Методика расчета параметров сброса сточных вод. Сброс сточных вод предприятий в водоемы Расчет сброса сточных вод в водоем

Технологический цикл одного из промышленных предприятий Мос­ковской области требует потребления значительных количеств воды. Ис­точником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода, практически полностью возвращается в ре­ку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компо­ненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концен­трацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водоиспользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйст­венного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вред­ного компонента после разбавления водой реки сточной воды предпри­ятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентра­ции по фарватеру реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.

Характеристика реки: скорость течения - V, средняя глубина на участке - Н, расстояние до места водопользования - L, расход воды в реке - Q1; шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки - LS.

Характеристика стока: вредный компонент, расход воды -Q2, кон­центрация вредного компонента - С, фоновая концентрация -Сф, пре­дельно допустимая концентрация - ПДК.

Варианты к расчету характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы:

ε=1; Lф/Lпр=1

РЕШЕНИЕ:

Многие факторы: состояние реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания.

где γ -коэффициент, степень полноты сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления.

Расчет ведется по формулам:

где -коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

L- расстояние до места водозабора.

где -коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку. =1, при выпуске у берега.

Lф/Lпр - коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой.

Исходя из того, что в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, найдем D-коэффициент турбулентной диффузии,

где V-средняя скорость течения, м/c;

H-средняя глубина, м.

Зная D, найдем:

0,26 > 0.01, это значит что эта величина превышает ПДК

Необходимо также определить, какое количество загрязняющих
веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты проводятся только для консервативных веществ по санитарно - токсикологическому показателю вредности. Расчет ведется по
формуле:

Выводы: Решив данную задачу, мы получили реальную концентрацию вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора, С в =0.26, она получилась больше чем предельно допустимая концентрация вредных веществ в водоеме, а это означает, что водоем очень сильно загрязнен, и требует немедленной очистки, а предприятие, сбрасывающее в него свои сточные воды необходимо проверить на санитарные нормы.

Ответы на вопросы:

Основной причиной загрязнения водных бассейнов является сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйством. Остатки удобрении н ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают и водоемы и загрязняют их. Для обезвреживания даже после основательной биологической очистки эти воды необходимо разбавлять чистой водой. Нормы разбавления иной раз очень высоки. Так, для стоков производства синтетических волокон кратность разбавления составляет 1:185, для полиэтилена или полистирола- 1:29. Во всем мире на обезвреживание сточных вод ежегодно затрачивается 5500 км 3 чистой воды-втрое больше, чем на все другие нужды человечества. Эта величина составляет уже 30% устойчивого стока всех рек земного шара.Следовательно, основную угрозу нехватки воды порождает не безвозвратное промышленное потребление, а загрязнение природных вод промышленными стоками и необходимость их разбавления. Загрязнения, поступающие в сточные воды, условно можно "разделить на несколько групп. Так, по физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворенные примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные н биологические.Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и другими веществами.Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Растительные органические загрязнения представляют собой остатки растений, плодов, овощей и злаков, растительного масла и пр. Загрязнения животного происхождения - это физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и др.Бактериальное и биологическое загрязнение свойственно главным образом бытовым сточным водам и стокам некоторых промышленных предприятии. Среди последних - бойни, кожевенные заводы, фабрики первичной обработки шерсти, меховые производства, биофабрики, предприятия микробиологической промышленности и др.Бытовые сточные воды включают воды от кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, хозяйственные воды, которые образуются при мытье помещений, и др. Они поступают из жилых и общественных зданий, от бытовых помещений промышленных предприятии и др. В бытовых сточных водах органическое вещество в загрязнениях составляет 58%, минеральные вещества-42% (табл. 1).

Угроза инфекционных заболеваний.

Задача № 1

Цель работы: рассчитать характеристики сточных вод, а именно кратность разбавления, концентрацию в месте водозабора, предельную концентрацию в стоке, предельно допустимый сток. Построить график зависимости концентрации вредного компонента от расстояния до места водозабора.

