Диплом Разработка технологических мероприятий по водоснабжению и очистке сточных вод в ОАО Ядринмолоко в городе Ядрине Чувашской республики - файл n3.doc

Диплом Разработка технологических мероприятий по водоснабжению и очистке сточных вод в ОАО Ядринмолоко в городе Ядрине Чувашской республики
скачать (523.9 kb.)
Доступные файлы (13):
n1.cdw
n2.cdw
n3.doc745kb.04.10.2005 01:20скачать
n4.cdw
n5.cdw
n6.spw
n7.spw
n8.spw
n9.cdw
n10.cdw
n11.cdw
n12.cdw
n13.cdw

n3.doc

  1   2   3   4
Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Нижегородский государственный инженерно-экономический институт
Инженерный факультет
Кафедра : тракторы и автомобили

Дипломник Афанасьев Михаил Александрович____________________

(фамилия, имя, отчество)

__________________________________________________________________
Выпускная квалификационная работа

Дипломный проект
Специальность __Технология обслуживание и ремонт машин в АПК_110304

ТЕМА: «Разработка технологических мероприятий по водоснабжению и очистке сточных вод в ОАО «Ядринмолоко» в городе Ядрине Чувашской республики».
Руководитель Грунин К.Е_____________________________________

Консультанты 1. Экономическая часть_Воронов Е.В.___________________

2. Охрана труда_Смирнов Р.А.___________________________

3. ___________________________________________________

Рецензент ____.__________________________________________

К защите разрешаю

Зав. кафедрой Оболенский Н.В.______________________________
Работа защищена протокол №____________

(дата)

С оценкой

__________________________________________________________________

Княгинино, 2012 г.
Реферат
Целью данного дипломного проекта является разработка технологических мероприятий по очистке сточных вод и водоснабжению в ОАО «Ядринмолоко» города Ядрин Чувашской республики.

В проекте приведён расчёт некоторых составляющих станции по очистке сточных вод и предложена технология их изготовления. Нами предложен комплекс по очистке сточных вод «Сток 150» и установка новой станции на данном предприятии. А также комплекс по очистке сточных вод «Векса-2М» на АЗС принадлежащей ООО АП «Ядринское».

Новизна и практическая значимость предлагаемых конструкций подтверждена технологическими расчетами. Необходимость внедрения комплексов обоснованно экономическими расчетами, и современными требованиями государства, по экологическим нормам, по очистке сточных вод.

Дипломный проект содержит пояснительную записку на 87 листах печатного текста и 10 листов графической части.

В дипломном проекте так же освещены вопросы безопасности при работе с оборудованием станции и предложены мероприятия по охране окружающей среды.


Содержание

Реферат…………………………………………………………………………….3

Введение………………………………………………………………………..6

1. Характеристика ОАО «Ядринмолоко»…………………………………..9

2. Методы очистки сточных вод…………………………………………….15

2.1 Механическая очистка…………………………………………………...15

2.1.1 Песколовки……………………………………………………………...16

2.1.2 Отстойники……………………………………………………………..17

2.1.3 Гидроциклоны…………………………………………………………..20

2.1.4 Фильтры………………………………………………………………….22

2.2 Физико-химическая очистка……………………………………………..25

2.2.1 Коагуляция………………………………………………………………25

2.2.2 Флотация………………………………………………………………...26

2.2.3 Сорбция………………………………………………………………….29

2.3 Химическая очистка………………………………………………………30

2.4 Биологическая очистка…………………………………………………...33

3. Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений …………………34

4. Станция очистки и обеззараживания сточных вод ……………………..37

4.1 Назначение и техническая характеристика станции…………………..37

4.2 Состав станции……………………………………………………………38

4.3 Устройство и работа станции, и ее составных частей ……………….39

5. Технологические расчеты элементов станции…………………………...49

5.1 Расчет флотатора………………………………………………………….49

5.2 Расчет эжектора…………………………………………………………..50

5.3 Расчет контактной колонны……………………………………………..52

6.Технологические процессы изготовления деталей оборудования станции ……………………………………………………………………………………53

