Реферат: Разработка способов обезвреживания и утилизации сточных вод ОАО "Автотранс"
Основными техническими характеристиками системы являются:
| Тип | Стационарный |
|
Производительность, м3/час |
3 – 40 (в зависимости от комплектации) |
|
Степень очистки: - взвешенных веществ не более - нефтепродуктов не более |
15 0.5 |
| Работа гидросистемы | В автоматическом режиме |
| Давление сжатого воздуха, МПа | 0.2 – 0.6 |
| Время очистки пневмовыбросов, час не более | 0.08 |
| Потребляемая мощность, кВт | 2 – 25 (в зависимости от производительности) |
В процессе мойки автомобилей можно использовать аппарат высокого давления фирмы Karcher, так как нашей промышленностью подобное оборудование не выпускается. Аппарат высокого давления стоит от 600$ до 3000$. Более дорогие – с подогревом, менее дорогие – без подогрева.
Очистные сооружения фирмы СамараАВТОтех успешно эксплуатируются в Самаре – ПАТП-5 (ул. Пугачевская, 71), в фирме “Водолей” (ул. Народная, 3), в гараже областной налоговой инспекции (ул. Мичурина, 3), Тольяттинском ПАТП-1 (Южное шоссе, 28), а так же во многих других городах страны.
Еще одно немаловажное достоинство данных очистных сооружений состоит в том, что они занимают небольшую площадь и могут быть размещены практически в любом помещении, например, в гараже.
3. Выбор технологической схемы
3.1. Общие требования к схеме.
Выбор схемы очистки стоков мойки автомобилей зависит от следующих факторов:
- количество, состав и свойства сточных вод;
- возможность их достаточной очистки для повторного использования;
- схема очистки стоков мойки должна обеспечивать полный водооборот очищаемых стоков и исключать сброс воды на грунт и в окружающую среду;
- извлечение поступающих примесей или их нейтрализация с целью полного использования воды в оборотном водоснабжении, исключая накопления нежелательных для мойки легковых автомобилей солей, механических примесей, запахов, нефтепродуктов, то есть песка, илистых и глинистых частиц, масла, солидола, нигрола, керосина и бензина.
3.2. Образование сточных вод.
На мойке легковых автомобилей образуются стоки, содержащие следующие виды загрязнений:
- коллоидные и взвешенные вещества минерального и органического происхождения;
- загрязнения нефтяного и масляного происхождения от мойки автомобилей.
3.3. Необходимая степень очистки сточных вод.
Состав сточных вод и их свойства зависят от времени года, состояния дорог, технического состояния автомобиля, а также качества и продолжительности мойки. При заданном количестве воды на мойку одного автомобиля в 50 л состав стоков может значительно колебаться по взвешенным веществам, эфирорастворимым, цветности и жесткости.
Учитывая данное положение, система очистки должна обладать большими резервами для достижения необходимого качества при экстремальных значениях загрязнения стоков. Нормативные требования к качеству воды, используемой для мытья легковых автомобилей в системе автотранспортных предприятий по «Укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности» указаны в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Нормативные требования к качеству воды.
|
Показатели |
Ед. из. |
Вода, используемая для мойки |
| Температура | °C | не нормируется |
| Взвешенные вещества | мг/л | 40 |
| Эфирорастворимые | мг/л | 15 |
| Запах | балл | до 3 |
| pH | - | 7.2 – 8.5 |
| Жесткость карбонатная | мгэкв/л | - |
| Щелочность общая | мгэкв/л | до 10 |
| Сухой остаток | мг/л | до 2000 |
|
Cl- (хлориды) |
мг/л | до 350 |
|
SO42- (сульфаты) |
мг/л | до 500 |
|
Feобщ. |
мг/л | до 4 |
| Окисляемость перманганатная | мг О/л | до 15 |
|
БПКполн. |
мг О2/л |
до 20 |
| Биогенные элементы | мг/л | не нормируется |
| Мешающие, токсичные, возгораемые вещества, выделяющиеся при нагревании с образованием огня и взрывоопасных смесей | не допускаются |
Необходимая степень очистки:
1. Взвешенные вещества, не более 40 мг/л.
2. Нефтепродукты, не более 15 мг/л.
3. Вода не должна иметь на поверхности пленку нефтепродуктов и масел.
