Технология очистки сточных вод

где n – количество одновременно работающих расходных баков, 1 шт, по [1] п.6.206;

     F_расх – площадь одного расходного бака, м²;

      ω_в – интенсивность подачи воздуха, принимаем для расходных баков 3-5 л/(с·м²), по [2] п.6.23;

q_расх^воз =1 · 5,8·3,7· 5 = 107,3 л/с = 6,44 м³/мин.

По [4] табл.2.1 принимаем 1 рабочую воздуходувку ВК- 6 (одна резервная) избыточное давление 3 м.

 

 

 

 

6.2 Расчет и подбор оборудования известкового хозяйства.

При использовании извести  следует предусматривать ее гашение  и хранение в емкостях (рисунок 3) в виде теста 35-40 %-ной концентрации. Объем емкости определяется из расчета 3,5-5 м³ воды на 1 т товарной извести (п. 6.207 [2]).

Месячная потребность  в извести в расчете на товарный продукт:

Q_изв = Q∙Т∙Д_и/(10000∙Р_с∙σ_о), т,                                    (6.7)

 где Q- производительность станции,м³/сут;

Т- продолжительность  хранения коагулянта на складе, сут, Т=30 сут;

Д_к- доза извести ,мг/л, Д_к= 21,37 мг/л;

Р_с- содержание безводного продукта в извести,60%;

σ_о- объемный вес извести, равен 1 т/м³.

Q_изв = 52336,96∙30∙21,37/10000∙60∙1= 55,92 т.

Объем емкостей для гашения и хранения извести равен:

W_изв=55,92·5=279,6 м³; Принимаем к установке 4 бака-хранилища с размером 5,8x5,8м. Глубина бака равна 279,6/4·5,8·5,8=2,1 м.

Из баков-хранилищ крепкое известковое молоко перепускается в баки с гидравлическим перемешиванием (с помощью насоса). Емкость бака при 8-часовом периоде заготовки определяется по формуле:

W=Q_ч·n·Д/(10000·В_и·γ_и );                                          (6.8)

где Q_ч – часовой расход станции м³/ч;

n-время на которое заготавливают известковое молоко, 8 часов;

Д-доза извести в пересчете на СаО,г/м³ ;

В_и-концентрация известкового молока (не более 5%) ; 

γ_и-объемный вес известкового молока равный 1т/м³;

W=2181·8·21,37/(10000·5·1)= 7,5 м³

Принимаю к установке  две гидравлические мешалки (одна рабочая, одна резервная) круглые в плане диаметром 2 м. Угол наклона днища к горизонтали согласно п. 6.37 [2] - 45º, тогда объем конической части мешалки

W_кон=S_кон·H/З=πД²/4·Д/2·3;                                       (6.9)

W_кон=3,14·2²·0,5/4·2·3=1,05 м³;

Объем цилиндрической части  мешалки 

W_цил= W_изв- W_кон;                                         (6.10)

W_цил=7,5-1,05=6,45 м³;

Высота цилиндрической части

H_цил= W_цил/S_осн;                                          (6.11)

H_цил= 6,45/3,14=2,05 м;

Для перемешивания известкового теста применяют гидравлические насосы производительность которых равна:

q_нас  = q_{изв.мол.} + q_тр + q_взв;                                (6.12)

где q_{изв.мол}-расход вводимого известкового молока

q_{изв.мол}=q·Д_и/(10000·b_изв·γ_изв);                            (6.13)

q_{изв.мол}=2181·21,37/(10000·5·1)= 0,93 м³/ч;

q_тр-количество известкового молока, подаваемого по трубопроводу диаметром 50мм к дозатору Димба при скорости не менее 0,8м/с.

q_тр = F·V;                                                  (6.14)

q_тр = 3,14·0,05·0,05/(4·0,8)= 0,0025 м³/с= 8,83 м³/ч;

q_взв-расход циркулирующего известкового молока в баке, определяется из условия создания восходящей скорости движения в баке не менее 5 мм/с:

q_взв=3,6·S·V;                                               (6.15)

q_взв=3,6·3,14·2²·10 /4=113,04 м³/ч;

Производительность насоса равна:

q_нас=0,93+8,83+113,04=122,8 м³/ч;

Принимаем к установке насос 5 Пс-10 производительностью 135 м³/ч, напором 22 м, с электродвигателем N=30 кВт, n=1500 об/мин.

 

6.3 Дозирование реагентов.

Доза коагулянта для вод разного  состава не одинакова и должна устанавливаться путем опытного коагулирования исходной воды в производительной лаборатории. Для различных периодов года необходимо корректировать дозы реагентов.

Дозу коагулянта Д_к ,мг/л, в расчете на Al₂(SO₄)₃ (по безводному веществу) допускается принимать при обработки мутных вод по СНиП, цветных вод - по формуле 6 [2]: Д_к=4√ Ц.

Реагенты рекомендуется вводить  за 1-3 мин. до ввода коагулянтов.

Дозирование известкового молока и раствора коагулянта в воду рекомендуется производить насосами-дозаторами. Количество дозаторов принимается по количеству секций смесителей плюс резервные.

Дозаторы подбирают  по расходу реагента:

q_доз= q∙Д/10000∙в_р∙γ·2, м³/ч,                                   (6.16)

где q- расход станции;

Д - доза коагулянта или  доза извести в пересчете на СаО, г/м³;

в_р- концентрация раствора коагулянта или извести в расходный бак;

γ- удельный вес раствора коагулянта, равный 1 т/м³.

Количество дозаторов зависит от числа точек ввода реагентов и принимается не менее 2 (1- резервный). В качестве дозаторов применяются насосы-дозаторы. Подбираем насос-дозатор коагулянта для в_р=5%, точки ввода две.

q_{доз изв}= 2181∙21,37/10000∙5∙2= 0,47 м³/ч;

Принимаем к установке 1 рабочий насос-дозатор  и 1 резервный типа Димба-1. Количество подаваемого к дозатору раствора – 2 м³/ч, потребляемая мощность электродвигателя 60 кВт, масса – 45 кг.

q_{доз коаг}= 2181∙72/10000∙5∙2= 1,57 м³/ч

Принимаем к установке 1 рабочих насоса-дозатора и 1 резервных типа НД-1600/10. Мощность электродвигателя 3 кВт, диаметр плунжера- 80 мм.

 

6.4 Расчет установок для приготовления и дозирования флокулянта.

Для интенсификации процесса коагулирования применяются флокулянты. Наиболее часто используются  полиакриламид (ПАА). Дозы флокулянтов следует принимать согласно требованиям п. 6.17 [2], в зависимости от точки ввода реагентов, мутности, цветности, температуры обрабатываемой воды.

Для приготовления  раствора ПАА применяем Серийно выпускаемые установки УРП-2 емкостью 1,2 м³.

Емкость растворных баков  для ПАА:

W_раст= q∙n∙Д_ПАА/10000∙b_ПАА∙γ_ПАА, м³,                              (6.17)

где b_ПАА- крепость раствора ПАА, принимается равной 0,9 %.

Принимаем две точки ввода ПАА горизонтальным отстойником. Согласно назначенным точкам ввода ПАА и мутности исходной воды по СНиП 2.04.02-84 определяем дозу ПАА= 0,7 мг/л. Емкость растворного бака при крепости раствора ПАА- 0,9%:

W_раст= 2181∙12∙0,7/10000∙0,9∙1= 2,04 м³.

Принимаем к установке 3 установки УРП-2 емкостью 1,2 м³ ( две рабочих, одна резервная). ^две мешалки УРП-2(1-рабочая, 1-резервыная).

Емкость расходных баков  при рабочей крепости раствора ПАА 0,5%:

W_расх= 2,4·0,9/0,5 = 4,32 м². Задаваясь высотой бака, равной 2 м, вычисляем конструктивные размеры. Площадь будет равна:

F_б= W_б/Н_сл= 4,32/2= 2,16 м², тогда конструктивно принимаем размеры: 1,46 × 1,46 м. Принимаем 3 бака емкостью 4,42 м³ каждый.

для перемешивания раствора ПАА применяем воздуходувки. Расход воздуха:

q_расх^воз =1 · 1,46·1,46· 5 = 10,65 л/с = 0,64 м³/мин.

Принимаем 1 воздуходувку ВК-1,5 с избыточным давлением 8 м и 1 резервную.

Дозирование раствора ПАА  осуществляется с помощью насоса-дозатора:

q_НД= 2181∙0,7/10000∙5∙2= 0,0153 м³/ч

Принимаем к установке 2 насоса-дозатора НД-40/25 (1рабочий и 1 резервный).

 

6.5  Фторирование воды.

 

Фторирование воды, используемой для хозяйственно-питьевых целей, необходимо произвести, т.к. в исходной воде содержание фтора 0,3 мг/л, что недостаточно для нашей климатической зоны (0,7÷1,5 мг/л). Ввод реагентов в воду осуществляется после очистных сооружений перед обеззараживанием воды.

В данном курсовом проекте  фторирование проводится фтористым натрием NaF (ГОСТ 2871-67).

Дозу фторсодержащего  реагента Д_ф, г/м³, следует определять по формуле 1 приложения 6 [2]:

Д_ф=10⁴(m_фa_ф-ф)/К_фС_ф,                                          (6.18)

где m_ф— коэффициент, зависящий от места ввода фторсодержащего реагента в воду;

а_ф — оптимальная концентрация фтора в питьевой воде, г/м³;

К_ф - содержание фтора в чистом реагенте, %, принимаемое для натрия фтористого - 45;

 ф - содержание фтора  в исходной воде, г/м³;

С_ф - содержание чистого реагента в техническом продукте, %. Для фтористого натрия высшего, I и II сортов 42,5; 38; 36,2; 59,4 % соответственно.

 

Д_ф=10⁴(1·1,0-0,3)/45·38=4,09 г/м³;

 

 

Расчет  технологической установки с  применением растворных баков

 

 Полезный объем  баков, м³,

 

W=qnД_ф/10000В_ф, где Д_ф – доза реагента, г/м³,              (6.19)

 

W=2181·12·4,09/10000·2,5=4,28 м³;

 

При глубине слоя 1,5 м размеры баков в плане 1,7×1,7 м. Принимаем три бака емкостью 4,28 м³ каждый. Перемешивание раствора производится с помощью воздуха с интенсивностью 8-10 л/см².

q_расх^воз =1,7 · 1,7· 9 = 26,01 л/с = 1,56 м³/мин.

Принимаем 2 воздуходувки ВК-1,5 с избыточным давлением 3 (одна рабочая и одна резервная).

Дозирование осуществляется насосом-дозатором типа НД, производительность которого

q_н= ;                                                (6.20)

q_н=

м³/ч.

Принимаем к установке два насоса-дозатора НД-400/16 (один рабочий, один резервный).

Склад рассчитываем на 30-дневный  запас реагента:

Q_реаг=T· Q_сут ·Д_ф/10000· С_ф;                                 (6.21)

Q_реаг=2181·30·4,09/10000·38=0,7 т/мес.

Фтористый натрий поступает  на станцию в деревянных бочках массой 50 кг. Количество бочек 700/50=14 шт.

Хранение на складе предусматривается  в заводской таре (п. 10 прил. 6[2]).

 

                                        

 

                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. РАСЧЕТ МИКРОФИЛЬТРОВ.

Барабан микрофильтров на ¾ полезной фильтрации погружен в воду. Расход воды на промывку 2% , потери напора 0,1…0,6м. Практика эксплуатации микрофильтров показала , что потеря фитопланктона наблюдается на 75…95% , и 100% задержание зоопланктона. Задаемся маркой микрофильтра.

F=                                                                                        (7.1)

Принимаем МФ 3x4,5 производительностью 45 т/м³сут.

Разметы барабана:

D_бар = 1550 мм

L = 4744 мм

А = 5635 мм

Ширина камеры 4060 мм.

Электродвигатель мощностью 4 кВт, фильтрующий элемент - 54, вес - 3937 кг.

 L_ф=3,14·1,55=4,87 м,                                                                                 (7.2)

F_раб=(2/3) · L_ф· L=(2/3) ·4,87·4,744=15,4 м²,                                           (7.3)

Число рабочих фильтров определяем по формуле:

N = F / F_раб = 3,75 шт.                                                                                   (7.4)

Принимаем 4 микрофильтра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. РАСЧЕТ СМЕСИТЕЛЯ

Применение вертикального  вихревого смесителя очень выгодно, т.к. он занимает мало места, очень эффективен, но главное, он одновременно служит и воздухоотделителем.

Смесители должны иметь  не менее двух отделений со временем пребывания в них не более двух минут. Вихревые смесители следует принимать в виде конического или пирамидального вертикального диффузора с уклоном между наклонными стенками 30-45º (рис. 4), высотой верхней части с вертикальными стенами от 1 до 1,5 м, при скорости входа в смеситель от 1,2 до 1,5 м/с, скорости восходящего движения воды под водосборным устройством V_в от 30до 40 мм/с. Скорости движения воды в конце водосборного лотка V_ж- 0,6 м/с.