Внутренние водопроводные сети
Для подвода воды к местам потребления устраивают внутренний водопровод: хозяйственно-питьевой; производственный, подающий воду для технологических нужд; противопожарный [1].
Производственный водопровод можно объединить с хозяйственно-питьевым в тех случаях, когда он подает воду питьевого качества, а также по технико-экономическим соображениям. Если расход воды на производственные нужды незначителен или нет иного источника воды, кроме питьевого водоснабжения, используют воду из этой системы.
Противопожарный водопровод можно объединить с хозяйственно-питьевым или с производственным, но для этого проводят технико-экономические обоснования.
Для полива территории можно устраивать специальный поливочный водопровод. При объединении внутренних водопроводных сетей категорически запрещено соединять сети, по которым проходит питьевая вода и вода не питьевого качества, например, из местных источников водоснабжения, чтобы исключить опасность заражения питьевой воды.
Глава 12
Канализирование промышленного предприятия
Назначение и основание сооружения канализации
Под канализацией понимается комплекс оборудования, сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления по трубопроводам за пределы предприятий загрязненных сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед утилизацией или сбросом в водоем [1].
|
|
|
Объектами канализации промышленных предприятий являются здания и сооружения производственного, служебного и специального назначения, оборудованные водопроводом и канализацией.
Для приема сточных вод в местах их образования и отведения за пределы предприятия служит размещаемая на территории промышленной площадки внутриплощадочная канализация. Она включает комплекс внутренних канализационных сетей (приемники, отводные трубы, стояки, гидравлические затворы, ревизии и др.), сооружений (смотровые колодцы и др.), насосных станций и локальных установок по очистке цеховых сточных вод. Для транспортирования сточных вод за пределы промышленного предприятия служит внеплощадочная (наружная) канализация. К ней относятся расположенные за территорией промышленной площадки канализационные сети (трубы и каналы), коллекторы, насосные станции и очистные сооружения.
Сточные воды и их характеристики
Сточными называются воды, использованные на производственные и другие нужды и загрязненные при этом дополнительными примесями, изменившими их первоначальный состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территории промышленного предприятия в результате выпадения атмосферных осадков или поливки дорог.
|
|
|
По происхождению сточные воды могут быть классифицированы нВ бытовые, производственные и атмосферные [5].
Бытовые сточные воды образуются в административных, душевых, прачечных, столовых. Это воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов (умывальников, раковин или моек, унитазов и трапов – напольных приборов с решетками), а также воды, образующиеся при мытье помещений. Особенности образования этих сточных вод хорошо известны.
Производственные сточные воды образуются в процессе производства различных товаров, изделий, продуктов, материалов и пр. К ним относятся отработанные технологические растворы, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов, вакуум-насосов и охлаждающих систем; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых отходов и от их транспортировки.
Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и таяния снега. Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми, вследствие того что в большинстве случаев максимальные (расчетные) расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей).
|
|
|
В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Те и другие находятся в нерастворе ином, растворенном и коллоидном состояниях. Часть нерастворенных загрязнений, задерживаемых при анализах на бумажных фильтрах, называют взвешенными веществами. Наибольшую санитарную опасность представляют загрязнения органического происхождения. В бытовых сточных водах взвешенных веществ органического происхождения содержится в среднем 100…300 мг/л. Содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается значениями биохимической потребности в кислороде (БПК) и химической потребности в кислороде (ХПК). Бытовые сточные воды имеют БПК = 100…400 мг/л, а ХПК = 150…600 мг/л – их можно оценить как весьма загрязненные.
Производственные сточные воды различных отраслей промышленности содержат различные загрязнения. Различна и концентрация их загрязнения и режимы водоотведения.
В дождевых водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей, а также загрязнения органического происхождения. БПК дождевых вод достигает 50…60 мг/л. Их расход изменяется от нуля (в сухую погоду) до максимального значения 300 л/с (в период выпадения интенсивных ливней).
|
|
|
По своему составу производственные сточные воды делят на две основные группы: незагрязненные (условно чистые) и загрязненные.
По физическому состоянию загрязнения сточных вод делятся на: а) нерастворимые примеси, находящиеся в воде в виде крупных взвешенных частиц (частицы диаметром более десятых долей миллиметра) и в виде суспензии, эмульсии и пены (частицы диаметром до десятых долей миллиметра до 0,1 мкм): б) коллоидные частицы диаметром от 0,1 до 0,001 мкм; в) растворимые частицы, находящиеся в воде в виде молекулярно-дисперсных частиц диаметром менее 0,001 мкм; они уже не образуют отдельной фазы, и система становится однофазной - истинным раствором.
