Биохимическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий (стр. 11 из 16)
В целях повышения качества очистки стоков предлагается осуществить реконструкцию очистных сооружений с доведением показателей стоков до требований, предъявляемых к ним для повторного использования в оборотном водоснабжении, до требований, предъявляемых на сбросе избыточного количества очищенных стоков после БХО в р. Кама, то есть минуя городские биологические очистные сооружения.
Одним из основных недостатков работы очистных сооружений является наличие устаревшей системы аэрации. Керамические трубы, через которые осуществляется подача и распределение воздуха за длительное время эксплуатации закальматировались, потеряли свою прочность и ломаются при монтаже и демонтаже. Аэрация через отверстия в трубах уже не позволяет получать мелкие пузырьки воздуха, что и является причиной снижения концентрации растворенного кислорода.
Песок выносится из песколовок в последующие сооружения и в первую очередь в первичные отстойники, откуда в составе сырого осадка перекачивается в аэротенки I ступени и оседает в "застойных" зонах. Наличие застойных зон обусловлено пристенной системой аэрации аэротенков. В этих зонах вместе с песком оседает и гниет ил. В результате чего, качество очистки воды снижается.
В связи с этим предлагается замена существующих фильтросных труб на более эффективные аэраторы мембранного типа – "ФОРТЕКС АМЕ – Т 370". Специально перфорированная мембрана из синтетического каучука работает как обратный клапан, что предотвращает обрастание пор биоплёнкой. Данные аэраторы обеспечат более эффективную очистку сточных вод при минимальных затратах электроэнергии.
Сборка системы аэрации проводится без дополнительных муфт, простым свинчиванием аэраторов между собой и последующей фиксацией, что позволяет произвести реконструкцию системы аэрации в предельно короткие сроки.
Преимуществом данных аэрационных элементов является:
· Высокая окислительная мощность;
· Высокая доля используемого кислорода;
· Низкие потери давления;
· Простая конструкция элементов;
· Возможность простой и быстрой замены мембраны или целого элемента;
· Высокая устойчивость к засорению;
· Экономия электроэнергии.
Рис. 16. Сравнение старой и новой систем аэрации
1 – фильтросные трубы;
2 – мембранные аэраторы ФОРТЕКС.
3. Расчёт материального баланса
Материальный баланс составлен по содержанию БПКполн, нефтепродуктов и взвешенных веществ в воде и концентрации активного ила согласно схемы изображенной на рисунке 17.
Расчет сделан исходя из следующих данных:
Производительность000 м3/сут;
БПКполн на входе0,0 мгО2/л;
Концентрация нефтепродуктов на входе9,0 мг/л
Концентрация взвешенных веществ на входе2,0 мг/л;
Концентрация ила на входе,1 мг/л
Прирост активного ила,74 мг/л
Эффективность работы отстойников%
Рис. 17. Схема материального баланса очистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода производительностью 60 тыс. м3/сутки
Представим табличный вариант расчёта материального баланса.
Таблица 6 Материальный баланс песколовок
| Показатель | Приход (т/сут) | Расход (т/сут) |
| Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Осадок | 59.935,74 21,00 7,92 35,34 | 59.878,25 21,00 5,37 18,33 77,05 |
| ИТОГО | 60.000 | 60.000 |
Таблица 7 Материальный баланс нефтеловушек
| Показатель | Приход (т/сут) | Расход (т/сут) |
| Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Осадок Отведённый н/продукт | 59.878,25 21,00 5,37 18,33 | 59.845,92 18,25 3,13 8,17 2,24 10,16 |
| ИТОГО | 60.000 | 59.887,87 |
Таблица 8 Материальный баланс флотационной установки
| Показатель | Приход (т/сут) | Расход (т/сут) |
| Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Осадок Отведённый н/продукт | 59.845,92 18,25 3,13 8,17 | 59.854,046 5,124 1,434 0,798 3,696 10,372 |
| ИТОГО | 59.875,47 | 59.875,47 |
Таблица 9 Материальный баланс аэротенка
| Показатель | Приход (т/сут) | Расход (т/сут) |
| Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Активный ил | 59.853,98 5,124 1,434 0,798 0,066 | 59.856,078 0,45 2,13 0,06 2,684 |
| ИТОГО | 59.861,402 | 59.861,402 |
Таблица 10 Материальный баланс вторичных отстойников
| Показатель | Приход (т/сут) | Расход (т/сут) |
| Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Активный ил + осадок | 59.856,078 0,45 2,13 0,06 2,684 | 59.857,801 0,36 0,786 0,06 2.395 |
| ИТОГО | 59.861,402 | 59.861,402 |
4. Проектирование промышленного аппарата
4.1 Расчёт аэротенка-вытеснителя I ступени
Исходные данные. Расчётный расход производственных сточных вод нефтеперерабатывающего завода (система II) qw = 2500 м3/ч; суточный расход Q = 60000 м3/сут; БПКполн поступающей сточной воды Len = 85,4 мг/л; БПКполн очищенной сточной воды Lex = 6 мг/л; концентрация взвешенных веществ в поступающей сточной воде Свв = 46 мг/л.
Расчёт:
Поскольку значение Len <150 мг/л к расчёту принимаем аэротенк-вытеснитель без регенератора. Для вторичного отстаивания предусматриваем радиальные отстойники с илососами.
Для сточных вод нефтеперерабатывающего завода назначаем константы:
- максимальная скорость окисления ρmax = 59 мгБПК/(гч);
- константа, характеризующая свойства загрязнений К1 = 24 мгБПК/л;
- константа, характеризующая влияние кислорода К0 = 1,66 мгО2/л;
- коэффициент ингибирования φ=0,158 л/г;
- зольность ила S=0,3.
Дозу активного ила в аэротенке принимаем равной первоначально аi = 3 г/л, значение илового индекса Ji = 90 см3/г, концентрацию растворённого кислорода Со = 2,5 мг/л.
Рассчитываем степень рециркуляции активного ила:
Рассчитываем БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды с учётом разбавления рециркуляционным расходом:
Определяем период аэрации:
Рассчитаем нагрузку на активный ил, подставляя в формулу значения Lmix и t.
мг/(г*сут)Таблица 11 Значение илового индекса
| Сточные воды | Иловый индекс Ji, см3/г при нагрузке на ил qi, мг/(г*сут) | ||||
| 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | |
| Производственные: Нефтеперерабатывающих заводов | 110 | 70 | 80 | 120 | 160 |
По таблице 6 с помощью интерполяции находим иловый индекс, который соответствует рассчитанной нагрузке на активный ил:
Принятое значение илового индекса отличается от табличного на величину:
%Считаем эту погрешность вполне допустимой.
Определяем объём аэротенка с учётом циркуляционного расхода:
Подбираем типовой проект аэротенка-вытеснителя № 902-2-193 со следующими характеристиками:
* число секций nat = 3;
* число коридоров ncor = 3;
* рабочая глубина Hat = 4,4 м;
* ширина коридора bcor= 4,5 м.
Длина секции аэротенка:
м (4.7)Общий размер аэротенка 40 х 41 м.
Рассчитываем прирост активного ила:
4.2 Расчёт системы аэрации
Принимаем глубину погружения аэраторов:
Находим растворимость кислорода при температуре воды 20°С: СТ=9,02 мг/л. Рассчитаем растворимость кислорода в воде: