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).
Сточные воды с предприятия нельзя сбрасывать загрязненными, так как вследствие этого в реке могут погибнуть живые организмы, происходит загрязнение речной воды, подземных вод, почв, атмосферы; это приводит к нанесению вреда здоровью человека и окружающей природной среде в целом.
Раздел 1. Характеристика предприятия
Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) производят на заводах пластмасс.
Полиэтилен получают полимеризацией этилена в бензине при температуре 80 0С 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.
| Единица измерения | Сточные воды | ||
| до очистки | после очистки | ||
| Температура | 0С | - | 23-28 |
| Взвешенные вещества | мг/л | 40-180 | 20 |
| Эфирорастворимые | мг/л | Следы | - |
| pH | - | 6,5-8,5 | 6,5-8,5 |
| Сухой остаток | Мг | до 2700 | до 2700 |
| Cl2 | Мг | до 800 | до 800 |
| SO4 | Мг | до 1000 | до 1000 |
| ХПК | МгО/л | 1200 | 80-100 |
| БПКг | мгО2/л | 700 | 15-20 |
| Al3+ | мг/л | до 1 | до 1 |
| Ti4+ | мг/л | Следы | Следы |
| Углеводороды | мг/л | до 10 | Следы |
| Изопропанол | мг/л | до 300 | - |
Данное предприятие имеет I Б класс опасности. Санитарно защитная зона равна 1000 м. Находится в Киевской области.
Для дальнейших расчётов выбираем реку в данной области – р. Десна, узнаём по этой реке данные для 97% обеспеченности, с помощью переводного коэффициента переводим эти данные для 95% обеспеченности. Значения qпром и qбыт (расход воды на единицу водовыпуска продукции в промышленных и бытовых сточных водах соответственно) равны: qпром=21м3 , qбыт=2,2м3. Затем из справочника по водным ресурсам Украины узнаём Сф, если не указано, то Сф=0,4 ПДК.
Расчёт расхода сточных вод.
Q=Пq, м3/год
П. - производительность, 7500 м3/год.
Q – расход воды на единицу выпускаемой продукции.
Qпром =7500•21=1575000 м3/год
Qбыт=7500•2,2=165000 м3/год
Опром, быт – расход производственных и бытовых сточных вод.
Qсм=4,315+452=4767 м3/сут.
Сiсм=(qx/б•Сх/б+Qпр•Сiпр)/Qсм
Сiх/б, пр-концентрация веществ в х/б и производственных сточных водах, мг/дм3.
Ссмв-х вв.=(452•120+4315•40)/4764=46,6 мг/дм3
Ссммин.=(452•500+4315•2700)/4767=2491,4 мг/дм3
С смCl=(452•300+4315•800)/4764=752.6 мг/дм3
С смSO4=(452•500+4315•1000)/4767=952.6 мг/дм3
СсмХПК=(452•300+4315•1200)/4767=1115 мг/дм3
СсмБПКп=(452•150+4315•700)/4767=677,85 мг/дм3
СсмAl=(452•0+4315•1)/4767=0.9 мг/дм3
Ссмизопр-л=(452•0+4315•300)/4767=271,55 мг/дм3
Ссмаз.ам=(452•18+4315•0)/4767=1,7 мг/дм3
Расчёт кратности основного разбавления no.
Y=2.5∙√nш-0,13-0,75√R(√nш-0,1)=2,5∙√0,05-0,13-0,75√3(0,05-0,1)=0,26
пш-коэффициент шероховатости русла реки.
R-гидравлический радиус.
Sn=Ry/nш=30,26/0,05=26,6
Sn-коэффициент Шези.
Д=g∙Vф∙hф/(37 nш∙Sh2)=9.81∙0,02∙3/(37∙0,05∙26,6)=0,012 м/с2
g-ускорение свободного падения, м/с2.
Д-коэффициент требуемой диффузии.
Vф-средняя по сечению водотока скорость.
hф-средняя глубина реки, м.
α=ζ∙φ∙√Д/Ост=1,5∙1,2∙√0,012/0,03=1,3
ζ-коэффициент, характеризующий тип выпуска сточных вод.
φ-коэффициент, характеризующий извилистость русла реки.
Qст-расход сточных вод.
β= -α√L=2.75-1.3∙√500=0.00003
L-расстояние от места выпуска до контрольного створа.
γ=(1-β)/(1+(Оф/ Ост)β)=(1-0,00003)/(1+(0,476/0,0)∙0,00003)=0,99
γ-величина коэффициента смещения.nо=(Qст+γ∙Qф)/Qст=(0,03+0,99∙0,476)/0,03=16,86
Расчёт кратности начального разбавления nн.
l=0.9B=0.9∙17.6=15.84
l-длинна трубы рассеивателя, м.
В-ширина реки в маловодный период, м.
В=Qф/(HфVф)=1,056/(3∙0,02)=17,6 м
l1=h+0.5=3+0.5=3.5 м
l1-расстояние между оголовками
0,5-технологический запас
N=l/l1=15.84/3.5=4.5≈5-количество оголовковd0=√4Qст/(πVстN)=√ (4∙0.05)/(3.14∙2∙5)=0.08≥0.1N=4Qст/(πVстd02)=0.2/(3.14∙3∙0.12)=3.2≈3
Vст=4Qст/(πNd02)=0.2/(3.14∙3∙0.12)=2.1
d0=√4Qст/(πVстN)= √0.2/(3.14∙2.1∙3)=0.1
d0-диаметр оголовка,
Vст-скорость истечения,
L1=L/n=15.84/3=5.2
Δvm=0,15/(Vст-Vф)=0,15/(2,1-0,02)=0,072
m=Vф/Vст=0,02/2,1=0,009-соотношение скоростных напоров.
