Мероприятия по модернизации канализационных очистных сооружений города Тосно. Часть 3.

Страницы:   1   2   3   4

---

1.5.1. Основные недостатки существующей системы водообеспечения г.Тосно

 

 

В результате анализа существующей схемы водопотребления и водоотведения были выявлены следующие недостатки системы водообеспечения города Тосно:

— высокий показатель безвозвратных потерь воды, что может быть обусловлено несовершенством и неудовлетворительной работой инженерных сетей и сооружений по обеспечения г.Тосно водой питьевого качества;

— низкий уровень использования воды в системах оборотного и повторно-последовательного водообеспечения на предприятиях города;

— вода питьевого качества на производственные нужды предприятий потребляется из горводопровода, что ведет к истощению естественных водных ресурсов, в данном случае р. Невы;

— увеличена нагрузка на городские очистные сооружения, за счет сброса в городскую канализацию сеть производственных стоков. Сооружения в настоящее время работают с перегрузкой;

— в сточных водах после очистки на КОС не достигают требуемые концентрации загрязнений по всем нормируемым показателям качества перед их сбросом в реку Тосна, что также может быть связано с нехваткой мощности существующих очистных сооружений.

 

1.6. Выводы по разделу

 

Наиболее рациональным в решении проблем комплексного использования воды водного объекта и охраны водоемов от загрязнения сточными водами является создание замкнутых систем водоснабжения и канализации промышленных предприятий с использованием очищенных сточных вод в системах технического и оборотного водоснабжения и забором свежей воды из водных источников в основном для питьевого водоснабжения.

Для создания таких систем кроме совершенствования методов очистки сточных вод и введения безводных процессов необходимо разработать технологические процессы, позволяющие резко сократить отходы производства и потребление воды. Применение рациональных схем водоснабжения предприятий с многократным использованием воды в производствах и создание внутрицеховых оборотных систем, включающих локальные сооружения очистки наиболее загрязненных сточных вод, дают возможность резко сократить количество сточных вод, поступающих на городские очистные сооружения. При этом на КОС поступают только воды, содержащие биохимически разрушаемые соединения, что позволяет возвратить очищенную воду в системы технического и оборотного водоснабжения.

Основные предпосылки для создания замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий следующие:

1. Использование безводных или маловодных технологических процессов, обеспечивающих комплексное использование сырьевых ресурсов, в частности водных ресурсов.
2. Рациональное многократное использование воды во всех технологических процессах и операциях и создание локальных замкнутых систем технического водоснабжения.
3. Классификация сточных вод как по характеру загрязнений, так и по их общей загрязненности и разработке рациональной системы их очистки с целью повторного использования.
4. Обеспечение такого качества сточных вод, поступающих на внеплощадочные очистные сооружения, которое позволяет осуществить их очистку на этих сооружениях. Обязательным условием создания замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий является удаление из сточных вод биологически не разрушаемых и токсичных соединений из локальных потоков до их объединения в общий поток, поступающий на внеплощадочные очистные сооружения. Оптимизация использования воды обеспечивает резкое сокращение количества сточных вод, но повышает их загрязненность, что требует введения дополнительных сооружений по очистке стоков.
5. Обеспечения качества биологически очищенных сточных вод, удовлетворяющего требования к воде, используемой для пополнения потерь в оборотных системах, и по санитарно-гигиеническим, и по токсикологическим показателям. Для достижения этой цели можно использовать один из известных методов очистки или их комбинацию. Наиболее распространенной схемой является механическая очистка – биологическая очистка – доочистка на фильтрах с зернистой загрузкой – дезинфекция.

Следующие разделы дипломного проекта посвящены решению выше изложенных проблем.

 

1.6.1. Оптимизация путей повышения эффективности использования и охраны водных ресурсов

 

В настоящее время весьма актуальной является проблема предотвращения загрязнения водоемов сточными водами, и как следствие – истощение водоемов – источников свежей воды. Решение этой проблемы ведется в ряде направлений, к числу которых относятся: рациональное использование воды на промышленных предприятиях, переход на безводные технологические процессы, повторное использование промышленных и городских сточных вод в промышленности, оборотное водоснабжение на предприятиях. Конечной является задача создания таких систем водного хозяйства предприятий, при которых отсутствует сброс сточных вод в водоемы.

 

2. Установление водоохранных зон и прибрежных защитных полос для водных объектов на территории города Тосно

 

Водоохранными зонами являются территории, которые примыкают к береговой линии морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности в целях предотвращения загрязнения, засорения, заиления указанных водных объектов и истощения их вод, а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира.

Соблюдение специального режима на территории водоохранных зон является составной частью комплекса природоохранных мер по улучшению гидрологического, гидрохимического, гидробиологического, санитарного и экологического состояния водных объектов и благоустройству их прибрежных территорий.

В пределах водоохранных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, на территориях которых вводятся дополнительные ограничения природопользования.

Размеры и границы водоохранных зон и прибрежных защитных полос, а также режим их использования, устанавливаются исходя из физико-географических, почвенных, гидрологических и других условий с учетом прогноза изменения береговой линии водных объектов и утверждаются органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации по представлению бассейновых и других территориальных органов управления использованием и охраной водного фонда Министерства природных ресурсов Российской Федерации, согласованному со специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, органами санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации в соответствии с их полномочиями.

Водоохранная зона для реки Тосна устанавливается в размере 100 метров. Ширина прибрежной защитной полосы от улицы Полевая до Октябрьской улицы совпадает с парапетом набережной, а от улицы Октябрьская, где парапета нет, зависит от уклона берега и составляет 40 метров.

В границах водоохраной зоны запрещается:

— использование сточных вод для удобрения почв;

— размещение кладбищ, скотомогильников, мест захоронения отходов производства и потребления;

— движение и стоянка транспортных средств (кроме специальных), а исключением их движения и стоянки на дорогах имеющих твердое покрытие;

— распашка земель;

— размещение отвалов размываемых грунтов;

— выпас сельскохозяйственных животных.

На расположенных в пределах водоохранных зон, приусадебных, дачных, садово-огородных участках должны соблюдаться правила их использования, исключающие загрязнения, засорения и истощение водных объектов.

На территориях водоохранных зон разрешается проведение рубок промежуточного пользования и других лесохозяйственных мероприятий, обеспечивающих охрану водных объектов.

Установление водоохранных зон не влечет за собой изъятия участков у собственников земель, землевладельцев, землепользователей или запрета на совершение сделок с земельными участками, за исключением случаев, предусмотренных законом.

Лица, виновные в нарушении режима использования территорий водоохранных зон и прибрежных защитных полос, несут ответственность в соответствии с действующим законодательством.

При установлении на водных объектах зон санитарной охраны источников централизованно-питьевого водоснабжения минимальные размеры водоохранных зон и режим хозяйственной деятельности в них определяются санитарными правилами и нормами.

Государственный контроль за соблюдение порядка установления размеров и границ, а также режима хозяйственной и иной деятельности в пределах водоохранных зон и прибрежных защитных полос возлагается на органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации, бассейновые и другие территориальные органы управления использованием и охраной водного фонда Министерства природных ресурсов Российской Федерации, специально уполномоченные государственные органы в области охраны окружающей среды, государственные органы управления использованием и охраной земель и специально уполномоченные органы управления лесным хозяйством в пределах их полномочий.

 

3. Разработка комплексной схемы водообеспечения

3.1. Анализ возможности повторного и оборотного использования сточных вод

 

На основании данных, представленных в разделе 1 п. 1.5. был проведен анализ возможности повторного и оборотного использования сточных вод, с целью снижения нагрузки на городские очистные сооружения, и, как следствие, уменьшения сброса сточных вод в р. Тосна.

С учетом требований, предъявляемых водопотребителями к качеству используемой в технологических процессах воды, а также в целях внедрения маловодных и ресурсосберегающих технологий, были предложены следующие меры по реализации данного проекта:

— предотвращение сбросов стоков после промывки и продувки оборотных систем;

— повышение эффективности работы локальных очистных сооружений (ЛОС) и строительство ЛОС на тех предприятиях, где таковые отсутствовали до настоящего времени;

— строительство на всех автотранспортных предприятиях очистных сооружений по улавливанию нефти и масел;

— сокращение сброса ценных веществ в канализацию, уменьшение сброса сточных вод за счет повторного использования и создания оборотных систем;

— сокращение забора свежей воды для подпитки оборотных систем, с использованием для этих целей биологически очищенных сточных вод технического качества.

Для крупных предприятий г. Тосно, таких как ОАО «Эра», ООО «Катерпиллар Тосно», АО «ТоМез», завода «Стройдеталь», ПЧМ, вагоноремонтного депо, предприятия «Агрохим» и АТП, а также ряд других мелких предприятий были разработаны новые балансовые схемы водообеспечения с учетом требований п. 1.6.

Балансовая схема крупных предприятий представлены на рисунке 3.1. На схемах цифрами черного цвета указаны расходы воды в соответствии с существующей схемой водопотребления и водоотведения, цифрами коричневого цвета – согласно разработанной схеме.

Воду, используемую в технологических процессах (для мойки деталей, автомобилей, снятия покрытий, приготовление рабочих растворов), и часть воды, потребляемой из горводопровода на хозяйственно — бытовые нужды (мойка полов на предприятиях, поливка территории), согласно новой схеме, предлагается заменить водой, прошедшей биологическую очистку, а также доочистку до примерно питьевых стандартов на городских очистных сооружениях, таким образом, снизив забор свежей воды.

 

3.2. Балансовая схема и ее описание

 

В соответствии с разрабатываемой схемой водопотребления г.Тосно составит 16499,07 м³/сут, в том числе на :

— хозяйственно-бытовые нужды — 15162,65 м³/сут, в т.ч.;

— хозяйственно-бытовые нужды питьевого качества — 15106,65 м³/сут;

— хозяйственно-бытовые нужды технического качества — 56,00 м³/сут ;

— на производственные нужды — 777,52 м³/сут, в.ч. ;

— на производственные нужды питьевого качества — 286,85 м³/сут;

— на производственные нужды технического качества — 490,67 м³/сут;

Техническая воды — 546,68 м³/сут;

Расчетное водоотведение составит -15332,87 м³/сут, в т.ч. :

— хозяйственно-бытовые сточные воды — 15051,97 м³/сут;

— производственные сточные воды — 280,90 м³/сут;

Безвозвратное водопотребление — 771,22 м³/сут;

Оборотная вода — 1597,98 м³/сут;

Повторно используемая вода — 19,40 м³/сут;

Безвозвратные потери — 282,92 м³/сут;

Безвозвратные потери на ЛОС — 92,61 м³/сут;

 

4. Разработка технологических схем очистки сточных вод и обработки осадков

 

В соответствии с предлагаемой схемой водообеспечения разработана модернизированная технологическая схема очистных сооружений по очистке городских сточных вод на площадке КОС г. Тосно.

В соответствии с предложенной схемой технология очистки сточных вод предусматривает проведение трех этапов очистки:

1. Основная очистка всего потока приходящего на городские КОС;
2. Доочистка до требований к сбросу в водный объект;
3. Доочистка до требований к повторному использованию сточных вод.

На основе анализа режимов и объемов водоотведения, а также качественного состава стоков, предлагается на базе уже действующих сооружений произвести их реконструкцию с целью повышения эффекта очистки который в настоящее время не удовлетворяет требованиям к сбросу в водный объект.

Воду, прошедшую биохимическую очистку и глубокую доочистку на КОС, предлагается использовать в системах повторного водообеспечения для удовлетворения нужд промышленных предприятий. В этом случае вода на выходе с КОС должна удовлетворять требования к воде технического качества, используемой повторно.

 

4.1.Разработка технологических схем очистки сточных вод

 

С учетом требований к сбросу очищенных сточных вод в водный объект – р.Тосна, а также с требованиями к воде, используемой повторно в системах водообеспечения предприятий, в соответствии с принятой глубиной очистки, были разработаны технологические схемы очистки сточных вод на КОС г.Тосно.

Как было сказано выше, существующие сооружения состоят из двух параллельно работающих аналогичных по составу механической и биологической очистки (каждый блок разделен на 4 секции).

Вода из приемных камер технологического блока №1 и №2 поступает на механическую очистку.

В качестве предварительной очистки сточных вод от грубодисперсных минеральных и органических примесей применяется механическая очистка. Механические методы очистки состоят из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания.

Решетки – выполняют функции защитных сооружений. Они предохраняют насосы и другое оборудование очистной станции от попадания в них крупного мусора, камней, обломков древесины , тряпья и бумаги. Эффективная очистка от грубых примесей достигается благодаря малой ширине прозоров (от 2 до 5 мм), а также созданию в процессе работы на ступенях решетки дополнительного фильтрующего слоя из задержанных отбросов. Уловленные на решетках отбросы подвергаются дроблению на специальных дробилках и возвращаются в поток воды перед решетками.

Тангенциальная песколовка предназначена для удаления крупных минеральных взвесей. В основе процесса лежит разница плотностей воды и минеральных частиц. Тяжелые минеральные частицы оседают на дно песколовки, а более легкие органические вещества направляются на дальнейшие стадии очистки. Песколовки устанавливаются перед отстойниками в системах биологических очистных сооружений, также могут применяться в системах очистки поверхностных и сточных вод и др. Тип песколовки выбирается с учётом расхода сточных вод, схемы их очистки, характеристики взвешенных веществ и т.д. В данной технологической схеме применяется тангенциальная песколовка. Данный тип песколовок имеет круглую форму в плане, и его используют при расходах очищаемых сточных вод до 50000м³/сут. Вода в песколовку подводится по касательной к цилиндрической части сооружения, что вызывает вращательное движение песка, способствует отмывке от песка органических веществ и предотвращает их выпадение в осадок. В тангенциальной песколовке удаляются тяжёлые минеральные примеси. Здесь снижаются взвешенные вещества на 20%. Осветлённая вода по отводящей трубе поступает в приёмный карман, из которого по отводящему трубопроводу удаляется из песколовки.

Из песколовки сточная вода направляется в усреднители-преаэраторы, которые обеспечивают усреднение сточных вод по расходам и концентрациям. Поступление на очистные сооружения сточных вод с постоянным расходом повышает эффект как механический, так и последующей биологической очистки. В результате исключения пиковых расходов сточных вод, поступающих на очистку, получается значительная экономия электроэнергии при эксплуатации сооружений и повышается надежность их работы. Резервуары-усреднители избыточного количества сточных вод позволяют продлить срок службы сооружений. Вместе с этим в усреднители- преаэраторы подается активный ил и воздух – в результате чего сточные воды проходят стадию биологической очистки. На данной стадии происходит снижение БПК, ХПК, азота общего и аммонийного фосфора общего, фосфатов, СПАВ, нефтепродуктов, фенолов и Coli-индекса. Также происходит насыщение сточных вод кислородом. Перемешивание сточных вод происходит за счет подачи воздуха.

Отстойники предназначены для удаления грубодиспергированных минеральных взвешенных веществ и нерастворенных органических примесей путем гравитационного отстаивания. Первичные отстойники служат для предварительного осветления сточных вод, поступающих на дальнейшую биохимическую очистку. Предлагается использовать горизонтальные отстойники. Данные отстойники применяются на очистных сооружениях канализации производительностью 15–100 тыс. м³/сут. Представляют собой прямоугольные в плане резервуары, разделенные продольными перегородками на несколько отделений. Поток воды в них движется горизонтально. Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в расположенные на входе приямки, откуда под гидростатическим давлением выдавливается в самотечный трубопровод. Всплывающие нефтепродукты и жировые вещества собираются в конце сооружения в жиросборный лоток, из которого также самотеком отводятся на перекачку. Эффект осветления в данном сооружении составляет 60 % по взвешенным веществам.

Биохимическая очистка используется для удаления из сточных вод растворенных органических примесей.

Аэротенки – это сооружения, использующие в своей работе способность микроорганизмов активного ила к минерализации органических веществ. Принцип работы аэротенка основан на биохимическом окислении органических веществ.

