Очистка хромсодержащих сточных вод гальванопроизводства (стр. 8 из 17)
Fс= Q/wпр, (3.5)
где wпр – скорость течения воды в прозорах, принимаем wпр=0.8 м/с.
Fc – суммарная площадь живого сечения решетки, м 2;
Fс = 0.015/0.8 = 0.0187 м2
Определяем глубину воды перед решеткой:
h1 =0.8B, (3.6)
где В – высота трубопровода, принимаем В = D = 0.2 м
h1 = 0.8*0.2 = 0.16 м
Определяем число прозоров в решетке:
n = (1.1*Q)/b*h1*wпр, (3.7)
n = (1.1*0.015)/0.016*0.8*0.16 = 9 шт
Рассчитываем высоту и параметры решетки:
Вр = b*n + s*(n-1) (3.8)
Bp = 0.016*9 + 0.005*(9 – 1) = 0.104 м
l1 = (B – Bр)/2*tg j, φ = 20°
l1 = 1.37*(0.2 – 0.104) = 0.13 м
l2 = 0.5*l1
l2 = 0.5*0.13 = 0.65 м
l3 = 1 м (принимаем)
l4 = 0.8 м (принимаем)
Рассчитываем площадь живого сечения одного решета:
F = Fc/N, (3.9)
где F – площадь живого сечения одной решетки, м2.
N – число решеток, принимаем N =2 шт.
F = 0.0187/2 = 0.0094 м2
Для обеспечения нормального обслуживания решеток расстояние между выступающими их частями должно быть не менее 1.2 м. Свободное расстояние перед фронтом решеток должно быть не менее 1.5 м.
Для отключения отдельных решеток предусматриваются в каналах до и после решеток щитовые затворы, а также устройства для опорожнения каналов. Чтобы исключить возможность затопления здания решеток при максимальном притоке сточных вод, пол здания располагают выше расчетного уровня сточной воды в канале не менее 0.5 м.
3.2.2. Расчет скорого напорного фильтра [79]
Фильтрационные сооружения применяются для частичного (предварительного) или полного удаления взвешенных веществ. Тип фильтрующего аппарата подбирают в зависимости от количества воды, подлежащей фильтрованию; концентрации загрязнений, их природы и степени дисперсности; физико-химических свойств твердой и жидкой фаз; требуемой степени очистки; технологических, технико-экономических и других факторов.
В качестве фильтрующей среды могут быть использованы природные и искусственные (кварцевый песок, дробленый гравий, антрацит, бурый уголь, доменный шлак, горелые породы, керамзиты, мраморная крошка) или синтетические (пенополиуретан, полистирол, полипропилен, лавсан, нитрон) материалы. Природные материалы применяют в дробленом (гранулированном) виде определенных фракций, а искусственные – в дробленом либо в волокнистом или тканом виде. К фильтрующим материалам также относят металлические сетки квадратного и галунного плетения, которые устанавливают в микрофильтрах, барабанных сетках и других сетчатых аппаратах.
Площадь скорого фильтра определяем по формуле:
Fф = Q/(m*v p – 3.6n*W*t1 – n*t2*vp), (3.10)
где Fф – площадь фильтра, м2;
Q – среднесуточная пропускная способность станции, Q = 750 м3/сут;
m - продолжительность работы станции, m = 14 ч (2 смены);
vф – скорость фильтрации, принимаем vp = 12 м/ч;
n – число промывок каждого фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации, n = 2;
W – интенсивность промывки, принимаем W = 15 л/(с*м2);
t1 – продолжительность промывки, принимаем t1 = 6 мин.=0.1 ч;
t2 - продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой, принимается равной 0.3 ч.
Fф = 750/(16*12 – 3.6*2*15*0.1 – 2*0.3*12) = 4.3 м2
Скорые фильтры рассчитываются на рабочий и форсированный режимы при выключении отдельных секций на промывку и ремонт. Число секций фильтров должно быть не менее четырех из расчета один в резерве, один на промывке и два рабочих. При выключении фильтра на промывку допускают увеличение скорости фильтрации на остальных фильтрах на 20%.
3.2.3. Расчет усреднителя [79]
Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений необходимо усреднение поступающих сточных вод по концентрации загрязняющих веществ или по расходу воды, а иногда и по обоим показателям одновременно. В зависимости от этих требований назначается тип усреднителя.
Общий объем усреднителя рассчитываем по формуле:
Vобщ = Vраб + Vзалп + Vцикл, (3.11)
где Vраб – рабочий объем усреднителя, м3;
Vзалп – объем усреднителя для погашения залпового сброса, м3;
Vцикл – объем усреднителя для погашения циклического сброса, м3.
Рабочий объем усреднителя рассчитываем по формуле:
Vраб = Q*τ раб (3.12)
Q – среднесуточная пропускная способность станции нейтрализации, Q= 53.571 м3/ч;
τ – время работы станции нейтрализации, τ =14 ч;
Q = 53.571*14 = 750 м3
Объем усреднителя для погашения залпового сброса рассчитывается по формуле:
Vз = Q*Tз , (3.13) 
Ln kпkп - 1
где Vз – объем усреднителя для погашения залпового сброса, м3;
Q – объем сточных вод, м3/ч;
Тз – продолжительность залпового сброса, Тз = 0.25 ч;
kп – коэффициент подавления,
kп = (С max – С ср)/(С доп – С ср), (3.14)
где С max – максимальные концентрации загрязнения в поступающей
воде, С max = 160 г/м3
C ср – средняя фактическая концентрация загрязнения, С ср = 94 г/м3;
С доп – допустимые концентрации загрязнения в усредняемой воде,
С ср = 141 г/м3.
kп = (160 –94)/(141 –94) = 1.4
Vз = 53.571*0.25/ln [1.4/(1.4- 1)] = 10.7 м3
Объем усреднителя определяется в соответствии с графиками притока
сточных вод и колебаний концентраций загрязнений в них. Залповое изменение концентраций в поступающих сточных водах показано на рис.3.2.
С max 
С доп 
С ср 
Т зРис. 3.2. Изменение концентраций загрязнений при залповом сбросе сточных вод
При kп< 5 объем усреднителя для погашения циклических колебаний вычисляется по формуле:
Vц = 0.16*Q*kп*Тц, (3.15)
где Vц – объем усреднителя для погашения циклического сброса, м3;
Q – объем сточных вод, м3/ч;
kп – коффициент подавления, kп = 1.4;
Тц – период циклических колебаний, Тц = 1 ч
Vц = 0.16*1.4*53.571*1 = 12 м3
Циклическое изменение концентраций загрязнений в поступающих сточных водах показано на рис.3.3
С max 
C допС ср
| | |
ТцРис.3.3 Изменение состава сточных вод притока при циклических колебаниях
Получаем общий объем усреднителя:
Vобщ = 750 + 10.7 + 12 =772.7 м3
В соответствии с расчетным объемому усреднителя определяем число секций и по принятому числу уточняем объем усреднителя. Число секций принимаем равным n = 4 шт. Проверочный расчет выполняем по формуле:
w = q*1000Fс*3600 , (3.16)
w – скорость продольного движения воды в секции, мм/с;
q – пропускная способность секции, q = Q/n = 53.571/4 = 13.4 м3/ч;
F – площадь живого сечения секции, м3.
Из уравнения 3.16 найдем Fс подбором w, при условии, что w <= 2.5 мм/с. Высоту Н задаем равной 3 м.
w = 2.0 мм/с, Fс = 1.85 м;
w = 1.5 мм/с, Fс = 2.5 м;
w = 1.0 мм/с, Fс = 3.7 м.
w = 0.5 мм/с, Fс = 7.5 м принимаем Fс = 7.5 м
Таким образом при Н = 3 м, В = 2.5 м, L = 26 м, получаем объем усреднителя Vобщ = 780 м3.
Предполагается использовать существующий усреднитель станции нейтрализации площадки «А», который состоит из 4-х секциий объемом 323 м3 каждая.
3.2.4. Расчет сорбционного фильтра [80]
Для очистки сточных вод от нефтепродуктов и органических веществ предусматривается установка сорбционного фильтра. В качестве сорбента используется «Пороласт-F». Десорбция насыщенного пороласта осуществляется острым паром.
1) Рассчитываем поток загрязнителя по формуле:
G = C*Q, (3.17)
где G – количество загрязнителя, кг/ч;
С – концентрация нефтепродуктов и органических веществ в сточной
воде, С = 1 г/м3;
Q – количество сточной воды, Q = 53.57 м3/ч.
G = 1*53.57 = 0.054 кг/ч
2) Рассчитываем поток ионита по формуле:
Пи = G/T, (3.18)
где Пи – поток ионита, м3/ч;
G – поток загрязнителя, кг/ч;
Е – сорбционная емкость «Пороласта-F», ЕП = 80 кг/м3 ионита (Еп берется из [ ]),
Пи = 0.054/80 = 0.000675 м3/ч
3) Задаем время сорбции τ = 7 ч.
4) Найдем объем сорбционного фильтра.
V = Пи * τ, (3.19)
где Vр – рабочий объем сорбента, м3;
Пи – поток ионита, м3/ч;
τ – время сорбции, ч
Vр = 7*0.000675 = 0.00472 м3
Принимаем, что загрузка сорбента производится раз в месяц. Тогда рабочий объем сорбента на одну загрузку составляет:
Vраб = Vр*20*2 = 0.189 м3
5) Найдем объем колонны сорбционного фильтра:
Vк = Vраб + Vзап , (3.20)
где Vзап – рабочий запас колонны (включая конструктивные особенности),