5977
.pdf2
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Жакевич М.О., Кащенко О.В., Кулемина С.В.
ВОДООТВЕДЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) и выполнению курсового проекта
по дисциплине «Водоотведение промышленных предприятий» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство,
направленность (профиль) Водоснабжение и водоотведение
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
3
УДК 628.3
Жакевич М.О. Водоотведение промышленных предприятий : учебно-методическое пособие / Жакевич Михаил Олегович, Кащенко Олег Викторович, Кулемина Светлана Вячеславовна; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 28 с. : ил. – Текст : электронный.
Приведены указания по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) и выполнению курсового проекта по дисциплине «Водоотведение промышленных предприятий», рассмотрены содержание и последовательность выполнения разделов курсового проекта, даны рекомендации по расчёту расходов и концентраций загрязнений при составлении балансовых схем систем водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения расчётно-графической работы по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Водоснабжение и водоотведение.
© М.О. Жакевич, О.В. Кащенко, С.В. Кулемина, 2022
© ННГАСУ, 2022.
4
|
Оглавление |
|
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................................. |
5 |
|
1. Сточные воды промышленных предприятий и .................................................................................... |
5 |
|
источники их возникновения. .................................................................................................................... |
5 |
|
1.1 |
Источники воды на промышленном предприятии............................................................................. |
5 |
1.2 |
Основные направления решения проблем охраны окружающей среды: ........................................ |
6 |
1.3 |
Классификация сточных вод промышленных предприятий и их состав. ....................................... |
6 |
1.4 |
Режимы поступления сточных вод и загрязнений в систему водоотведения промышленного |
|
предприятия ................................................................................................................................................. |
9 |
|
1.5 |
Определение расчетных расходов сточных вод ................................................................................. |
9 |
1.5.1 Определение расходов производственных сточных вод:............................................................... |
9 |
|
1.5.2. Определение расходов производственных сточных вод:............................................................ |
10 |
|
1.5.3 Определение расходов хозяйственно-бытовых сточных вод (хозяйственно-бытовых и |
|
|
душевых): ................................................................................................................................................... |
10 |
|
1.5.4. Определение расходов поверхностно-ливневых сточных вод: .................................................. |
11 |
|
1.5.5 Расчетный расход промышленного предприятия определяется с учетом:................................. |
12 |
|
1.6 |
Состав сточных вод и классификация загрязнений. ........................................................................ |
12 |
1.6.1 Основные показатели качества сточных вод:................................................................................ |
12 |
|
1.6.2 Классификация загрязнений сточных вод. .................................................................................... |
13 |
|
1.6.3. Классификация по физическому состоянию (классификация по Кульскому).......................... |
13 |
|
1.7 |
Условия сброса производственных сточных вод в городскую водоотводящую сеть .................. |
14 |
1.8 |
Условия спуска очищенных производственных сточных вод в водоем........................................ |
17 |
2. Классификация систем водоотведения производственных сточных вод. ....................................... |
18 |
|
2.1. Классификация систем водоотведения сточных вод ...................................................................... |
18 |
|
2.1.1. Классификация систем по способу отведения сточных вод ....................................................... |
18 |
|
2.1.2 Классификация систем по способу использования воды............................................................. |
20 |
|
2.1.3 Классификация по способу прокладки .......................................................................................... |
20 |
|
2.2. Классификация схем водоотведения производственных сточных вод......................................... |
20 |
|
2.3 |
Выбор систем и схем водоотведения сточных вод на промышленных предприятиях. ............... |
20 |
3. Критерии оценки совершенства систем водопользования промышленного предприятия. |
|
|
Балансовая схема водопользования......................................................................................................... |
21 |
|
3.1 |
Критерии оценки совершенства систем водопользования.............................................................. |
22 |
3.2 |
Балансовая схема водопользования промышленного предприятия............................................... |
23 |
Пример балансовой схемы промышленного предприятия. .................................................................. |
24 |
|
3.3 |
Структура формирования потоков производственных сточных вод, поступающих на |
|
локальную очистку.................................................................................................................................... |
24 |
|
4. Методы очистки производственных сточных вод. ............................................................................ |
25 |
|
4.1. Классификация методов очистки производственных сточных вод. ............................................. |
25 |
|
4.1 |
Классификация методов очистки производственных сточных вод. .............................................. |
25 |
4.2 |
Технологическое обоснование принимаемой принципиальной схемы очистки сточных вод. ... |
26 |
Литература ................................................................................................................................................. |
27 |
5
ВВЕДЕНИЕ
Развитие цивилизации неразрывно связано с производством различных предметов,
используемых человеком как в производстве, так и для непосредственного потребления.
В тоже время, охрана окружающей природной среды и рациональное использование природных ресурсов приобретает в наши дни все большее значение. Развитие промышленности вызывает необходимость в предотвращении загрязнения водоемов промышленными сточными водами. На промышленных предприятиях образуются разнообразные по составу и свойствам производственные сточные воды. Условия их отведения с территории предприятия и обезвреживания имеют специфические особенности, которые необходимо учитывать при проектировании, строительстве и эксплуатации водоотводящих систем промышленных предприятий.
Большие объемы промышленных сточных вод, содержащие огромное разнообразие видов загрязняющих веществ, оказывающие сильнейшее техногенное воздействие на окружающую среду и определяют необходимость изучения специального курса, в котором, рассматривается все разнообразие методов их извлечения и обезвреживания.
Водоотводящие системы промышленных предприятий предназначены для сбора и отведения с их территорий отработанных загрязненных производственных сточных вод (ПСВ), которые невозможно или экономически нецелесообразно далее использовать в технологическом процессе, а
также для очистки сточных вод (СВ) перед возвращением их на повторное использование, перед сбросом в водоем или в городскую сеть водоотведения.
1. Сточные воды промышленных предприятий и
источники их возникновения.
1.1 Источники воды на промышленном предприятии.
Вода, используемая в производстве, может поступать из следующих источников:
-непосредственно из водного источника (поверхностного или подземного);
-хозяйственно-питьевого водопровода населенного пункта.
Выбор источника зависит от требований к качеству воды, направляемой на те или иные производственные операции: в некоторых случаях нет необходимости дополнительно очищать воду, забираемую непосредственно из поверхностного водного источника; а в других случаях
(например, для производства электронной продукции) - даже вода из хозяйственно-питьевого водопровода требует дополнительной дорогостоящей очистки.
6
Сытье Энергия
В окруж среду
Товарная продукция |
|
||
|
|
Вода |
|
Производство |
Вспомогательные |
||
|
|
материалы |
|
|
Отходы |
Энергетические |
|
|
(тепловые загрязнения) |
||
|
|
||
|
|
Материальные |
|
ающую |
твердые (шлам, отходы мат - лов) |
||
жидкие (раствор. в воде примеси) |
|||
|
|||
|
газообразные (СО2 , газы) |
1.2Основные направления решения проблем охраны окружающей среды:
1.Сокращение поступления сырья и готового продукта в сточные воды за счет создания новых маловодных, а где возможно и безводных технологических процессов; создание гибких экологически чистых производств.
2.Сокращение сброса сточных вод в систему водоотведения промышленного предприятия путем использования оборотных замкнутых систем водопользования.
3.Создание новых и усовершенствование существующих методов очистки СВ,
реконструкция и модернизация очистных сооружений, обеспечивающих эффективную очистку СВ. 4. Усиление контроля за составом сбрасываемых СВ за счет внедрения постоянного наблюдения за точками сброса их в системы водоотведения населенного пункта или в водоемы
(автоматические постоянные и передвижные посты мониторинга).
5. Разработка технологий по переработке образующегося и уже существующих (на полигонах) осадков.
1.3 Классификация сточных вод промышленных предприятий и их состав.
I. По происхождению:
-производственные сточные воды;
-бытовые сточные воды;
-поверхностно-ливневые сточные воды.
Производственные сточные воды – сточные воды от технологических операций
процесса производства, аппаратов и оборудования.
Основные загрязнения – отходы сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов.
Состав загрязнений зависит от: вида производства и применяемых технологических
процессов.
7
Данная категория сточных вод перед сбросом в систему водоотведения промышленного
предприятия требует обязательной специальной очистки (на локальных очистных сооружениях).
Бытовые сточные воды – это сточные воды от хозяйственно-вспомогательных
операций (мытье рук, от душевых сеток, стирка одежды) и физиологической деятельности.
Состав загрязнений: отходы физиологической и хозяйственной (мытье рук и стирка одежды
(в т.ч. спецодежды) деятельности людей, работающих на данном предприятии.
Эти сточных вод, как правило, без очистки сбрасываются в водоотводящую систему предприятия, а затем – в водоотводящую систему населенного пункта.
Поверхностно-ливневые сточные воды - образуются из дождевых и талых вод,
площадью водосбора которых является площадка промышленных предприятия (с мостовых,
крыш и т.д.), а также поверхностных стоков от полива территории предприятия.
Состав загрязнений зависит от вида производства и применяемых технологических процессов, т.к. собирается с территории предприятия, куда эти загрязнения попадают из производственных помещений с последующим осаждением дождем или в виде пыли.
