курсач водоотведение пп 2017. КП. 1700403. Св51. 2017. Вопп. 18

• Название: КП. 1700403. Св51. 2017. Вопп. 18
• Дата: 14.05.2018
• Размер: 1.81 Mb.
• Имя файла: курсач водоотведение пп 2017.docx
• Тип: Пояснительная записка; #43654
• страница: 2 из 4

5 РАСЧЕТ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
5.1 Выбор волокноуловителя
Процеживание применяется для удаления из сточных вод нерастворимых частиц. Наиболее распространенным типом процеживателей являются решетки, с помощью которых извлекаются достаточно крупные примеси. Для удаления более мелких и мельчайших частиц используются другие виды процеживателей. По своим конструктивным особенностям и технологическому назначению они носят различные наименования: сита (дисковые, цилиндрические или барабанные, сухие и промывные), сетки, микрофильтры, шерстеуловители, волокноуловители и т. п.

В данном проекте для удаления из сточных вод волокон целлюлозы и взвешенных веществ принимаем волокноуловитель ШУ – 3 (рисунок 1).

1 – водоподводящий канал; 2 – распределительный барабан; 3 – выгнутый конический диск;
4 – волокносъемное устройство; 5 – транспортер; 6 – отводящий канал
Рисунок 1 – Волокноуловитель ШУ-3
Он состоит из вращающегося (2 об/мин) выпуклого диска диаметром 2500 мм, на внешней части которого расположен дырчатый пояс с отверстиями диаметром 3,5 мм. Растекаясь по диску, вода стекает через отверстия в отводной канал, оставляя волокнистые вещества на диске. Задержанные волокна с помощью съемного устройства передают на транспортер, а затем погружают в контейнеры. Диск в данной конструкции расположен горизонтально [1].

5.2 Расчет реагентного хозяйства
Сточные воды от целлюлозно-бумажного предприятия выходят с кислотностью рН = 6,0. Для сброса их в общую сеть необходимо произвести подщелачивание сточных вод [1].

Концентрация кислоты HNO₃, мг/л, содержащейся в сточных водах определяется из следующей формулы
pH = − lg , (4)
где Х ‒концентрация кислоты HNO₃, г/л;

Э ‒эквивалентная масса HNO₃, Э = 63.
6 = − lg ;
6 = − (lgХ − lg63) = − lgX + lg63;
6 = − lgX + 1,8;
lgX = 1,8 ‒ 6 = ‒ 4,2;
Х = 0,063 мг/л.
Следовательно, для получения взаимной нейтрализации воды с величиной
рН = 6 необходимо дозировать в воду NaOH в количестве 0,063 мг/л.

Расход реагента в час определяется по формуле
q_реаг = мг/ч = 75,6 мг/сут. (5)
Для дозировки реагента принимаем электромагнитный насос-дозатор марки ProMinent microdelta с производительностью до 150 мг/ч и напором 60 м [4].

Рисунок 2 – Насос-дозатор microdelta
Устройства ввода реагентов следует выполнять в виде дырчатых трубчатых распределителей или вставок в трубопровод, создающих местные сопротивления. Распределители реагентов должны быть доступны для прочистки и промывки без прекращения процесса обработки воды. Потери напора в трубопроводе при установке трубчатого распределителя принимаем 0,2 м [5].

Исходя из этого перфорированные трубчатые распределители целесообразно применять для ввода чистых растворов реагентов, не вызывающих отложений в трубопроводах и отверстиях.

1—трубопровод; 2—подача реагента; 3 — сальник; 4—диафрагма (шайба);5 — фланцы;

6 — прокладки; 7 — болты
Рисунок 3 - Устройство ввода реагентов
Ввод реагентов осуществляется в трубопровод с помощью вставки трубопровода, введенного на 1/3 диаметра трубы со скосом конца вставки под углом
45 - 60 град.

