4.2 Разработка технологической схемы комплекса очистных сооружений промышленного объекта №3

Расчет характеристик процесса очистки сточных вод от ПО №3 представлен в таблице 12. Технологическая схема очистки сточных вод представлена на рис.7.

Технологическая схема очистки сточных вод состоит из нескольких этапов:

1– механическая очистка;

2 – физико-химическая очистка;

3 – химическая очистка.

В качестве предварительного этапа обработки воды применим процеживание, чтобы исключить вероятность попадания в основные сооружения особо грубодисперсных примесей сточных вод. Данная операция выполняется на решетках.

Решетки представляют собой наклонную раму с продольными стержнями, устанавливаемую поперек потока процеживаемой воды. Скорость процеживания воды не должна превышать 1 м/с, во избежание продавливания отбросов сквозь стержни решетки. На ЛОС установлены неподвижные решетки с механизированным способом удаления мусора, допущение – накопление мусора более 0,1 м³/сут.

В сточных водах ПО №3 значительные концентрации взвешенных веществ при суточном расходе Q^во=21600 м³/сут,поэтому после предварительной обработки стоков следует применить метод кратковременного отстаивания. Для этого используем горизонтальную песколовку, так как она применяется при Q^во>10000 м³/сут.

Горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды представляют собой удлиненные прямоугольные в плане резервуары, рассчитанные исходя из необходимой степени задержания песка определенной крупности. Для создания равномерных скоростей в песколовке вход в нее выполняют в виде плавного расширения, а выход из нее — в виде плавного сужения.

Чтобы стабилизировать скорость потока в песколовке при изменении расхода поступающих в нее сточных вод на отводном канале в ней устраиваются водосливы.

Для нормальной работы песколовок большое значение имеет своевременное удаление отложившегося в них песка. На небольших установках песок можно удалять вручную; при объеме песка более 0,1 м³ в сутки обязательно механизированное его удаление. Применение бункера позволяет полностью механизировать удаление песка, что значительно облегчает эксплуатацию песколовок.

Глубина очистки сточных вод на данной ступени очистки:

- по взвешенным веществам составляет 400 мг/л при исходной концентрации 800 мг/л, степень очистки по отношению к предыдущему и к исходному значениям 50%;

-по нефтепродуктам составляет 1200 мг/л при исходной концентрации 1500 мг/л, степень очистки по отношению к предыдущему и к исходному значениям 20%

Следующая ступень очистки обусловлена наличием значительных концентраций в сточных водах нефтепродуктов, выбранный метод – кратковременное отстаивание. Применяемое сооружение - горизонтальная  нефтеловушка.

Горизонтальная нефтеловушка являет собой прямоугольную емкость. В ней из медленно движущегося потока сточных вод отделяются всплывающие нефтепродукты и оседают механические примеси. Для утилизации всплывающего слоя монтируются нефтесборные щелевые поворотные трубы, а для удаления осадка — углубление в начале сооружения и днище, смонтированное с уклоном.

Глубина слоя воды в горизонтальной нефтеловушке от 1,2 до 2 м, ширина секции 2-3 м, отношение  длины  к  глубине  L:Н=15-20.  Слой  всплывших  нефтепродуктов 0,1 м. Общие потери напора в нефтеловушке 0,4-0,5 м. Продолжительность отстаивания не менее 2 ч.

Для обогрева всплывшего слоя нефтепродуктов в зимнее время с целью облегчения удаления по периметру очистного сооружения предусматривается обогрев паровыми или водяными змеевиками, размещенных на глубине 20 см от поверхности воды.

Глубина очистки сточных вод на данной ступени очистки:

-по нефтепродуктам составляет 360 мг/л при исходной концентрации 1200 мг/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 70% и к исходному значению 76%

- по взвешенным веществам составляет 300 мг/л при исходной концентрации 400 мг/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 25% и к исходному значению 62,5%;

Далее, для уменьшения pH сточных вод применяем метод нейтрализации раствором H₂SO₄ в камере нейтрализации.

В камерах реакции и нейтрализации сточные воды должны хорошо перемешиваться, что достигается:

- устройством перегородок;

- установкой механических мешалок;

- продувкой воздухом через фильтросные плиты или дырчатые трубы (1—2 м³ воздуха на 1 мг сточных вод).

Последнее наиболее рационально, так как обеспечивает не только хорошее перемешивание стоков, но и способствует окислительным процессам в сточных водах, снижая дефицит кислорода в них.

Камеры реакции и нейтрализации следует проектировать разделенными на несколько самостоятельных отделений, которые можно выключать из работы для осмотра и очистки.

В данную схему входит камере нейтрализации с установкой механических мешалок.