4. Вода не должна оставлять солевых пятен на поверхности автомобиля после обдува вентилятором с целью сушки корпуса.
5. Вода не должна содержать абразивных веществ, вызывающих повреждение лакокрасочного покрытия автомобиля и стекол.
3.4. Выбор способа очистки и технологического оборудования для сточных вод, образующихся на АТП ОАО «Автотранс».
На предприятии имеются пятикаскадные очистные сооружения, представляющие собой бетонные резервуары общей емкостью 800 м3. Неудобство такого способа очистки заключается в следующем: отстойники занимают большие площади, степень очистки воды очень низкая, большое количество испарений с поверхности воды. Водооборот на предприятии отсутствует. Шлам со дна отстойников выгружается вручную в кузов самосвала и вывозится на полигон промышленных отходов в Зубчаниновке. Как видно, при использовании такого способа очистки возникает множество проблем. Основная проблема – это нерациональное использование воды.
Основная часть сточных вод предприятия образуется в результате мойки автомобилей. В силу специфики своего рода деятельности предприятие имеет в основном грузовые автомобили. Всего на предприятии 50 машин.
На предприятии необходимо установить очистные сооружения с замкнутым водооборотом, обеспечивающими высокое качество воды, механизацию удаления и сбора грязевых осадков, автоматизацию процесса очистки воды. Поскольку вода от мойки грузовых автомобилей загрязнена значительно больше, чем вода от мойки легковых автомобилей, то целесообразно будет выбрать схему очистки, включающую в себя первичную механическую очистку сточной воды в песколовке. В связи с этим для очистки стоков ОАО «Автотранс» выбираем схему очистки воды, предложенную фирмой «СамараАВТОтех» (рисунок 3.1.). Обоснование выбора этой схемы будет приведено в технико-экономическом расчете.
Установка очистки сточной вод фирмы «СамараАВТОтех»
Рисунок 3.1
3.5. Расчет показателей очистки воды для выбранной схемы.
Масса извлеченного загрязнителя определяется по формуле:
M = Q×(Сн-Ск), где
Q – расход воды в год, м3.
Q = 730 м3
Сн – концентрация загрязнителя в сточной воде, г/ м3
Для нефтепродуктов Сн=188 г/ м3.
Для взвешенных веществ Сн=1954 г/ м3.
Ск – концентрация загрязнителя в очищенной воде, г/ м3
Для нефтепродуктов Ск=0.5 г/ м3.
Для взвешенных веществ Ск=15 г/ м3.
Масса извлеченных взвешенных веществ
Мв.в. = 730×(1954-15) = 0.14 т
4. РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1. Описание схемы.
Производительность выбранной установки от 3 до 40 м3/час. Поскольку на предприятии всего 50 машин, достаточно будет производительности 3м3/час.
Схема содержит следующие элементы:
1. Емкость для сточной воды.
2. Вертикальная песколовка с пневмовыбросом.
3. Многоярусный гидроциклон.
4. Фильтр грубой очистки с плавающей загрузкой из пенопропилена.
5. Фильтр тонкой очистки с загрузкой из сепрона.
6. Емкость чистой воды.
4.2. Вертикальная песколовка.
В вертикальной песколовке (рисунок 4.1) длина пути воды равна высоте цилиндрической части от места ввода сточных вод внизу до уровня, с которого отводится вода из песколовки. Длительность протекания воды через эту зону составляет 2 – 2.5 минуты. Скорость восходящего 0.02 – 0.05 м/с. Днище песколовки должно иметь угол конусности больше 60° для обеспечения самопроизвольного сползания осевшего песка. Осевший песок удаляют без остановки песколовки гидроэлеватором, эрлифтом или грейфером. Время пребывания воды в песколовке составляет 2 – 3.5 минуты.
Диаметр цилиндрической части D=1000 мм.
Соотношение длины и диаметра L:D » 1:1.
Длина цилиндрической части L=1020 мм.
Угол конусности цилиндрической части a=60°.
Глубина цилиндрической части H=470 мм.
Схема вертикальной
песколовки
Рисунок 4.1
4.3. Расчет многоярусного гидроциклона.
