Снижение степени загрязнения окружающей среды отходами переработки хлопка (стр. 6 из 9)

Сетью от прядильно-ткацких фабрик стоки направляются непосредственно в насосную станцию (в районе нейтрализатора) в грабельном отделении которой происходит улавливание щепы и пуха с дальнейшим прохождением их через нейтрализатор и отводом также через сеть ХБК в городской коллектор.

Проектом предусматривается также возможность очистки общего стока ХБК в сооружениях электрохимической очистки, поступающего в насосную станцию в районе нейтрализатора. В этом случае стоки после сооружений электрохимической очистки под остаточным напором направляются в нейтрализатор с последующим отводом через сети ХБК в городской коллектор.

В процессе очистки образуются следующие отходы:

- щепа и пух;

- осадок из отстойников;

- водород (в процессе коагуляции).

Уловленные щепа и пух вывозятся на полигон для захоронения.

Осадок из отстойников в виде нерастворимых гидроокисей направляется на установку тепловой обработки осадков сточных вод.

В технологических процессах обработки осадка использовано следующее оборудование:

- теплообменный аппарат;

- ректор подогрева осадка;

- уплотнитель осадка;

- вакуум фильтр.

Осадок из отстойников пропускают через теплообменник для предварительного нагревания. Затем осадок поступает на обработку в реактор, куда одновременно подаётся пар от источника теплоснабжения. Обработанный осадок из реактора проходит через теплообменник в уплотнитель осадка. Уплотнённый осадок подаётся в накопитель осадка и насосной станцией направляется на обезвоживание, которое производится на вакуум-фильтре. Кек, снимаемый с вакуум-фильтра подаётся в бункер и вывозится на полигон для захоронения.

Вода, выделившаяся в процессе уплотнения, отводится на фильтры. Из реактора образующиеся газы отводятся в систему газоудаления.

Расчёт электрокоагуляционной установки для очистки сточных вод от меди и ионов других тяжёлых металлов.

Принимаем девять электрокоагуляторов производительностью 50 м³/час каждый согласно п. 6.329. /I, с. 54./.

Суммарная концентрация ионов цинка и хрома (VI) менее 50 % концентрации меди, следовательно величину тока определяем по формуле:

I_сuг= q_w *С_еn * q_сuг , A(2.7)

где q_w - производительность аппарата, м³ /ч;

С_еn - исходная концентрация меди, по табл. 2.15.;

q_сuг - удельный расход электричества, необходимый для удаления сточных вод

1 ч мед, q_сuг = 3 А*ч/г, согласно п. 6.332. /I, с. 54./.

I_сuг=50*6.96*3=1044 A

Общую поверхность анодов определяем по формуле

f_pl= I_сuг / i_an, м²(2.8)

где i_an - анодная плотность тока, i_an =150 А/м², согласно п. 6.334. 11, с. 54./.

f_pl=1044/150=6,96 м²

Определяем площадь поверхности одного электрода

f^\_pl= b_р1* h_р1, м²(2.9)

где b_р1 - ширина электродной пластины, b_р1 = 0,6 м, по табл. /2, с. 200/;

h_р1 - рабочая высота электродной пластины, h_р1 = 0,8 м, по /2, с. 200/.

f^\_pl=0.6*0.8=0.48 м²

Общее необходимое число электродных пластин определим по формуле

N_рl=2*f_pl /f^\_pl=29 шт (2.10)

N_pl=2*6,96/0,48=29 шт

Определим рабочий объём электрокоагулятора

W_ek= f_pl* b *N_pl,м³(2.11)

где b - расстояние между соседними электродами, b = 0,01 м, п. 6.332. /1, с. 54./.

W_ek=6,96*0,01*29=2,02 м³

Продолжительность обработки сточных вод определим по формуле

t= W_ek /q_w, ч (2.12)

t=2,02/50=0,04 ч=146 с

Определим расход металлического железа для обработки сточных вод

Q_Fe=Q_W * С_еn *q_Fe /(1000*K_ek ), кг/сут(2.13)

где q_Fe - удельный расход металлического железа, для удаления 1 г меди,

q_Fe = 3 г, согласно п. 6.332. 1\, с. 54./;

K_ek- коэффициент использования материала электродов в зависимости от толщины электродных пластин, K_ek=0,8, согласно п. 6.337. /I, с. 54./;

Q_W - расход сточных вод, м³/сут

Q_Fe=10800*6,96*3/(1000*0,8)=281,88 кг/сут

Расчёт горизонтального отстойника

Расчёт отстойника выполняется по методу А. И. Жукова. Расчётная схема приведена на рис. 2.2.

Рисунок 2.2- Расчетная схема отстойника

Рассчитаем горизонтальные отстойники для очистки производственных сточных вод Q=9000 м³/сут; коэффициент часовой неравномерности К=1,2; начальная концентрация взвешенных веществ С₁=1570 мг/л; конечная концентрация сточных вод должна быть С₂ = 300 мг/л.

Скорость осаждения взвешенных веществ в состоянии покоя характеризуется рис. 2.23. /5, с. 60/. Влажность выпавшего осадка 90 %, плотность его ρ =1,02 т/м³.

Расчётный расход на отстойниках определяем по формуле

q_max.c.=Q*K/(24*3600), м³/с (2.14)

q_max.c.=9000*1,2/(24*3600)=0,125 м³/с

Принимаем 3 отстойника. Тогда расход на каждый отстойник составит

q= q_max.c /n, м³/с (2.15)

где n - количество отстойников, шт.

q=0,125/3=0,042 м³/с

Требуемый эффект осветления воды определяем по формуле

Э=(С₁- С₂ )*100/ С₁, % (2.16)

Э=(1570-300)*100/1570=81 %

Для получения такого эффекта условная гидравлическая крупность взвешенных частиц определяется по рис. 2.23. /5, с. 60/; u₀≥ 0,33 мм/с.

Принимаем глубину проточной части отстойника Н₁ == 2 м, а v_ср.=0,5 мм/с.

При распределении воды в начале сооружения и сборе ее в конце сооружения с помощью водослива h_о = 0,25 м, α = 30°.

Определим длину участка l₁, на котором высота активного слоя в отстойнике достигнет расчётной глубины Н₁ = 2 м.

h_ср.= Н₁+ h_о /2,15, м(2.17)

h_ср.=2+0,25/2,15=1,05 м

Средняя скорость потока на участке

, мм/с (2.18)

v₁=5*2/1,05=9,5 мм/с

При этом k=0,16 согласно рис. 2.24. /5, с. 60/, ω = 0,04 согласно рис. 2.24. /5,c. 60/, а

, м (2.19)

м

Продолжительность протекания воды на участке определяем по формуле

t₁=l₁ /v₁,ч (2.20)

t₁=8,02*1000/9,5=844 с=0,23 ч

За это время наименьшая оседающая частица пройдёт путь

h₁= t₁*(u₀- ω) (2.21)

h₁=844*(0,33-0,04)= 244,8 мм³=0,24 м

При v_ср.=5 мм/с, ω = 0,01 оставшуюся часть глубины отстойника частица пройдёт за время

t₂=( Н₁- h₁)/( u₀- ω ) (2.22)

t₂=(2000-244,8)/(0,33-0,01)=5485 с=1,52 ч

За это время частица переместится по горизонтали на расстояние

l₂= t₂*v_ср., м (2.23)

l₂=5485*0,005=27,4 м

Длина участка сужения потока определяется по формуле

l₃= Н₁/tgα= Н₁/tg30, м (2.24)

l₃=2/0,577=3,47 м

Определим общую длину отстойника

L=l₀ + l₁+ l₂+ l₃+ l₄ , м (2.25)

L=0,7+8,2+27,4+3,47+0,5=40,9 м

Ширину отстойника определяем по формуле

В=q/( Н₁* v), м(2.26)

В=0,042/(2*0,005)=4,2 м

Определим массу уловленного отстойником за сутки осадка

, т/сут (2.27)

С_1сух=1570*0,81*1,2*9000/(1000*1000)=13,73 т/сут

Определим объём выпавшего осадка

, м³/сут (2.28)

V_ос=100*13,73/((100-90)*1,02)=134,6 м³/сут

Для накопления осадка в начале сооружения проектируем бункер в виде перевёрнутой усечённой пирамиды, верхнее основание которой 4 х2,5 м, а нижнее 1,0 х0,5 м. Высота пирамиды 2,5 м.

Определим объём бункера одного отделения

, м³(2.29)

где h - высота пирамиды, м;

S₁ - площадь верхнего основания усечённой пирамиды, м²;

S₂ - площадь нижнего основания пирамиды, м²

м³

В основании отстойника также предусматриваем ёмкость для накопления осадка. Высота её в конце сооружения равна 0,2 м. При уклоне днища i=0,003 высоту её в начале сооружения определяем по формуле

h=0,2+L*0,003, м (2.30)

h=0,2+40,9*0,003=0,32 м

Определим объём осадочной части в основании одного отстойника

V_осн=В* L *( h+0,2)/3, м³(2.31)

V_осн=4,2*40,9*0,52/3=29,8 м³

Общий объём осадочных частей трёх отстойников

V_oc.=( V_б + V_осн )*n, м³(2.32)

V_oc.=(10,6+29,8)*3=121,2 м³

Осадочные части отстойника будут заполняться осадком за

121,2/134,6=0,9≈1 сутки

Осадок выгружается 1 раз в сутки и удаляется из бункера с помощью насосов.

Расчёт фильтров

Рассчитаем песчаные фильтры для доочистки сточных вод на максимальную производительность с учетом 30 % воды выделившейся при уплотнении осадка от его первоначального объёма.

Q_max.сут=10800+40,38=10840,38 м³/сут

Проектируем однослойные песчаные фильтры с восходящим потоком воды.

Определим суммарную площадь фильтров по формуле

F_ф=

, м²(2.33)

где Т - продолжительность фильтроцикла, Т = 24 ч;

v_ф- скорость фильтрования, v_ф=11 м/ч, по табл. 2.4. /5, с. 39./;

n - количество промывок каждого фильтра, п=1;

m - коэффициент учитывающий расход воды на промывку, m = 0,005;

W₁ , W₂ - интенсивность подачи воды и промывки;W₁ = 4 л/с*м²,

W₂ = 6 л/с*м², по табл. 2.4. /5, с. 39/;

t₁, t₂ - продолжительность водовоздушной промывки и промывки водой;

t₁ = 10 мин =0,17 ч, t₂ =8 мин = 0,13 ч, по табл. 2.4. /5, с. 39/;

t₃ - продолжительность простоя из-за промывки, по табл. 15, с. 39/, t₃ - 0.33 ч.

F_ф=

м²