В данной работе рассмотрена полная биологическая очистка хозяйственно–бытовых сточных вод поселка городского типа с числом жителей 30000 человек. Заданная проектная производительность 6000 м3/сутки. В работе представлены технологическая схема биологической очистки стоков и ее описание. Исходя из состава и расхода бытовых сточных вод, с учетом необходимой степени очистки выполнен расчет основных технологических параметров, рассчитан основной аппарат – аэротенк-вытеснитель с регенератором, система аэрации и подобрано соответствующее вспомогательное оборудование. Комплекс очистных сооружений состоит из блока механической очистки, включающий решетки с механизированной очисткой, горизонтальные песколовки с круговым движением воды и первичный отстойник, блока биологической очистки, в которую входит аэротенк-вытеснитель с регенератором, вторичный отстойник, блок доочистки на механических фильтрах, ультрафиолетовое обеззараживание очищенной воды и минерализатор осадка.
Основными преимуществами данной установки являются: глубокая очистка до нормативов предельно допустимых концентраций рыбохозяйственных водоемов за счет чередования аэробных и аноксических процессов. В технико-экономическом разделе произведен расчет производственной мощности, инвестиционных и эксплуатационных затрат, рассчитана величина предотвращенного экологического ущерба. Также в ходе работы был проведен анализ опасных и вредных производственных факторов, классификация сооружений по пожаро- и взрывоопасности, огнестойкости, санитарной характеристике, разработана инструкция по безопасному выполнению работ, включающая общие мероприятия, порядок допуска к проведению работ, организацию контроля за безопасностью жизнедеятельности и применение индивидуальных средств защиты, рассчитано искусственное освещение.
Введение
В настоящее время процесс очистки сточных вод поселка городского типа имеет большое экологическое значение. Повышение требований к качеству очищаемых стоков заставляет искать более эффективные и экологически безопасные способы удаления загрязнений из сточных вод.
Основными загрязнениями сточных вод являются физиологические выделения людей и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье продуктов питания, кухонной посуды, стирке белья, мытье помещений и поливке улиц, а также технологические потери, отходы и отбросы на промышленных предприятиях. Бытовые и многие производственные сточные воды содержат значительные количества органических веществ, способных быстро загнивать и служить питательной средой, обусловливающей возможность массового развития различных микроорганизмов, в том числе патогенных бактерий; некоторые производственные сточные воды содержат токсические примеси, оказывающие пагубное действие на людей, животных и рыб. Все это представляет серьезную угрозу для населения и требует немедленного удаления сточных вод за пределы жилой зоны и их очистки. Целью работы является разработка технологической схемы очистки сточных вод производительностью 6000 м3/сутки.
В соответствие с целью основными задачами данной работы являлось:
- Изучение литературы по очистке сточных вод поселка городского типа;
- Разработка технологической схемы для очистки сточных вод поселка городского типа производительностью 6000 м3/сутки;
- Расчет материальных потоков в разработанной технологической схеме;
- Расчет основного аппарата биологической очистки сточных вод;
- Расчет и подбор вспомогательного оборудования;
- Технико-экономическое обоснование реализации разработанной технологической схемы;
- Организация безопасности жизнедеятельности при эксплуатации данных очистных сооружений.
В качестве основного аппарата для очистки сточных вод был выбран аэротенк-вытеснитель с регенератором, в котором процесс биохимической очистки происходит в две стадии. Обе стадии процесса осуществляются раздельно: в аэротенках происходит адсорбция и минерализация наиболее легко окисляющихся веществ, в регенераторе – завершение окисления сорбированных веществ и восстановление начальной активности ила.
В результате процесса доочистки на механических фильтрах предварительно очищенных другими методами сточных вод их БПКполн снижается до 3 мг О2/л и концентрация взвешенных веществ уменьшается до 5 мг/л.
Для обеззараживания очищенных стоков использовалась бактерицидная установка марки УДВ – 6/6 с длиной лучей 220 – 260 нм, где бактерицидное облучение действует почти мгновенно и, следовательно, вода, прошедшая через установку, может сразу же поступать непосредственно в систему оборотного водоснабжения или в водоем.
Данная технологическая схема позволяет эффективно производить очистку сточных вод поселка городского типа до уровня ПДК.
Бытовые сточные воды - образуются путём естественных потребностей человека (использование санитарно-технических приборов). Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных зданий (бани, прачечные, дома отдыха и т.д.)
Производственные сточные воды - образуются в процессе производства (технические растворы, технологические и промывные воды, воды от мытья оборудования, охлаждения и т.д.)
