Современные системы водоотведения промпредприятий. Практические. Практическое занятие 1 Оборотные системы водоснабжения

Название	Практическое занятие 1 Оборотные системы водоснабжения
Дата	23.01.2018
Размер	0.64 Mb.
Формат файла
Имя файла	Современные системы водоотведения промпредприятий. Практические .docx
Тип	Документы #34978
страница	4 из 8

1 2 3 4 5 6 7 8

Задача №1

_{Рассчитать установку типа БСО, предназначенную для очистки нефтесодержащих сточных вод, производительностью 1000 м3/сут. Время работы установки составляет 24 ч/сут. Концентрация загрязнений в воде, поступающей на очистку: нефтепродуктов - 400 мг/л; взвешенных веществ - 180 мг/л. Концентрация загрязнений в очищенной воде: нефтепродуктов - 50 мг/л, взвешенных веществ - 50 мг/л.}
_{Задача №2}

_{Рассчитать установку типа БСО, предназначенную для очистки сточных вод от нефтепродуктов производительностью 800 м3/сут. Время ее работы составляет 8 ч/сут. Концентрация нефтепродуктов в воде, поступающей на очистку, достигает 380 мг/л, а в очищенной воде не должна превышать 40 мг/л.}
_{Задача №3}

_{Рассчитать намывные фильтры, предназначенные для очистки сточной воды от взвеси, производительностью 5 м3/сут. Время работы фильтров 8 ч/сут. Концентрация взвеси в исходной воде достигает 40 мг/л, а в очищенной - 5 мг/л.}
_{Задача №4}

_{Рассчитать намывной фильтр, предназначенный для очистки сточных вод от взвесей, производительностью 15 м3/сут. Время работы этого аппарата 16 ч/сут. Концентрация взвеси в воде, поступающей на очистку, достигает 50 мг/л, а в очищенной - 10 мг/л.}

_{Практическое занятие №7}

_{Расчет сверхскорых фильтров}
_{Сверхскорые фильтры предназначены для очистки сточных вод от взвесей, нефтепродуктов, жиров и т.п. Работают они под избыточным давлением. Конструкция сверхскорых фильтров камерного типа была предложена Г.Н. Никифоровым в 1934г. В 1947г. он предложил сгруппировать эти аппараты по 6-10 штук в единую станцию, что значительно увеличивает их производительность.}

_{При сверхскором фильтровании его скорость находится в пределах 50-100 м/ч. При этом вовремя всего фильтроцикла суммарные потери напора в скорых фильтрах остаются величиной постоянной. Поскольку в процессе фильтрования потеря напора в загрузке возрастают с течением времени, должны снижаться потери напора в дренаже и оборудовании фильтра, то есть должна уменьшаться скорость фильтрования. За счёт такой структуры процесса сверхскорого фильтрования уменьшается интенсивность смывы частиц загрязнений с зерен загрузки, что повышает эффективность работы сверхскорых фильтров.}

_{Для регенерации загрузки сверхскорых фильтров применяется водовоздушная промывка, полностью автоматизированная. При этом соблюдается очередность вывода каждого сверхскорого фильтра на промывку. Во время промывки одного фильтра остальные работают. Промывка фильтров осуществляется из "кольца" промывной воды, куда вода поступает из "кольца" очищенной воды. На перемычке, соединяющей эти "кольца" устанавливаются регуляторы давления "до себя". Поддерживая постоянное давление в трубопроводе промывной воды, они обеспечивают промывку сверхскорого фильтра с заданной интенсивностью.}

_{Интервал времени между моментами окончания промывки одного фильтра и началом промывки другого является функцией качества исходной воды. Она в качестве заданной вводится в программу промывки.}

_{Сверхскорые фильтры компануются в автоматизированные сверхскоростные фильтровальные станции (АСФС). В АСФС отдельные фильтры устанавливаются либо по кругу, либо по два в ряд.}

_{Коммуникации АСФС представляют собой замкнутые системы ("кольца"), которым подключены отдельные фильтра. К "кольцам" подводится вода или отводится от них. Таким образом вода подается на очистку через "кольцо" исходной воды. Наиболее часто применяются схема автоматизации АСФС, базирующейся на задвижках с электроприводами и пневмоклапанах.}

_{Эффективность очистки производственных стоков от взвеси и нефтепродуктов в скорых фильтрах находится в пределах 70-80%.}

_{Схема устройства сверх скорого фильтра представлена на рисунке 1.}

_{Направление фильтрования в этих аппаратах - сверху вниз. В качестве фильтрующего материала применяется кварцевый песок крупностью 0,8-2мм. В качестве поддерживающего материала применяется слой щебня или гравия с крупностью 2-10 мм.}

_{Рисунок 1 - схема устройства сверхускорого фильтра: 1 - корпус; 2 - фильтрующий слой; 3 - поддерживающий слой; 4 - подача исходной воды; 5 - отвод очищенной воды; 6 - подача воздуха; 7 - подача промывной воды; 8 - отвод промывных стоков.}
_{В качестве распределительного устройства, которая также служит для сбора промывных стоков принято расширительная воронка диаметром (0,5-2)d}_к_{, где d}_к_{- диаметр подводящего трубопровода. Высота ее составляет (0,8-1)d}_к_.

_{В качестве системы для сбора очищенной воды, которая также служит для распределения промывной воды принимается либо щелевые колпачки, либо лучевая система с перфорированными ответвлениями, либо перфорированный трубопровод, либо коллектор с двойными перфорированными ответвлениями. Диаметр отверстий составляет 10-12 мм. Площадь отверстий на сборной системе составляет 0,25-0,5% от площади фильтра.}

_{Суммарная площадь отверстий на системе сбора очищенной воды F}^оч_сум_{, мм}²_{составляет}

(1)
_где_d_от.к_{- диаметр отводящего коллектора.}
_{В качестве воздухораспределительного устройства принимается либо перфорированный трубопровод, либо коллектор с двойными перфорированными ответвлениями, либо лучевая система с перфорированными ответвлениями. Отверстие для выхода воздуха имеют диаметр 5-10 мм.}

_{Скорость выхода воздуха из отверстия составляет 45-60 м/с.}

_{Если для сбора очищенной воды в скорых фильтрах применяются щелевые колпачки, то под днищем, на котором они закреплены, располагаются воронка, направленная вниз.}

_{Обычно высота слова фильтрующей загрузки принимается равной 2,5-2,7м.}

_{Площадь фильтрования сверхскорых фильтров F}_ф_{, м}²_{, составляет}

(2)
_{где Q}_р_{- расход сточных вод, м}³_/ч;

_��_ф_{- скорость фильтрования, м/ч.}

_{Средняя скорость фильтрования в сверхскорых фильтрах}_��^ср_ф_{, м/ч, составляет}

(3)
_где_F^ф_ф_{- фактическая площадь фильтрования.}
_{Максимальный расход воды, подводимой к сверхскорому фильтру, Q}_max_{, м}³_{/ч, составляет}

(4)
_где_D_ф_{- диаметр сверхскорого фильтра, м;}

_��^max_ф_{- максимальная скорость фильтрования, зависящий от}_��_ф_{, м/ч.}
_{Расход воды, подводимой к сверхскорому фильтру на промывку Q}_пр_{, л/с, составляет}

(7)
где

м² – интенсивность промывки фильтра.
_{Расход воздуха на продувку сверхскорого фильтра Q}_в_{, л/с, составляет}

(8)
где

м² - интенсивность продувки фильтра.
_{Скорость движения воздуха в воздуховоде составляет}_��_воз_{= 5-10 м/с.}

_{Схеме автоматизации за данными являются операции:}

_{а) соблюдение интервала времени между промывками двух фильтров;}

_{б) соблюдение очереди выключения фильтров на промывку и включение их в работу;}

_{в) выполнение программы промывки фильтра.}

_{В проекте автоматизации предусматривается 10 ключей режима, определяющих следующие интервалы времени между промывками двух очередных фильтров: t = 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 120, 150 и 200 минут. Предусматривается следующая очередность отключения фильтров на промывку: 1-2-3-4-5-6-7-8-1-2-3-4 и т.д.}

_{Импульсом для включения каждого фильтра на промывку служит момент окончания времени интервала в соответствии с "ключом" режима.}

Программа промывки для каждого фильтра включает:

Продувку загрузки сжатым воздухом с интенсивностью J_в = 25 л/с·м²;
Водовоздушная промывка с интенсивностью подачи воды J_пр = 10 л/с·м² и интенсивностью подачи воздуха J_в = 25 л/с·м²;
Водяная промывка с интенсивностью J’_пр = 17 л/с·м²;

Продолжительность фильтроцикла АСФС t’, ч, составляет

(7)
где N_ф – число фильтров в АСФС.
Время работы одного фильтра t’’, ч, составляет

(8)
Расход воды на промывку одного фильтра Q_пр, м³/ч, составляет

(9)
где t₁ = 4 мин – время промывки фильтра;

t₂ = 6,5 мин – продолжительность водовоздушной промывки.
Полная производительность АСФС за фильтроцикл Q’, м³, составляет

(10)

Средняя скорость фильтрования АСФС при промывке одного фильтра

, м/ч, составляет

(11)
При этом должно выполняться условие

(12)
Количество взвешенных веществ, подлежащих удалению за 1 фильтроцикл М_вв, кг, составляет

(13)
где С_н и С_к – начальная и конечная концентрация загрязнений, мг/л.
Количество взвешенных веществ, задерживаемых одним фильтром,

, кг, составляет

(14)
Грязеемкость загрузки по взвешенным веществам

, кг/м³, составляет

(15)
_где_W_з_{– объем загрузки фильтра, м}³_.
Время полезной работы сверхскоростного фильтра t’’’, мин, составляет

(16)

где Н_з– высота загрузки, м;

_М_max_{– максимальная грязеемкость по данному виду загрязнений, кг/м}³_.
_{При этом должно выполняться условие}
_{t’’’ >} _{t’’ (17)}

_{Задача №1}

_{Рассчитать автоматическую сверхскоростную фильтровальную станцию для очистки сточных вод от нефтепродуктов. Производительность АСФС составляет 300 м}³_{/сут. Время работы АСФС составляет 24 ч/сут. Концентрация нефтепродуктов в воде, поступающей на очистку достигает 36 мг/л, а в очищенной воде - 10 мг/л.}
_{Задача №2}

_{Рассчитать АСФС для очистки производственных стоков от взвеси. Производительность АСФС составляет 1200 м}³_{/сут. Время работы АСФС составляет 16 ч/сут. Концентрация взвеси в воде, поступающей на очистку достигает 25 мг/л, а в очищенной воде - 5 мг/л.}
_{Задача №3}

_{Рассчитать АСФС для очистки нефтепромысловых сточных вод. Производительность АСФС составляет 480 м}³_{/сут. Время работы АСФС составляет 8 ч/сут. Концентрация загрязнений в исходной воде составляет: нефтепродуктов 30 мг/л, взвешенных веществ - 25 мг/л. Концентрация загрязнений в очищенной воде составляет не должна превышать 10 мг/л.}

_{Практическое занятие №8}

_{Глубокая очистка производственных сточных вод}
_{Производственные стоки могут быть использованы после их очистки для технологического водоснабжения, орошения или сброшены в поверхностные источники. В этом случае необходима глубокая очистка (доочистка) производственных сточных вод. Ее целями являются:}

_{а) уменьшения в сточных водах количества взвеси, удаление запаха, цветности, некоторых токсичных компонентов;}

_{б) снижение ХПК, БПКполн, содержание ПАВ, биогенных элементов;}

_{в) обеззараживание сточных вод;}

_{г) насыщение сточных вод кислородом для выпуска их в водоемы.}

_{В результате глубокой очистки достигается возможность:}

_{1) повторного использования очищенных производственных сточных вод для орошения, не питьевых коммунальных целей, в технических целях на промпредприятиях;}

_{2) полной очистки сточных вод для сброса в поверхностные источники различных видов.}

_{Глубокая очистка производственных стоков требует значительных материальных затрат.}
_{1. Расчёт адсорбционных фильтров}

Площадь сечения адсорбционного фильтра

, м², составляет

(1)

где

= 1-12 м/ч – скорость фильтрования в адсорбционном фильтре;

_Q_р_{- расход сточных вод, м}³_/ч.
Диаметр адсорбционного фильтра D_ад, м, составляет

(2)
_где_N_ад_{– число рабочих адсорбционных фильтров, шт.}
_{Число рабочих адсорбционных фильтров должна быть не менее двух.}

_{Высота слоя сорбента Н}_ад_{, м, составляет}

(3)
_{где C}_н_{- концентрация загрязнений в воде, поступающей на очистку, мг/л;}

