Очистка производственных сточных вод предприятия по производству антибиотиков

Технологическая схема.dwg

Производство nантибиотиков
Усреднительnбарботажногоnтипа
Первичный nотстойник
Вторичный nотстойник
Сброс в nгородскойnколлектор
Флотационный nилоотделитель
Сброс в городскойnколлектор
Цехnмеханическогоnобезвоживо-nния
Вывоз осадка nна утилизацию
Флотационный nилоуплотни-nтель
Аэробный nстабилизатор
Цех nкондициони-nрованияnосадка
Стабилизацияnосадкаnилоуплотни-nтель
Условно читсыйnдождевой сток
Технологическая схема
Генплан очистных сооруженийnМ 1:500
Условные обозначения:
Ограждение очистных сооружений
Условно чистые длждевые стоки
Обрабока nосадка на nвакуум-nфильтрах
Стабилизированный иnуплотненный осадок

КП. Производство антибиотиков.doc

Министерство образования и науки РФ
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Строительный факультет
Кафедра водоснабжения и водоотведения
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине:
«Водоотводящие системы промышленных предприятий»
на тему: «Очистка производственных сточных вод предприятия по производству
Выбор схемы очистки производственных сточных вод 4
Расчет количества ливневых сточных вод с территории промышленного
Первичные отстойники 9
Вторичные отстойники 16
Обработка осадка городских сточных вод: расчет сооружений 17
1. Расчет количества сырого осадка и избыточного ила 17
2. Расчет аэробного стабилизатора 19
3. Расчет илоуплотнителя 21
4. Расчет вакуум-фильтров 22
5. Расчет резервных иловых площадок 23
Ионообменная установка 24
Список литературы 27
Производство антибиотиков.
Количество поступающих сточных вод 400
Взвешенные вещества мгл 150
Сухой остаток мгл 1500
Требования к очищенным сточным водам:
Взвешенные вещества мгл 25
Сухой остаток мгл 500
После очистки сброс воды осуществляется в городской коллектор.
Лекарственные препараты получают главным образом путем органического
синтеза или в результате микробиологических процессов.
Сточные воды предприятий по производству лекарственных препаратов
при подготовке сырья
в технологических процессах получения промежуточных и готовых
при регенерации и утилизации растворителей
при водной очистке газовых выбросов
в процессе фильтрации экстракции химической очистке препаратов
при промывке оборудования и т.п.
Выбор схемы очистки производственных сточных вод
Выбор метода очистки и схемы очистной станции зависит от степени снижения
концентрации загрязнений характеристики и количества сточных вод
поступающих на очистные сооружения.
Выбор сооружений входящих в схему очистки составляется на основе
рекомендаций приведенных в литературе список которой указан в
библиографическом списке.
Механическая очистка. Для предотвращения попадания коагулянта в
биологические очистные сооружения для снижения содержания взвешенных
веществ и ХПК установлены сооружения механической очистки. Первичный
вертикальный отстойник который удаляет до 70% взвешенных веществ.
Биологическая очистка. Для биологической сточных вод от органических
примесей установлен Аэротенк-смеситель с регенерацией . Эффект очистки по
БПК составляет 95% и ХПК 98%.
Место расположения промышленного предприятия – город Пермь;
Разбивка селитебной площади по виду поверхности:
асфальтовые мостовые – 10%
зеленые насаждения – 50%
Расчет ведется по пп. 2.11-2.19 СНиП 1.
Расходы дождевых стоков [pic]следует определять по методу интенсивности по
где [pic]- среднее значение коэффициента характеризующего поверхность
бассейна стока определяемое согласно пп. 2.17;
[pic]- расчетная продолжительность дождя равная продолжительности
протекания поверхностных вод по поверхности и трубам до расчетного участка
и определяемая согласно пп. 2.15.
Определение параметров работы дождевой сети.
Параметры работы дождевой сети определяются по СНиП 2.04.03-85 по данным
таблицы 4 и черт. 1:
[pic]- интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 минут
[pic] - период однократного превышения расчетной интенсивности дождя
назначается в зависимости от условий расположения дождевых коллекторов.
Этот период времени в годах в течении которого один раз будет происходить
переполнение сети при этом под переполнением понимают подпор в колодцах
напорный режим работы сети а не затопление территории;
[pic]- среднее количество дождей за год для города Перми [pic].
Параметр [pic] определяется по формуле:
[pic]- среднее значение коэффициента характеризующего поверхность бассейна
стока определяемое по формуле:
Где [pic]- коэффициент характеризующий поверхность данного вида по
[pic]- общая площадь стока – селитебная площадь = 100%.
Удельный расход дождевых вод:
где [pic]- средняя продолжительность дождя.
Расходы дождевых вод с площади промышленного предприятия [pic] определяем
где [pic]- расчетная площадь стоков. Селитебная площадь промышленного
предприятия обслуживаемая расчетным участком дождевой сети [pic].
Ливневые стоки собираются системой закрытых и открытых лотков и поступают в
приемный резервуар (накопительную емкость). Объем которой рассчитывается на
Принимаем емкость размером (400*400*400)[pic].
Усреднение расхода и концентраций загрязнений позволяют рассчитывать все
последующие звенья очистки не на максимальные а на некоторые средние
значения параметров потоков. Экономичнее усреднитель иметь в начале цепи
чем завышать объем и производительность каждого из последующих звеньев
очистки. Выбор рациональной схемы усреднителя расчет его объема производят
на основании информации о характере и колебаний параметров входного потока
[pic] и расхода [pic] и требований на допустимые колебания параметров
сточных вод на выходе усреднителя [pic] и [pic].
Количество сточных вод поступающих в усреднитель от промышленного
Коэффициенты часовой неравномерности [pic] являющиеся показателями режима
водоотведения для различных отраслей промышленности колеблются в
значительных пределах. В данном курсовом проекте принимаем коэффициентом
часовой неравномерности равным [pic] таким образом максимальный часовой
Для снижения показателей по основным параметрам применяем разбавление
производственных сточных вод условно чистыми дождевыми стоками в
соотношении 1:2 отсюда следует что максимальный часовой расход составит:
Так как производство антибиотиков работает в три смены каждая смена
составляет 8 часов работы то тогда объем усреднителя будет равен:
С целью обеспечения равномерного распределения жидкости и воздуха вдоль
усреднителя целесообразна длина секции не более 24м. Глубина слоя воды в
усреднителе из конструктивных соображений принимается в пределах 3-6м.
Ширина секции принимается не более 12м. Так как число секций сооружений
должно быть не менее двух то принимаем две секции усреднителя объем
каждой из которых будет равен:
Конструктивно принимаем глубину слоя воды в усреднителе 3м тогда длина
усреднителя 10м а ширина составит 5м. И тогда фактический объем одного
усреднителя будет равен [pic].
Распределение сточных по площади усреднителя должно быть максимально
равномерным с использованием системы каналов и подающих лотков с придонными
отверстиями расположенные на расстоянии 2 метров друг от друга. При
обеспечении должного качества строительства возможно распределение жидкости
из лотков через донные выпуски. Каждый распределительный лоток оборудуется
двумя шиберами: на входе в лоток для создания оптимального режима и
равномерного распределения сточной воды между лотками и в конце лотка на
торцевом придонном водосливном окне размером 20*40см обеспечивающий
периодическую промывку лотка. Число распределительных лотков и размещение
выпускных окон в одной или обеих стеках лотков принимается из такого
расчета чтобы в каждой циркуляционный поток поступало одинаковое
количество жидкости.
Пропускная способность секции:
Скорость продольного движения воды в секции определяется по формуле:
Полученная скорость [pic] удовлетворяет требованиям [pic].
Первичные отстойники
«Вертикальный отстойник»: 1 - лоток подачи сточных вод в сооружение; 2 –
центральная труба; 3 – отражательный щит; 4 - кольцевой лоток для сбора
плавающих примесей; 5 – труба для отвода плавающих примесей; 6 – кольцевой
лоток для сбора осветленной жидкости; 7 - полупогруженная перегородка для
предотвращения попадания плавающих примесей в осветленную воду; 8 – иловая
труба для удаления осадка из бункера сооружения; 9 – трубопровод для
отведения осветленной жидкости из отстойника.
Первичные отстойники относятся к блоку механической очистки их
устанавливают перед сооружениями биологической обработки.
Задаем что вертикальный отстойник должен обеспечивать 60%-ное задержание
механических примесей. По расходу [pic] выбирается отстойник диаметром 4 м
с глубиной зоны осветления 35 м .
