1· 0,4 · W _пред.

 

 где: Wпред. – площадь предприятия (1500 м²)

 

 

8. Расход на хозяйственно - бытовые нужды предприятия:

 

Q_хб.пр. = Q_ц. + Q_душ. + Q_пол. = 17,5 + 9 + 600 = 626 м³/сут;

 

9. Расход сточных вод по городу:

 

 

10. Общий расход сточной воды , поступающей на очистные сооружения города:

Q_общ. = Q_пр. + Q_хб.пр. + Q_хб.гор.

 

                                                                                    

11. Эффективность использования воды:

 

 

12. Рациональное использование воды:

> 

 

 

Q_сбр. = Q_пр. + Q_хб.пр. = 2885,4 + 626,5 = 3511,9 м³/сут ;

 

13. Потери воды:

 

 

На основании  приведенных выше расчетов строим балансовую схему водоотведения и очистки  сточных вод промышленного предприятия  совместно с жилой зоной.

                 

 

 

 

 

 

 

Концентрация  общая вычисляется по формуле:

 

 

Определим для  каждого участка канализационного трубопровода расход сточных вод  и содержание в них взвешенных веществ, ХПК, БПК, а также температуру  и рН.

 

 

Цеха: 1 – Отмочно-зольный  цех;

           2 – Дубильный цех;

           3 – Красильный цех;

           4 – Отделочный цех.

 

После отмочно-зольного цеха имеется цех дополнительной очистки, включающий в себя процеживание и отстаивание, далее сточные  воды подаются в напорный флотатор.

После дубильного цеха также имеется цех дополнительной очистки, включающий в себя установки  высадки и регенерации хрома.

 

Выбранные нами локальные очистные сооружения помогает достичь следующих эффектов очистки  общих стоков данного кожевенного  завода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для наиболее полной комплексной очистки сточных  вод кожевенного производства, на предприятии необходимо устроить систему  локальной очистки, максимально  ориентированно на базовую схему описанную выше в настоящем проекте.

Производственные  сточные воды подвергаются очистки  от взвешенных веществ, шерсти, жира и  ПАВ. После чего совместно с бытовыми направляются на биологическую очистку.

Исходя из реальных условий связанных с  недостаточностью финансирования и  высокой сметной стоимостью проекта  предполагается его поэтапное развитие, строительство и ввод в эксплуатацию.

В этой связи  к сооружениям первой очереди, а  именно сооружениям разрабатываемым в данном проекте следует относить: тангенциальная песколовка, вертикальный отстойник, флотатор, центрифуга, как необходимых и в наибольшей степени позволяющих приблизить качественные показатели сточных вод данного производства к условиям сброса их в городские канализационные сети.

   

Расчет  тангенциальных песколовок

 

Особенностью  тангенциальных песколовок является малая  глубина их проточной части и  подвод воды осуществляемый по касательной. Нагрузку на песколовку принимают равной 110 м³(м²·ч) при максимальном потоке. Диаметр песколовки не более 6 метров. При скоростях течения в главном лотке 0,6...0,8 м/с задерживается около 90 % песка. Влажность задерживаемого песка при колебаниях нагрузки от 70 до 140 м³(м²·ч) составляет около 20 %, зольность 94 %, количество песка крупностью менее 0,2 мм – от 15 до 40 %. Для сокращения объема песковой камеры до минимума удаления задерживаемого песка целесообразно проводить с помощью шнека.

  Песколовку рассчитываем на расход q_ч. = 120,23 м³/ч = 2885,5 м³/сут.

Принимаем одно отделение песколовки, а нагрузку в соответствии с рекомендациями         110 м³(м²·ч).

 

1. Площадь тангенциальной песколовки в плане:

 

 

где, q_max = 120,23 м³/ч – максимальный расход сточных вод;

n = 1шт – число отделений ;

q_o = 110 м³(м²·ч) – нагрузка на песколовку ;

 

 

 

 

 

Глубину песколовки принимаем равной половине диаметра Þ 0,6 м;

 

3. Высота конусного основания песколовки, для накопления осадка:

 

 

4. Объем конусной части:

 

V_кон. = p  · Д² · h₂  = 3,14 · 1,22 · 1,042  = 0,4 м³

 

5. Количество улавливаемого осадка:

 

 

где, 0,02 %  –  количество песка задерживаемого на песколовке;

 

6. Заполнение конусной части песколовки осадком:

 

Подбираем тангенциальные песколовки Т.П. 902 - 2 -27/2, Д = 4м., расстояние между центрами 6 м, расстояние между  осями подводящего лотка и  камеры переключения 2 м, ширина кольцевого желоба 5 м, ширина подводящего и  отводящего лотка 3 м, ширина лотка песколовки для впуска и выпуска воды 2,5 м.