6.1 Технология изготовления высоковольтного электрода………………53

6.2 Технология изготовления сопла и диффузора………………………..57

7. Установка очистки ливневых, талых и производственных сточных вод Векса-2М…………………………………………………………………………62

7.1 Назначение и технические характеристики установки……………….62

7.2 Состав установки…………………………………………………………63

7.3 Устройство и работа установки…………………………………………64

8. Охрана труда……………………………………………………………….67

8.1 Требования к станции очистки и обеззараживания…………………..67

8.1.1 Техника безопасности при механической обработке ………………67

8.1.2 Технические средства безопасной эксплуатации комплекса………67

8.1.3 Аварийная сигнализация с отключением системы …………………68

8.1.4 Техническое обслуживание …………………………………………..69

8.1.5 Меры безопасности ……………………………………………………71

8.2 Требования к установке Векса-2М………………………………………73

8.2.1 Общие указания………………………………………………………..73

8.2.2 Порядок технического обслуживания установки……………………74

8.2.3 Меры безопасности…………………………………………………….75

8.2.4 Консервация (расконсервация)………………………………………..75

8.2.5 Эксплуатационные ограничения………………………………………76

8.2.6 Монтаж установки………………………………………………………76

9. Расчет экономической эффективности…………………………………..78

9.1 Определение экономии капиталовложений…………………………..78

9.2 Определение прироста прибыли………………………………………..80

9.3 Определение рентабельности продаж…………………………………..82

9.4 Годовой экономический эффект………………………………………...83

Заключение…………………………………………………………………….84

Список используемой литературы………………………………………….86

Приложения……………………………………………………………………
ВВЕДЕНИЕ
Вопросы охраны окружающей среды в последнее десятилетие выдвинулись в число важнейших, которые необходимо решить человечеству.

Результаты последних исследований, выполненных учеными разных стран, показали, что неразумное использование природных ресурсов, в частности неограниченный сброс отходов, создали опасность необратимых процессов в биосфере, т.е. угрозу самой жизни человека.

Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире на каждого жителя России приходится свыше 30000 м /год воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70 % рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляют загрязненную воду.

Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса и т.д.), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Различают химические, биологические и физические загрязнители.

Химическое загрязнение - наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющее. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др. ) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным.


При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок, и т.д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит.

Загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся:

1. сброс в водоемы неочищенных сточных вод;

2. смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

3. газодымовыми выбросами;

4. утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод - промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др. Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами в зависимости от специфики отраслей промышленности.

Бытовало мнение, что промышленные неочищенные сточные воды можно сбрасывать в воду без всякого ущерба для природы. Объяснялось это значительным разбавлением этих вод, водой водоема, а также способностью водоемов к самоочищению за счет разложения загрязнений естественным путем. Однако способность к самоочищению зависит, прежде всего, от начальной чистоты воды и от количества растворенного в воде кислорода. В настоящее время количество воды в реках и прибрежной зоне морей значительно ухудшилось. Это связано с быстрым развитием городов, промышленности, сельского хозяйства. Присутствие в воде большого числа загрязнений нарушает кислородный баланс водоемов, снижает их способность к самоочищению.

В настоящее время приняты следующие контрольные показатели, по которым можно прямо или косвенно судить о степени загрязнения

сточных вод:

БПК5 - биохимическая потребность в кислороде в течение 5 суток.

ВВ - количество взвешенных веществ, содержащихся в 1 литре воды. Коли - индекс - количество бактерий группы «коли», содержащихся в 1

литре воды.

В нормативных документах указано, что подлежащие очистке и обеззараживанию сточные воды не должны превышать следующих значений, контролируемых показателей, при которых возможен их сброс:

БПК5, мг/л 50

ВВ, мг/л 50

Коли - индекс шт./л 1000 В связи с участившимися, за последние годы, нарушений промышленными предприятиями, различных экологических законов, нормативов, требований и т.д., по охране водных ресурсов страны. Государство принимает все более жесткие меры контроля и наказания. И ставит перед промышленными предприятиями новые задачи, направленные на сохранение экологической безопасности страны. В частности, устанавливать современные станции по очистке сточных вод, отвечающие всеми принятыми, мировыми и российскими, экологическими нормами и стандартами.

