Технологія біологічного очищення стічних вод міста та суконної фабрики

Визначаємо коефіцієнт, що враховує гідравлічні умови змішування стічних вод з річковими:

                                           (5.2)

коефіцієнт звивистості річки, згідно умови; коефіцієнт, що залежить від місця і конструкції випуску стічних вод.

Коефіцієнт змішування стічних вод з річковою водою визначається за формулою:

                                 (5.3)

Q – розрахункова витрата води в річці при 95% забезпеченості, м³/с; L – відстань до фарватора річки від місця випуску стічних вод до розрахункового створу, м.

 

5.3. Необхідний  ступінь очищення стічних вод

 

Гранично допустима  концентрація завислих речовин в  очищенній стічній воді, що скидається в водойма становить:

  мг/дм³      (5.4)

р – приріст концентрації завислих речовин у водоймі після випуску стічних вод, мг/л; С_ф – фонова концентрація завислих речовин у воді річки до місця випуску стічних вод, мг/дм³.

Розраховуємо значення БСК, очищеної стічної води:

                                             (5.5)

 

- гранично допустиме значення  БСК у розрахунковій створі,

- фонове значення БСК повне  у воді річки до місця випуску  стічних вод, мг/л; k – константа швидкості споживання кисню у суміші річкової та стічної води; t – тривалість переміщення води від місця випуску до розрахункового створу, доба.

                            доби                          (5.6)  

,

де k₁ – константа швидкості споживання кисню у суміші річкової та стічної води за температури 20°С, Т – температура стічних вод влітку (відповідно до завдання).

 мгО₂/дм³

    

Розраховуємо по розчиненому у  воді кисню без урахування поверхневої  реакції водойми.

Потрібна оптимальна концентрація розчиненого кисню у воді річки  для літніх умов буде забезпечена, якщо БСК повне не буде перевищувати наступну величину:

                                       (5.7) 

 мгО₂/дм³    

О_ф – фонова концентрація розчиненого кисню до місця випуску стічних вод, О_min – найменша концентрація розчиненого кисню, яка повинна бути забезпечена у водоймах; 0,4 – коефіцієнт перерахунку БСК повне в БСК дводобове.

Отже, відповідно до отриманих результатів, очисні споруди забезпечують необхідний ступінь очищення стічних вод до значень параметрів БСК і , що задовольняють вимоги до господарсько-побутової питної води.

 Менше розраховане значення БСК, що становить 17,7 мгО₂/дм³ і значення , що дорівнює 27,5 мг/дм³ може бути досягнуте за використання біологічної очистки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. ВИБІР ТЕХНОЛОГІЇ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД ШКІРЯНОГО ЗАВОДУ І МІСТА

 

Вибір методів очищення стічних вод і визначення складу споруд є складним техніко-економічним завданням, що залежить від багатьох чинників: витрат і складу стічних вод, потужності водоймища, розрахунку необхідного ступеня очищення, рельєфу місцевості, характеру грунтів, енергетичних витрат та ін [16].

Розробку технологічних  схем і компонування очисних станцій  слід виконувати на підставі норм, правил, нормативних вказівок і спеціальних  рекомендацій науково-дослідних інститутів, а також досвіду експлуатації діючих споруд [13].

З інженерної точки зору визначальними факторами технологічного та конструктивного оформлення процесу  біологічного очищення будуть швидкості  вилучення забруднень з води, що очищається, тобто власне процесу  очищення води, і швидкості біохімічного розкладання забруднень, що вилучаються [16].

Біологічні методи очищення стічних вод засновані на життєдіяльності  мікроорганізмів, які мінералізують  розчинені органічні сполуки, що виступають джерелом живлення для мікроорганізмів. Споруди біологічного очищення умовно можуть бути розділені на два види. До першого виду відносяться споруди, в яких процеси біологічного очищення протікають в умовах, близьких до природних (поля фільтрації і біологічні ставки). У спорудах другого виду аналогічне очищення здійснюється в штучно створених умовах - в аеротенках і біофільтрах [13].

Будівництво очисних  станцій з біофільтрами чи аеротенками 
потребує лише близько 1 % площі, необхідної для влаштування полів фільтрації, полів зрошення чи біологічних ставків.

