­­­­Міністерство освіти та науки України

Запорізька державна інженерна академія

Факультет ФБВР Кафедра ВП та ВВ

Курсовий проект

З дисципліни: Системи водовідведення промислових підприємств

Тема: Очистка стічних вод від коксохімічного виробництва

Виконав(ла): Рокіщук Сергій Миколайович

«Зданий на перевірку»: ___________ ________________________ __________

«Допущений до захисту»: __________ ________________________ __________

______________ _______________________ ____________

Прийняв: голова комісії _______ _________________ _____________________

член комісії _______ _________________ ______________________

член комісії _______ _________________ ______________________

Запоріжжя

2014

РЕФЕРАТ

Стор. 20 , джерел 5.

В даному курсовому проекті розрахована станція очистки стічних вод коксохімічного заводу, продуктивністю 3000 /год., яка розрахована на біологічну очистку до БСК = 15 мг/л, на очистку від завислих речовин до = 25 мг/л та від фенолів до= 0,001 мг/л.

До необхідного ступеню якості стічна вода очищується за допомогою таких основних споруд технологічної схеми: грати, пісколовки, відстійники, флотаційні установки, екстракційна колона, аеротенки та споруди доочистки.

БІОЛОГІЧНА ОЧИСТКА, ФЕНОЛИ, ВОДА, ВИТРАТА, ВІДСТІЙНИК, АЕРОТЕНК, БСК, ЗАВИСЛІ РЕЧОВИНИ, СПОРУДА.

Зміст

ВСТУП………………………….…………………………………………….……

1. Вибір принципової схеми очищення стічної води……………………………

2.Розрахунок основних споруд та апаратів……………………………………….

1. Споруди механічної очистки………………………………………………..

   1. Приймальна камера………………………….………………………………

   2. Пісколовки ………………………….……………………………………….

   3. Первинні відстійники………………………….……………………………

2. Споруди фізико-хімічної очистки………………………………………….

   1. Флотаційна камера………………………….……………………………….

   2. Екстракційна колона………………………….……………………………..

2.3 Споруди біологічної очистки …………………………………………………

2.3.1 Аеротенки………………………….………………………….………………

2.4.1. Сітки, що обертаються………………………….…………………………...

2.4. Споруди доочистки………………………….………………………………...

2.4.2. Фільтри з зернистим завантаженням……………………………………….

2.5 Споруди для обробки та утилізації осадів. …………………………………..

2.5.1. Піскові майданчики. ………………………….……………………………..

2.5.2 Мулоущільнювач………………………….………………………….………

2.5.3. Вакуум- фільтр………………………….……………………………………

Література………………………….………………………….…………………….

ВСТУП

Актуальною проблемою сучасності являється погана екологія. Одним із напрямків покращення екологічної ситуації водних ресурсів є використання безстічних оборотних систем водопостачання та локальних очисних споруд на промислових підприємствах різних галузей виробництва, які базуються на сучасних високоефективних методах очистки відпрацьованої води та дозволяють не тільки безпечно утилізувати шкідливі домішки, а й вилучити з води високо цінні компоненти.

Основне завдання коксохімічного виробництва – переробка кам’яного вугілля за допомогою методу коксування. Під час таких технологічних операцій як промивання вугілля, гасіння коксу, очищення газу від сірководню вода забруднюється переважно фенолами, смолами та маслами, містить підвищену БПК та значну кількість завислих речовин. Очистка стічних вод на коксохімічному виробництві здійснюється на локальних очисних спорудах.

2. ВИБІР ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

Проаналізувавши вихідні дані та необхідний ступінь очистки стічних вод приймаємо такі основні споруди, що описані нижче.

Для механічної очистки – грати, які встановлюються незалежно від продуктивності станції чи концентрації забруднюючих речовин; пісколовки (з аерацією), тому що вони найбільше відповідають вимогам затримання мінеральних домішок і пропуску органіки; подальша очистка стічних вод від завислих речовин, смол та важких масел проходить в первинних відстійниках. Очистка води від масел проводиться у флотаційній камері. Фенольні домішки видаляються та утилізуються в екстракційній колоні.

Біологічна очистка стічних вод проводиться із застосуванням аеротенків-витискувачів з регенерацією по двоступеневій схемі (так як вода має значні органічні забруднення) з окремими вторинними відстійниками для кожного ступеню.

До належного рівня якість обробленої води доводиться на спорудах глибокої очистки води з використанням сіток, що обертаються та фільтрів із зернистим завантаженням.

Очищена вода самопливом подається до збірного резервуару.

Відділення обробки та утилізації осадів складається з: піскових майданчиків для осадів з пісколовок та первинних відстійників; мулоущільнювачів, де зменшується вологість та об’єм мулового осаду із вторинних відстійників та вакуум-фільтрів, де осад зневоднюється та підсушується до рихлої консистенції, зручної для транспортування.

Технологічна схема процесу з позначенням споруд та комунікацій приведена на листі креслення.

3. РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ СПОРУД ТА АПАРАТІВ

   1. Споруди механічної очистки

      1. Приймальна камера

За продуктивністю очисної станції Q = 72000 /доб. = 3000 /год. = 833,33 л/с приймаємо типову приймальну камеру ПК – 2 – 60б на два трубопроводи діаметром 300 мм і розмірами в плані 2000х2300х2000 мм.

2. Грати

Необхідна площа живого перетину при швидкості м/с:

Кількість прозорів при їх ширині 0,016 м та глибині води перед гратамиh= 0,8 см:

98 шт.

Ширина грат при товщині стержнів

За отриманими даними приймаємо грати РМУ – 2Б, розміри підходящого каналу 1000х1000 мм, ширина каналу у місті встановлення грат – 1000мм.

Втрати напору в гратах :

Загальний підпір, створюваний гратамия: = 0,05 м, тобто щоб забезпечити розрахункові швидкості слід понизити дно за гратами на величину0,05 м.

3. Пісколовки

При прийнятій для пісколовок з аерацією швидкість руху води площа живого перетину відділення:

Приймаємо глибину пісколовки H = 2.1 м та В = 2 м.

Довжина робочої частини пісколовки :

Приймаємо стандартну довжину L = 28 м.

Для підтримання постійної швидкості руху води на виході з пісколовки влаштовуємо водозлив з широким порогом.

Перепад між дном пісколовки і порогом водозливу:

Ширина водозливу:

Витрата повітря на аерацію при інтенсивності 3:

.

Об’єм осадної частини пісколовки:

де, Р – кількість затриманого піску на одного мешканця.

- еквівалентна кількість мешканців

за завислими речовинами:

Т – період навантаження, діб.

.

Кількість завислих речовин, що надходять на очистку:

Кількість завислих речовин, позалишаються в воді після пісколовки:

Процентна доля завислих речовин, яка затрималася на пісколовці складає:

Концентрація завислих речовин на виході з пісколовок складає:

.

4. Первинні відстійники

Для видалення зі стічних вод нерозчинених завислих (осідаючих або спливаючих) грубо дисперсних речовин застосовуються первинні відстійники, які розташовуються перед спорудами біологічної очистки. З урахуванням продуктивності станції (72000/доб.), прийняті радіальні відстійники.

Гідравлічна крупність відповідає заданому ефекту просвітлення и розраховується за формулою:

= ;

де Н – глибина проточної частини, м; Н = 1,5…5,0 м; приймаємо Н = 4 м;

t – тривалість відстоювання в циліндрі висотою = 500 мм для досягнення заданого ефекту просвітлення 60%; t = 3600 с [1];

–показник ступеню, що залежить від агломерації зависі в процесі осадження; = 0,26;

К – коефіцієнт використання об’єму; К = 0,45;

= = 2.16 мм/с;

Діаметр радіальних відстійників визначається за формулою:

D = 2*;

де Q – витрата стічних вод, /год.;Q = 3000/год.;

D = 2*= 33 м;

Приймаємо стандартні радіальні відстійники діаметром D = 40 м, глибина зони відстоювання Н = 4 м.

Враховуючи прийнятий ефект очистки 60% та початкову концентрацію завислих речовин = 115.2 мг/л визначаємо концентрацію завислих речовин на виході із радіального відстійника:

= –*= 115.2 –*115.2 = 46,08 мг/л;

2. Споруди фізико-хімічної очистки

   1. Флотаційна камера

Флотаційна камера призначена для очистки стічних вод, які містять в собі поверхнево-активні речовини, нафту, нафтопродукти, масла, волокнисті матеріали. Метод флотації полягає у утворенні комплексів «часточка – бульбашка», спливанню цих комплексів та видаленні пінного шару, що утворився, з поверхні води, що обробляється. Приймаємо флотацію із механічним диспергуванням повітря за допомогою імпелера.

Об’єм флотаційної камери розраховується за формулою:

= 0,025*Q*;

де Q – витрата стічних вод, /год.;Q = 3000 /год.;

–тривалість флотації; = 20 хв. = 0.3 год.;

= 0.025*3000*0.3 = 22.5 ;

Приймаємо квадратну в плані флотаційну камеру розмірами 3000х3000 та глибиною 2,6м з одним імпелером діаметром якого , а колова швидкість дорівнює14 м/с.

Перевіряємо пропускну здатність флотаційної камери за формулою :

Кількість повітря, що подається імпелером:

де, питома витрата повітря

–площа дзеркала флотаційної камери,

Початкова концентрація 46,08 мл/л

,08 – 25/46,08*100% = 45,75%

2. Екстракційна колона

Для екстракції зі стічної води домішок фенолу використовуємо бензол (.

Необхідна питома витрата бензолу для екстракції до

Загальна витрата бензолу:

Для проведення процесу екстракції безперервно – проти точним методом використовуємо колонний апарат тарільчатого типу (для підвищення інтенсивності процесу)

Розрахункова тривалість процесу

Швидкість руху води в колоні:

При діаметрі колони Д= 2 м:

Тоді висота колони:

Ефективність екстракційної очистки:

%