Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод

Министерство транспорта Российской Федерации

Государственная служба речного флота

Волжская Государственная Академия Водного транспорта

Кафедра теории корабля и экологии судоходства


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ:

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД»

15.05-1368– 040 – 01 ПЗ


Выполнил Лощилова Г. Н.

Шифр: Эк-05-1368

Проверил Васькин С. В.


Нижний Новгород

2010

СОДЕРЖАНИЕ


Введение

1 Разработка функциональной схемы для очистки сточных вод

2 Расчет основных характеристик аппаратов для очистки сточных вод

2.1 Расчет аппаратов для очистки сточных вод гальванического производства

2.1.1 Расчет усреднителей

2.1.2 Расчет отстойников

2.2 Расчет аппаратов для очистки сточных вод травильного

производства

2.2.1 Расчет станции нейтрализации

2.2.2 Расчет смесителя

2.2.3 Расчет нейтрализатора

2.2.4 Расчет отстойников

2.3 Расчет аппаратов для очистки объединенных потоков сточных вод гальванического и травильного производств

2.3.1 Объединение потоков сточных вод гальванического и травильного производств

2.3.2 Расчет механических фильтров

2.3.3 Расчет ионообменных фильтров

2.3.3.1 Расчет катионитовых фильтров

2.3.3.2 Расчет анионитовых фильтров

3 Разработка технологии обработки осадка

4 Разработка принципиальной схемы для очистки сточных вод

Заключение

Список используемой литературы


ВВЕДЕНИЕ


Проблемы предотвращения негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе проблемы защиты водоемов от загрязнения сточными водами, с каждым годом становятся все актуальнее. В решении этих проблем наряду с созданием природоохранной нормативно-правовой базы, совершенствованием технологических процессов и производственного оборудования важная роль отводится разработке и внедрению систем очистки сточных вод.

Выбор и разработка высокоэффективных методов очистки стоков являются сложной инженерной задачей.

Под очисткой сточных вод подразумевается их обработка различными методами с целью разрушения или извлечения содержащихся в них минеральных и органических веществ до степени, позволяющей сбрасывать эти воды в водоёмы или повторно их использовать. К очистке воды относится также ее обезвреживание и обеззараживание, удаление вредных для человека, животных или растений веществ и устранение из воды болезнетворных микробов и вирусов.

В данной курсовой работе разработана технология очистки сточных вод от гальванического и травильного производств, рассчитано технологическое оборудование (расчет основных характеристик аппаратов водоочистки) и разработана схема очистки сточных вод. Также будет разработано оборудование для обработки осадка и приведен чертёж одного из аппаратов водоочистки.


1 Разработка функциональной схемы для очистки сточных вод


Сначала сточные воды проходят очистку по отдельности.

Сточные воды гальванического производства поступают в усреднитель, где происходит их усреднение. После усреднения они направляются в отстойники, где улавливаются минеральные нерастворимые загрязнения. После очистки воды в отстойниках образуется осадок, который выгружается с определенной периодичностью и направляется на уплотнение в гравитационный илоуплотнитель, а затем на захоронение.

Сточные воды травильного производства сначала поступают в песколовки для выделения из них минеральных частиц с гидравлической крупностью не менее Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, а затем в усреднитель, так как эти воды характеризуются неравномерностью состава. Далее сточные воды поступают в вертикальный смеситель, где происходит их смешение с реагентами. После смесителя воды направляются в нейтрализатор, а уже затем в отстойники, где происходит удаление из них осадка. Осадки, образующиеся после очистки сточных вод в песколовках, нейтрализаторах и отстойниках объединяются в один трубопровод и направляются на шламовые площадки.

После того, как сточные воды прошли очистку по отдельности, они объединяются. Для этого устанавливается промежуточная емкость для смешения сточных вод гальванического и травильного производств.

Объединенный поток поступает на механические фильтры с зернистой загрузкой для глубокой очистки после отстаивания. Пройдя через механические фильтры, вода поступает на ионообменную очистку в ионообменные фильтры. Здесь происходит извлечение из сточных вод катионов сильных оснований и анионов сильных кислот.

Очищенная вода собирается в сборной емкости, а затем либо используется в качестве оборотной для промывки фильтров, либо направляется в производство.

Функциональная схема очистки сточных вод представлена на рис. 1.


Рисунок 1 − Функциональная схема очистки сточных вод


2. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АППАРАТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД


2.1 Расчет аппаратов для очистки сточных вод гальванического производства


2.1.1 Расчет усреднителей

В составе очистных сооружений для очистки сточных вод гальванического производства предусматриваем усреднитель концентраций проточного типа, который выполняется в виде многокоридорного резервуара.

Принцип действия такого усреднителя основан на дифференцировании потока, который, поступая в аппарат, делится на ряд струй, протекающих по коридору разной длины. В результате в сборном лотке смешиваются струи воды с различной концентрацией примесей, поступившие в аппарат в различное время.

Расчёт усреднителей представлен в соответствии со СНиП 2.04.03-85.

1. Рассчитываем коэффициент усреднения:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − максимальная концентрация загрязнений в сбросе;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − средняя концентрация загрязнений в сбросе;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − допустимая концентрация загрязнений в сбросе из условия нормальной работы последующих очистных сооружений.

Определим суммарный объем аппаратов при залповом сбросе:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − средний часовой расход сточных вод гальванического производства;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − период залпового сброса.

3. Установим 2 усреднителя. Объем каждого из них:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − число усреднителей.

4. Примем высоту аппарата Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Тогда площадь сечения аппарата:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


5. Примем ширину усреднителя Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Тогда длина аппарата:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


6. Скорость движения воды в аппарате:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2.1.2 Расчет отстойников

После усреднителя вода поступает в отстойники. Предусматриваем вертикальные отстойники, предназначенные для улавливания из сточных вод мелкодисперсных нерастворенных примесей и имеющие круглую форму в плане.

Расчёт отстойников также ведется в соответствии со СНиП 2.04.03-85.

1. Рассчитаем средний секундный расход сточных вод гальванического производства:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − перевод часов в секунды.


2. Рассчитаем максимальный расчетный расход сточных вод гальванического производства:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод, принимаемый по СНиП 2.04.03-85.

3. Примем высоту зоны осаждения Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, а эффективность очистки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. По СНиП 2.04.03-85 находим для концентрации взвешенных веществ Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − показатель, зависящий от исходной концентрации взвешенных веществ Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, от требуемой степени очистки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод и от вида взвешенных веществ;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − продолжительность отстаивания воды в цилиндре с высотой столба Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод для достижения требуемой степени очистки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

4. Найдем гидравлическую крупность улавливаемых частиц при температуре сточных вод Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − коэффициент использования объема отстойника.

5. Устанавливаем 6 отстойников. Диаметр каждого:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − число отстойников;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − величина турбулентной составляющей потока.

Принимаем отстойники диаметром Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

6. Диаметр центральной трубы найдем при скорости движения воды в ней Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод (скорость принимаем по СНиП 2.04.03-85):


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


7. Найдем диаметр раструба:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


8. Величину зазора между нижней кромкой центральной трубы и поверхностью отражательного щита найдем из условия обеспечения скорости в зазоре Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод (скорость принимаем по СНиП 2.04.03-85):


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

9. Расстояние между нижней кромкой отражательного щита и поверхностью слоя осадка в соответствии со СНиП 2.04.03-85 примем равным Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод (высота нейтрального слоя).

10. Возвышение борта отстойника над кромкой водосборного лотка примем равной Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

11. Высота цилиндрической части аппарата:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


12. Высота конической части при угле наклона стенок к горизонту Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод


13. Рассчитаем суточную массу осадка, приходящуюся на 6 отстойников:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − исходная концентрация взвешенных веществ в сточной воде;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − требуемая степень очистки;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод=1920− суточный расход сточных вод гальванического производства:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,

где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − продолжительность работы производства в сутки.

14. Объем осадка при влажности его Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод и плотности Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, приходящийся на 6 отстойников рассчитаем по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


15. Определим объем цилиндрической части аппарата:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − радиус цилиндрической части аппарата.

16. Вычислим количество выгрузок осадка из 1 отстойника в сутки:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


17. Периодичность выгрузки:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Таким образом получаем, что осадок из отстойника необходимо выгружать 1 раз в 35 суток.

Осадок после отстойников направляем в гравитационный илоуплотнитель, а затем отправляем на захоронение.


2.2 Расчет аппаратов для очистки сточных вод травильного производства


2.2.1 Расчет станции нейтрализации

Так как сточные воды травильного производства характеризуются неравномерностью количества и состава, то перед нейтрализацией необходимо соответствующее усреднение. Установим 2 усреднителя проточного типа, которые выполняются в виде многокоридорных резервуаров.

Для очистки воды от взвешенных веществ перед усреднителями необходимо установить песколовки. Установим 2 горизонтальные песколовки, которые представляют собой прямоугольные в плане железобетонные резервуары. Они являются аппаратами с прямолинейным движением воды.

Расчёт станции нейтрализации ведется в соответствии со СНиП 2.04.03-85.

1. Рассчитаем суточное количество сточных вод травильного производства:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − средний часовой расход сточных вод травильного производства;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − продолжительность работы производства в сутки.

2. В соответствии со СНиП 2.04.03-85 для нейтрализации используют Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод в виде Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод по активной части Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод известкового молока. Для получения Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод применяют негашеную известь Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод с содержанием Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод активного Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

3. Найдем суточный расход товарной извести по формуле:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − коэффициент запаса при жидкостном дозировании реагента;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − расход Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод на нейтрализацию серной кислоты;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − расход Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод на нейтрализацию сульфата железа:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − расход Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод на нейтрализацию растворенного железа;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − молекулярная масса железа;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − молекулярная масса сульфата железа;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − расход Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод на нейтрализацию сульфата никеля:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − расход Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод на нейтрализацию растворенного никеля;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − молекулярная масса никеля;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − молекулярная масса сульфата никеля;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация серной кислоты в сточных водах;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация сульфата железа в сточных водах;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация сульфата никеля в сточных водах;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − содержание Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод в Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

Подставив все в исходное выражение, получим:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


4. Для гашения извести предусмотрим растворные баки, оборудованные механическими перемешивающими устройствами. Объем каждого бака определим по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество растворных баков;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество заготовок известкового молока в сутки;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация известкового молока по активной части.

Примем количество растворных баков Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод и количество заготовок известкового молока в сутки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Подставив значения в формулу, получим объем каждого растворного бака:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


5. Примем глубину воды в баке Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Тогда площадь сечения бака будет равна:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


6. Определим диаметр расходного бака:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

7. Известковое молоко подается в растворные баки, а оттуда при помощи насосов-дозаторов в смеситель. Расход известкового молока составит:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


8. Суммарный расход воды через станцию нейтрализации:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2.2.2 Расчет смесителя

Данные аппараты предназначены для быстрого и равномерного смешения реагентов с обрабатываемой водой, что необходимо для более быстрого и полного протекания соответствующих реакций.

Предусмотрим вихревой смеситель, который представляет собой круглый в плане резервуар с конической передней частью.

Расчет ведется в соответствии со СНиПом 2.04.03-85.

1. Рассчитаем секундный суммарный расход сточных вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − перевод часов в секунды.

2. Рассчитаем диаметр цилиндрической части аппарата исходя из условия обеспечения скорости исходящего потока, равной Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

3. Определим диаметр на входе в аппарат, диаметр на выходе из аппарата, а также диаметры патрубков для подвода реагентов. Рассчитаем исходя из условий обеспечения скоростей Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;


4. Определим объем смесителя сточных вод травильного производства с реагентами для продолжительности смешения Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


5. Определим высоту конической части. Примем центральный угол между наклонными стенками конической части Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


6. Определим объем конической части:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − радиус цилиндрической части аппарата;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − радиус входного патрубка.

7. Объем цилиндрической части определим по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

8. Определим высоту цилиндрической части по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


9. Примем величину возвышения стенки цилиндрической части Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

10. Уточним полную высоту цилиндрической части аппарата:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


11. Определим полную высоту аппарата:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2.2.3 Расчет нейтрализатора

1. В нейтрализаторе должно осуществляться непрерывное перемешивание потока, поэтому определим объем нейтрализатора из расчета времени пребывания в нем сточных вод в течение получаса, то есть Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Камера реактора имеет квадратную форму в плане.

2. При глубине проточной части нейтрализатора Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод определим площадь сечения аппарата:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

3. Определим длину сторон аппарата:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Таким образом, получаем реактор размером Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2.2.4 Расчет отстойников

После нейтрализатора направляем воду в отстойник. Предусматриваем 2 вертикальных отстойника с продолжительностью отстаивания Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

Расчёт ведем в соответствии со СНиП 2.04.03-85.


1. Принимаем скорость входящего потока Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, высоту зоны отстаивания Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Рассчитаем продолжительность отстаивания:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2. Определим площадь сечения отстойника по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


3. Определим диаметр отстойника:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Примем отстойник диаметром Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

Определим количество сухого осадка:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество активной извести, необходимой для осаждения железа и никеля:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество активной извести, необходимой для осаждения железа:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество активной извести, необходимой для осаждения никеля:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество активной извести, необходимой для нейтрализации серной кислоты:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество образующихся гидроксидов железа и никеля:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество образующегося гидроксида железа:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод− молекулярная масса гидроксида железа;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество образующегося гидроксида никеля:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод− молекулярная масса гидроксида никеля.


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество сульфата кальция, образующегося при осаждении никеля и железа:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество сульфата кальция, образующегося при осаждении железа:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,

где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод− молекулярная масса сульфата кальция;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество сульфата кальция, образующегося при осаждении никеля:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество сульфата кальция, образующегося при нейтрализации серной кислоты:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод− молекулярная масса серной кислоты.

Подставляя полученные значения в исходное уравнение, получим:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


5. Влажность осадка не может превышать следующей величины:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,

где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − влажность осадка, %;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − процентное содержание сухого вещества в воде:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Отсюда найдем максимальную влажность осадка:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


6. Процентное количество влажного осадка образующегося от нейтрализации Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод воды определим по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − влажность удаляемого осадка. Принимаем Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

7. Определим суточный объем осадка:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


8. Определим высоту конической части отстойника при угле наклона стенок к горизонту Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


9. Определим объем конической части отстойника:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − радиус цилиндрической части аппарата.

10. Определим количество выгрузок осадка из каждого отстойника в сутки:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − число отстойников.

Осадок направляем на шламовые площадки непосредственно из отстойников.


2.3 Расчет аппаратов для очистки объединенных потоков сточных вод гальванического и травильного производств


2.3.1 Объединение потоков сточных вод гальванического и травильного производств

После того, как сточные воды этих производств прошли отдельную очистку, можно объединить их в один поток. Предусмотрим промежуточную емкость для смешения сточных вод.

1. Объем емкости найдем из условия пребывания в ней воды в течение получаса, то есть Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2. Рассчитаем концентрацию взвешенных веществ в воде после объединения потоков по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация взвешенных веществ в сточной воде

гальванического производства после аппаратов очистки;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация взвешенных веществ в сточной воде травильного производства после аппаратов очистки.

Так как мы принимали эффективность очистки сточных вод гальванического производства Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, то пройдя все аппараты очистки вода осталась загрязнена лишь на Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Рассчитаем концентрацию взвешенных веществ в сточной воде гальванического производства после аппаратов очистки:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Примем концентрацию взвешенных веществ в сточной воде травильного производства после аппаратов очистки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

Подставляя концентрации в исходное выражение, получим:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2.3.2 Расчет механических фильтров

После смешения потоков воду направляем на фильтры. Установим фильтры с зернистой загрузкой с восходящим потоком. Достоинством таких фильтров является реализация принципов фильтрования в направлении убывания крупности загрузки.

Расчёт фильтров проводим в соответствии со СНиП 2.04.03-85.

1. Определим суммарную площадь фильтров:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − среднесуточный расход сточных вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,

где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − продолжительность работы производства в сутки;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − коэффициент суточной неравномерности водоотведения;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество промывок фильтра в сутки;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − скорость фильтрации;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − интенсивность первоначального взрыхления загрузки;


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − продолжительность взрыхления;


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − интенсивность подачи воды при водовоздушной промывке, продолжительностью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − интенсивность собственно промывки, продолжительностью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой (без учета Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод);

Подставляя все значения в исходную формулу, получим:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2. Определим количество фильтров на станции:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


3. Фильтры могут работать в нормальном и форсированном режиме. Форсированный режим возникает, когда часть фильтров находится в ремонте. При работе фильтров в форсированном режиме должно соблюдаться условие:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − число фильтров, находящихся на профилактике или ремонте.

Примем Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод и проверим выполнение условия с учетом, что скорость фильтрации в форсированном режиме Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Условие не выполняется, поэтому устанавливаем 3 фильтра с зернистой загрузкой.

4. Найдем площадь одного фильтра:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − общее число фильтров.

5. Определим количество воды, необходимой для промывки фильтров:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,

где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество воды, необходимой для водовоздушной промывки:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество воды, необходимой для собственно промывки:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Подставив все в исходную формулу, получим:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2.3.3 Расчет ионообменных фильтров

Процессы ионообменной очистки производим в фильтрах с плотным слоем загрузки. Они наиболее распространены.

Расчет ведем в соответствии со СНиП 2.04.03-85.


2.3.3.1 Расчет катионитовых фильтров

1. В качестве загрузки катионитовых фильтров выбираем ионит марки КУ-28 с полной ионообменной емкостью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Рабочая ионообменная емкость катионита составит:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − коэффициент, учитывающий неполноту регенирации;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − коэффициент, учитывающий тип ионита;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − удельный расход воды на отмывку катионита;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация катионитов в отмывочной воде (отмывку проводят обессоленной водой).

2. Объем загрузки катионитовых фильтров:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация катионитов в исходной воде:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;

где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − средняя концентрация катионов сильных оснований;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество регенераций фильтра в сутки;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация катионитов на выходе из аппарата.

Подставим в исходную формулу. Получим:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


3. Площадь катионитовых фильтров рассчитаем по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − высота слоя катионита.

4. Устанавливаем Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод работающий и Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод резервный фильтры с диаметром Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод каждый.

5. Примем скорость фильтрации Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод (по СНиП 2.04.03-85 при Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод). Тогда пересчитаем площадь катионитовых фильтров:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


6. Корректируем высоту загрузки:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


7. Определим продолжительность фильтрования:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


8. Регенерацию катионитовых фильтров проводим Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод раствором Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Расход реагента на регенерацию одного фильтра:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − удельный расход реагента на регенирацию;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − эквивалентная масса Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − содержание кислоты в товарном продукте.

9. Расход воды на регенерацию:

а) На взрыхление загрузки с интенсивностью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод в течение Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


б) На приготовление Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод раствора Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − процентное содержание кислоты в регенерирующем растворе;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − плотность воды.

в) На отмывку загрузки после регенерации:

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − удельный расход воды на отмывку.

Суммарный расход:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


2.3.3.1 Расчет анионитовых фильтров

1. В качестве загрузки применяем слабоосновной анионит марки АН-31 с полной ионообменной емкостью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Рабочая ионообменная емкость анионита составит:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − коэффициент, учитывающий неполноту регенирации;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − коэффициент, учитывающий тип ионита;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − удельный расход воды на отмывку анионита;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация анионитов в отмывочной воде (отмывку проводят обессоленной водой).

2. Объем загрузки анионитовых фильтров, принимая периодичность регенерации − Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод раз в трое суток, то есть Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод: Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация анионитов в исходной воде:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − средняя концентрация анионов сильных кислот;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − концентрация анионитов на выходе из аппарата.

Подставим в исходную формулу. Получим:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


3. Также как и для катионитовых фильтров устанавливаем Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод работающий и Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод резервный фильтры с диаметром Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод и площадью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод каждый.

4. Регенерацию анионитовых фильтров проводим Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод раствором Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Расход Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод щелочи:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − удельный расход реагента на регенирацию;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − эквивалентная масса Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − содержание щелочи в товарном продукте.

5. Расход воды на регенерацию:

а. На взрыхление загрузки с интенсивностью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод в течение Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

б. На приготовление Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод раствора Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − процентное содержание щелочи в регенерирующем растворе;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − плотность воды.

в. На отмывку загрузки после регенерации:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − удельный расход воды на отмывку.

Суммарный расход:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


6. Определим продолжительность фильтрования по формуле:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − продолжительность взрыхления;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − продолжительность протекания регенерирования раствора со скоростью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод− продолжительность отмывки воды со скоростью Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


Подставим все в исходную формулу:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


7. Уточним площадь фильтрования с учетом, что скорость фильтрования Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод:


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ОСАДКА


В результате очистки сточных вод гальванического производства в отстойниках образуется осадок. Этот осадок периодически выгружается из отстойников и направляется в емкость для сбора осадка, после чего поступает на обезвоживание в гравитационный илоуплотнитель. Прежде чем поступить в илоуплотнитель, осадок накапливаем в течение Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод дней. В илоуплотнителе осадок находится не менееПроектирование технологии очистки нефтесодержащих вод часов. Затем уже уплотненный осадок направляем на захоронение.

В результате очистки сточных вод травильного производства осадок образуется не только в отстойниках, но также еще и в песколовках и нейтрализаторах. Эти осадки объединяются в один трубопровод и без предварительного уплотнения отправляются на шламовые площадки.

Рассчитаем площадь шламовой площадки, необходимой для данного количества осадка.


Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод,


где Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − количество осадка, образующегося после очистки сточных вод травильного производства;

Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод − удельное накопление осадка на шламовой площадке.

Примем Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Тогда размеры шламовой площадки можно принять Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


4. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД


Сточные воды гальванического производства по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступают сначала в два усреднителя Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, затем из усреднителей также по трубопроводуПроектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступают в шесть вертикальных отстойников Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Осадок после отстойников по трубопроводам Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод с помощью насоса поступает в емкость для накопления осадка Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Затем также по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод осадок направляется в гравитационный илоуплотнитель Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, после чего по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод с помощью насоса отправляется на захоронение. Вода же после илоуплотнителя поступает в емкость для смешения сточных вод гальванического и травильного производствПроектирование технологии очистки нефтесодержащих вод по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

Сточные воды травильного производства по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступают в две песколовки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. После песколовок вода по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод направляется в два усреднителя 1, а затем в смеситель Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, куда также с помощью насоса поступает раствор реагента по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод из расходной емкости Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Реагенты по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступают со склада реагентов Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод в растворные баки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, а потом готовый раствор реагента поступает в расходную емкость Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Вода для приготовления раствора подводится по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод из емкости чистой воды Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. После смесителей вода по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступает в нейтральзатор Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. После него вода по трубопроводам Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступает в два вертикальных отстойника Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, а затем направляется в емкость для смешения сточных вод гальванического и травильного производств Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Осадок посте песколовок, нейтрализатора и отстойников отводятся по трубопроводам Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод и, объединяясь в один трубопровод, с помощью насоса направляются на шламовые площадки.

Из промежуточной емкости для смешения сточных вод гальванического и травильного производств Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод вода по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступает на три механические фильтра Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Вода для промывки фильтров поступает по трубопроводам Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод из емкости чистой воды 17. Также подводится сжатый воздух по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод из баллонов сжатого воздуха Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Вода после промывки фильтров по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступает обратно в шесть вертикальных отстойников Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

После механических фильтров вода направляется на катионитовые фильтры Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Туда же по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод подводится раствор реагента из расходной емкости Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Реагенты по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступают со склада реагентов Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод в растворные баки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, а потом готовый раствор реагента поступает в расходную емкость Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Вода для приготовления раствора подводится по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод из емкости чистой воды Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.

После катионитовых фильтров вода поступает в анионитовые фильтры Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Туда же по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод подводится раствор реагента из расходной емкости Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Реагенты по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод поступают со склада реагентов Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод в растворные баки Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, а потом готовый раствор реагента поступает в расходную емкость Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Вода для приготовления раствора подводится по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод из емкости чистой воды Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Вода на промывку фильтров берется из емкости чистой воды Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод по трубопроводуПроектирование технологии очистки нефтесодержащих вод. Отработанные реагенты отводятся в емкости для сбора отработанных реагентов Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, а затем сдаются на специализированные предприятия.

Очищенная вода собирается в емкости чистой воды Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, а затем либо направляется в производство по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод, либо используется в качестве оборотной по трубопроводу Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате данного курсового проекта была разработана технология очистки сточных вод гальванического и травильного производств, составлена функциональная схема очистки сточных вод, рассчитаны основные характеристики аппаратов, входящих в эту схему.

В данном курсовом проекте была разработана технология обработки осадка, образующегося после очистки сточных вод.

Была разработана принципиальная схема очистки сточных вод гальванического и травильного производств и представлена на чертеже.

Также был рассчитан катионитовый фильтр и представлен на чертеже.


СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Ласков Ю. М., Воронов Ю. В., Калицун В. И. Примеры расчетов канализационных сооружений. М.- Стройиздат, 1987 г.

Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Под ред. Самохина В. Н. М.- Стройиздат, 1981 г.

СНиП 2.04.03-85

Васькин С.В. Процессы и аппараты очистки сточных вод. Учебное пособие. Нижний Новгород ВГАВТ 2006г.

Похожие работы:

  1. • Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов
  2. • Очистка сточных вод
  3. • Очистка нефтесодержащих сточных вод
  4. • Проблемы утилизации нефтяных отходов Новороссийского Морского ...
  5. • Биотехнологическая очистка углеводородов нефти
  6. • Биохимическая очистка сточных вод ...
  7. • Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки ...
  8. • Экологическая ситуация регионов России
  9. • Эколого-экономическая характеристика Дальнего Востока
  10. • Выбор метода очистки сточных вод от фенолов
  11. • Многоцелевое сухогрузное судно
  12. • Судовые вспомогательные механизмы
  13. • Экология Нижнего Новгорода
  14. • Мембранные технологии
  15. • Некоторые возможные способы утилизации отходов бурения и ...
  16. • Нефтеперерабатывающий завод "Уфанефтехим" как ...
  17. • Экологическая обстановка Нижнего Новгорода
  18. • Поиск и характеристика фильтрующих материалов для очистки вод
  19. • Влияние транспорта на окружающую среду
Рефетека ру refoteka@gmail.com