 

 

 При їх експлуатації майже не виникають неприємні запахи, що має місце при експлуатації споруд для біологічної очистки в умовах, близьких до природних. Тому очисні станції з біофільтрами чи аеротенками використовуються у наш час для очистки стічних вод великих і середніх населених пунктів, а також для очистки стічних вод малих населених пунктів, розміщених на урбанізованій території. Споруди для біологічної очистки в умовах, близьких до природних, знайшли використання, головним чином, в населених пунктах, розміщених у сільській місцевості [7].

Для вибору модифікації  процесу біохімічного очищення рекомендується технологічна класифікація, заснована  як на різновидах процесів, так і  на швидкості їх протікання, з урахуванням  конструктивних типів споруд.

Згідно пропонованої класифікації технологічних процесів можуть застосовуватися наступні технологічні схеми: станції з біофільтрами (з плівковим і краплинним зрошуванням), високошвидкісні аеротенки (з супраактивацією або з процесом біосорбції), аеротенки з регенерацією мулу або без неї, контактно-стабілізаційні аеротенки, схеми з повним окисненням забруднень в одній споруді або з розподілом фаз, ступінчасті схеми [11].

Виходячи з вимог, наведених  в [12], та користуючись запропонованою в [11] шкалою уніфікованих технологічних  схем з техніко-економічним порівнянням варіантів, зупинимо свій вибір на одноступінчатій схемі: аеротенк з регенерацією активного мулу та окремою сумісною аеробною стабілізацією сирого осаду та мулу, врахувавши середньодобові загальні витрати стічної води – 13700 м³/добу та розраховану величину = 390 мгО₂/дм³.

Стічна вода, пройшовши решітки і пісколовки, освітлюється в первинному відстійнику і поступає в аеротенк, де проходить її очищення активним мулом в режимі середніх навантажень. Біологічно очищена вода після вторинного відстійника знезаражується і відводиться у водойму. Надлишковий мул, що видаляється через відгалуження напірної лінії мулу, прямує в аеробний стабілізатор, куди також відкачується осад з первинного відстійника. У аеробному стабілізаторі відбувається мінералізація сирого осаду та надлишкового активного мулу; мінералізовану суміш дегельмінтизують, а потім направляють на станцію механічного зневоднення осаду [17].

Вибір методів поводження з надлишковим  активним мулом надзвичайно важливий. Аеробна стабілізація осадів забезпечує отримання біологічно стабільних продуктів, відмінні показники вологовіддачі, простоту експлуатації та низьку будівельну вартість споруд. [16].

 Аеробна стабілізація  полягає в тривалій аерації  в спорудженнях типу аеротенків, внаслідок чого відбувається розпад (окиснення) основної частини органічних речовин до кінцевих продуктів – СО₂, Н₂О і Н₂. Інші органічні речовини, що залишилися, стабілізуються, тобто стають не здатними до наступного загнивання [11].

Відносним недоліком вибраного технологічного процесу аеробної стабілізації є необхідність обов’язкової дегельмінтизації стабілізованих осадів через наявність в них життєздатних яєць гельмінтів, що становлять значну загрозу санітарному стану довкілля [18].

Таким чином, вибрана технологія біологічного очищення стічних вод хутряної фабрики та міста має відчутні переваги над іншими варіантами очищення, а також забезпечує необхідний ступінь зниження концентрації забруднюючих речовин згідно проведених розрахунків та вимог «Правил охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами» [19].

На очищення подається  суміш стічних вод міста і  суконної фабрики загальним об’ємом 25900 м³/добу.

ДР 1 Підготовка повітря

При подачі повітря  в реактори необхідно забезпечити  виконання чотирьох основних операцій:

• стиснення повітря для подолання опору повітроводів та арматури;
• регулювання температури та вологості ;
• видалення пилу та інших завислих у повітрі частинок [34].

ДР 1.1 Забір повітря

Підготовка  повітря здійснюється шляхом забору атмосферного повітря за допомогою виносних труб з точкою забору 4-6 м вище рівня землі.

ДР 1.2 Фільтрування повітря

Повітря очищується крізь  волокнистий фільтр, що затримує пил, механічні часточки. Фільтрувальним матеріалом є тканина Петрянова (ФПП-15-30) з максимальним діаметром часток, що затримуються 1,5 мкм, максимально допустимою температурою 60°С і ефективністю очищення 98%.

