Повышение экологической безопасности очистных сооружений г. Канска

Федеральное агентство по образованию ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Факультет Механической технологии древесины Кафедра Безопасности жизнедеятельности Курсовой проект Повышение экологической безопасности очистных сооружений г. Канска Задание В курсовой работе требуется выполнить следующее:

— оценить эффективность работы очистных сооружений КОС г. Канска;

— оценить влияние сточных вод на реку Кан;

— определить расчётную концентрацию загрязняющих веществ, поступающих на ФПЗ;

— рассчитать допустимую концентрацию загрязняющих веществ, поступающих на очистные сооружения;

— рассчитать нормативно-допустимую концентрацию загрязняющих веществ, поступающих с промышленными сточными водами предприятий г. Канска.

Таблица 1 — Исходные данные:

Реферат Целью курсовой работы является разработка рекомендаций по ограничению сброса загрязняющих веществ от цехов на очистные сооружения г. Канска и достижения норм предельно допустимого сброса (ПДС), с установлением допустимых концентраций их на входе в очистные сооружения с учетом доочистки сточных вод.

В курсовой работе проводится оценка эффективности работы очистных сооружений г. Канска.

В результате сброса сточных вод в водоемах изменяются физические свойства воды, повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются привкусы, запахи, плавающие вещества и осадки на дне. Кроме того, происходят химические процессы: увеличивается содержание органических и неорганических веществ, образуются токсичные компоненты, уменьшается содержание кислорода и т. д. Вследствие чего водоемы становятся непригодными не только для питьевого, но и для технического водопользования. Чтобы не причинять ущерб водоемам, в соответствии с Федеральным законом [1], для сбрасываемых промышленных сточных вод устанавливают нормируемые допустимые значения загрязнения.

В РФ для этих целей принята система нормирования на основе ПДК вредных загрязнений, установленных регламентирующими «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» и «Правилами санитарной охраны прибрежных районов морей» и др. Эти правила содержат указания по предупреждению и устранению загрязнения производственными сточными водами поверхностных водоемов — рек, озер, каналов, водохранилищ и морей.

Для каждого предприятия местными органами санитарного и рыбного надзора устанавливаются нормативы по качеству очищенных сточных вод, Состав и свойства воды в рыбохозяйственных водоемах должны соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод. Правила устанавливают нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска и температура воды, значение рН, состав и концентрации минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде, состав и предельно допустимая концентрация (ПДК) ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий.

Спуск в водоем недостаточно очищенных, а тем более неочищенных вод, недопустим, так как эти воды наносят водоему значительный и разносторонний ущерб.

Очистка сточных вод предприятия г. Канска осуществляется по традиционной схеме, предусматривающей механическую и биологическую очистку промышленных сточных вод.

В связи с повышением требований к сбросу очищенных сточных вод в реку Кан должен резко сократиться сброс загрязняющих веществ с очищенными сточными водами. Он рассчитан с учетом лимитирующих показателей вредности и фонового состояния реки. Необходима более глубокая очистка сточных вод с достижением концентраций по БПКполн — 3, по взвешенным веществам — 4, нефтепродуктам — 0,05, АПАВам — 0,23 мг/л

Этого можно достичь двумя путями: ограничением поступления загрязняющих веществ от предприятий, и разработкой рекомендаций по доочистке сточных вод с целью доведения их состава до норм ПДС.

1. Оценка эффективности работы очистных сооружений канализации г. Канска

В настоящее время на очистные сооружения (КОС) поступают промышленные сточные воды предприятий г. Канска в количестве 60 000 м3/сут. Однако эти данные не отражают истинного объема сточных вод, поступающих на КОС, из-за отсутствия водомерной аппаратуры. На очистных сооружениях общий объем сточных вод определяют по производительности насосов, а на предприятиях чаще всего по расчету, выполненному в планово-экономическом отделе по данным предприятия.

Проект очистных сооружений разработан ВСО «Союзводоканал» в 1967;1968 г. Год ввода в эксплуатацию — 1971. Проектная мощность очистных сооружений 284 100 м3/сут, в том числе сточные воды ЦБК — 265 400 м3/сут.

Очистные сооружения г. Канска работают по традиционной схеме (приемная камера, механические грабли, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники).

Загрязненные сточные воды поступают на очистные сооружения, где проходят механическую очистку: сточные воды предприятий — на решетках и 8 радиальных первичных отстойниках диаметром 40 м.