Согласно  проекту принимаем 2-е тангенциальные песколовки (1 рабочая, 1 резервная)  индивидуального изготовления: Д = 2 м; расстояние между центрами 3 м; расстояние между осями подводящего лотка и камеры переключения 1 м.; ширина кольцевого желоба 2,5 м.; ширина подводящего и отводящего лотка 1,5 м.; ширина лотка песколовки для впуска и выпуска воды 1,25 м.

 

Вертикальный  отстойник

 

Отстаивание является наиболее простым и часто  применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных  примесей, которые под действием  гравитационных сил оседают на дно  отстойника или всплывают на его  поверхность.

 

 

 

где, Q_ср.сут. – производительность очистной станции (2885,4 м³/сут)

 

2. Максимально секундный расход:

 

q_max = q_ср.· K_max  = 0,03 ·1,55 = 0,06 м³/с

 

где, K_max – коэффициент неравномерности (1,55) - определяется по таб.2 СНиП 2.04.03-85

 

 

3. Гидравлическая крупность:      

 

 

где, Н₁ = 3 м – принимаемая высота зоны осаждения;

t₁ = 450 сек – продолжительность отстаивания;

h₁ = 0,5 м – высота столба воды , при котором достигается требуемый эффект (Э=90%);

n = 0,2 – показатель степени , зависящий от концентрации (СНиП 2.04.02.-85); 

 

4. Гидравлическая крупность при t = 10 °С:

 

 

где, m_л, U, m_п, – динамическая вязкость воды, полученные в лабораторных и производственных условиях 4;

 

5. Диаметр одного отстойника:

 

 

          В соответствии с рекомендациями  СНиП принимаем диаметр отстойника  = 6 м .

 

 

 

 

где, V_ц.тр = 0,03 м/с – скорость сточной воды в центральной трубе;

 

7. Диаметр ее раструба:

 

d_р = d_ц.тр · 1,35 = 1,35 м;

 

Высоту щели Н₂ между нижней кромкой центральной трубы и поверхностью отражательного щита из условия обеспечения в ней скорости V_щ = 0,02 м/с.

 

8. Расход сточной воды через щель:

 

q_щ = q_max = p · d_р · Н₂ ·V_щ

 

 

q_щ = 3,14 · 1,35 · 0,35 · 0,02 = 0,0297 м³/сут;

 

 

9. Общая высота цилиндрической части отстойника:

 

Н_ц= Н₁ + Н₂ + Н₃ + Н₄

 

 где, Н₃ = 0,3 м – Высота слоя воды между низом отражательного щита и поверхностью сушка (в соответствии с указаниями СНиП 2.04.03-85);

Н₄ = 0,5 м – Высота борта отстойника;

 

Н_ц = 3 + 0,35 +0,3 + 0,5 = 4,1м

 

        Принимаем к строительству два  типовых отстойника N 90 -2 -20:

 

Первичный вертикальный отстойник из монолитного железобетона   Д=6 м;

Строительная  высота:

Цилиндрической  части  –  4,1 м;

Конической  части  – 2,8 м;

Пропускной  способностью отстойника  –  69,5 м³/ч;

 

 

 

 

где, С_о = 390 мг/л – концентрация взвешенных веществ в исходной воде; 

Э = 0,4   –  эффект осветления;  

R = 1,2 – коэффициент неравномерности;

Q = 2885,4 м³/сут – производительность очистной станции;

 

11. Объем уловленного осадка отстойниками:

 

 

где, W_ос = 95 %  – влажность осадка при гидростатическом удалении;

r = 1 т/м³ – плотность удаляемого осадка;

 

 12. Содержание взвешенных веществ в воде , поступающих в отстойник С_о = 390 мг/л.