Предлагается установить следующий тип аэротенка:

1) По гидродинамическому режиму работы – аэротенк-вытеснитель, в котором каждая новая порция сточной воды смешивается с соответствующим количеством активного ила и подается в сооружение таким образом, что практически не перемешивается с содержимым аэротенка, а как бы вытесняет его.

Азротенки-вытеснители представляют собой коридорные сооружения, глубина очистки стоков в которых является функцией от расстояния, которое проходит сточная вода от места входа в сооружение до выхода из него. Процесс очистки сточных вод в аэротенке разделен на три фазы:

— начальная фаза очистки, характеризуется избытком питательных веществ и дефицитом кислорода;

— фаза оптимальных условий очистки, характеризуется балансом между количеством питательных веществ и количеством кислорода;

— конечная фаза очистки, основная особенность этой фазы – недостаток питательных веществ и избыток кислорода.

В аэротенке-вытеснителе активный ил проходит почти полный жизненный цикл, в таких аэротенках, в отличии от аэротенков-смесителей, отсутствует вероятность проскока сточной воды с недостаточной степенью очистки, что обеспечивает наивысший эффект очистки.

2) По способу регенерирования активного ила – аэротенк без отдельной регенерации активного ила. Регенерация происходит непосредственно в самом аэротенке;

3) По нагрузкам на активный ил – низконагружаемый или аэротенк продленной аэрации;

4) По количеству ступеней очистки – одноступенчатый аэротенк;

5) По режиму ввода сточной воды – непрерывного действия или проточный;

6) По типу системы аэрации – с мелкопузырчатой пневматической системой аэрации;

7) По способу блокировки с отстойником – единый блок аэротенков с первичными и вторичными отстойниками;

8) По направлению движения сточной воды – с продольным движением сточной воды;

9) По концентрации загрязняющих веществ в сточной воде – для очистки низкоконцентрированных стоков;

10) По способу распределения сточной воды – сосредоточенный подвод воды;

11) По способу распределения активного ила – сосредоточенный;

12) По форме в плане – прямоугольный;

13) По материалу изготовления – из сборного железобетона;

14) По месторасположению – на открытом воздухе;

15) По способу установки – полузаглубленный.

Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической очистки, служат для отделения активного ила от биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков. В существующих сооружениях предусмотрены горизонтальные вторичные отстойники, по конструкции аналогичные первичным.

Дальнейшая глубокая очистка сточных вод предусматривает снижение содержания взвешенных веществ, БПК, ХПК, СПАВ, органики, металлов и др.

Для доочистки применяется двухступенчатый фильтр. Процесс доочистки сточных вод на фильтрах после биохимической очистки определяется двумя параллельно протекающими явлениями:

— задержанием в фильтрующей загрузке суспензированных частиц, выносимых из вторичных отстойников;

— минерализацией растворенных в воде органических веществ накапливающимися в загрузке фильтров микроорганизмами активного ила.

Двухступенчатые фильтры предназначены для доочистки сточных вод и состоят из двух ступеней, расположенных рядом. Первая ступень является неаэрируемой, а вторая — аэрируемой. Движение воды в первой ступени — снизу вверх, во второй — сверху вниз, в противоток воздуху.

В качестве фильтрующей загрузки I ступени используется крупнозернистая загрузка. Для II ступени применяется мелкозернистая загрузка. Поддерживающий слой состоит из отсортированного гравия крупностью 20 ÷ 32 мм.

Далее вода поступает на ионообменный фильтр, где удаляются ионы тяжёлых металлов. Ионный обмен — процесс обмена ионов, находящихся в твердой фазе, с ионами раствора. Твердое вещество при этом не растворяется в растворе. Вещества, способные обменивать свои ионы на катионы раствора называются катионитами, а на анионы раствора — анионитами. Для положительно заряженных ионов выбираем катионитовые фильтры. Эти фильтры дают возможность удалить ионы металлов до требуемых значений.

На следующем этапе предусматривается обеззараживание сточных вод. Обеззараживание очищенных сточных вод применяется с целью уничтожения оставшихся в ней после очистки патогенных бактерий и устранения опасности заражения водоемов – приемника сточных вод.

Данный этап реализуется в бактерицидном модуле «Лазурь М-500», который представляет собой цилиндрическую конструкцию из нержавеющей стали, внутри которой размещены ультрафиолетовые излучатели, заключенные в защитные кварцевые кожухи, и ультразвуковые излучатели. Производительность данного модуля составляет 500 м³/час.

В процессе воздействия в обрабатываемой среде происходят мощные кавитационные процессы и глубокое окисление под воздействием ультрафиолета и образующегося под его действием озона (О₃) в парогазовых пузырьках (диаметром менее 0,1 мм), однородно распределенных по всему рабочему объему модуля. В процессе обработки возникают и другие сильные окислители (Н₂О₂, ОН и т.д.). Глубина очистки на данной стадии по Coli-индексу составляет 1000 шт/л.

После обеззараживания необходимо повысить концентрацию кислорода в сточных водах до значения 6 мгO₂/л. Применяется метод аэрирования и сооружение – водослив-аэратор. После водослива-аэратора повышается концентрация кислорода до требуемого значения.

Далее очищенная сточная вода разделяется на два потока, часть воды идет на сброс в реку Тосна, а часть – на дальнейшую очистку для повторного использования.

