Обеспечение защиты среды обитания при функционировании предприятия по производству алюминия. ОБЖД. Тема проекта Обеспечение защиты среды обитания при функционировании предприятия по производству алюминия Рассчитать ионообменную установку

• Название: Тема проекта Обеспечение защиты среды обитания при функционировании предприятия по производству алюминия Рассчитать ионообменную установку
• Анкор: Обеспечение защиты среды обитания при функционировании предприятия по производству алюминия
• Дата: 31.05.2022
• Размер: 191 Kb.
• Имя файла: ОБЖД.doc
• Тип: Решение; #560674

Тема проекта «Обеспечение защиты среды обитания при функционировании предприятия по производству алюминия»

Рассчитать ионообменную установку для обезвреживания сточных вод металлургического цеха после их предварительной механической очистки. Расход сточных вод составляет 1000 м³/сут; марка катионита КУ-1; марка анионита АВ-17. Удельный расход Н₂SО₄ принять равным 100. Ионный состав сточных вод приведен в следующей таблице:

Наименование катиона	Содержание катионов, г/м3	Наименование аниона	Содержание анионов, г/м3
Cr6+	120	CN–	90
Zn2+	15	Cl–	160
Cu2+	12	SO42–	470
Ni2+	90
Σ[K]	237	Σ[A]	720

Решение

В качестве первой ступени ионообменной установки принимаем Н-катионитовые фильтры, загруженные сильнокислотным катионитом КУ-1.

Объем катионита определяется по формуле [4, c. 76-78]



где = 1,1÷1,35 – коэффициент для учета расхода воды на собственные нужды установки;

– полезный расход обезвреженной сточной воды, м³/сут.;

– число фильтроциклов в 1 сут.;

– рабочая обменная способность катионита, г-экв/м³.



здесь – коэффициент эффективности регенерации при удельных расходах Н₂SО₄, г/г-экв поглощенных катионов, 50; 100, 150; 200 (равен соответственно 0,68; 0,85; 0,91; 0,93);

= 0,8÷0,9 – коэффициент для учета снижения обменной способности катионита;

− полная обменная способность катионита, равная для КУ-1 − 650 г-экв/м³ [3, с. 282];

q − удельный расход осветленной воды на отмывку 1 м³ Н-катионита, равен 4-6 м³/м³.

Наименование катиона	Содержание вещества, г/м на 1 г-экв/м3	Наименование аниона	Содержание вещества, г/м на 1 г-экв/м3
Cr6+	13,80	CN–	3,46
Zn2+	0,46	Cl–	4,51
Cu2+	0,38	SO42–	9,48
Ni2+	3,07
Σ[K]	17,75	Σ[A]	17,75

г-экв/м³

м³

Определим общую площадь катионитовых фильтров Fк, принимая высоту загрузки Н_К= 2,5 м:

м²

К установке принимаем 3 рабочих и 1 резервный фильтр марки ФИПа-II-2-0,6 ТКЗ. Тогда общая площадь фильтров составит 9,4 м².

Технические характеристики: диаметр, D = 2000 мм; площадь одного фильтра, F_ф = 3,14 м²; общая высота. Н_общ = 6505 мм; высота загрузки, h_з = 3,7 м; фактический объем, W_ф = 19 м³; объем катионита, W_кат = 18,03 м³.

Скорость фильтрования воды через катионитовые фильтры

м/ч

В качестве второй ступени ионообменной установки принимаем анионитовые фильтры со слабоосновным анионитом АВ-17. Расчетную скорость фильтрования определяем по формуле



где – высота загрузки анионитового фильтра, принимаемая равной 2,5 м;

[А] – содержание анионов сильных кислот в сточной воде, в нашем случае 4,51 + 9,78 = 14,29 г-экв/м³;

– рабочая обменная способность анионитов, г-экв/м³;

Т – продолжительность работы каждого фильтра между регенерациями.

ч

(здесь = 2÷3 – число регенераций, сут.; t₁= 0,25 ч – продолжительность взрыхления анионита; t₂= 1,5 ч – продолжительность пропускания через анионит регенерационного раствора щелочи; t₃=3 ч – продолжительность отмывки анионита после регенерации).

Определяем рабочую обменную способность:

, г-экв/м³

_э^АII – коэффициент эффективности регенерации анионитовых фильтров II ступени. Так как через анионитовые фильтры II ступени пропускается регенерационный раствор, предназначенный для регенерации обеих ступеней, то можно принять _э^АII = 1;

q_отм^АII – удельный расход воды на отмывку 1 м³ анионита, принимаем согласно прил. 8, п. 8 СНиП [3] 10м³/м³.

г-экв/м³.

Тогда

м/ч

Общая площадь анионитовых фильтров



К установке принимаем 1 рабочий аниотиновый фильтр и 1 резервный. Тогда общая площадь фильтров составит 3,14 м². К установке принимаем типовые анионитовые фильтры марки ФИПа II -2,0-0,6, ТКЗ. Технические характеристики: диаметр, D = 2000 мм; площадь одного фильтра, F_ф = 3,14 м²; общая высота. Н_общ = 3235 мм; высота загрузки, h_з = 1,5 м; фактический объем, W_ф = 7,6 м³; объем анионита, W_ан = 3,8 м³.

Фактическая скорость фильтрации

м/ч

Регенерацию катионитов предусматриваем 8 %-м раствором серной кислоты, а анионитов − 5 %-м раствором щелочи [4, c. 76-78].

Рассчитать пневматическую флотационную установку при следующих исходных данных:

Расход сточных вод Время флотации Коэффициент аэрации Рабочая глубина флотатора Интенсивность аэрации

Q = 400 м3 / ч tф = 15 мин Каэр = 0,25 Нф = 3 м I = 20 м3/(м2∙ч).

Решение

Объем флотатора [4, с. 57]

м³

Рабочая глубина флотатора Н_Ф = 3 м; тогда его площадь

м²

Принимаем интенсивность аэрации l = 20 м³/(м²∙ч), тогда требуемый расход воздуха

м³/ч

Принимаем флотатор шириной В_ф = 3 м и длиной l_ф = 5,0 м каждый. По дну флотаторов поперек секций располагаем воздухораспределительные трубы на расстоянии l_тр = 0,25 м друг от друга; общее число труб в каждом флотаторе



Определим общее число сопл n_с, приняв скорость выхода струи воды из них υ_с = 100 м/с, а диаметр отверстия сопла d_с = l мм, т. е. площадь отверстия каждого сопла f_с = 0,000000785 м².



Число сопл на каждой воздухораспределительной трубе n_с¹ и расстояние между ними l_c находим по формулам:



м

Рабочее давление перед соплами принимаем равным 0,5 Мпа [4, с. 57].

Определить, обеспечивается ли необходимое снижение уровня шума за защитным экраном. Замеренный уровень шума на территории, прилегающей к строительной площадке, составляет 60,5 дБА (допустимый уровень шума 55 дБА). Исходные данные: высота экрана Н = 2,5 м; расстояние от него до источника шума Х = 8 м; расстояние от экрана до жилой зоны Y = 30 м. Частота источника шума f= 100 Гц; скорость распространения звука в воздушной среде с = 344 м/с.

Решение

Оценим, является ли актуальным установка защитного экрана.

Оценка соответствия шумового режима нормативным уровням звука на защищаемых от шума объектах g, дБА, производится по формуле

g = L_{Aэкв. доп} – L_Aэкв + А₁ + А₂ + А₃ + А₄

где L_{Aэкв. доп} – допустимый уровень звука на защищаемом объекте, дБА;

L_Aэкв – расчетный уровень шума источника на стандартном расстоянии (обычно 7,5 м), дБА;

А₁ – снижение шума в воздушном приземном пространстве от L_Aэкв как функции расстояния и типа поверхности земли, дБА;

A₂; A₃; A₄ – дополнительное снижение шума соответственно при наличии на пути распространения шума экранирующих барьеров; за защитными полосами зеленых насаждений; за счет звукоизоляции оконных проемов, дБА.

Первоначально А₁, А₂, А₃, А₄ примем равными 0. Тогда:

g = L_{Aэкв. доп} – L_Aэкв = 55-60,5 = -5,5 дБа

Отрицательное значение g показывает, что необходимо снижение уровня звука, достигаемого снижением шума на источнике (L_Aэкв) или повышением шумозащитных качеств средств, препятствующих распространению шума [1]. То есть установка защитного экрана является актуальной.

Снижение шума ∆L_экр за счет экранирования экранами (стенками, зданиями, выемками, насыпями) различной протяженности определяется специальным расчетом, учитывающим планировочные ограничения звуковой волны жилой застройкой и преградами на пути распространения звуковой волны. При расчете снижения уровня звука за экранирующими сооружениями бесконечной длины от транспортных потоков учитывается ряд зависимостей в указанной далее последовательности:

Вычерчивают в масштабе принципиальную схему расположения источника шума, экранирующего сооружения и расчетной точки. Расчетные схемы для определения разности хода звуковых лучей d при экранировании источников шума показаны на рис. 1 (а – стенками; б – зданиями; в – выемками; г – насыпами).



Источник шума рекомендуется изображать точкой, взятой по оси, наиболее удаленной от точки расчета, полосы или колеи движения, на высоте 1 м от поверхности. Расчетные точки на территориях, прилегающих к жилым домам и зданиям больниц, намечают на уровне середины окна верхнего этажа защищаемого от шума здания на расстоянии 2 м от его фасада или на уровне 1,5 м от поверхности земли.

При экранировании источников шума стенками, зданиями, насыпями или выемками значение разности длин путей прохождения звуковых лучей d рекомендуется определять по расчетным схемам, представленным на рис. 1. На схеме приняты следующие обозначения: ИШ – источник шума; РТ – расчетная точка; l₁ – расстояние между источником шума и экраном; l₂ – расстояние между экраном и расчетной точкой; а – расстояние между источником шума и вершиной экрана; b – расстояние между вершиной экрана и расчетной точкой; h₁ – высота источника шума; h₂ – высота расчетной точки; Н – высота экрана.

В нашем случае принимаем l₁ = 8 м, l₂ = 30 м, (l₁ + l₂)=38 м, Н=2,5 м, h₁=1 м, h₂=1,5 м.

Находят длину прямых линий а, b, с м, графически или по формулам:



где l₁, l₂, l₁ + l₂ – проекции расстояний соответственной a, b, с, (м).

После расчета величин а, в, с определяют разность длин путей прохождения звукового луча (d) в соответствии со схемами экранов по формуле:

d = (a + b) – c = (8,14 + 30,02) – 38,01 = 0,15

В зависимости от величины d и вида источника шума по рис. 2 определяют величину снижения уровня звука экраном бесконечной длины. График для определения снижения уровня звука экраном показан на рис. 2 (1 – линейные источники; 2 – точечные источники).



Таким образом, согласно полученных результатов рассмотрения рис. 2, мы можем заключить, что установленный защитный экран обеспечивается ли необходимое снижение уровня шума.

Список использованной литературы

1. 
   Руководство по учету в проектах планировки и застройки городов требований снижения уровней шума [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://standartgost.ru/g/pkey-14293801324
   
2. 
   СниП 2.04.02-84. Водоснабжение: Наружные сети и сооружения. – М. : Стройиздат, 1985. – 134 с.
   
3. 
   Фрог Б. Н., Первов А. Г. Водоподготовка : учебник для вузов / Б. Н. Фрог, А. Г. Первов. – М. : Издательство Ассоциации строительных вузов, 2014. – 512 с.
   
4. 
   Халтурина Т. И., Чурбакова О. В. Водоотводящие системы промышленных предприятий : учебное пособие по циклу практических занятий / Т. И. Халтурина, О. В. Чурбакова. – Красноярск, 2008. – 126 с.