--PAGE_BREAK--1.3
Химическая очистка
К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Все эти методы связаны с расходом различных реагентов, поэтому дороги. Их применяют для удаления растворимых веществ и в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят иногда как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод.
Нейтрализация. Сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи, перед сбросом их в водоемы или перед использованием в технологических процессах нейтрализуют. Практически нейтральными считаются воды, имеющие рН = 6,5 — 8,5.
Нейтрализацию можно проводить различным путем: смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, адсорбцией кислых газов щелочными водами или адсорбцией аммиака кислыми водами. Выбор метода нейтрализации зависит от объема и концентрации сточных вод, от режима их поступления, наличия и стоимости реагентов. В процессе нейтрализации могут образовываться осадки, количество которых зависит от концентрации и состава сточных вод, а также от вида и расхода используемых реагентов.
Нейтрализация смешением. Этот метод применяют, если на одном предприятии или на соседних предприятиях имеются кислые и щелочные воды, не загрязненные другими компонентами. Кислые и щелочные воды смешивают в емкости с мешалкой и без мешалки. В последнем случае перемешивание ведут воздухом при его скорости в линии подачи 20 — 40 м/с.
При переменной концентрации сточных вод в схеме предусматривают установку усреднителя или обеспечивают автоматическое регулирование подачи в камеру смешения. Расчет соотношения сточных вод, направляемых в камеру смешения, проводят по стехиометрическим уравнениям.
При избытке кислых или щелочных сточных вод добавляют соответствующие реагенты. Нейтрализованную воду используют в производстве, а осадок обезвоживают на шламовых площадках или вакуум-фильтрах.
Нейтрализация путем добавления реагентов. Для нейтрализации кислых вод могут быть использованы: NaOH, КОН, Na2CO3, NH4OH(аммиачная вода), СаСО3, MgCO3, (СаСОз-MgCO2), цемент. Однако наиболее дешевым реагентом является гидроксид кальция (известковое молоко) с содержанием активной извести Са(ОН)2 5—10%. Соду и гидроксид натрия следует использовать, если они являются отходами производства. Иногда для нейтрализации применяют различные отходы производства. Например, шлаки сталеплавильного, феррохромового и доменного производств используют для нейтрализации вод, содержащих серную кислоту.
Окисление и восстановление. Для очистки сточных вод используют следующие окислители: газообразный и сжиженный хлор, диоксид хлора, хлорат кальция, гипохлориты кальция и натрия, перманганат калия, бихромат калия, пероксид водорода, кислород воздуха, пероксосерные кислоты, озон, пиролюзит и др.
В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций переходят в менее токсичные, которые удаляют из воды. Очистка окислителями связана с большим расходом реагентов, поэтому ее применяют только в тех случаях, когда вещества, загрязняющие сточные воды, нецелесообразно, или нельзя извлечь другими способами. Например, очистка от цианидов, растворенных соединений мышьяка и др.
Активность вещества как окислителя определяется величиной окислительного потенциала. Из всех известных в природе окислителей первое место занимает фтор, который, однако, из-за высокой агрессивности не может быть использован на практике. Для других веществ величина окислительного потенциала равна: для озона — 2,07; для хлора — 0,94; для пероксида. водорода — 0,68; для перманганата калия — 0,59.
Окисление хлором. Хлор и вещества, содержащие «активный» хлор, являются наиболее распространенными окислителями. Их используют для очистки сточных вод от сероводорода, гидросульфида, метилсернистых соединений, фенолов, цианидов и др. При введении хлора в воду образуются хлорноватистая [оксохлорат водорода] и соляная (хлороводородная) кислоты:
В присутствии аммонийных соединений в воде образуется хлорноватистая кислота, хлорамин NH2C1 и дихлорамин NHC12. Хлор в виде хлорамина называется связанным «активным» хлором.
Процесс хлорирования проводят в хлораторах периодического и непрерывного действия, напорных и вакуумных. Хлорирование проводится в емкости, включенной в систему циркуляции. В инжекторе газообразный хлор захватывается сточной водой, циркулирующей в системе до тех пор, пока не: будет достигнута заданная степень окисления, после чего вода выводится для использования.
