Технологія біологічного очищення стічних вод міста та суконної фабрики

Для очищення вовни на підприємстві застосовують миючі засоби. Мило і синтетичні миючі засоби містять речовини, що підвищують змочувальні властивості води за рахунок зменшення сили поверхневого натягу. Ці речовини називаються поверхнево активними (ПАР), оскільки діють на поверхні рідини (маються на увазі всі межі, не тільки верхня).

У промисловості на флотаційно-сепараторних пристроях із забруднених

розчинів потоки  тонкої та напівтонкої вовни видаляють  жир (сірка для видобутку фармацевтичного  ланоліну). Кількість стічної води у такому випадку складає 35 м³ на 1т митої вовни.

 

 

 

 Інтенсивність забарвлення стічних вод характеризується ступенем  розведенням, при пропорціях 1:1000-1800, запах досягає 5-ти балів, потрапляння вовни в стічну воду складає 2%, від масси  митої вовни. У склад стічної суконної фабрики входять: завислі речовини, сухий залишок, жири, а також амонійний азот.

Таблиця 1.1. Загальна характеристика забруднень стічної води суконної фабрики

Вид вовни	Концентрація забруднення, мг/дм3				ХПК, мг О2/л	БСКпов, мг О2/дм3	рН
	Завислі речовини	Сухий залишок	Жир	Азот амонію
Тонка і напів- тонка	20-40	35-45	8-12	0,2	40-50	16-20	9,7-10
Груба і напів- груба	10-12	15-30	2-3	0,1	15-20	3-6	9,6-10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ІСНУЮЧІ ТЕХНОЛОГІЇ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД ХУТРЯНИХ ФАБРИК

 

У більшості сучасних суконних фабрик очистка стічних  вод передбачує два етапи. На першому етапі з найбільш зажирених стічних вод

видаляється шерстяний  жир, який має важливе значення. Регенерування шерстяного жиру представляє собою побічну продукцію фабрики. На другому етапі відбувається загальна очистка стічних вод по всім показникам, ступінь яких визначається в кожному конкретному випадку виходячи із місцевих умов.

У практику останніх років  увійшли метод зброджування стічних  вод, схема якого показана на рис., і метод хімічного очищення, який полягає у відстоюванні стічних вод, оброблених великими дозами глинозему і вапна (доза глинозему 250...300 мг/л за іоном алюмінію, доза вапна - 1000...1600 мг/л за СаО) із подальшою нейтралізацією їх кислотою. Метод хімічного очищення, враховуючи склад води й особливо фазово-дисперсний стан забруднювачів, може забезпечити високий ефект попереднього очищення, достатній для відведення води на біологічну станцію. Проте велика тривалість відстоювання (до 16...18 год) і значна кількість утвореного під час хімічного очищення осаду, спричинена високими дозами реагентів, що створює додаткову проблему його ущільнення і зневоднення, не сприяють поширенню даного методу.

.

Рисунок 3.1.Схема очищення вовномийних стічних вод у метантенках

 

 

 

 

Умовні позначення: 1 - надходження стічних вод на очищення; 2 - первинний відстійник; 3 - камера нейтралізації; 4,6,9 - насоси; 5 - метантенк першого ступеня; 7 - відведення осадів на зневоднення; 8 - метантенк другого ступеня; 10 - газопровід; 11 - змішувач-дегазатор; 12 - вторинний відстійник; 13 - відведення очищеної води.