Реагент вводится в трубопровод перед флотатором отстойником. Диаметр трубопровода определяется с учетом рекомендованных скоростей по таблицам [6] и составляет 150 мм. Диаметр вставки для подачи реагента принимается равным
20 мм [7].

Время хранения щелочи составляет 30 суток, поэтому предусматривается емкость объемом 0,5 м³.

5.3 Расчет коагуляции
Для ускорения выпадения взвеси применяется коагулирование, осуществляемое путем добавки в обрабатываемую воду химических реагентов (коагулянтов), образующих хлопья, которые, оседая, увлекают за собой взвесь.

В данном курсовом проекте принимаем коагуляцию в свободном объеме, для которой характерны большая скорость и высокий эффект при меньших затратах коагулянта.

В качестве реагента принимаем оксихлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl (ОХА), так как он обладает рядом достоинств:

• 
  высокая коагулирующая способность, не зависящая от температуры очищаемой воды;
  
• 
  обладает полимерными свойствами, позволяющими в ряде случаев отказаться от использования флокулянтов;
  
• 
  хорошо растворим в воде (без остатка),
  
• 
  не требует предварительного подогрева воды на стадии приготовления рабочего раствора.
  

Дозу ОХА принимаем равной 25 мг/дм³. В процессе коагулирования основным веществом является оксид алюминия Al₂O₃, количество которого в ОХА составляет примерно 10 %. Таким образом Al₂O₃ в ОХА содержится 250 мг/ОХА дм³. Реагент поставляется в таре поставщика [2].

Суточный расход реагента G_сут, т/сут, рассчитывается по формуле
(6)
где D_к – доза коагулянта, равная 25 г/м³.
кг/сут = 0,03 т/сут.
Объем раствора коагулянта в расходном баке W_расх, м³/сут, определяется по формуле
(7)
где ρ – объемный вес коагулянта, равный 1,33 т/м³.
м³/сут.
Принимаем 1 расходный бак с диаметром d = 1 м и высотой h = 1,5 м.

Объем расходного бака , м³, определяется по формуле
(8)
Время хранения коагулянта в расходном баке T, сут, определяется по формуле
(9)
5.4 Дозирование реагентов при коагуляции
В настоящее время на большинстве станций водоочистки используют насосы-дозаторы для растворов любых реагентов. Достоинство их состоит в том, что они компактны, обеспечивают возможность дозирования в напорный трубопровод и могут быть легко автоматизированы. Количество насосов-дозаторов принимается равным количеству установленных расходных баков.

Часовой расход коагулянта, м³/ч, определяется по формуле
, (10)
где t – время работы очистной станции, t = 24 ч.
м³/ч = 0,1 л/ч.
Введение реагента производится непосредственно в трубопровод из расходного бака насосом – дозатором марки НД 0,4/100 [8].

Характеристики насоса – дозатора:

1. 
   высота забора – 2 м;
   
2. 
   подача – 0,4 л/ч;
   
3. 
   напор – 100 м;
   
4. 
   стандартное напряжение – 230 В;
   
5. 
   потребление – 60 Вт;
   
6. 
   вес нетто – 4,2 кг.
   

5.5 Выбор и расчет смесителя
Процесс перемешивания применяют для получения однородных или гетерогенных смесей: растворов, эмульсий, суспензий. При перемешивании достигается равномерное распределение фаз во всем объеме и их тесное взаимодействие. В результате перемешивания получают смесь, которую используют в качестве конечного продукта для других стадий технологического процесса.Для смешения реагентов используются смесительные устройства.

Смесительные устройства должны включать устройства ввода реагентов, обеспечивающие быстрое равномерное распределение реагентов в трубопроводе или канале подачи воды на сооружения водоподготовки, и смесители, обеспечивающие последующее интенсивное смешение реагентов с обрабатываемой водой [5].

В отечественной практике применяются следующие типы смесителей:

1) дырчатый;

2) перегородчатый;
3) вертикальный (вихревой);

4) шайбовый;

5) коридорный;

6) механический.

Дырчатый и перегородчатый смесители целесообразно применять на водоочистных сооружениях производительностью до 1000 м³/ч. При большей производительности смесители этих типов становятся весьма громоздкими.

Вертикальный смеситель рекомендуется применять на станциях средней и большой производительности. На один вертикальный смеситель должно поступать не более 1200 - 1500 м ³/ ч обрабатываемой воды. Вертикальные смесители, независимо от производительности станции, применяются в случае использования в качестве реагента известкового молока. Этот тип смесителя обеспечивает наиболее полное растворение частиц извести.

Шайбовый смеситель, как правило, монтируется в случае ввода реагентов в напорный трубопровод.

Смесители коридорного типа рекомендуется применять при производительности станции более 300 000 м³/сут.

Смесители механического типа применяются при особом обосновании, так как их использование в технологической схеме влечет дополнительные затраты на электроэнергию [7].

В данном курсовом проекте принимаем перегородчатый смеситель, достоинствами которого являются быстрое и полное смешение реагента с водой. Такой смеситель представляет собой лоток с перегородками [9].

Площадь сечения потока воды в лотке f_л, м², следует вычислять по формуле
, (11)
где Q_п.см – расчетный расход воды через один перегородчатый смеситель,
Q_п.см =75 м³/ч = 0,021 м³/с;

v_л – допустимая скорость движения воды в лотке, м/с; v_л = 0,4 м/с [9].
м².
Ширина лотка b_л, м, определяется по формуле
, (12)
где Н – высота слоя воды в конце смесителя после перегородок, Н = 0,5 м [9].
м.

Расстояние между перегородками l, м, определяется по формуле
l = 2·b_л = 2·0,106 = 0,212 м. (13)
Потери напора h_c, м, в каждом сужении смесителя определяются по формуле
, (14)
где ξ ‒ коэффициент сопротивления, принимаемый равным 2,9 [9];

v_с ‒ скорость движения воды в сужениях перегородки, м/с; v_с = 1 м/с [9].
м.
Общие потери напора ∑h, м, определяются по формуле по формуле
∑h = n·h, (15)
где n — количество перегородок, n = 3 шт.
∑h = 3·0,15 = 0,45 м.
Площадь суженных проходов для воды в центральной перегородке с двумя боковыми сужениями f_с.ц , м², определяется по формуле
; (16)
м².
Высота слоя воды после второй (считая с конца) перегородки h₂, м, определяется по формуле
h₂ = H + h_с; (17)
h₂ = 0,5 + 0,15 = 0,65 м.
Высота в свету каждого из двух боковых проходов h_п, м, определяется по формуле
h_п = h₂ – h₃, (18)
где h₃ — глубина затопления проходов от уровня воды до их верха, h₃ = 0,1 м [9].
h_п = 0,65 – 0,1= 0,55 м.
Ширина каждого суженного прохода b_п , м, определяется по формуле
; (19)
м.
В первой и третьей перегородках устраивается по одному центральному суженному проходу. Площадь прохода f_1,3, м², определяется по формуле
; (20)
м².
Высота слоя воды ниже третьей перегородки h_п3 = 0,5 м. Высота в свету суженного прохода определятся по формуле (13)
h_п= 0,5 ‒ 0,15 = 0,35 м.
Ширина центрального прохода в третьей перегородке определяется по формуле (14)
м.
Высота слоя ниже первой перегородки (с учетом двух отверстий во второй перегородке) определяется по формуле (12)
h₁= 0,5 + 2∙0,15=0,8 м.

Высота в свету суженного прохода определятся по формуле (13)
h_п= 0,8 ‒ 0,15 = 0,65 м.
Ширина центрального прохода в первой перегородке определяется по формуле (14)
м.

5.6 Расчет флотатора-отстойника
Флотаторы-отстойники представляют собой комбинированные сооружения, состоящие из круглого в плане радиального отстойника с встроенной в него круглой в плане подвесной флотационной камерой. Принцип работы сооружения состоит в следующем. Сточная вода поступает в водораспределитель. При выходе из распределителя очищаемая вода попадает в подвесную флотационную камеру. При этом частицы легких примесей прилипают к пузырькам воздуха, выделяющимся из воды, и быстро всплывают на поверхность воды в камере флотации, образуя там пену. Из камеры флотации вода перетекает в отстойную камеру, где тяжелая взвесь, содержащаяся в воде, оседает на дно отстойника.

Очищенная вода сливается через зубчатый водослив в радиально расположенные сборные лотки, откуда поступает в кольцевой сборный лоток, размещенный вокруг подвесной камеры флотации, и отводится из него. Для сгребания пены и осадка предусмотрены верхние и нижние донные скребки с приводом.

Для расчетов в данном курсовом проекте принимаем высоту флотатора отстойника 3 м, высоту флотационной камеры 1,5 м [1].

Для накопления достаточного количества сточных вод необходимо предусмотреть устройство резервуара-накопителя. Объем резервуара-накопителя рассчитывается на 1,5 ч приток сточных вод.
(21)
где — часовой расход сточных вод, = 50 м³/ч.
W_р = 1,5·50 = 75 м³.
Принимаем резервуар-накопитель прямоугольный в плане высотой Н= 2 м.

Площадь, занимаемая резервуаром-накопителем S, м², определяется по формуле
; (22)

м².
Принимаем к проектированию резервуар с размерами 2,5х2,5х2 м.

Диаметр флотационной камеры D_к, м, определяется по формуле
; (23)
где Q_ф – расход сточных вод, поступающих на флотатор отстойник, Q_ф = 75 м³/ч;

v_к – скорость движения во флотационной камере, v_к = 10,8 м/ч.
м.
Продолжительность пребывания сточных вод во флотационной камере составляет 7 минут [1]. Общее время пребывание во флотаторе-отстойнике составляет
20 минут.

Диаметр флотатора отстойника D_ф, м, определяется по формуле
; (24)
где v₀ – скорость движения воды в отстойной зоне, v₀ = 4,7 м/ч.
м
Принимается типовой проект Т-2316 флотатора отстойника со следующими параметрами:

‒ диаметр флотатора-отстойника D_ф =6 м;

‒ высота флотатора-отстойника Н_ф=3м;

‒ диаметр флотационной камеры D_к =3 м;

‒ высота флотационной камеры Н_к=1,5 м.

Для равномерного распределения водовоздушного раствора в объеме обрабатываемой воды и для создания условий, обеспечивающих получение мелких пузырьков воздуха, во флотационной камере следует устраивать распределительную систему, состоящую из дырчатого трубопровода и защитного кожуха.

Для подачи воздуха во флотатор-отстойник устанавливаем воздуходувку. Подача воздуходувки, q_возд, м³/ч, определяется по формуле
q_возд = (0,03..0,05) ·Q_сут; (25)
q_возд = 0,035 · 1200 = 42 м³/ч =0,012 м³/с.
Принимаем воздуходувку марки ВК-0,75 с подачей 45 м³/ч и давлением
150 кПа [10]

Общая площадь отверстий в распределительном трубопроводе ∑f_отв, м², определяется по формуле
(26)
где v_в.в.р – скорость движения водовоздушного раствора в отверстиях, м/с;
v_в.в.р = 15 м/с [9]
м².
Площадь одного отверстия f_отв, м², вычисляют по формуле
(27)
где d_отв – диаметр отверстия для выпуска водовоздушного раствора, м, d_отв=0,007 м.
м².
Необходимое количество отверстий n, шт., вычисляют по формуле
(28)
шт.
Отверстия следует располагать равномерно по нижней образующей трубы линейно, шаг отверстий l_отв, м (рекомендуется принимать в пределах от 0,15 до 0,3 м), определяют по формуле
(29)
м.

Сточная вода смешивается с воздухом, а затем по трубопроводу подается во флотатор-отстойник.