При обезвреживании вод от цианидов процесс проводят в щелочной среде (рН = 9). Цианиды можно окислить до элементного азота и. диоксида углерода
Источниками «активного» хлора могут быть также хлорат кальция, гипохлориты, хлораты, диоксид хлора. Хлорат кальция (хлорную известь) получают при взаимодействии:
Са(ОН)2+С12 = СаОС12+Н2О
Товарный хлорат кальция содержит до 33% «активного» хлора, а гипохлорит кальция — до 60%.
Окисление пероксидом водорода. Пероксид водорода является бесцветной жидкостью, в любых соотношениях смешивается с водой. Она может быть использована для окисления нитритов, альдегидов, фенолов, цианидов, серосодержащих отходов, активных красителей. Промышленность выпускает 85 — 95%-ный пероксид водорода и пергидроль, содержащий 30% Н2О2. Пероксид водорода токсичен. ПДК в воде составляет 0,1 мг/л.
В кислой среде более отчетливо выражена окислительная, функция, а в щелочной — восстановительная.
В кислой среде пероксид водорода переводит соли двухвалентного железа в соли трехвалентного, азотистую кислоту — в азотную, сульфиды — в сульфаты. Цианиды в цианаты окисляются в щелочной среде (рН = 9 — 12).
В разбавленных растворах процесс окисления органических веществ протекает медленно, поэтому используют катализаторы — ионы металлов переменной валентности (Fe2+, Cu2+,. Mn2+, Co2+, Cr2+, Ag+). Например, процесс окисления пероксидом водорода с солью железа протекает весьма эффективно при: рН=3-4,5. Продуктами окисления являются муконовая и малеиновая кислоты.
Разрушение цианидов под действием пероксосерных кислот протекает также очень быстро. При этом в случае небольших концентраций цианидов (0,01—0,05%) в сточной воде используют H2SO3, а при высоких концентрациях — H2S2O3— Оптимальным условиям соответствует рН = 9. В нейтральной среде реакция окисления резко замедляется под действием ионов железа, которые образуют ферроцианы, не подвергающиеся окислению. Окисление, кислородом воздуха.
Кислород воздуха используют при очистке воды от железа для окисления соединений двухвалентного железа в трехвалентное с последующим отделением от воды гидроксида железа.
Окисление проводят при аэрировании воздуха через сточную воду в башнях с хордовой насадкой. Образующийся гидроксид железа отстаивают в контактном резервуаре, а затем отфильтровывают. Возможен процесс упрощенной аэрации. В этом случае над поверхностью фильтра разбрызгивают воду, которая в виде капель падает на поверхность фильтрующей загрузки. При контакте капель воды с воздухом происходит окисление железа.
Кислородом воздуха окисляют также сульфидные стоки целлюлозных, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. Процесс окисления гидросульфидной и сульфидной серы протекает через ряд стадий при изменении валентности серы с -2 до +6:
При этом при окислении гидросульфида и сульфида до тиосульфата рН раствора повышается, при окислении гидросульфида до сульфида и сульфата рН раствора понижается, а при окислении сульфида до сульфита и сульфата активная реакция среды не изменяется.
С повышением температуры и давления скорость реакции и глубина окисления сульфидов и гидросульфидов увеличивается. Теоретически на окисление 1г сульфидной серы расходуется 1г кислорода.
Процесс проводят фильтрацией сточной воды через этот материал или в аппаратах с мешалкой. Пиролюзит является природным материалом, состоящим в основном из диоксида марганца. Его широко используют для окисления трехвалентного мышьяка в пятивалентный:
Повышение температуры способствует увеличению степени окисления. Оптимальный режим окисления следующий: расход МnО2 — четырехкратный по сравнению со стехиометрическим, кислотность воды 30—40 г/л, температура воды 70—80 °С.
Удаление ионов тяжелых металлов. Во многих отраслях промышленности перерабатывают или применяют различные соединения ртути, хрома, кадмия, цинка, свинца, меди, никеля, мышьяка и другие вещества, что ведет к загрязнению ими сточных вод.
Для удаления этих веществ из сточных вод в настоящее время наиболее распространены реагентные методы очистки,. сущность которых заключается в переводе растворимых в воде веществ в нерастворимые при добавлении различных реагентов с последующим отделением их от воды в виде осадков. Недостатком реагентных методов очистки является безвозвратная потеря ценных веществ с осадками.
В качестве реагентов для удаления из сточных вод ионов тяжелых металлов используют гидроксиды кальция и натрия,. карбонат натрия, сульфиды натрия, различные отходы, например феррохромовый шлак, который содержит (в %): СаО — 51,3; MgO— 9,2; SiO2 — 27,4; Cr2O3 — 4,13; А12О3 — 7,2; FeO— 0,73. Наиболее широко используется гидроксид кальция. Осаждение металлов происходит в виде гидроксидов. Процесс проводится при различных значениях рН.
Значения рН, соответствующие началу осаждения гидроксидов различных металлов и полному осаждению,. зависят от природы металлов, концентрации их в растворе, температуры, содержания примесей. Например, при совместном осаждении двух или нескольких ионов металлов при рН = constдостигаются лучшие результаты, чем при осаждении каждого из металлов в отдельности. При этом образуются смешанные кристаллы и происходит адсорбция на поверхности твердой фазы ионов металлов, благодаря чему достигается более полная очистка от некоторых металлов.
1.4
Биохимическая очистка
Среди существующих методов разделения нефтешламов с целью утилизации, центрифугирования, экстракции, гравитационного уплотнения, вакуумфильтрации, фильтрпрессования, замораживания и др. — наиболее перспективным является центрифугирование с использованием флокулянтов. Центрифугированием можно достичь эффекта извлечения нефтепродуктов на 85%, мехпримесей — на 95%. При реагентной обработке нефтешламов изменяются их свойства: повышается водоотдача, облегчается выделение нефтепродуктов
Биологическая флотация. Этот метод применяют для уплотнения осадка из первичных отстойников при очистке бытовых сточных вод. Для этой цели осадок подогревают паром в специальной емкости до 35— 55 °С и при этих условиях выдерживают несколько суток. В результате деятельности микроорганизмов выделяются пузырьки газов, которые уносят частицы осадка в пенный слой, где они уплотняются и обезвоживаются. Таким путем за 5—6 сут. влажность осадка можно понизить до 80% и тем самым упростить дальнейшую обработку осадков. Разрабатываются методы флотационного уплотнения активного ила.
Насыщение осадков, имеющих большую влажность, пузырьками газа для проведения флотационного уплотнения возможно не только биологическим путем, но и другими рассмотренными выше более эффективными методами.
Также элементы биохимической очистки (фильтрпрессование, центрифугирование с использованием флокулянтов и др.) входят в выше перечисленные методы, исходя из этого там они описаны более подробно.
1.5
Термическая очистка
Сжигание в открытых амбарах, печах различных типов, получение битуминозных остатков.
1.6
Электрохимические методы очистки
Электролизеры. Устройства, в которых проводят те или иные процессы электрохимического воздействия на водные растворы, имеют общее название — электролизеры.
В зависимости от природы процессов. Протекающих в таких аппаратах и обеспечивающих извлечение или обезвреживание загрязняющих компонентов, электролизёры разделяют на следующие типы: элетрофлотаторы, электрокоагуляторы, электролизёры для проведения реакций окисления и восстановления и электродиализаторы.
Электрофлотационные установки. В электрофлотационных установках для проведения процесса флотации используют газообразные продукты – водород и кислород, выделяющиеся на электродах при электролизе обрабатываемой воды. На катоде происходит разряд молекул воды с образованием водорода. На аноде процесс окисления сопровождается выделением кислорода.
Электролитическое диспергирование газа обеспечивает также получение наиболее высокодисперсной газовой фазы, что позволяет использовать электрофлотаторы для очистки воды от устойчивых коллоидных загрязнителей.