Таблица 1. Входные параметры

Алгоритм решения:

Для того, чтобы решить задачу, сначала нужно вычислить коэффициент турбулентной диффузии:

Условия спуска сточных вод в водоём принято оценивать с учётом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления. Расчёт ведётся по формуле:

Итак, многие факторы, такие как состояния реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод до пункта полного смешивания. Выпуск в водоёмы сточных вод должен, как правило, осуществляться таким образом, чтобы была обеспечена возможность смешивания сточных вод с водой водоёма в месте их спуска.

Далее необходимо определить, какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчёты проводятся только для консервативных веществ по санитарно-токсикологическому показателю ведности. Расчёт ведётся по формуле:

Где С ст.пред. – максимальная концентрация, которая может быть допущена в сточных водах, или тот уровень очистки сточных вод, при котором после их смешивания с водой в водоёме у расчётного пункта водопользования степень загрязнения не превышает ПДК; ПДК – предельно допустимая концентрация.

Следующим шагом будет расчёт предельно допустимого стока(ПДС) по формуле:

Подставим формулу (10) в формулу (15):

Подставляем в функцию формулу (16) и получаем:

Таблица 4. Конечные значения концентрации фенола

Таблица 5. Конечные значения концентрация различных веществ

Выводы:

Полученные результаты показывают, что при расстоянии до места водозабора L = 200м кратность разбавления составляет 2.0067, а концентрация фенола в воде составит C В = 9.95 мг/л, что в десятки раз превосходит ПДК = 0.35 мг/л. Следует снизить концентрацию вредного вещества, например, лучше очищая сточные воды или уменьшая их расход.

Чтобы концентрация фенола в месте водозабора была в пределах ПДК, его концентрация в сточных водах не должна превышать C ст.пред. = 0.9821 мг/л. Предельно допустимый сток ПДС = 1,1785 мг/с.

По результатам рассчитанных данных был построен график распределения концентрации фенола в зависимости от расстояния между точкой выброса сточных вод и местом водозабора. По графику видно, что на расстоянии свыше 200 км концентрация фенола практически не меняется – это связано с тем, что на таких больших расстояниях фенол максимально растворился и уже не может раствориться ещё больше. Самый лучший результат при аппроксимации показывает многочлен 6‑й степени.

Также анализ полученных данных показал, что концентрация фенола в водоёме никогда не достигнет ПДК, поскольку концентрация вредного вещества в сточных водах слишком велика, а расход воды в реке слишком мал по сравнению с расходом сточных вод. Также это связано с тем, что фенол плохо растворим и легче воды.

Построенный график растворимости различных вредных веществ показывает, что наиболее растворимыми являются соли ртути, а наименее растворим керосин. Вероятно, это связано с плотностью веществ (у керосина она 800 кг/м³, у ртути 13 500 кг/м 3), а также от констант растворимости (для солей ртути она порядка 10 -15 , для керосина порядка 10 -20).

Для решения задачи и построения графиков были использованы следующие программы: Microsoft Word, Microsoft Excel, MathCAD.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Источники загрязнения воды:

a) Промышленность – целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, чёрная металлургия и др.

b) Сельское хозяйство – орошение полей, сточные воды насыщены солями и остатками хим. веществ, органическими остатками ферм.

c) Бытовые отходы – почти вся использованная в населённых пунктах вода поступает в канализацию.

2. Опасность неочищенных сточных вод:

b) В сточных водах могут содержаться химические вещества, плохо влияющие на живые организмы, что наносит вред биосфере;

c) В сточных водах снижено содержание растворённого в воде кислорода, что уменьшает активность гнилостных бактерий и приводит к заболачиванию местности.

3. Условия спуска сточных вод промышленных предприятий в водоёмы:

После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако, это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных и других целей.