На основании всего вышеизложенного тема дипломного проекта о разработке технологических мероприятий по водоснабжению и очистке сточных вод в ОАО «Ядринмолоко» города Ядрин Чувашской республики является актуальной.

В частности мы предлагаем вместо устаревших очистительных сооружений установить современную станцию по очистке сточных вод очистительного комплекса «Сток-150» и внедрить очистную установку на АЗС одного из с/х предприятий агрохолдинга.

1.ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА

ОАО «ЯДРИНМОЛОКО»




1.1 Производственная характеристика


ОАО «Ядринмолоко» находится по адресу: Россия, Чувашская республика, город Ядрин, улица 50-лет Октября 105. Ядринский район граничить с Моргаушским, Красночетайским, Аликовским районами Чувашской Республики, Воротынским районом Нижегородской области, Горномарийским районом Республики Марий ЭЛ, имеет выход на общероссийскую магистральную трассу М-7 (Волга), Москва-Уфа.

Климат в районе расположения умеренно-континентальный, часто с холодной многоснежной зимой и умеренно жарким летом. От годового количества осадков 70-75% выпадет в теплый период, до 20% осадков выпадает в твердом виде. Перемещение циклонов по северу Европейской территории в большинстве случаев с запада на восток обуславливает преобладание на рассматриваемой территории ветров западной четверти. В 40-45% случаев эти ветры юго-западного и южного направлений. Нормативная глубина промерзания грунта - 1,67 м., максимальная глубина промерзания - 1,75 м.. Средняя температура воздуха +3,6 С, абсолютная максимальная температура воздуха + 37 С, абсолютная минимальная температура воздуха - 40 С. Количество осадков за год 582 мм. Суточный минимум осадков 20 мм. Высота снежного покрова до 60 см.

Акционерное общество «Ядринмолоко» — основано в 1936 году — основные виды выпускаемой продукции — пакетированное молоко, кефир, сметана, ряженка, творог, масло сливочное, топленое, йогурты, творожная масса и т.д

ОАО «Ядринмолоко» является градообразующим предприятием района. Более 30 наименований качественной молочной и кисломолочной продукции, востребованной широкому вкусу потребителя, выпускается сегодня предприятием.

Основной деятельностью ОАО «Ядринмолоко» является переработка молока, закупленного от колхозов, СХПК, фермерских и личных хозяйств, которые расположены на территориях заливных сурских лугов.

На территории производственной площади ОАО «Ядринмолоко» располагаются: консервный цех, аммиачная холодильная установка, складские помещения, электроучасток, котельная, очистительные сооружения, автотранспортный цех, участок ремонтно-технологического обслуживания оборудования, мазутное хранилище, автомойка, трансформаторная подстанция, административное здание и другие здания. Оно является градообразующим предприятием. Средняя численность работников составляет 312 человек.

Основным направлением деятельности предприятия является переработка молока. За годы работы предприятие значительно увеличило объем и расширило ассортимент выпускаемой продукции. Кроме сухого молока, масла крестьянского и цельномолочной продукции, освоен выпуск сгущенного молока, твердых сыров. За годы существования, завод претерпел ряд реконструкций связанных с расширением производства и заменой оборудования. Сегодня здесь импортная уникальная техника, прежде всего оборудование для сушки молочных продуктов и вакуумные аппараты.

Первостепенное значение руководство ОАО «Ядринмолоко» придает качеству выпускаемой продукции. Этот показатель всегда в центре внимания. Именно за счет высокого качества продукции ОАО «Ядринмолоко» успешно конкурирует на рынке и пользуется спросом у населения.

Учитывают здесь и потребности покупателей. В связи с этим были приобретены аппараты для мелкой фасовки масла, цельномолочной продукции, а позднее - для сгущенного молока. Много внимания на предприятии уделяется дизайну упаковки, за что не раз были отмечены дипломами на выставках и ярмарках. Неизменно высокое качество продукции и постоянный поиск новых технологических решений, современный дизайн упаковки продукции, позволяют предприятию уверенно расширять рынок сбыта.

ОАО «Ядринмолоко» имеет хорошо развитую автомобильную базу, благодаря которой оперативно поставляется продукция предприятия потребителям. Решаются здесь вопросы материально — технического снабжения хозяйств, сдающих молоко.
1.2 Эффективность хозяйствования организации

Эффективная деятельность организации зависит не только от уровня функционирования материально-технической базы, но и от пропорционального развития всех сфер производства. Эффективность отраслей и производств ОАО характеризуется системой экономических показателей, отражающих уровень и конечные результаты деятельности конкретных сфер.

Рассмотрим состав и динамику активов ОАО «Ядринмолоко».


Из таблицы 1 мы видим, что стоимость основного капитала в 2011 году по сравнению с 2009 годом увеличилась на 180733 тыс. руб. Это произошло в большей степени за счет увеличения запасов на 199805 тыс.руб., в частности за счет увеличения готовой продукции на 106250 тыс.руб. Все остальные показатели так же увеличились в ту или иную степень, что говорит о прекрасном финансовом состоянии нашего предприятия.
Таблица 1

Состав и динамика основного капитала в ОАО «Ядринмолоко»

Средства предприятия

2009

2010

2011

Изменение (+,-)

Основные средства

47 962 000

53 493 000

51 396 000

3434000

Нематериальные активы

35 000

63 000

97 000

62000

Незавершенное строительство

8 785 000

8 952 000

8 952 000

167000

Долгосрочные финансовые вложения

2 246 000

187 304 000

220 919 000

218673000

Запасы

116 188 000

187 304 000

220 919 000

199805000

в том числе:













- сырье и материалы

21 114 000

23 512 000

18 933 000

-2181000

-готовая продукция и товары для перепродаж

94 664 000

162 521 000

200 914 000

106250000

-расходы будущих периодов

410 000

1 271 000

1 072 000

662000

НДС по приобретенным ценностям

331 000

227000

1000

-330000

Дебиторская задолженность (менее года)

66 261 000

69 173 000

130 472 000

64211000

Краткосрочные финансовые вложения

367 000

367 000

367 000

-

Денежные средства

4 555 000

73000

13 668 000

9113000

Итого

251 971 000

321 110 000

432 704 000

180733000

Финансовое состояние предприятия, его устойчивость во многом зависят от оптимальности структуры источников предприятия (соотношения собственных и заемных средств) и от оптимальности структуры активов предприятия в первую очередь от соотношения основных и оборотных средств, а так же от уравновешенности активов и пассивов предприятия.

Поэтому вначале необходимо проанализировать структуру источников предприятия и оценить степень финансовой устойчивости и финансового риска. И так, рассчитаем следующие показатели, приведенные ниже в таблице.

Таблица 2

Динамика структуры пассивов (обязательств) в ОАО «Ядринмолоко»

Коэффициент

2009

2010

2011

Изменение

Коэффициент концентрации собственного капитала, %


16,48


13,26


10,01


-6,47

Коэффициент обеспеченности собственными оборотными средствами, %


-12,12


-8,05


-5,23


6,89

Коэффициент маневренности собственных средств, %


-54,78


-48,73


-44,68


10,1

Коэффициент долгосрочного привлечения заемных средств, %


37,38


29,81


28,25


-9,13

Коэффициент соотношения заемных и собственных средств, %



473



581


780


305

По данным таблицы 2, можно сделать вывод, что в 2011 году по сравнению с 2009 годом доля собственного капитала имеет тенденцию к понижению, доля заемного капиталам так же снизилась - на 9,13%, Коэффициент маневренности собственных средств возрос на 10,1%, Коэффициент обеспеченности собственными оборотными средствами возрос на 6,89%, коэффициент соотношения заемных и собственных средств возрос на 305%.Это свидетельствует о том, что финансовая зависимость от внешних инвесторов значительно повысилась.

Таблица 3

Динамика финансовых результатов хозяйствования в ОАО «Ядринмолоко»

Показатель

2009

2010

2011

Изменение(+,-)

Выручка всего, тыс.руб.

345 247

651 890

730 721

385474

Себестоимость всего, тыс.руб.

