43
высшей категории.
Реконструкция провелась из-за планируемого увеличения
производительности завода, где старые очистные сооружения не справлялись
с очисткой промливневого стока.
Осветленные производственные сточные воды после нефтеловушки
самотеком поступают в резервуар насосной станции, в котором
устанавливаются погружные насосы, подающие стоки на сооружения физико-
химической очистки. В этот же резервуар подаются осветлено-дождевые
стоки из секций резервуаров-аккумуляторов.
Объем резервуара насосной станции составляет 25,85 м
3
.
В связи с различными режимами поступления производственных и
дождевых сточных вод, и дождевых стоков на площадку очистных
сооружений, а также поступлением на очистку производственных и дождевых
сточных вод с территории самих очистных сооружений, для определения
требуемой производительности насосной станции и очистных сооружений
физико-химической очистки рассматриваются три основных режима
поступления всех промливниевых стоков на очистку.
Управление насосами - местное, дистанционное (из операторной с
использованием частотного преобразователя) и автоматическое от уровней
стоков в резервуаре насосной станции.
Резервуар насосной станции оборудован дыхательной трубой высотой 6
м с огнезащитным клапаном.
Для очистки промливневых сточных вод и дождевых стоков после
физико-механической очистки применена схема физико-химической очистки,
которая включает в себя две параллельные технологические линии,
производительностью 40 м
3
/ч каждая.
В состав технологической линии входят следующие сооружения:
напорный нефтеотделитель SPS-50/0.2.01-А;
статический смеситель CC-1,3;
напорный флотатор ФНР - 60У (с);
44
установка растворения воздуха УРВ-20.
Кроме основных сооружений технологических линий, проектом
предусматривается следующее оборудование, которое является общим для
двух линий, а именно:
два горизонтальных отстойника с приемной камерой насосов,
подающих стоки на фильтрацию;
бак для сбора шлама и флотопены;
насосы для откачки осадка из бака на установку переработки
нефтешлама Н-4/1,2 (один рабочий, один резервный);
насосы подачи стоков на фильтрование Н-2/1,2,3 (два рабочих,
один резервный);
передвижной шнековый насос Н-9 для откачки шлама и
нефтепродуктов из отстойника.
Проведенные исследования по работе очистных сооружений
показывают, что нормальную работу очистных сооружений нарушает
неэффективность очистки сточных вод на стадии обеззараживания. Так же
существенным минусом является опасность использования хлора в качестве
реагента.
После хлорирования в дозах остаточного хлора 1,5мг/л в пробах
остается очень высокое содержание вирусных частиц, поэтому даже
хлорированные воды остаются эпидемиологически опасными в отношении
энтеровирусных заболеваний. Следует отметить тот факт, что применение
хлора, так же, требует дополнительных затрат и контроля за зданием
хлоратрорной и хлордозаторной, во избежание террористических актов
направленных на население близлежащих населенных пунктов и сохранение
благоприятной природной и водной среды обитания.
Таким образом, снижение негативного воздействия НПЗ на гидросферу
можно достичь путем усовершенствования узла обеззараживания. В данной
работе предлагается замена хлорирования на обеззараживание при помощи
ультрафиолетового облучения сточных вод. Расчет внедрения данного
45
проекта производится в соответствии с методикой использования
ультрафиолетового излучения при обеззараживании воды [21].
Предлагаемый способ не требует введения в воду химических реагентов,
не влияет на вкус и запах воды и действует не только на бактериальную флору,
но и бактериальные споры. Бактерицидное облучение действует почти
мгновенно и, следовательно, вода, прошедшая через установку, может сразу
же поступать непосредственно в водоем. Из числа возможных альтернатив
хлорирования в технологической схеме очистки сточных вод предпочтение
можно отдать применению ультрафиолетовых лучей, так как дезинфекция с
их помощью не оказывает токсического влияния на водные организмы и не
приводит к образованию вредных для здоровья химических соединений.
3.2 Мероприятия по защите водоемов г. Туапсе от загрязнения
нефтепродуктами
В данном разделе проведем проектирование аппарата биохимической
очистки сточных вод.
Расчётный расход производственных сточных вод
нефтеперерабатывающего завода qw = 2500 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.
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;
46
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 см
3
/г, концентрацию
растворённого кислорода Со = 2,5 мг/л.
Рассчитываем степень рециркуляции активного ила:
R
i
=
(3.1)
R
i
=0,37
Рассчитываем БПК
полн
поступающей в аэротенк сточной воды с учётом
разбавления рециркуляционным расходом:
L
mix
=
(3.2)
L
mix
=63,962,мг/л
Определяем период аэрации:
t = (
????
) ????
????
????
????
????
????
????????
(3.3)
Рассчитаем нагрузку на активный ил, подставляя в формулу значения
L
mix
и t. t = 1,914
q
i
=
????
????
, мг/гсут (3.3)
q
i
= 242,231мг/гсут
47
Таблица 3.1 - Значение илового индекса
Сточные воды
Иловый индекс J
i
, см
3
/г при нагрузке на
ил q
i
, мг/(гсут)
200
300
400
500
600
Производственные:
Нефтеперерабатывающих
заводов
110
70
80
120
160
По таблице 3.1 с помощью интерполяции находим иловый индекс,
который соответствует рассчитанной нагрузке на активный ил: J
i
= 80,434
Принятое значение илового индекса отличается от табличного на
величину: ∆ = 100
= 10,629%
Считаем эту погрешность вполне допустимой. Определяем объём
аэротенка с учётом циркуляционного расхода:
W = qW
????
????
(3.4)
W = 6,556
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:
l =
, м (3.5)
l = 36,789 м
Общий размер аэротенка 40 х 41 м.
Рассчитываем прирост активного ила:
48
P
i
= 0,8 +C
BB
+K
g
(3.6)
P
i
=62,42
Расчёт системы аэрации. Принимаем глубину погружения аэраторов:
h
a
= H – 0,3 (3.7)
h
a
= 4,1
Находим растворимость кислорода при температуре воды 20°С: С
т
=9,02
мг/л. Рассчитаем растворимость кислорода в воде:
С
a
=
????
????
, мл/г (3.8)
С
а
= 10,815 мл/г
Для аэрации принимаем мелкопузырчатый трубчатый мембранный
аэратор, состоящий из резиновой перфорированной мембраны,
прикреплённой к несущей трубке.
Находим значение коэффициента, учитывающего тип аэратора:
К
1
= 1,47. Интерполяцией находим коэффициент, зависимый от глубины
погружения аэратора: K
2
= 2,56
Коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, равен:
K
t
= 1+0,02 ( T – 20) (3.9)
K
t
= 1
Рассчитаем удельный расход воздуха q
air
:
q
air
=
????
????
????
????
(3.10)
49
q
air
= 3,987
Определяем интенсивность аэрации:
J
a
=
(3.11)
J
a
= 9,165
Определяем общий расход воздуха:
Q
air
= q
air
q
w
Q
air
= 7776
Расчёт насоса [19].
Выбор трубопровода. Примем скорость воды равную 2 м/с.
d
vn
=
(3.12)
d
vn
= 0,663
где Q - расход воды, м
3
/секунду.
Определяем потери на местное сопротивление: ϖ = 2; ρ =998; µ =
0,001005
Re = µ
(3.13)
Re = 1,317
т.е. режим течения турбулентный.
ω - скорость потока, м/с;
ρ - плотность воды, кг/м
3
;
μ - динамическая вязкость, м∙с/кг.
римем абсолютную шероховатость равной ∆ = 2
м тогда
относительная шероховатость:
e =
(3.14)
50
e = 3,017
Коэффициент трения равен:
λ =0,11
????
????
0,25
(3.15)
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений:
Для всасывающей линии
1. Вход в трубу (принимаем с острыми краями): ξ
1
= 0,5
2. Прямоточные вентили: ξ
2
=0,3
3. Отводы: А = 1; B = 0,09; ξ
3
= 0,09
Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:
(3.16)
Потерянный напор во всасывающей линии:
h
1
=(
????
????
(3.17)
l=10; h
1
=0,344
Для нагнетательной линии
1. Отводы под углом 120: А =1,17; В =0,09; ξ
1
= 0,105.
2. Отводы под углом 90: ξ
2
=0,09
3. Нормальные вентили: ξ
3
=5,5
4. Выход из трубы:ξ
4
= 1
(3.18)
Потерянный напор в нагнетательной линии: l =40
0.015
1.46
13.11
51
h
2
=
????
????
(3.19)
h
2
=2,861
Общие потери насоса: h = h
1
+h
2
; h = 3,206 м
Выбор насоса. Находим потребный напор насоса: Hg = 15; p
1
= 0; p
2
=
0,151
H = Hg +h +
(3.20)
H = 33,645
Такой напор при заданной производительности обеспечивается
многоступенчатым центробежным насосом.
Определяем полезную мощность насоса:
N = ρ (3.21)
N= 227,1.
Устанавливаем, что заданной подаче и напору более всего соответствует
насос марки ЦНС 300-540.
Выбор газодувки.
Расход воздуха для обеспечения достаточной аэрации равен
7776 м
3
/час. Исходя из этого подбираем газодувку ТВ-600-1,1 с типом
электродвигателя А3-315М-2 и максимальной мощностью 200 кВт.
Сравнительный анализ концентраций загрязняющих веществ
представлен в таблице 3.2.
С
ф
– фоновая концентрация;
С
пдк
– предельно-допустимая концентрация взвешенных веществ;
С
ст
– фактическая концентрация;
С
ндс
– нормативно-допустимая концентрация.
52
Таблица 3.2 - Сравнительный анализ концентраций до
инженерного мероприятия
Наименование
вещества
С
ф
, г/м
3
С
пдк,
г/м
3
С
ст
, г/м
3
С
ндс,
г/м
3
Нитраты
0,046
1
0,1219
1,98262
Нитриты
0,025
0,02
0,06625
0,01485
Фосфаты
0,003
0,05
0,00795
0,09841
Так рассчитанная концентрация данных веществ в 2 раза меньше
фактического значения, т.е. С
ндс
< С
ст
, и С
ст
также превышает ПДК. Данные
показатели свидетельствуют о том, что сточные воды НПЗ не отвечают
нормативным требованиям, поэтому необходимо разработать инженерные
мероприятия для повышения эффективности работы НПЗ. Расчет после
проведенных мероприятий рассчитывается аналогичным образом (табл. 3.3).
Таблица 3.3 - Сравнительный анализ концентраций после
проведения инженерных мероприятий
Наименование
вещества
С
ф
, г/м
3
С
пдк,
г/м
3
С
ст
, г/м
3
С
ндс,
г/м
3
Нитраты
0,01
1
0,0265
2,0197
Нитриты
0,0003
0,02
0,000795
0,040291
Фосфаты
0,00004
0,05
0,000106
0,1014588
Таблица 3.4 - Сравнительный анализ фактического сброса
загрязняющих веществ в р. Туапсе после разработки мероприятия
с нормативами предельно допустимого сброса
Загрязня
ющее
Вещество
ПД
К
р.х.
Фактический
сброс
Фактический
расход сточной
воды
Нормативы ПДС
Утвержденный
расход сточной
воды
Факт
.
конц
ентр
ация
Масса
Допуст
имая
конце
нтраци
я
Утвержден
ная масса
мг/дм
3
мг/дм
3
г/час
т/год
тыс.
м
3
/год
мг/дм
3
г/час
т/год
тыс.
м
3
/год
Азот
нитритов
0,02
0,00
03
0,00
03
0,00
0039
51,4
0,0002
0,03
0,000
24
1200
Азот
нитратов
1
0,00
01
0,28
0,00
025
0,14
19,1
8
0,168
Фосфаты
0,05
0,00
00
004
0,02
0,00
003
0,045
6,16
5
0,054