Проект системы контроля и управления процессом водоочистки производства белково-витаминного концентрата

Схема очистки сочных вод представлена на рисунке 7.1 – приемная камера; 2 – Решетки; 3 – песколовка; 4 - первичный отстойник; 5 – денитрификатор; 6 – аэротенк; 7 – нитрификатор; 8 – вторичный отстойник; 9 – лоуплотниьтель; 10 – иловые площадки; 11 – песковые площадкиРисунок 7 – Схема очистки сточных вод2.4 Расчет аэротенкаПродолжительность обработки сточной жидкости в аэротенкегде φ – коэффициент ингибирования процесса биохимического окисления органических веществ продуктами распада активного ила, принимается равным 0,07л/г [2];ρmах-максимальная скорость окисления органических веществ в аэротенке, принимается по [2] равной 85 мг БПКпол /(г.ч);С0-концетрация растворенного кислорода в аэротенке, принимается по СП [2] равной 2мг/л;ai–доза ила в аэротенке, принимается такой же, как и в денитрификаторе 1-5г/л;S - зольность активного ила в аэротенке примерно равна зольности ила в денитрификаторе;К0-константа, характеризующая влияние кислорода, принимается по [1];Lmix -БПКпол сточной жидкости с учетом разбавления рециркуляционным расходомПри этом на 50 % снижение БПК осуществляется при первичном отстаивании, тогда после отстойников БПК составит 1000 мгО/л, условно принимая, что в денитрификаторе снижение по БПК составляет 40 %,Lmix===220,98мг/л;Кl – константа, характеризующая свойства органических загрязнений по БПКпол, принимается по [2];Kp – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания, принимается согласно рекомендациям [2].Требуемый объем аэротенкаWat=qm∙tat =3425∙5,49 = 18803,25м3Прирост активного ила в денитрификаторе и аэротенке.Пi = 0,8·Ссdp+0,3·LcdpПi = 0,8 ·100+0,3 ·600=200 мг/лГде Ссdp – концентрация взвешенных веществКоличество азота, пошедшее на синтез клеток микроорганизмов в денитрификаторе и аэротенке∆N = Пi∙М∙m(1- s)где Мgeн,аэр – доля микроорганизмов в активном иле, принимается равной 0,2-0,3;m – доля азота в клетках микроорганизмов в пересчете на сухое вещество, принимается равной 0,05-0,15∆Ngеn, аэр=200∙0,3∙0,1(1-0,3)=4,2 мг/л3 Проект системы контроля и управления водоочисткой3.1 Система контроля очистки сточных вод на предприятииВ системе мониторинга качества вод (МКВ), включая сточные, для непрерывного контроля в потоке пробы суммарного содержания растворенных органических соединений, его отображения в реальном времени на экране монитора и документирования информации использовался озонохемилюминесцентный (ОХЛ) прибор [9].Принцип действия ОХЛ прибора в составе системы МКВ основан на эффекте хемилюминесценции, возникающей при окислении озоном растворенных в воде органических молекул. Хемилюминесценция возникает мгновенно, ее интенсивность пропорциональна суммарному содержанию органического вещества в потоке контролируемой воды, поэтому отклик прибора позволяет вести контроль в реальном времени. Поскольку ОХЛ прибор содержит портативный проточный генератор озона, он не нуждается в заправке реагентами и в автоматическом режиме (без участия оператора) длительное время ведет непрерывный мониторинг потока пробы воды природного объекта или воды, отобранной на выходе из очистных сооружений.Схема газовых и гидравлических коммуникаций приведена на рис. 7. Генератор озона представляет собой проточную ячейку с торцевым окном и распылителем из пористого фторопласта. Когда водная проба попадает в ячейку, через нее барботируетсяозоновоздушная смесь, в результате чего окисляются молекулы органического вещества, наблюдается хемилюминесценция, регистрируемая фотоприемным устройством. 1 – линия забора атмосферного воздуха; 2 – фильтр очистки атмосферного воздуха; 3 – проточный генератор озона; 4 – насос подачи озоновоздушной смеси в реактор; 5 – реактор озонолитический; 6 – линия забора пробы воды; 7 – насос подачи пробы воды; 8 – сепаратор водной и воздушной фаз; 9 – линия слива отработанной воды; 10 – фильтр-поглотитель остаточного озона; 11 – линия выпуска отработанного и очищенного воздухаРисунок – 7 Схема газовых и гидравлических коммуникацийЭта схема включает дополнительный элемент – разделитель газовой и водной фаз на выходе прибора, что позволяет поглощать остаточный озон специальным фильтром и обеспечивает возможность безопасного применения прибора в лабораторных и производственных условиях. Отбор проб проводился согласно требованиям ГОСТ Р 51592–2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» в стеклянные бутыли вместимостью 2 л, предварительно вымытые и ополоснутые дистиллированной водой. Отобранные пробы не консервировали и подвергали исследованиям не позже, чем через 24 часа с момента отбора. Хранение проб в холодильнике осуществлялось при температуре +5 °С. В качестве места отбора проб при стыковке ОХЛ прибора с установкой очистки сточных вод выбран отводящий патрубок системы обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением. Схема подсоединения представлена на рисунок 8. 1 – прибор; 2 – гибкий полимерный входной трубопровод; 3 – трубопровод отвода отработанной пробы; 4 – штуцер; 5 – отводящий патрубок; 6 – плоский поддон; 7 – подводя-щий патрубок для очищенной воды; 8 – откидная крышка; 9 – серия бактерицидных лампРисунок 8 – Схема подсоединения прибора к установке очистки сточных вод Технологическая система ОХЛ прибора функционирует следующим образом. Подача контролируемой воды осуществляется через гибкий полимерный входной трубопровод 2, а сброс отработанной пробы происходит через гибкий полимерный трубопровод 3. Трубопровод 2 через штуцер 4 на стенке отводящего патрубка 5 подведен к слою воды, заполняющему плоский поддон 6, куда поступает очищенная вода по патрубку 7. Для обеззараживания воды ультра- фиолетовым облучением на откидной крышке 8 расположена серия бактерицидных ламп 9. Сброс отработанной пробы через трубопровод 3 может производиться как в отводящий патрубок 5 через дополнительный штуцер, так и в общий сливной колодец, куда направлен патрубок 5. Объемная подача отработанной пробы составляет около 3 л/ч. Система МКВ, как и любой химический анализатор, является средством измерения общего содержания органических соединений в водной среде с индивидуальной калибровкой по стандартным растворам. При калибровке системы в единицах ХПК (химическая потребность кислорода в воде, мг O/л) возможны два варианта применения стандартных веществ: • стандартные растворы веществ в известных концентрациях, соответствующих известным величинам ХПК (абсолютный калибровочный стандарт); • стандартные растворы веществ в произвольных концентрациях, соответствие которых известным величинам ХПК определяют с помощью эталонного прибора или путем анализа по стандартной методике в аттестованной лаборатории (относительный калибровочный стандарт). Разработка абсолютных калибровочных стандартов не завершена, поэтому применялся метод относительного калибровочного стандарта. Пробы воды исследуют методом бихроматной окисляемости по международному стандарту ISO 6060 определяли значения ХПК в единицах мг О/л. Путем однократного разбавления этих проб дистиллированной водой и применением мерной посуды II класса точности получали калибровочные растворы, содержащие органическое вещество в концентрациях, соответствующих значениям ХПК в диапазоне 0,3–55 мг О/л.3.2 Система контроля воды в рекеМониторинг поверхностных вод осуществляется для получения режимной информации о состоянии и уровне загрязнения воды исследуемых водных объектов, которые состоят в следующем:1. Систематическое получение отдельных и осредненных во времени и пространстве данных о качестве воды.2. Обеспечение заинтересованных организаций информацией и прогнозом изменений гидрохимического режима и качества воды.Специальные задачи включают установление закономерностей процессов самоочищения, определение влияния загрязняющих веществ на качество воды, поступающих из донных отложений, оценку аварийных сбросов сточных вод и т.д.Рисунок 9 – Категории пунктов наблюдения за качество водыСеть наблюдений должна по возможности охватывать в пространстве:- все водные объекты, расположенные на территории изучаемого бассейна;- всю длину водотока или акваторию водоема, с учетом возможного влияния наиболее крупных притоков и мест выпуска сточных вод.Во временном аспекте сеть наблюдений должна учитывать:- все фазы гидрологического режима (периоды половодья, паводка, ледостава и др.);- различные по водности воды (полноводные, средние, маловодные);- суточные изменения химического состава воды;- аварийные сбросы сточных вод.Пространственная структура наблюдений включает обоснование местоположения пунктов наблюдений, которые устанавливают в зависимости от хозяйственного значения водных объектов, их размеров и экологического состояния.В пунктах наблюдений организуют один или несколько створов. На водоемах устанавливается не менее трех створов, которые учитывают условия водообмена. На водоемах с интенсивным водообменном (коэффициент водообмена более 5 раз в год) створы располагаются расположение аналогично водотокам. На водоемах с умеренным (коэффициент водообмена от 0,1 до 5 раз в год) и замедленным водообменом (менее 0,1 раза в год) фоновый створ располагается вне зоны влияния источника, второй створ совмещают с местом сброса сточных вод, остальные располагаются параллельно второму по обе его стороны на расстоянии 500 метров.ЗаключениеПри выполнении работы проведен анализ существующих методов очистки сточных вод предприятий производствабелково-витаминного концентрата. Основными из них являются методы биологической очистки. Основными источниками сточным вод являются хозйяственно-бытовые нужды и технологические процессы, основными загрязняющими веществами выступают органические вещества, содержание которых выражается через параметр БПКполн и ХПК, а также содержание азота и фосфора в сточных водах.На основании проведенных расчетов по определению степени очистки содержащихся в сточных водах заданного состава и требуемой кратности разбавления для сброса в водоем хозяйственно-питьевого назначения принята схема очистки, основанная на биологическом окислении органических веществ в денитрификаторе, аэротенке и нитрификаторе, с последующим остаиванием во вторичных отстойниках.В качестве систем контроля за качеством очищенных сточных вод предлагается использовать озонохемилюминесцентный прибор и сеть наблюдательных пунктов непосредственно на водном объекте.Список используемой литературыАфанасьев, В.А. Руководство по технологии комбикормов, белково-витаминно-минеральных концентратов и премиксов / В.А. Афанасьев. – Воронеж: ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт», 2007. – 389 с.СП 32.13330.2010. Канализация. Наружные сети и сооружения.– М.: Стройиздат, 2011. – 72 с.ГН 2.1.5.689-98. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий.– М.: Стройиздат, 1981.Ю.М. Ласков, Ю.К. Воронов, В.Н. Калицун. Примеры расчетов канализационных сооружений. – М: Стройиздат, 1986, - 234 с.Яковлев С.В., Карелин Я.А., Жуков А.И., Колобанов С.К. Канализация. Учебник для вузов. - Изд.5-е перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1975. - 632 с Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. Учебник для вузов. - М.: Изд-во АСВ, 2006. -704 с.Иванов Г.В., Мишуков Б.Г., Протасовский Е.М. Пример расчета очистной канализационной станции города. Биологическая очистка. Ленинград: ЛИСИ, 1983. - 86 с.Платонов Д. Г. Контроль качества очистки сточных вод озонохемилюминесцентным методом / Д. Г. Платонов. – Вестник гражданских инженеров. – № 2. – 2009. – С. 34-36