Анализ устройства системы очистки воды с расчетом параметров отстойника непрерывного действия производительностью 86 т/ч

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский  государственный

инженерно - экономический университет» 

Кафедра современного естествознания и экологии 

                                          КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Анализ устройства системы очистки воды

с расчетом параметров отстойника непрерывного действия производительностью 86 т/ч

                                                                          Выполнила: студентка

     группы 2171 4 курса

     факультета 

     «Экономика и  управление в 

химической  промышленности

     и природопользовании»

                                                      Зотагина Д.В.

                        Проверил: доцент

     Николаев А.С. 

Санкт-Петербург

2010

    Содержание

    Введение                                                                     3

    Аналитическая часть                                              5

    1.  Процесс отстаивания сточных вод                      5

    2. Классификация отстойников                               7

    3. Горизонтальные отстойники                                 9

            3.1 Радиальные отстойник                                    11

        4. Вертикальные отстойники                                   12

         5. Тонкослойные отстойники                                   14

         Расчётная часть                                                       19

         Заключение                                                               25

         Список литературы                                                 27 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

    Отстаивание – распространённый способ очистки  жидкостей от грубодисперсных механических примесей. Его используют при подготовке воды для технологических и бытовых  нужд, обработке канализационных  стоков, обезвоживании и обессоливании  сырой нефти, во многих процессах химической технологии. Оно является важным этапом в естественном самоочищении  природных и искусственных водоёмов. Отстаивание применяется также для выделения диспергированных в жидких средах различных продуктов промышленного производства или природного происхождения [8].

    Отстаивание является наиболее простым и часто  применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных  примесей, которые под действием  гравитационной силы оседают на дно  отстойника или всплывают на его  поверхность.

    В зависимости от требуемой степени  очистки сточных вод отстаивание  применяется или в целях предварительной  их обработки перед очисткой на других, более сложных сооружениях, или  как способ окончательной очистки, если по местным условиям требуется  выделить из сточных вод только нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) примеси.

    Отстаивание – один из наиболее дешевых процессов  разделения неоднородных систем. Его проводят в аппаратах для улавливания из сточных вод средне и мелко дисперсных примесей ,называемых отстойниками, или сгустителями. Различают аппараты периодического, непрерывного и полунепрерывного действия. Непрерывно действующие отстойники подразделяют на одноярусные, двухъярусные, многоярусные.

    Процесс осаждения должен происходить в монодисперсной агрегативно-устойчивой системе, когда частицы имеют одинаковые размеры и при осаждении не меняют своей формы и размеров.

    При отстаивании сточных вод процесс происходит в полидисперсной агрегативно-неустойчивой системе с большим диапазоном размеров частиц, которые в процессе осаждения агломерируются, изменяют свою форму, плотность и размеры; вследствие этого изменяется и скорость их осаждения. Поэтому кинетику процесса осаждения или всплывания грубодисперсных примесей сточных вод устанавливают опытным путем в лабораторных условиях для сточных вод определенного состава [7]. 
 

    Целью выполнения курсовой работы по данной теме является определение геометрических параметров (диаметра, высоты, поверхности осаждения, ) отстойника непрерывного действия и затрат электроэнергии на подачу в него загрязненной воды по числовым значениям заданных исходных данных. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Аналитическая часть

    1. Процесс отстаивания  сточных вод

    В тех случаях, когда данные отсутствуют и не могут быть получены по каким-либо причинам экспериментальным путем, отстойники рассчитывают по имеющимся данным для близких по составу сточных вод или применяют другие способы расчета (например, по нагрузке сточных вод в м³/м² поверхности отстойника).

    Исходными данными при расчете отстойников  на любую степень полноты выделения  из сточных вод нерастворимых  примесей, независимо от их вида, является:

    1) объем сточных вод и начальная  концентрация в них взвешенных  веществ;

    2) допустимая конечная концентрация взвешенных веществ в отстоенной воде, принимаемая в соответствии с санитарными нормами или обусловленная технологическими требованиями;

    3) условная гидравлическая крупность  частиц, которые требуется выделить  из воды; высота столба воды  в лабораторном цилиндре, в котором производится технологический анализ (отстаивание) сточной воды;

    4) показатель степени п, отражающий влияние агломерации взвешенных частиц при их осаждении. 

    Эффект  отстаивания сточных вод  и происходящее при этом уплотнение осадка влияют на экономичность и устойчивость работы очистных сооружений, особенно при биологической очистке сточных вод. 

    В целях повышения эффективности  работы отстойников, особенно при содержании в сточной воде взвешенных веществ  более 300 мг/л, необходимо принимать дополнительные меры:

      а) добавлять к сточным водам  химические реагенты — коагулянты, способствующие увеличению гидравлической  крупности частиц примесей;

    б) добавлять хорошо оседающие взвешенные вещества, в частности, активный ил, выполняющий роль сорбента и биокоагулянта;

    в) предварительно аэрировать сточные  воды, что способствует флокуляции (хлопьеобразованию и укрупнению) находящихся в сточной воде мельчайших нерастворенных примесей.

    Химические  реагенты применяют главным образом  при очистке производственных сточных вод, биокоагуляцию и флокуляцию — при очистке бытовых сточных вод и их смесей с производственными водами [7]. 
 

      
 
 
 
 
 

    Рис 1. Кинетика осаждения сточной воды

    При проведении анализа через некоторый  промежуток времени образуются области:

    1 - осветлённой воды;

    2 - свободного осаждения;

    3 - стесненного осаждения

    4 - осадка.

    Отстаивание заканчивается, когда 2-ая и 3-я области  исчезают и завершается уплотнение осадка, что соответствует полному  разделению исходной жидкости на осадок и осветленную жидкость [6]. 

    2.Классификация отстойников 

    В зависимости от назначения отстойников  в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные  и вторичные. Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными — отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку.

    По  режиму работы различают отстойники периодического действия, или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, причем отстаивание ее происходит в покое, и отстойники непрерывного действия, или проточные, в которых отстаивание происходит при медленном движении жидкости. В практике очистки сточных вод осаждение взвешенных веществ производится чаще всего в проточных отстойниках.

    Контактные  отстойники применяют для обработки  небольших объемов сточных вод.

    По  направлению движения основного  потока воды в отстойниках они  делятся на два основных типа: горизонтальные и вертикальные; разновидностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизонтальных отстойниках сточная вода движется горизонтально, в вертикальных — снизу вверх, а в радиальных — от центра к периферии.

    К числу отстойников относят и  так называемые осветлители. Одновременно с отстаиванием в этих сооружениях происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.

    Содержание  нерастворенных примесей (взвешенных веществ), выделяемых первичными отстойниками, зависит от начального содержания и  от характеристики этих примесей (формы  и размера их частиц, плотности, скорости их осаждения), а также от продолжительности отстаивания. Основная масса грубодисперсных взвешенных веществ выпадает в осадок в течение 1,5 ч .Скорость осаждения и полнота выделения из воды тонкодисперсных частиц зависят от их способности к агломерации.

    Допустимое  остаточное содержание взвешенных веществ  — вынос из первичных отстойников  — устанавливается в зависимости  от типа биологических окислителей  для последующей очистки сточных  вод. В соответствии с этим принимается  продолжительность отстаивания.

    Из  отстойников перед биофильтрами и аэротенками на полную очистку  не должно выноситься взвешенных веществ  более 150 мг/л. Продолжительность отстаивания  городских сточных вод в этом случае должна быть 1,5 ч.

    Выбор типа, конструкции и числа отстойников  должен производиться на основе технико-экономического их сравнения с учетом местных условий.

    Вертикальные  отстойники применяют обычно при  низком уровне грунтовых вод и  пропускной способности очистных сооружений до 10 000 м³/сутки. Горизонтальные и радиальные отстойники применяют независимо от уровня грунтовых вод при пропускной способности очистных сооружений свыше

    15 000—20 000 м³/сутки. Радиальные отстойники с вращающимся распределительным устройством применяют на станциях пропускной способностью более 20 000 м³/сутки при исходной концентрации взвешенных веществ не более 500 мг/л [7].

    Основными условиями эффективной работы отстойников  являются: установление оптимальной  гидравлической нагрузки на одно сооружение или секцию (для данных начальной  и конечной концентраций сточной воды и природы взвешенных веществ); равномерное распределение сточной воды между отдельными сооружениями (секциями); своевременное удаление осадка и всплывающих веществ. 

    3. Горизонтальные отстойники

    Горизонтальный  отстойник представляет собой прямоугольную емкость, оборудованную водораспределительным и водосборным устройствами, трубопроводами для подвода осветляемой воды, а также устройством для периодического удаления образовавшегося осадка. Горизонтальные отстойники применяют на станциях очистки воды хозяйственно-питьевых и промышленных водопроводов, производительность которых достигает более 30000-50000 м³/сутки при удалении из воды взвешенных вещества, обработанных коагулянтом.

    

    Рис 2. Горизонтальный отстойник

    а) разрез;          б) план;

    1- подводящий лоток; 2 -распределительный  лоток; 3- полупогружные доски; 4- сборный  лоток; 5- отводной лоток; 6 - лоток  для сбора и удаления плавающих  веществ; 7 - трубопровод для удаления  осадка.