Современные системы водоотведения промпредприятий. Практические. Практическое занятие 1 Оборотные системы водоснабжения
 Скачать 0.64 Mb.
|
|
Практическое занятие №1
Оборотные системы водоснабжения включают в себя: А) систему сбора и транспортировки производственных сточных вод; Б) локальные очистные сооружения; В) систему сбора, транспортировки и распределения очищенных производственных сточных вод. Система оборотного водоснабжения промпредприятий решает следующие задачи: А) уменьшение потребления воды из подземных и поверхностных источников, и систем водоснабжения населенных пунктов; Б) сокращение сброса неочищенных сточных вод в систему водоотведения или поверхностные источники; В) максимальное уменьшение потерь ценного сырья со сточными водами. Основным элементом системы оборотного водоснабжения являются сооружения очистки и обработки производственных сточных вод и осадков, образующихся в процессе их очистки. В оборотных системах водоснабжения промпредприятий повторно используются 90-95% сточных вод и только 5-10% сбрасываются в поверхностные источники или системы водоотведения населенных пунктов, где расположено промпредприятие. В системе оборотного водоснабжения часть воды безвозвратно теряется (испаряется при охлаждении, входит в состав продукции, выводится из оборота при утечках, испаряется в процессе работы технологического оборудования). Поэтому постоянно или периодически производится подпитка систем оборотного водоснабжения. Объем добавляемой воды составляет 5-10% от расхода, циркулирующего в системе. В идеале схемы водоснабжения и водоотведения промпредприятий должны стремиться к бессточному водопользованию. Эффективность использования воды на промпредприятий оценивается следующими показателями: А) количеством используемой оборотной воды (Р, %); Б) коэффициентом использования (Кисп); В) потерями воды (Рп, %). Величина Р, %, оценивает совершенство системы водообеспечения данного промпредприятия. Она определяется по формуле Р=  где  – расход воды, используемый в обороте, м3/сут, - расход воды, забираемый из всех источников водоснабжения, м3/сут, - расход воды, поступающий на промпредприятий с сырьем, м3/сут.Величина Кисп оценивает рациональность использования воды на промпредприятий. Этот коэффициент определяется по формуле Кисп=  где  – количество воды, сбрасываемое в систему водоотведения населенных пунктов, м3/сут. Величина Рп, %, составляет Рп=  где  – количество воды, используемое на ПП последовательно, м3/сут.
Существует 3 схемы водоотведения и водообеспечения промпредприятий: А) прямоточная, Б) последовательная, В) оборотная. При пряпоточной схеме вся забираемая из источника водоснабжения вода после ее участии в технологических процессах, сбрасывается в водоем или систему водоотведения населенных пунктов за исключением того количества, которое расходуется на промпредприятий безвозвратно. В этом случае, количество сбрасываемой воды , м3/сут, составляет где  – расход воды, потребляемый в процессе производства, м3/сут.При последовательной схеме использование воды на промпредприятиях может быть многократным. Количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в соответствии с потерями на все циклах производства и сооружениях очистки сточных вод. Схема оборотного водоснабжения описана выше. Совершенствование схем водоотведения и водообеспечения промпредприятий практически сводится к переходу от прямоточной к последовательной, далее к оборотной. При этом необходимо совершенствование локальных очистных сооружений, имеющихся в каждой из 3-х схем, для увеличения их производительности и эффективности работы. В процессе совершенствования локальных очистных сооружений возможна замена некоторых аппаратов, входящих в состав локальных очистных сооружений на более эффективные или производительные, или добавление новых установок к уже имеющимся (2 очередь). Отстойники могут быть заменены на тонкослойные или контактные осветлители, а перед фильтрованием и флотацией могут вводится реагенты (флокулянты и коагулянты), т.е. будет необходимо реагентное хозяйство.
