Защита водного объекта от загрязнения промышленными сточными водами (стр. 5 из 7)

6.1 Аэротенк – вытеснитель без регенераторов

Биологическая очистка сточных вод в аэротенках происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила. Сточные воды непрерывно перемешиваются и аэрируются до насыщения кислородом. Активный ил представляет собой суспензию микроорганизмов, способную к флокуляции.

При биологической очистки сточных вод протекают 2 процесса – сорбция загрязнений активным илом и их внутриклеточное окисление микроорганизмами.

Аэротенк – вытеснитель имеет сосредоточенный впуск исходной воды и циркуляционного ила в начале сооружения и отвод иловой смеси в конце его. Повышенная концентрация загрязнений в начале сооружения обеспечивает увеличение скорости их окисления, что несколько сокращает общий период аэрации. Сооружения этого типа применяют для очистки производственных сточных вод с БПКП не более 150мг/л. Qрасч=1000 м3/ч.

Определим степень рециркуляции активного ила по формуле:

,

где: J – иловый индекс, равный 100 см3/г, после аэротенков – вытеснителей принимаем отстойники с илососами; тогда в соответствии с [6] принимаем Ri= 0,3.

Найдем период аэрации tavt,ч формула

КР – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания, КР=1,5 при биологической очистке до Len=15мг/л;

LMix – БПКП, определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом:

мг/м3 ,

где Len =95,53 мг/л, концентрация БПКП в поступающей сточной воде в аэротенк;

Lex =3 мг/л, концентрация БПКП в очищенной воде из аэротенка;

Ri- степень рециркуляции активного ила;

rMAX- максимальная скорость окисления мг/(г ч), по таблице, rMAX=140 мгБПК/(г ч);

CO – концентрация растворенного кислорода, мг/л, CO=2мг/м3;

KL – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мгБПКП/л, принимаемая по таблице, KL=6 мгБПКП/м3;

КО – константа, характеризующая влияние кислорода мгО2/л, принимаемая по таблице, КО=2,4 мгО2/м3 ;

j - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимаемая по таблице, j=1,11 м3/г;

S – зольность ила, принимаемая по таблице, S=0.

ч

Объем аэротенка находим по формуле

м3.

Нагрузка на 1г беззольного вещества ила в сутки:

мг/сут

По таблице находим Ji =78 см3/г, при полученном значении qi. При новом значении Ji степень рециркуляции

но при наших расчетах для обеспечения эффективной работы отстойников было принято Ri=0,3, и, следовательно, дальнейший расчёт в корректировке не нуждается.

Аэротенки – вытеснители подбираем по таблице 3.7. Принимаем 2 секции двухкоридорных аэротенков (типовой проект 902-2-195).

Основные параметры типовых аэротенков-вытеснителей конструкции ЦНИИЭП инженерного оборудования [4].

Таблица 10.

Номер типового проекта	902-2-195
Ширина каждого коридора, м	4,5
Объём одной секции составляет, м3	1188
Общий объём составляет, м3	2376
Длина одной секции, м	40
Рабочая глубина, м	3,2
Число коридоров каждом	2

6.2 Расчет вторичного радиального отстойника

Вторичный отстойник служит для осветления сточных вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку. В данном случае в качестве вторичного отстойника принимаем радиальный отстойник, так как производительность станции более 20тис. м3/сут.

Расход сточных вод Qср.сут=20400 м3/сут.

В соответствии с расчётом требуемой очистки сточных вод вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников должен быть не более αt=15 мг/л

qср.с=Qср.сут/86400=20400/86400=0,236 м3/с

Общий коэффициент неравномерности Коб.макс=1,485. Максимальный часовой расход воды

qмакс.ч= Qср.сут∙Коб.макс/24=20400∙1,485/24=1262,25 м3/ч

Вторичные отстойники всех видов после аэротенков надлежит рассчитать по гидравлической нагрузки qssa, м3/(м2∙ч), с учетом концентрации активного ила в аэротенки аi, г/л, его индекса Ii, см3/г, и концентрация ила в осветленной воде at, мг/л, по формуле (67) СНиП 2.04.03-85.

1,9 м3/(м2∙ч),

где Kss- коэффициент использование объёма зоны отстойника, для вертикальных отстойников равный 0,45.

at-концентрация активного ила в осветлённой воде, мг/л не менее 10 мг/л,

аt- концентрация активного ила в аэротенке не более 15 г/л, аi=2 г/л,

Hset-глубина проточной части 2,7-3,8м Hset=3,1м, Ii=80 см3/г.