Многоярусные гидроциклоны используют для интенсификации процесса очистки. В них рабочий объем разделен на отдельные ярусы свободно вставленными коническими диафрагмами. Вследствие этого высота слоя отстаивания уменьшается. Вращательное движение позволяет полнее использовать объем яруса и способствует агломерации взвешенных частиц. Каждый ярус гидроциклона работает самостоятельно. Гидроциклон (рисунок 4.2) имеет устройство для удаления всплывающих примесей.
Расход сточных вод до 3 м3/час. Циклон установлен на второй ступени очистки, концентрация взвесей в исходной воде составляет 800 – 1200 мг/л. В очищенной воде содержание примесей не должно превышать 150 мг/л. Гидроциклон должен задерживать частицы гидравлической крупностью 0.2мм/с.
Принимаем многоярусный гидроциклон с периферийным отбором очищенной воды.
Многоярусный гидроциклон
Рисунок 4.2
Задаемся следующими параметрами гидроциклона D=2м; диаметр центрального отверстия верхней диафрагмы прямоточного яруса dd = 0.6м; высота ярусов hti = 0.1м.
Рассчитываем удельную гидравлическую нагрузку, приходящуюся на 1 ярус гидроциклона. b – ширина периферийной щели для отвода очищенной воды; b = 0.1м. k – коэффициент использования объема яруса; k = 0.4.
Определим расход воды, которая может подаваться на 1 ярус.
Определим количество ярусов.
Высоту цилиндрической части определим, исходя из количества ярусов.
H = 2000×h×n+400 = 2000×0.1×2+400 = 800мм
По таблице назначаем остальные размеры:
- количество впусков – 3;
- угол конической части – 60°;
- угол конуса диафрагмы – 50°;
- диаметр центрального отверстия – dd = 0.6м;
- высота ярусов h = 0.1м;
- зазор между корпусом и диафрагмой – DD = 0.1м;
- скорость потока на входе – v = 0.3 м/с;
- высота водосливной стенки – H2=0.5м.
4.4. Расчет фильтра грубой очистки.
Расчет фильтров выполняют, исходя из производительности.
Общая площадь фильтрования F, м2, приближенно определяется по формуле
.
Q – производительность фильтра по осветленной воде, м3/ч.
Q=3 м3/ч
a - коэффициент, учитывающий расход осветленной воды на промывку, a принимает значения от 1.03 до 1.1 в зависимости от числа промывок в сутки (1 – 2 раза). Промывка фильтра грубой очистки осуществляется 1 раз в день. Принимаем a=1.03.
wн – скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтра, м/ч, принимаем по таблице wн=10 м/ч.
Подставляя указанные значения в формулу для F, получим
.
Скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров определяется по формуле
.
q – среднечасовой расход воды на промывку фильтра, м3/ч.
f – площадь фильтрования стандартного фильтра, м2. Принимается по таблице.
Среднечасовой расход воды на промывку определяется по формуле
, где
d – расход воды на одну промывку фильтра, м3; r – число промывок в сутки.
Расход воды на одну промывку фильтра определяется по формуле
, где
i – интенсивность
взрыхления, 
;
t – продолжительность взрыхляющей промывки, принимается по таблице.
Расход воды на одну промывку
.
Среднечасовой расход воды на промывку
.
Скорость фильтрования
.
Скорость фильтрования не превышает допустимую (10 – 12 м/ч), следовательно выбираем фильтр с площадью фильтрования f=0.29 м2 и диаметром Dу=700 мм.
Схема работы фильтра указана на рисунке 4.3.
Схема работы фильтра грубой очистки.
Рисунок 4.3
5. Технико-экономический расчет
5.1. Цели и задачи технико-экономического расчета.
В последнее время резко возросла численность автомобильного транспорта, особенно в крупных городах, что привело к увеличению объемов сточных вод от мойки автомашин.
Известно множество способов очистки сточных вод от мойки автомобилей, поэтому целью работы был не поиск технического решения данной проблемы, а оценка экономической эффективности уже существующих схем очистки.
Расчет сводится к сравнению трех схем очистки воды, используемых в Самаре и Самарской области по следующим показателям:
- цена установки;
- себестоимость очистки 1 м3 воды;
- коэффициент очистки воды (КОВ) по нефтепродуктам и взвешенным веществам.
Сравниваются следующие три схемы:
