Очистка нефтесодержащих сточных вод (стр. 8 из 8)
где Сmax, Cср, Сдоп - максимальная, средняя и допустимая концентрации загрязняющего вещества соответственно, г/л.
Сср = 2 г/л
Сmax= 2*Сср=2*2=4 г/л
Сдоп= 1,5* Сср=1,5*2=3 г/л
Кп= (4 - 2 )/(3- 2 ) = 2
м3Определяем Vц.кол:
Vц.кол = 0,16 КпQτц.кол,
где τ ц.кол- время циклических колебаний, ч (τц.кол =1-2). Принимаем τц.кол=2ч.
Vц.кол = 0,16*2*6,25 = 4 м3
Тогда Vобщ = 18,75+2,65+4 = 25,4 м3
Определим площадь поперечного сечения усреднителя, м2:
Fобщ=Q*1000 / n*Uc*3600
где Q - расход воды, м /ч;
Uc - скорость движения воды вдоль усреднителя через поперечное сечение, мм/с (Uc ≤ 2,5). Принимаем Uc= 1 мм/с;
n- число секций усреднителя. Принимаем n = 1.
F = 6,25*1000/1*1*3600= 1,74 м2
Определим ширину усреднителя В, м:
B=F/H,
где H − высота усреднителя. Принимаем Н = 1,5 м.
B= F/H = 1,74/1,5= 1,16 м
Найдем длину усреднителя L, м:
L= Vобщ / F=25,4/1,74=14, м
Барботер - устройство, необходимое для перемешивания жидкости в усреднителе путем подачи туда воздуха (барботажа). Его можно укладывать либо поперек усреднителя, либо пристеночно.
Определим длину барботера lб при укладке поперек усреднителя, м:
lб = Hг +В - 2b1 - h1,
где Hг − геометрическая высота усреднителя, м,
Hг = 1,2*H =1,2*1,5=1,8 м,
где H − расчетная высота усреднителя, м;
В - ширина секции усреднителя, м;
b1 - расстояние от барботера до стены усреднителя (принимаем b1 = 0,1 м);
h1 - расстояние от барботера до дна усреднителя (принимаем h1 = 0,15 м).
lб = 3,6+1,16 – 2*0,1 - 0,15=4,41м.
Найдем число барботеров Nб:
Nб = L/l,
где L - длина усреднителя, м;
l - расстояние между барботерами. Принимаем l= 4 м.
Nб=14,6/4=3,65
Расчет удельного расхода воздуха qв.
qв − удельный расход воздуха, приходящийся на 1 м длины барботера в единицу времени, м3/(м-ч).
Вычислим qв из следующего выражения:
l≤ 2(0,5+2,8Hmin)lg(1+qв)
где Hmin - минимальная глубина заполнения усреднителя:
Hmin =0,5*H=0,5*1,5=0,75 м.
l=2(0,5+2,8*0,75)= lg(1+qв)
3,65=5,4*lg(1+qв )
1+ qв=100,67=4,67
qв= 4,67 – 1 = 3,67 м3/(м*ч)
Общий расход воздуха Qв:
Qв= qв* lб* Nб*n=3,67*4,41*4 =65,3 м3/(м*ч)
3.5 Расчет вертикального отстойника
Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод мелких (dч <0,1мм) грубодисперсных примесей под действием силы тяжести.
Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический резервуар с коническим днищем. Осаждение происходит в восходящем потоке воды. Высота зоны осаждения 4 − 5м. частицы движутся с водой вверх с определенной скоростью, а под действием силы тяжести − вниз. Поэтому различные частицы будут занимать различное положение в отстойнике. Эффективность осаждения в вертикальных отстойниках ниже на 10 − 20%, чем в горизонтальных.
Находим критерий Архимеда:
,где dч − диаметр частиц, м. =2*10 -5м;
ρтв=ρгл=1600 кг/м³;
ρж = 1000 кг/м³;
μ = 0,001 Па·с
Рассчитаем скорость свободного падения ωсв, м/с:
При Ar ≤ 36
м/сОпределим скорость стесненного осаждения частиц:
ωст < ωсв ωст = ωсв*Е²*10 -1,82(1-Е),
где Е − объемная доля жидкости в сточной воде
,где
− массовая доля взвешенных частиц;ρтв,ρж − плотность твердого вещества и сточной воды, кг/м³:
, = 0,2/100 = 0,002 
кг/м³Тогда
и ωст = 1,3*10 -4*0,998²*10 -1,82(1-0,998)=1,29*10 -4 м/с
определим количество сточных вод:
Gн=Q*ρв=0,0017*1001=1,7 кг/с.