Площадь одной секции при общем их количестве n=4

F= qмакс.ч/(n∙q)=1262,25/4∙1,9=166,09 м2

Диаметр секции

D=

=14,5 м;

Основные параметры типового вторичного отстойника.

Таблица 11.

Номер типового проекта	Отстойник	Диаметр,м	Глубина м.	Объём зоны, м3		Пропускная способность, м3/ч, при времени отстаивания 1,5 ч
				отстойной	осадка	525
902-2-87/76	Вторичный	18	3,7	788	160

Принимаем 4 отстойника: 3 рабочих, 1 резервный.

Очистка сточных вод после аэротенков:

БПКполн после очистки составит 3 мг/м3

ХПК после очистки составит 3 мг/м3

Эфирорастворимые:

0,09 мг/м3––100%

x мг/м3––5%

x=

=0,005 мг/м3

Сэф-е=0,09-0,004=0,086 мг/м3

Взвешенные вещества:

17,91 мг/м3––100%

x мг/м3––40%

x=

=7,16 мг/м3

Свзв. в=17,91-7,16=10,75 мг/м3

N-NH4:

17,76 мг/м3––100%

x мг/м3––40%

x=

=7,04 мг/м3

СN-NH4=17,76-7,04=10,72 мг/м3

7. ФИЗИКО– ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

7.1 Ионообменная установка

Qcp.cут=20400м3/сут=850 м3/ч

Показатели смеси сточных вод, поступающих на ионообменную установку.

Таблица 12.

Ингредиенты	Концентрация
	мг/м3	мг-экв/л
Катионы:	12,54	0,09
Р2О5
Сумма катионов	12,54	0,09
Анионы:	310,59	8,76
Сl-
SO42-	514,12	5,36
Сумма анионов	824,71	14,12

В состав установки входят: Н-катионитовые фильтры, ОН-анионитовые фильтры, узел приготовления регенерирующих растворов, ёмкости для сбора обессоленной воды, элюатов от регенерации ионитов и промывочных вод, узел обезвреживания элюатов.

1. Н-катионитовые фильтры.

Используем катионит КУ-2-8.[2,3]

Объём катионита рассчитывается по формуле:

где: qw-расход обрабатываемой воды, м3/ч;

∑U- суммарная концентрация извлекаемых ионов, мг-экв/л

nreg-число регенераций в сутки (1 раз в 7 суток);

Ewc-рабочая ёмкость ионита, г-экв на 1м3 ионита

здесь α-коэффициент эффективности регенерации, принимаем 0,8

Egen-полная обменная ёмкость ионита, для КУ-2=800г·экв/м3

qk- удельный расход воды на отмывку ионита после регенерации, принимаем 4

kion- коэффициент, учитывающий тип ионита, для катионита принимается 0,5

Площадь катионитовых фильтров определяется по формуле:

Нк - высота слоя катионита в фильтре, принимаем 2,5 м

Предлагается к установке 1 рабочий и 1 резервный фильтр диаметром 3,4 м и сечением 9,1 м2 каждый. Высота слоя ионита 2,5 м, объём загрузки ионита 22,75 м3. Марка фильтра ФИПа-1-3, 4-6.

Скорость фильтрования воды через катионитовые фильтры:

Длительность рабочего цикла фильтра может быть рассчитана по формуле:

Регенерация катионитовых фильтров производится 7-10% раствором соляной кислоты в количестве 3г-экв на 1г-экв сорбированных катионов.

Расход реагента на регенерацию одного фильтра в одном цикле определяется по формуле:

qr- удельный расход кислоты, принимаем 3м на 1м3 загрузки фильтра;

N-эквивалентный вес кислоты;

m-содержание чистой кислоты в товарном продукте, %;

Расход воды на регенерацию катионитовых фильтров:

-на взрыхление смолы при интенсивности 3 л/(с·м2) в течение 20 мин.:

9,1·3·60·20·0,001=32,76 м3

-на приготовление 10% соляной кислоты: 5141·31/10·1000=15,9 м3

-на послерегенерационную отмывку-3-4 объёма на 1 объём ионита, т.е.

22,75·3,5=79,6 м3

Общий объём воды на 1 фильтр в цикле 128,16 м3, средний часовой расход 128,26/8,4=15,3 м3/ч

2. ОН - анионитовые фильтры

Для очистки анионов остатка сульфата анионирования применяем слабоосновный анионит АН-18.[2,3].

На анионитовые фильтры поступает Н-катионированная вода с содержанием аниона сульфата 1,979мг-экв/л

Объём анионита определяется по формуле :

м3

Рабочая ёмкость анионита рассчитывается по формуле, где α для слабоосновных анионитов=0,9; Egen=1000 (для АН-18); qan=3м3 на 1 м3 ионита; kion=0,8