Различают внутриплощадочные и внеплощадочные системы водоотведения промпредприятий. Внутриплощадочные размещаются на территории промпредприятий и состоят из: водоотводящих сетей, насосных станциях, локальных установок по очистке производственных сточных вод. Внеплощадочные состоят из тех же элементов, но располагаются за территорией промпредприятий. Если производственных сточных вод направляются в систему водоотведения населенных пунктов, то внеплощадочная система только обеспечивает присоединение коллекторов промпредприятий к канализационной сети населенных пунктов. При разработке систем водоотведения промпредприятий учитывается техническая, экономическая и экологическая оценка существующих условий, и предусматривается возможность усовершенствования очистных сооружений. Водоотведение на промпредприятиях осуществляется обычно по полной раздельной схеме. Тогда производственные сточные воды в зависимости от концентрации загрязнений, количества воды, мест образования сточных вод и режима их поступления, сточные воды отводятся несколькими самостоятельными потоками. Незагрязненные сточные воды объединяются в один поток. Бытовые сточные воды отводятся отдельно и обычно сбрасываются в систему хоз-бытовой канализации населенных пунктов. Они могут отводится на локальные очистные сооружения, где применяются биологические методы очистки. Поверхностные сточные воды собираются отдельной сетью и после локальных очистных сооружений либо направляются в поверхностные источники, либо в систему ливневой канализации населенных пунктов. Целесообразность разделения или объединения потоков сточных вод промпредприятий является одним из основных вопросов, от которого зависят затраты на строительство и эксплуатацию систем водоотведения. Совершенствование систем водоотведения промпредприятий сводится к выбору оптимального с экономической, технической и санитарной точек зрения варианта водоотводящих сетей и очистных сооружений. Возможно также совершенствование очистных сооружений и насосных станций для перекачки производственных сточных вод. Вопросы совершенствования систем водоотведения наиболее актуальны для старых промпредприятий, не прошедших реконструкцию. При наличии рядом нескольких промпредприятий в плане совершенствования их систем водоотведения можно рассмотреть вопрос о совместном отведении и очистке производственных сточных вод или сбросе этих стоков в канализацию населенных пунктов, в которых они расположены. Задача №1 Определить количество воды используемое в обороте на промпредприятии, если расход воды забираемой из источников составляет 85000м3/сут, объем воды, поступающей вместе с сырьем 6500 м3/сут, а Р=83%. Задача №2 Определить количество воды сбрасываемую в систему водоотведения, если коэффициент использования воды равен 0,65, расход воды забираемой из источников составляет 56500 м3/сут, расход воды, поступающей на промпредприятие с сырьем равен 5250м3/сут. Задача №3 Разработать предложение по совершенствованию локальных очистных сооружений фабрики строительной керамики, если в их состав входит только безнапорный тонкослойный отстойник. Задача №4 Разработать предложение по совершенствованию локальных очистных сооружений мойки грузовых автомобилей, если в их состав входит только напорный тонкослойный горизонтальный отстойник. Задача №5 Разработать предложение по совершенствованию локальных очистных сооружений хромсодержащих стоков, если в их состав входят только электрокоагулятор. Практическое занятие №2 Выбор методов очистки сточных вод промпредприятий. Методы, применяемые для очистки производственных сточных вод подразделяются на: механические, химические, физико-химические, биологические. Выбор методов очистки производственных сточных вод зависит от качественного (вид загрязнения, их концентрация, ее колебания на воду) и количественных показателей сточных вод. Для выделения из производственных сточных вод грубодисперсных нерастворимых и минеральных и органических загрязнений применяется механические методы очистки: усреднение, процеживание, отстаивание, фильтрование, обработка производственных сточных вод в центробежном поле (центрифугирование, гидроциклонирование). Химическая очистка используется для извлечения из производственных сточных вод растворимых примесей. При этом в обрабатываемые сточные воды вводится реагент, в виде водного раствора. Вступая в химическую реакцию с загрязнениями, реагент способствует нейтрализации сточных вод, превращая растворимые загрязнения в нерастворимые. К химическим методам очистки производственных сточных вод относится: нейтрализация, окисление, электрохимическая обработка. Физико-химическими методами из производственных сточных вод извлекают некоторые нерастворимые органические и неорганические загрязнения, коллоидные частицы и некоторые растворимые соединения. К таким методам относится: коагуляция, сорбция, флотация, ионный обмен, экстракция, эвапарация, мембранное разделение, кристаллизация, магнитная обработка, методы, связанные с наложением электрического поля. Целесообразность биологической очистки производственных сточных вод определяется наличием в них органических загрязнений, способных к биологической диструкции. При биологической очистки осуществляется не только окисление органических загрязнений, но и разрушение некоторых органических загрязнений. Самым простым критерием оценки биоокисляемости загрязнений загрязнений служит определение БПК. Если для данного типа производственных сточных вод БПК определена, то их можно очищать с помощью биохимического окисления. Если БПК производственных сточных вод равна 0, то эти сточных вод не могут подвергаться биохимическому окислению. Существует большое количество биологически неокисляемых сточных вод. однако это не всегда означает невозможность микробиологического окисления. Такое окисление оказывается возможным, но осуществляется оно настолько медленно, что им можно пренебречь. К биологически неокисляемым веществам относятся такие соединения, как меломин, дихлорэтан, дихлорметан, нафтоханол и т.п. Одним из основных показателей производственных сточных вод является отношение БПК к ХПК. У производственных сточных вод оно колеблется от 0 до 0,9. Стоки с низким отношением БПК/ХПК обычно содержат токсичные вещества, предварительное извлечение которых повышает соотношение и обеспечивает возможность биохимического окисления. Биологическая очистка производственных сточных вод принципиально не отличается от очистки хоз-бытовых сточных вод, однако имеет ряд особенностей: 1) Связано с необходимостью предварительной подготовки производственных сточных вод с целью усреднения их состава и расхода, их нейтрализации, биогенной подпитки, увеличения отношения БПК/ХПК, 2) Состоит в необходимости применения двух- и многоступенчатых схем биологической очистки, что обусловлено высокими концентрациями загрязняющих веществ и разными скоростями окисления компонентов в производственных сточных вод. Биохимический метод применяется для очистки производственных сточных вод от таких неорганических загрязнений как аммиак, нитриты, сульфиды. Автотропное окисление аммиака и нитритов в процессе нитрификации обычно осуществляется гетеротрофным восстановлением нитратов при денитрификации. В настоящее время применяют биохимическое восстановление нитратов, хроматов, и хлоратов с переводом этих соединений соответственно в молекулярный азот, Cl(OH)3, хлориды. Процесс восстановления протекает одновременно с окислением органических соединений, то есть достигается двойной эффект: удаление неорганических загрязнений и окисление органических без подачи извне кислорода. На практике при очистке производственных сточных вод используются комбинации методов друг с другом: механическая очистка применяется с химической, физико-химической, биологической. Реже используют вместе 3 или даже все 4 метода. Механические методы очистки можно интенсифицировать использованием физико-химических или химических (коагуляция перед отстаиванием, фильтрованием, подщелачивание воды перед отстаиванием или фильтрованием). Применение тех или иных методов очистки производственных сточных вод обосновываются экспериментально на реальных сточных вод, а при их отсутствии с применением имитационного раствора, обладающего свойствами реальных сточных вод. Механическая очистка используется для подготовки сточных вод с целью использования их в системе оборотного водоснабжения, для подготовки к сбросу в систему водоотведения или к обработке химическими, физико-химическими или биологическими методами. При механической очистки из производственных сточных вод можно удалить взвесь на 90-95%, уменьшить содержание органических загрязнений (по БПКп) на 20-30%. Более высокая эффективность механической очистки достигается с помощью преаэрации, применения тонкослойных отстойников или осветлителей со взвешенным слоем, их гидроциклонирование или центрифугирование. Значительно повышается эффективность механической очистки с помощью предварительной обработки производственных стоков коагулянтами и флокулянтами. Применение для очистки производственных сточных вод барабанных фильтров, микрофильтров, фильтров с зернистой и плавающей загрузкой имеет ряд преимуществ: А) данные аппараты имеют достаточно высокую эффективность без применения коагуляции, Б) можно использовать местные фильтрующие материалы, В) эти устройства могут отделять от воды взвесь с крупностью 0,1-1мкм. Их недостатки: А) их можно применять при концентрации ввешенных веществ менее 50 мг/л, Б) требуется регенерация загрузки, что ведет к образованию загрязненных промывных сточных вод в объеме 10-15% от расхода сточных вод. Применение таких аппаратов механической очистки, как тонкослойные отстойники, сетчатые фильтры, скорый фильтр с новыми видами загрузок (зернистых и синтетических), гидроциклонов позволяет в 3-5 раз снизить капитальные затраты на строительство очистных сооружений, на 20-30% эксплуатационные расходы, в 3-7 раз площади под очистные сооружени. К химической очистке относится электрохимическая обработка производственных сточных вод (электроокисление и электро восстановление). В качестве аппаратов электрохимического окисления используется электродеструкторы и электрокоагуляторы различных конструкций с растворимыми электродами. Химическая обработка производственных сточных вод часто используется для их глубокой очистки или извлечения ценных компонентов. Биологические методы очистки производственных сточных вод подразделяются на очистку в естественных и искусственных условиях. К сооружениям биологической очистки в естественных условиях относятся: поля орошения, поля фильтрации, фильтрующие траншеи и колодцы, песчано-гравийные фильтры, биопруды. К сооружениям биологической очистки в искусственных условиях относятся: аэротенки, окситенки, метантенки, которые применяются для очистки высококонцентрированных производственных сточных вод. Для очистки производственных сточных вод с высоким содержанием фенола применяют микробный метод с помощью специальной культуры микроорганизмов, помещенных в аэротенки. Задача №1 Расход нефтепромысловых сточных вод достигает 1000 м3/сут, а концентрация в них нефтепродуктов не превышает 500 мг/л, а взвеси 200 мг/л. Разработать схему очистки нефтепромысловых сточных вод, если время работы установки для их очистки составляет 16ч/сут. Концентрация загрязнений в очищенной воде не должна превышать а) нефтепродуктов 50 мг/л, взвеси 50 мг/л б) нефтепродуктов 10 мг/л, взвеси 10 мг/л Задача №2 Предложите схему очистки поверхностных сточных вод, если концентрация нефтепродуктов в них не превышает 90 мг/л, взвешенных веществ 1200 мг/л, их БПКполн составляет 15 мг/л. Сброс очищенных поверхностных стоков предполагается на рельеф местности Задача №3 Разработать схему очистки сточных вод от мойки легковых автомобилей. Очищенные стоки направляются в систем оборотного водоснабжения. Концентрация загрязнений в воде, поступающей на очистку составляет: взвеси 500 мг/л, нефтепродуктов 50 мг/л, БПКполн этих стоков достигает 15 мг/л. Задача №4 Разработать схему очистки сточных вод от мойки автобусов. Очищенные стоки направляются в систем оборотного водоснабжения. Концентрация загрязнений воды, поступающей на очистку составляет: взвеси 1200 мг/л, нефтепродуктов 200 мг/л, БПКполн этих стоков достигает 25 мг/л. |