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 Qво= 21600 м3/сут, поэтому после предварительной обработки стоков следует применить метод кратковременного отстаивания. Для этого используем горизонтальную песколовку, так как она применяется при Qво> 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 БПКполн 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, БПКполн 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 БПКполн 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 БПКполн 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 БПКполн 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 | 97,5 | 62,5 | ||||||||||
БПКполн | мгО2/л | 92,9 | |||||||||||
ХПК | мгО2/л | 93,3 | |||||||||||
Нефтепродукты | мг/л | 98,7 | |||||||||||
рН | мг/л | 5,6 | 8,5 | 9,0 | 9,0 | 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 | 97,5 | 98,1 | |||||||
БПКполн | мгО2/л | 92,9 | 92,8 | 50,4 | 93,4 | 46,4 | ||||
ХПК | мгО2/л | 93,3 | 92,8 | 93,4 | 99,4 | |||||
Нефтепродукты | мг/л | 98,7 | 14,4 | 14,4 | ||||||
рН | мг/л | 5,6 | 8,5 | 8,46 | 8,46 |
Таблица 12(окончание)