4. Контроль за осадконакоплением и уровнем биогенов:

В процессе очистки сточных вод, на Московских станциях аэрации обрабатывается 9000 м3 в течении года осадков. Все осадки обеззараживаются. Из всего количества осадков около 3500 м3 идёт на иловые площадки. До настоящего времени основным способом обеззараживания осадка являлась естественная сушка на иловых площадках, где он подсушивался до влажности около 80%, при этом уменьшаясь в объёме в 7 раз.

5. Сбор и очистка сточных вод:

Санитарная канализационной системы объединяет все сточные трубы от расположенных в зданиях раковин, ванн ит.д., как ствол дерева объединяет все его ветви. Из основания этого «ствола» вытекает смесь всего, что попало в систему, - исходные стоки, или исходные сточные воды.

6. Загрязнение гидросферы ядохимикатами:

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, пестициды, тяжелые металлы, диоксиды и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические радиоактивные вещества, тепло и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические радиоактивные вещества, тепло и др. Химическое загрязнение – наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединение ртути, свинца и др.) и нетоксичным.

Кафедра экологии и безопасности жизнедеятельности

Решение задач по

экологии

Выполнил: Лубе Н.И.

Группа: УИ0301

Вариант: 13

Приняла: Соловьева Р.А.

Задача №1

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК СБРОСОВ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ В ВОДОЕМЫ

Технологический цикл одного из промышленных предприятий Мос­ковской области требует потребления значительных количеств воды. Ис­точником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода, практически полностью возвращается в ре­ку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компо­ненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концен­трацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водоиспользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйст­венного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вред­ного компонента после разбавления водой реки сточной воды предпри­ятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентра­ции по фарватеру реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.

Характеристика реки: скорость течения - V, средняя глубина на участке - Н, расстояние до места водопользования - L, расход воды в реке - Q1; шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки - LS.

Характеристика стока: вредный компонент, расход воды -Q2, кон­центрация вредного компонента - С, фоновая концентрация -Сф, пре­дельно допустимая концентрация - ПДК.

Варианты к расчету характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы:

ε=1; Lф/Lпр=1

Решение:

Многие факторы: состояние реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания.

где γ -коэффициент, степень полноты сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления.

Расчет ведется по формулам:

;

,

где -коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

L- расстояние до места водозабора.

где -коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку.=1, при выпуске у берега.

Lф/Lпр – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой.

Исходя из того, что в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, найдем D-коэффициент турбулентной диффузии,

=

где V-средняя скорость течения, м/c;

H-средняя глубина, м.

Зная D, найдем:

=0,025

Итак, реальная кратность разбавления равна:

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

0,2 > 0.01, это значит что эта величина превышает ПДК

Необходимо также определить, какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты проводятся только для консервативных веществ по са- нитарно - токсикологическому показателю вредности. Расчет ведется по формуле:

С ст.пред. = K· (ПДК – С ф) + ПДК=2.428(0.01-0.001)+0.01=0.032 мг/л=0.000032 мг/м 3

где С ст.пред. - максимальная (предельная) концентрация, которая мо­жет быть допущена в СВ, или тот уровень очистки СВ, при котором по­сле их смешивания с водой в водоеме у первого (расчетного) пункта во­допользования степень загрязнения не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток ПДС рассчитывается по формуле:

ПДС = С ст. пред ·Q2 = 0.000032 · 0.7 = 2,24·10 -5 мг/с

Построим график функции распределения кон­центрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS = 15 м, С в = f (L ):

Выводы: Решив данную задачу, мы получили реальную концентрацию вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора, С в =0.2, она получилась больше чем предельно допустимая концентрация вредных веществ в водоеме, а это означает, что водоем очень сильно загрязнен, и требует немедленной очистки, а предприятие, сбрасывающее в него свои сточные воды необходимо проверить на санитарные нормы.

Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах, входит в состав выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в ближайшие водные объекты. Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» все водные объекты подразделяются на два вида водопользования:

хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование;

рыбохозяйственное водопользование

Каждый вид водопользования разделен еще на категории. К первому виду относятся две категории:

водные объекты, которые используются в качестве хозяйственно- питьевого водоснабжения и для предприятий пищевой промышленности;

водные объекты, которые используются для купания, занятия спортом и отдыха населения.

Ко второму виду относят три категории:

Нормы качества воды водных объектов включают:

Общие требования к составу и свойствам воды в зависимости от видов водопользования

Перечень ПДК нормированных веществ для различных видов водопользования.

Для определения качества воды устанавливается расчетный створ.

Рис.1.

ПП - промышленное предприятие;

ОС - очистные сооружения;

• - нулевой створ;
• - расчетный створ.

При сбросе сточных вод в водные объекты, расчетный створ определяется в каждом случае местной администрацией, но не далее, чем в 500 м. от места сброса сточных вод.

Таким образом, для разных видов водопользования качество воды при сбросе сточных вод должно соответствовать качеству в расчетном створе.

В расчетном створе качество воды должно удовлетворять нормативным требованиям (ПДК). Все вредные вещества, для которых определены ПДК подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ). Принадлежность вещества к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.

Вещества, концентрация которых изменяется как вследствие разбавления, так и вследствие протекания химических, физических и биологических процессов, называются неконсервативными.

Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водные объекты, называются процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения определяет обезвреживающую способность водного объекта.

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчетном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующее условие:

Одновременно механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе в водные объекты - разбавление. В практике расчетов используют понятие кратность разбавления. Кратность разбавления в водотоке у расчетного створа выражается зависимостью.

Расчет нормативов сброса сточных вод

Введение

Целью данной курсовой работы является составление и расчет схемы очистных сооружений предприятия.

Очистка сточных вод необходима для того, чтобы концентрация веществ в воде, сбрасываемой в водный объект с данного предприятия, не превышала нормативы предельно допустимого сброса (ПДС).

к нанесению вреда здоровью человека и окружающей природной среде в целом.

Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) производят на заводах пластмасс.

Полиэтилен получают полимеризацией этилена в бензине при температуре 80 0 С и давлении 3 кг *с / см 2 в присутствии катализаторного комплекса диэтил-алюминий хлорида с четырёххлористым титаном.

В производстве полиэтилена вода расходуется на охлаждение аппаратуры и конденсата. Система водоснабжения - оборотная с охлаждением воды на градирне. Водоснабжение осуществляется тремя системами: оборотной, свежей технической и питьевой воды.

Для технических нужд (промывка полимеров аппаратов и коммуникаций цеха полимеризации, приготовление реагентов инициаторов и добавок для полимеризации) используется конденсат пара.

Характеристика сточных вод приведена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика сточных вод выпускаемых в водоёмы от производства полиэтилена.

Данное предприятие имеет I Б класс опасности. Санитарно защитная зона равна 1000 м. Находится в Киевской области.

q пром и q быт (расход воды на единицу водовыпуска продукции в промышленных и бытовых сточных водах соответственно) равны: q пром =21м 3 , q быт =2,2м 3. Затем из справочника по водным ресурсам Украины узнаём С ф, ф =0,4 ПДК.

Расчёт расхода сточных вод.

Q=Пq, м 3 /год

П. - производительность, 7500 м 3

Q пром =7500 21=1575000 м 3

Q быт =7500 2,2=165000 м 3 /год

О пром, быт – расход производственных и бытовых сточных вод.

Q см =4,315+452=4767 м 3 /сут.

Расчёт концентрации веществ в сточной воде.

С i см =(q x /б С х/б +Q пр С i пр)/Q см

С i х/б, пр 3 .

