Расчетная часть. Цель работы: освоить методику расчета показателей сточных вод, регламентирующих возможность их использования для орошения

Цель работы: освоить методику расчета показателей сточных вод, регламентирующих возможность их использования для орошения.

Задание: рассчитать допустимое содержание азота, фосфора и калия и токсичных элементов в оросительной воде.

1. В соответствии с полученным индивидуальным заданием (табл. 2.2) определяют возможность использования сточной воды промышленного предприятия для орошения сельскохозяйственных полей, оценивая при этом:

а) суммарное содержание солей по формуле

СJHB₅₀ / (J + P)2000 < 1, (2.1)

где С – сумма токсичных солей, мг-экв/дм³ *; J – средневзвешенная оросительная норма, мм; HB₅₀ – влагоемкость слоя почвы, мм.

б) опасность осолонцевания почв по формуле

Na / √ Са +Мg < K₁K₂, (2.2)

где Na, Ca, Mg-содержание катионов в сточной воде, мг-экв/дм³; К₁– коэффициент, равный 2 для карбонатных и 1 для некарбонатных почв; К₂ – коэффициент, равный √200 / НВ₅₀ .

в) допустимую концентрацию азота, фосфора и калия в оросительной воде по формуле

С_NPK = 100B / JK₃ , (2.3)

где B – средневзвешенная по севообороту величина выноса урожаем азота, фосфора и калия, кг/га (табл.2.3); K₃ – коэффициент усвоения элементов питания урожаем.

г) рассчитывают допустимую концентрацию микроэлементов в оросительной воде по формуле

С_мэ = ПДК_вЭТ / J, (2.4)

где ЭТ – эвапотранспирация, мм; ПДК_в – предельно допустимая концентрация микроэлементов для воды хозяйственно-питьевого водопользования, мг/дм³ (табл.2.4).

На основании проведенных вычислений делают вывод о возможности использования стоков для орошения, их удобрительной ценности (табл.2.5) и принадлежности их к соответствующей группе.

_____________________

Примечание. Единица измерения мг-экв/дм³ использована в соответствии с СанПиН 2.1.7.573-96.

Т а б л и ц а 2.2

Варианты индивидуальных заданий

Вариант	Вид сточной воды	Тип поч-вы	Вла-гоем-кость НВ50, мм	Ороси-тельная норма J, мм	Средне-много-летние осадки, Р, мм	Вынос урожаем азота, фосфора, калия	Коэффициент усвоения азота, (фосфора+ калия)	Эвапо-транспира-ция
	Хозбытовые городов					30;13;15	0,60; 0,85
	Хозбытовые поселков					25; 12; 25	0,50; 0,80;
	Производство крахмала					25; 11; 22	0,60; 085
	Производство сахара					66; 16; 20	0,5; 0,80
	Производство дрожжей					4; 2; 5	0,60; 085
	Производство масла, сыра					5; 3; 15	0,50; 0,80
	Переработка томатов					80; 40; 70	0.60; 085
	Переработка яблок					200; 62; 100	0,50; 0,80
	Переработка плодов и овощей					6; 2; 8	0,60; 0,85
	Производство удобрений					5; 2; 7	0,500; 0,80
	Гидролизное производство					20; 6; 15	0,50; 0,80
	Хозбытовые городов					4; 1; 5	0,60; 0,85
	Хозбыто-вые поселков					19; 6; 15	0, 50; 0,80
	Производство крахмала					26; 7; 15	0,50; 0,80
	Производство сахара					5; 2; 17	0,60; 0,85
	Производство дрожжей					13; 6; 17	0,50; 0,85
	Производство масла, сыра, молока					200; 65; 100	0,5; 0,80
О к о н ч а н и е т а б л. 2. 2
	Переработки томатов					17; 7; 18	0,60; 0,85
	Переработ-ки яблок					20; 6; 15	0,50; 0,80
	Переработки плодов и овощей					5; 2; 17	0,60; 0,85
	Гидролизное производство					19; 6; 15	0,50; 0,80
	Производство крахмала					80; 40; 70	0,60; 0,85
	Переработки яблок					4; 2; 5	0,60; 0, 85
	Производство дрожжей					5; 3; 15	0,50; 0,80

Примечание. Типы почвы: 1 – тяжелые суглинистые карбонатные; 2 – песчаные карбонатные; 3 – тяжелые суглинистые некарбонатные; 4 – песчаные некарбонатные

Содержание отчета

· Титульный лист установленной формы

· Цель РГР и задания

· Расчеты и графики в соответствии с заданием.

· Выводы по работе в соответствии с поставленной целью.

· Список использованных литературных источников.

Контрольные вопросы

1. По каким показателям оценивается химический состав сточной воды, используемой для орошения?

2. Какова норма поступления токсичных солей с оросительной водой?

3. В чем заключается особенность состава сточных вод пищевых предприятий?

4. На какие группы по удобрительной ценности делятся сточные воды пищевых предприятий?

5. В чем сущность определения токсичности воды методом биотестирования?

Т а б л и ц а 2.4

Предельно допустимые концентрации микроэлементов для воды

хозяйственно-питьевого назначения

Микроэлементы	ПДКв, мг/дм^3
Ванадий Висмут Вольфрам Кадмий Кобальт Медь Молибден Мышьяк Никель Олово Ртуть Свинец Стронций Фтор Хром Цинк	0,1 0,1 0,05 0,001 1,0 0,25 0,05 0,1 0,1 0,0005 0,03 7,0 1,5 0,5 1,0

Т а б л и ц а 2.3

Ориентировочный вынос азота, фосфора и калия с урожаем основных сельскохозяйственных культур

Культура	Основная Продукция	Вынос питательных веществ на 1 т основной продукции (с учетом побочной), кг
N	Р2О5	К2О
Пшеница	Зерно
Люцерна	Зеленая масса
Рожь озимая	Зерно
Ячмень	»
Овес	»
Горох	»
Вика	»
Люпин	Зеленая масса
Кукуруза	Зерно
Подсолнечник	»
Лен-долгунец	Волокно
Конопля	»
Свекла	Корнеплоды
Злаковые травы	Сено
Клевер	Зеленая масса

Т а б л и ц а 2.5

Характеристика сточных вод по удобрительной ценности

Вид сточных вод	Содержание в сточной воде элементов питания, мг/дм^3	Удобрительная ценность сточных вод
Сточные воды крахмальных, крахмало-паточных, гидролизных, биохимических, химико-фармацевтических, спиртовых заводов и др.	Азот > 100 Фосфор > 30 Калий > 70	Высокая Требуется, как правило, разбавление и дополнительное внесение фосфорных удобрений.
Сточные воды сахарных, дрожжевых, консервных заводов и пункту первичной переработки овощей, заводу по производству минеральных удобрений.	Азот 50 -100 Фосфор 10-30 Калий 30-70	Средняя Требуется внесение NРК, как правило, в размере 50 % нормы, рекомендуемой для данной зоны при обычном орошении
Сточные воды городов, поселков, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности и др.	Азот < 100 Фосфор < 30 Калий < 70	Низкая Требуется внесение минеральных и органических удобрений.

РГР 2. РАСЧЕТ КЛАССА ОПАСНОСТИ ОСАДКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПОСОБОВ ЕГО УТИЛИЗАЦИИ

Теоретическая часть

Использование осадка сточных вод на удобрение допускается после установления класса опасности и принятия мер к обезвреживанию [8]. Нормы внесения осадка (А) рассчитывают, с учетом того, что содержание тяжелых металлов в почве не должно быть выше (0,7 – 0,8)ПДК по транслокационному показателю:

А = Ф + Д £ 0,8 ПДК, (2.5)

где Ф – исходное содержание элемента в почве до внесения осадка, мг/кг (табл.2.6); Д – дополнительные поступления данного элемента в почву с осадком, мг/кг; ПДК – допустимый уровень элемента в почве, мг/кг.

Т а б л и ц а 2.6

Фоновое содержание тяжелых металлов в почве, мкг/г

Наименование металла	Фоновое содержание в почве
Марганец
Хром
Медь
Свинец
Кадмий
Ртуть	0,9
Цинк	0,5

На земледельческих полях орошения для утилизации осадков, образующихся в отстойниках, отводится неорошаемый в этот период участок, который засеивается многолетними травами.

Технология использования осадка сточных вод зависит от способа его подготовки и обезвреживания. При использовании на удобрение сухого осадка (компоста) применяются машины, разработанные для внесения органических удобрений (разбрасыватели типа ПРТ–10, ПРТ–16, РОУ–5 и др.). После внесения осадок запахивается на глубину 25-30 см. Для внесения жидкого осадка применяют машины типа РЖТ–8, МЖТ–10.

Обезвреживание и обеззараживание осадка сточных вод может быть осуществлено одним из следующих способов:

– термофильным сбраживанием в метатенках или термосушкой;

– облучением инфракрасными лучами (камера дегельмитизации);

– пастеризацией при температуре 70 ^˚С и времени теплового воздействия не менее 20 минут;

10-
аэробной стабилизацией с предварительным прогревом смеси сырого осадка с активным илом при температуре 60-65 ^˚С в течение двух часов;

10-
компостированием (с опилками, сухими листьями, соломой и торфом, другими водопоглощающими средствами) в течение 4-5 месяцев, из которых 1-2 должны приходиться на теплое время года;

10-
выдерживанием на иловых площадках в течение не менее 2-3 лет.

Расчетная часть

Цель работы: определить способ переработки осадка сточной воды пищевого предприятия.

Задание: рассчитать класс опасности осадка и обосновать технологию переработки, начертив принципиальную технологическую схему.

10-
Определяют индекс опасности отхода в соответствии с его составом по индивидуальному заданию (см. табл. 2.7) по следующей формуле:

К= К₁ + К₂ +….+ К_n, (2.6)

где К_n = С_i /ПДК_ni; К – индекс опасности отхода; К₁, К₂, ….К_n–индексы опасности отдельных элементов; i–порядковый номер компонента отхода; С_i – содержание i–го компонента в отходе, мг/кг отхода; ПДК_ni – ПДК _ni –го компонента отхода в почве, мг/кг почвы (табл. 2.8).

Т а б л и ц а 2.7

Варианты индивидуальных заданий

Вариант	Содержание микроэлементов в осадке, мг/кг
Zn	Cu	Cd	Ni	Cr	Pb	Mn	Hg
	52,0	3,0	0,9	10,0	2,5	-	0,1	-
	75,0	12,0	0,3	32,0	-	0,1	0,5	-
	43,0	14.5	3,9	12,0	0,1	-		-
	1,0	45,0	12,0	1,0	0,1	-	5,0	-
	12,0	4,0	3,9	4,9	-	-	3,0	-
	22,0	9,0	1,3	6,0	-	3,0	2,0	-
	10,0	4,0	-	5,3	-	0,1	-	-
	32,0	25,0	0,1	4,0	0,2	-	-	-
	17,0	11,0	1,0	-	1,0	0,1	-	-
	7,0	1,0	6,0	2,4	0,3	0,2	0,1
	21,0	25,0	7,3	12,0	0,5	-	-	-
	23,0	7,1	0,5	10,6	0,3	0,2	-
	7,8	3,2	4,2	5,7	-	0,1	-	0,1
	33,0	5,9	0,5	4,9	0,1	-	-
	6,9	14,8	3,9	9,2	0,1	0,5	-
	41,0	3,9	0,1	0,5	0,7	-	-	-
	6,8	4,3	2,1	6,5	0,1	0,1	0,2	-
	41,0	4,3	0,7	1,2	1,3	-	-	0,1
	7,0	12,8	-	-	5,8	-	-	-
	23,0	15,6	5,3	6,0	2,6	2,1	-	-

Класс опасности отхода определяют по табл. 2.9

Т а б л и ц а 2.8

Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в почве

Наименование в-ва	Величина ПДК (мг/кг) почвы с учетом фона (кларк)	Лимитирующий показатель вредности
Ванадий	150,0	Общесанитарный
Ванадий+марганец	100,0 + 1000,0	Общесанитарный
Мышьяк	2,0	Транслокационный
Ртуть	2,1	»
Свинец	32,0	Общесанитарный
Свинец + ртуть	120,0 + 1,0	Транслокационный
Сурьма	4,5	Общесанитарный

Т а б л и ц а 2.9

Интервалы величин индекса опасности отхода

для различных классов опасности

Класс опасности	I	II	III	IV	Не опасные
Индекс опасности	Более 200 000	5 000- 2 000 000	10-5 000	1,0-10	Менее 1,0

При дальнейших расчетах следует учесть, что осадки сточных вод получают путем предварительного сбраживания (варианты 1–10) или компостирования (варианты 11–20) осадков сточных вод с органической частью городских бытовых отходов.

Процесс брожения, проводимый в анаэробном отстойнике, сопровождается образованием метана и диоксида углерода. В отстойник помещают 1000 кг сточной воды, содержащей 14 % мас. Твердых веществ, 70 % мас. Из которых органические, 30 % мас. – неорганические инертные. Удаляемый из отстойника сброженныый осадок содержит 16 % мас твердых веществ, из которых 50 % мас. – органические. В отстойной жидкости не содержится твердых веществ.

Перед определением класса опасности осадка сточной воды вычерчивают принципиальную схему процесса и рассчитывают количество воды, удаляемой из отстойника с отстойной жидкостью, количество органических твердых веществ превращается в газ, процентное повышаение содержания неорганических твердых веществ.

Процесс компостирования городских отходов и осадка сточных вод проводят путем смешения 400 т отходов в равных количествах с уплотненным в процессе центрифугирования осадком сточных вод.

Исходное содержание твердых частиц в осадке сточных вод 6 % мас; а после уплотнения – 35 % мас. Городские отходы содержат: 75 % бумаги, картона и текстиля; 13 % пищевых отходов, 8,5 % лома черных металлов, 1 % стекла, 0,5 % лома цветных металлов; 2 % некомпостируемых отходов (резина, пластмасса, цемент). Некомпостируемые отходы удаляются ручной сортировкой и электоромагнитной сепарацией. Оставшаяся масса измельчается до размера не более 2,4 мм и смешивается с уплотненным осадком сточных вод.

Определяют количество неуплотненного осадка, поступающего на компостирование и индекс опасности полученного после компостирования осадка..

Содержание отчета

· Титульный лист установленной формы

· Цель РГР и задания

· Расчеты и принципиальную схему переработки осадка в соответствии с заданием.

· Выводы по работе в соответствии с поставленной целью.

· Список использованных литературных источников.

Контрольные вопросы

1. Как устанавливается класс опасности осадка?

2. Какие способы утилизации осадков сточных вод пищевых предприятий Вам известны?

3. Чем определяется выбор способа утилизации?

4. Какова технология переработки осадков в органические удобрения?

5. Для чего проводят смешивание осадков сточных вод с твердыми бытовыми отходами?

Дата добавления: 2014-12-08