Перед подачей очищенной воды технического качества потребителям – промышленным предприятиям, должны соблюдать требования к качеству такой воды. Для доведения очищенных сточных вод до требуемых значений показателей качества, применяется озонирование. Озон является сильным окислителем и обладает способностью разрушать в водных растворах при нормальной

температуре многие органические вещества и примеси, что позволяет на заключительном этапе получить более высокую степень очистки и обезвредить токсичные соединения. Озон обладает бактерицидной активностью и обеспечивает надежное обеззараживание воды даже по отношению к спорообразующим бактериям. Благодаря сильной окислительной способности озон разрушает клеточные мембраны и стенки.

По сравнению с другими окислителями, например хлором, озон имеет ряд преимуществ. Озон можно получать непосредственно на очистных установках, причем сырьем для его получения служит либо технический кислород, либо атмосферный воздух. Озонирование не приводит к увеличению солевого состава очищаемых сточных вод, не загрязняет воду продуктами реакции, а сам процесс поддается полной автоматизации.

Наиболее экономичным способом получения озона является получение его на очистных сооружениях путем тихого (короткого) электрического разряда в воздухе, для этого используются озонаторы. Узел получения озона включает четыре основных блока: получение и охлаждение озона, осушки воздуха (установки, загруженные селикагелем), фильтрации воздуха, генерации озона.

Образовавшиеся в результате озонирования соединения удаляются из очищенной воды на напорных намывных дисковых фильтрах НФ-200.

 

4.2. Разработка технологической схемы обработки осадка

 

Разрабатывается технологическая схема обработки осадков из песколовки и совместная – из первичных отстойников, отстойников с избыточным активным илом из сооружений биохимической очистки.

На основании существующей схемы обработки осадка на КОС г. Тосно и в пересчете на новый расход сточных вод, поступающих на КОС после проведения мероприятий по снижению поступления стоков, было получено количество осадка, приходящее из песколовки, которое составило 0,276 м³/сут при влажности 70%; количество осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила из вторичных отстойников после аэробного сбраживания – 150 м³/сут, влажность осадка составляет 98,5%.

По предлагаемой схеме обработки осадка из песколовки предусматриваются следующие этапы:

— гравитационное уплотнение;

— сушка на песочных площадках;

— утилизация.

В результате образуется следующее количество осадка:

1). Объем осадка после гравитационного уплотнения:

Q1/W1=Q2/W2;

Q2=Q1∙W2/W1=0,276∙65/70=0,256 м³/сут.

где W1=70% — исходная влажность поступающая на уплотнение осадка;

W2=65% — влажность осадка после уплотнения;

2). Объем осадка после сушки на песочных площадках:

Q3=Q2∙W3/W2 =0,256∙60/65=0,237 м³/сут.

где W3=65% — влажность поступающего на сушку осадка;

W4=60% — влажность осадка после сушки на песочных площадках.

Высушенный песок используется для обвалования сооружений на площадке КОС.

Для обработки осадка из первичных отстойников, биологического пруда и избыточного активного ила из вторичных в проекте предусматриваются следующие этапы:

— аэробное сбраживание в мезофильных условиях;

— гравитационное уплотнение;

— механическое обезвоживание;

— термическая сушка;

— сжигание в печах;

— утилизация.

В процессе обработки образуется следующее количество осадков:

1). Объем сброженного и уплотненного осадка расчетной влажности:

Q1/W1=Q2/W2;

Q2=Q1∙W2/W1=150∙96/98,5=146,2 м³/сут.

где W₁=98,5% — исходная влажность поступающая на уплотнение осадка;

W2=96% — влажность осадка после уплотнения;

2). Объем осадка после обезвоживания на центрифугах:

Q3=Q2∙W3/W2 =146,2∙75/96=114,2 м³/сут.

где W3=96% — влажность поступающего на обезвоживание осадка;

W4=75% — влажность осадка после обезвоживания .

3). Объем осадка после термической сушки:

Q4=Q3∙W4/W3 =114,2∙30/75=45,7 м³/сут.

где W4=75% — влажность поступающего на сушку осадка;

W5=30% — влажность осадка после термической сушки.

4). Объем золы после сжигания в печах:

Q5=Q4∙W5/W4 =45,7∙5/30=7,6 м³/сут.

где W4=30% — влажность поступающего на сжигания кека;

W5=5% — золы .

Образовавшаяся после сжигания осадка зола используется в дорожном строительстве.

Разработка технологической схемы обработки осадка производится с учетом технологии очистки сточных вод, количества и свойств образующегося осадка.

Осадок из песколовки затрудняет обработку других осадков и поэтому обрабатывается отдельно. Он имеет крупнозернистую структуру с большим количеством минеральных примесей. Для удаления несвязной воды из такого осадка предусмотрено гравитационное уплотнение в песковых бункерах – контейнерах контактного типа с фильтрующим основанием (рис 5.6.). Уплотнение осадка в этих сооружениях осуществляется за счет длительного отстаивания (в течение 1 суток). Жидкость, отделяемая в процессе уплотнения, возвращается в песколовку.

Сушка уплотненного осадка осуществляется на существующей песковой площадке площадью 18,3 м².

Высушенный песок используется для обвалования сооружений на площадке КОС.

Осадок с большим содержанием органических веществ и активного ила, поступающий после первичных и вторичных отстойников и биопруда, сбраживается в аэробных стабилизаторах (сбраживателях), после чего поступает на гравитационное уплотнение в вертикальные уплотнители.

Результаты расчета вертикальных уплотнителей приведены в таблице 5.7, расчетная схема представлена на рисунке 5.7.