332 853

625 167

691 952

359099

Прибыль всего, тыс.руб.

12 394

26 723

38 769

26375

Рентабельность в целом, %

3,7

4,3

5,6

1,9

Норма прибыли, %

8,14

13,2

15,1

6,96

По данным таблицы 3 можно сделать вывод, что в 2011 году по сравнению с 2009 годом прибыль увеличилась на 26375 тыс. руб. и составляет 38 769 тыс.руб. Это произошло в большей степени за счет увеличения выручки от реализации продукции на 385474 тыс.руб. Рентабельность производства увеличилась по сравнению с 2009 годом на 1,9% и составляет в 2011 году 5,6%. Норма прибыли увеличилась на 6, 96% и составляет в 2011 году 15,1%

2. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов применяют:

• механические;

• физико-химические;

• химические;

• биологические методы.

Из механических практическое значение имеют отстаивание, центрифугирование и фильтрование; из физико-механических – флотация, коагуляция и сорбция; из химических – хлорирование и озонирование.
2.1 Механическая очистка
Механическую очистку сточных вод применяют преимущественно как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65%, а из некоторых производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами.

Механическую очистку проводят для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.

Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различные решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, имеющих большую или меньшую плотность по отношению к плотности воды, используют отстаивание. При этом тяжелые частицы оседают, а легкие всплывают.

Сооружения, в которых при отстаивании сточных вод выпадают тяжелые частицы, называются песколовками.

Сооружения, в которых при отстаивании загрязненных промышленных вод всплывают более легкие частицы, называются в зависимости от всплывающих веществ жироловками, маслоуловителями, нефтеловушками и другие.

Фильтрование применяют для задержания более мелких частиц. В фильтрах для этих целей используют фильтровальные материалы в виде тканей (сеток), слоя зернистого материала или химических материалов, имеющих определенную пористость. При прохождении сточных вод через фильтрующий материал на его поверхности или в поровом пространстве задерживается выделенная из сточной воды взвесь.

Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда, когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована в технологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения их экологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных вод.
2.1.1 Песколовки
Песколовки предназначены для выделения механических примесей с размером частиц 200-250 мкм. Необходимость предварительного выделения механических примесей (песка, окалины и др.) обуславливается тем, что при отсутствии песколовок эти примеси выделяются в других очистных сооружениях и тем самым усложняют эксплуатацию последних.

Принцип действия песколовки основан на изменении скорости движения твердых тяжелых частиц в потоке жидкости.

Песколовки делятся на горизонтальные, в которых жидкость движется в горизонтальном направлении, с прямолинейным или круговым движением воды, вертикальные, в которых жидкость движется вертикально вверх, и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения разделяются на тангенциальные и аэрируемые.

Самые простейшие горизонтальные песколовки представляют собой резервуары с треугольным или трапециидальным поперечным сечением. Глубина песколовок 0,25-1 м. Скорость движения воды в них не превышает 0,3 м/с. Песколовки с круговым движением воды изготавливаются в виде круглого резервуара конической формы с периферийным лотком для протекания сточной воды. Осадок собирается в коническом днище, откуда его направляют на переработку или отвал. Применяются при расходах до 7000 м3/сут. Вертикальные песколовки имеют прямоугольную или круглую форму, в них сточные воды движутся с вертикальным восходящим потоком со скоростью 0,05 м/с.

Конструкцию песколовки выбирают в зависимости от количества сточных вод, концентрации взвешенных веществ. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки. При очистке песколовок обычно применяют переносный или стационарный гидроэлеватор.




2.1.2 Отстойники
Отстаивание - наиболее простой и часто применяемый способ выделения из сточных вод грубо дисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дне отстойника или всплывают на его поверхности.


2.1.2.1 Статические отстойники
Нефтетранспортные предприятия (нефтебазы, нефтеперекачивающие станции) оборудуют различными отстойниками для сбора и очистки воды от нефти и нефтепродуктов. Для этой цели обычно используют стандартные стальные или железобетонные резервуары, которые могут работать в режиме резервуара-накопителя, резервуара-отстойника или буферного резервуара в зависимости от технологической схемы очистки сточных вод.