Определим площадь осаждения твердых частиц:
,где А − коэффициент, характеризующий тип сгустителя. Принимаем А = 1,33;
− содержание твердых веществ в осадке сгустителя. Принимаем =0,4; 
определяем по Ск глины с учетом степени очистки α=99,8%.Ск= Сн – α*Сн= 2 - 0,998*2=0,004 г/л=0,0004%
=0,0004/100=0,000004Тогда
м²Выбираем типовой отстойник по величине площади осаждения F[]:
Ц 6
Размеры чана: диаметр 6000 мм, высота 2500 мм
Площадь осаждения 30м²
Производительность (по твердому веществу) 30 т/сутки
Электродвигатель привода вала гребковой рамы: тип АО2-31-6, мощность 1,5 кВт, частота вращения 1000 об/мин.
Рассчитаем коэффициент запаса:
% 
%3.6 Расчет адсорбера
Рассчитаем поток загрязнителя:
G=Q(Cн-Ск),
где Сн =0,1 г/л = 1кг/м³, Ск =0,001 г/л = 0,001 кг/м³ − начальная и конечная концентрации нефти в сточной воде;
Q − расход воды, м3/час
G=6,25*(0,1-0,001)=0,62 кг/ч
В качестве адсорбента выбираем дробленный керамзит, Е = 25кг/м3.
Определим поток сорбента на 1 цикл сорбции (м3/ч):
П=G / E = 0,62/25=0,025 м3/ч
Задаем время сорбции τ=2-4 часа. Принимаем τ = 2 часа.
Определяем рабочий объём адсорбера:
Vраб.= П * τ = 0,025*2=0,05 м3
Принимаем загрузку на 20 циклов. Тогда Vраб=0,05*20 = 1 м³
Vраб=πD2/4 *H
Задаем D:Н = 1:1 ; 1:2 ; 1:3.
Выбираем 2 -й вариант.D/H = ½ => Hраб=2*D = 2*0,86 = 1,72 м.
Определяем геометрическую высоту, м:
Hг=Hраб+0,3+0,3=1,72+0,3+0,3=2,32 м.
IV. Заключение
В данном курсовом проекте выбраны наиболее оптимальные методы очистки сточных вод от нефтепродуктов: механическая и физико-химическая очистка. Также представлен расчет основного и вспомогательного оборудования для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты. Были рассчитаны: решетка; песколовка; нефтеловушка с емкостью под нефтепродукты, образовавшиеся в процессе очистки; усреднитель, барбатёр. Также приведен расчет адсорбера – установлено, что адсорберов должно быть два для сорбции и десорбции.
V. Список используемой литературы
1. Аренс В.Ж., Саушин А.З., Гридин О.М. Очистка окружающей среды от углеводородных загрязнений. - М.: Интербук, 1999. - 180с.
2. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. – М.: Химия, 1988.
3. Демина Л.А. Как отмыть "Черное золото": О ликвидации нефтяных загрязнений. / / Энергия. - 2000. - N10. - С. 51-54.
4. Жуков А.И. Методы очистки производственных сточных вод. Справочное пособие. – М., Стройиздат, 1977.
5. Комарова Л.Ф. Технология очистки промышленных и сточных вод: физико-химические, химические и биохимические методы очистки: Учебное пособие/Алтайский политехнический институт. – Барнаул, 1983.
6. Кушелев В.П. Охрана природы от загрязнений промышленными выбросами. – М.: Химия, 1979.
7. Орлов Д.С., Малинина М.С. и др. Химическое загрязнение и охрана почв. Словарь-справочник. М.: Агропромиздат, 1991.
8. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1991.
9. Очистка сточных вод: Метод. указания к курсовому и дипломному проектированию / Владим. Гос. Ун-т; Сост.: Н.В. Селиванова, Н.А. Андрианов. Владимир, 2002.
10. Паль Л.Л. Справочник по очистке природных сточных вод. – М.: Высш. шк., 1994.
11. Родионов и др. Техника защиты окружающей среды. – М., 1989.