По своей природе загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.
К минеральным загрязнениям относятся песок, глинистые частицы, растворы минеральных солей и другие неорганические вещества.
Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся: частицы коры, древесины и пр. К загрязнениям животного происхождения относятся физиологические выделения людей, клеевые вещества и пр.
Бактериальные и биологические загрязнения представляют собой различные микроорганизмы: дрожжевые и плесневые грибки, бактерии. Этот вид загрязнений свойственен в основном хозяйственно-фекальным водам [1].
На деревоперерабатывающих предприятиях в процессе окорки, транспортировки в гидролотках, гидротермической обработки сточные воды загрязняются песком, глинистыми частицами, кусочками коры и древесины. В сточные воды переходят также экстрактивные вещества коры и древесины. Основными компонентами экстрактивных веществ являются пектиновые вещества, состоящие из комплекса полисахаридов, микромолекулы которых построены из остатков пентоз-, гексоз- и уроновых кислот. В воде растворяются танниды, красители, фенольные вещества, низшие жирные кислоты; в виде эмульсии в стоки частично переходят терпены и смоляные кислоты. Терпены придают сточным водам характерный скипидарный запах. При промывке оборудования, нарушении технологических регламентов производства и условий хранения в стоки могут попасть также растворы антисептиков и синтетических клеев, используемые для консервирования и склеивания древесины.
Степень загрязнения сточных вод характеризуется следующими основными показателями: содержанием нерастворенных, коллоидных и растворенных веществ, биохимической и химической потребностью в кислороде, концентрацией аммонийного азота, наличием растворенного кислорода, температурой и рН среды.
Нерастворенные вещества в сточных водах могут быть в грубодисперсном (в виде крупной взвеси) и тонкодисперсном (суспензии, эмульсии) состоянии.
При принятой методике анализов часть нерастворенных веществ в сточных водах, задержанных на бумажном фильтре, называют взвешенными веществами.Массу их определяют после высушивания при температуре 105 °С. В зависимости от размеров отдельных частиц (степени дисперсности) и их плотности взвешенные вещества могут выпадать в виде осадка, всплывать на поверхность воды или оставаться во взвешенном состоянии.
Нерастворимые вещества, содержащиеся в сточных водах, состоят из органической и неорганической частей. Для определения массы тех и других осадок высушивают при температуре 105 °С, а затем воздушно-сухой остаток прокаливают при температуре 600 °С. При прокаливании органическая часть сгорает, а неорганическая остается в виде золы. Отношение массы оставшейся золы к общей массе абсолютно сухого вещества осадка, выраженное в процентах, определяет зольность осадка.
Химический состав коллоидных и растворенных веществ производственных сточных вод определяется характером технологического процесса, а также составом водопроводной воды. В сточных водах деревоперерабатывающих производств в растворенном и коллоидном виде могут находиться органические соединения древесины и клеев, антисептические вещества.
Концентрацию растворенных загрязнений определяют химическими анализами.
Степень загрязненности сточных вод органическими веществами, содержащимися в растворенном виде и в виде неоседающих взвешенных и коллоидных частиц, может быть определена косвенным путем по содержанию кислорода, потребляемого на биохимическое окисление этих веществ в процессе жизнедеятельности аэробных бактерий. Величина эта носит название биохимической потребности в кислороде, обозначается БПК и численно выражается концентрацией O2 мг/л (г/м3).
БПК определяют в зависимости от назначения анализа как в предварительно отстоенной, так и в неотстоенной сточной воде при температуре 20°С. БПК показывает концентрацию кислорода, требуемого на окисление коллоидных и растворенных загрязнений, а также той части нерастворенных веществ, которые не задержаны в отстойниках. Такой метод основан на том, что в очистных сооружениях окислительному процессу подвергаются только эти вещества; нерастворимые же осаждающиеся вещества выделяются в отстойниках.
Биохимическая потребность в кислороде определяется за 5 или за 20 суток и обозначается БПК5, БПК20. В производственных сточных водах
деревоперерабатывающего производства за первые сутки потребляется около
21 % кислорода, за 5 суток - около 87,5 %, за 20 суток (БПКполн) - почти 100 % кислорода, необходимого для окисления. Поэтому для отстоенных сточных вод с достаточной степенью точности можно принимать коэффициент пересчета с БПК5 на БПКполн равным 1,5. Определение БПК5 рекомендуется как стандартное.
