Расчет биологических очистных сооружений

Избыточный активный ил откачивается эрлифтом и по трубопроводу поступает в приемную камеру иловой насосной, затем откачивается насосами на аэротенки I ступени или выводится на иловые площадки насосами.

Эрлифты представляют собой  вертикальные металлические трубы, в низ которых подается воздух, который распределяется и измельчается по трубе дырчатыми рассекателями. Плотность образующейся в эрлифте  воздушно-водяной смеси значительно  меньше плотности воды, в результате чего смесь поднимается по трубе над уровнем воды.

Биохимически очищенные  стоки после ТРО по трубопроводу поступают в приемную емкость, откуда затем подаются насосом во флотаторы.

В случае ухудшения очистки  стоков на флотации предусмотрено применение полиэлектролита ВПК-402 вязкостью не менее 2 сСт, рН=5-8.

Равномерное распределение сточных  вод по объему флотационной камеры производится с помощью вращающегося водораспределительного механизма, находящегося в нижней части флотационной камеры. Вращение водораспределительного механизма происходит за счет реактивной струи, истекающей из сопел сточной жидкости. При входе сточных вод во флотационную камеру происходит резкое падение давления, в результате чего происходит выделение из сточной воды воздуха. Выделяющиеся из воды мелкие пузырьки воздуха устремляются вверх, увлекая с собой хлопья вынесенного активного ила и механические примеси, и образуют пенообразный слой на поверхности флотатора. Пена с поверхности флотаторов собирается лопастями пеносборного механизма в пеносборный лоток и отводится по трубопроводу в приемную емкость, откуда насосами на ПРО или на буферные пруды.

Очищенные стоки отводятся  из отстойной зоны флотатора по всему  периметру через отверстия и  переливаются в отводящий водокольцевой лоток и далее в емкость, из которой они отводятся в биологический пруд доочистки (БПД).

Промышленные стоки, пройдя очистку на сооружениях установки БОС и флотации, поступают по трубопроводу в пруды биологической доочистки. Пруды биологической доочистки состоят из 5 карт. В биологическом пруду доочистки происходит естественное насыщение воды кислородом и доокисление органических загрязнений. Далее очищенные стоки из распредкамеры сбрасываются в р.Белая (Приложение).

Иловые площадки предназначены для сбора, накопления и уплотнения избыточного активного ила в естественных условиях.

2 Расчет материального баланса

2.1 Смеситель №1

 

В смесителе смешиваются  химически загрязненные стоки

- химически загрязненные (кислые) стоки нефтехимических производств СЖК АО «Башнефтехим» в количестве 100 м³/час по трубопроводу Ду-400 мм;

- химически загрязненные (щелочные) стоки зоны №4 АО «Башнефтехим» в количестве 235 м³/час.

Часовой приход сточных вод в  смеситель №1:

 м³/час

2.2 Усреднитель

 

Из смесителя химзагрязненные  стоки поступают усреднитель в количестве 335 м³/час.

Сюда же поступают:

а) промышленные стоки производства ВЖС зоны №3 АО «Башнефтехим» в количестве 42 м³/час;

б) промышленные стоки нефтеперекачивающей станции «Черкассы» в количестве 20 м³/час;

В усреднителях, происходит взаимная нейтрализация и окисление  легкоокисляемых органических загрязнений  кислородом воздуха, подаваемым от воздуходувной  станции по трубопроводу.

Часовой приход сточных вод в  усреднитель:

 м³/час

 

 

 

2.3 Первичные радиальные отстойники

 

Для отделения сточных  вод от шлама стоки направляются в первичный радиальный отстойник (ПРО).

 

Приход:

- стоки с усреднителя: 397 м³/час.

Расход:

- шлам 94% влажности: 397∙0,94=373,18 м³/час;

- осветленная жидкость: 397-373,18=23,82м³/час.

2.4 Шламонакопитель

 

Далее стоки направляются в смеситель, а шлам – в шламонакопитель.

Приход:

- шлам 94% влажности: 373,18 м³/час.

Расход:

- шлам 85% влажности: 373,18∙0,85=317,20м³/час;

- осветленная жидкость: 373,18 -317,20=55,98 м³/час.

2.5 Камера гашения

 

Приход:

- стоки: 23,82 м³/час;           

- осветленные стоки со шламонакопителя: 55,98 м³/час.

Часовой приход сточных вод в  усреднитель:

 м³/час

2.6 Смеситель №2

 

Приход:

- осветленные стоки  из ПРО: 23,82 м³/час;

- пром.стоки АО БНХ, в том числе замазученные стоки ТЭЦ: 1260 м³/час;

- условно чистые стоки АО БНХ: 630 м³/час;

- стоки ЭЛОУ: 355 м³/час;

- хоз. фекальные стоки: 99 м³/час.

 

Часовой приход сточных вод  в смеситель №2:

 м³/час

В смесителе №2 стоки  смешиваются с биогенными добавками. Рассчитаем потребность в суперфосфате (х) и аммиачной селитре (у).

Суточная потребность  в фосфоре - 3 мг/л=3∙10³ мг/м³=3 г/м³;

Суточная потребность  в суперфосфате:

 г/м³

Учитывая коэффициент  активной части биогенных добавок (к=0,6), рассчитываем потребность в суперфосфате за час:

 г/м³

С учетом поступающих  в смеситель №2 сточных вод  получим:

 г/ч

Суточная потребность  в азоте - 15 мг/л (15 г/м³) по чистому веществу;

Учитывая коэффициент  активной части биогенных добавок (к=0,6), рассчитываем потребность в суперфосфате за час:

 г/м³

Потребность в аммиачной  селитре за час:

 г/м³

С учетом поступающих  в смеситель №2 сточных вод  получим:

 г/ч

3 Расчет оборудования

3.1 Расчет смесителя

 

Перед усреднителем химически загрязненные стоки нефтехимических производств СЖК (кислые) и химически загрязненные стоки зоны №4 АО БНХ (щелочные) перемешиваются в смесителе.

Общий расход: 356 м³/ч.

Данные, необходимые для  определения концентраций стоков приведены  в таблице 1.

 

Таблица 1 – Данные для определения концентраций стоков

Наименование ингредиента	Количество загрязнений, мг/л
	Хим.загрязненные стоки  СЖК (кислые)	Хим.загрязненные стоки  АО БНХ (щелочные)
БПКполн.	2500	700
взвешенные вещества	100	140
фенол	12	15
солесодержание	500	1850

 

Определение концентрации загрязнений сточных вод:

- по взвешенным веществам:

 мг/л;

- по БПК_полн:

 мг/л;

- по фенолу:

 мг/л;

- солесодержание:

 мг/л.

 

Результаты расчета концентраций загрязнений сточных вод приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 – Концентрации загрязнений сточных вод

Наименование ингредиента	Количество загрязнений  в смеси, мг/л
взвешенные вещества	128,06
БПКполн	1237,32
фенол	14,11
солесодержание	1447,02

3.2 Расчет усреднителя

 

Изменение концентрации сточных вод длится 9 часов.

Объем резервуара усреднителя определяется исходя из объема поступающих сточных  вод.

Объема поступающих  сточных вод, м³:

 м³

где g_max – расчетный часовой расход стоков, м³/ч;

t_уср – время усреднения, 9 часов.

Количество секций усреднителя (m) принимается таким, чтобы общий объем резервуара усреднителя был больше V´:

 м³

Пропускная способность секции, м³/час:

 м³/час

Скорость предельного движения воды в секции, мм/с:

где F-площадь типового сечения секции (F=58,8 м²).

Скорость предельного движения воды в секции не должна превышать допустимой W_доп = 2,55 мм/с, т.е. W≤W_доп. Данное условие выполняется, так как 0,5<2,55.

3.3 Первичные радиальные отстойники

 

Радиус отстойника:

,1 м

где Q – количество сточных вод, поступаемых с усреднителя, м³/час;

N – число отстойников;

k – коэффициент, учитывающий тип отстойника, для радиальных отстойников k =0,45;

U_о – гидравлическая крупность частиц взвеси, мм/с:

 

где Н – глубина  проточной части отстойника, Н=3,1 м;

α – коэффициент, учитывающий  влияние температуры воды на ее вязкость, (α=1,21);

Т – продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды 500 мм, соответствующая заданному эффекту осветления, Т=640 с;

W – вертикальная составляющая, скорость движения воды в отстойнике (W=0,05 мм/с);

n – коэффициент, зависящий от свойств взвеси (n=0,25).

Значение принимаем в зависимости от типа отстойника и глубины проточной части Н, .

Принимаем типовые отстойники диаметром 15 м.

Принимаем эффект осветления Э=50%. В  этом случае вынос взвеси из первичных  отстойников B, г/м³:

 г/м³

где С_в.в. - содержание взвешенных веществ:

Фактическая скорость жидкости в проточной части отстойника составит:

 мм/с

W_ф ≤ W_доп, где W_доп=5-10 мм/с; условие выполняется (2,8≤5).

Объем иловой камеры отстойника за 8 часов:

 м³

где W – влажность удаляемого осадка, W=93,5-94%.

3.4 Расчет смесителя №2

 

Перед камерой смешения №2 химически загрязненные стоки перемешиваются.

Данные, необходимые для  определения концентраций стоков приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Данные для определения концентраций стоков

Наименование ингредиента	Количество загрязнений, мг/л
	Осветленные стоки ПРО	Стоки БНХ и ТЭЦ	Условно чист. стоки БНХ	Стоки ЭЛОУ	Хоз. фекальные стоки
Нефтепродукты	40	-	-	25	0,3
Взвешенные вещества	85	50	140	50	60
Фенол	7	9	1,0	5	0,1
БПКполн	700	700	200	400	205
Сульфаты	-	300	148	148	-
Солесодержание	600	1500	-	1500	4300

Определение средней  концентрации загрязнений сточных  вод:

- по нефтепродуктам:

 мг/л;

 

- по взвешенным веществам:

 мг/л;

- по фенолу:

 мг/л;

- по БПК_полн:

 мг/л;

- солесодержание:

 мг/л;

- сульфаты:

 мг/л;

Результаты расчета  концентраций загрязнений сточных  вод приведены в таблице 4.

 

Таблица 4 – Концентрация загрязнений сточных вод

Наименование ингредиента	Количество загрязнений  в смеси, мг/л
взвешенные вещества	74,71
БПКполн	501,29
фенол	5,87
солесодержание	1208,91
сульфаты	221,2
по нефтепродуктам	4,1