Прежде всего необходимо определить частицы какой гидравлической
крупности будут задерживаться в данном типовом отстойнике.
[pic]- коэффициент использования объема проточной части отстойника
[pic]- продолжительность отстаивания сек соответствующая
заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h1=
0 мм; для сточных вод данную величину принимаем равным 600с;
[pic]- показатель степени зависящий от агломерации взвеси в
процессе осаждения; для производственных сточных вод рассчитывается по
Производительность одного вертикального отстойника определяется:
При такой пропускной способности необходимое количество сооружений
составит: [pic]. При увеличении [pic] в 13 раза [pic].
Так как менее двух сооружений не рекомендуется проектировать то принимаем
отстойника и обратным расчетом уточняется фактический эффект осветления:
при [pic] [pic]. Тогда фактическое значение гидравлической крупности
задерживаемых частиц составит [pic]. Тогда [pic]. Это соответствует эффекту
осветления Э = 63%. Фактическая концентрация взвешенных веществ в
осветленной воде составит:
Количество осадка выделяемого при первичном отстаивании в сутки и
в час максимального притока определяется по формуле:
Осадок удаляется из сооружения под гидростатическим давлением.
Интервал времени между выгрузками осадка tвыгр определяется по формуле:
То есть осадочная часть принятых типовых сооружений
способна вместить осадок в возрасте почти 29 суток. Однако во избежание
загнивания и чрезмерного уплотнения субстрата принят интервал времени между
Аэротенки - сооружения в которых происходит окисление органических
веществ сточных вод микроорганизмами составляющими основную часть
активного ила и кислородом воздуха. Расчет аэротенка производится согласно
СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».
К расчету принимаются аэротенки-вытеснители с регенерацией активного ила.
Степень рециркуляции активного ила:
Принимаем в первом приближении [pic]=100 см3г - иловый индекс и дозу ила
в аэротенке а[pic] = 3 гл. Тогда по формуле [52] СНиП [1]:
Величина БПК[pic] воды поступающей в начало аэротенка-
вытиснителя с учетом разбавления циркуляционным илом:
Период пребывания СВ в аэротенке:
Доза ила в регенераторе определяется зависимостью [55] СНиП [1]в первом
Удельная скорость окисления органических загрязнений:
где [pic]- максимальная скорость окисления (по табл.40 [1]) = 1720
С[pic] - средняя концентрация растворенного кислорода в аэротенке -
К[pic] - константа характеризующая свойства органических
загрязняющих веществ (по табл.40 [1]) = 167 мг БПК[p
К[pic]- константа характеризующая влияние кислорода (по табл.40
[pic] - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила
Продолжительность окисления органических загрязнений:
где S- зольность ила = 012.
Продолжительность регенерации ила по формуле [57] СНиП [1] :
Продолжительность пребывания ила в системе аэротенк-регенератор:
Для уточнения илового индекса определяется средняя доза ила в системе
аэротенк-регенератор:
По формуле [53] СНиП [1] определяется нагрузка на ил:
при [pic] - 2620 мг БПК[pic] (г*сут) по таблице 41 СНиП [1] для ила
производственных СВ [pic]= 72 см[pic]г что существенно отличается от
ранее определенного значения и требуется дальнейшая корректировка расчетов.
Поэтому уточняем степень рециркуляции ила:
Тогда по таблице 41 СНиПа [pic]. Эта величина отличается от принятой
ранее [pic] на 14% это больше чем на 10%.
ранее [pic] на 4% это меньше чем на 10%. Дальнейшая корректировка не
Определяется объем аэротенка и регенератора:
Общий объем аэротенк:
Регенерация составляет [pic]. Это приблизительно 50%.
Принимается аэротенк из 2[pic]секций объемом [pic] каждая с шириной
коридора В=175м и рабочей глубиной аэротенка Н=300м.
Определяем длину коридора:
где b - ширина коридора = 175 м;
n - количество секции = 2;
Н[pic] - рабочая глубина аэротенка = 300м.
Вторичные отстойники
Вторичные отстойники служат для отделения активного ила поступающего с
водой из аэротенков.
Принимаем вертикальные отстойники (такой же конструкции и диаметром
как первичные): диаметром 4м.
Расчет ведется по гидравлической нагрузке на единицу площади зеркала воды
Общая площадь зеркала воды вторичных отстойников:
где [pic]- максимальный часовой приток сточных вод = 3500м[pic]час.
Площадь зеркала одного вертикального отстойника диаметром 4м:
Требуемое количество отстойников:
Принимается 3 отстойника диаметром 4 м.
Обработка осадка городских сточных вод: расчет сооружений
1. Расчет количества сырого осадка и избыточного ила
На стабилизацию подается смесь сырого осадка из первичных отстойников и
избыточного активного ила из вторичных отстойников. Стабилизация
осуществляется в сооружениях типа аэротенков.
Определим количество сырого осадка и избыточного ила по сухому
где [pic]- средняя концентрация загрязнений общего потока по взвешенным
Э - эффект задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках =
К - коэффициент учитывающий увеличения объема осадка за счет
крупных фракций взвешенных веществ не улавливаемых при отборе проб для
где n - коэффициент увеличение и неравномерность прироста активного ила в
процессе очистки = 115;
Количество сырого осадка и избыточного активного ила по беззольному
[pic] - зольность сухого вещества сырого осадка принимаемая =
где Вг - гигроскопическая влажность избыточного активного ила = 5%;
Количество осадка и активного ила по объему смеси фактической влажности
Расход избыточного активного ила:
где [pic]- влажность активного ила выходящего из вторичных отстойников =
Общее количество сырого осадка и избыточного активного ила:
общая масса осадка и ила по сухому веществу:
общая масса осадка и ила по беззольному веществу:
общее количество сырого осадка и избыточного активного ила по объему
смеси фактической влажности:
Общая влажность смеси сырого осадка и избыточного активного ила:
Зольность смеси сырого осадка и избыточного активного ила:
2. Расчет аэробного стабилизатора
Требуемый объем аэробного стабилизатора:
где tas - продолжительность аэробной стабилизации смеси сырого осадка
и избыточного активного ила принята по СНиП [ 1 п.6.365] tas =7
В качестве аэробного стабилизатора используется сооружение типа
аэротенков ширина коридора:
где n - число секции =1;
L - длина коридора =60 м;
Принята 1 секция аэробного стабилизатора. Размеры секции
L*B*H=60*10*30=180м[pic].
Площадь зеркала осадка L*B=60*1=60м[pic]. Размеры секции приняты исходя
из условий удобства компоновки с аэротенком и обеспечения достаточной
интенсивности аэрации по СНиП.
Требуемый расход воздуха на стабилизацию:
где [pic]- расход воздуха для аэробной стабилизации принимаем в
зависимости от влажности осадка [1 п.6.366] Рсмеси=979 % => qas
Интенсивность аэрации осадка в стабилизаторе:
что не соответствует требованиям СНиП 1. Поэтому принимаем Jas=6 [pic].
И тогда [pic] м3час.
3. Расчет илоуплотнителя
Объем уплотнителя стабилизированного осадка:
где [pic] – суточное количество осадка и ила по объему смеси фактической
где Ту- продолжительность уплотнения осадка ч; Т = 5 ч; по СНиП 1 п
Принимаем 1 уплотнитель каждый размером L*B*H=1*1*3=3 м3
Размеры приняты по условию удобства компоновки со стабилизатором.
Объем уплотненного осадка при исходной влажности смеси [pic] и
уплотненной смеси Ру=975%:
4. Расчет вакуум-фильтров
Требуемая площадь фильтрующей поверхности:
где q - часовая пропускная способность вакуум-фильтра для аэробной
стабилизированной смеси сырого осадка и ила = 25кгм2*час[1];
Т - время работы вакуум-фильтров в сутки = 24 часа;
Принимается один рабочий и один резервный вакуум-фильтра марки
БОУ-5-175 с площадью фильтрующей поверхности каждого 5 м2.
Объем обезвоженного осадка:
где [pic]-влажность кека = 80%[1].
Количество фугата направляемого в аэротенк:
5. Расчет резервных иловых площадок
При проектировании механического обезвоживания осадка надо
предусматривать аварийные иловые площадки на 20% годового количества
осадка. Рабочая площадь иловых площадок:
где Т - время подсушивания = 365 дней;
[pic]- суточное количество осадка и ила по объему смеси фактической
важности направляемое на обезвоживание после стабилизации и уплотнения;
k – поправочный климатический коэффициент для Томской области =
q –нормативная годовая нагрузка на иловые площадки на естественном
основании с дренажем =15[1].
Коэффициент 02 учитывает что на резервные иловые площадки направляется
только 20% годового количества осадка.
Общая площадь сооружений [pic] м2
Принимается 4 карт по 35 м3 каждая и размерами (7*5) м.
Площадь иловых площадок следует проверять на намораживание.
Высота слоя намораживания:
где [pic] - продолжительность периода намораживания – число дней в году со
средней тнмпературой воздуха менее 10ºС = 150 дней для Томской области
k[pic]- коэффициент учитывающий что 80% площади иловых площадок
отводится под намораживание остальные 20% используются в период весеннего
таяния намороженного осадка [p
k[pic]- коэффициент учитывающий что часть влаги зимой испаряется
Поверхность слоя намороженного осадка должна быть ниже верха
оградительного осадка не менее чем на 01м: [pic]. В противном случае
предусматриваются дополнительные площади под намораживание.
Проверяем условие [pic]
[pic] Данное условие выполняется. Значит дополнительные
площади под намораживание не нужны.
Ионообменная установка
Ионообменные установки предназначены для обессоливания и очистки
сточных вод от ионов металлов а также других загрязнений до заданных
Очистку производят с помощью ионитов – синтетических ионообменных смол
выпускаемых в виде гранул размером 02 – 2 мм. Иониты представляют собой
практически не растворимые в воде полимерные вещества имеющие подвижный
ион (катион или анион) способный в определенных условиях вступать в
реакцию обмена с ионами того же знака находящимися в растворе.
При контакте с водой иониты набухают и увеличиваются в объемах (обычно
в 15 – 2 раза). Большинство ионитов хранят во влажном состоянии или под
Различают сильно- и слабокислотные катиониты и сильно- и слабоосновные
аниониты а также иониты смешанного типа.
Ионообменную очистку производят последовательным фильтрованием через
катиониты (в водородной форме) и аниониты (в гидроксильной форме).
В зависимости от состава исходной воды и требуемой степени очистки
применяем схему последовательного Н-ОН-катионирования.
Катионитовые фильтры.
Марка катионита КУ-1; фракционный состав набухшего ионита 04 – 2 мм;
содержание рабочей фракции 922%; содержание влаги 40 – 50%; насыпная
плотность товарного ионита 063 – 075 гм3; удельный объем набухшего
ионита 29 – 32 м3г; средняя рабочая обменная емкость 300 г-эквл; полная
обменная емкость 550 г-эквл; допускаемая температура воды при очистке
На ионообменную установку направляется производственный сток расходом
[pic] причем одна треть расхода направляется мимо данной установки так
как по заданию сухой остаток необходимо снизить до 500мгл.
Необходимый объем ионита определяется по формуле:
где Q – производительность установки м3ч;
Σu – суммарная концентрация извлекаемых ионов мг-эквл;
n – число регенераций в сутки;
Ераб – рабочая обменная емкость ионита г-экв на 1 м3 ионита.
где αэ – коэффициент эффективности регенерации равный 08-09;
g – удельный расход отмывочной воды (3 – 4 м3 на 1 м3 ионита);
d – коэффициент учитывающий тип ионита (для катионита – 05);
Еполн – полная динамическая обменная емкость ионита.
Площадь рабочих фильтров определяется по формуле: [pic] где v-скорость
фильтрования сточной воды равная 20 мч.
Число рабочих фильтров принимаем равное 2 число резервных фильтров –
Анионитовые фильтры.
Необходимый объем ионита W м3 определяют по формуле:
Ераб – рабочая обменная емкость ионита г-экв на 1 м3 ионита [pic].
Для регенерации аниониоых фильтров применяют 4-6% растворы едкого натра.
Удельный расход реагента на регенерацию 25 г-экв на 1 г-экв поглощенных
СНиП 2.04.03 - 85 Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: ЦИТП
Яковлев С.В. и др. Канализация Мл Стройиздат1975.
Канализация населенных мест и промышленных предприятий: Справочник
проектировщика Под ред. В.Н.Самохииа М.: Сгройиздат1981.
Справочное пособие к СНиП 2.04.03-85. Проектирование сооружений для
очистки сточных вод. Москва Стройиздат 1990.