Система водоотведения поселка с мясокомбинатом
можно использовать график
( )
Расход сточных вод, поступающих на очистку из резервуара-усреднителя, равен 5,14 м3/ч.
Принята одна жироловка. Объем жироловки определяется по формуле:
W=Q*t
где W -объем жироловки, м3;
Q -расчетный расход сточных вод, м3/ч;
t -продолжительность отстаивания, ч.
W=5.14*50/60=4.28м3
Площадь центральной камеры определяется:
Wк=Q/Vвос
где Wк - площадь центральной камеры жироловки, м2;
Q - расчетный расход сточных вод, м3/с;
Vвос - скорость восходящего потока, м/c, Vвос=0,005 м/с.
Wк=0,00143/0,005=0,29м2
Диаметр центральной камеры определяется по формуле:
dк=Ö4Wк/p
где dк - диаметр центральной камеры жироловки, м;
Wк -площадь центральной камеры жироловки, м2
dк=Ö4*0,29/3,14=0,61 м
Площадь зоны осветления жироловки определяется по формуле:
Wз,о=W/h
где Wзо - площадь зоны осветления жироловки, м2;
W - объем жироловки, м3;
h - глубина проточной чаши жироловки, принята 2 м.
Wзо=5.14/2=2.57м2
Общая площадь жироловки:
Wo=Wк+Wзо
где Wо - площадь жироловки, м2;
Wк -площадь центральной камеры, м2;
Wзо -площадь зоны осветления, м2.
Wo=0.29+2.57=2.86м2
Диаметр жироловки равен:
Д=Ö4Wo/p
где Д - диаметр жироловки, м;
Wo - общая площадь жироловки, м2
Д=Ö4*2,86/3,14=1,91м
Принимается диаметр жироловки 2 м.
Объем осадка, выпавшего в жироловке определяется по формуле:
Vос=СenQЭ100/(106*(100-p)*g)
где Vос - объем осадка, выпавшего в жироловке, м3/сут;
Сen - концентрация взвешенных веществ, мг/л;
Э - эффект задержания взвешенных веществ;
Q - расчетный расход сточных вод, м3/сут;
p - влажность осадка, %, p=97%;
g - объемный вес осадка, т/м3, g =1,01т/м3;
Vос=1000*41,12*0,6*100/(106*(100-97)*1,01)=0,81м3/сут
Объем осадочной части жироловки составляет:
Vo=VocT/8
где Vo - объем осадочной части жироловки, м3;
T-продолжительность хранения осадка в жироловке, Т=8ч
Vo=0.814*8/8=0.814м3
Глубина осадочной части жироловки равна:
ho= 3Ö3Vo/p
где ho - глубина осадочной части жироловки, м;
Vo - объем осадочной части жироловки, м3
ho=3*0.81/3.14=0.9м
Общая высота жироловки составит:
H=ho+hн+h+hб
где ho - глубина осадочной части, м;
hн - глубина нейтрального слоя, м. hн=0.3 м;
h - высота зоны осветления,м;
hб - высота борта, м. hб=0.3м.
H=0.9+0.3+2+0.3=3.5м
В соответствии с балансом загрязнений, количество жира, задерживаемого в жироловке составляет Со =187,2 мг/л. Количество всплывшей жиромассы
равно 80% от общего количества задержанного жира и определяется по формуле:
Vжм=0,8СоQ100/106(100-p)g
где Vжм - объем всплывшей жиромассы, м3/сут;
Со - концентрация жира, задержанного в жироловке, мг/л;
Q - расчетный расход сточных вод, м3/сут;
p - влажность всплывшей жиромассы, %, p=80%;
g - объемный вес жиромассы, т/м3, g=0,887т/м3.
