Очистка сточных вод от соединений мышьяка. Очистка кислотно-щелочных сточных вод, страница 7

D₂ =m(Zn⁺²)∙2∙MM(OH^-)∙К/MM(Zn⁺²)=13,11∙2∙ (16+1) ∙1,52/65= 10,42

Cd⁺² + 2OH^-  ®  Cd(OH)₂¯

D₃ =m(Cd⁺²) ∙2∙MM(OH^-)∙К/MM(Cd⁺²)=3,8∙2∙ (16+1) ∙1,3/112= 1,5

Al⁺³ + 3OH^-®  Al(OH)₃¯

D₄ = m(Al⁺³) ∙3∙MM(OH^-)∙К/MM(Al⁺³)=4,02∙3∙ (16+1) ∙2,89/27= 21,95

Fe²⁺ + 2OH^-  ®  Fe(OH)₂¯

D₅ =m(Fe²⁺) ∙2∙MM(OH^-)∙К/MM(Fe²⁺)=15,43·2∙(16+1) ∙1,60/56= 14,5

Fe³⁺ + 3OH^-  ®  Fe(OH)₃¯

D₆ =m(Fe³⁺) ∙3∙MM(OH^-)∙К/MM(Fe³⁺)=4,25∙3∙(16+1) ∙1,91/56= 7,39

Ni²⁺ + 2OH^-  ®  Ni(OH)₂¯

D₇ =m(Ni²⁺) ∙2∙MM(OH^-)∙К/MM(Ni²⁺)=7,59∙2∙(16+1) ∙1,58/59= 6,91

CO₃ ^2- + Са²⁺®  СаСO₃¯

D₈ =m(CO₃^2-) ∙MM(Ca²⁺)∙К/MM(CO₃^2-)=8,25∙40·1,67/(12+16∙3)= 9,19

2PО₄^3-+3 Са²⁺®  Са₃(РO₄)₂¯

D₉ =m(PО₄^3-)∙3∙MM(Ca²⁺)∙К/2∙MM(PО₄^3-)=7,59∙3∙40∙1,42/2∙ (31+16∙4)= 6,81

2F^- + Са²⁺®  Са(F)₂¯

D₁₀ =m(F^-)∙MM(Ca²⁺)∙К/2∙MM(F^-)=0,09∙40∙2,05/2∙19= 0,19

SO₄^2- + Са²⁺®  СаSO₄¯

D₁₁ =m(SO₄^2-)∙MM(Ca²⁺)∙К/MM(SO₄^2-)=39,16∙40∙1,42/(32+16∙4)= 23,17

SiO₃^2-+ Са²⁺®  СаSiO₃¯

D₁₂ =m(SiO₃^2-)∙MM(Ca²⁺)∙К/MM(SiO₃^2-)=15,18∙40∙1,53/(28+16∙3)= 12,22

D = D₁ + D₂ + D₃ + D₄ + D₅ + D₆ + D₇ + D₈+ D₉ + D₁₀ + D₁₁ + D₁₂ =

=6,21+10,42+1,5+21,95+14,5+7,39+6,91+9,19+6,81+0,19+23,27+12,22=120,25 мг/л.

С учетом поправочного коэффициента:

Д =120,25·1,15=138,27 мг/л

Общая доза извести, которую используют в кислотно-щелочном потоке, определяется:

D_Ca(OH)2=3,63+138,27=141,9 мг/л

Расчёт реактора

Определяем объём:

где t – продолжительность пребывания сточных вод в смесителе-реакторе, t= 10 мин Камер реакции должно быть не менее 2 шт. Принимаем два реактора.

Определяем объём одного реактора:

Определение размеров реактора:

Примем высоту реактора Н=1,0 м.

Площадь:

Диаметр:

К установке принимаем два реактора высотой Н=1,0м, диаметром 1,8 м.

После реактора сточные воды направляются на флокулятор, где образуются хлопья  гидроксидов тяжелых металлов. Продолжительность обработки сточных вод в камере флокуляции составляет 10-15 мин.

Флокулятор

Определение дозы флокулянта

Для интенсификации процесса хлопьеобразования в сточные воды перед камерой флокуляции вводится раствор флокулянта ВПК-412. Доза флокулянта принимается Д_ф=2 мг/л.

Расчёт флокулятора

Во флокуляторе образуются хлопья гидроксидов тяжелых металлов. Примем вихревой флокулятор гидроциклонного типа.

Сточные воды тангенциально подаются 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. Раствор флокулянта вводят в поток в напорной линии перед флокулятором с помощью эжектора.

Принимаем три флокулятора, тогда расход сточных вод, идущих на один флокулятор:

Объём вихревой камеры:

t - время пребывания сточной воды в камере, t =1,5 мин = 0,025 часа.

Определение диаметра и высоты вихревой камеры:

Отношение высоты вихревой камеры к её диаметру Н/Д=0,5:

Определение диаметра переходного отверстия из вихревой камеры в коническую (нижний диаметр конической части):

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∙1,83=0,92 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∙ (0,86²+0,86∙1,83+1,83²) ∙0,92= 1,35 м³

Определение объёма цилиндрической части:

W_ц = W-W_кон -W_ВИХ=8,51-0,71-1,35= 6,45 м³

Определение площади цилиндрической части:

F_ц=(3,14∙D_ц²)/4=(3,14∙1,83²)/4= 2,63 м²

Определение высоты полезной цилиндрической части (до сливного патрубка):

Н_ц= W_ц /F_ц =6,45/2,63= 2,45 м

Определение высоты флокулятора:

Н_общ= Н_ц + h_к+ Н_вих =2,45+0,92+1,61=4,98 м

Примем высоту флокулятора – 5,4 м.