Сточные воды ООО «Благоустройство». Расчетные расходы поверхностных сточных вод, поступающих на очистные сооружения

Система водообеспечения предприятия ООО «Благоустройство» представляет собой комплекс сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором. Особенностью схем водоотведения предприятия является то, что выполняется несколько технологических водоотводящих сетей, имеющих свои регулирующие резервуары, насосные установки и очистные сооружения. Расположение подземных и наземных сооружений выполнено как единое подземное комплексное хозяйство с учетом общего планировочного решения промышленной площадки и взаимной компактной и легкодоступной прокладки сетей. Насосные установки для перекачки производственных сточных вод, выделяющих вредные газы и пары, располагаются в отдельных зданиях с обеспечением постоянной их вентиляции. Для инертных производственных и бытовых сточных вод допускается совмещенная насосная станция, а приемный резервуар выполняют с числом отделений, соответствующих числу несмешиваемых потоков. В понятие «сточные воды» входят различные по происхождению, составу и физико-химическим свойствам воды, которые использовались человеком для бытовых и технологических нужд. Все примеси сточных вод независимо от происхождения разделяют несколько групп в соответствии с размером частиц. К первой группе примесей относят нерастворимые в воде грубодисперсные примеси органической или неорганической природы. К ним относят микроорганизмы (простейшие водоросли, грибы), бактерии. Эти примеси образуют с водой неустойчивые системы. При определенных условиях они могут выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды. Значительная часть загрязнений этой группы может быть выделена из воды в результате гравитационного осаждения. Вторую группу примесей составляют вещества коллоидной степени дисперсности с размером частиц менее 10^-6 см. К этой группе относятся и высокомолекулярные соединения, так как их свойства сходны с коллоидными системами. Малый размер их частиц затрудняет осаждение под действием сил тяжести. При разрушении устойчивости примеси выпадают в осадок. К третьей группе относят примеси с размером частиц менее 10^-7 см. Они имеют молекулярную степень дисперсности. При их взаимодействии с водой образуются растворы. Для очистки сточных вод от примесей третьей группы применяют биологические методы. Производственные сточные воды образуются в результате технологических процессов. Качество сточных вод и концентрации загрязняющих веществ определяются следующими факторами: видом промышленного производства и исходного сырья, режимами технологических процессов [13]. Концентрация загрязнений в производственных сточных водах может сильно колебаться во времени и зависит от хода технологического процесса в отдельных цехах или на предприятии в целом. Неравномерность притока сточных вод и их концентрации во всех случаях ухудшает работу очистных сооружений и усложняет эксплуатацию. Бытовые сточные воды всегда содержат большое количество микроорганизмов, которые являются продуктами жизнедеятельности человека, среди которых могут быть и патогенные. Особенностью таких стоков является относительное постоянство их состава. Основная часть органических загрязнений таких вод представлена белками, жирами, углеводами и продуктами их разложения. Неорганические примеси составляют частицы кварцевого песка, глины, соли, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека. К последним относят фосфаты, гидрокарбонаты, продукты гидролиза мочевины. Из общей массы загрязнений бытовых сточных вод на долю органических веществ приходится 45-58%. Проблема охраны поверхностных и подземных вод загрязнения промышленными и бытовыми стоками является одной из важнейших государственных задач. Поэтому сточные воды перед спуском их в канализацию должны подвергаться обезвреживанию.

Смесь хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод по физическому состоянию является нестойкой полидисперсной системой. Примеси (загрязнения) сточных вод по своим размерам колеблются от грубых до высокодисперсных.

В бытовых сточных водах грубодисперсные примеси и взвешенные частицы (размером более 10 -4 мм) составляют 35-40%, колло-иднорастворенные (размером 10 -4 мм) — 10-25%, растворимые (размером менее 10 -6 мм) составляют 40-55% от общего количества загрязнений.

На одного жителя, который пользуется канализацией, приходится 60-80 г взвешенных частиц в сутки (в сухом эквиваленте). При очистке сточных вод вначале извлекают грубо-дисперсные, а затем коллоиднорастворенные и растворенные примеси.

По своему составу примеси хозяйственно-бытовых стоков делят на три группы: минеральные, органические и биологические.

К минеральным примесям относят: песок, частицы шлака, глины, соли, щелочи, кислоты, минеральные масла и другие органические вещества. Количество минеральных примесей составляет около 30-40% от общего количества загрязнений.

К органическим примесям относят загрязнения растительного и животного происхождения.

В загрязнениях растительного происхождения основным элементом является углерод, а в загрязнениях животного происхождения — азот. Органические загрязнения образуются в результате жизнедеятельности человека. Количество органических примесей составляет 60-70% от общего количества загрязнений хозяйственно-бытовых сточных вод. Количество органических загрязнений пропорционально числу жителей и составляет 7-8 г азота, 8-9 г хлоридов, 1,5-1,8 фосфора, 3 г калия и других веществ на одного жителя в сутки.

Наибольшие трудности при очистке сточных вод вызывают органические примеси. Находясь в сточных водах, они быстро загнивают и отравляют грунт, воду и воздух. Поэтому сточные воды необходимо быстро вывести за пределы населенных пунктов и минерализовать органические вещества, которые уже теряют свои вредные качества.

К биологическим примесям относятся микробная флора и фауна: бактерии, вирусы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибки и т.п. Несмотря на то, что размеры и вес микроорганизмов очень малы, зато если сложить вместе все бактерии, то суммарный объем микроорганизмов в сточных водах составит приблизительно 1 м3 на 1000 м3 стоков. Живительной средой для микроорганизмов являются органические вещества, находящиеся в сточных водах.

Состав сточных вод и их свойства оценивают по результатам санитарно-химического анализа, включающего наряду со стандартными химическими тестами ряд физических, физико-химических и санитарно-бактериологических определений. Сложность состава сточных вод и невозможность определения каждого из загрязняющих веществ приводят к необходимости выбора таких показателей, которые характеризовали бы определенные свойства воды без идентификации отдельных веществ [14].

Состав исходных вод на станции  в мг/л раствора приведены в таблице 1.

Таблица 1

 Состав исходных вод на станции в мг/л раствора

Под расчетным расходом подразумевается расход, являющийся лимитирующим при расчете сооружений водоотведения. Для расчета водоотводящих сооружений используются средние и максимальные суточный, часовой и секундный расходы.

 Расчетные расходы бытовых и близких к ним производственных сточных вод определяются по формулам:

Q mid = (25N1 + 45N2)/1000, м³/сут                                  (2.1)

Q max.см= (25N3 + 45N4)/1000, м³/сут                             (2.2)

Qmax.s = (25N3∙Kб.х. + 45N4∙Kб.г.)/t∙3600, л/с                    (2.3)

где N1 и N2 – число работающих в сутки при удельном водоотведении соответственно в холодных и горячих цехах 25 и 45 л/см на одного работающего; N3 и N4 – то же в смену с максимальным числом работающих при удельном водоотведении соответственно 25 и 45 л/см на одного работающего; Q mid – среднесуточный расход; Q max.см – расход в смену с максимальным числом работающих; Kб.х. = 3 и Kб.г = 2,5 – коэффициенты часовой неравномерности при удельном водоотведении соответственно 25 и 45 л/см на одного работающего; t – продолжительность смены, ч.

Нормой водопотребления, называется целесообразное количество воды, необходимое для производственного процесса, установленное (или рекомендуемое) на основании передового опыта или научно обоснованного расчета. Нормой водоотведения является установленное среднее количество сточных вод, отводимых от производства в водоем при целесообразной норме водопотребления. Эти показатели выражаются в м³ воды на единицу готовой продукции или используемого сырья. Расход бытовых сточных вод и близких к ним производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения, рассчитывают по следующим формулам:

Qсут = NM                                                      (2.4)

q макс.с = NM макс.с ∙ Кч/3,6 Т                                        (2.5)

где Qсут – общий расход сточных вод, м³/сут; q макс.с – максимальный расход сточных вод, л/с; N – норма водоотведения на единицу продукции или перерабатываемого сырья с учетом водооборота, м³; М и M макс.с – число единиц продукции или перерабатываемого сырья при максимальной выработке соответственно в сутки и за смену; Т – число рабочих часов в смену; Кч – коэффициент часовой неравномерности.

При расчете водоотводящих сетей важно знать не только суточный расход сточных вод, но и режим их поступления в течение суток. Сточные воды могут поступать в течение смены равномерно и неравномерно. Неравномерность их поступления в водоотводящую сеть характеризуется общими коэффициентами неравномерности притока сточных вод, значения которых приведены в СНиП 2.04.03 – 85. Коэффициенты часовой неравномерности общего стока данного предприятия равны 1 – 1,1. Необходимо учитывать изменения состава сточных вод в течение суток. В ряде случаев существует корреляция между изменением расхода сточных вод в течение суток и изменением их состава. Иногда эта зависимость отсутствует. При создании водообеспечения используют последовательную или прямоточную подачу воды. При прямоточном водоснабжении количество отводимых в водоем сточных вод (Qсбр) можно рассчитать по формуле:

Qсбр = Qист –Qпот                                             (2.6)

где Qист – количество воды, подаваемое из источника на предприятие; Qпот –

вода, безвозвратно расходуемая в производстве [15].