Электрофлотационные установки разделяют по направлению движения воды и флотирующих газов в них на противоточные прямоточные с горизонтальным или вертикальным расположением электродов. Электрофлотационые аппараты имеют одну или несколько камер. Электроды выполняют в виде пластин, однако чаще применяют их в виде проволочной сетки из меди или нержавеющей стали. Размер пузырьков газа, покидающих электроды, зависит от величины краевого угла смачивания и кривизны поверхности электродов, поэтому, изменяя диаметр проволоки, удается регулировать дисперсность газовой фазы. Оптимального распределения по размерам газовых пузырьков, а также газонаполнения.достигают варьированием плотности тока на электродах.
Установки для электрокоагуляции. Стандартные, или типовые, конструкции аппаратов для электрокоагуляции отсутствуют. Существуют, однако, определенно сложившиеся схемы конструктивного оформления электрокоагуляторов.
Электрокоагулятор обычно представляет собой корпус прямоугольной или цилиндрической формы, в который помещают электродную систему — ряд электродов. Обрабатываемая вода протекает между электродами. По форме и расположению электродов электрокоагуляторы разделяют на аппараты с плоскими и цилиндрическими электродами, расположенными обычно вертикально, хотя известны конструкции и с горизонтальными плоскими электродами. Предпочтительно вертикальное положение электродов, что объясняется большей жесткостью.конструкции и неизменностью размеров электродной системы, а также лучшими условиями удаления выделяющихся газов и протекания процесса флотации.
В зависимости от характера движении обрабатываемой воды электрокоагулнторы можно разделить, на однопоточные, многопоточные с горизонтальным или вертикальным движением воды.
При вертикальном направлении движения воды электрокоагуляторы могут быть противоточные (подача воды сверху, т.е. и исправлении, противоположном движению пузырьков газа, которые обеспечивают флотацию) и прямоточные (подача воды снизу).
При очистке сточных вод, содержащих вредные или опасные вещества, элсктрокоагулятор должен иметь герметичный корпус, в который можно подавать инертный газ, снабжен вытяжкой уровнемером. Аноды и катоды часто изготавливают из одного итого же материала, что позволяет повысить ресурс работы аппарата, периодически изменяя полярность электродов.
Электрокоагуляцию применяют преимущественно в системах: локальной очистки сточных вод, загрязненных тонкодисперсными и коллоидными примесями, от масел, нефтепродуктов, некоторых полимеров, соединений хрома и других тяжелых металлов. Она находит применение в процессах осветления, обесцвечивания, обеззараживания и умягчения воды в системах водоподготовки. Электрокоагуляция применима главным образом для очистки нейтральных и слабощелочных вод.
1.7 Мембранные методы очистки
Находят в последние время всё большее применение для очистки промышленных сточных вод.
Они конкурируют с ионообменными методами очистки и в ряде случаев превосходят их. При очистки большого объёма воды лучше ионообменный способ очистки, а для малого объёма, лучше мембранный способ очистки.
Методы:
Ø Обратный осмос.
Ø Ультра фильтрация.
Ø Испарение через мембрану.
Ø Диализ.
Ø Диффузионное испарение через мембрану.
Выбор метода зависит от размера разделяемых частиц.
В любом из этих процессов раствор приводится в соприкосновение с полупроницаемой мембраной, с одной её стороны в следствие особых свойств полупроницаемой мембраны прошедший через мембрану раствор (растворитель) обедняется (обогащается одним из компонентов).
Для разделения жидких смесей и сточных вод используют обратный осмос и утра фильтрацию.
Более подробно можно рассмотреть метод, осмоса и обратного осмоса.
М-на м-на м-на
продолжение
--PAGE_BREAK--II
. Описание принципиальной технологической схемы
Сточная вода поступает на решетку (Р), где улавливаются крупные нерастворимые, плавающие загрязнители. Из решетки вода попадает в песколовку (П), песок образовавшийся в процессе очистки поступает в емкость (Е1). Затем вода поступает в нефтеловушку (Н/л) где нефтепродукты всплывают и по спец. отводу попадают в ёмкость (Е2) для сбора нефтепродуктов, а из этой емкости на сжигание. После этого вода поступает в усреднитель (У) в котором усредняются водные потоки по объемам и концентрациям примесей. Перемешивание в усреднителях осуществляются с помощью барботажа воздуха. После усреднителя вода переходит в сатуратор (С), после него во флатор (Ф). Потом, вода поступает в адсорбер (А1-А2), в котором нефтепродукты поглощаются активным углём и вода очищается приблизительно до 0,3г/л-1мг/л. После промывки адсорберов водой, нефтепродукты сливаются в емкость (Е4) и поступают на сжигание. Очищенная вода, выходящая из адсорбера (А1-А2) поступает на водооборот предприятия.
Ш. Расчёт основного оборудования
3.1 Расчет решетки
Решетки (рис. 1) применяются для улавливания крупных нерастворимых, плавающих загрязнителей, которые могут засорить трубы и каналы.
Рис. 1. Расчётная схема решетки
Решетки бывают неподвижными, подвижными, а также совмещенными с дробилками. Наибольшее распространение имеют неподвижные решетки. Решетки изготовляют обычно из металлических стержней или прутков и устанавливают на пути движения очищаемых вод под углом 60 — 90° (α). Зазоры (b) между ними равны 16-19 мм. Стержни могут иметь круглое или прямоугольное сечение. Стержни с круглым сечением имеют меньшее сопротивление, но быстрей засоряются, поэтому чаще используют прямоугольные стержни, закругленные со стороны входа воды в решетку. Толщина стержней (S) составляет 8-15 мм.
Произведем пересчет расхода воды:
Q= 500/10/8/3600=0,0017 м3/с
Рассчитаем диаметр трубопровода В, м:
,
где Q— расход воды, м3/с; ωср — средняя скорость движения воды в трубопроводе, м/с. Принимаем ωср = 0,7 м/с.
м.
Определим живое сечение трубопровода Fc, м2:
Fc=Q/ωср= 0,0017/0,7 = 0,0024 м2
Определим площадь живого сечения решетки Fср, мІ:
Fср= Q/ωпр,
где ωпр − средняя скорость движения воды в прозорах. Принимаем ωпр=0,9 м/с.
Fср = 0,0017/0,9 = 0,002 мІ.
Обычно глубину воды hперед решеткой принимают равной диаметру трубопровода: h= В = 0,56м.
Определение числа прозоров решетки п:
n=1,1Q/bhωпр
где b− ширина зазора. Принимаем b= 16 мм= 0,016 м.
n= 1,1*0,0017/0,56*0,016*0,9 ≈ 3 шт.
Определим высоту решетки Вр, м:
Вр = bп + s(п — 1) ,
где s− толщина прутка. Принимаем s= 8 мм= 0,008 м.
Вр = 0,016*3 + 0,008(3 — 1)=0,064 м
Из формулы l1= Bp-B/2tgφ, где φ= 20 °, находим l1:
l1=1,37(Вр-В) =1,37*(0,064-0,056) = 0,012 м;
l2=0,5* l1= 0,5*0,012 = 0,0056; м
l3≈1м
l4≈ 0,5 м.
Определим потерянный напор hпот, м:
где β — коэффициент, учитывающий форму решетки. Для квадратных решеток β=2,72;
α— угол наклона решетки. Принимаем α = 90°;
Р — коэффициент, учитывающий увеличение напора и уменьшение живого сечения решетки за счет его засорения, Р = 3.
3.2 Расчет песколовки
Песколовки применяют для предварительного выделения минеральных и органических загрязнений (диаметр частиц 0,2 — 0,25 мм) из очищаемых вод. В них крупные посторонние включения, например песок, выпадают на дно медленно текущего потока. Скорость движения воды в песколовках не превышает 0,3 м/с. Глубина песколовок 0,25 — 1м.
Рассчитаем длину песколовки L, м:
L= 1000KωH/ ω
где ω— скорость движения воды в песколовке, м/с. Принимаем ω= 0,2 м/с;
Н — высота песколовки, м. Н = 0,25 − 1,5 м;
ω− гидравлическая крупность, связанная с диаметром частиц dч, мм/с;
При dч= 200 мкм = 0,20 мм ω0 =18,7 мм/с;
К − эмпирический коэффициент, зависящий от гидравлической крупности. При ω0 = 18,7 мм/с К = 1,7.