Очистные сооружения принимают стоки по железобетонному коллектору прямоугольного сечения, высотой 1,8 м и шириной 1,7 м. Сточные воды предварительно нейтрализованные до рН 6,5 — 7,5 поступают в камеру № 31, где установлены механические грабли для удерживания крупной коры, чурок и далее поступают в приемные резервуары.

По железобетонному лотку стоки поступают через распределительные камеры на распределительную чашу первичных отстойников. Распределительные чаши снабжены шиберами для равномерного распределения стоков по отстойникам. В первичных отстойниках происходит осаждение и удаление взвешенных веществ. Движение воды в отстойниках происходит по радиусу от центра к периферии. Скорость движения воды в отстойнике является переменной: от максимальной в центре до минимальной у периферии. Сбор осветленной воды в отстойнике осуществляется кольцевым лотком с двухсторонним переливным фронтом. Осадок со дна отстойника илоскребками сгребается в центральный приямок отстойника, откуда насосами откачивается в шламоотстойник.

После механической очистки оба потока смешиваются и поступают на биологическую очистку.

На территории города промышленный комплекс представлен крупными и средними предприятиями практически всех отраслей. Крупные и средние организации обрабатывающего производства представлены выпуском пищевых продуктов, производством металлических изделий, продукцией машиностроения, продукцией химического и фармацевтического производства. К числу наиболее крупных предприятий обрабатывающих производств относятся ООО «Канский ЛДК», ОАО КМЗ «Сегмент», ООО КЗЛМК «Маяк», ОАО «Мясо», ЗАО «Канский БХЗ».

Наиболее загрязненной частью дурнопахнущего конденсата является подскипидарная вода, в которой содержатся скипидар, метанол, этанол, ацетон и летучие соединения (сероводород, метилмеркаптан, диметилсульфид, диметилдисульфид).

Кроме органических и неорганических веществ, на КОС поступают соли тяжелых металлов: меди, железа, цинка, которые оказывают тормозящее действие на окисление органических веществ активным илом и на процессы нитрификации.

Эффективность работы очистных сооружений оценивали по результатам анализов сточных вод до и после очистных сооружений, выполненных лабораторией КОС.

Концентрация тяжелых металлов на входе в очистные сооружения колеблется от 0,005 мг/л для меди, 0,008 мг/л для цинка, 2 мг/л для железа. Эффективность очистки от металлов составила 45% для железа, 100% для цинка и 100% для меди.

Процесс биологической очистки сточных вод на очистных сооружениях не может проходить достаточно полно из-за высоких концентраций загрязняющих веществ. Так, в отдельные периоды концентрации загрязняющих веществ, на входе в КОС, (взвешенных веществ, БПКполн и сульфаты) колеблется в широких приделах.

Высокий предел колебаний концентраций загрязняющих веществ на входе в КОС, вероятно, можно объяснить частыми залповыми сбросами производственных сточных вод с высокой концентрацией медленно окисляемых соединений (фурфурол).

Таблица 2 — Эффективность работы очистных сооружений г. Канска

В Таблице 2 представлен химический состав сточных вод г. Канска. Из таблицы 2 видно, что концентрации загрязняющих веществ в очищенных стоках очень высокие, поэтому очистные сооружения не справляются с очисткой.

Следовательно, целью курсовой работы является ограничение концентрации загрязняющих веществ на входе на КОС для промышленных предприятий.

канализация загрязняющий сточный сброс

2. Влияние очищенных сточных вод на реку Кан

Качество воды определяется следующими лимитирующими показателями вредности (ЛПВ) [10]:

— рыбохозяйственным;

— токсикологическим;

— санитарно-токсикологическим;

— общесанитарным.

Сточные воды имеют интенсивную окраску и содержат вещества, оказывающие токсическое действие на водные организмы (метанол, азот аммонийный и др.) или влияющие на санитарное состояние водоемов (фенол, фурфурол).

Наиболее распространенным последствием вредного воздействия сточных вод является снижение в воде растворенного кислорода. Органические вещества, попавшие в водоем, подвергаются биохимическому разложению, при этом используется растворенный в воде кислород. Если в водоем попадают теплые воды (при этом температура в водоеме или на каком-либо участке повышается более чем на 3 — 5ОС) или поступают биогенные элементы (азот, фосфор), то может наблюдаться бурный рост сине-зеленых водорослей. При массовом отмирании происходит их гниение, сопровождающееся интенсивным потреблением кислорода. В водоеме наряду с потреблением кислорода происходит его восстановление. Однако если расход кислорода больше, чем пополнение то концентрация растворенного кислорода в воде водоема снижается, что может привести к мору рыбы. Продукты гнилостного распада сине-зеленых водорослей отравляют воду, делая ее непригодной для питья.