Глубина очистки сточных вод на данной ступени очистки:

- по pH составляет 8,46 при исходной величине 9, степень очистки по отношению к предыдущему значению 6% и к исходному значению 6%;

- по БПК_полн составляет 630 мгО₂/л при исходной концентрации 700 мгО₂/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 10% и к исходному значению 10%;

- по ХПК составляет 1350 мгО₂/л при исходной концентрации 1500 мгО₂/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 10% и к исходному значению 10%;

Большие концентрации ВВ, БПК_полн и ХПК в качестве следующей ступени обработки сточных вод позволяют применить флотацию.

Принцип действия установки основан на перенасыщении очищаемой воды воздухом за счет избыточного давления (данный процесс происходит в сатураторе) и дальнейшей дегазации жидкости в открытой флотационной камере с выделением огромного количества мельчайших пузырьков. К этим пузырькам газа прилипают частицы загрязнений и при всплытии образуют пену на поверхности жидкости, удаляемую затем механическим способом.

Напорная флотация имеет широкий диапазон применения, поскольку позволяет регулировать степень перенасыщения воды в зависимости от требуемой глубины очистки.

В нашем случае используем напорную реагентную флотацию с рециркуляцией части очищаемой жидкости, так как именно этот вид флотации позволяет наиболее эффективно снизить показатели БПК и ХПК. Отличие от напорной реагентной флотации - не все стоки насыщаются воздухом, а только их небольшая часть. Насыщение воздухом части жидкости практически не влияет на величину глубины очистки, в тоже время имеет меньшие энергозатраты.

Выбираем радиальную флотационную камеру, так как расход сточных вод составляет более 300 м³/час. В качестве коагулянта применяем сернокислый алюминий, а флокулянта - полиакриламид.

Глубина очистки сточных вод на данной ступени очистки:

- по взвешенным веществам составляет 15 мг/л при исходной концентрации 300 мг/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению % и к исходному значению 98,1%;

-по нефтепродуктам составляет 14,4 мг/л при исходной концентрации 360 мг/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 96% и к исходному значению 96%

- по БПК_полн составляет 50,4 мгО₂/л при исходной концентрации 630 мгО₂/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 92% и к исходному значению 92,8%;

- по ХПК составляет 108 мгО₂/л при исходной концентрации 1350 мгО₂/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 92% и к исходному значению 92,8%;

Для получения требуемой глубины очистки по показателям БПК_полн и ХПК, и обеззараживания сточных вод применим окисление стоков гипохлоритом натрия с добавлением аммиачной воды. Ограничений по окислению гипохлоритом натрия нет, так как на объекте №3 концентрация хлоридов в подаваемой воде не нормируется.

Сооружение, используемое на этом этапе – контактная камера. Принцип действия как и у камеры нейтрализации.

Глубина очистки сточных вод на данной ступени очистки:

- по БПК_полн составляет 46,4 мгО₂/л при исходной концентрации 50,4 мгО₂/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 8% и к исходному значению 93,4%;

- по ХПК составляет 99,4 мгО₂/л при исходной концентрации 108 мгО₂/л, степень очистки по отношению к предыдущему значению 8% и к исходному значению 93,4%;

Таблица 12

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод промышленного объекта №3

Показатель качества воды	Размерность	Исходное значение	Методы очистки		Кратковременное отстаивание			Кратковременное отстаивание			Нейтрализация раствором H2SO4
			Очистные сооружения		Горизонтальная песколовка			Горизонтальная нефтеловушка			Камера нейтрализации
			требуемая степень очистки, %	требуемая глубина очистки	степень очистки, %		глубина очистки	степень очистки, %		глубина очистки	степень очистки, %		глубина очистки
					δ0	δi		δ0	δi		δ0	δi
ВВ	мг/л	800	97,5	20	50	50	400	62,5	25	300			300
БПКполн	мгО2/л	700	92,9	50			700			700	10	10	630
ХПК	мгО2/л	1500	93,3	100			1500			1500	10	10	1350
Нефтепродукты	мг/л	1500	98,7	20	20	20	1200	76	70	360			360
рН	мг/л	9	5,6	8,5			9,0			9,0	6	6	8,46

Показатель качества воды	Размерность	Исходное значение	Методы очистки		Реагентная напорная флотация (растворы Al2(SO4)3, ПАА) с рециркуляцией (Крец=0,3)			Окисление гипохлоритом натрия (NaClO) с добавлением аммиачной воды (NH4OH)
			Очистные сооружения		Радиальный флотатор			Контактная камера
			требуемая степень очистки, %	требуемая глубина очистки	степень очистки, %		глубина очистки	степень очистки, %		глубина очистки
					δ0	δi		δ0	δi
ВВ	мг/л	800	97,5	20	98,1	95	15			15
БПКполн	мгО2/л	700	92,9	50	92,8	92	50,4	93,4	8	46,4
ХПК	мгО2/л	1500	93,3	100	92,8	92	108	93,4	8	99,4
Нефтепродукты	мг/л	1500	98,7	20	99	96	14,4			14,4
рН	мг/л	9	5,6	8,5			8,46			8,46

Таблица 12(окончание)