II. По составу загрязнений:
-незагрязненные (условно чистые);
-загрязненные.
Незагрязненные сточные воды образуются на предприятиях от операций охлаждения технологического оборудования, имеет, как правило, температуру от 30 до 350 С, а по своему составу близка к подпиточной воде.
Основные загрязнения: взвешенные вещества, биологические обрастания, требует стабилизационной обработки.
Данная категория СВ после охлаждения и очистки, как правило, направляется в оборотную систему водоснабжения для повторного использования.
Загрязненные сточные воды в зависимости от технологического процесса (т.е. отрасли промышленности) могут быть загрязнены:
а) минеральными веществами;
б) органическими веществами;
в) минеральными и органическими веществами;
г) токсичными веществами.
а) сточные воды, загрязненные минеральными веществами.
Характерны для предприятий горнодобывающей, металлургической и др.отраслей.
Характерные загрязнения – частицы руды, шлака, песка, минеральные кислоты и др.
Данная категория СВ должна быть очищена перед сбросом в водоем.
Методы очистки: механическая очистка, химическое обезвреживание.
б) сточные воды, загрязненные органическими веществами.
8
Характерны для предприятий химической, нефтехимической, пищевой, консервной и др.
отраслей промышленности.
Характерные загрязнения – нефтепродукты, масла, жиры, органические кислоты и т.д.
Основные показатели: БПК, ХПК, окисляемость, ООУ и др.
в) сточные воды, загрязненные минеральными и органическими веществами.
Характерны для предприятий машиностроительного профиля (станко- и
автомобилестроения), приборостроения и др.
Характерные загрязнения – взвешенные вещества, нефтепродукты, масла, ионы черных и цветных металлов (Fe, Cu, Zn, Cr, Pb и др.).
Данные СВ обязательно должны проходить комплексную очистку с использованием реагентной, механической, химической, биохимической очистки и использования физико-
химических методов.
г) сточные воды, загрязненные токсичными веществами.
Характерны для предприятий фармацевтической, сывороточной промышленности, заводов по производству цветных металлов и др.
Данные СВ требуют специальной очистки с последующим возвратом их в производство, где они образуются.
III. По концентрации загрязнения:
1.Слабозагрязненные - С 500 мг/л
2.Среднезагрязненные - С = 500 – 20000 мг/л
3.Усиленно загрязненные - С = 20000 – 50000 мг/л
4.Сверхзагрязненные - С 50000 мг/л
IV. По агрессивности (по величине рН):
1.Неагрессивные рН = 6,5 8,5
2.Слабоагрессивные рН = 6,0 – 6,5 и рН 8,5 9,0
3.Агрессивные рН 6,0 и рН 9,0.
V. По температуре вспышки:
1.С tвсп 125° С;
2.С tвсп = 185 – 250° С;
3.С tвсп 2500° С.
VI. По токсичности (Jт – индекс токсичности):
1.Слаботоксичные Jт = 1 – 16
2.Среднетоксичные Jт = 17 – 50
3.СильнотоксичныеJт = 51 – 99
4.ГипертоксичныеJт 100.
9
1.4 Режимы поступления сточных вод и загрязнений в систему водоотведения
промышленного предприятия
Режимы поступления сточных вод (расход Q) и концентраций загрязнений (по каждому Ci)
бывают:
- равномерный - характеризуется постоянным поступлением сточных вод изагрязнений по
часам смены. Коэффициент неравномерности потребления воды в технологическом процессе |
K |
п = |
|
0,95÷1,05;
- с залповыми сбросами - характеризуется незначительными колебаниями расхода и/или концентрации загрязнений с нерегулярными резкими выбросами по расходу или концентрациям
(превышение среднечасового расхода или среднесменной концентрации загрязнений в разы);
- циклический - колебания сброса сточных вод (расход) и изменение концентрации загрязнений осуществляются циклично по строго определенному порядку. При этом, как правило,
время цикла составляет продолжительность одной смены или сутки (при круглосуточной работе);
- неравномерный - характер изменения поступления сточных вод в систему водоотведения и
концентрации загрязнений изменяются по непредсказуемой.
|
1. Равномерный режим |
|
2. С залповыми сбросами |
|
С |
ВВ |
С |
ВВ |
|
еn |
еn |
|||
|
|
|||
|
|
|
t |
|
|
|
|
z |
|
|
t |
|
t |
|
|
|
3. Циклический режим |
|
4. Незакономерный режим |
|
С |
ВВ |
t c ir |
С |
ВВ |
|
еn |
еn |
||||
|
|
|
t |
t |
С точки зрения оптимальным для работы очистных сооружений является равномерный
режим поступления сточных вод и загрязнений.
1.5Определение расчетных расходов сточных вод
1.5.1Определение расходов производственных сточных вод:
Расчетным расходом для ПП являются:
-от технологического оборудования – максимально-секундный;
-от ряда технологических установок (или цеха) – максимально-часовой;
10
- от ряда цехов (от всего промышленного предприятия) – максимально-часовой,
определяемый по совмещенному графику поступления СВ в систему водоотведения от отдельных цехов.
1.5.2. Определение расходов производственных сточных вод:
Суточное количество сточных вод, м3/сут.:
q |
" |
= q |
c |
|
|
||
|
d |
|
|
P
,
где qc – норма водоотведения, т.е. количество воды, необходимое организации производственного процесса производства 1 единицы (или 1 единицы учета) продукции,
определяемая по Справочнику СЭВ ВНИИ ВОДГЕО или по данным технологов;
Р - производительность предприятия в сутки.
Максимально-часовой приток сточных вод, м3/ч.:
q |
|
= |
q |
|
P |
K |
|
|
|
s |
max |
|
п |
||
|
|
|
|
|
|||
|
h max |
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, м3/час
Максимально-секундный приток сточных вод, л/с.:
K |
п |
|
q |
r |
|
– коэффициент неравномерности
= |
q |
h max |
, |
|
|||
|
|
|
|
|
3,6 |
|
потребления воды в технологическом процессе (и
соответственно коэффициент неравномерности сброса СВ).
K |
|
= |
q |
h max |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||
|
п |
|
q |
|
|
|
|
|
hmid |
||
|
|
|
|
|
Зависит от отрасли промышленности и применяемых технологических процессов.
Например: Кмп металлург. 1,1 – 1,3 (равномерность охлаждения)
Кпп пищевая 1,8 – 2,5 (неравномерность потребления на мойку посуды)
1.5.3Определение расходов хозяйственно-бытовых сточных вод (хозяйственно-
бытовых и душевых):
Хозяйственно-бытовые сточные воды:
11
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
= |
q |
бч |
N |
x |
K |
х |
+ q |
бг |
N |
г |
К |
г |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
s |
|
|
max |
|
|
п |
|
s |
|
max |
|
п |
3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h max |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
1000 |
|
|
|
|
м /г |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
q |
бх |
и |
q |
бг |
- норма водоотведения на 1-го работающего на предприятиях соответственно |
|||||||||||||||||||||||
s |
s |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
в холодных и горячих цехах; N |
х |
и |
N |
г |
- количество работающих в холодных и горячих цехах (по |
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
каждой смене); |
К |
х |
и |
К |
г |
- коэффициенты неравномерности сброса СВ соответственно холодных и |
|||||||||||||||||||||||
п |
п |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
горячих цехов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
= |
q |
h max |
л/с |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
3,6 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Душевые сточные воды:
q |
|
= |
500 m C |
m |
|
||||
|
|
|
||
|
d |
|
1000 |
|
|
|
|
|
, м3/сут
где 500 (л/с) – норма водоотведения, приходящаяся на 1 душ.сетку m – количество душевых сеток
Сm – количество смен
m = |
N |
max |
|
||
|
|
|
|
n |
Nmax – количество рабочих
n – количество рабочих, приходящихся на 1 душ. сетку (зависит от вида технологического процесса n = 3, 5, 7, 12)
qh max
q |
|
= |
|
r |
|||
|
|
|
|
500 m 45 K |
|
|||
= |
|
|
|
n |
, м3/ч |
|
1000 |
60 |
|||||
|
|
|||||
q |
|
|
|
|
||
h max |
л/с |
|
|
|||
|
|
|
||||
3.6 |
|
|
||||
|
|
|
1.5.4. Определение расходов поверхностно-ливневых сточных вод:
Расход поверхностно-ливневых сточных вод территорию предприятия дождей:
|
Z |
|
A |
q = |
|
|
1.2n |
|
mid |
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
1.2n−0.1 |
|
|
|
определяется количеством попадающих на
F |
л/с |
|
где Zmid – коэффициент стока территории п/п (по СНиП)
А – параметр, характеризующий интенсивность и повторяемость дождя (по месту расположения населенного пункта в котором находится промышленное предприятие)
F – площадь территории промышленного предприятия
t – продолжительностьдобегания дождя до рассматриваемого расчетного створа, сек. n – параметр, определяемый по СНиП (1)
q2дожд = qd