Однако установлено, что даже БПК20 не в полной мере определяет общую массу органических веществ, содержащихся в сточных водах, так как не учитываются стойкие органические вещества, не затрагиваемые биохимическим процессом. Для более полной оценки содержания органических веществ в сточной воде, особенно если она представляет собой смесь бытовых и производственных вод, определяют (кроме БПК) химическое потребление кислорода (ХПК). Значение ХПК определяют при нагревании органических соединений с химически чистой концентрированной серной кислотой, к которой прибавляют иодат калия или соли хромовой кислоты, отдающие свой кислород на окисление.
При соответствующих условиях (наличие кислорода, температура выше
4 °С) под действием аэробных микроорганизмов (нитрифицирующих бактерий)-происходит окисление азота аммонийных солей, в результате чего образуются сначала соли азотистой кислоты, или нитриты, а при дальнейшем окислении -соли азотной кислоты, или нитраты, т.е. происходит процесс нитрификации. Одна группа этих бактерий окисляет аммиак в азотистую кислоту, вторая -азотистую кислоту в азотную. Нитрификация имеет большое значение в очистке сточных вод, т.к. этим путем накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ, когда полностью для этого израсходован весь свободный (растворенный) кислород. Связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов под действием микроорганизмов и вторично расходуется для окисления органического вещества. Процесс этот называется денитрификацией. Он сопровождается выделением свободного азота.
Процесс нитрификации является конечной стадией минерализации азотосодержащих органических загрязнений. Наличие нитратов в очищенных сточных водах служит одним из показателей степени их очистки.
Активная реакция сточных вод (рН) имеет большее значение в процессах их очистки. Оптимальной средой для биохимических процессов являются сточные воды, имеющие рН = 7...8. Однако нитритные бактерии жизнеспособны при рН = 4,8...8, 8, нитратные - при рН = 6,5...9,3.
Бытовые сточные воды имеют слабощелочную реакцию, обычно
рН = 7,2...7,6. Производственные сточные воды в зависимости от характера технологического процесса отдельных цехов могут иметь различную реакцию.
Сравнительная характеристика чистой и сточных вод от окорочных станков приведена в Таблица 12.
Таблица 12
Характеристика сточной воды после окорочных станков
|
Показатели загрязненной воды
|
Чистая вода
| Вода после
| |
| окорочных барабанов | Бункерных корообдирок | ||
| РН | 6,5...8,5 | 6,8...7,0 | 6,6...7,0 |
| Взвешенные вещества, мг/л | 4... 10 | 600...1150 | 4100...6200 |
| в том числе органическая часть часть, % | - | 78...94 | 84...96 |
| БПК5, О2 мг/л | 1,1...1,9 | 100...150 | 150...200 |
Нормы водоотведения
Применительно к промышленным предприятиям нормой водоотведения называютсреднее суточное количество отводимых от производства в водоем сточных вод на единицу продукции при целесообразной норме водопотребления [1].
Количество производственных сточных вод определяется в зависимости от мощности предприятия по укрупненным нормам водоотведения (Таблица 13). Норма водоотведения включает количество выпускаемых в водоем сточных вод - очищенных производственных, бытовых, производственных, не требующих очистки, фильтрационных из прудов – осветлителей и шлаконакопителей.
Укрупненные нормы отведения производственных сточных вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструируемых систем канализации предприятий. Эти же нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на действующем предприятии.
Расчетные расходы производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения в смену Qmakс , м3/см определяется по формуле:
Qmakс = Qн Мmakс. Кч (99)
где QH – норма водоотведения на единицу продукции с учетом оборота воды; Ммакс – число единиц продукции в смену с максимальной выработкой; Кч – коэффициент часовой неравномерности.
Для получения максимальных (как правило, в летний период) и минимальных (в зимний период) расходов воды и количества сточных вод следует учитывать коэффициенты изменения нормы по сезонам года – Клет и Кзим (от 1,3 до 1,8):
Qmakс = Клет Qср , (100)
Qmakс = Кзим Q ср, (101)
где Qcp – среднегодовая укрупненная норма, соответствующая расходам в весенний и осенний периоды.
Таблица 13
Укрупнённые нормы количества сточных вод
|
Наименование производства
| Среднегодовое количество выпускаемых в водоемы сточных вод на единицу измерения, м3
| Безвозвратное потребление и потери воды, м3
| |||
|
Всего
| В том числе:
| ||||
| подлежащих очистке
| не требующих очистки
| ||||
| производственных | бытовых | ||||
| Лесопильно- деревообрабатывающее производство на 1 м3 пиломатериалов | 2,76 | 2,59 | 0,16 | 0,01 | 0,41 |
| Производство древесно-стружечных плит на 1 м3 плит | 3,9 | 1,9 | 0,5 | 1,5 | 0,13 |
| Производство фанеры на 1 м3 фанеры | 7,2 | 3,7 | 1,.5 | 2 | 2 |
| Производство мебели на 1000 руб. | 2,6 | 1,1 | 1,2 | 0,3 | 0,3 |
Нормы водоотведения хозяйственно-фекальных сточных вод от промышленных предприятий, вспомогательных зданий и зданий общественного назначения принимают равным нормам водопотребления по СНиП 2.04.02-84 и исчисляют на одного работающего в деревоперерабатывающих цехах –
25 л/смену.
Схемы водоотведения
Схемой водоотводящей сети называют проектное решение принятой системы водоотведения, изображенной на генплане канализуемого объекта с учетом местных топографических и гидрогеологических условий и перспектив дальнейшего развития. Начертание схемы водоотведения на генплане в основном зависит от рельефа местности, так как наиболее технологично транспортирование сточных вод осуществлять по трубопроводам в самотечном режиме, при котором энергозатраты минимальны. Главные водоотводящие коллекторы направляются за пределы города ниже по течению проточного водоема на расстояние, предусмотренное правилами санитарной зоны разрыва.
Сточные воды промышленных предприятий подразделяются на три основных вида: производственные, бытовые и атмосферные. Объем, режим поступления в водоотводящую сеть и состав сточных вод находятся в прямой зависимости от характера исходного сырья и принятого технологического процесса, качества и объема воды, потребляемой данным предприятием
При отведении сточных вод промышленных предприятий учитывается ряд факторов.
Водоотведение трех основных видов сточных вод (бытовые воды промышленных предприятий, производственные сточные воды, дождевые воды с промышленной площадки) может осуществляться по одному коллектору. Очищенная до значений ПДТК (предельно допустимые технологические концентрации) производственная сточная вода выпускается в городскую водоотводящую сеть с последующей очисткой на городских очистных сооружениях. В этом случае при отсутствии резко выраженных видов загрязнителей принимается общесплавная система водоотведения (51).
Объединение загрязненных вод возможно, если не образуются газообразные и взрывоопасные вещества, а осадки не обладают более токсичными свойствами.
Рис. 45Схема общесплавной системы водоотведения промышленного
предприятия:
1 – дождевые воды; 2 – хозяйственно-бытовые сточные воды; 3 – производственные сточные воды; 4 – локальные очистные сооружения; 5 – выпуск в водоем; 6 – сброс в городскую водоотводящую сеть; 7 – городская водоотводящая сеть
Потоки производственных сточных вод и методы их очистки определяют количество локальных очистных сооружения для раздельной (Рис. 46) или совместной очистки всех загрязненных сточных вод промышленного предприятия за пределами промышленной площадки (Рис. 47).
Рис. 46. Схема водоотведения промышленного предприятия с раздельной
дождевой и производственно-бытовой сетями:
1 – дождевые воды; 2 – хозяйственно-бытовые сточные воды;
3 – производственные сточные воды; 4 – локальные очистные сооружения;
5 – выпуск в водоем незагрязненных вод; 6 – сброс в городскую водоотводящую сеть; 7 – городская водоотводящая сеть
Рис. 47 Схема водоотведения промышленного предприятия с локальными очистными сооружениями и сбросом незагрязненных производственных и
атмосферных сточных вод в водоем:
1 – дождевые воды; 2 – хозяйственно-бытовые сточные воды;
3 – производственные сточные воды; 4 – локальные очистные сооружения;
5 – выпуск в водоем незагрязненных вод; 6 – сброс в городскую водоотводящую сеть; 7 – городская водоотводящая сеть; 8 – незагрязненные производственные сточные воды
Вопрос о необходимости разделения или объединения отдельных потоков в один является одним из наиболее актуальных. От правильного инженерного решения зависят: число локальных очистных сооружений, их производительность, количество водоотводящих сетей. Таким образом, основным направлением в решении этой проблемы является выбранный метод производства продукции. При таком методе сырье и энергия используются настолько рационально, что объем выбрасываемых в окружающую природную среду загрязняющих веществ и отходов сведен к минимуму. Поэтому вводятся понятия «безотходная технология», «замкнутые и оборотные циклы» водообеспечения промышленного предприятия.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 244; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!