_C_к_{- концентрация загрязнений в очищенной воде, мг/л;}

_{Т - время работы адсорбционного фильтра до регенерации}

_{фильтрующей загрузки, ч;}

_F^ф_ад_{- фактическая площадь сечения адсорбционного фильтра, м}²_;

_{γ - насыпная плотность сорбента, г/м}³_;

_К_с_{=0,6-0,8 - коэффициент сорбции;}

_К_max_{, K}_min_{- максимальная и минимальная емкость сорбента,}

_{определяемая экспериментально, г/м}³_;

_Н_р_{= 0,3-0,5 м - высота резервного слоя.}
_{Число последовательно работающих адсорбционных фильтров}_N_п.ад_{, шт, составляет}

(4)
_{где Н - высота слоя загрузки одного адсорбционного фильтра, м.}
_{2. Расчёт фильтров с плавающей загрузкой}

_{Фильтры с плавающей загрузкой (ФПЗ) применяются для глубокой очистки производственных стоков химической, металлургической, легкой промышленности, а также биологически очищенных сточных вод населенных пунктов или их смеси с производственными.}

_{Рисунок 1 - Безнапорный ФПЗ: 1 - корпус; 2 - подача исходной воды; 3 - распределительный канал; 4 - удерживающая решётка; 5 - плавающая загрузка; 6 - дренажная труба; 7 - отвод промывной воды; 8 - отвод очищенной воды; 9 - средняя дренажная труба.}
_{Загрузку безнапорных фильтров с плавающей загрузкой изготавливают на месте путем вспенивания суспензионного бисерного полистирола в горячей воде или паром. Так как зерна загрузки легче воды в верхней части безнапорного ФПЗ для поддержания её в затопленном состоянии устанавливается решётка, под которой загрузка самопроизвольно сортируются по убывающей крупности зерен сверху вниз слоями. Сточная вода поступает в надфильтровое пространство и фильтруется через плавающую загрузку сверху вниз. Фильтрат собирается средней или нижней дренажной трубой. При достижении предельных потерь напора (1-1,5м) ФПЗ промывается нисходящим потоком воды.}

_{Выключение одной секции ФПЗ допускается увеличение скорости фильтрации на 30%.}

_{Температура производственных стоков не должна превышать +50С.}

_{Преимущества ФПЗ: экономичность, простота конструкции и эксплуатации, долговечность фильтрующей загрузки, отсутствие промывных насосов и емкости для промывной воды.}

_{Диаметр ФПЗ D}_ф.п_{, м, составляет}

(5)
_где_��_ф.п_{= 8-10 м/ч - скорость фильтрования в ФПЗ;}

_N_ф.п_{- количество ФПЗ.}
_{Число рабочих ФПЗ должно быть не менее двух.}

_{Последовательность промывки безнапорных ФПЗ:}

_{а) продувка воздухом в течение 4-5 минут с интенсивностью 3-5 л/м2*с;}

_{б) промывка водой.}

_{Напорные ФПЗ выполнены на основе фильтров осветлительных вертикальных типа ФОВ-1,0-6 и ФОВ 3,4-6.}

_{Общая высота ФПЗ составляет}
_H_ф.п₌_h₁₊_h₂₊_h₃₊_h₄₍₆₎
_где_h₁_{= 0,2 м - высота запаса над максимальным уровнем воды в ФПЗ;}

_h₂_{= 1,5-2 м - высота слоя в надфильтрвом пространстве в конце}

_{фильтроцикла;}

_h₃_{= 1-1,5 м - потеря напора в загрузке ФПЗ;}

_h₄_{- суммарная толщина слоя загрузки с учетом ее расширения при промывке, м.}

_{Скорость движения воды в коммуникациях ФПЗ составляет 1,5-2,5 м/с.}

_{Рисунок 2 - Напорный ФПЗ:1 - корпус; 2 - подача исходной воды; 3 - распределительный канал; 4 - удерживающая решётка; 5 - плавающая загрузка; 6 - дренажная труба; 7 - отвод промывной воды; 8 - отвод очищенной воды; 9 - средняя дренажная труба; 10 - верхняя распределительная система; 11 - граница расширения загрузки при промывке.}
_{1 2 3 4 5 6 7 8}