=7,465/√(Δvm[Δv(1-m)+1,92m])=√7.465/(0.072[0.072(1-0.09)+1.92∙0.09])=20.86-относительный диаметр трубы.
d=d0∙ =0.1∙20.86=2.086<h-абсолютный диаметр струи.
nн=0,2481/(1-m)∙ 2=[√0.0092+8.1∙(1-0.009)/20.86-0.009]=13.83
Кратность общего разбавления:
n=n0∙nн=16,86∙1383=233,2
Таблица 2 Расчёт Спдс
| Название | Сор | Сст1 | ПДК | ЛВП | Спдс1 | РАС |
| Взвешенные вещества | 30 | 46,6 | 30,75 | - | 46,66 | + |
| Мин-ция | 331 | 2491,4 | 1000 | - | 505,9 | + |
| Cl- | 17.9 | 752.6 | 300 | С.-т. | 75 | - |
| SO4- | 25 | 952.6 | 100 | С.-т. | 40 | - |
| ХПК | 29,9 | 1119 | 15 | - | 15 | - |
| БПКГ | 1,2 | 677,9 | 3 | - | 117,8 | + |
| Al | 0.2 | 0.9 | 0.5 | С.-т. | 0.175 | - |
| ИЗОПР-Л | 0,004 | 271,6 | 0,01 | т. | 0,008 | - |
| АЗАМ. | 0,2 | 1,7 | 0,5 | т. | 0,1 | - |
| Неф-ты | 0,04 | 0 | 0,1 | С.-т. | 0 | - |
| СПАВ | 0,04 | 0 | 0,1 | т. | 0 | - |
Для проведения расчётов определяем, соответствует ли РАС.
- для веществ ОТ, ед. ЛПВ
Сфi/ПДКi<1
для веществ с од. ЛПВ
∑ Сфi/ПДКi<1
I. Расчёт СПДС, когда РАС существует.
1.Взвешенные вещества
Концентрация на границе зоны общего разбавления при фактическом сбросе сточных вод:
СФiк.с.=Сфi+∑(Сстi-СФi)/n
Cфакт в. в-вк.с.=30+(46,6-30)/233,2=30,0 7
Δ=0,75
СПДС=30+0,75 ∙233,2=204.9
СПДС=min(СПДСрасч Сст)= minСст
2.Вещества из ОТ и ед. ЛПВ
-минерализация
Сфакт=331+(2491,4-331)/233,2=340,3
Δ= 0,75
0,75 =Δ1≤σ1=9,2
СПДС=331+0,75 ∙233,2=505,9
СПДС=min(СПДСрасч Сст)
-БКП
Сфакт=1,2+(677,9-1,2)/233,2+(238,9-1,2)/200=5,3
Δ= 0,75
0,75=Δ1≤σ1=2,9
СПДС=1,2+0,75∙233,2=176,1
II. Расчёт СПДС , когда РАС существует.
1.Вещества из ОТ и ед. в своём ЛПВ
–ХПК
СПДС=min(Сст; ПДК)
2.Вещества с одинаковым ЛПВ
2а -Cl-,SO42-,Al3+,нефтепродукты
∑Ki=Cстi/ПДКi=752.6/300+952.6/100+0.9/0.5+0/0.1=13.8>1
Сф/ПДК≤Кi≤Сст/ПДК
СПДС=Кi∙ПДК
0,25≤KCl≤2.5Cпдс=0,06·300=18
0,4≤KSO4≤9.5Cпдс=0.3·100=40
0.35≤KAl≤1.8Cпдс=0.14·0.5=0.175
0≤Kн-ты≤0Cпдс=0,-0,1=0
2б Изопропанол, азот аммонийный, СПАВ
∑Ki=271,6/0,01+1,7/0,5+0/0,1=27163,4>1
0,8≤Kиз-л≤271160Cпдс=0,6·0,01=0,008
0,2≤Kа.ам.≤3,4Cпдс=0,3·0,5=0,1
0≤KСПАВ≤0Cпдс=0
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 м3/год, перевести в м3/сут
Расчёт решёток.
qср.сек.=4764/86400=0,055(м3/сек)·1000=55 л/с
По таблице из СНиПА, определяем Кдеп.max
50-1,7
100-1,6
50-(-0,1)
45-х
х=-(45·0,1)/50=-0,09
Кдеп.max=1,6-(-0,09)=1,69
qmaxсек=gср.сек· Кдеп.max=0,055·1,69=0,093(м3/сек)
h=0.5м
Vp=1м/с
b=0.016м
S=0.006м
n=(qmaxсек·K3)/b·h· Vp=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·1)=12.21≈13 шт
Вр=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.
Vp==(qmaxсек·K3)/b·h·n=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·21)=0.58 м/с
Nпр=Qср.сут/qвод.от=4767/0,4=11918 человек
Vсут=(Nпр·W)/(1000·35)=0.26 м3/сут =·Vсут=750·0,26=195 кг/сут