ДР 1.3 Компресіонування повітря

Для компресіонування повітря  застосовують повітродувки з продуктивного від 2 до 190 м / хв зі стисненим повітрям до 2,5 Бар (2,5 кПа). На даній стадії щогодини здійснюється технологічний контроль - контроль тиску за допомогою технічного параметру [32]. Повітря подається до ТП6.1.

ДР 2 Підготовка хлорної води

Для обробки побутових  стічних вод застосовують хлорну воду, яку  готують наступним чином. Хлор поставляється на очисні станції в балонах чи контейнерах, у яких він знаходиться під надлишковим тиском переважно в рідкому стані. Внаслідок малої розчинності рідкого хлору його попередньо переводять у газоподібний стан після чого розчиняють у воді. Хлор-газ із балонів чи бочок надходить у проміжний балон, в якому осаджуються

 краплики рідини, пил тощо. Через запірний вентиль він далі надходить у фільтр, де повністю очищається від неосілого пилу. Очищений хлор проходить через редукційний клапан, який являє собою пристрій для підтримання постійного тиску (0,01-0,02 МПа) перед вимірювачем витрати. Відповідно до СНіП 2.04.03-85 розрахункова доза активного хлору для біологічного очищення стічних вод становить 3 г/м . На даній стадії здійснюється технологічний контроль - концентрації розчиненого газу хлору у воді [37, 40].

ДР З Підготовка 10% розчину коагулянту

При обробці  НАМ та осадів стічних вод застосовують коагулянти хлориду заліза (III) марки Б, що виробляється в Україні згідно ТУ 6-18-33-85.

ТП 4 Механічна очистка

ТП 4.1 Очищення на решітках

Очисні решітки призначені для вилучення із стічних вод  крупного сміття: часток, гілля, каміння,пісок тощо, Звичайно решітка являє собою похилі чи вертикальні металеві стержні, закріплені на металевій рамі, що встановлюється у каналі на шляху руху стічних вод. Відстань між сусідніми стержнями у решітці називають прозором решітки.

Швидкість потоку рідини у апараті становить до 0,8-1,0 м/с. Тривалість роботи до 12 год. Передбачається встановлення типових решіток з механічним очищенням типу РМУ-1. Відходи скидаються у відкидний лоток. Граблі механічної решітки РМУ-1 приводять у рух електродвигуном потужністю N=0,37 кВт при частоті обертів n=1450 хв. Кількість прозорів у решітці - 21, розмір прозорів 16 мм. Пропускна здатність - до 80000 м /доба. Передбачається встановлення двох агрегатів, з яких один - постійно діючий, інший -запасний.

На даному етапі здійснюється технологічний  контроль пропускної здатності ґраток, що свідчить про ступінь контамінації ґраток крупними домішками.

ТП 4.2 Очищення на пісковловлювачах

У даній технології застосовуються два горизонтальних пісковловлювача  з робочим рівнем рідини 1,2-1,4 м. Оптимальна швидкість руху води в горизонтальних пісколовках  0,15-0,3 м/с, гідравлічна крупність затриманого піску складає 18,7-24,2 м/с, на виході з пісколовок кожна секція обладнана гідравлічним затвором. Для видалення піску секції пісколовок обладнані скребковим механізмом, за допомогою якого пісок згрібається з днища та підводиться до бункера, що розташований на початку секції. Видалення піску із бункера здійснюється періодично (двічі на добу) гідроелеватором. Насосна станція пісколовок, в якій установлено 2 насоси марки Д200/95 забезпечує гідроелеватор робочою водою із відвідного каналу після вторинних відстійників [41]. Піскова пульпа видаляється на піскові майданчики, які являють собою дреновані обваловані ділянки. Вони розташовуються близько до пісколовок. Дренажна вода з піскових майданчиків перекачується насосами в голову очисної споруди [32].

 

ТП 4.3 Первинне відстоювання

Стічні води після решіток і піскоуловлювачів вміщують у значній

 кількості завислі речовини - нерозчинні грубодисперсні домішки з густиною, відмінною від густини води, які знаходяться у завислому і плаваючому стані. Для запобігання підвищеному приросту активного мулу в аеротенках концентрація завислих речовин в стічних водах перед цією спорудою не