Очистка сточных вод от соединений мышьяка. Очистка кислотно-щелочных сточных вод, страница 4

m – масса в общем потоке;

ММ – молекулярная масса.

Zn²⁺ + 2OH^-  ®  Zn(OH)₂¯

D₁ =m(Zn²⁺)∙2∙MM(OH^-)∙К/MM(Zn²⁺)=250∙2∙ (16+1) ∙1,52/65= 198,77

Al³⁺ + 3OH^-  ®  Al(OH)₃¯

D₂ = m(Al³⁺) ∙3∙MM(OH^-)∙К/MM(Al³⁺)=10∙3∙ (16+1) ∙2,89/27= 54,6

Fe²⁺ + 2OH^-  ®  Fe(OH)₂¯

D₃ =m(Fe²⁺) ∙2∙MM(OH^-)∙К/MM(Fe²⁺)=1∙2∙(16+1) ∙1,60/56= 1,0

Fe³⁺ + 3OH^-  ®  Fe(OH)₃¯

D₄ =m(Fe³⁺) ∙3∙MM(OH^-)∙К/MM(Fe³⁺)=4∙3∙(16+1) ∙1,91/56= 6,9

CO₃ ^2- + Са²⁺®  СаСO₃¯

D₅ =m(CO₃^2-) ∙MM(Ca²⁺)∙К/MM(CO₃^2-)=20∙40∙1,67/(12+16∙3)= 22,3

SO₄^2- + Са²⁺®  СаSO₄¯

D₆ =m(SO₄^2-)∙MM(Ca²⁺)∙К/MM(SO₄^2-)=50∙40∙1,42/(32+16∙4)= 29,6

2BF₄^- + Са²⁺®  Са(BF₄)₂¯

D₇ =m(BF₄^-)∙MM(Ca²⁺)∙К/2∙MM(BF₄^-)=2,5∙40∙1,46/2∙ (11+19∙4)= 0,84

D = D₁ + D₂ + D₃ + D₄ + D₅ + D₆+ D₇ =198,77 + 54,6 + 1,0 + 6,9 + 22,3 + 29,6+0,84=314,01 мг/л.

Фактическое значение D=314,01·1,15=361,1 мг/л

Общая доза извести, которую используют в цинксодержащем потоке, определяется:

D_Ca(OH)2=2,3+361,1=363,4 мг/л

Расчет усреднителя

       Определение объёма усреднителя:

где  - расход цинкосодержащих сточных вод, определяется по заданию =5,0 м³/час.

 - коэффициент неравномерности притока сточных вод на очистные сооружения, определяется по заданию, =1,6.

 - время пребывания сточных вод в усреднителе, примем =4 часа

Таким образом,

К установке принимаем усреднитель размерами: длина 3 м, ширина 4 м, высота 2 м

Расход воздуха, подаваемый в бак-усреднитель:

W_возд = Q·t = 0,5·4 = 2,0 м³

Среднечасовой расход составит:

q_ср = W/t = 23/4= 5,75 м³/ч

Реактор

       Камера реакции рассчитывается из расчета на пребывание в ней воды в течении  20 минут:

м³;

Принимаем 2 рабочие камеры реакции, тогда объем одной:

м³;

При высоте в 1 м:                      м², тогда

м.

К установке принимаем 2 реактора высотой 1 м и диаметром 1,2 м.

Флокулятор

Вихревой флокулятор гидроциклонного типа. Поток сточных вод вводится тангенциально в вихревую камеру, расположенную под конической частью флокулятора. В этой камере производится перемешивание сточной воды с раствором флокулянта. В конической, а затем в цилиндрической камере при постепенно уменьшающихся скоростях движения среды происходит флокуляция взвеси.

Объем верхней камеры:

W_вих=0,025∙Q=0,025∙5,75=0,15 м³

где Q – расход обрабатываемых сточных вод, м³/ч;

0,025 – время пребывания сточной воды в камере, ч.

Отношение высоты вихревой камеры к ее диаметру Н/Д=0,5 и равняется:

м

м.

D_k – диаметр переходного отверстия из вихревой камеры в коническую (нижний диаметр конической части). Принимаем равным:

D_k=0,7∙D_вих=0,7∙0,73=0,51 м.

Определение площади сечения патрубка для ввода сточных вод в вихревую камеру:

U_вихр – скорость, с которой поток сточных вод водится в вихревую камеру U_вихр=0,8 м/с.

Патрубок для ввода в вихревую камеру принимаем прямоугольного сечения с отношением высоты к ширине равной 3.

Патрубок для опорожнения и промывки флокулятора  в нижней части вихревой камеры принимаем в зависимости от времени опорожнения  (не менее 50 мм).

Диаметр цилиндрической камеры флокулятора принимаем равным 1,5 диаметрам вихревой камеры:

Определение высоты конической части:

h_к=0,5∙D_ц=0,5∙1,1=0,55 м.

Определение объёма флокулятора:

W=0,3∙

W_кон- объем конической части, м³;

W_{ц п}- объем полезной цилиндрической части м³;

Определение объёма конической части:

W_кон=(p/12) ∙ (D_к²+D_к∙D_ц+D_ц²) ∙h_к=0,26∙ (0,51²+0,51∙1,1+1,1²) ∙0,55= 0,3 м³

Определение объёма цилиндрической части:

W_ц = W-W_кон –W_вих=1,73-0,3-0,15 = 1,28 м³

Определение площади цилиндрической части:

F_ц=(3,14∙D_ц²)/4=(3,14∙1,1²)/4= 0,95 м²

Определение высоты полезной цилиндрической части (до сливного патрубка):

Н_ц= W_ц /F_ц =1,28/0,95= 1,35м

Определение высоты флокулятора:

Н_общ= Н_ц + h_к+ Н_вих =1,35+0,55+0,37=2,27 м

Примем высоту флокулятора– 2,4 м.

Определение площади сечения отводного патрубка:

S_п=2∙S_вих=2∙0,002 =  0,004 м²

Диаметр: d_п= .

Над верхней кромкой сливного патрубка запас корпуса флокулятора 0,5 м.

Отстойник

Для разработки принимаем вертикальный отстойник, применяется флокулянт  ВПК-412

Время отстаивания 1 час.

W_отс=Q_час∙t_отс=5,75∙1=5,75 м³

Принимаем 2 отстойника, n=2

Диаметр определяем по формуле:

где u_р – расчетная скорость, равняется 1,2 мм/с.

Объем одного отстойника

W_отс¹ = W_отс /2=5,75/2=2,88 м³