Исходя из технологического процесса, загрязненные воды нефтебаз и нефтеперекачивающих станций неравномерно поступают на очистные сооружения. Для более равномерной подачи загрязненных вод на очистные сооружения служат буферные резервуары, которые оборудуют водораспределительными и нефтесборными устройствами, трубами для подачи и выпуска сточной воды и нефти, уровнемером, дыхательной аппаратурой и т.д. Так как нефть в воде находится в трех состояниях (легко-, трудноотделимая и растворенная), то попав в буферный резервуар, легко- и частично трудноотделимая нефть всплывает на поверхность воды. В этих резервуарах отделяют до 90-95% легко отделимых нефтей. Для этого в схему очистных сооружений устанавливают два и более буферных резервуара, которые работают периодически: заполнение, отстой, выкачка. Объем резервуара выбирают из расчета времени заполнения, выкачки и отстоя, причем время отстоя принимают от 6 до 24 ч. Таким образом, буферные резервуары (резервуары-отстойники) не только сглаживают неравномерность подачи сточных вод на очистные сооружения, но и значительно снижают концентрацию нефти в воде.

Перед откачкой отстоявшейся воды из резервуара сначала отводят всплывшую нефть и выпавший осадок, после чего откачивают осветленную воду. Для удаления осадка на дне резервуара устраивают дренаж из перфорированных труб.
2.1.2.2 Динамические отстойники




Отличительная особенность динамических отстойников заключается в отделении примеси, находящейся в воде, при движении жидкости.

В динамических отстойниках или отстойниках непрерывного действия жидкость движется в горизонтальном или вертикальном направлении, отсюда и отстойники подразделяются на вертикальные и горизонтальные.

Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический или квадратный (в плане) резервуар с коническим днищем для удобства сбора и откачки осаждающегося осадка. Движение воды в вертикальном отстойнике происходит снизу вверх (для осаждающихся частиц).

Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольный резервуар (в плане) высотой 1,5-4 м, шириной 3-6 м и длиной до 48 м. Выпавший на дне осадок специальными скребками передвигают к приямку, а из него гидроэлеватором, насосами или другими приспособлениями удаляют из отстойника. Всплывшие примеси выводят с помощью скребков и поперечных лотков, установленных на определенном уровне.

В зависимости от улавливаемого продукта горизонтальные отстойники делятся на песколовки, нефтеловушки, мазутоловки, бензоловки, жироловки и т.п.

В радиальных отстойниках круглой формы вода движется от центра к периферии или наоборот. Радиальные отстойники большой производительности, применяемые для очистки сточных вод, имеют диаметр до 100 м и глубину до 5 м.

Радиальные отстойники с центральным впуском сточной воды имеют повышенные скорости впуска, что обуславливает менее эффективное использование значительной части объема отстойника по отношению к радиальным отстойникам с периферийным впуском сточных вод и отбором очищенной воды в центре.

2.1.3 Гидроциклоны
Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах.

Для очистки сточных вод используют напорные и открытые (безнапорные) гидроциклоны.

При вращении жидкости в гидроциклонах на частицы действуют центробежные силы, отбрасывающие тяжелые частицы к периферии потока, силы сопротивления движущегося потока, гравитационные силы и силы инерции. Силы инерции незначительны и ими можно пренебречь. При высоких скоростях вращения центробежные силы значительно больше сил тяжести.
2.1.3.1 Напорные гидроциклоны
В напорные гидроциклоны вода подается через тангенциально направленный патрубок в цилиндрическую часть. В гидроциклоне вода, двигаясь по винтовой спирали наружной стенки аппарата, направляется в коническую его часть. Здесь основной поток изменяет направление движения и перемещается к центральной части аппарата. Поток осветленной воды в центральной части аппарата по трубе выводится из гидроциклона, а тяжелые примеси вдоль конической части перемещаются вниз и выводятся через патрубок шлама.

Промышленность выпускает напорные гидроциклоны нескольких типоразмеров. Для грубой очистки применяют гидроциклоны больших диаметров. Эффективность гидроциклонов находится на уровне 70%.

Гидроциклоны малого диаметра объединяют в общий агрегат, в котором они работают параллельно.

2.1.3.2 Безнапорные гидроциклоны
Если в предыдущих конструкциях для вращения жидкости в гидроциклоне применяли подачу воды в гидроциклон по патрубку, расположенному по касательной в цилиндрической части, то в данном случае проводят отсос воды из гидроциклона по патрубку, расположенному по касательной внизу конической части гидроциклона. Такое расположение патрубка дает возможность образовывать внутри гидроциклона вращение жидкости, причем поступление воды из водоема происходит в верхней части гидроциклона.
2.1.3.3 Центрифуги
Для удаления осадков из сточных вод могут быть использованы фильтрующие или отстойные центрифуги.

Центробежное фильтрование достигается вращением суспензии в перфорированном барабане, обтянутом сеткой или фильтровальной тканью. Осадок остается на стенках барабана. Его удаляют вручную или ножевым съемом. Такое фильтрование наиболее эффективно, когда надо получать продукт наименьшей влажностью и требуется промывка осадка.

Центрифуги могут быть периодического или непрерывного действия; горизонтальными, вертикальными или наклонными; различаются по расположению вала в пространстве; по способу выгрузки осадка из ротора (с ручной, с ножевой, поршневой или центробежной выгрузкой). Они могут быть в герметизированном и негерметизированном исполнении.

2.1.4 Фильтры
Метод фильтрования приобретает все большее значение в связи с повышением требований к качеству очищенной воды. Фильтрование применяют после очистки сточных вод в отстойниках или после биологической очистки.

Фильтры по виду фильтрующей среды делятся на тканевые или сетчатые, каркасные или намывные, зернистые или мембранные.

Фильтрование через различные сетки и ткани обычно применяют для удаления грубо дисперсных частиц. Более глубокую очистку нефтесодержащей воды можно осуществлять на каркасных фильтрах. Пленочные фильтры очищают воду на молекулярном уровне.
2.1.4.1 Микрофильтры
Микрофильтры представляют собой фильтровальные аппараты, в качестве фильтрующего элемента использующие металлические сетки, ткани и полимерные материалы. Микрофильтры обычно выпускают в виде вращающихся барабанов, на которых неподвижно закреплены или прижаты к барабану фильтрующие материалы. Барабаны выпускают диаметром 1,5-3 м и устанавливают горизонтально. Очищаемая вода поступает внутрь барабана и фильтруется через фильтр наружу. Микрофильтры широко используют для осветления природных вод.

В промышленности применяют микрофильтры различных конструкций. Процесс фильтрации происходит только за счет разности уровней воды внутри и снаружи барабана. Полотно сетки не закреплено, а лишь охватывает барабан в виде бесконечной ленты, натягиваемой с помощью натяжных роликов.

Микросетки изготовляют из различных материалов: капрона, латуни, никеля, нержавеющей стали, фосфористой бронзы, нейлона и др.


2.1.4.2 Каркасные фильтры
Фильтровальные процессы на каркасных фильтрах можно разделить на три большие группы

- фильтрование через пористые зернистые материалы, обладающие адгезионными свойствами (кварцевый песок, керамзит, антрацит)

- фильтрование через волокнистые и эластичные материалы, обладающие сорбционными свойствами и высокой нефтеемкостью (нетканые синтетические материалы, пенополиуретан и др.)

- фильтрование через пористые зернистые и волокнистые материалы для укрупнения эмульгированных частиц нефтепродуктов (коалесцирующие фильтры).

Два первых метода близки по основным технологическим принципам, лежащим в основе процесса изъятия нефтепродуктов из воды, и отличаются нефтеемкостью, регенерацией фильтрующей загрузки и конструктивным оформлением.

Третий метод принципиально отличается от рассмотренных. Период фильтроцикла, характерный для первых двух методов, завершает этап «зарядки» коалесцирующего фильтра. До недавнего времени в основном применяли каркасные фильтры с засыпкой из пористых материалов.

В качестве фильтрующего материала используют гравий, песок, дробленый антрацит, кварц, мрамор, керамическую крошку, хворост, древесный уголь, синтетические и полимерные материалы.

Фильтры разделяются по скорости движения воды в них на фильтры с постоянной и переменной скоростью.

При переменной скорости фильтрования (постоянной разности давления до и после фильтра) по мере увеличения объема фильтрата, т.е. продолжительности фильтрования, скорость фильтрования уменьшается.
2.1.4.3 Фильтры с эластичной загрузкой
Технология работы фильтров следующая. Сточная вода по трубопроводу поступает в емкость фильтра, заполненную измельченным пенополиуретаном размером 15-20 мм. Пройдя через слой загрузки, сточные воды освобождаются от нефтепродуктов и механических примесей и через сетчатое днище отводятся по трубопроводу из установки. В процессе фильтрования загрузка насыщается нефтепродуктами и периодически цепным ковшовым элеватором подается на отжимные барабаны для регенерации. Отрегенерированная загрузка вновь поступает в емкость фильтра, а отжатые загрязнения по сборному желобу отводятся в разделочную емкость.

Такие фильтры целесообразно применять после предварительной очистки стоков в песколовках и нефтеловушках. Очищенную воду можно использовать в техническом водоснабжении промышленных предприятий.

Общим недостатком всех рассмотренных фильтров (кроме пенополиуретановых) является то, что в результате их регенерации образуются высокоэмульгированные и весьма стойкие эмульсии, существенно затрудняющие утилизацию выделенных нефтепродуктов.

Кроме вышеупомянутых фильтров, существуют и другие типы;

- открытые - вода, прошедшая через этот фильтр, должна быть прозрачной, а концентрация нефтепродуктов в ней не должна превышать 10-15 мг/л;

- с плавающей загрузкой - в связи с высокой адгезионной способностью по отношению к нефтепродуктам их применяют и для разделения водонефтяных эмульсий;

- коалесцирующие - укрупнение мелких эмульгированных капель нефтепродуктов в более крупные.

2.2 Физико-химическая очистка
К физико-химическим методам очистки сточных вод от нефтепродуктов относят коагуляцию, флотацию и сорбцию.
2.2.1 Коагуляция
Это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. В очистке вод ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция наиболее эффективна для удаления из воды коллоидно-дисперсных частиц, то есть частиц размером 1-100 мкм. Коагуляция может происходить самопроизвольно или под влиянием химических и физических процессов. В процессах очистки сточных вод коагуляция происходит под влиянием добавляемых к ним специальных веществ – коагулянтов. Коагулянты в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение.


2.2.2 Флотация
Флотация является сложным физико-химическим процессом, заключающимся в создании комплекса частица-пузырек воздуха или газа, всплывании этого комплекса и удалении образовавшегося пенного слоя. Процесс флотации широко применяют при обогащении полезных ископаемых, а также при очистке сточных вод.

В зависимости от способа получения пузырьков в воде существуют следующие способы флотационной очистки:

Процесс образования комплекса пузырек-частица происходит в три стадии: сближение пузырька воздуха и частицы в жидкой фазе, контакт пузырька с частицей и прилипание пузырька к частице.

Прочность соединения пузырек-частица зависит от размеров пузырька и частицы, физико-химических свойств пузырька, частицы и жидкости, гидродинамических условий и других факторов. Процесс очистки стоков при флотации заключается в следующем: поток жидкости и поток воздуха (мелких пузырьков) в большинстве случаев движутся в одном направлении. Взвешенные частицы загрязнений находятся во всем объеме сточной воды и при совместном движении с пузырьками воздуха происходит агрегирование частицы с воздухом. Если пузырьки воздуха значительных размеров, то скорости воздушного пузырька и загрязненной частицы различаются так сильно, что частицы не могут закрепиться на поверхности воздушного пузырька. Кроме того, большие воздушные пузырьки при быстром движении сильно перемешивают воду, вызывая разъединение уже соединенных воздушных пузырьков и загрязненных частиц. Поэтому для нормальной работы флотатора во флотационную камеру не допускаются пузырьки более определенного размера.

  1   2   3   4


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации