Рисунок 3.1

3.5. Расчет показателей очистки воды для выбранной схемы.

Масса извлеченного загрязнителя определяется по формуле:

M = Q(С_н-С_к), где

Q – расход воды в год, м³.

Q = 730 м³

С_н – концентрация загрязнителя в сточной воде, г/ м³

Для нефтепродуктов С_н=188 г/ м³.

Для взвешенных веществ С_н=1954 г/ м³.

С_к – концентрация загрязнителя в очищенной воде, г/ м³

Для нефтепродуктов С_к=0.5 г/ м³.

Для взвешенных веществ С_к=15 г/ м³.

Масса извлеченных взвешенных веществ

М_в.в. = 730(1954-15) = 0.14 т

4. РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1. Описание схемы.

Производительность выбранной установки от 3 до 40 м³/час. Поскольку на предприятии всего 50 машин, достаточно будет производительности 3м³/час.

Схема содержит следующие элементы:

1. Емкость для сточной воды.

2. Вертикальная песколовка с пневмовыбросом.

3. Многоярусный гидроциклон.

4. Фильтр грубой очистки с плавающей загрузкой из пенопропилена.

5. Фильтр тонкой очистки с загрузкой из сепрона.

6. Емкость чистой воды.

4.2. Вертикальная песколовка.

В вертикальной песколовке (рисунок 4.1) длина пути воды равна высоте цилиндрической части от места ввода сточных вод внизу до уровня, с которого отводится вода из песколовки. Длительность протекания воды через эту зону составляет 2 – 2.5 минуты. Скорость восходящего 0.02 – 0.05 м/с. Днище песколовки должно иметь угол конусности больше 60 для обеспечения самопроизвольного сползания осевшего песка. Осевший песок удаляют без остановки песколовки гидроэлеватором, эрлифтом или грейфером. Время пребывания воды в песколовке составляет 2 – 3.5 минуты.

Диаметр цилиндрической части D=1000 мм.

Соотношение длины и диаметра L:D 1:1.

Длина цилиндрической части L=1020 мм.

Угол конусности цилиндрической части =60.

Глубина цилиндрической части H=470 мм.

С хема вертикальной песколовки

Рисунок 4.1

4.3. Расчет многоярусного гидроциклона.

Многоярусные гидроциклоны используют для интенсификации процесса очистки. В них рабочий объем разделен на отдельные ярусы свободно вставленными коническими диафрагмами. Вследствие этого высота слоя отстаивания уменьшается. Вращательное движение позволяет полнее использовать объем яруса и способствует агломерации взвешенных частиц. Каждый ярус гидроциклона работает самостоятельно. Гидроциклон (рисунок 4.2) имеет устройство для удаления всплывающих примесей.

Расход сточных вод до 3 м³/час. Циклон установлен на второй ступени очистки, концентрация взвесей в исходной воде составляет 800 – 1200 мг/л. В очищенной воде содержание примесей не должно превышать 150 мг/л. Гидроциклон должен задерживать частицы гидравлической крупностью 0.2мм/с.

Принимаем многоярусный гидроциклон с периферийным отбором очищенной воды.

Многоярусный гидроциклон

Рисунок 4.2

Задаемся следующими параметрами гидроциклона D=2м; диаметр центрального отверстия верхней диафрагмы прямоточного яруса d_d = 0.6м; высота ярусов h_ti = 0.1м.

Рассчитываем удельную гидравлическую нагрузку, приходящуюся на 1 ярус гидроциклона. b – ширина периферийной щели для отвода очищенной воды; b = 0.1м. k – коэффициент использования объема яруса; k = 0.4.

Определим расход воды, которая может подаваться на 1 ярус.

Определим количество ярусов.

Высоту цилиндрической части определим, исходя из количества ярусов.

H = 2000hn+400 = 20000.12+400 = 800мм

По таблице назначаем остальные размеры:

• количество впусков – 3;

• угол конической части – 60;

• угол конуса диафрагмы – 50;

• диаметр центрального отверстия – d_d = 0.6м;

• высота ярусов h = 0.1м;

• зазор между корпусом и диафрагмой – D = 0.1м;

• скорость потока на входе – v = 0.3 м/с;

• высота водосливной стенки – H₂=0.5м.

4.4. Расчет фильтра грубой очистки.

Расчет фильтров выполняют, исходя из производительности.

Общая площадь фильтрования F, м², приближенно определяется по формуле

.

Q – производительность фильтра по осветленной воде, м³/ч.

Q=3 м³/ч

- коэффициент, учитывающий расход осветленной воды на промывку, принимает значения от 1.03 до 1.1 в зависимости от числа промывок в сутки (1 – 2 раза). Промывка фильтра грубой очистки осуществляется 1 раз в день. Принимаем =1.03.

_н – скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтра, м/ч, принимаем по таблице _н=10 м/ч.

Подставляя указанные значения в формулу для F, получим

.

Скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров определяется по формуле

.

q – среднечасовой расход воды на промывку фильтра, м³/ч.

f – площадь фильтрования стандартного фильтра, м². Принимается по таблице.

