Удаление из сточной воды соединений фосфора

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет

низкотемпературных и пищевых технологий»

Кафедра промышленной экологии

Курсовой проект на тему

«Проект станции очистки сточных вод

Промышленного предприятия»

Выполнил:

студентка 545 группы

Емелина Е. Б.

Проверил:

Ульянов Н. Б.

Санкт-Петербург

2011

СОДЕРЖАНИЕ.. 2

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.. 3

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДОВ ОЧИСТКИ.. 4

2.1. Вертикальный отстойник. 5

2.2. Удаление из сточной воды соединений фосфора. 6

2.2.1. Напорный флотатор с реагентом Fe(SO₄)₃ 6

2.2.2. Аэротенк с реагентом Fe(SO₄)₃ 7

2.5. Фильтр каркасно – засыпной (КЗФ) 9

2.6. Адсорбер с плотным неподвижным слоем гранулированного активного угля. 10

3. РАСЧЕТ. 11

3.1. Вертикальный отстойник. 11

3.2. Напорный флотатор с реагентом Fe(SO₄)₃ 11

3.3. Фильтр каркасно – засыпной (КЗФ) 11

3.4. Аэротенк с реагентом Fe(SO₄)₃ 13

3.4. Фильтр каркасно – засыпной (КЗФ) 14

3.5. Адсорбер с плотным неподвижным слоем гранулированного активного угля. 16

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 18

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 19

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

№	Наименование	Обозначение, ед. изм.	Величина параметра
1.	Среднесуточный расход сточных вод	Q, м³/сут	400
2.	Продолжительность образования и поступления сточных вод	Т, ч/сут	16
3.	Тип сточных вод		мясокомбинаты
4. 4.1 4.2 4.3	Концентрации загрязняющих веществ: Химическое потребление кислорода Биохимическое потребление кислорода Взвешенные вещества	ХПК, г/м³ БПК, г/м³ ВВ, г/м³	1600 900 800
5.	Температура сточных вод	t, °С	16
6.	рН сточных вод	рН	7,0
7. 7.1 7.2	Ионный состав воды: Катионы калия и натрия кальция магния железа Анионы гидрокарбонатов сульфатов хлоридов	K⁺ + Na⁺ Ca²⁺ Mg²⁺ Fe²⁺ HCO₃ SO₄ CI^-	40 88 25 0 120 70 80
8.	Загрязняющее вещество и его концентрация (в добавлении к фоновой) в исходной воде	PO₄³^-, г/м³	80

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДОВ ОЧИСТКИ

Наименование	ПДК, г/м³	Сточная вода, г/м³
Химическое потребление кислорода (ХПК)	15	1600
Биохимическое потребление кислорода (БПК)	3	900
Взвешенные вещества (ВВ)	3	800
Фосфор фосфатов (PO₄^3-)(по Р)	0,15	80
Катионы: калия и натрия (K⁺ + Na⁺) кальция (Ca²⁺) магния (Mg²⁺) железа (Fe²⁺)	120 180 40 5	40 88 25 0
Анионы гидрокарбонатов (HCO₃) сульфатов (SO₄) хлоридов (CI^-)	- 100 300	120 70 80

Следовательно, необходима очистка от ХПК, БПК, ВВ и PO₄³^-.

Обзор по типичным методам очистки на мясокомбинатах

Жироловушка; 2- анаэробная очистка; 3- аэробная очистка; 4- фильтр; 5- сорбция

Данная схема очистки недостаточна для достижения ПДК загрязняющих веществ, по которым в данной работе идут превышения норматива.

Жироловушка; 2- флотация с добавлением реагента; 3- фильтрование; 4- электродиструкция; 5- сорбция

Жироловушка; 2- флотация с добавлением реагента; 3- фильтрование; 4- биологическая очистка; 5- фильтрование; 6- электродиструкция; 7- сорбция

В данной работе именно эта схема очистки будет браться за основу технологической схемы, т.к она обеспечивает достижение ПДК по всем загрязняющим веществам, но т.к. содержание жиров в исходных данных не было указано, то заменяем жироловушку на первичный отстойник; электродиструкция не является необходимой в очистке от загрязняющих веществ(ЗВ), указанных выше, поэтому данная ступень может быть убрана из технологической схемы без отрицательного влияния на концентрацию ЗВ в очищенной воде.

Таким образом, предлагается следующая схема очистки:

ВВ=800 ВВ=240 ВВ=24 ВВ=9,6 ВВ=1,92 ВВ=0,8 ВВ=0,24

PO₄^3-=80 PO₄^3-=72 PO₄^3-=3 PO₄^3-=2,7 PO₄^3-=0,14 PO₄^3-=0,13 PO₄^3-=0,04

2

3

4

5

6

ХПК=1600 ХПК=1520 ХПК=912 ХПК=545 ХПК=54,5 ХПК=32,7 ХПК=10

БПК=900 БПК=810 БПК=446 БПК=246 БПК=12,3 БПК=6,7 БПК=2

Отстойник вертикальный

2-Напорный флотатор с реагентом Fe(SO₄)₃

Фильтр каркасно – засыпной

4-Аэротенк с реагентом Fe(SO₄)₃

Вторичный отстойник

Фильтр каркасно – засыпной

Адсорбер с плотным неподвижным слоем гранулированного активного угля

Отстойник вертикальный

Вертикальный отстойник — сооружение для механической очистки сточных вод, служит для осветления производственных сточных вод, а также их смеси с бытовыми сточными водами, содержащих грубодисперсные примеси. Работа отстойника основана на использовании гравитационных сил.

Вертикальные отстойники применяют при расходах сточных вод до 10 тыс. м3 /сут. Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический резервуар с коническим дном (рис.1). Сточную воду подводят по центральной трубе. При поступлении внутрь отстойника вода движется снизу к желобу. Для улучшения её распределения и предотвращения образования мути трубу делают с раструбом и распределительным щитом. Осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого составляет 0,5-0,6 м/с. Высота зоны осаждения- 4- 5 м.

Для реализации данного метода выбираем вертикальный отстойник с эффектом очистки: по PO₄³- 20%; по ВВ- 70%; по БПК_полн- 10%; по ХПК-5%.

Примечание: Входит в схему очистки, потому что имеет большую эффективность очистки по взвесям.

Рис.1. Отстойник вертикальный

1 – цилиндрическая часть; 2 – центральная труба;

3 - жёлоб; 4 – коническая часть

Удаление из сточной воды соединений фосфора

Для удаления из сточных вод соединений фосфора применяют реагентную обработку, в процессе которой снижение содержания ортофосфатов происходит в результате химического взаимодействия вводимого реагента с ионами PO₄^3-с образованием нерастворимых соединений, выпадающих в осадок, и в результате сорбции соединений фосфора хлопьями гидроксидов металлов.

В качестве реагентов могут быть использованы традиционные минеральные коагулянты, применяемые в практике водоподготовки: сернокислое железо Fe(SO₄)_3,сернокислый алюминий, железный купорос.

2.2.1. Напорный флотатор с реагентом Fe(SO₄)₃

При введении реагентов в установку напорной флотации, одновременно имеет место значительное снижение концентрации органических и других загрязняющих веществ. Поэтому предварительное удаление фосфатов целесообразно применять для очистки производственных и смеси городских и производственных сточных вод с величиной БПК_полн более 400 мг/л.

Схема флотационной установки показана на рис.2.

При применении реагентов сточные воды сначала поступают в реакционную камеру. Туда же подают реагенты. Потом вода с реагентами и вода, осветлённая во флотаторе и насыщенная воздухом, поступают во флотационную камеру, где воздух взаимодействует с загрязнителями и переводит их в слой пены на поверхности воды. Образующаяся пена удалятся в пеносборник.

При этом эффект очистки будет составлять: по PO₄³- 96%; по ВВ- 90%; по БПК_полн-40%; по ХПК-40%.

Примечание:Входит в схему очистки, т.к как в [1] в главе 11.6 указано, что реагент Fe(SO₄)₃используется в очистных сооружениях типа отстойник, осветлитель или флотатор. Кроме того, флотатор входит в типовую схему очистки сточных во на мясокомбинатах.

Рис.2. Установка флотации с реагентом Fe(SO₄)₃

1 – цилиндрическая часть;

2 – центральная труба;

3 - жёлоб; 4 – коническая часть

Аэротенк

Практически для удаления из сточных вод соединений фосфора применяется биолого-химическая очистка. При биолого-химической очистке традиционные схемы сооружений биологической очистки дополняются реагентным хозяйством, включающим растворные и расходные баки для коагулянтов и помещение для их хранения.

Эффективность очистки достигает: по PO₄³- 95%; по ВВ- 80%; по БПК_полн-95%; по ХПК-90%.

Очистка сточных вод в аэротенках происходит с помощью активного ила - биоценоза организмов, развивающихся в аэробных условиях на органических загрязнениях, содержащихся в сточной воде.

Механизм изъятия органических веществ из сточной воды и их потребление микроорганизмами схематично может быть представлен тремя этапами:

1 этап - массопередача органического вещества из жидкости к поверхности клетки. Скорость протекания этого процесса определяется законами молекулярной и конвективной диффузии веществ и зависит от гидродинамических условий в аэротенке. Оптимальные условия для подведения загрязнений и кислорода создаются посредством эффективного и постоянного перемешивания содержимого аэротенка. Первый этап протекает быстрее последующего процесса биохимического окисления загрязнений.