Жидкость, отделяемая в процессе уплотнения, возвращается в сооружения биохимической очистки.

Для дальнейшего обезвоживания уплотненный осадок направляется в центрифуги марки ОГШ-352к-3, действие которых основано на разделение суспензий под действием центробежных сил.

Для повышения производительности центрифугирования применяются минеральные реагенты.

Жидкость, отделяемая в процессе механического обезвоживания, возвращается в голову очистных сооружений.

После механического обезвоживания осадка применяется его термическая сушка в сушилках с фонтанирующим слоем. Работа такой сушилки заключается в следующем: влажный осадок подается в сушильную камеру, куда через газораспределительную решетку поступает теплоноситель, который подхватывает частицы влажного осадка, увлекая их за собой, и фонтаном отбрасывает к стенкам камеры. Частицы осадка сползают по боковым поверхностям конуса к решетке, где вновь подхватываются потоком теплоносителя. Осадок, таким образом, циркулирует в сушильной камере. Высушенный осадок выгружается через загрузочное устройство.

Термическая сушка предназначена для обеззараживания и уменьшения массы осадков сточных вод. В работе используется конвективный способ сушки, основанный на непосредственной передаче тепловой энергии высушиваемому материалу теплоносителем – сушильным агентом (топочные газы), что увеличивает интенсивность сушки и сокращает ее продолжительность.

Заключенный этап обработки осадка – сжигание в печах с кипящим слоем КС.

Образовавшаяся после сжигания осадка зола используется в дорожном строительстве.

Технологические расчеты проектируемых сооружений представлены в следующем разделе дипломного проекта.

 

5. Расчет сооружений по очистке сточных вод и обработке осадков

 

Расчеты производятся для следующих сооружений по очистке сточных вод:

• первичного горизонтального отстойника,
• аэротенка-вытеснителя,
• вторичного горизонтального отстойника,
• двухступенчатого фильтра,
• барботажной окислительной колонны,
• напорных намывных фильтров,

сооружений по обработке осадков:

• контейнера контактного типа с фильтрующим основанием,
• вертикального уплотнителя,
• центрифуг,
• печей.

В результате расчетов определяется:

• количество сооружений (с учетом резервных);
• основные габаритные и технологические размеры сооружений.

Сооружения, выбираемые из типовых проектов:

• решетки,
• тангенциальные песколовки,
• ионообменные фильтры.

 

5.1 Подбор решеток

 

Для предварительной механической очистки сточных вод перед подачей их на очистные сооружения приняты механические ступенчатые решетки фирмы «РИОТЭК» типа РС-630 в количестве 3 шт. – 2 рабочие и 1 резервная. Технические характеристики решеток приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Технологические характеристики ступенчатых решеток РС-630 фирмы «РИОТЭК»

 

 

5.2 Подбор тангенциальных песколовок

 

На очистных сооружениях предлагается установить тангенциальные песколовки типа ПТМ производства фирмы ООО «Эководстройтех».

В конструкции песколовок тангенциального типа присутствуют основные узлы:

• шнековый транспортер: сделан в виде вала, несущего на своей внешней поверхности спираль; заключен в O-образный корпус, выполняющий роль лотка, вдоль которого спиралью перемещается песок;
• приемный бункер: изготовлен конусообразным; расположен в нижней части песколовки меньшим основанием к низу; соединен с частью корпуса-лотка шнекового конвейера; в верхней части имеются патрубки для подвода стоков и отвода очищенной воды;
• привод: использован мотор-редуктор; размещен в верхней части шнекового транспортера (на его валу); он сообщает вращение шнеку.

Стоки по подводящему патрубку попадают в верхнюю зону приемного конусообразного бункера. Находящийся в них во взвешенном состоянии песок оседает вниз и собирается в нижней части лотка шнекового конвейера. Осветленная вода через выходной патрубок выходит из песколовки и направляется для дальнейшей очистки.

Песок внизу (под слоем воды) захватывается спиралью шнека и поднимается вверх до выходного отверстия сбросного лотка, через который сбрасывается наружу. По пути (в корпусе винтового транспортера) происходит обезвоживание песка.

Оптимальное значение рН для очищаемых стоков 6,5…8,5.

Предлагается установить 6 песколовок ПТМ-200 – 4 рабочие и 2 резервные. Основные технические характеристики песколовок ПТМ-200:

— Производительность: 200 м³/час;

— Габаритные размеры: 1850 мм х 2900 мм;

— Электрическая мощность: 0,38 кВт∙час;

— Диаметр входного и выходного патрубков: 250 мм.

 

5.3. Подбор ионообменного фильтра

 

Для удаления из сточной воды катионов металлов предлагается применить Na-катионитный фильтр ФИПаII-3,0-0,6-Na.

Фильтр представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из стального цилиндрического корпуса с двумя приварными эллиптическими днищами, нижнего дренажно-распределительного устройства с дренажными щелевыми колпачками и верхнего распределительного устройства, люка для загрузки, штуцера для гидровыгрузки, фильтрующего материала. Также вместе с фильтром поставляется фронт трубопроводов с арматурой в виде вентилей и задвижек, краны 3-х ходовые, манометры.

Фильтр устанавливается в вертикальном положении опорами на фундамент и закрепляется. После чего производится монтаж фронта трубопроводов и арматуры.

Фильтр ФИПаII-3,0-0,6-Na имеет следующие технические характеристики:

— Производительность: 350 м³/час;

— Площадь фильтра: 7,68 м²;

— Скорость фильтрования – не более 25 м/час;

— Тип катионита: КУ-2-8/СК.

Регенерация катионита производится путём подачи в фильтр раствора поваренной соли. Удельный расход NaCl принимается 120-200 г на 1 г-экв задержанных катионов металлов. Полный срок службы фильтров – 20 лет. Предлагается установить 3 фильтра – 2 рабочих и один резервный.

 

6. Расчет и конструирование дождевой сети

6.1. Трассировка сети и выбор схемы водоотведения

 

Дождевая (ливневая) канализация устраивается для отвода дождевых и талых вод, а также условно чистых производственных вод за пределы территории.

Расчет и конструирование элементов дождевой сети в значительной степени зависит от расчетных параметров дождевых вод. Выпадающие дожди характеризуются интенсивностью, продолжительностью и повторяемостью.

Объем выпадающих осадков измеряется высотой слоя воды h в мм, выпавшей на единицу площади водосброса за определенный интервал времени.

Интенсивность дождя по слою:

id= h/t, мм/мин.

Для расчетов объемов атмосферных осадков используют также параметр, называемый интенсивностью дождя по объему:

q= id∙1000∙1000/1000∙60=166,7 id, л/с с га.

Количество осадков, выпадающих в различных районах местности, измеряется на метеорологических станциях с помощью дождемеров, чаще всего самопишущих. На основании расшифровки записей самописцев определяется расчетная интенсивность дождя за период не менее 10 лет. Наблюдениями установлено, что дожди малой интенсивности повторяются часто, дожди большой интенсивности (ливни) – реже.

Проектирование дождевой сети производится в соответствии со СНиПом на основании генерального плана объекта, его рельефа, расположения по отношению к водоемам или не размываемым оврагам. В соответствии с рельефом местности и возможным местом выпуска дождевых вод, территория объекта разбивается на бассейны стока. Намечается главный коллектор по пониженным отметкам (тальвегам). Затем намечается боковой, второй коллектор. Принятая схема дождевой сети является перпендикулярной. Так как дождевые сточные воды экологически приемлемы для населенных пунктов и специальных требований по расположению очистных сооружений нет, то площадка очистных сооружений выбирается рядом с прудом – испарителем.

 

6.2. Конструирование дождевых сетей

 

При строительстве и последующем развитии населенных пунктов, прежде всего — городских территорий, существенным образом меняются условия поверхностного и грунтового стока с водосборных территорий. В естественных условиях дождевые и талые воды стекают по склонам, образуя ручьи и потоки, которые впадают в более крупные реки. Одновременно тавельги и долины ручьев и рек осуществляют дренирование окружающей территории, принимая грунтовый сток. В пониженных местах с затрудненным отводом воды образуются водоёмы в виде прудов и заболоченных участков земли, они играют роль регулирующих резервуаров.

При развитии городской территории происходит изменение рельефа, существенно меняющее естественные условия приема и отвода атмосферных вод:

• на значительной территории устраивается водонепроницаемые покрытия — тротуары, проезжая часть (улицы, площади, дороги), автостоянки, крыши зданий;
• засыпаются естественные котлованы и тавельги;
• прокладываемые улицы меняют естественную гидрографическую сеть на территории.

Водосточная сеть должна отводить выпадающие атмосферные осадки и часть грунтовых вод, чтобы предотвратить подтопление и затопление городских территорий, подземных коммуникаций и сооружений города. В этих целях схему водосточной сети устраивают с учетом следующих основных факторов:

• необходимо учитывать возможность поэтапного строительства и ввода в эксплуатацию водоотводящей сети;
• нужно стараться максимально вписаться в природную гидрографическую сеть территории, использовать тавельги и русла ручьём и рек для прокладки коллекторов, а существующие водоемы — в качестве регулирующих резервуаров;
• трассирование водосточной сети следует осуществлять с учетом существующей и перспективной планировки улиц, дорог и автострад города, чтобы не приходилось перекладывать коллекторы при последующем строительстве подземных переходов, развязок и прочих заглубленных сооружений;
• необходимо предусмотреть места для устройства (одновременно со строительством дождевой канализационной сети или позднее) очистных сооружений и регулирующих резервуаров;
• проектировать сеть следует как систему самотечных трубопроводов, исключая устройство насосных станций для перекачки воды.

Удаление снега и талых вод. Помимо этого, следует учитывать необходимость удаление через систему дождевой канализации талых вод. Вообще уборка и удаление снега с территории населенных мест представляет собой самостоятельную довольно непростую проблему. Из-за значительной загрязненности снега, убираемого с городских территорий, сброс его в водоёмы запрещен по экологическим требованиям. Вывоз снега за пределы городской территории на специально подготовленные площадки также экологически неприемлем. Поэтому наиболее приемлемым вариантом является использовании существующей системы дождевой канализации. Удаление снега при этом осуществляется по двум направлениям.

Во-первых, зимнее хранение снега на «сухих» снегосвалках. Для этого, на свободных городских территориях на водонепроницаемых железобетонных основаниях устраиваются места свалки удаляемого и вывозимого снега. При весеннем таянии накопленного за зиму снега, талая вода по сборным каналам отводится на локальные очистные сооружения, и после локальной очистки, талые воды сбрасываются в городскую канализацию.

Во-вторых, на канализационных сетях устраивают снегосплавные камеры. Снег сбрасывается в них в течение всего зимнего периода уборки и вывоза. Теплые сточные воды растапливают его и отводят талые воды через городскую канализационную сеть на очистные сооружения. Выделяющие из снега мусор и песок улавливаются в специальных отделениях снегосплавных камер.

С экологической точки зрения предпочтительнее зимнее хранение снега на»сухих» снегосвалках. Однако для них требуется большие площади свободных городских территорий. Поэтому, наиболее приемлемым решением проблемы удаления снега, является, по-видимому, сочетание «сухих» снегосвалок и снегосплавных камер.

Проблема удаления снега приводит к необходимости учитывать расходы талых вод при расчете водоотводящих дождевых сетей. Кроме того, водосточные сети необходимо проверять на пропуск расходов талых вод в весенний период снеготаяния. Для этого используют следующую формулу:

q=5,5/10+T∙h_c ∙K∙F, л/с

где: Т- продолжительность добегания талой воды до расчетного створа, ч;

h_с — слой талого стока за 10 дневных часов, мм;

К- коэффициент, учитывающий частичный вывоз снега, К=0,4 — 0,7;

F — площадь стока, га.

Принято считать, что продолжительность снеготаяния составляет 10 часов в день. Значение слоя талого стока h_c принимаются по СНиП в зависимости от географии района.

 

6.3. Сооружения на сети

 

На водоотводящих сетях устраивают следующие основные типы сооружении:

Смотровые колодцы (камеры, шахты) — одни из основных конструктивных элементов водоотводящих сетей, которые устраиваются в местах присоединения трубопроводов, изменения их диаметров, глубины заложения и уклонов, а также на прямолинейных участках сети через определенные СНиП расстояния.

Смотровым колодцем или камерой называют шахту, расположенную над водоотводящим трубопроводом, внутри которой труба или коллектор заменены открытым лотком. Назначение этих колодцев состоит обеспечении возможности прочистки, контроля и вентиляции сети.

Места расположения смотровых колодцев:

В местах изменения диаметра или уклона трубопровода.

1. При изменении направления трубопровода в плане (повороты).
2. В местах присоединения боковых веток.
3. На прямолинейных участках через 35-300 м в зависимости от диаметра

Колодцы и камеры выполняются из сборного или монолитного железобетона, кирпича. В плане колодцы бывают круглыми, прямоугольными или полигональными.

Смотровые колодцы состоят из следующих основных элементов: рабочей камеры, горловины и переходной части между ними, основания и люка с крыш-кой над горловиной.

Перепадные колодцы.

Сопряжение труб, уложенных на разной глубине, осуществляется с помощью перепадных колодцев, которые могут быть установлены на любой систем водоотведения. Необходимость их применения возникает в следующих случаях:

при присоединении боковых веток к коллекторам или внутриквартальных сетей к уличным трубопроводам;

• при пересечении трубопроводов с инженерными сооружениями естественными препятствиями;
• при устройстве затопленных выпусков воды в водоемы;

• при больших уклонах земли для исключения превышения максимально допустимой.

Дождеприемники.

Дождеприемники устанавливаются:

• в пониженных местах и в конце улиц с затяжными спусками,
• на перекрестках и у пешеходных переходов,
• на затяжных спусках — в промежуточных точках,
• при плоском рельефе местности — в пониженных местах лотков улиц,
• внутри кварталов, дворов и парков.

Конструктивно дождеприемник представляет собой колодец, состоящий из съемной решетки, стакана и днища с лотком. Он бывает без осадочной части и с осадочной частью.

Дождеприемники с осадочной частью целесообразно применять при плоском рельефе местности и малоблагоустроенных территориях. Для нормальной эксплуатации такого колодца необходима регулярная его прочистка.

Дождеприемные колодцы обычно собирают из железобетонных колец диаметром 0,7 и 1 м. Глубина зависит от глубины промерзания грунтов и составляет от 910 до 2020 мм (по типовым проектам). Длина присоединения (ветки) от дождеприемника до коллектора должна быть не более 40 м. На одной ветке можно располагать 2-4 дождеприемника.

Ливнеспуски и разделительные камеры — имеются на сетях обще-сплавной и полураздельной систем водоотведения для сброса части дождевого стока в водоем.

Разделительные камеры, устраиваемые на дождевой сети полураздельной системы водоотведения, аналогичны по конструкции ливнеспускам. Поэтому их иногда объединяют под общим названием — ливнесбросные камеры. По принципу работы разделительные камеры можно подразделить на следующие основные типы:

• с водосливами различной конфигурации (прямолинейными, боковыми одно- и двухсторонними, криволинейными боковыми, кольцевыми и т.д.);
• с различной дальностью отлета струи (типа донного слива, с вертикальной разделительной стенкой);
• с сифонами, механическими устройствами и др.

Выпуски.

Выпуски сточных вод — это специальные сооружения, целью которых является обеспечение сброса стоков в водоем. При выборе типа выпуска и места его расположения исходят из того, чтобы было обеспечено как можно более полное смешение стоков с водой. Поэтому выпуски всех типов надлежит размещать в местах с повышенной турбулентностью, т.е. на порогах, в протоках, сужениях и т.д.

Выпуски можно классифицировать:

• по типу водоема: речные, озерные и морские,
• по месту расположения: береговые, русловые и глубинные,
• по конструкции: затопленные, незатопленные, сосредоточенные, рассеивающие и эжекторные.

Дождевые воды выпускаются, как правило, через сосредоточенные выпуски берегового типа.

---

Страницы:   1   2   3   4