С см в-х вв. =(452 120+4315 40)/4764=46,6 мг/дм 3

С см мин. =(452 500+4315 2700)/4767=2491,4 мг/дм 3

С см SO 4 =(452 500+4315 1000)/4767=952. 6 мг/дм 3

С см ХПК =(452 300+4315 1200)/4767=1115 мг/дм 3

С см БПКп =(452 150+4315 700)/4767=677,85 мг/дм 3

С см Al =(452 0+4315 1)/4767=0. 9 мг/дм 3

С см =(452 0+4315 300)/4767=271,55 мг/дм 3

С см =(452 18+4315 0)/4767=1,7 мг/дм 3

Раздел 2. Расчёт нормативного сброса сточных вод

Расчёт кратности основного разбавления n o .

Y=2. 5∙√n ш -0,13-0,75√R(√n ш -0,1)=2,5∙√0,05-0,13-0,75√3(0,05-0,1)=0,26

п ш -коэффициент шероховатости русла реки.

R-гидравлический радиус.

S n =R y /n ш =3 0,26

∙V ф ∙h ф ш ∙Sh 2 ∙0,02∙3/(37∙0,05∙26,6)=0,012 м/с 2

g-ускорение свободного падения, м/с 2 .

V ф -средняя по сечению водотока скорость.

h ф -средняя глубина реки, м.

α=ζ∙φ∙√Д/О ст =1,5∙1,2∙√0,012/0,03=1,3

ζ-коэффициент, характеризующий тип выпуска сточных вод.

φ-коэффициент, характеризующий извилистость русла реки.

β= -α√ L =2. 75 -1. 3∙√500=0. 00003

L-расстояние от места выпуска до контрольного створа.

γ=(1-β)/(1+(О ф ст)β)=(1-0,00003)/(1+(0,476/0,0)∙0,00003)=0,99

γ-величина коэффициента смещения. n о =(Q ст +γ∙Q ф ст ∙0,476)/0,03=16,86

l=0. 9B=0. 9∙17. 6=15. 84

В-ширина реки в маловодный период, м.

В=Q ф /(H ф V ф)=1,056/(3∙0,02)=17,6 м

l 1 =h+0. 5=3+0. 5=3. 5 м

N=l/l 1 =15. 84/3. 5=4. 5≈5-количество оголовковd 0 =√4Q ст /(πV ст N)=√ (4∙0. 05)/(3. 14∙2∙5)=0. 08≥0. 1N=4Q ст /(πV ст d 0 2)=0. 2/(3. 14∙3∙0. 1 2 ≈3

V ст =4Q ст /(πNd 0 2)=0. 2/(3. 14∙3∙0. 1 2)=2. 1

d 0 =√4Q ст /(πV ст √0. 2/(3. 14∙2. 1∙3)=0. 1

d 0 -диаметр оголовка,

V ст -скорость истечения,

Δv m ст -V ф

m=V ф /V ст =0,02/2,1=0,009-соотношение скоростных напоров.

7,465/√(Δv m [Δv(1-m)+1,92m])=√7. 465/(0. 072)=20. 86-относительный диаметр трубы.

d=d 0 ∙ =0. 1∙20. 86=2. 086

n н ∙ 2 =[√0. 009 2 ∙(1-0. 009)/20. 86-0. 009]=13. 83

Кратность общего разбавления:

n=n 0 ∙n н =16,86∙1383=233,2

С ф i /ПДК i <1

∑ С ф i /ПДК i <1

I. Расчёт С ПДС, когда РАС существует.

1. Взвешенные вещества

Концентрация на границе зоны общего разбавления при фактическом сбросе сточных вод:

С Ф i к. с. =С ф i +∑(С ст i -С Ф i)/n

C к. с. =30+(46,6-30)/233,2=30,0 7

С ПДС =30+0,75 ∙233,2=204. 9

С ПДС =min(С ПДС расч С ст)= minС ст

2. Вещества из ОТ и ед. ЛПВ

С факт =331+(2491,4-331)/233,2=340,3

Δ 1 ≤σ 1 =9,2

С ПДС =331+0,75 ∙233,2=505,9

С ПДС =min(С ПДС расч С ст)

0,75=Δ 1 ≤σ 1 =2,9

С ПДС =1,2+0,75∙233,2=176,1

II. Расчёт С ПДС, когда РАС существует.

1. Вещества из ОТ и ед. в своём ЛПВ

С ПДС ст; ПДК)

2. Вещества с одинаковым ЛПВ

2а -Cl - ,SO 4 2- ,Al 3+ ,нефтепродукты

∑K i =C ст i /ПДК i =752. 6/300+952. 6/100+0. 9/0. 5+0/0. 1=13. 8>1

С ф /ПДК≤К i ≤С ст /ПДК

С ПДС =К i ∙ПДК

0,25≤K Cl ≤2. 5C пдс =0,06·300=18

0,4≤K SO 4 ≤9. 5C пдс =0. 3·100=40

≤K Al ≤1. 8C пдс =0. 14·0. 5=0. 175

0≤K н-ты ≤0C пдс =0,-0,1=0

2б Изопропанол, азот аммонийный, СПАВ

0,8≤K из-л ≤271160C пдс =0,6·0,01=0,008

0,2≤K ≤3,4C пдс =0,3·0,5=0,1

0≤K СПАВ ≤0C пдс =0

Раздел 3. Расчёт сооружений механической очистки

Для удаления взвешенных веществ, служат сооружения механической очистки.

Для очистки сточных вод от этих веществ, для данного предприятия, необходимо поставить решётки и песколовки.

Для расчёта сооружений механической очистки необходимо расход смеси, который измеряется в м 3 /год, перевести в м 3 /сут

Расчёт решёток.

q ср. сек.= 4764/86400=0,055(м 3 /сек)·1000=55 л/с

По таблице из СНиПА, определяем К деп. max

х=-(45·0,1)/50=-0,09

К деп. max =1,6-(-0,09)=1,69

q max сек =g ср. сек деп. max =0,055·1,69=0,093(м 3 /сек)

n=(q max сек ·K 3)/b·h· V p =(0. 093·1. 05)/(0. 016·0. 5·1)=12. 21≈13 шт

В р =0,016·13+14·0,006=0,292 м

Принимаем решётку РМУ-1 с размером 600 мм ×800 мм, в ней ширина между стержнями 0,016 м, толщина стержней 0,006 м. Количество прозоров между стержнями – 21.

V p ==(q max сек ·K 3)/b·h·n=(0. 093·1. 05)/(0. 016·0. 5·21)=0. 58 м/с

N пр =Q /q вод. от =4767/0,4=11918 человек

V сут пр ·W)/(1000·35)=0. 26 м 3 /сут =·V сут =750·0,26=195 кг/сут

ср. сут 3 /сут, т. е.<50000 м 3 /сут

q ср. сек =4767/86400=0,055 м 3 /сут

q max S =K деп max ·q ср. сек =1,6·0,055=0,088 м 3 /сут

Д=(q max сек ·3600)/n·q·S=(088·3600)/2·1·10=1. 44 м 2

Н К √Д 2- Н 2 =1,61 м

V к =(π∙Д 2 ∙Н к ∙4=3,14∙1,44 2 ∙0,72)/12=0,39 м 3

N пр =11918 человек

V ос =(11918∙0,02)/1000=0,24 м 3

t=V k /V oc =0. 39/0. 24=1. 625 сут

Расчет аэротенка - смесителя с регенерацией

q w =198. 625 м 2 /ч

Len =677. 9мг/л

Lex =117. 8мг/л

r max =650 БПК полн/(г *ч)

К ч =100 БПК полн/(г *ч)

а i = 3. 5 г/л

Коэффициент рециркуляции равен:

R i = 3,5/((1000/150)-3,5)=1,1

r=(650*117. 8*2)/(117. 8*2+100*2+1. 5*117. 8)*(1/(1+2*3. 5))=31. 26 мгБПК п /(г *ч)

Общий период окисления:

T atm = (Len-Lex)/(a i

W atm +W r = q w *t atm = 198. 625*0. 29 = 58. 1 м 3

Общий объем аэротенка:

Wa atm = (W atm + W r r /1+R r 3

Объем регенератора:

W r = 58. 1-47. 23 = 10. 87 м 3

q i = 24(Len-Lex)/a i (1-S)t atm = 750

Значение I i i)

Доза ила в аэротенке:

a i = (58. 1*3. 5)/(47. 23+(01/1. 1*2)*0. 87) = 3. 2 г/л

a t = 15 мг/л

Количество отстойников принимаем равным:

q = 4. 5*K set *H set 0. 8 /(0. 1*I i *a atn)0. 5-0. 01 at = 1. 23 м 3

К set для вертикальных отстойников равно 0,35(табл. 31 СниП) -коэффициент использования объема,

F =q max . ч /n*q = 176 м 2

Д = (4*F)/p*n) = 8. 6 м

Подбор вторичного отстойника:

Номер типового проекта 902-2-168

Строительная высота цилиндрической части 3м

Пропускная способность при времени отстаивания 1,5ч-111,5 м 3 /ч

Расчет аэротенка - нитрификатора

q = 4767 м 3 /сут

C nen = 1. 7мг/л

Lex = 117. 8 мг/л

C nex = 0. 1 мг/л

Co 2 = 2 мг/л

По формуле 58 СниП находим m:

m = 1*0,78*(2/2+2)*1*1,77*(2/25+2) = 0,051сут -1

1/m = 1/0,051 = 19,6 сут.

Находим концентрацию беззольной части активного ила при Lex = 117,8 мг/л

a i = 41. 05 г/л

Продолжительность аэрации сточных вод:

t atm = (677. 9-117. 8)/(41. 05*5. 54) = 2. 46

Концентрация нитрифицирующего ила в иловой смеси при возрасте ила 19,6 суток определяется по данным таблицы 19 с использованием формулы 56 СНиП:

a in = 1. 2*0. 055*(1. 7-0. 1/2. 46) = 0. 043 г/л

Общая концентрация беззольного ила в иловой смеси аэротенков составляет:

a i +a in = 41. 05+0. 043 = 41. 09 г/л

С учетом 30% зольности доза ила по сухому веществу составит:

a = 41. 09/0. 7 = 58. 7 г/л

Удельный прирост избыточного ила К 8 определяется по формуле:

Суточное количество избыточного ила:

G = 0. 054*(677. 9-117. 8)*4767/1000 = 144. 18 кг/сут

W = 4767*2. 46/24 = 488. 62 м 3

Расход подаваемого воздуха рассчитывается по формуле

nen -Cne nex)*4. 6 = 8. 096

Подбор аэротенка:

Ширина коридора 4м

Число коридоров 2

Рабочий объем одной секции 864м 3

Длина одной секции 24м

Число секций от 2 до 4

Тип аэрации низконапорная

Номер типового проекта 902-2-215/216

Повторный расчет и подбор вторичного отстойника

Расчет адсорбера

Производительность q w = 75000 м 3 /год или 273 м 3 /сут

C en (начальная величина азота ам.) = 271,6 мг/л

C ex = 0. 008 мг/л

a sb min = 253*Cex 1/2 = 0. 71

Y sb каж = 0. 9

D = 3. 5

Определяем максимальную сорбционную емкость a sb max

a sb max =253*C en 1/2

Общая площадь адсорберов, м 2:

F ad = q w /V = 273/24*10 = 1. 14

Колличество параллельно и одновременно работающих линий адсорберов при D = 3,5 м, шт

N ads b = F ads /f ags

Максимальная доза активированного угля,г/л:

D sb max = C en -C tx /K sb *a sb max = 2. 94

Доза активного угля выгружаемого из адсорбера:

D sb min = C en -C ex /a sb min =35. 5г/л

Ориентировочная высота загрузки, обеспечивающая очистку,м

H 2 = D sb max *q w *t ads /F ads *Y sb = 204

Ориентировочная высота загрузки, выгружаемая из адсорбера,м

H 1 =D sb min *q w *t ads /F ads *Y sb нас =1,57

H tot =H 1 +H 2 +H 3

Общее количество последовательно установленных в 1-ой линии адсорберов

Продолжительность работы адсорбционной установки до проскока, ч

t 1ads ex (H 3 =H 2 sb max +C en))/V*C en 2=0. 28

E=1-0. 45/0. 9=0. 5

t 2ads =2*C en *K sb *H 1 *E*(a sb max +C en)/V*C en 2

Таким образом,требуемая степень очистки может быть достигнута непрерывной работой одного адсорбера, где работает 10 последовательно установленных адсорберов,каждый адсорбер работает в течении 48 часов,отключение одного адсорбера в последовательной цепи на перегрузку производится через каждые 0,3 часа.

Расчет объема загрузки одного адсорбера,м3

w sb =f ads *H ads =96

Расчет сухой массы угля в 1-ом адсорбере,т

P sb =W sb *Y sb нас

Затраты угля, т /ч

З sb =W sb p /t 2 ads

D sb =З sb /q w =0. 02

Сооружения для ионообменной очистки сточных вод

Ионообменные установки следует применять для глубокой очистки сточных вод от минеральных и органических ионизированных соединений и их обессоливания. Сточные воды подаваемые на установку, не должны содержать:солей -свыше 3000 мг/л;взвешенных веществ –свыше 8 мг/л; ХПК не должна превышать 8 мг/л.

Катиониты: Аl 2 - вх=0,9/20=0,0045мгэкв/л

вых=0,175/20=0,00875мгэкв/л

Аниониты:

Cl - вх=752,6/35=21,5мгэкв/л

вых=75/35=2,15мгэкв/л

Объем катионита

W кат = 24q w (SC en k -SC ex k)/n reg *E wc k =0,000063м 3

Рабочая объемная емкость катионита по наимение сорбируемому катиону

E wc k *E gen k -K ion *q k *SC w k =859г*экв/м 3

Площадь катионитовых фильтров Fк,м 2

Число катионитовых фильтров:рабочих –два,резервный один.

Высота слоя загрузки 2,5 метра

Размер зерен ионита 0,3-0,8

Потери напора в фильтре 5,5 м

Интенсивность подачи воды 3-4 л/(с*м 2)

Регенерацию следует производить 7-10 % растворами кислот (соляной, серной)

Скорость пропуска регенерационного раствора £ 2 м/ч

Удельный расход ионированной воды составляет 2,5-3 м на 1м 3

Объем анионита W an , м 3 кат и составляет 5,9м 3

Площадь фильтрации

F an =24q w /n reg *t f *n f =7,6

где tf -продолжительность работы каждого фильтра и составляет

t f =24/n reg -(t 1 +t 2 +t 3)=1,8

После ионирования воды предусмотрены фильтры смешанного действия для глубокой очистки воды и регулирования величины pH ионированной воды.

Вывод

В ходе данной курсовой работы, я ознакомилась со сточными водами данного предприятия, с их характеристикой. Рассчитала нормативы сброса сточных вод (С ПДС). По этим расчетам были сделаны выводы, от каких веществ необходимо очищать сточные воды данного предприятия. Подобрала схему очистки сточных вод, которая максимально подходит для этих вод, рассчитала сооружения механической очистки, для удаления взвешенных веществ. Также были рассчитаны сооружения биологической и физико-химической очисток. После трех видов очисток вода с предприятия соответствует нормам и ее можно сбрасывать в водный объект.

Список литературы

1. Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности – М: Стройиздат, 1982 г.

2. Канализация населённых мест и предприятий. Редактор Самохин В. Н. – М: Стройиздат, 1981 г.

3. СНиП 2. 04. 03-85 “Канализация. Наружные сети и сооружения”.

4. Малые реки Украины. Яцик А. В.

5. Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное пособие к СНиП – М.: Стройиздат,1980 г.