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 , 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:

,

где − максимальная концентрация загрязнений в сбросе;

− средняя концентрация загрязнений в сбросе;

− допустимая концентрация загрязнений в сбросе из условия нормальной работы последующих очистных сооружений.

1. Определим суммарный объем аппаратов при залповом сбросе:

,

где − средний часовой расход сточных вод гальванического производства;

− период залпового сброса.

3. Установим 2 усреднителя. Объем каждого из них:

,

где − число усреднителей.

4. Примем высоту аппарата . Тогда площадь сечения аппарата:

.

5. Примем ширину усреднителя . Тогда длина аппарата:

.

6. Скорость движения воды в аппарате:

.

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:

,

где − перевод часов в секунды.

2. Рассчитаем максимальный расчетный расход сточных вод гальванического производства:

,

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

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

− показатель, зависящий от исходной концентрации взвешенных веществ , от требуемой степени очистки и от вида взвешенных веществ;

− продолжительность отстаивания воды в цилиндре с высотой столба для достижения требуемой степени очистки .

4. Найдем гидравлическую крупность улавливаемых частиц при температуре сточных вод :

,

где − коэффициент использования объема отстойника.

5. Устанавливаем 6 отстойников. Диаметр каждого:

,

где − число отстойников;

− величина турбулентной составляющей потока.

Принимаем отстойники диаметром .

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

.

7. Найдем диаметр раструба:

.

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

.

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

10. Возвышение борта отстойника над кромкой водосборного лотка примем равной .

11. Высота цилиндрической части аппарата:

.

12. Высота конической части при угле наклона стенок к горизонту :

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

,

где − исходная концентрация взвешенных веществ в сточной воде;

− требуемая степень очистки;

=1920− суточный расход сточных вод гальванического производства:

,

где − продолжительность работы производства в сутки.