Технология очистки сточных вод

,                                            (4.6)

Где М− количество взвешенных веществ в исходной дозе, г/м³ (принимаем равной исходной мутности воды);

=0,5 для окисленного сернокислого  алюминия

  Д_к− доза коагулянта по безводному продукту, г/м³;

Ц − цветность исходной воды, град;

В_н− количество нерастворимых веществ, вводимых с известью, г/м³. Определяется по формуле 12 [2]:

,                                                               (4.7)

 где К_и− долевое содержание СаО в извести, принимаем 0,6;

Д_и− доза извести по СаО, г/м³.

мг/л;

Выбор состава сооружений осуществляется:

I этап – по СНиП 2.04.02-84 выбираем состав основных сооружений. Выбор осуществляется по  качеству исходной воды (мутности с учетом введенных реагентов - С_в и Ц) и очищенной воды и расчетной производительности станции.

II этап – уточняем метод обработки и состав сооружений в соответствии с классификацией профессора Кульского.

Выбираем основные сооружения – горизонтальные отстойники и скорые фильтры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ  ВОДЫ.

На основании сравнения  заданных свойств сырой воды с  нормативными данными на питьевую воду СанПиНа предусматриваем обеззараживание и улучшение вкусовых качеств воды озонированием. Необходимо учитывать, что при озонировании могут образовываться вторичные загрязнения – озониды, формальдегиды.

Озон используем в  сочетании с заключительной сорбционной очисткой на фильтрах с активным углем. Сорбционная очистка применяется для повышения глубины очистки воды от органических загрязнений и удаления продуктов озонолиза на заключительном этапе обработки воды.

Предусматриваем обработку  воды в две ступени:

− первичное озонирование сырой воды – перед поступлением на сооружения с дозой до 5 мг/л;

− вторичное озонирование фильтрованной воды с максимальной дозой 1-3 мг/л.

 

5.1.Расчет элементов установки для производства озона и смешивания его с водой.

Блок обеспыливания  и подачи воздуха:

W_o = qД_озW′_o/1000,                                                                                  (5.1)

 где q    − часовой расход станции, м³/ч;

Д_оз − максимальная доза озона, вводимая при двойном озонировании(первичном и вторичном), г/м³;

W′_o− расход воздуха на получение 1 кг озона, принимается 70-80 м³ при нормальном атмосферном давление и температуре 20ºС.

W_o = 2181∙7∙80/1000 = 1166,648 м³/ч.

Кроме того, надо учесть расход воздуха  W_а =360 м³/ч на регенерацию адсорберов для серийно выпускаемой установки АГ-50.

Общий расход воздуха, поступающего на усушку:

W =W_o +W_а  = 1166,648+360= 1526,648 м³/ч.                                        (5.2)

Для подачи атмосферного воздуха в  холодильную установку принимаем  водокольцевые воздуходувки ВК-12 – 4 шт. (3 рабочих и 1 - резервная). На всасывающем трубопроводе каждой воздуходувки устанавливают висценовые фильтры производительностью до50 м³/мин.

 

 

 

5.2Блок осушки воздуха.

Рекомендуется двухступенчатая осушка воздуха: при помощи глубокого охлаждения на фреоновом холодильном агрегате с теплообменником и дальнейшего осушивания на стандартной адсорбирующей установке.

Расчет количества холода, необходимого для охлаждения воздуха, определяется на основании теплотехнических расчетов.

Для ориентировочных расчетов количество холода, необходимое для охлаждения воздуха с температурой от 26 до 6ºС и конденсации водяных паров  в холодильнике, можно определить из расчета примерно 13,1 ккал на 1 м³ воздуха.

Тогда общее количество холода:

Q_хол= 13,1∙1526,648= 19999,09 ккал/ч,                                                (5.3)

С учетом 25% на холодопотери и неучтенные нужды общая потребность в  холоде:

Q_общ = 1,25∙19999,09= 24998,861 ккал/ч.

