Подземные воды меловых отложений Туранской плиты и перспективы их использования

До регулировки шиберов данные по выносом взвешенных вв. после отстойников:

1.  очередь – 40-50 мг/л.

2.  очередь -110-120мг/л.

3.  очередь – 80-80мг/л.

После регулировки потока выровнялись и вынес взвешенных вв. по очередям в средним составе 80-100мг/л.

Отстойники вторичные

Назначение- отделение биологически очищенной сточной воды от активного ила. Принцип действие- отстаивание. Удаление активного ила из приямка осуществляется гидростатическим давлением воды. Сбор активного ила к приямку механическим скребком.

В период проведения работ были восстановлены  полупогруженные доски на скребках для сбора плавающих вв. В результате улучшение илового индекса активного  ила улучшились и его седиментационные свойства, соответственно уменьшился вынос взвешенных вещества. Удаление, активного ила из вторичных отстойников производится непрерывно, но основная масса активного ила удаляется при подходе скребка к приямку. Тем самым было увеличение время регенерации активного ила и соответственно его активных св.

 

2.3 Расчетные параметры  устройств по очистке СВ 

 

2.3.1 Сооружения по обработке  осадка

Иловые площадки

В эксплуатации находятся 15 иловых карт с размерами в плане 50x20м и 8 иловых карт с размерами в плане 48 х 18 м на искусственном асфальтобетонном основании. Выпуск иловой воды производится через дренаж. Дренаж выполнен из асбестоцементных перфорированных труб.

Поверочный расчет

Годовое количество уплотненного осадка, поступающего на площадки в соответствии п. 3.3.1 и п.4.2.3:

100-99,5

Q_i = 517,4 ----------  365 = 37770,2 м³/год

100-97,5

Нагрузка на иловые площадки:

N _i = Q_i /F_i = 37770,2 /(15•50•20 +8•48•18) = 1,7 м³/м²

 

Удельная нагрузка на иловые площадки N_i= 2,4 м³/м² в год. Необходимая площадь при N_i = 2,4 м³/м² в год:

F _i = Q_i /N _i= 37770,2 /2.4= 15738 м².  

 

Отстойник

Рассчитать отстойник для сгущения водной суспензий по следующим данным:

Gсм – 8600 кг/ч

Xсм – 0.2

Xос – 0.4

Xосв – 10^-4 кг/кг

Dт – 19 мкм – 19*10^-6 м

ρт – 1990 кг/м³

μж – 0.001219 Пс – (1.219*10^-3)² м

g – 9.81

ρж – 1000

ρосв – 1000

Основная формула:

Gсм     Xос-Xсм

F=K₃-------------*-------------- [ м² ]

ρосв*ωст  Xос-Xосв

К₃=1.3           

8600                           0.4-0.2           8600 0.2

F=1.3*----------------------*-------------=1.3*--------- ^{*-------------} =            

1000*(-0.000003)    0.4-10^-4 -0.003  0.3999 

 

=- 3.726666.66*0.5=-1863333.33м=186.3м² 

 

Фильтры

Реконструкция сооружений доочистки - фильтров производится по следующим  позициям:

•  внедрение новой технологии - фильтра Оксипор;

•  бетонирование стен, днищ и сборных лотков 8 фильтров;

•  замена фильтрующей загрузки из кварцевого песка на цеолит Чанканайского происхождения;

•  замена дренажной распределительной системы из полиэтиленовых труб на трубофильтры «Экотон» D=140 мм.

Краткие сведения об элементах  фильтрующих серии ЭФТ фирмы  «ЭКОТОН»

Дренажно-распределительная система  фильтров служит для сбора и равномерного распределения воды при промывке фильтрующей загрузки.

Дренажно-распределительная система  фильтров выполнена из полиэтиленовых фильтрующих элементов «Экотон», серии ЭФТ с защитно-фильтрующим покрытием.

Конструкция трубофильтра представляет собой трубчатое изделие, в котором перфорированный несущий каркас меньшего диаметра размещен внутри волокнисто-пористой трубы с образованием воздушного зазора между ними (ЭФТ/В). Соединение фильтрующих элементов между собой в систему резьбовое-труба в трубу. Элементы фильтрующие изготавливаются согласно ТУ 4859-002-41901146-00.

Дренажные трубофильтры «Экотон» по сравнению с традиционным дренажем позволяют: -отказаться от поддерживающих слоев;

-устранить опасность неравномерного  распределения воды при фильтрации  и промывке;

-уменьшить на 15-30% расход промывной  воды;

-избежать выноса фильтрующей  загрузки при промывке.

Краткие сведения о фильтрах ОКСИПОР

В целях обеспечения более полного  удаления загрязнений, на основании  рассмотрения практического опыта, предпочтение было отдано фильтрам «ОКСИПОР».

В технологии фильтра «ОКСИПОР»  создается благоприятный кислородный  режим в загрузке, что приводит к минерализации активного ила  и развитию аэробных микроорганизмов  обладающих высокой окислительной  способностью по отношению к органическим веществам, в том числе и к  трудноокисляемым, таких как СПАВ, нефтепродукты, при этом отмечается незначительный прирост биомассы и высокая ее флокулирующая способность. Нет ярко выраженной зависимости эффекта очистки от крупности загрузки, т.к. основное изъятие органических загрязнений происходит за счет биологических процессов, обусловленных жизнедеятельностью микроорганизмов биопленки.

Технология водовоз душной промывки фильтров «ОКСИПОР», обеспечивает сокращение расходов промывной воды примерно в 2 раза. Водовоздушная промывка фильтров проводится в три этапа:

•  первый этап - подача воздуха в течение 2 ÷ 3 мин. с интенсивностью 14 ÷ 16 л/с-м²;

•  второй этап-подача воздуха с интенсивностью 14÷ 16 л/с•м² и воды с интенсивностью 5 ÷ 6 л/с-м² в течение З ÷ 4 мин;

•  третий этап - подача воды в течение 5÷ 8 мин. с интенсивностью 12 ÷ 13 л/с•м².

При использовании сточной воды в техническом водоснабжении  необходима коагуляция - сернокислым  алюминием с дозой 6÷8 мг/л, который  вводится в четвертый коридор  аэротенка.

При использовании сточной воды в сельском хозяйстве реагент  не используется.

Пуск в работу реконструированного  фильтра №5

Перед засыпкой фильтров фильтрующим  материалом - цеолитом, производился предварительный  пуск в режиме промывки путем полного  открытия задвижки на трубопроводе промывной  воды. Вода поступала в фильтр через  трубофильтры «Экотон» с интенсивностью 9 - 12,5 л/(с • м²) и через 2-3 минуты происходило переполнение фильтра. Вода не успевала отводиться в существующие резервуары. Выход воды из элементов по всей длине на каждом луче не равномерен, но по всей площади постели фильтра на поверхности резкого выхода потока и видимых зон застоя не наблюдалось. При прекращении подачи воды и резком ее впуске в систему изменений не наблюдалось. После опорожнения фильтра визуально осмотрена конструкция системы на отсутствие повреждений. Обнаруженные неисправности устранялись по ходу испытания.

После составления акта гидравлических испытаний, производилась засыпка  фильтров цеолитом.

Принцип работы фильтра

Фильтрация воды происходит сверху вниз, интенсивность аэрации при  фильтровании 3-3,5 л/с•м². Промывка фильтров, согласно проекту, предусмотрена в два этапа: -верхняя промывка водой в течении 5-10 минут с интенсивностью 3-4 л/с•м² для взрыхления образовавшейся корки на поверхности;

-нижняя промывка водой в течении 5-8 минут с интенсивностью 12-13 л/с•м²; - интенсивность подачи воздуха при промывке 3-3,5 л/с•м².

Распределение промывной воды в  фильтре производится через ответвления (трубофильтры «ЭКОТОН») из подводящего коллектора D = 600 мм.

В приложении № 4 приведена схема  раскладки фильтрующих элементов  НПФ «Экотон».

• Расчет дренажно-распределительной  системы фильтров

Потеря напора в дренажно-распределительной  системе,

п. 6.237[1], при промывке не должна превышать 7 м вод. ст:

 

ξ • V_k²                                Vo²

h =------------------------ + ---------- = 1,2 м

2-g                     2-g

где ξ - коэффициент гидравлического  сопротивления,

определяемая по формуле:

ξ =2,2/К²_п +1=5,4;

К_п -коэффициент перфорации - отношение суммарной площади отверстий в ответлениях к площади одного ответвления:

К_п = (180•29•3,14•0,007²/4) : (3,14•0,1²/4) = 0,71;

v_к² - скорость в начале коллектора:

v_к =Q_пром. /s = 0,52/(3,14•0,6²/4) = 1,8 м/с;

V_o² - средняя скорость на входе в ответвления:

V_o =Q_пром. /s = 0,52:29 / (3,14•0,1²/4) = 2,3 м/с.

При количестве сточных вод, которые  поступают в настоящее время  Q_cp= 1076,46 м³/ч (и в будущем = 3 000 м³/ч) можно сделать следующие выводы:

• Решётки очистной станции обеспечат  ожидаемую эффективность очистки  по количеству задерживаемых отбросов, с учётом, что сточная вода подаётся на сооружения системой насосных станций, оборудованных решётками, на которых  часть крупных отбросов задерживается.

•  Недостаток установленных решеток - это их ручная очистка.

•  Отбросы с решёток допускается собирать в контейнеры с герметически закрывающимися крышками и вывозить их на иловые площадки.  

 

Выводы по разделу:

По илоуплотнителям:

Время уплотнения в одном илоуплотнителе достаточно (норма -10 час).

По иловым площадкам:

•  Фактически количество иловых площадок не достаточно, из-за несовершенной системы дренажа,

•  Необходимо дополнительно построить иловые площадки с дренажем, уложенным перпендикулярно, из аэраторов фирмы «Экотон».

По фильтрам:

•        Для промывки фильтров вода забирается из резервуара W= 8 000 м³ и сбрасывается в 2 резервуара W= 40 м³каждый При интенсивности промывки 12,5 л/с•м² фильтр переполняется, так как промывная вода не успевает отводиться в резервуары сбора промывной воды.

•        Отсутствие автоматики фильтров (верхнего и нижнего уровня) и то, что комната дежурного персонала находится без обзора сооружений доочистки затрудняет их эксплуатацию.

•  Необходимо произвести ремонт резервуара W= 2 000 м³ для сбора промывной воды фильтров.

•  Заменить насос подачи воды на фильтры Д2000/22 на насос производительностью до 1000 м³/ч -1 шт. и автоматизировать работу насоса.

• Установить уровнемеры с показаниями  рабочего и аварийного уровня воды в фильтрах и в резервуаре W= 10000 м³.

 

3. Эколого-экономическая  часть 

 

3.1 Очистка подземных  и поверхностных вод по озоно-сорбционной технологии для хозяйственного назначения

Производительность 10-300 м3 /час;

Состав исходной воды: взвешенные вещества — 127 мг/л; нефтепродукты — 0,31 мг/л, жесткость — 8,5 мг-экв/л, нитриты — 0,26 мг/л, сульфаты — 283 мг/л, хлориды - 451 мг/л, аммоний — 0,34 мг/л, железо — 0,69 мг/л, медь — 0,02 мг/л, марганец — 0,1 мг/л, БПК5 — 5,6 мг/л; СПАВ — 0,6 мг/л, цветность — 27 градусов, общее микробное число в 1л - 1500;

Очищенная вода соответствует СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03;

Перечень основного оборудования и материалов:

фильтр механической очистки;

озонатор;

сорбционный фильтр;

фильтрующая загрузка: природный цеолит, каталитически активный сорбент  типа МЖФ, угольный сорбент типа МИУ-С, активные угли типа СКД-515 и т.д.;

Рис.3 Технологическая схема  очистки

1.Емкость для исходной воды, 2. Фильтр механической очистки, 3.Озонатор, 4.Смеситель, 5.Сорбционные фильтры, 6.Емкость очищенной воды,7.Задвижки  

 

3.2 Технология адсорбционной  очистки воды от органических токсикантов 

 

Органические токсиканты, к числу которых относится и диоксин (тетрахлордифенил), определяются как наиболее опасные загрязнители воды. В настоящее время не найдены или в достаточной степени не исследованы методы очистки воды от диоксина и подобных ему веществ. Однако существует возможность по результатам исследований одного токсиканта рассчитать адсорбционные характеристики других, и таким образом, предложить метод очистки воды от любых органических токсикантов, в том числе и от наиболее опасных. В качестве объекта исследования был взят фенол. Среди многих методов очистки воды от фенола наиболее эффективным является метод адсорбции активированным углем. На рис.4 изображены изотермы адсорбции фенола активированным углем марки АГ-3. По изотерме адсорбции можно определить максимальную (предельную) адсорбцию в статических условиях Г_пр=7,97 моль/кг и в динамических условиях Г_пр=9,55 моль/кг. Динамические условия создаются в реакторе с кипящим слоем АУ при избытке адсорбента (К_изб=10).

 

Для выведения формулы предельной адсорбции других токсикантов был рассчитан мольный объем фенола V_м=Мr, который составил 8,7*10^-5 м³/моль, где М - молекулярная масса, r - плотность. Число молей фенола в активированном угле при предельной адсорбции Г_пр равно объему пор V_пор, см³/г, деленному на мольный объем фенола: