Если будем продолжать возводить традиционные очистные сооружения, разоримся!


Новая концепция очистки канализационных стоков городов и промышленных предприятий



бет3/3
Дата02.07.2016
өлшемі1.16 Mb.
1   2   3

3. Новая концепция очистки канализационных стоков городов и промышленных предприятий

Сущность проблемы в том, что традиционные биологические сооружения не стабильно работают из – за неравномерности подачи вод на очистку, как по количеству, так и по качеству очищаемых стоков. Считаем, что надо от биологических очистных сооружений переходить к физическим очистным сооружениям. Это положение мотивируется тем, что для биологической очистки надо время контакта с очищаемой водой не менее 7,5 час, а для предлагаемых нами - 0,5 часа, т.е. в 15 раз меньше. С точки зрения экономики мы уменьшаем как минимум в 15 раз объем строительно – монтажных работ и, соответственно, производственную площадь, уменьшаются затраты на аэрацию стоков, не надо вводить ограничения по СПАВам и др. примесям.

Данный, можно сказать революционный переход, стал возможен сегодня только благодаря нескольким моим изобретениям, которые получили патенты в 2009г. (№ 86489 UA, № 87346 UA) , а некоторые прошли формальную экспертизу и в настоящем патентуются: напорный флотатор новой конструкции, улучшение гидравлического режима в динамических отстойниках, системы АРУ по максимальному расходу поступающих на очистку вод.

В теоретическом плане данная концепция строится на законах физики и коллоидной химии. Извлечение дисперсных частиц из воды зависит, в основном, от их размеров и концентраций. Это хорошо представлено в таблице Л.А. Кульского. Мы стоим на гранулометрической теории очистки, которая предлагает в зависимости от размеров частиц, применять методы их выделения, до образования большой концентрации в виде пленки или осадка, ожженной фазы, которая удаляется в отдельные емкости для дальнейшего обезвоживания и утилизации. Итак, рассмотрим, как будут извлекаться примеси из воды на разных этапах очистки: решетки задерживают частицы размерами от 2 мм и более; песколовки – от 2 мм до 0,5 мм; отстойники – от 0,5 мм до 80 мкм; напорный флотатор от 80 мкм до 15 мкм; фильтры от 50 мкм до 0,3 мкм; биопруд позволит извлечь биогенные соединения на уровне коллоидных растворов и произвести естественную очистку с помощью гидробиоценоза, ультрафиолета. По результатам лабораторного анализа воды из биопруда можно делать заключения, куда очищенную воду можно использовать. Такая концепция предлагаемого решения. Это решение не трафаретное и может корректироваться в зависимости от сложившихся ситуаций.

Надо сделать несколько отступлений по теории очистки напорной флотации. По Мацневу А.И. существуют несколько технологических схем работы напорного флотатора, см. рис.8.

Рис. 8. - Схемы подачи воды насосами при напорной флотации:

а - с рециркуляцией;

б - с частичной подачей воды насосом;

в - с рабочей жидкостью;

где 1 - приемное отделение; 2 - флотационное отделение; 3 - всасывающий трубопровод; 4 -насос; 5 - напорный бак.

Физический смысл напорной флотации показан на рис. 9 . Это и способ введения




Рис. 9. - Схема многосекционного напорного флотатора (по А.И. Мацневу):
1 - камера грубой очистки; 2 - безнапорный гидроциклон; 3 - пеноприемник; 4 - дозатор коагулянта; 5 - флотационные отделения; 6 - отстойное отделение; 7 - скребковый механизм; 8 - карман очищенной воды; 9 - эжектор; 10 - насос; 11 — напорный бак; 12 - перфорированные трубы для подачи рециркуляционной воды; 13 - выпуск осадка.
атмосферного воздуха в очищаемые стоки, условие растворения воздуха в ресивере, способ подачи реагентов и очищаемых стоков, способ сбора шлама и его утилизация. Это все мы учитывали и улучшали для большей эффективности очистки.

Гидравлический расчет напорного флотатора (по А.И. Мацневу):.

Для того чтобы напорная флотация работала эффективно, надо создать технологические условия:

-подача воздуха 1,5-3 % от объема стоков, перекачиваемых флотационным насосом;

-давление в напорном резервуаре перед флотатором - 3,5 - 5 атм.;

-время нахождения очищаемых стоков в технологических элементах, не менее:

во флотационной камере - 15 мин, в напорном резервуаре - 3 мин.

Таким образом, время флотируемых стоков близко к времени седиментации 20 мин, которое мы принимаем для отстойников.

Для примера, приводим выводы по инженерному расчету по проблеме переноса очистных сооружений г. Гурзуф на производительность 10 тыс. м3 в сутки, очистка канализационных стоков пгт. Массандра на 250 м3/сутки.


3. 1. Инженерный расчет технологической схемы очистных сооружений

пгт. Массандры

Массандровский поссовет предложил нам сделать инженерную проработку возможности очистки канализационных стоков от застраиваемой территории, т.к. прокладывать канализацию далеко и это потребует значительных средств. Аналогичные ситуации можно назвать типовыми, поскольку стоимость прокладки канализации и себестоимость очистки может существенно превышать стоимости локальных очистных сооружений с себестоимостью очистки.




Рис. 8.- Технологическая схема канализационных стоков пгт. Массандра:

1 – приемный колодец с решетками; 2 – отстойник; 3 – приемная емкость; 4 – флотационный насос; 5 – ресивер; 6 – флотатор; 7 - приемная емкость; 8 – насос для фильтра; 9 – фильтр; 10 – шламонакопитель.
Расчет технологических трубопроводов

Расчет будет произведен на скорость движения воды в безнапорных трубопроводах

2 м/с. Максимальной расчетной скоростью называют допустимую скорость течения жидкости, не вызывающую снижение механической прочности материала труб при истирающем действии песка и твердых веществ, транспортируемых сточной жидкостью. Эту скорость обычно принимают 4 м/с для неметаллических труб и 8 м/с для металлических труб. В дождевой канализации для неметаллических труб эта скорость может быть принята до 7 м/с, а для металлических 10 м/с, т.к. потоки воды здесь имеют кратковременный характер. [1]
Максимальная суточная производительность городских очистных сооружений Qcp. сут =

250 м3/сутки.

Определим максимальный qмакс. и минимальный расход в сутки:

qмакс.= Qcp. cyт К общ. макс= 10 0(м3/сут) • 1,6 = 1,85 (л/с)= 6,7 м3/час;

qмин = Qcp. сут К общ. мин = 10 0 • 0,6 = 0,69 (л/с) = 2,5 м3/час.

Выбираем трубу 150 х 4 по ГОСТ 10704 – 76 по 2.33 [2] , которая может обеспечить на максимальной производительности до 1070 м3/сутки.

Раздел 6.16. [2] Пред сооружениями для регулирования и очистки стока следует предусматривать установку решеток для задержания мусора с прозорами до 16 мм. Это предусматривается нами в двух колодцах (см. рис. 9, п.1), с ручным или механизированным способом сбора задерживаемых примесей.


Рис. 9. - План канализационных очистных сооружений на 250 м3/сутки:

1 – колодцы с решетками; 2 – колодцы с АРУ по максимальному расходы; 3 – отстойник; 4 – приемный резервуар; 5 – флотационные насосы; 6 – ресивер; 7 – флотатор; 8 – сборник флотошлама; 9 – приемный резервуар; 10 – насос для фильтров; 11 – фильтры; 12 – насосная; 13 – шламонакопитель; 14 – напорная емкость; 15 – компрессор бустер
Выбираем технологическую схему очистных сооружений: решетка - 2-х секционный отстойник - 2-х секционный напорный флотатор - фильтр по патенту 1086585 - дезинфекция - резервуар чистой воды - техническое водоснабжение или сброс в ливнесток.
Гидравлический расчет отстойников.

Выбираем 2-х секционный отстойник. Глубина в рабочей зоне 1,5 м. Время нахождения очищаемых стоков принимаем 20 мин. Максимальный рабочий объем отстойника равен

V0TC = Vмакс. • t отс = 1,85 • 20 • 60 = 2,2 м3

Примем ширину одной секции 1,5 м, тогда общая длина будет 2,2 : ( 1,5*1,5) = 0,98 м

Сечение отстойника ВН = 1,5∙1,5 = 2,25 м2

Выбираем толщину стенок 250 мм, общую длину отстойника конструктивно принимаем 3 м.


Гидравлический расчет флотатора.

Время флотации очищаемых стоков принимаем 20 мин и поэтому конструкция напорного флотатора близка к конструкции отстойника, как по глубине, так и длине.

В отличие от рис. 9, флотошлам сгоняем в конец флотатора, в емкость флотошлама 8, чтобы вектор движения стоков совпадал с вектором движения выделившегося флотошлама. Это еще связано с большем количеством флотошлама в конце флотатора, чем в начале.

Приемный резервуар (9) для насосов 10 выбираем конструктивно с условием того, что его объем должен больше пяти минутной максимальной производительности насосов (10).

Промышленный фильтр (11) рассчитываем на производительность 10 м3/ч. Конструктивно данный фильтр состоит из двух секций. Промывные воды направляем в голову очистных сооружений.

Для зачистки отстойников и флотонакопителей 8 используем оборудование 14 и 15, с перемещением осадков в иловую площадку 13.

Данный комплекс очистных сооружений на производительность 250 м3/сут рассчитан на определенное количество жителей. Какую норму водопотребления необходимо применить. По п. 2.9 [9] данная норма находится в пределах 500 – 550 л ∙чел /сут. С научной точки зрения эта норма не обоснована, т. к. принимались эти нормы по идеологическим, политическим соображениями в период развитого социализма. С другой стороны, с дефицитом питьевой воды, эти нормы не реальны и могут нанести ущерб экологии и экономики. С практической точки зрения, на основе собственных наблюдений, жители городов вполне обеспечены питьевой водой на уровне 100 л ∙чел/сутки. К этому надо прибавить потери, которые считают по разному, в зависимости от изношенности труб и оборудования. Здесь возникают казусы… Например, для г. Большая Ялта, с количеством жителей до 200 тыс. человек и при практическом отсутствии промышленного производства, по реальным нормам необходимо 20 000 м3/сутки. Понятно, что надо добавить потери в сетях… Задача на вычитание: какие потери в сетях, если подачи питьевой воды в 120 тыс. м3/сутки в город не хватает для полного водоснабжения и воду подают по графику?
3.2. Технологическая схема очистки канализационных стоков г. Гурзуф

Данная инженерная проработка, связанная с проблемой переноса КОС г. Гурзуф на новое место, т.к. старые очистные сооружения не отвечают современным требованиям и производительности. По плану все стоки на новые очистные сооружения, расположенные выше от берега на 30 м выше существующих, будут перекачиваться главной канализационной станцией (ГКНС). В связи с этим, крупные взвеси будут оставаться в приемной емкости ГКНС. Таким образом, в голове очистных сооружений устанавливать решетки и песколовки не целесообразно. На рис. 10,11 мы можем показать по




Рис. 10. - Технологическая схема канализационных стоков г. Гурзуф:

1 – приемный колодец с АРУ; 2 – отстойник; 3 – приемная емкость; 4 – флотационный насос; 5 – ресивер; 6 – флотатор; 7 - приемная емкость; 8 – насос для фильтра; 9 – фильтр;

10 – деконтер

предварительному технологическому расчету, как могли бы быть канализационные очистные сооружения для г. Гурзуф по предлагаемой концепции очистки..

Выбираем однокамерный 2-х секционный флотатор прямоугольной формы шириной секции 1,5 м, длиной 3 м. Днище НФ будет по профилю как у отстойника.

По рис 8 выбираем схему б с 50% рециркуляции флотируемых стоков. В зависимости от нагрузки на очистные производительность установки будет от 0,5 qмин до 0,5 qмaкс. или от

2,5 м3 /ч до 6,35 м3/ч. На основании этого выбираем четыре флотационных насоса производительностью 2шт по 3 м3/ч и 2 шт. по 6 м3/ч. Флотационные насосы должны иметь 50 об/с, давление рабочее до 4 атм. С учетом к.п.д. (более 72%) и по графику производительность - напор выбираем насос НФ -1К80 - 50 – 200.





Рис. 11.- Общий план размещения предлагаемых канализационных очистных сооружений городов на 10 000 м3/сут
Расчетный объем ресиверов будет:

tp • qмакс = 6,7:20 = 0,33 (м3),

выбираем два напорных бака по 0,5 м3 каждый. Вместо напорных емкостей можно было бы использовать трубы диаметром 426 мм. Учитывая, что длина отстойника около 3 м, то их можно было бы их расположить, последовательно обвязав четыре штуки по

3 м над отстойниками.



Насосная (4).

В насосной будут располагаться три агрегата по 250 м3/ч - для перекачки воды от НФ на фильтр. Такие агрегаты выпускает Ливгидромаш марки СМ 200 - 150 - 400 - 6. Габариты 1900 х 660, вес 705кг, мощность двигателя 30 кВт; три агрегата для НФ -1К80 - 50 - 200; два дренажных насоса ГНОМ 10 -10. Схема насосной очень надежная, позволяющая выводить из работы агрегаты для профилактики: замены смазки в подшипниках, сальниковой набивки, производить осмотр и мелкий ремонт. Для перспективы увеличения мощности очистных сооружений можно оставить место для более мощных агрегатов, как для флотации, так и для перекачки на фильтры.

С учетом изложенного габариты насосной будут 10 м длиной и 8 м шириной.
Фильтр (7).

Максимальная производительность очистных сооружений 185 л/с или 666 мэ/ч. По максимальной производительности и скорости фильтрации 50м/ч определим площадь фильтрации: 666:50 = 13,3 м2. Определим количество фильтрующих модулей: 13,3 : 0,225 = 60 шт. Принимаем двухъярусный фильтр, тогда в одном уровне будут 30 модулей. Конструктивно выбираем три двухъярусных фильтра, габаритами 1,3x3,0 х 1,6 (м).



Резервуары чистой воды (РЧВ)

РЧВ (6) будут находиться под фильтрами. Поскольку длина фильтра 3 м, то два резервуара будут по 10 х 5 (м). Глубина резервуаров равна глубине отстойника.



Помещения для деконтатора (9). Принимаем конструктивно два деконтатора, для 100% надежности, габаритами 1 х 2 (м) располагаемых вдоль длины отстойника. Тогда общие габариты помещения будут 7x4 (м).

Шламонакопитель от НФ (10) Габариты шламонакопителя 1 х 3 м
Площадка обезвоженного осадка (11) Габариты 4 х 13 м, разделением площадки для осадка НФ.
Общие габариты очистного комплекса:

Длина 20 м. Ширина: 4 + 2x4 + 3x3 + 8 + 5 +9х 0,25 (стенки) = 36,25 (м) ≈ 37 м


На основании изложенных технических сведений можно сделать
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Биологические очистные сооружения городов работают, в основном, не стабильно и требуют строительство или усреднителей, или локальных очистных сооружений промпредприятий.
2. Применение «синтетических водорослей», из – за интенсивного развития нематоды, биологически опасно и поэтому нецелесообразно.
3. Предлагаемая концепция, технологическое решение, уменьшат производственный объем сооружений: по первичным отстойникам от 4 до 6 раз, замена аэротенков – вторичных отстойников на напорный флотатор – фильтр от 20 до 24 раз.


  1. Предлагаемая концепция для предлагаемых физико-химических сооружений снимает все ограничения по качественному нормативному содержанию примесей от промпредприятий, за исключением маточных и кубовых растворов, пленочного нефтепродукта.




  1. Имеет смысл, при дефиците пресной воды, очищенную воду через биопруд и фильтр возвращать для хозяйственно – питьевых нужд.




  1. В новую концепцию очистных сооружений канализационных сооружений

городов предлагаем новые изобретения 2009г. по фильтрации, седиментации и две заявки на изобретения, прошедших формальную экспертизу.

Предложения и комментарии по данной статье, пожалуйста, присылайте на адрес: cleanwater@inbox.ru



Рекомендованная литература
1. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1979. - 320 с.

2. Когановский А.М., Кульский Л.А., Сотникова Е.В., Шмарук В.Л. Очистка промышленных сточных вод. Киев,:Технiка, 1974. -257 с.

3. Кедров В.С. Пальгунов П.П., Сомов М.А. Водоснабжение и канализация, М: Стройиздат, 1984.

4. Горбань Н.С. Причины неудовлетворительной работы биологических очистных сооружений и пути их устранения. Харьков, «Райдер». 2005. 306с.2.СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985. 136с.

5.Инструкция по приему сточных вод в городскую канализацию. АКХ им. К.Д. Памфилова, М.:1978

6. Правила приема сточных вод в коммунальные и ведомственные системы канализации населенных пунктов Украины. К.:2002.3.Мацнев А.И. Очистка сточных вод флотацией. Киев, Будівельник, 1976.

7. Залетова Н.А. « СПЕЦИФИКА УДАЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ФОСФОРА ИЗ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД», НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды, Москва, Россия, материалы ЭКВАТЭК-2006

8.А.Мельников «Кушай нитраты, нитраты жуй!» Аргументы и факты в Украине», №4, 2009г., 16 с.

9. СНиП 2.04.03-85 «Канализация, Наружные сети и сооружения»

10. Мацнев А.И. Очистка сточных вод флотацией. Киев, Будівельник, 1976.

11. Кульский Л.А., Гороновский И.Т., Когановский А.М., Шевченко М.А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды. Киев.: Наукова думка, 1980. - 680 с.

12. Роев Г.А. Очистные сооружения газонефтеперекачивающих станций и нефтебаз. М.:Недра, 1981.- 240 с.

13. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Изд. 8-е, Л., «Химия», 1976,-552с

14. Бюджетная работа УкрНИИЭП, Горбань Н.С., Аскретков Н.Н., Демков А.И. и др. «Разработка рекомендаций к внедрению метода альголизации при очистки загрязненных вод от биогенных элементов». (г.р. КПКВ 2401040 КЕКВ1171 от 10.09.2007г )

15. Демков А.И. Реологические системы и условия регенерации фильтрующего материала полипропилен в фильтрах А.И. Демкова. www.ecoportal.su

16. Раскатов А.В. Новое поколение центрифуг в сгущении и обезвоживания осадков и шламов. Доклады ЭКВАТЭК – 2006г., 776с.



17. Похил Ю.Н. и др.. Обезвоживание кондицированных осадков коммунальных сточных вод городов Сибири. Доклады ЭКВАТЭК – 2006г., 780с.


Каталог: public
public -> І бөлім. Кәсіпкерліктің мәні, мазмұны
public -> Програмаллау технологиясының көмегімен Internet дүкен құру
public -> Тәуелсіз Қазақстан жағдайындағы Отандық тарих ғылымының методологиялық мәселелері
public -> Магистр юридических наук Муйденова А. К., магистр юридических наук Э. О. Тойлыбекова
public -> На линии Дос-Мукасан
public -> Қызылорда облысының экологиялық Қолайсыз аймақтарында тұратын халықТЫҢ медициналық-демографиялық жағдайының сипаттамасы
public -> Требования к оформлению материалов методических разработок, предназначенных для публикации
public -> К. э н. Айдосова Б. Х., Магистр экономических наук Жунусова Э. Ж


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3




©www.dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет