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	7 из 8

1 2 3 4 5 6 7 8

2. Расчет ионообменной установки
_{Процессы ионообменной очистки производственных стоков осуществляется в аппаратах периодического действия - фильтрах.}

_{Фильтр представляет собой закрытый цилиндрический резервуар с дренажным устройством. Высота слоя ионита достигает 1,5-3 м.}

_{Ионообменные фильтры работают либо по параллельноточной схеме (обрабатываемые стоки и регенерационный раствор подаются сверху), либо по противоточной (стоки попадаются сверху, а регенерационный раствор снизу). Стоки, обрабатываемые в ионообменных фильтров не должны иметь минерализацию более 3 г/л, концентрацию взвеси более 8 мг/л, а их ХПП не должен превышать 8 мг/л.}

_{Площадь катионитовых фильтров F}_к_{, м}²_{, составляет}

(22)
_где_��^к_ф_{= 8-20 м/ч - скорость фильтрования в катионитовых фильтрах.}
_{Площадь катионитовых фильтров F}_к_{, м}²_{, может также определяется по формуле}

(23)
_{где W}_к_{- объем катионита, м}³_;

_Н_к_{= 2-3 м - высота слоя катионита.}
_{Объем катионита W}_к_{, м}³_{, составляет}

(24)
_{где n}_рег_{= 1-2 - число регенераций катионитового фильтра в сутки;}

_Е^к_р_{- рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м}³_;

_С^исх_кат_{- суммарная концентрация катионов в исходной воде, г-экв/м}³_;

_С^оч_кат_{- суммарная концентрация катионов в очищеной воде, г-экв/м}³_;

_{Т - время работы фильтра, ч.}
_{Величина Е}^к_р_{, г-экв/м}³_{, составляет}

(25)
_{где К}_э.р._{= 0,91 - коэффициент эффективности регенерации;}

_К_общ_{= 0,85 - коэффициент для учета снижения объемной способностей}

_{катионита;}

_Е^к_полн_{- полная обменная способность данного катионита, г-экв/м}³_;

_q^к_уд_{= 2,5-5 м}³_/м²_{- удельный расход воды на отмывку.}
_{Потеря напора в катионитовых фильтрах составляют 4-10 м.}

_{Регенерация катионитовых фильтров осуществляется 7-10% раствором серной или соляной кислоты. Скорость движения раствора кислоты составляет до 2 м/ч. Отмывка катионита осуществляется обратным током воды со скоростью 6-8 м/с.}

_{Площадь анионитового фильтра F}_а_{, м}²_{,составляет}

(26)
_{где t}_ф_{- продолжительность работы анионитового фильтра между}

_{регенерациями, ч;}

_��^а_ф_{- скорость фильтрования воды в анионитовом фильтре, м/ч.}
_{Величина t}_ф_{, ч, составляет}

(27)
_{где t}₁_{= 0,25 ч - продолжительность взрыхления анионита;}

_t₂_{= 1,5ч - продолжительность обработки анионита раствором щёлочи;}

_t₃_{= 3 ч - продолжительность работы анионита после регенерации.}
_{Скорость фильтрования воды в анионитовом фильтре}_��^а_ф_{, м/ч, составляет}

(28)
_{где С}^исх_а_{- суммарное содержание анионов в исходной воде, г-экв/м}³_;

_Н_а_{= 2м - высота слоя анионита;}

_Е^а_раб_{- рабочая обменная способность данного анионита, г-экв/м}³_.
_{Объём загрузки анионитового фильтра W}_а_{, м}³_{, составляет}

(29)
_{где С}^оч_а_{- суммарное содержание анионитов в обработанной воде, г-экв/м}³_.
_{Регенерация анионитовых фильтров осуществляется 5% раствором NaOH.}

_{Задача №1}

_{Расход сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, составляет 80 м}³_{/ч. Время работы флотаторов составляет 16 ч/сут. Концентрация нефтепродуктов в исходной воде составляет 180 мг/л, а их содержание в очищенной воде не должно превышать 50 мг/л. Рассчитать напорный флотатор для очистки этих стоков.}
_{Задача №2}

_{Расход сточных вод, загрязненных жирами, составляет 250 м}³_{/ч. Время работы флотаторов составляет 24 ч/сут. Концентрация жиров в исходной воде составляет 150 мг/л, а их содержание в очищенной воде не должно превышать 40 мг/л. Рассчитать напорный флотатор для очистки этих стоков.}
_{Задача №3}

_{Рассчитать Н- катионитовый фильтр для удаления из воды ионов Mg}²⁺_{, Fe}³⁺_{и Zn}²⁺_{. Суммарное их содержание в сточных водах составляет 18 г-экв/м}³_{. Расход производственных стоков составляет 560 м}³_{/сут, а время работы ионообменных фильтров - 16 ч/сут. Суммарное содержание катионов в очищенной воде - 14 г-экв/м}³_.
_{Задача №4}

_{Рассчитать анионитовый фильтр для удаления из воды ионов Cl}^-_{, SO}^2-₄_NO^-₃_{. Суммарное их содержание в сточных водах составляет 17 г-экв/м}³_{. Расход производственных стоков составляет 42 м}³_{/ч, а время работы ионообменных фильтров - 24 ч/сут. Суммарное содержание анионов в очищенной воде - 1 г-экв/м}³_.

_{Практическое занятие №12}

_{Биологическая очистка производственных сточных вод}

_{Расчет полей орошения и полей фильтрации}

_{Поля орошения - это специально изготовленные и спланированные участки земли, на которых выращиваются сельскохозяйственные культуры, а для их поливки и удобрения используются стоки, прошедшие полную биологическую очистку. Расход сточных вод, подаваемых на поля орошения не превышает 10000 м}³_/сут.

_{На полях орошения должны выращиваться культуры, не употребляемые в пищу в сыром виде.}

_{Поля орошения состоят из отдельных карт, спланированных горизонтально или с небольшим уклоном. Карты разделены ограничительными валиками. Стоки распределяются по полям орошения распределительной сетью, фильтруются через почву и отводятся осушительной сетью. Для полей орошения следует использовать спокойный рельеф местности с уклоном не более 0,02.}

_{Предпочтительнее устраивать поля орошения на песчаных и супесчаных грунтах и тощих глинах. Тяжёлые глины и суглинки для этого непригодны. Торфяные грунты нуждаются в осушении. Уровень подземных вод на территории, используемый под поля орошения должны быть не менее 1,5 м от поверхности. При более высоком уровне грунтовых вод устраивается дренаж для их отвода. Для полей орошения межполивочный период устраивается в зависимости от режима полива выращиваемых культур.}

_{Полезная площадь полей орошения F}_по_{, га, составляет}

(1)
_{где Q}_сут_{- суточный расход стоков, м}³_/сут;

_q_по_{- нагрузка на поля орошения, м}³_{/га·сут.}
_{Количество карт полей орошения N}_к.о._{, шт, составляет}

(2)
_{где F}_к.о._{- площадь карты, м}²_.
_{Площадь карт полей орошения принимается равной 5-8 га. Их ширина для песка составляет 50 м, для супесей 80-100 м, а для суглинка - 120-150 м. Длина карт должна быть в 4-5 раз больше ширины.}

_{Резервные поля орошения используется, когда основные готовятся к летнему вегетативному периоду, когда идёт сбор урожая, когда идут дожди.}

_{Площадь резервных полей орошения F}_рез.о._{, га, составляет}

(3)
_{где а - коэффициент;}

_q_рез_{- нагрузка на резервные поля орошения, м}³_{/га·сут.}
_{Число карт резервных полей орошения N}_рез.о._{, шт, составляет}

(4)
_{Полная площадь полей орошения F}_о_{, га, составляет}

(5)
_{где К}_о_{= 0,15-0,25 - коэффициент, учитывающий увеличение площади полей}

_{орошения в связи с устройством вспомогательных сооружений.}
_{Площадь, требуемая для намораживания в зимний период F}_нам_{, га, составляет}

(6)
_{где β- коэффициент, зависящий от фильтрующих свойств грунта;}

_ρ_л_{= 0,9 т/м}³_{- плотность льда:}

_h_ос_{- высота слоя зимних осадков, м;}

_h_нам_{- высота слоя намораживания, м.}
_{Высота слоя намораживания не превышает 1 м.}

_{Стоки подаются в наивысшую точку полей в распределительный колодец, откуда они по сети распределительных каналов поступают на карты. Для полива сельхозкультур на полях орошения устраивается временная поливная сеть в виде полос или борозд. Для равномерного заполнения водой карты полей орошения планируются с продольными и поперечными уклонами, которые зависит от типа грунтов. Земляные каналы в распределительной сети устраиваются трапециевидной формы, а лотки - прямоугольной с облицовкой. Ширина разделительных валиков по верху должна быть не менее 0,7 м, а крутизна их откосов в супеси и суглинках не должна превышать 1:1,5, а в песках - 1:2.}

_{Число карт орошаемых одновременно N}_од_{, шт,составляет}

(7)
_{где t}_м.п._{= 5-10 сут - продолжительность межполивного периода.}
_{Расход воды, поступающей на одну карту q}_макс_{, л/с, составляет}

(8)
_{где Q}_max_{- максимальный расход сточных вод, л/с.}
_{Максимальная скорость воды для картовых оросителей, распределительных и магистральных каналов составляет соответственно 0,3; 0,4 и 0,5 м/с.}

_{Наименьший уклон для оросителей составляет 0,001, а для распределительных и магистральных каналов - 0,0005.}

_{Осушительная сеть состоит из дренажа, сборной сети, отводных линий и выпусков. Дренаж позволяет отводить лишнюю влагу из почвы и способствует проникновению в неё воздуха. Дренаж устраивается в виде открытых каналов или подземных перфорированных трубопроводов. Поля фильтрации - это участки земли, предназначенные для полной биологической очистки предварительно осветленных стоков. При очистке сточных вод на полях фильтрации используется самоочищающая способность почвы. Наиболее интенсивно биохимическое окисление стоков идёт в верхних слоях почвы на глубине 0,2-0,3м, где соблюдается благоприятный кислородный режим.}

_{Площадь полей фильтрации F}_п.ф._{, га, составляет}

(9)
_{где q}_п.ф._{- нагрузка на поля фильтрации, м}³_{/га·сут.}
_{Резервная площадь полей фильтрации F}_рез.ф._{, га, составляет}

(10)
_{где b}_кл_{- коэффициент, зависящий от географического расположения полей}

_{фильтрации.}
_{Полная площадь полей фильтрации F}_ф_{, га,составляет}
_F_ф_{= F}_п.ф._{+ F}_рез.ф._{+ К}_ф_(F_п.ф._{+ F}_рез.ф._{) (11)}
_{где К}_ф_{- коэффициент, учитывающий увеличение площади полей}

_{фильтрации в связи с устройством вспомогательных сооружений.}

_{Площадь для намораживания в зимний период определяется по формуле(6)}

_{Число карт полей фильтрации N}_к.ф._{, шт, составляет}

(12)
_{где F}_к.ф._{- площадь карты полей фильтрации, м}²_.

_{Расчет биологических прудов}

_{Процесс очистки сточных вод в биологических прудах аналогичен процессам, происходящим при самоочищении водоемов. Для устройства прудов могут использованы естественные впадины местности, заброшенные карьеры или искусственно созданные водоемы. Биопруды используются для биологической очистки или доочистки производственных сточных вод.}

_{При БПК}_полн_{сточных вод до 200 мг/л применяются пруды с естественной аэрацией, а при БПК}_полн_{до 500 мг/л - с искусственной. При больших БПК}_полн_{требуется предварительная очистка стоков.}

_{При глубокой очистке сточной воды направляются в пруды после биологической или физико-химической очистки. В этом случае БПК}_полн_{стоков в прудах с естественной аэрацией не должна превышать 25 мг/л, а в прудах с искусственным аэрацией - 50 мг/л. После глубокой очистки БПК}_полн_{очищенных стоков достигает 2-3 мг/л зимой и 1-2 мг/л летом.}

_{Биопруды устраиваются на нефильтрующих или слабофильтрующих грунтах. Они должны состоять не менее чем из двух параллель параллельных секций. Количество последовательно расположенных ступеней составляет от 2 до 5. Эффект от чистки в каждой ступени принимается равным 50-60%.}

_{Длина биопрудов с естественной аэрацией относится к ширине в отношении 20:1. Рабочая глубина принимается равной 0,5-1 м.}

_{В прудах с искусственной аэрацией их форма в плане зависит от типа аэратора. Скорость движения в каждой точке такого пруда должна быть не менее 0,05 м/с.}

_{При БПК}_полн_{более 100 мг/л глубина пруда С искусственной аэрацией равна 0,5 м, при БПК}_полн_{> 40 мг/л - 1 м, при БПК}_полн_{> 20 мг/л - 2 м, а при меньших БПК}_полн_{- 3 м.}

_{При расходах до 5000 м}³_{/сут для очистки сточных вод применяются биопруды с естественной аэрацией, а при расходе до 15000 м}³_{/сут - с искусственной. При глубокой очистки применяются пруды с естественной аэрацией производительностью до 10000 м}³_{/сут, а с искусственной аэрацией - более 10000 м}³_/сут.

_{При доочистки до БПК}_полн_{равного 3 мг/л, а также для удаления биогенных элементов последней ступени биопруды разводят высшую водную растительность ( камыши, рогоз, тростник и т.п.). На 10000 м}³_{/сут должно приходиться не менее 1 га водной растительности с плотностью 150-200 растений на 1 м}²_.

_{Объем биопруда W}_б.п._{, м}³_{, составляет}
_W_б.п._{= Q}_сут_{· t}_б.п.₍₁₃₎
_{где t}_б.п._{- время пребывания воды в данной ступени биопруда, сут.}
_{Время пребывания в первой ступени биопруда t}_б.п._{, сут, составляет}

(14)
_{где α- коэффициент объемного использования;}

_К_н_{- коэффициент неконсервативности, 1/сут;}

_L_исх_{- БПК}_полн_{воды, поступающей на очистку, мг/л;}

_L_t_{- БПК}_полн_{воды на выходе из первой ступени биопруда, мг/л.}
_{Для биопрудов с отношением длины к ширине 20:1 и более α=0,8-0,9, а при соотношении 3:1 и менее α = 0,35. Для промежуточных случаев определяется интерполяцией.}

_{При температуре воды +20ºС величина К}_н_{для первой ступени составляет 0,07 сут}^-1_{, для второй - 0,06, а для остальных - 0,04-0,05.}

_{Для температуры от +5ºС до +30ºС К}^t_н_{составляет}

(15)
_{Продолжительность пребывания сточной воды в последующих ступенях биопрудов t}^п_б.п._{, сут, составляет}

(16)
_{где L}_t+1_-БПК_полн_{воды во второй ступени, мг/л;}

_L_i_-БПК_полн_{воды в следующей ступени, мг/л.}
_{Площадь поверхности первой ступени пруда F}_б.п._{, м}²_{, составляет}

(17)
_{где С}_т_{- растворимость кислорода при данной температуре, мг/л;}

_С_б.п._{= 1-2 мг/л - содержание кислорода в воде пруда;}

_r_р_{= 3-4 мг/л - атмосферная реаэрация кислорода.}
_{Глубина первой ступени биопруда Н}₁_{, м, составляет}

(18)
_{где W}_б.п._{- объем первой ступени биопруда, м}³_.
_{Площадь поверхности последующей ступени биопруда F}^п_б.п._{, м}²_{, составляет}

(19)
_{Глубина последующей ступени биопруда Н}_i_{, м, составляет}

(20)
_{где W}^п_б.п._{- объем последующей ступени биопруда, м}³_.
_{1 2 3 4 5 6 7 8}