Методом, який за ефективністю наближається до хімічного, але дає менший об’єм  осаду, є реагентно-флотаційне очищення стічних вод суконних фабрик, розроблене в Українській державній академії водного господарства. Вилучення забруднень за цим методом здійснюється бульбашками вуглекислого газу, який виділяється під час підкислювання стічних вод (хімічна флотація). Фактично це також хімічне очищення, що за формою відрізняється від вищезгаданого хімічного очищення лише послідовністю введення реагентів. Хімічний метод, розроблений в Українськії державнії академії водного господарства, полягає у тому, що спочатку вводиться глинозем і кислота для підтримування рН 4...4,5, а потім після флотаційного прояснення - вапно для нейтралізації надлишкової кислоти. Характер хімічних реакцій, які перебігають у тому і в іншому випадку, звісно буде різним. У сильнолужному середовищі утворюються пластівці важкорозчинного алюмінату кальцію, яким притаманна висока адсорбційна здатність, що призводить до прояснення стічної води. У слабокислому середовищі після добавляння коагулянту утворюється гідроокис алюмінію, який є ефективним коагулянтом і сорбентом, а після добавляння кислоти відбувається коагуляція білкових речовин, більшість яких має ізоелектричну точку в межах рН 4,1...4,7. Технологічна схема очищення стічних вод (рис. 87) включає звичайний комплекс споруд попереднього очищення, що розташовується, як правило, на території фабрик, і комплекс споруд хімічного очищення, який починається з вертикальних відстійників, розрахованих на дво-, чотиригодинне відстоювання. Призначенням відстійників є затримування грубодисперсних домішок для того, щоб запобігти замулюванню наступних споруд. Потім стічні води надходять у нагромаджувачі, роль яких полягає у

зниженні агрегативної стійкості високодисперсних забруднювачів під час

довготривалого перебування  в них (2...3 доби). Це в 1,5...2 рази зменшує  витрату коагулянту, що є дуже суттєвим через його великі дози, а також  знижує навантаження на вакуум-фільтри  за сухою речовиною. Водночас у нагромаджувачах відбувається усереднення стічних вод, що полегшує їх подальшу обробку реагентами. Виключити із схеми нагромаджувачі можна тільки відповідним техніко-економічним обгрунтуванням. Стічна вода, що пройшла через нагромаджувачі, оброблюється глиноземом у дозах 80...200 мг/л із розрахунку на іон алюмінію, подається в змішувач, розрахований на перемішування протягом 1,5...2 хв, і надходить у флотокамери. Кислота вводиться безпосередньо перед флотацією в дозах, які забезпечують підтримування рН 4...4,5.

Рисунок 3.2. Технічна схема реагентно-флотаційної очистки стічних вод суконної фабрики.

 

Умовні позначення: 1 – решітка; 2 – пісковловлювач; 3 – шерсте жироловка; 4-шерстежирозбирач; 5 – відстійник; 6 – накопичувач; 7,9 – змішувачі; 8 – флотаційна камера; 10 - цех механічного обезводнення осадів; 11 – реагенти; 12 – піскові майданчики.

 

 

 

 Камера реакції розраховується  на 4 хв. Тривалість перебування стічних  вод в активній зоні флотокамери  20 хв. Шлам із флотокамери надходить  у цех механічного зневоднення з вологістю 94...95%, що забезпечує самопливне його транспортування. Для механічного транспортування можна знімати шлам із вологістю 90...92%. Об’єм шламу - 8...9% від об’єму очищеної води. Продуктивність вакуум-фільтрів - 15...20 кг/м2 за сухою речовиною. Очищена

вода нейтралізується  вапном. З метою використання очищеної води в обороті

нейтралізацію належить здійснювати реагентами, які не вміщують іони кальцію. Нейтралізовану стічну воду (рН 6,5...7,5) можна скидати в міську каналізацію чи спрямовувати на біологічне очищення. Для того, щоб використати цю воду в обороті доцільно доочистити її на пінополістирольних фільтрах для видалення зависей, які залишилися після основного очищення.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ВИБІР ТЕХНОЛОГІЇ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД СУКОННОЇ ФАБРИКИ

Вибір і обґрунтування  технологічної схеми очищення виробничих стічних вод  залежать від кількості  та фізико-хімічного стану забруднень, що містяться в них, а також  від вимог, що пред'являються до ступеня  очищення [11].

Прийом промислових стічних вод у міську каналізацію 
регламентується СНіП 2.04.03-85 та іншими спеціальними документами, згідно з якими виробничі стічні води, не повинні порушувати роботу каналізаційних мереж та очисних споруд [12].