Назначаем 4 холодильных агрегата АК- 2ФВ- 30/15- 10000ккал/ч при температуре испарения фреона- 15ºС с мощностью двигателя 7 кВт при 960 об/мин (3 рабочих и 1 резервный). Для тонкой осушки воздуха до 0,05 г/м³ принятые автоматизированные адсорбционные установки типа АГ-50, которые состоят из двух адсорбционных башен и электронагревателя воздуха с суммарной загрузкой адсорбера (алюмогеля или силикогеля - 510кг). Для тонкой осушки воздуха потребуется ориентировочно адсорбента:

Р= 1,05∙ W,                                                                                             (5.4)

где 1,05- ориентировочное количество загрузки для тонкой осушки 1 м³ воздуха;

W – количество осушаемого воздуха, м³;

Р= 1,05 ∙1526,648= 1602,98 кг,

Следовательно, для осушки воздуха нужно иметь установок  АГ- 50 в количестве:

n= 1602,98/ 510= 3 шт и 1 резервная.

 

 5.3 Блок синтеза озона.

Определяем потребность в озоне, кг/ч;

1. Для первичного озонирования:

Q^I_оз= q∙Д^I_оз/1000= 2181∙4/1000= 8,3 кг/ч;                                                (5.5)

2. Для вторичного озонирования:

Q^II_оз= q∙Д^II_оз/1000= 2181∙3/1000= 6,25 кг/ч, где

Д^I_оз, Д^II_оз – доза озона на первичное и вторичное озонирование, мг/л.

Для получения озона устанавливают  озонаторы, учитывая 25 % резерв.

Принимаем к установке озонаторы  ПО- 3 при частоте электрического тока 50 Гц:

- на I озонирование: 8,3/3,6= 3 рабочих и 1 резервная;

- на II озонирование: 6,25/3,6= 2 рабочих и 1 резервная.

Оборудование для синтеза должно размещаться в отдельно стоящем  здании или в блоке очистных сооружений. Блок озонаторов следует размещать  в изолированном помещении с выходом в другие помещения через герметичную дверь. Помещения оборудуются вентиляцией с 6-кратным обменом воздуха.

 

 5.4 Блок смешивания озоновоздушной смеси с водой.

Растворение озоновоздушной смеси  следует осуществлять перемешиванием механическими мешалками в колонках, барбатирование в резервуарах и в эжекторах-смесителях.

Необходимую площадь поперечного  сечения контактной колонки для  I и II озонирования определяем по формуле:

F^I,II= q∙t/60∙n∙h,                                                                                         (5.6)

где q- часовой расход,м³/ч;

t- время контакта воды с озоном, принимаем 5-10 тмин;

n- количество контактных колонок, равное 2;

h- глубина слоя воды в контактной колонке, принимаем 5м.

F^I,II= 2181∙10/60∙2∙5= 34,7 м².

Размеры секции в плане принимаем: 5,8x6 м.

Для равномерного распределения озонированного воздуха у дна контактной колонки  размещаются каналы, перекрытые фильтросными трубами. Каркасом служит труба из нержавеющей  стали с отверстиями диаметром 5мм. На нее надевается фильтросная труба- керамический блок длиной500 мм, внутренним диаметром 64 мм. Наружным- 92мм, размер пор- 100 микрон. Нагрузка на паролитовые трубы составляет 100 л/мин на 1 п.м.

Определяем общую протяженность  труб для двух смесителей I и II озонирования:

∑L^I,II= 1000W_o/W₁,                                                                                    (5.7)

где W_o- количество озоновоздушной смеси, м³/ч;

W₁- нагрузка на 1 м трубы.

∑L^I,II= 1000∙1166,648/100∙60= 194,44 м².

 

  5.5. Пост хлорирование.

Расход хлора на вторичное  хлорирование:

,                                                                                                                 (5.8)                                                                                                                    где Д_хл^II- расход хлора на вторичное хлорирование 3 мг/л;

или 150 кг/сут.

        В данном курсовом проекте используется для II хлорирования установка «Хлорэфс» типа УГ, она предназначена для производства и дозирования дезинфектанта - раствора гипохлорита натрия, полученного на месте потребления путем электролиза раствора поваренной соли концентрацией 20 - 25 г/л.