Атмосферные сточные воды (дождевые, ливневые) образуются в процессе выпадения дождя и таянья снега.
Основными характеристиками сточных вод являются - количество сточных вод (л/сек, м3/сут, м3/смену, и т.д.), концентрации загрязнений (мг/л, г/м3), неравномерность поступления сточных вод. Отметим, что все эти характеристики необходимы для проектирования систем водоотведения (водоотводящие сети, очистные сооружения).
Содержание органических загрязнений оценивается химической потребностью в кислороде (ХПК) и биологической потребностью в кислороде (БПК). БПК измеряется количеством кислорода, которое расходуется микроорганизмами при аэробном биологическом разложении веществ, содержащихся в сточных водах, при стандартных условиях за определённый интервал времени [23].
1.2 Состав и загрязненность сточных вод
В городские сточные воды поступают хозяйственно–бытовые воды и стоки некоторых промышленных предприятий, расположенных в черте города. К хозяйственно–бытовым относятся сточные воды, поступающие из квартир, больниц, школ, гостиниц и других мест пребывания людей; воды из прачечных, бань, столовых и других коммунальных предприятий. От каждого человека в сутки в городскую канализацию поступает в среднем постоянное количество загрязнений (в г):
Взвешенные вещества…………………………….65
БПК5 осветленной жидкости……………………..35
БПК20 осветленной жидкости…………………….40
Азот аммонийных солей, N……………………….8
Фосфаты, P2O5…………………………………….1,7
Хлориды, Cl………………………………………..9
Хозяйственно – бытовые воды без примеси промышленных в настоящее время практически отсутствуют. Исключение составляют сточные воды некоторых курортных поселков, но и в них поступают стоки от гаражей, содержащие нефтепродукты и другие загрязнения, характерные для производственных сточных вод.
Особенность бытовых и, следовательно, городских сточных вод состоит в том, что в них содержится много микроорганизмов, среди которых могут присутствовать патогенные бактерии, возбудители кишечных инфекций. Бактерии составляют значительную часть органического вещества бытовых сточных вод. В 1 мл сточной жидкости миллионы и десятки миллионов бактерий. Хозяйственно – бытовые сточные воды также содержат большое количество яиц гельминтов [10].
Многочисленные данные показывают, что грубодисперсные вещества от общей массы загрязнений в среднем составляют 35,4, коллоиды – 14,3, растворенные вещества – 50,3%. Органических веществ в сточных водах содержится 53,7, минеральных – 46,3 %. Принято считать, что в бытовых сточных водах органические вещества составляют 58, а минеральные – 42% [24].
Все примеси бытовых сточных вод, независимо от их происхождения, делятся на 4 группы в соответствии с размером частиц:
1. Нерастворимые в воде грубодисперсные примеси, как органические, так и неорганические (микроорганизмы – простейшие, водоросли, грибы; бактерии и яйца гельминтов). При определенных условиях могут выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды. Большая часть может быть выделена из воды посредством гравитационного осаждения;
2. Вещества коллоидной степени дисперсности с размером частиц менее 10-6 см (гидрофильные и гидрофобные коллоидные примеси, высокомолекулярные соединения). Малый размер частиц затрудняет их осаждение под действием силы тяжести. В зависимости от физических условий примеси могут изменять свое агрегатное состояние и выпадать в осадок;
3. Примеси молекулярной степени дисперсности с размером частиц менее 10-7 см, образующие при взаимодействии с водой растворы. Для очистки бытовых сточных вод от этих примесей необходимо применять биологические и физико-химические методы;
4. Примеси ионной степени дисперсности с размером частиц менее 10-8 см – растворы кислот, солей и оснований. Некоторые из них (аммонийные соли и фосфаты) удаляются из бытовых сточных вод в процессе биологической очистки, однако она не позволяет изменить солесодержание воды (для снижения их концентрации используются физико-химические методы очистки).
Согласно правилам и нормам параметры очищенных сточных вод, отводимых на рельеф или сбрасываемых в водоем, должны соответствовать величинам, приведенным в таблице 1 [24].
Таблица 1. Норма загрязнений
| Показатель | Норма загрязнений, г/(чел*сут) |
| БПКполн | 75 |
| БПК5 | 60 |
| Взвешенные вещества | 65 |
| Азот аммонийных солей N | 8 |
| Нитриты | Не нормируется |
| Нитраты | Не нормируется |
| Фосфаты P2O5 | 3,3 |
| ПАВ | 2,5 |
Таблица 2. Параметры очищенных (норматив) бытовых сточных вод (БСВ)