Водоотведение поселка Песочное с доочисткой сточных вод

на очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 20 мг/л. В

этом случае для производств (ПР1), использующих водопроводную воду

(реостатных испытаний тепловозов и промывки товарных вагонов)

Qпр1 = 80.4 м3/сут; в остальных производственных процессах может быть

использована сточная вода, очищенная до концентрации 20 мг/л, Qпр2 = 84.4

м3/сут.

3-й вариант: оборотная система водоснабжения с МОС, предусмотренными

на очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 50 мг/л.

При этом суточный расход воды составляет Qпр1 = 83.8 м3/сут, Qпр2 = 81

м3/сут.

4-й вариант: прямоточная система производственного водоснабжения, МОС

отсутствуют. В этом случае во всех производственных процессах используется

водопроводная вода, тогда Qпр1 = 164.8 м3/сут; Qпр2 = 0.

В соответствии с рис.3.1 производительность МОС определяется по формуле,

м3/сут:

Qмос = Qпр1 + Qпр2 + Qсут.д.в,

(2.12)

где Qсут.д.в - суточный расход зарегулированных дождевых сточных вод,

м3/сут (табл.2.1)

Годовой расход водопроводной воды на производственные нужды определяется по

формуле, тыс.м3/год:

365 * Qвод

Wвод = (((((,

(2.13)

1000

где Qвод - суточная потребность в водопроводной воде, м3/сут.

Годовой сброс производственно-дождевых сточных вод на городские очистные

сооружения составляет, тыс.м3/год,

Wсб = Wпр1 + Wд.в.

(2.14)

Если пренебречь потерями воды, то Wпр1 = Wвод. При необходимости потери

воды на испарение, утечки и пр. могут быть учтены в соответствии с [2].

Годовой объем дождевых сточных вод определяется по формуле, тыс.м3/год:

Wд.в = 0.01 * ( * Hср.год * F,

(2.15)

где ( и F - показатели, приведенные в п.2.1.1;

Hср.год - среднегодовое количество осадков, мм; принимается по заданию.

Годовая стоимость водопроводной воды, используемой на производственные

нужды, составляет, тыс.руб/год:

Свод = Eвод * Wвод ,

(2.16)

где Eвод - стоимость водопроводной воды, руб./м3; устанавливается местными

органами Водоканала или другими службами, эксплуатирующими систему

водоснабжения, Eвод = 0.5 руб/м3.

Ущерб от сброса сточных вод в городскую систему водоотведения составляет,

тыс.руб/год,

Yсб = Eсв * Wсб ,

(2.17)

где Eсв - стоимость сброса сточных вод в систему водоотведения города;

устанавливается службами, эксплуатирующими систему водоотведения и зависит

от концентрации загрязнений в сбрасываемых стоках,

Eсв = 0.10 * Kостнп, руб/м3.

Расчеты по четырем возможным вариантам устройства водоснабжения депо

сведены в таблицу 2.3, подсчитав для каждого варианта значение Z по формуле

(18) и на основании их анализа выбрана оптимальная с экономической точки

зрения необходимая степень очистки сточных вод на МОС, а также определен

процент их использования в оборотном водоснабжении.

Таблица 2.3

|Kостнп|Qвод, |Годовой расход СВ, |Затраты, тыс.руб/год |

|, | |тыс.м3 | |

|мг/л |м3/сут|Wпр1 |Wд.в |Wсб |Свод |Yсб |Пмос |Z |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |

|5 |0 |0 |563.01 |563.01 |0 |563.01 |154.95 |717.96|

|20 |80.4 |29.35 |563.01 |578.36 |11.68 |568.36 |72.31 |652.35|

|50 |83.8 |30.59 |563.01 |593.6 |15.3 |593.6 |62.97 |671.87|

|без | | | | | | | | |

|очистк|164.8 |60.15 |563.01 |623.16 |30.08 |623.16 |0 |653.24|

|и | | | | | | | | |

На основании проведенных расчетов определения необходимой степени очистки

сточных вод по двум условиям установлена допустимая концентрация

нефтепродуктов в очищенных стоках Kдопнп, мг/л, которая принята наименьшей

из двух полученных расчетных значений:

Kдопнп = 20 мг/л.

Далее определен эффект очистки сточных вод на МОС и разработана

технологическая схема очистки производственно- дождевых сточных вод.

Эффект очистки сточных вод определяется по зависимости, %,

Kсмнп - Kдопнп

Э = (((((( * 100%,

(2.18)

Kсмнп

где Kсмнп - концентрация нефтепродуктов в производственно-дождевых сточных

водах, поступающих на МОС, мг/л; определяется по формуле (6).

61.45 - 20

Э = ((((( * 100% = 67.45 %

61.45

На основании опыта проектирования и эксплуатации очистных сооружений

железнодорожных станций при требуемом качестве очистки сточных вод по

остаточному содержанию нефтепродуктов Kостнп до 20 мг/л следует применять

на заключительном этапе очистки метод тонкослойного отстаивания с

предварительной химической обработкой стоков.

2.4. Расчет сооружений.

Расчет сооружений МОС произведен на максимальный часовой расход поступающих

сточных вод.

Объем приемного резервуара принят 80 м3.

Насосы, перекачивающие стоки на очистку, подбираются по расходу Qч.max,

м3/ч, и требуемому напору, обеспечивающему нормальную работу гидроциклонов

и других сооружений с учетом их высотного расположения.

Количество, размеры сооружений и их состав должны обеспечивать требуемое

качество очистки сточных вод, обработки осадка и других отходов, а также

бесперебойную работу очистной станции в режиме постоянной эксплуатации.

Расход очищенных производственно-дождевых сточных вод из резервуара

очищенной воды (РОВ) по часам суток зависит от режима притока стоков на МОС

и графика работы насосной станции оборотного водоснабжения. Необходимая

емкость РОВ ориентировочно принята равной 40 м3.

Для выравнивания расходов очищенных сточных вод сбрасываемых в городскую

сеть в составе местных очистных сооружений предусмотрен резервуар

специальной конструкции (рис.2.3).

2.4.1. Расчет тонкослойного нефтеуловителя.

Нефтеуловители применяются для очистки сточных вод от нефтепродуктов и

механических примесей, которые могут быть выделены методом отстаивания.

Расчет тонкослойного нефтеуловителя (рис.2.4) произведен на максимальный

приток сточных вод q, м3/с.

Назначены следующие габариты нефтеловушки:

число секций нефтеловушки n (согласно [1], n(2), учитывая небольшие расходы

стоков железнодорожной станции, принято n=1;

глубина нефтеловушки H = 1 м и ширина ее секции B = 2 м, согласно [1].

Средняя скорость движения воды в проточной части нефтеловушки определена по

формуле, мм/с:

q

( = (((( .

(2.19)

n * H * B

0.052

( = (((( = 0.026 м/с = 2.6 мм/с.

1 * 1 * 2

Согласно [1], скорость ( должна приниматься равной 4...6 мм/с (на практике

( находится в пределах 2...10 мм/с).

Далее определяется длина нефтеловушки по формуле, м:

(

L = ( * ( * H,

(2.20)

u0

где u0 - гидравлическая крупность (т.е. скорость всплывания нефтяных или

взвешенных частиц), мм/с.

( - коэффициент, учитывающий турбулентность и струйность потока воды в

нефтеловушке, при (/u0 = 6.5, ( = 1.5.

2.6

L = (( * 1.5 * 1 = 9.75 м.

0.4

Расчетная продолжительность отстаивания воды в нефтеловушке определена по

формуле, ч:

t0 = L / (.

(2.21)

9.75

t0 = (((((( = 0.68 ч.

0.004 * 3600

Продолжительность всплывания нефтяных частиц определена по формуле, ч:

tв = H / u0.

(2.22)

1

tв = (((((( = 0.07 ч.

0.004 * 3600

Необходимо, чтобы tв было меньше t0.

Количество свежего осадка, задерживаемого в нефтеловушке, определяется по

формуле, м3/сут:

Qнл * Kсмвв * Энв.в

Wос = ((((((( ,

(2.23)

( * (100 - p) * 106

где Qнл - суточный расход сточных вод, поступающих в данную нефтеловушку,

м3/сут;

( - плотность свежевыпавшего осадка, т/м3; согласно [1], (=1.1т/м3;

p - влажность осадка, %; p = 95% [1].

Энв.в - эффект очистки сточных вод в нефтеуловителе от взвешенных веществ

зависит от физических свойств минеральной и органической взвеси.

Ориентировочно принят расчетный эффект очистки в нефтеловушках Энв.в = 90%

[4].

4291.6 * 120

Wос = ((((((((( = 0.0936 м3/сут.

1.1 * (100 - 95) * 106

Высота слоя осадка в нефтеуловушке определяется по формуле, м:

Wос

hос = (((( .

(2.24)

n * L * B

0.094

hос = ((((( = 0.00482 м/сут.

1 * 9.75 * 2

Согласно [1], слой осадка в нефтеловушке принимают до 0.1м. Сопоставляя эту

величину с расчетной, определяем частоту включения скребков для сгребания

осадка и его удаления из нефтеловушки, т.е.

nвкл = hос / 0.1.

(2.25)

nвкл = 0.00482 / 0.1 = 0.0482

Слой всплывших нефтепродуктов в нефтеловушке принимается hнп=0.1 м, [1].

Высоту борта нефтеловушки hб и высоту нейтрального слоя hн.с принимаем

hб = 0.3 м; hн.с = 0.3 м, [1].

Тогда строительная высота нефтеловушки, м:

Hстр = hб + hнп+ H + hн.с +

hос . (2.26)

Hстр = 0.3 + 0.1 + 1 + 0.3 + 0.1 = 1.8

м.

Тонкослойные нефтеуловители применяются для повышения эффекта очистки и

повышения компактности очистных сооружений. Они запроектированы на базе

обычных нефтеуловителей посредством установки в их отстойной зоне

тонкослойных элементов.

Размеры и количество блоков тонкослойных элементов определяются из условия,

м,

B = m * Bп + (m + 1) * 0.1,

где B - ширина секции нефтеловушки, м;

m - количество блоков, установленных параллельно; определяется

конструктивно, m = 2, т. к. B(3 м;

Bп - ширина блока тонкослойных элементов, м.

B - (m + 1) * 0.1

Bп = ((((((( ,

(2.27)

m

2 - (2 + 1) * 0.1

Bп = ((((((( = 0.85

2

Высота блока принимается равной высоте нефтеловушки, т.е. Нп = Н = 1 м.

Для сбора всплывших нефтепродуктов над блоком оставляют зону глубиной hнп =

0.1 м.

Длина тонкослойных элементов определяется по формуле, м:

v * 2h

Lп = ( * (((( ,

(2.28)

u0 * cos(

где ( - коэффициент, учитывающий действительные условия осаждения частиц в

тонкослойном отстойнике;

2h - расстояние между тонкослойными элементами;

u0 - гидравлическая крупность задерживаемых нефтяных частиц, мм/с;

( - угол наклона тонкослойных элементов; принят из условия сползания

осадка ( = 45(.

2.6 * 0.5

Lп = 1.4 * ((((( = 6.4 м

0.4 * cos45(

Длина тонкослойных элементов набирается из отдельных блоков, длина каждого

из которых составляет 1.5...3 м и определяется из конструктивных

соображений. Блоки тонкослойных элементов размещены на расстоянии 1 м от

водораспределительных и 0.5 м от водосборных устройств.

Требуемый эффект задержания эмульгированных нефтепродуктов Эт.н.нп = 96%.

При таком его значении расчетный диаметр частиц нефтепродуктов,

обеспечивающих данный эффект, d0 = 0.002 cм.

Гидравлическая крупность u0 найдена по зависимости, см/с:

g

u0 = (1 * ((( * ((в - (н) * d02,

(2.29)

18 * (

где (1 - коэффициент, учитывающий влияние механических примесей на скорость

всплывания нефтяных частиц;

( - абсолютная вязкость жидкости; при температуре стоков 20(С

( = 0.01 г/см*с;

(в, (н - плотности воды и нефтепродуктов, г/см3;

g - ускорение свободного падения; g = 981 cм/с2

d0 - диаметр частиц нефтепродуктов, полностью задерживаемых в

нефтеуловителях, см.

981

u0 = 0.88 * (((( * (1 - 0.9) * 0.0022 = 0.19 см/с.

18 * 0.01

Остаточное содержание нефтепродуктов в очищенных водах после тонкослойного

нефтеуловителя определено по формуле, мг/л:

(100

- Эт.н.нп)

Kост.т.ннп = K1 + K2 * (((((,

(2.30)

100

где К1 - содержание растворенных нефтепродуктов, не задерживаемых в

нефтеуловителе;

К2 - то же, эмульгированных нефтепродуктов;

Эт.н.нп - эффект очистки стоков в тонкослойном нефтеуловителе от

эмульгированных нефтепродуктов.

(100 -

96)

Kост.т.ннп = 14 + 150 * (((( = 20 мг/л.

100

Остаточное содержание взвешенных веществ в очищенных водах после

тонкослойного нефтеуловителя определено по формуле, мг/л:

(100 - Эт.нв.в)

Kост.т.нв.в = ((((( * Ксмнп,

(2.31)

100

где Эт.н.в.в - эффект очистки сточных вод в тонкослойном нефтеуловителе от

взвешенных веществ.

(100 - 90)

Kост.т.нв.в = (((( * 109.61 = 10.96 мг/л.

100

2.4.2. Разделочные резервуары.

Для обезвоживания нефтепродуктов и пены, уловленных в нефтеловушке,

предусмотрены разделочные резервуары (рис.2.5) в форме закрытого цилиндра с

коническим днищем.

Внутри резервуара, как правило, размещается паровой змеевик для улучшения

процесса разделки, а сбоку и снизу располагаются патрубки для подачи

обводненных нефтепродуктов или пены, выпуска осадка, отстоявшейся воды и

обезвоженных нефтепродуктов.

Объем поступающих на разделку нефтепродуктов или погашенной пены

определяется по формуле, м3/сут:

Qмос * (Kсмнп -

Kост.фнп)

Wнп = ((((((((((,

(2.32)

(нп * (100 - P) * 104

где Kсмнп - концентрация нефтепродуктов в сточных водах, поступающих на

МОС, г/м3;

Kост.фнп - остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде

после МОС, г/м3;

(нп - объемный вес обводненных нефтепродуктов или погашенной пены,

г/см3; (нп = 1 г/см3 [3];

P - содержание воды в обводненных нефтепродуктах или в погашенной

пене, %; P = 50...70% [3].

4291.6 * (157.68 - 20)

Wнп = (((((((((( = 1.18 м3/сут.

1 * (100 - 50) *104

Предусмотрено два металлических разделочных резервуара (один заполняется, в

другом производится разделка).

Для условий железнодорожных станций при объеме поступающих на разделку

обводненных нефтепродуктов и пены 1.18 м3/сут могут быть приняты

разделочные резервуары со следующими параметрами: диаметр резервуара

Dр = 1.6 м; высота цилиндрической части резервуара Hц= 1.5 м; высота

верхнего конуса Hв.к = 0.2 м; высота нижнего конуса Hн.к = 0.5 м; высота

поддонного пространства Hп.п = 0.5 м; общая высота резервуара Hр = 2.7 м.

Рабочий объем разделочного резервуара определен по формуле, м3,

( * Dр2 * Hц

Wр = ((((((.

(2.33)

4

3.14 * 1.62 * 1.5

Wр = ((((((( = 3 м3.

4

Отстаивание (разделка) нефтепродуктов и пены в статических условиях должна

производиться в течение не менее 20 ч. [3]:

Wр * 24

Tр = (((( .

(2.34)

Wнп

3 * 24

Tр = ((( = 61 ч.

1.18

После разделки осадок поступает в резервуар осадка, нефтепродукты с

остаточным содержанием воды 5...8% - в резервуар нефтепродуктов, отстоенная

вода - в приемный резервуар-усреднитель и далее на очистку.

Смесь обезвоженных нефтепродуктов и осадка в пропорции, определяемой

опытным путем, сжигается в котельной депо.

Приток сточных вод на МОС железнодорожной станции.

Таблица 2.2

| |Производственные сточные |Бытовые сточные воды. |Дожд.|Сточ.|

| |воды, | | | |

|Часы |Обм. |Реост|Об-мы|Пром.|От |Комн.|От |сточ.|воды |

|суток|стоил|. |вка |товар|локомотивног|отды-|душе-|воды |на |

| |депо |испыт|локом|н |о депо |ха |вых | |МОС |

| | |. |. |ваг-о| | | | | |

| | |тепло| |в | | | | | |

| | |в | | | | | | | |

| |м3/ч |м3/ч |м3/ч |м3/ч |% |м3/ч |м3/ч |м3/ч |м3/ч |м3/ч |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |

|0 - 1|( |( |( |( |( |( |0.1 |9.38 |171.9|181.4|

| | | | | | | | | |5 |3 |

|1 - 2|( |( |( |( |( |( |0.1 |( |171.9|172.0|

| | | | | | | | | |5 |5 |

|2 - 3|( |( |( |( |( |( |0.1 |( |171.9|172.0|

| | | | | | | | | |5 |5 |

|3 - 4|( |( |( |( |( |( |0.1 |( |171.9|172.0|

| | | | | | | | | |5 |5 |

|4 - 5|( |( |( |( |( |( |0.1 |( |171.9|172.0|

| | | | | | | | | |5 |5 |

|5 - 6|( |( |( |( |( |( |0.1 |( |171.9|172.0|

| | | | | | | | | |5 |5 |

|6 - 7|( |( |( |( |( |( |0.1 |( |171.9|172.0|

| | | | | | | | | |5 |5 |

|7 - 8|( |( |( |( |( |( |0.1 |( |171.9|172.0|

| | | | | | | | | |5 |5 |

|8 - 9|5.06 |( |( |( |12.5 |0.47 |0.11 |( |171.9|177.5|

| | | | | | | | | |5 |9 |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15