Дипломная работа: Очистка условно-чистых стоков на моделях по разработанной технологии
Дипломная работа: Очистка условно-чистых стоков на моделях по разработанной технологии
РЕФЕРАТ
Дипломная работа _____ с., ______ рис., _______ табл., ______
используемых источников
В дипломной работе были проведены эксперименты по очистке условно-чистых стоков на моделях по разработанной технологии. При проведении эксперимента проводился аналитический контроль исходных стоков и контроль за степенью очистки по каждому этапу.
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 6
I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
Состав и свойства сточных вод 8
Методы очистки сточных вод 9
Механическая очистка производственных сточных вод 10
Химическая очистка производственных сточных вод 15
Физико-химическая очистка производственных сточных вод 18
Биологическая очистка производственных сточных вод 32
II. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 35
2.1. Объекты исследования 35
2.2. Методы исследований 35
2.2.1. Определение взвешенных веществ в сточных водах 35
2.2.2. Определение общей жесткости в сточных водах 37
2.2.3. Определение ХПК в сточных водах 38
2.2.4. Определение нефтепродуктов в сточных водах 39
2.2.5. Определение хлоридов в сточных водах 41
2.3. Требования предъявляемые к качеству сточных вод 42
2.4. Данные о результатах анализов условно-чистых стоков 43
2.5. Данные о результатах анализов щелочных стоков 44
2.6. Данные о результатах анализов речной воды 44
III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 46
3.1. Процесс перевода бикарбоната кальция и магния 46
в малорастворимые карбонаты
3.2. Процесс отстаивания 48
3.3. Процесс фильтрации 54
3.4. Процесс сгущения и центрифугирования 61
3.5. Обобщение результатов исследований 63
IV. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 65
V. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 68
5.1. Производственная безопасность 68
Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях 73
ВЫВОДЫ 78
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 79
ВВЕДЕНИЕ
Республика Башкортостан относится к одним из самых промышленно развитых регионов Российской Федерации. Концентрация промышленного производства в Башкирии существенно превышает общероссийские показатели, особенно в части размещения предприятий нефтепереработки и химии. Мощный комплекс химических и нефтехимических заводов, растянувшийся на 270 км вдоль реки Белой от Мелеуза до Благовещенска, загрязняет не только близлежащие территории, но и за счет воздушных и водных переносов отрицательно влияет на отдаленные районы.
Основная доля загрязняющих веществ, сбрасываемых со сточными водами в поверхностные водные объекты, приходится на хлориды (более 60%) и сульфаты (более 18%). Источниками их поступления в окружающую среду являются АО «Сода», «Каустик», «Минудобрения» и УГПП» Химпром», которые являются основными загрязнителями реки Белой. Более 50% всех стоков по республике сбрасывается в водные объекты предприятиями г. Уфы.
В поверхностные водные объекты сбрасываются десятки тонн высокотоксичных хлорорганических веществ и сотни тонн тяжелых металлов, среди которых свинец, никель, хром, ртуть и др. Многие из них относятся к супертоксикантам и вообще не должны присутствовать в окружающей среде.
В Башкортостане лишь 26% очистных сооружений работают в проектном режиме и удовлетворяют нормативным требованиям. В числе не обеспечивающих нормативную очистку продолжают оставаться очистные сооружения практически всех крупных предприятий республики.
Основными причинами неэффективной работы очистных сооружений являются: отсталая технология и изношенность оборудования; сброс в водные объекты неочищенных стоков; отсутствие локальных очистных сооружений и, как следствие, их перегрузка по концентрации поступающих загрязняющих веществ; перегрузка по гидравлике, не позволяющая своевременно ремонтировать очистные сооружения; эксплуатация с отступлением от проектных схем.
Вода превращается в самое драгоценное сырье, заменить которое невозможно. Запасы и доступность водных ресурсов определяют размещение производств, а проблема водоснабжения становится одной из важных в жизни и развитии человеческого общества.
Переход на бессточные системы канализации или системы с минимальным сбросом сточных вод может быть осуществлен путем многократного использования отработанных вод и замены водяного охлаждения на воздушное. При переводе ряда отраслей промышленности на безводные технологические процессы исключается образование сточных вод.
В настоящее время имеется несколько путей уменьшения количества загрязненных сточных вод: усовершенствование существующих процессов; разработка и внедрение безводных технологических процессов; разработка и внедрение совершенного оборудования; повторное использование очищенных сточных вод в оборотных и замкнутых системах.
Исходя из вышеизложенного, целью дипломной работы является исследование возможности использования очищенных стоков для повторного использования.
II. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Состав и свойства сточных вод
В связи с широкой индустриализацией, развитием сельского хозяйства, хозяйства городов и поселков образуются большие массы стоков, загрязненных различными примесями. В первую очередь это отходы предприятий нефтеперерабатывающей, металлургической, нефтехимической и химической, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности. За последние годы увеличился объем загрязнений, поступающих в воды из сельского хозяйства- отходы животноводства, птицеводства, предприятий перерабатывающих сельскохозяйственное сырье, удобрения /1/.
Потребляемая промышленностью вода в значительной степени используется в качестве хладагента, сбрасываемого после использования в водоемы. По химическому составу она немногим отличается от исходной воды и сброс ее в водоемы не приносит особых неприятностей. Другое дело- вода, участвующая в технологических процессах. Она насыщается множеством различных соединений и сброс ее в природные водоемы приводит к серьезным последствиям- загрязнению рек и озер, морей и океана ядовитыми веществами /1,2/.
Состав сточных вод зависит от характера использования воды в промышленности. К наиболее вредным следует отнести стоки, возникающие при проведении химических процессов (реакционные и маточные растворы), промывные воды, образующиеся при промывке продуктов и изделий, очистке газовых систем и т.п., стоки, поступающие с горнодобывающих предприятий, образующиеся при удалении золы, собираемые с нефтеналивных судов и цистерн, ливневые потоки и др.
Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на три группы:
1. загрязненные сточные воды преимуществом минеральными примесями;
2. загрязненные сточные воды преимущественно органическими примесями;
3. загрязненные сточные воды минеральными и органическими примесями /1,3/.
Многие сточные воды (особенно тепловых электростанций) сбрасываются в природные при повышенной температуре. В результате этого происходит так называемое тепловое загрязнение водоемов. В местах выхода тепловых потоков в водоемы создаются зоны, в которых температура выше, чем во всем водоеме: на 8-12 оС зимой и до 30 оС летом. Это приводит к повышенному накоплению органических веществ в воде, что оказывает отрицательное влияние на биологическую жизнь водоемов /4/.
В связи с тем, что в ряде случаев в природные водоемы сбрасываются неочищенные или плохо очищенные стоки, в них скапливается большое число и большая масса различных химических веществ. Так как при взаимодействии сбрасываемых соединений могут возникать новые соединения, число соединений в водоемах может непрерывно увеличиваться, в том числе соединений с ядовитыми свойствами, бурным запахом, окраской и т.д. /2/.
Практически во всех водоемах (не исключая и океан) находятся нефтепродукты, что может привести к пагубному последствиям для рыбного хозяйства, поскольку 1 кг нефти может загрязнить 1 га поверхности воды и погубить 100 млн. личинок рыб.
1.2. Методы очистки сточных вод
Многообразие веществ, попадающих в водоемы, объясняется тем, что в них смешиваются сточные воды трех классов предприятий неорганического, органического и микробиологического профиля. Поэтому применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения, вредностью примесей и необходимостью степенью очистки /5/.
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические. В современной практике наибольшее распространение получили два метода: механический и биологический.
1.2.1. Механическая очистка производственных сточных вод.
Механическая очистка сточных вод применяется для выделения из сточных воды нерастворенных минеральных и органических примесей.
Назначение механической очистки заключается в подготовке производственных сточных вод при необходимости к биологическому, физико-химическому или другому методу более глубокой очистки. Механическая очистка на современных очистных сооружениях состоит из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания и фильтрования. Типы и размеры этих сооружений зависят в основном от состава, свойств и расхода производственных сточных вод, а также от методов их дальнейшей обработки /4/.
Как правило, механическая очистка является предварительным, реже – окончательным этапом для очистки производственных сточных вод. Она обеспечивает выделение веществ из этих вод до 90-95% и снижение органических загрязнений (по показателю БПКполн.) до 20-25%.
Высокий эффект очистки сточных вод достигается различными способами интенсификации гравитационного отсеивания – преаэрацией, биокоагуляцией, осветлением во взвешенном слое (отстойники- осветлители), а также с помощью гидроциклонов /4,9/.
Процесс более полного осветления сточных вод осуществляется фильтрованием – пропуском воды через слой различного зернистого материала (кварцевого песка, гранитного щебня, дробленого антрацита и керамзита, горелых пород, чугунолитейного шлака и других материалов) или через сетчатые барабанные фильтры и микрофильтры, через высокопроизводительные напорные фильтры и фильтры с плавающей загрузкой пенополиуритановой или пенополистирольной. Преимущество указанных процессов заключается в возможности применения их без добавления химических реагентов /3,5/.
Выбор метода очистки сточных вод от взвешенных частиц осуществляется с учетом кинетики процесса. Размеры взвешенных частиц, содержащихся в производственных сточных водах могут колебаться в очень широких пределах, (возможные диаметры частиц составляют от 5·10-9 до 5·10-4 м), для частиц размером до 10 мкм конечная скорость осаждения составляет менее 10-2 см/с. Если частицы достаточно велики (диаметром более 30-50 мкм), то в соответствии с законом Стокса они легко могут выделяться отстаиванием (при большой концентрации) или процеживанием, например, через микрофильтры (при малой концентрации) /6/. Коллоидальные частицы (диаметром 0,1-1 мкм) могут быть удалены фильтрованием, однако из-за ограниченной емкости фильтрующего слоя более подходящим методом при концентрациях взвешенных частиц более 50мг/л является ортокинетическая коагуляция с последующим осаждением или осветлением во взвешенном слое.
Повышение технологической эффективности сооружений механической очистки очень важно при создании замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий. Этому требованию удовлетворяют различные конструкции много полочных отстойников, сетчатых фильтров, фильтров с новыми видами зернистых и синтетических загрузок, гидроциклонов (напорных, безнапорных, многоярусных). Применение этих сооружений позволит сократить в 3-5 раз капитальные затраты и на 20-40% эксплуатационные расходы, уменьшить в 3-7-раз необходимые площади для строительства по сравнению с применением обычных отстойников /7,8/.
С целью обеспечения надежной работы сооружений механической очистки производственных сточных вод, как правило, рекомендуется применить не менее двух рабочих единиц основного технологического назначения – решеток, песколовок, усреднителей, отстойников или фильтров. При выборе максимального числа сооружений, предусматривается их секционирование по унифицированным группам, состоящим из единиц с наиболее крупными габаритами /10/.
Повышение эффекта механической очистки сточных вод, в особенности работы сооружений по первичному отстаиванию, позволяет сократить объемы сооружений для последующих процессов очистки и тем самым снизить расходы на строительство и затраты на эксплуатацию более дорогих и сложных сооружений физико-химической очистки, а также обработки осадка. /4,10/.
Песколовки
Сточные воды, освобожденные от крупных плавающих загрязнений на решетках, поступают на песколовки, назначение которых -освободить сточные воды от тяжелых примесей минерального происхождения с размером частиц 0,25-1 мм. Если объем очищаемой сточной воды более 100 м3/сут, то песколовки устанавливаются обязательно /5,6/.
Принцип действия песколовки гравитационный, т.е. минеральные частицы, удельный вес которых больше удельного веса воды (1,6 г/см3), главным образом песок, выпадают на дно. Удаление песка из сточных вод, является обязательным, т.к абразивные свойства песка приводят к разрушению механизмов и бетонных сооружений. Кроме того, песок может накапливаться в каналах, аэротенках, метатенках и снижать рабочий объем сооружений.
По направлению движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с винтовым движением воды. Последние бывают: тангенциальные и аэрируемые. Установлено, что при горизонтальном движении воды в песколовке, скорость должна быть от 0,3-0,15 м/с для обычных песколовок, и от 0,08-0,12- для аэрируемых песколовок. При скорости более максимально допустимой песок не успевает осесть в песколовке, при скорости менее минимальной- в песколовке будут осаждаться органические примеси, что приведет к излишнему изъятию питательных веществ из сточной воды и к ухудшению качества удаляемого песка, что имеет значение для его дальнейшего использования или захоронения.
Центрифуги.
Одним из интенсивных методов безреагентного выделения нерастворенных примесей из производственных сточных вод является центрабежное осаждение, осуществляемое в центрифугах. Эти аппараты широко применяются в различных отраслях промышленности для разделения неоднородных систем, состоящих из двух или более фаз /11/.
К основным преимуществам осадительных центрифуг перед отстойниками следует отнести: компактность установок, более высокий эффект осветления сточных вод: возможность получения осадка более низкой влажности.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