Vжм=0,8*187,2*41,12*100/106(100-80)0,887=0,035м3/сут
Частота вращения реактивного водораспределителя определяется по формуле:
n=34.78q106/(2d2Д60)
где n - частота вращения водораспределителя, с-1;
q - расход сточных вод, л/с;
d - диаметр патрубков реактивного водораспределителя, мм;
Д - диаметр жироловки, мм
n=34.78*1.428*106/(2*502*2000*60)=0.083c-1=5об/мин
По результатам произведенных расчетов запроектированно две жироловки (одна рабочая, одна резервная) объемом 4,28м.,диаметром 2м., высотой 3,5м., объем
осадочной части 0,81 м3, диаметр трубопроводов для удаления осадка принят 100 мм, частота вращения реактивного водораспределителя 0,083 с-1, диаметр
патрубков водораспределителя 50 мм. Объем осадка, образовавшегося в жироловке –0,7802 м3/сут, объем всплывшей жиромассы – 0,0579 м3/сут
Расчет ЭКФ-установки
Расход сточных вод, поступивших на ЭКФ-очистку составляет 5,14 м3/ч. Принят один
ЭКФ-аппарат, производительностью 5,14м3/ч. Продолжительность обработки сточных вод, в соответствии с рекомендациями( )
принята 15 мин, из них 5 мин или 0,08 ч- в камере электрокоагуляции, 10 мин или 0,17 ч –в камере электрофлофации. Плотность тока в электрокоагуляторе iф
=60А/м2, в электрофлотаторе iф =80А/м2. Напряжение постоянного тока 6В. Количество электричества на обработку воды Кэ=100 Ач/м2.
Межэлектродное пространство в камере электрокоагуляции 20 мм.
Объем ЭКФ-устантвки определяется по формуле:
W=Q/t
где W - объем ЭКФ-установки, м3;
Q - расчетный расход сточных вод, м3/ч;
t - продолжительность обработки воды, ч.
W=5.14*0.25=1.285м3
Объем камеры электрокоагуляции равен:
Wк=5,14*0,08=0,41м3
Объем камеры электрофлотации равен:
Wф=5,14*0,17=0,87м3
Высота установки определяется по формуле:
H=h1+h2+h3
где H - полная высота установки, м;
h1 - высота слоя жидкости, считая от нижней кромки электродного блока до слоя пены, м. h1=0,8м;
h2 - высота слоя пены, h2=0,2м;
h3 - высота борта установки, м. h3=0,3м;
H=0.8+0.2+0.3=1.3м
Площадь зеркала воды в каждой камере определяется по формуле:
F=W/h1
где F - площадь зеркала воды, м2;
W - объем камеры, м3;
h1 - высота слоя жидкости, м.
Fк=0,41/0,8=0,51м2
Fф=0.87/0.8=1.09м2
Ширина установки принята 0,9 м. Тогда длина каждой камеры определяется:
L=F/B
где L - длина камеры, м;
F - площадь зеркала воды, м;
B - ширина установки, м.
Lк=0,51/0,9=0,57м
Lф=1,09/0,9=1,21м
Общая длина установки составляет:
L=Lк+Lф+L1
где L - общая длина установки, м;
Lк - длина камеры электрокоагуляции, м;
LФ - длина камеры электрофлотации, м;
L1 - длина распределительной и сборной камер, м.
L=0.57+1.21+0.3=2.08 м
Cила тока в камере электрокоагуляции определяется по формуле:
Jк=KэQ
где Jк - сила тока в камере электрокоагуляции, А;
Кэ - количество электричества, Ач/м3;
Q - расход сточных вод, м3/ч.
Jк=100*5,14=514 А
Количество электродов в камере электрокоагуляции определяется по формуле:
nк=(B-2а+С)/(В1+С)
где nк - количество электродов, шт;
В - ширина установки, м;
а - расстояние от стенки камеры до крайнего электрода, м. а=0,04 м;
С - межэлектродное пространство, м;
В1 - толщина электродов, м. В1=0,005м.
nк=(0.9-2*0.04+0.02)/(0.005+0.02)=34 шт
Активная площадь одного электрода в камере электрокоагуляции вычисляется по формуле:
f1=2*l1*h1
где l1 - длина электродов,м. l1=Lк-0,1=0,57-0,1=0,47 м.
h1 - высота электрода, м.
f1=2*0.47*0.8=0.75м
Активная площадь всех анодов (катодов) в камере электрокоагуляции составит:
åfa=åfк=0,75*34/2=12,75м2
Расход материала электродов определяется по формуле:
q=KвАJк/Q
где q - расход материала электродов, г/м3;
Kв - коэффициент выхода по току, Кв=0,4;
А - электрохимический эквивалент железа, г/Ач А=0,606 г/Ач;
Q - расход сточных вод, м3/ч
q=0.4*0.606*514/5.14=24.24г/м3
Сила тока в камере электрофлотации равна:
Jф=jф*fa2
где Jф - сила тока в камере электрофлотации, А;
jф - плотность тока в камере электрофлотации, А/м2;
fа2 - активная площадь горизонтальных электродов в камере электрофлотации, м2
fа2=fк2=(Lф-0,1)*(В-0,1)
где Lф - длина камеры электрофлотации, м;
В - ширина установки, м.
fа2=fк=(1,21-0,1)*(0,9-0,1)=0,89 м2
Jф=80*0,89=71,2 А
Вес блока электродов в камере электрокоагуляции определяется по формуле:
Мк=g1*f1*nк*В1
где М1 - общая масса электродной системы, т;
g1 - плотность материала электродов, т/м3, g1=7,86т/м3;
f1 - активная площадь одного электрода, м2;
nк - количество электродов, шт;
В1 - толщина электродов, м.
Мк=7,86*0,75*34*0,005=1,002т
Вес электродов в камере электрофлотации определяется по формуле:
Мф=g2/*fa2*B2+g2*fк2*В3
где Мф - общий вес электродов в камере электрофлотации, т;
g2/ - удельный вес железа, т/м3 g2/=7,86 т/м3;
В2 - толщина катодной сетки, м. В2=0,001м;
g2 - удельный вес графита, т/м3, g2=1,5т/м3;
В3 - толщина анода, м. В3=0,04 м.
МФ=7,86*0,89*0,001+1,5*0,89*0,04=0,0604т=60,4кг
Продолжительность работы электродной системы в камере электрокоагуляции определяется по формуле:
T=K*Mк/Q*q
где T - продолжительность работы электродной системы, сут;
K - коэффициент использования электродов, К=0,8;
Mк - масса электродной системы, г;
Q - расход сточных вод, м3/сут;
q - расход материала электродов, г/м3
T=0.8*1002000/41.12*24.24=804.21сут=36,5мес
Общий расход электроэнергии составляет:
Wэ=åJ*U/1000*Q*h
где Wэ - расход электроэнергии, кВтч/м3;
åJ - суммарное количество силы тока в установке, А;
U - напряжение постоянного тока, В;
Q - расход сточных вод, м3/ч;
h - коэффициент полезного действия, h=0,7
Wэ=(514+71,2)*6/100*5,14*0,7=0,98кВтч/м3
Расход электроэнергии за сутки составит:
Wэ сут=0,98*41,12=40,3 кВт/сут
Расход электроэнергии за год составит:
Wэ год=40.3*260=10478 кВт/год
Количество водорода, выделенного в процессе очистки, определяется по формуле:
Z=Aв*åJ/Q
где Z - количество водорода, выделенного в процессе очистки, г/Ач;
åJ - суммарная сила тока, А;
Q - расход сточных вод, м3/ч;
Aв - электрохимический эквивалент водорода, г/Ач
Z=0.037664*585.2/5.14=4.29гН2/м3
Объем пены, выделившейся в процессе очистки в соответствии с балансом загрязнений,
составляет 1,2336 м3/сут или 0,1542 м3/ч, объем пенного продукта после гашения составляет 0,5757 м3/сут или 0,072 м3/ч.
На основании расчетов запроектировано два ЭКФ-аппарата (1 рабочий и 1 резервный).
Объем аппарата составляет 1,285 м3, длина – 2,08 м., ширина – 0,9 м., рабочая глубина – 0,8 м. Напряжение постоянного тока – 6В, сила тока 585,2А,
продолжительность работы электродной системы в камере электрокоагуляции 36,5 месяцев, годовой расход электроэнергии 10478 кВт. Подобран выпрямительный
агрегат ВАКГ-12/6-1600 с размерами H=1717мм, L=758мм, B=910мм и массой 650 кг.
Расчет сооружений
для обработки осадка и пены
Пена, образующаяся при ЭКФ-очистке на поверхности воды, сгребается специальным
скребковым механизмом в лоток, куда поступает и жиромасса из жироловки. Из лотка образовавшаяся масса отводится в пеногаситель, оборудованный мешалкой,
предназначенной для ускорения гашения пены. Количество образующейся пены составляет 1,2336 м3/сут, жиромассы – 0,0579м3/сут. Тогда общий объем –
1,2915м3/сут или 0,161м3/ч. Продолжительность гашения пены принята 30 минут.
Запроектирован один пеногаситель рабочим объемом 0,183 м3, высотой 0,8 м., диаметром 0,54м. Резервуар
оборудован мешалкой ПМТ-16, частота вращения мешалки 48об/мин, электродвигатель марки АО2-22-4, мощность электродвигателя – 1,5 кВт, масса – 303,5кг.
Количество пенного продукта, образующегося в пеногасителе, в соответствии с балансом загрязнений, составляет 0,5757 м3/сут, а вместе с жиромассой 0,6336
м3/сут или 0,0792 м3/ч. Для сбора пенного продукта из пеногасителя принят вакуум-сборник рабочей емкостью 0,09м3, диаметром – 0,34м., высотой 1м.
Создание вакуума в вакуум-сборнике обеспечивается вакуум-насосом. Величина вакуума,
потребного для засасывания пенного продукта принята 70% от барометрического. Потери напора в трубопроводе приняты 10% от величины вакуума, тогда
максимальная геометрическая высота подъема составит 6,3м.
К установке принят насос марки ВВН-1,5 производительностью при 70% вакуума 1,55
м3/мин, с электродвигателем АО2-41-4 мощностью 4 кВт.
Объем воздуха, отводимого из вакуум-сборника для создания 70% вакуума, определяется
по формуле
W=1.204*K*V
где W - объем отводимого воздуха, м3;
1,204 – натуральный логарифм от остаточного давления в сборнике;
K - коэффициент, учитывающий негерметичность вакуум-сборника и трубопроводов;
V - объем вакуум-сборника, м3
W=1.204*1.4*0.09=0.152 м3
При производительности вакуум-насоса 1,55, продолжительность откачки воздуха составит 0,152/1,55=0,098 мин=5,88сек
Продолжительность заполнения вакуум-сборника при максимальном поступлении пенного продукта
определяется
t=Wпп.ж/(d2*V*p/4)
где t - продолжительность заполнения сборника, мин
d - диаметр вакуумного трубопровода,м., d=0.2м.
V - скорость движения пенного продукта, м/с, V=0.3м/с
Wпп.ж - объем пенного продукта и жиромассы, м3
t=0.079*4/0.22*0.3*3.14=8.39 мин
Таким образом, общее время откачки воздуха из вакуум-сборника и его заполнение
составит 8,39+0,1=8,49мин
Пенный продукт и жиромасса из вакуум-сборника поступают в резервуар осадка, сюда же
под гидростатическим давлением перекачивается осадок из жироловки. Из сборника осадок поступает для обезвоживания на емкостные фильтры, после чего
обезвоженный осадок (кек) собирается в контейнеры и вывозится, а фугат направляется на повторную очистку.
В соответствии с балансом загрязнений суточное количество осадка из жироловки
составляет 0,7802м3/сут. Принято удаление осадка из жироловки 1раз в смену .
Общее количество пенного продукта жиромассы и осадка из жироловки, образовавшихся в
течении суток составляет 0,7802+0,6336=1,4138м3/сут
Для сбора осадка принимается резервуар объемом 1,66м3, длиной 1,1м., шириной 1,1м.,
высотой 1,4м.
Для перекачки осадка на емкостные фильтры принимается 2 насоса марки К8/18 (1рабочий и 1 резервный) с электродвигателем типа 4А80А-2 мощностью 1,5 кВт.
Для обработки осадка приняты фильтры СЭ0,4-11-12-0,1 ОКП 361664901003 объемом
0,25м2, площадью поверхности фильтрации 0,4м2, диаметром 700мм, высотой 1020мм, массой 600кг.
Расчет реагентного
хозяйства
Для интенсификации процесса очистки сточных вод необходимо поддержание определенной
концентрации хлоридов в очищаемой сточной жидкости. С этой целью используется поваренная соль с концентрацией 330 мг/л. Суточный расход поваренной соли
определяется по формуле:
Qр=Q*C/1000
где Qр- расход поваренной соли, кг/сут;
Q- расход сточных вод, м3/сут;
С- концентрация поваренной соли, мг/л
Qр=41,12*330/1000=13,57 кг/сут
Qр=13,57/8=1,70 кг/ч
Qгодр=13,57*260=3528,2 кг/год
Емкость растворного бака определяется по следующей формуле:
Wр=Qч*T*Дк*g/(104*вр)
где Wр- объем растворного, м3;
Qч- расход сточных вод, м3;
T- количество часов работы станции, ч;
g- плотность раствора, т/м3, g=1т/м3;
Дк- доза реагента, мг/л;
вр- концентрация раствора к концу растворения, %
Wр=5,14*8*330*1/(104*10)=0,26 м3
Бак имеет размеры: длина-0,6м, ширина-0,6м, высота-0.7м. Для дозировки соли принимается насос-дозатор НД-0,5Р63/16 с подачей 20 л/ч, мощность
электродвигателя марки АОЛ-21-4 составляет 0,27 кВт.
4. ОХРАНА
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Под охраной окружающей среды понимается система мер, направленная на поддержание рационального взаимодействия человеческого общества
и окружающей природной среды, обеспечивающая сохранение и восстановление окружающих природных богатств, рациональное использование природных ресурсов,
предупреждающая прямое и косвенное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровья человека. Таким образом, охрана окружающей среды
представляет весьма многогранную проблему, для решения которой формулируются и принимаются государственные программы, постановления и законы, основным из
которых является "Закон об охране окружающей природной среды" от 19 декабря 1991 года, в котором сформулированы экологические требования к
источникам техногенных воздействий на природную среду и здоровье человека. При размещении, проектировании и строительстве систем и сооружений согласно СниП
11.01-95 необходимо учитывать наличие на освоенной территории источников неблагоприятных техногенных воздействий и разнообразные виды воздействий на все
элементы природной среды. Это позволит сделать прогноз возможных изменений, проследить "цепные реакции", происходящие в природе в результате
инженерно-хозяйственных воздействий, предусмотреть нежелательные изменения и применить комплекс мер по охране природной среды и мероприятия по защите
территорий, зданий и сооружений от опасных природных и техногенных процессов.
Источники и виды
техногенных воздействий
Для целенаправленного изучения, оценки и контроля влияния различных источников техногенных воздействий на окружающую (в том числе
геологическую) среду, необходимо рассмотреть весь комплекс воздействий от всех существующих и потенциальных источников, расположенных в бассейне подземного и
поверхностного стока реки Бикин, в пределах которого выделено несколько систем комплексных техногенных воздействий на окружающую среду.
Территория ООО"Мясомолпродукт" входит в состав системы бассейна стока реки Бикин, в состав этой системы включены также
другие источники с различными видами существующих и потенциальных воздействий. Например, лесозавод, хлебозавод, транспортные магистрали (автомобильные и
железнодорожные), коммунальные трубопроводы, жилая и складская застройка, гаражи, свалки, которые оказывают как локальное влияние на окружающую среду вблизи
себя, так и комплексное, суммарное влияние в пределах обширной территории всего бассейна стока. Характеристика источников и видов воздействий и основные
направления изменения геологической среды на рассматриваемой территории проведены в таблицах 4.1-4.4.
Рассматриваемая территория насыщена водонесущими коммуникациями, из-за нарушений условий их эксплуатации и коррозии
трубопроводов допускаются утечки в больших объемах. В толще техногенных отложений постепенно формируется новый водоносный горизонт, уровень которого со временем
повышается, вызывая подтопления. Техногенные подземные воды отличаются от природной верховодки химическим составом: содержат повышенную концентрацию
хлоридов, бикарбонатов, сульфатов, нитратов, ионов калия и натрия, магния, обладают агрессивностью по отношению к фундаментам зданий и сооружений,
железобетону, металлам. Следствием подтопления является скопление воды в подвалах производственных помещений и жилых зданий, отсыревание фундаментов и
стен, усиливая коррозии трубопроводов. Морозное пучение грунтов приводит к снижению их несущей способности, это в свою очередь приводит к деформации фундаментов
и разрушению зданий. Возникает необходимость ремонта и реконструкции сооружений, замены трубопроводов, что требует больших материальных затрат.
Значительно усложняется жизнь людей и работа многих предприятий в период ливневых дождей, когда из-за подпора поверхностного стока
происходит искусственное заболачивание, а иногда и подтопление пониженных мест дождевыми водами на длительный срок. Причиной этого являются плохая организация
ливневого стока и неудовлетворительная работа водопропускных устройств. Аналогичные