Для выбора оптимальной длины песколовки задается 3 варианта Н:
Н = 0,25 м => L1= 1000*1,7*0,2*0,25/18,7 = 4,5 м;
Н = 0,5 м => L2= 1000*1,7*0,2*0,5/18,7 = 9 м;
Н = 0,75 м => L3 = 1000*1,7*0,2*0,75/18,7 = 13,6 м.
Определим ширину песколовки В, м:
B=F/L
где F– продольное сечение песколовки, м2:
F=Q/ω0= 0,0017/0,01187=0,09 м2
B1=0,09/4,5= 0,02 м
B2=0,09/9=0,01 м
B3=0,09/13,6=0,0066 м
где Q— расход воды, м3/с; ω0 — гидравлическая крупность, м/с.
Выбираем 1 -й вариант.
Т.к. В
НГ = 1,2*Н = 1,2*0,25 = 0,3 м.
Рассчитаем число песколовок:
α=( Сн – Ск )/ Сн * 100%
Ск= Сн – α*Сн = 8 -0,998*8=0,016 г/л.
Принимаем α=70%.
Ск1= Сн – α*Сн = 8 — 0,7*8=2,4 г/л;
Ск2= Ск1 – α * Ск1= 2,4 — 0,7*2,4=0,72 г/л;
Ск3= Ск2 – α * Ск2= 0,72 — 0,7*0,72=0,18 г/л;
Ск4= Ск3 – α * Ск3= 0,18 — 0,7*0,18=0,054 г/л.
Ск5= Ск4 – α * Ск4 =0,054 – 0,7*0,054 =0,0162 г/л.
3.3 Расчет нефтеловушки
Нефтеловушки. Один из аппаратов первичной очистки от нефтепродуктов — нефтеловушка. Режим движения воды в ней должен быть очень спокойным (0,005 — 0,01 м/с), чтобы нефтепродукты в зависимости от своей плотности успели либо всплыть, либо опуститься на дно. Для частичек нефти диаметром 80 — 100 мкм скорость всплывания обычно равна 1-4 мм/с. При этом всплывает 96 — 98 % нефти. Продолжительность отстаивания не менее 2 ч.
Рассчитаем скорость всплывания нефтепродуктов ωо, м/с, равна:
где ρH2O, ρн/пр − плотность воды и нефтепродуктов соответственно, кг/м3;
ρн/пр = 1100 кг/мі;
g— ускорение свободного падения (g= 9,8 1 м/с2);
dч— диаметр частиц нефтепродуктов, м; = 80 − 100 мкм. Принимаем = 100 мкм = 0,0001 м.
µH2O—динамическая вязкость воды (µH2O=0,001 Па-с).
Рассчитаем длину нефтеловушки:
где ω — скорость движения воды в нефтеловушке,(0.005-0.01) м/с. Принимаем ω = 0,005 м/с.;
а — коэффициент, зависящий от отношения ω/ω0:
ω/ω0= 0,005/0,000545=9,17 => а = 1,5;
h— глубина рабочей проточной части нефтеловушки (обычно h=0,5 – 1,5 м). Принимаем h= 1 м.
L=1,5*10*1=15 м
Найдем ширину нефтеловушки В, м:
B=F/L
где F— площадь поперечного сечения нефтеловушки, м2:
F= Q/ω0= 0,0017/ 0,000545= 3,12 м2
B=F/L=3,12/15=0,208 м
Определяем количество нефтеловушек, необходимых для очистки воды от нефти, с учетом степени очистки воды и заданной конечной концентрации нефтепродуктов:
Q= 0,0017 м3/с
Сн = 0,6% = 6 г/л
Принимаем Ск ≈1г/л, α = 60%
Ск1= Сн – α*Сн= 6 — 0,6*6=2,4 г/л ;
Ск2= Ск1 – α * Ск1= 2,4 — 0,6*2,4=0,96 г/л;
=>2 нефтеловушка
3.4 Расчет усреднителя
Усреднители — аппараты, усредняющие водные потоки по объемам и концентрациям примесей. Во избежание выпадения осадков их устанавливают обязательно после песколовок.
Перемешивание в усреднителях можно осуществлять с помощью бар-ботажа воздуха или механическим перемешиванием.
Находим объем усреднителя, м3:
Vобщ= Vз.выб+Vц.кол+Vзап,
где Vз.выб, Vц.кол, Vзап, — соответственно объем, учитывающий возможность залпового выброса, объем, учитывающий циклические колебания работы аппарата и запасный объем аппарата.
Vзап= Q*τраб,
где Q— расход воды, м3/ч, Q= 500/10/8 = 6,25 м3/ч;
τраб — время работы аппарата, ч (τраб = 1 — 3 ч). Принимаем τраб =3 ч
Vзап= Q*τраб=6,25*3 = 18,75 мі
,
где τз.выб — время залпового выброса, ч. Принимаем τз.выб = 0,5 ч;
Кп — коэффициент подавления залпового выброса:
Кп= (Сmax— Cср)/(Сдоп — Сср )
где Сmax, Cср, Сдоп — максимальная, средняя и допустимая концентрации загрязняющего вещества соответственно, г/л.
Сср= 2 г/л
Сmax= 2*Сср=2*2=4 г/л
Сдоп= 1,5* Сср=1,5*2=3 г/л
Кп= (4 — 2 )/(3 — 2 ) = 2
м3
Определяем Vц.кол:
Vц.кол= 0,16 КпQτц.кол,
где τц.кол— время циклических колебаний, ч (τц.кол =1-2). Принимаем τц.кол=2ч.
Vц.кол= 0,16*2*6,25 = 4 м3
Тогда Vобщ = 18,75+2,65+4 = 25,4 м3
Определим площадь поперечного сечения усреднителя, м2:
Fобщ=Q*1000 / n*Uc*3600
где Q— расход воды, м /ч;
Uc— скорость движения воды вдоль усреднителя через поперечное сечение, мм/с (Uc≤ 2,5). Принимаем Uc= 1 мм/с;
n— число секций усреднителя. Принимаем n= 1.
F= 6,25*1000/1*1*3600= 1,74 м2
Определим ширину усреднителя В, м:
B=F/H,
где H− высота усреднителя. Принимаем Н = 1,5 м.
B= F/H= 1,74/1,5= 1,16 м
Найдем длину усреднителя L, м:
L= Vобщ/ F=25,4/1,74=14, м
Барботер — устройство, необходимое для перемешивания жидкости в усреднителе путем подачи туда воздуха (барботажа). Его можно укладывать либо поперек усреднителя, либо пристеночно.
Определим длину барботера lбпри укладке поперек усреднителя, м:
lб= Hг+В — 2b1— h1,
где Hг− геометрическая высота усреднителя, м,
Hг= 1,2*H=1,2*1,5=1,8 м,
где H− расчетная высота усреднителя, м;
В — ширина секции усреднителя, м;
b1— расстояние от барботера до стены усреднителя (принимаем b1= 0,1 м);
h1— расстояние от барботера до дна усреднителя (принимаем h1= 0,15 м).
lб= 3,6+1,16 – 2*0,1 — 0,15=4,41м.
Найдем число барботеров Nб:
Nб= L/l,
где L— длина усреднителя, м;
l— расстояние между барботерами. Принимаем l= 4 м.
Nб=14,6/4=3,65
Расчет удельного расхода воздуха qв.
qв− удельный расход воздуха, приходящийся на 1 мдлины барботера в единицу времени, м3/(м-ч).
Вычислим qвиз следующего выражения:
l≤ 2(0,5+2,8Hmin)lg(1+qв)
где Hmin— минимальная глубина заполнения усреднителя:
Hmin =0,5*H=0,5*1,5=0,75 м.
l=2(0,5+2,8*0,75)= lg(1+qв)
3,65=5,4*lg(1+qв)
1+qв=100,67=4,67
qв= 4,67 – 1 = 3,67 м3/(м*ч)
Общий расход воздуха Qв:
Qв=qв* lб* Nб*n=3,67*4,41*4 =65,3 м3/(м*ч)
продолжение
--PAGE_BREAK--