Гипохлорит  натрия (NaCIO) - сильный окислитель - по своей бактерицидной эффективности и влиянию на качество обрабатываемой воды равноценен действию жидкого хлора.

Установка «Хлорэфс»  может применяться для обеззараживания  питьевых и сточных вод при  обработке воды в плавательных бассейнах, а также других областях хозяйства, где в технологических процессах используется хлор или хлорсодержащие продукты.

Исходным  продуктом для получения раствора гипохлорита натрия является водный раствор соли поваренной пищевой  ГОСТ 13830-84 «Вода питьевая», прошедшая  цикл обессоливания.

Установка «Хлорэфс»  изготавливается в соответствии с ТУ 4859-001 -31638802-98, имеет сертификат соответствия Госстандарта России  № РОСС RU.AE58.B1155 от 01. 1 1.2003 г.

         В  проекте принимаем установки “Хлорэфс УГ–25 производительностью  60 кг/сут. по  активному  хлору  в  количестве  4  шт. (3 рабочие + 1 резервная).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. РАСЧЕТ РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА

 

6. 1 Расчет реагентного хозяйства при мокром хранении.

Расчетные дозы реагентов следует  устанавливать для различных  периодов года в зависимости от качества исходной воды и корректировать в период наладки и эксплуатации сооружений. Принимаем мокрое хранение реагентов.

Дозу коагулянта Д_к, принимаем равной 72 мг/л, т.к. максимальное значение мутности 1100 мг/л, по заданию.

 

Месячная потребность  коагулянта в расчете на товарный продукт:

      Q_коаг = (Q_р·Т·Д_к) /(10000·Р_с·σ),                                (6.1)

   где Q_р – расчетная производительность станции, 52336,96 м³/сут, рассчитано в (3.1);

     Т – продолжительность  хранения коагулянта, 30 суток;

     Д_к – доза коагулянта, 72 мг/л, [2] табл.16;

     10000 – переводной  коэффициент;

     Р_с – содержание безводного продукта в коагулянте, для Al₂(SО₄)₃ = 33,5%;

      σ – объемный вес коагулянта, 1,1т/м³,. 

 Q_коаг = (52336,96·30·72) / (10000·33,5·1,1) = 306,8 т

Поставка реагентов производится вагоном емкостью 60 т.

 

Объем растворных баков:

W_раст = V_в · μ ,                                                  (6.2)                                                                

где V_в – объем разовой поставки, 60 т;

W_раст =60 · 2,5 = 150 м³

Принимаем 3 растворных баков, по 50 м³.               

Площадь бака:

F_бака=W_б/H_сл ;                                                   (6.3)

Тогда  H_сл=50/5,8·5,8=1,49 м ;

 

 

Объем расходных баков:   

W_расх=(Q_р·n·Д_к·24)/(10000·β·γ) ,                                    (6.4)

где Q_р – расчетная производительность станции, 2181 м³/ч;

      n – время,  на которое заготавливают раствор  коагулянта, 24 ч;

      Д_к – доза коагулянта, 72 мг/л, принята по [2] табл.16;

      β – концентрация коагулянта, 5%;

      γ –  удельный вес коагулянта, 1 т/м³.

W_расх= (2181·24·72)/(10000·5·1)=75,4 м³;

При  высоте слоя раствора коагулянта 3,5 м размеры бака в плане 5,8×3,7 м. Растворение коагулянта и перемешивание его раствора в баках осуществляется с помощью  воздуха.

 

Расчет расхода  воздуха:

q_раст^воз = n∙F_раств∙ω_в,                                             (6.5)                                

где n – количество одновременно работающих растворных баков, 3 шт, по [2] п.6.206;

      F_раств – площадь одного растворного бака, м²;

      ω_в – интенсивность подачи воздуха, принимаем для растворных баков 8-10 л/(с·м²), по [2] п.6.23;

q_раст^воз =3·5,8·5,8·10 = 1009,2  л/с или 60,6 м³/мин.

По [4] табл.2.1 принимаем 6 рабочих воздуходувок ВК-12 (две резервные), избыточное давление 8 м.

q_расх^воз = n∙F_расх∙ω_в ,                                             (6.6)