Це можливо тільки тоді, коли дотримуються таких вимоги щодо складу стічних вод. Промислові стічні води хутряних фабрик не повинні містити: 
- понад 500 мг/л завислих і речовин здатних спливати;

- речовини, які здатні засмічувати  труби каналізаційної мережі  або руйнувати матеріал труб  і елементи споруд каналізації;

- горючі домішки і розчинні  газоподібні речовини, здатні утворювати  в каналізаційних мережах і  спорудах вибухонебезпечні суміші;

- шкідливі речовини в концентраціях,  які перешкоджають біологічному  очищенню стічних вод;

- речовини, для яких не визначені гранично допустимі концентрації (ГДК) у воді водойм відповідної категорії водокористування;

- тільки мінеральні забруднення;

- нерозчинні масла, а також  смоли і мазут;

- біологічно тверді ПАР [3].

На підприємствах належить здійснювати попереднє очищення 
виробничих стічних вод, склад яких не задовільняє переліченим вимогам, а також тих стічних вод, що містять речовини, для яких відсутні дані про ефективність їх видалення.

 Забороняється відводити в міську каналізацію стічні води з 
температурою понад 40°С; маточні та кубові розчини, а також незабруднені промислові стічні води [5].

Виходячи зі специфіки  складу та концентрації забруднюючих речовин стічних вод хутряних фабрик, із двох розроблених в Українській  державній академії водного господарства технологічних схем очищення таких стічних вод зупинимо свій вибір на варіанті з реагентно-флотаційною обробкою.

Використання іншої технології вимагає великої тривалості відстоювання (до 16...18 год) і створює значну кількість утвореного під час хімічного очищення осаду, спричинену високими дозами реагентів, що створює додаткову проблему його ущільнення і зневоднення, що не сприяює поширенню даного методу. Основні переваги прийнятої технологічної схеми локальної очистки стічних вод суконної фабрики:

1. Очисні методи забезпечують необхідне зниження концентрації забруднюючих речовин (наприклад, жирів) до гранично допустимих меж, встановлених «Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами»;
2. Використання двоступеневого флотаційного освітлення є більш доцільним ніж осадження у відстійниках, адже даний метод забезпечує високу ефективність очистки стічних вод від нерозчинних домішок і завислих речовин  (90-98 %) протягом доволі короткого часу їх перебування у флотаційних установках (у середньому 20-30 хв). Крім того, флотаційне очищення стічних вод супроводжується такими явищами, як аерація, зниження концентрації ПАР і бактерій, що сприяє подальшим процесам очищення, поліпшує загальний санітарний стан їх і інколи є вирішальним під час вибору методу попереднього

очищення стічних вод .

Таким чином, незважаючи на високу вартість встановлення та експлуатації локальних очисних споруд суконної фабрики згідно прийнятої схеми, її використання є найбільш доцільним  через вищезгадані переваги, при  цьому виконання основних вимог щодо належного ступеня очищення стічних

вод даного підприємства перед скидом їх у міську каналізаційну  мережу в цілому забезпечується. Крім того, для подальших технологічних розрахунків прийняті завищені концентрації забруднюючих речовин у стічних водах суконної фабрики на випадок аварій на станціях локальної очистки та залпового скидання забруднень у міську каналізацію.

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. РОЗРАХУНКИ НЕОБХІДНОГО  СТУПЕНЯ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

 

5.1. Нормативи  якості води у водоймі

 

Розрахунок необхідного  ступеню очистки проводиться за методом Фролова-Родзіллера [15].

Визначаються основні параметри, що характеризують здатність водойми до самоочищення, гранично допустимі концентрації речовин , що дозволяються для скиду у водойму (завислі речовини, БСК, розчинений О₂) а також необхідний ступінь їх очистки; основні параметри, що характеризують здатність водойми до самоочищення. Нормативи якості води залежать від типу водокористування. Згідно завдання на курсовий проект, планується водокористування І-го типу, тобто господарсько-побутова питна вода, що має наступні вимоги [6]:

Приріст вмісту завислих речовин:	ΔP≤	0,25 мг/дм3
БСКповне води в точці забору:		3 мгО2/дм3
Мінімальний вміст розчиненого  кисню влітку:		4 мгО2/дм3

 

 

5.2 Розрахунок коефіцієнта  змішування стічних вод з водою  річки

 

Визначаємо коефіцієнт турбулентної дифузії, який показує  змішування стічної води з водою  річки:

                                          (5.1)

 

 

середня швидкість води в річці  між випуском і розрахунковим  створом в м/с; середня глибина річки на місці створу, м;