2 этап - диффузия через полупроницаемые мембраны в клетке или самого вещества или продуктов распада этого вещества. Большая часть вещества попадает внутрь клеток при помощи специфического белка-переносчика, который образует комплекс, диффундирующий через мембрану. Затем комплекс распадается, и белок-переносчик возвращается в новый цикл переноса.

3 этап - метаболизм органического вещества с выделением энергии и образованием нового клеточного вещества. Превращение органических соединений носит ферментативный характер. Конечными продуктами распада являются такие вещества, как нитраты, сульфаты, двуокись углерода, вода.

Определяющими процессами для технологического оформления очистки воды являются скорости изъятия загрязнений и скорость разложения этих загрязнений. Активный ил в контакте с загрязненной жидкостью в условиях аэрации проходит следующие фазы развития (см. рис. 2):

1. Лаг-фазу I, или фазу адаптации ила к составу сточной воды. Прироста биомассы практически не происходит.

2. Фазу экспоненциального роста (фазу ускоренного роста) II, в которой избыток питательных веществ и отсутствие продуктов обмена способствуют максимальной скорости размножения клеток.

3. Фазу замедленного роста III, в которой скорость роста биомассы начинает сдерживаться недостатком питания и накоплением продуктов метаболизма.

4. Фазу нулевого роста IV, в которой наблюдается практически стационарное состояние в количестве биомассы.

5. Фазу эндогенного дыхания (или фазу самоокисления) V, в которой из-за недостатка питания начинаются отмирание и распад клеток, ведущие к снижению общего количества биомассы.

В фазах II и III идет бурный рост биомассы и культура «омолаживается», в ней преобладают новые клетки, в фазе IV наблюдается равновесие между ростом живых и распадом отмерших клеток, а в фазе V наблюдается преобладание отмирания клеток над их ростом.

Рис. 2. Зависимость прироста биомассы и снижения БПК от

Продолжительности аэрации

Одноступенчатая схема с регенерацией активного ила (рис. 3):

В этой схеме реализовано раздельное протекание двух этапов биологической очистки: поглощение загрязнений активным илом из сточной воды, которое происходит непосредственно в аэротенке. и окисление этих загрязнений, которое протекает в регенераторе. Регенератор - это аэрационное сооружение, в котором активный ил аэрируется без сточной жидкости.

В аэротенке сточная вода аэрируется примерно 1,5 – 2,5 ч, а в регенераторе в несколько раз больше.

Рис. 3. Одноступенчатая схема очистки в аэротенках с регенерацией

1 - сточная вода; 2 - аэротенк; 3 - вторичный отстойник;

4 - очищенная вода; 5 и 6 - циркуляционный избыточный активный ил; 7 - регенератор ила

Примечание:Входит в схему очистки, т.к имеет высокую степень очистки от БПК и ХПК, а при использовании реагента- по фосфатам.

Фильтр (КЗФ)

Фильтрованием называют процесс разделения суспензий и эмульсий с использованием пористых перегородок или зернистых слоев, которые задерживают диспергированную фазу и пропускают жидкость.

В промышленных условиях для очистки воды от механических примесей чаще всего используют зернистые материалы. Указанные материалы должны быть устойчивыми в обрабатываемой воде и не загрязнять ее. Чаще всего используются такие фильтрующие материалы, как кварцевый песок, керамическая крошка, дробленый антрацит, сульфоуголь и др.

При фильтровании суспензий через указанные фильтры различают две основные причины их разделения: механическое задерживание твердых частиц на входе в каналы фильтрующего слоя и адгезию этих частиц на поверхности зерен слоя.

Фильтр с зернистой загрузкой (рис. 5) – сооружение для доочистки сточных вод. Фильтр с зернистой загрузкой предназначен для удаления из воды взвешенных примесей разной степени дисперсности и широко применяется в схемах доочистки сточных вод. Осветление воды при пропуске ее через фильтр происходит в результате прилипания к зернам фильтрующего материала грубодисперсных примесей воды, которые задерживаются на поверхности и в порах фильтрующего материала. В качестве фильтрующего материала рекомендуется применять кварцевый песок, обладающий необходимой химической стойкостью и прочностью (измельчаемостью не более 4%, истираемостью не более 0,5%).

Эффект очистки будет составлять: по PO₄³- 10%; по ВВ- 60%; по БПК_полн-45%; по ХПК-40%.

Рис. 5. Каркасно – засыпной фильтр

1 - поддерживающие гравийные слои; 2 - распределительная система высокого сопротивления; 3 - трубчатая система для подачи исходной и отведения промывной воды; 4 - подача воздуха; 5 - гравийный каркас; 6 - песчаная засыпка; 7 - подача промывной воды; 8 - отвод фильтров

Примечание:Входит в схему очистки, т.к используется для доочистки воды и для изъятия реагента после флотатора и аэротенка. Также этот аппарат служит для достижения максимально допустимой концентрации ВВ на входе в аэротенк.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1046; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!