Сточные воды также снижают кормовую базу водоемов. Увеличение интенсивности окраски воды и количества взвешенных веществ уменьшает светопропускную способность воды. Оседающие на дно взвешенные вещества покрывают поверхность донных организмов (бентоса). Эти факторы вызывают угнетение бентоса и планктона, уменьшая тем самым кормовую базу рыб, а, следовательно, и их численность.

3. Основные положения и расчет норм допустимого сброса загрязняющих веществ от промышленных предприятий г. Канска

3.1 Основные положения и исходные данные к расчету НДС

При расчете НДС учитывали: ПДС загрязняющих веществ с очищенными сточными водами после КОС. Расчет осуществлен с учетом лимитирующего показателя вредности и фонового состояния реки Кан.

Эффективность удаления загрязняющих веществ (таблица 2) принималась по фактическому опыту работы очистных сооружений (фенолы, азот нитритный, цинк, медь, марганец, фурфурол, хром, сульфаты, хлориды, метанол, фосфаты) и теоретической эффективности удаления загрязняющих веществ (БПКполн, взвешенные вещества, нефтепродукты, азот аммонийный, АПАВы, железо, формальдегид, сульфиды).

Загрязняющие компоненты представлены в таблице 2.

Допустимая концентрация загрязняющих веществ, поступающих на КОС, определяется по формуле с учетом требований ПДС и доочистки [4]

С=, (1)

где Сст — предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в очищенных сточных водах после КОС, мг/л (таблица 2);

А — эффективность удаления загрязняющих веществ на очистных сооружениях, % (таблица 2).

При расчете НДС загрязняющих веществ, поступающих на очистные сооружения, была принята технологическая схема доочистки сточных вод на фильтрах с плавающей загрузкой, в которых в качестве загрузки используется полистирол вспененный. Вспенивание загрузки осуществляется в горячую воду либо паром при температуре 100 0С. В таблице 2 дана характеристика очищенных сточных вод после фильтров ФПЗ-3.

Содержание взвешенных веществ, БПКполн на входе в очистные сооружения приняты по проектным данным (таблица 2).

Допустимую концентрацию металлов, поступающих со сточными водами, рассчитывали исходя из фактической (для марганца, цинка и меди) и теоретической (для железа) эффективности их удаления на существующих очистных сооружениях, норм ПДС и доочистки.

Содержание сульфатов в сточных водах после очистных сооружений практически не меняется. Сооружения доочистки не обеспечивают сокращение этих веществ в сточных водах. Поэтому концентрация сульфатов и сульфидов на входе очистных сооружений принята равной фактическому содержанию их в сточной воде.

Расчет НДС загрязняющих веществ от промышленных предприятий проводили из условия, что концентрации их в смеси сточных вод, поступающих на КОС, должна быть меньше или равны допустимым концентрациям этих веществ на входе в очистные сооружения. То есть:

Ссм < ПДС. (2)

Концентрацию загрязняющих веществ в смеси промышленных сточных водах рассчитывали по формуле

Ссм=, (3)

где Ссм — концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, мг/л;

qбсв — количество сточных вод, м3/сут;

Cбсв — концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, мг/л;

Эффективность очистки сточных вод находится по следующей формуле:

Э=100%, (4)

где Э — эффективность очистки сточных вод, %;

Ссм — концентрация загрязняющих веществ в поступающих сточных водах, мг/л;

Соч — концентрация загрязняющих веществ в очищенных сточных водах, мг/л (по данным лаборатории очистных сооружений).

Суточный расход сточных вод определяли по фактическому количеству рабочих дней в году. Одновременно выявляли контролируемые показатели загрязняющих веществ в промышленных сточных водах. Состав сточных вод предприятий контролируют лаборатория очистных сооружений и санитарно-промышленные лаборатории предприятий. Периодичность контроля за составом сточных вод промышленных предприятий составляла в 2007 — 2013 гг. один раз в месяц.

Массу загрязняющих веществ Мзв, допустимую к сбросу определяли по формулам согласно методическим указаниям [4]

Мзв=QпрСпсв. (5)

Все результаты расчета нормативов допустимых концентраций сведены в Таблицу 2.

3.2 Расчет НДС загрязняющих веществ от предприятий г. Канска

Концентрацию загрязняющих веществ в промышленных сточных водах определяли по формуле (3). При этом учитывали лимитирующий показатель вредности, расход производственных сточных вод и концентрацию загрязняющих веществ в промышленных сточных водах согласно рекомендациям и Постановления правительства РФ № 8 ст. 1082.

Расчет НДС проводили с учетом особенностей каждого предприятия, специфики производства, количества загрязняющих веществ и объема сточных вод. Приведен материал по фактическому и заданному сбросу загрязняющих веществ, контролируемых лабораторией очистных сооружений.

3.2.1 Биохимическая и химическая потребность кислорода

Согласно проекту концентрация загрязняющих веществ по БПКполн., в сточных водах г. Канска на входе в КОС должна быть 448,5 мг/л.

Рассмотрим количество загрязняющих веществ по БПКполн., поступающих от промышленных предприятий г. Канска.

По таблице 3 фактический сброс по БПК превышает НДС. Принимаем показатель по БПКполн в пределах 448,5 мг/л. Практически по всем показателям допустимый сброс не достигнут.

3.2.2 Взвешенные вещества

В Таблице 3 представлены нормы допустимого сброса СВ сточных вод от предприятия, которые рассчитаны по формулам, кг/ч

М2 =, (6)

НДС=М2 < Qрасч, (7)

где М2 — фактическая концентрация загрязняющих веществ сточных вод г. Канска, мг/л;

Ммасса загрязняющий веществ рассчитанная по формуле 5;

М.1 -масса загрязняющих веществ поступающие с бытовыми промышленными водами;

Qрасч — расчетная концентрация загрязняющих веществ на входе в КОС, кг/ч.

Таблица 3 — Расчет загрязняющих веществ промышленных сточных вод КОС г. Канска

Из таблицы 3 видно, что концентрация загрязняющих веществ промышленных сточных вод выше, чем на входе от предприятий г. Канска, т.к. промышленные сточные воды смешиваются с бытовыми сточными водами.

Заключение

В курсовой работе приведена количественная и качественная характеристика сточных вод, поступающая от БХЗ г. Канска.

Эффективность очистки сточных вод по основным загрязняющим веществам колеблется в широких пределах: от 3,33% до 95%.

Установлено, что по основным показателям, кроме азота аммонийного, нитратов, АПАВов, метанола, сульфатов и фосфатов очищенные сточные воды после КОС не удовлетворяют требованиям ПДС загрязняющих веществ с очищенными сточными водами.

При проведении расчетов было определено, что концентрация ЗВ в очищенных сточных водах, сбрасываемых в реку Кан, по всем показателям превышает ПДС. Следовательно, для достижения норм допустимого сброса была принята дополнительная ступень доочистки сточных вод на фильтре с плавающей загрузкой. В результате чего по многим показателям норма допустимого сброса была достигнута.

Однако, несмотря на введение дополнительной ступени доочистки по некоторым показателям, например, таким как БПКполн и взвешенные вещества, концентрация превышает допустимые пределы, поэтому необходимо ограничение поступления загрязняющих веществ от предприятий, что и было сделано при расчете НДС.

С введением доочистки и ограничений все показатели будут соответствовать ПДС.

Список используемых источников

1. Российская Федерация. Закон № 7-ФЗ. Об охране окружающей среды [Текст]. — введ. с янв. 2001 — М.: Российская газета, 2002. — № 6.

2. Проектное задание очистных сооружений и выпуск очищенных сточных вод [Текст]: том 2./ Красноярск, 1966.

3. Методические указания по расчету количества и качества промышленных сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов [Текст]. — М.: Госстрой России, 2007. — 39 с.

4. Российская Федерация. Постановление. Об утверждении Правил пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в РФ [Текст]: Постановление правительства РФ № 8, ст. 1028. М., 2001. — 41 с.

5. Канализация населенных мест и промышленных предприятий [Текст]: справочник проектировщика; под общ. ред. В. Н. Самохина — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1987. — 639 с.

6. Водоотводящие системы промышленных предприятий [Текст]: учебник для вузов/ С. В. Яковлев [и др.]. — М.: Стройиздат, 1990. — 511с.

7. Аюкаев Р. И., Мельцер В. З. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды [Текст]: справочное пособие.- Ленинград: Стройиздат, 1985. — 120 с.

8. СНиП 2.04.03−85. Канализация. Наружные сети и сооружения [Текст]. — М.: ЦИТПГОССТРОЯ СССР, 1986. — 72 с.

9. СанПиН 4630−88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения [Текст]. — М.: ГСЭУМЗ СССР, 1988. — 89 с.

.ur