Загрезнение окружающей среды. 2

Вступ

     Общие условия выпуска  сточных вод в  поверхностные водоемы - (реки, озера, водохранилища, моря) определяются народнохозяйственной значимостью, этих водоемов, характером водопользования  и их самоочищающей  способностью. Эти  условия регулируются «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» .

      Для определения необходимой степени  очистки сточных вод при сбросе в водоем проектировщик должен проанализировать материалы гидрологической и  гидробиологической характеристик  района, годовой сток водоемов различной обеспеченности и его внутригодовое распределение. Изучаются следующие параметры: сезонные стоки и сезонный сток для года 95% -ной обеспеченности; внутрисезонное распределение стока по месяцам для года 95%-ной обеспеченности; 'минимальные среднемесячные летние и зимние расходы в расчетных створах. Кроме того, анализируются гидравлические характеристики русел для минимального среднесуточного расхода 95%-ной обеспеченности в расчетных створах. Изучаются сведения о рыбоводстве, судоходстве и лесосплаве.

      Санитарное  состояние водоемов анализируется  по материалам местной санэпидемстанции или санитарно-гигиенических научно-исследовательских  организаций. Проектировщики определяют следующие данные: характер водопользования  и общую санитарную характеристику водоемов по- химическому в бактериологическому составу воды; места расположения водозаборов с указанием расхода и назначения отбираемой воды по каждому водозабору и канализационных выпусков; количество и характеристику стоков, сбрасываемых в водоем через выпуски; степень очистки сбрасываемых стоков; расстояние от места проектируемого выпуска очищенных сточных вод до первого населенного пункта и водозабора организованного водоснабжения; требования рыбоохраны к сбросу очищенных сточных вод с точки зрения рыбохозяйственного значения реки; расчетные створы смешения очищенных сточных вод с водой водоема.

      Правилами охраны поверхностных вод установлено  два вида нормативного качества воды: для водоемов питьевого и культурно-бытового водопользования и для водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях. Нормативы качества воды для каждого водоема установлены по этим двум видам водопользования. Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования производится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов. Виды рыбохозяйственного использования водоемов определяются органами рыбоохраны с учетом перспективного развития рыбного хозяйства и промысла.

      Суммарное количество загрязняющих веществ, которое  может быть сброшено с очищенными сточными водами в водоем первого вида водопользования определяют из условия, чтобы у ближайшего водозабора питьевого водоснабжения, расположенного ниже по течению от места выпуска, качество воды удовлетворяло требованиям ГОСТ 2761 — 74. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Розділ  1. Розробка технологи обробки

      1.1 Аналіз  технологічного  процесу обробки  рідини.

    Выбор и обоснование технологической  схемы очистки городских сточных  вод, представляющих собой смесь  бытовых и производственных сточных вод многоотраслевой промышленности, зависят от количества и физико-химического состояния содержащихся в них загрязнений, а также от требований, предъявляемых к степени очистки. Определяющим фактором при выборе метода очистки сточных вод является фазовое состояние вещества. Сточная жидкость, загрязненная какими-либо примесями; является многофазной системой, в которой вода представляет внешнюю фазу, или дисперсную среду, а распределенное в ней вещество — внутреннюю, или дисперсную, фазу.

      Методы  очистки сточных вод зависят от степени дисперсности внутренней фазы. Грубодисперсные частицы теряют кинетическую устойчивость, изменяют характер механических примесей в воде и извлекаются методами механической очистки. Для удаления коллоидных и растворенных частиц используются более сложные биохимические и физико-химические методы очистки. Так, для удаления из воды коллоидных частиц требуется прежде всего нарушение их кинетической устойчивости и перевод в другое фазовое состояние. Это достигается изменением электрического заряда, что приводит к агрегации и агломерации частиц. Для органических соединений, поддающихся микробиальной деструкции, в аэробных и анаэробных условиях прменяют биохимические методы очистки.

    Механическая  очистка производится для выделения из сточных вод нерастворенных загрязнений путем процеживания, отстаивания и фильтрования.

      При механической очистке задерживается  не более 60% осаждающихся взвешенных веществ. Более высокий эффект достигается  путем применения различных способов интенсификации. К ним относят преаэрацию, биокоагуляцию и осветление во взвешенном слое.

      Механическую  очистку как самостоятельный  метод применяют в тех случаях, когда освобожденную от загрязнений  воду используют повторно в производстве или, по местным и санитарным условиям ее можно сбросить в водоем. В других случаях механическая очистка служит предварительной стадией перед биохимической.

    Механический  способ позволяет снизить общее  количество загрязнений первоначального на 40—50%.

    Биохимические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточной жидкости в виде тонких суспензий, коллоидов и в растворе.

    Для биохимической очистки сточных  вод в искусственных условиях применяются биологические фильтры и аэротенки. В этих сооружениях процесс очистки протекает более интенсивно, чем в естественных условиях. Интенсивностью процесса очистки сточных вод в том или ином сооружении определяют окислительную мощность сооружения, под которой понимается количество граммов кислорода, получаемое с 1 м³ сооружения в сутки и используемое для снижения биологической потребности в кислороде сточных вод, окисления аммонийных солей до нитритов и нитратов, а также повышения содержания в сточных водах растворенного кислорода. Величина окислительной мощности для различных сооружений колеблется в широких пределах.

      Биохимический метод позволяет снизить количество загрязнений на 65—95% и довести  воду до кондиций технической воды, пригодной к повторному применению в техническом водоснабжении, к орошению в сельском хозяйстве или при сбросе в открытые водоемы безопаности их загрязнения.

    Химические  и физико-химические методы очистки применяют для очистки производственных сточных вод или их смеси с бытовыми водами. К этим методам относят: флотацию, реагентную обработку, сорбцию, десорбцию, электрохимические способы, ионный обмен, выпаривание, гиперфильтрацию, жидкофазное окисление и др. Преимуществом этих способов является то, что одновременно с очисткой удается извлечь для утилизации основную массу ценных производственных выбросов, однако эти методы отличаются высокой энергоемкостью и стоимостью. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1.2. Проектування технологічної  схеми і вибір  складу обладнання

      Хозяйственно - бытовые сточные воды можно очищать (согласно шкале) методами биосорбции либо в контактно-стабилизационных аэротенках, либо в аэротенках с отдельной стабилизацией ила так как эти воды содержат взвесей — 34%,коллоидов — 27% и растворенных веществ — 39% (доля органических веществ в каждой группе загрязнений составляет соответственно 67%, 67% и 14%, т. е. биохимической очистке будут подвергатьсяпреимущественно взвешенные и коллоидные загрязнения . Поскольку контактно-стабилизационный процесс содержит в себе технологический элемент процесса биосорбции, принимаем схему с контактно-стабилизационным аеротенком.

    В НИКТИ ГХ МЖКХ УССР разработаны три  типоразмера контактно-стабилизацинных  аэротенков производительностью секции 10000, 12000 и 100000 м³/сут. Экспериментальный проект Укргип-рокоммунстроя 10 тыс. м³1сут реализован на ряде объектов.

    Для схемы принимаем 2 секции производительностью 10000 м³/сут ,

      что обеспечит заданный расход в 20 000 м³/сут.

      Сточная жидкость поступает а усреднитель, ддя обеспечения постоянного  среднесуточного объема, после чего разделяется на две равные ветки очистки.

    Попадая в аэротенк сточная жидкость поступает  в бассейн контакта, где быстро смешивается с активным илом, который  входит через водослив из бассейна стабилизации. Иловая смесь аэрируется механическими турбинными аэраторами в течение 30—45 мин, затем направляется во вторичные отстойники. Возвратный ил из вторичных отстойников

      поступает в бассейн стабилизации, где в  течении 5-7ч происходит окисление  загрязнений, регенерация ила и стабилизирование его состава. Избыточный минерализованный ил выводиться из комплекса, для его дальнейшей переработки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Обгрунтування вибору  необхідного обладнання

      1. Сточные воды городской канализации  содержат большое количество  крупных отбросов самого различного  состава: кухонные, древесные, текстиль, бумага, пробки и т. д. Количество отбросов, задерживаемых на решетках, зависит от вида сточных вод и ширины прозоров решетки. Для бытовых сточных вод при механической очистки решеток количество

      задерживаемых на решетках отбросов на одного жителя, обслуживаемого канализацией, принимают: при ширине прозоров 16 мм — 6 л/'год; при ширине 20 мм — 5 л/год. При подаче сточных вод на очистные сооружения насосной станцией, имеющей решетки с прозорами более 30 мм, количество отбросов уменьшается на 30—40%.

      Количества  отбросов, приходящихся на единицу  сточной жидкости, подвержено резким колебаниям в зависимости от соотношения  количества хозяйственно-фекальных  вод и промышленных стоков, расхода  воды на душу населения, времени года, ч схемы канализирования и качества эксплуатации системы. В условиях крупных городов с развитой промышленностью количество отбросов, содержащихся в сточной жидкости, приближенно можно принять 90— 100 л на 1000 м³. Морфологический состав отбросов ориентировочно может быть принят следующий(12), бумага-91, древесные и кухонные отбросы - 3,5; другие — 5,5 % .

      В городах, где в канализацию сплавляется  домовой мусор, состав и количество крупных отбросов, содержащихся в сточной жидкости, значительно отличается, как по морфологии, так и

      по  количеству. В них содержится до 20 — 30% кухонных отбросов, до 20 — 25% вторичного сырья.

      Состав  и количество крупных отбросов зависит  также и от времени года. Так, в  летний период года, когда потребляется  большое   количество   овощей   и   фруктов,   количество   отбросов возрастает, преобладают отбросы органического происхождения, В зимний период при сплаве

      снега в  канализацию   часто   наблюдается   увеличение   крупных   примесей   минерального происхождения: камни и другие твердые предметы (хотя по правилам снегосплава допускается сплав только чистого, свежевыпавшего снега).

      Как правило,   крупные   отбросы,   содержащиеся   в   сточной   жидкости,   задерживаются   и перерабатываются на очистных сооружениях,                                                    

      так как установка решеток в насосных станциях преследует лишь цель предохранить насосы от засорения и повреждения. Даже специальные канализационные  насосы не могут перекачивать вместе с жидкостью предметы, размеры  которых превосходят размеры проходов в колесе и корпусе насосов. Опасность засорения не исключена даже при очень крупных насосах, так как отбросы часто приходят на станцию в виде компактных, «свалявшихся» масс большого объема. Влажность отбросов принимается 80%, зольность 7 — 8%, объемный вес А — 750 кг/м^в, коэффициент часовой неравномерности поступления отбросов — 2.

      Ликвидация  отбросов с решеток может осуществляться следующими способами: почвенной минирализации, сжиганием, дроблением и совместной обработкой с осадком  сточных вод.

      На  канализационных  очистных сооружениях  применяют стационарные решетки с ручной очисткой, решетки с механическими граблями, наклонные с очисткой спереди либо с очисткой сзади, решетки с исполнительным механизмом вне сточной жидкости.                 I

      Мы  выбрала решетку типа РМБ с исполнительным механизмом вне сточной жидкости, так она оптимально подходит для данной станции по производительности.

     2. Городские сточные воды всегда  содержат определенное количество  песка и других примесей минерального происхождения (шлаки, уголь, стекло и т. д.). Большое количество песка попадает в сточную воду с поверхностным стоком, при инфильтрации грунтовых вод в канализационную сеть через неплотности стыковых соединений, а также при подключении к городской сети промышленных предприятий.

      Дня задержания песка применяют песколовики. Осадок, удаляемый из  песколовок, содержит не только песок, но и большое  количество органических загрязнений (до 10%). По эксплуатационным данным органическая часть осадка составляет от 2% (в аэрируемых песколовках) до 50% по сухому веществу. Уменьшение органики в осадке может быть достигнуто отмывом осадка, поддерживанием постоянной скорости в песколовках, применением аэрируемых песколовок и т. д

      Применяемые для очистки сточных вод песколовики по принципу движения жидкости в них делятся на горизонтальные, вертикальные и с винтовым движением.

      Горизонтальные  пе с к о л  о в к и  - наиболее распространенный тип. Основные его разновидности — горизонтальные с прямолинейным движением жидкости и горизонтальные с круговым движением.

      Вертикальные  пес к о л  о а к и  имеют следующие разновидности: с постоянной скоростью движения, с подвижной стенкой, с тангенциальным подводом жидкости.

      Песколовки  с винтовым движением  можно подразделить на два вида: тангенциальные и аэрируемые.                                                                               

      Конструктивные  модификации всех типов песколовок в основном зависят от способа  удаления песка из песколовок и типов  применяемых механизмов.

      Удаление осадка из песколовок производится при помощи грейферов, норий, ковшовых элеваторов, Песковых насосов и т. д. Наиболее чцето применяют гидроэлеваторы, преимущества которых заключаются в том, что конструкция их проста и надежна из-за отсутствия подвижных элементов; они обеспечивают транспортировку удаляемого песка на значительное расстояние и в процессе перекачки происходит отмывание песка от органики.

      Для сгребания осадка в песколовках  применяют механизмы двух типов: ценные и тележечные. В зарубежной практике аналогичные механизмы предназначены одновременно для откачки и отмыва осадка от органики. Они состоят из тележки, перемещающейся по рельсам, на которой расположен насос для откачки осадка, гидроциклон для отмыва осадка и бункер для накопления и обезвоживания песка.

      Выбираем  горизонтальную песколовку с механическим удалением  и отмывом песка  согласно СНиП П-32-74 тип песколовки необходимо выбирать с учетом производительности станции очистки. Для станций производительностью до  10 м³/сут надлежит принимать вертикальные и тангенциальные песколовки, свыше 10000л*⁵/сут — горизонтальные, свыше 20 000 м³/сут — аэрируемые. 

      3. Отстойники бывают:

      -горизонтальные                                                                                         '

      -радиальные

      -вертикальные

      Горизонтальные  отстойники представляют собой прямоугольные открытые резервуары с приямком для сбора осадка, обычно располагаемым в начале сооружения. Осадок сдвигается   туда   при   помощи   скребкового   механизма   и   удаляется   из   приямка   под гидростатическим напором.

      Горизонтальные  отстойники, компонуются в группы из 4 или 2 единиц. Группа из 4 единиц обслуживаается одним скребковым механизмом с фронтальной (транспортерной) тележкой, группа 2 единиц — одним облегченным скребковым механизмом. Отстойники этого типа рекомендуются для станций производительностью 15—100 тыс. м /сут. В зарубежной практике применяют горизонтальные отстойники различных конструктивных модификаций: многоярусные, с попутным отбором осветленной воды, с горизонтально-вертикальным потоком жидкости, с поперечными дефлекторами, с камерами флокуляции и т. д. Наибольший интерес представляют горизонтальные отстойники с попутным отбором осветленной воды и с поперечными дефлекторами. В индивидуальных разработках, особенно крупных станций, целесообразно применение горизонтальных отстойников с камерой флокуляции.

      Радиальные  отстойники, являющиеся разновидностью горизонтальных отстойников, имеют круглую в плане форму. Отличительной особенностью их является изменение скорости течения жидкости в радиальном направлении. В целом радиальные отстойники имеют по сравнению с горизонтальными определенные преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большого размера.

      В отечественной практике известны радиальные отстойники трех 'Конструктивных модификаций — с центральным впуском, с периферийным впуском и отстойники с вращающимся сборно-распределительным устройством. Наиболее широкое применение находят радиальные первичные отстойники с центральным впуском жидкости, разработанные институтом Мосводоканалпроект, четырех типоразмеров: 18,24,30 и 40 м Радиальный отстойник с периферийным впуском может выполняться в двух вариантах: в первом варианте осветленная вода удаляется непосредственно через центральную трубу, во втором — при помощи центрального кольцевого лотка. Первый рекомендуется для реконструируемых отстойников второй — для вновь строящихся.

      Распределительное устройство отстойников выполнено  в виде периферийного лотка с  зубчатым водосливом и полупогружной перегородкой, образующей кольцевую зону, в которой установлен бункер для удаления всплывающих веществ. Периферийный лоток имеет переменное сечение по длине для обеспечения равномерного распределения расхода на каждый водослив.

      Вертикальные  отстойники применяют на станциях производительностью

      до 20 тыс. м³/сут .

      Известно  несколько разновидностей вертикальных отстойников: с центральным впуском жидкости, с периферийным впуском, с рассредоточенным впуском и с нисходяще-восходящим потоком жидкости.

      Вертикальные  отстойники с центральным впуском  применяют трех типоразмеров: 4, 6 и 9 м. Вертикальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары с коническим днищем. Сточная жидкость поступает через подводящий лоток в центральную трубу, при выходе из которой, в связи с изменением направления потока и снижения его скорости, из воды выпадают грубодисперсные примеси. Осветленная вода переливается в периферийный сборный лоток и далее в отводящий. Улавливание всплывающих веществ производится при помощи плавающей доски,  удаление их — под гидравлическим напором через специальный лоток и трубу в иловый колодец.

        Практика проектирования и эксплуатации  отстойников показывает, что вертикальные отстойники, получившие довольно широкое распространение, дают самый низкий эффект осветления по сравнению с другими типами отстойников. Обычно он не превышает 30%, в то время как в горизонтальных и радиальных эффект осветления достигает 50 — 60%. Преимущество вертикальных отстойников заключается в простоте устройства и эксплуатации. По приведенным затратам на обработку единицы объема сточной жидкости, в диапазоне производительностей 10 — 30 тыс. м³/сут, вертикальные отстойники в 1,5 — 21 раза дешевле радиальных. Причиной низкого эффекта осветления сточных вод в вертикальных отстойниках является несовершенство их гидродинамической схемы.

      Идеальная схема вертикального отстойника с восходящим потоком жидкости, даже при удачном конструктивном оформлении, не конкурентоспособна со схемой горизонтальных отстойников, так как осаждение взвешенных веществ в вертикальных отстойниках происходит за счет разности скоростей осаждения частиц и скорости потока, т. е. происходит как бы сортировка взвеси.

      Нисходяще-восходящим потоком жидкости, гидродинамическая схема работы которых более благоприятна для осаждения взвеси. К круглом резервуаре с коническим днищем установлена полупогружная перегородка с распределительными лотком на ее внутренней стороне. Полупогружная перегородка делит площадь отстойника на две равные части; глубина погружения перегородки равна 2/3 рабочей высоты отстойника. Распределительное устройство представляет собой кольцевой лоток с зубчатым водосливом и горизонтальным отражательным козырьком на внутренней стенке.

      Сточная жидкость поступает по подающему  лотку в приемную камеру распределительного лотка, а затем в сам лоток. Вода через зубчатый водослив равномерно изливается по периметру внутренней части отстойника. Отражательный козырек меняет направление движения жидкости с вертикального на горизонтальное. По мере продвижения от периферии к центру жидкость опускается вниз, равномерно распределяясь по всему сечению внутренней цилиндрической частя отстойника, где всплывающие вещества собираются на поверхности. Одновременно здесь же происходит самопроизвольная коагуляция и осаждение оседающих крубодисперсных примесей. Интенсивное разделение твердой и жидкой фаз происходит на повороте потока при достижении иловой части отстойника. Далее сточная жидкость движется в вертикальном направлении в кольцевом пространстве между полупогружной перегородкой и стенкой отстойника. Дойдя до верха, осветленная вода изливаете в сборный кольцевой лоток и отводится из отстойника. Всплывающие вещества удаляются через приемную чашу- при поднимании уровня воды в отстойнике. Удаление осадка происходит под гидростатическим давлением через иловою трубу                                                                                                                    

      В отличие от вертикальных отстойников  с центральным впуском в отстойниках  с нисходяще-восходящим потоком  жидкости нет вертикальной циркуляции жидкости, поэтому коэффициент использования объема у них выше Выбираем вертикальные отстойники производительностью до      20 000 м3/сут 

    4. Аэротенки. На  станциях очисных  сооружений применяются  такие типы аэротенков                                                                                        \

      - коридорные типы аэротенков (вытеснители,смесители)

      - бескоридорвые аэротенки-смесители

      - аэротенки-осветлители

      - двухкамерные аэротенки-отстойники

      - контактно-стабилизационные аэротенки

      Выбираем  контактно-стабилизационный аэротенк, так как в сточной жидкости преобладают загрязнения в форме мелкодисперсной взвеси и коллоидов в средней концентрации ( 100-200 г/ м³). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2.1. Решетка грабельная. Решетка типа РМБ

      Исходными данными для расчета решеток  являются максимальный расход сточных  вод и скорость движения жидкости в прозорах решеток. При одной или двух рабочих решетках рекомендуется принимать скорость движения жидкости в прозорах равной 0,6 м/с.

      Так как решетка стесняет живое сечение потока канал в месте установки решетки должен быть расширен; при этом для предупреждения вихреобразования необходимо обеспечить плавное расширение — угол изменения направления стенок не должен превышать 20°.

      Ширину  прозоров решеток рекомендуется  принимать 16 мм.

      Грабельные  механизированные решетки  состоят из :

      1-решетка; 2-граблина;

      3- привод механических грабель;

      4- корпус;

      5 –сбрасыватель отбросов

      6 -ленточный транспортер;

      7 - направляющая граблины.

      Песколовка

      Горизонтальная  песколовка с механическим удалением и  отмывом  песка. Песколовка представляет собой квадратный неглубокий резервуар. Сточная жидкость поступает в резервуар через регулируемые вертикальные впуски и выходит из него через водослив  со свободным изливом. Отложившийся осадок сгребается в приямок вращающимся скребковым механизмом с ковшами, откуда поступает в отмывочное устройство типа механического классификатора. Используя принцип- песколовок этого типа, НИКТИ ГХ я Укргипрокоммунстроем разработана конструкция песколовки с устройством для отмыва и обезвоживания песка Песколовка также принята квадратной в плане с вращающимся скребковым устройством. Осадок из песколовки при помощи пескового насоса подается в гидроциклон для отмыва песка от! органических включений, затем отмытый песок обезвоживается при помощи наклонного шнекового устройства и подается в бункер, где происходит окончательное обезвоживание его, сушка, накопления и последующее удаление.