Среднечасовой расход воды на промывку определяется по формуле

, где

d – расход воды на одну промывку фильтра, м³; r – число промывок в сутки.

Расход воды на одну промывку фильтра определяется по формуле

, где

i – интенсивность взрыхления, ;

t – продолжительность взрыхляющей промывки, принимается по таблице.

Расход воды на одну промывку

.

Среднечасовой расход воды на промывку

.

Скорость фильтрования

.

Скорость фильтрования не превышает допустимую (10 – 12 м/ч), следовательно выбираем фильтр с площадью фильтрования f=0.29 м² и диаметром D_у=700 мм.

Схема работы фильтра указана на рисунке 4.3.

Схема работы фильтра грубой очистки.

Рисунок 4.3

5. Технико-экономический расчет

5.1. Цели и задачи технико-экономического расчета.

В последнее время резко возросла численность автомобильного транспорта, особенно в крупных городах, что привело к увеличению объемов сточных вод от мойки автомашин.

Известно множество способов очистки сточных вод от мойки автомобилей, поэтому целью работы был не поиск технического решения данной проблемы, а оценка экономической эффективности уже существующих схем очистки.

Расчет сводится к сравнению трех схем очистки воды, используемых в Самаре и Самарской области по следующим показателям:

• цена установки;

• себестоимость очистки 1 м³ воды;

• коэффициент очистки воды (КОВ) по нефтепродуктам и взвешенным веществам.

Сравниваются следующие три схемы:

1. Схема системы рециркуляции воды для автомобильных моек. Фирма Karcher (Германия). Моноблок с реагентами и фильтрами.

2. Схема установки УМ Самарского Опытно-Эксперементальный завода.

3. Схема оборотного водоснабжения фирмы “СамараАВТОтех”.

Все три схемы осуществляют оборотное водоснабжение, то есть сброс сточной воды в окружающую среду отсутствует.

Самую приемлемую по экономическим и экологическим показателям схему в соответствии с техническим заданием следует предложить для очистки стоков АТП «Автотранс».

Основная часть сточных вод предприятия образуется в результате мойки автомобилей. Существующие на предприятии очистные сооружения не обеспечивают необходимой степени очистки и не осуществляют водооборот. Эти проблемы будут решены, если установить на предприятии одну из названных выше схем очистки воды.

5.2. Исходные данные.

1. Концентрация загрязняющих веществ в исходной воде

нефтепродуктов	188 мг/л
взвешенных веществ	1954 мг/л

1. Относительная опасность A_i, ТУВ/т

A_н-ты = 20 ТУВ/т

A_в.в. = 0.05 ТУВ/т

1. На одну машину расходуется 50 литров воды.

2. За 1 час можно помыть 4 машины (по 15 минут каждую).

3. Рабочий день – 10 часов, следовательно, можно мыть по 40 машин в день.

4. Расход воды в сутки 4050=2000 л.

5. Расход воды в год Q=2365=730 м³

6. Стоимость воды 28.75 руб./ м³

Стоимость канализации 25.5 руб./ м³

Итого: 54.25 руб./ м³

5.3. Расчет коэффициента очистки воды (КОВ).

Расчет КОВ производится по следующим формулам:

=mA_i, где

m – масса загрязнителя в 50 л воды.

, где

_до – приведенная масса вредного вещества до очистки;

– приведенная масса после очистки.

Установка Karcher.

Нефтепродукты:

_до = 9.410^-620 = 18810^-6

= 0.7510^-620 = 1510^-6

Взвешенные вещества:

_до = 97.710^-60.05 = 4.88510^-6

= 2.2510^-60.05 = 0.112510^-6

Установка УМ.

Нефтепродукты:

_до = 18810^-6

= 0.0510^-620 = 0.110^-6

Взвешенные вещества:

_до = 4.88510^-6

= 0.2510^-60.05 = 0.012510^-6

Установка СамараАВТОтех.

Нефтепродукты:

_до = 18810^-6

= 0.02510^-620 = 0.510^-6

Взвешенные вещества:

_до = 4.88510^-6

= 0.7510^-60.05 = 0.037510^-6

5.4. Расчет себестоимости очистки 1 м³ воды.

Установка Karcher.

Амортизационные отчисления

A = N_aОФ

– норма амортизации.

Т_сл – срок службы установки.

ОФ = 14500$ = 362500 руб.

A=0.33362500=120833 руб.

Энергозатраты

Мощность 1.2 кВт

Рабочий день 10 часов

Плата за электричество:

П_э = 1.2103650.33 = 1445.4 руб.

Реагенты:

RM 846	20 кг в год	90$ (2250 руб.)
RM 851	30 кг в год	235$ (5875 руб.)

Заработная плата

Численность обслуживающего персонала – 1 человек.

Зарплата = 1000 руб. в месяц.

Установка УМ.

Амортизация

А = 1200000.2 = 24000 руб.

Энергозатраты

Мощность 7.5 кВт