4 РАСЧЕТ РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ДОЗ РЕАГЕНТОВ
Одним из основных элементов, присутствующих в технологической схеме очистной станции в данном курсовом проекте является установка для коагулирования примесей воды. Коагуляцией примесей воды называется процесс укрупнения мельчайших коллоидных и диспергированных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.
Различают два типа коагуляции: 1) коагуляция в свободном объеме (в камерах хлопьеобразования). 2) контактная коагуляция (в толще зернистой загрузки или в массе взвешенного осадка). В данном курсовом проекте будет применяться контактная коагуляция, для которой характерны большая скорость и высокий эффект при меньших затратах коагулянта.
Действие коагулянта в воде сводится к трем основным процессам:
- коагуляция (образование первичных агрегатов);
- флокуляция (укрупнение частиц при столкновении);
- соосаждение и сорбция.
Процесс коагуляции во времени делится на две фазы:
- пирекинетическая (весьма непродолжительна, заканчивается образованием первичных агрегатов);
- ортокинетическая (длится до 60 мин и более, заключается в слипании и формировании крупных плотных хлопьев).
Контактная коагуляция представляет собой технологический процесс осветления и обесцвечивания воды, заключающийся в адсорбции примесей с нарушенной агрегативной устойчивостью.
Преимущества контактной коагуляции:
1. большая скорость протекания процесса коагуляции;
2. высокий эффект;
3. малые затраты коагулянта;
4. интенсивность прилипания мелких примесей к относительно крупным зернам загрузки намного превосходит скорость агломерации между собой отдельных мелких частиц в свободном объеме жидкости;
5. независимость процесса от щелочности и температуры воды, меньшее влияние рН воды.
В данном курсовом проекте в качестве коагулянта буде применяться сернокислый алюминий Al2(SO4)3.
Обработка воды минеральными коагулянтами далеко не всегда обеспечивает должный эффект кондиционирования воды. Это вызвало необходимость введения в воду флокулянтов, которыми можно было бы активизировать процесс коагуляции. Флокулянты ускоряют процесс коагуляции, улучшают качество хлопьев (плотность, адгезионные свойства). Флокулянты нужно вводить через 2...3 мин после коагулянта.
Дозу коагулянта Дк, мг/л, в расчете на Al2(SO4)3, (по безводному веществу) допускается принимать при обработке: мутных вод – по таблице [], цветных вод – по формуле:
, мг/л, (5)
где Ц – цветность обрабатываемой воды, град.
При одновременном содержании в воде взвешенных веществ и цветности принимается большая из доз коагулянта, определенных по таблице [] и формуле (5).
Подставляя численные значения получим:
мг/л.
Согласно таблицы [] доза безводного коагулянта для обработки мутных вод, а именно при мутности исходной воды равной 100 мг/л, составляет 25-35 мг/л. В данном случае эту величину примем равной 33 мг/л.
Тогда для дальнейшего расчета примем наибольшую из полученных дозу коагулянта, которая составит 33 мг/л.
Для нормального протекания процесса коагуляции должно быть обеспечено наличие достаточного щелочного резерва, что обеспечивается введением извести или соды одновременно с коагулянтом. В данном курсовом проекте для этих целей будет использоваться известь.
Дозы подщелачивающих реагентов ДЩ, мг/л, необходимых для улучшения процесса хлопьеобразования, надлежит определять по формуле:
, мг/л, (6)
где КЩ – коэффициент, равный для извести (по СаО) – 28;
ек – эквивалентная масса коагулянта (безводного), принимаемая для Al2(SO4)3 – 57 мг/мг-экв;
ДК – максимальная в период подщелачивания доза безводного коагулянта, мг/л;
Щ0 – минимальная щёлочность воды, мг-экв/л.
В итоге доза подщелачивающих реагентов будет составлять:
мг/л.
Полученное отрицательное значение дозы подщелачивающих реагентов говорит о том, что данный процесс коагуляции не нуждается в подщелачивании, так как она изначально благоприятна для проведения коагуляции.
4.2 СКЛАДИРОВАНИЕ РЕАГЕНТОВ
Складирование реагентов может осуществляться двумя способами:
1) мокрое хранение;
2) сухое хранение.
При мокром хранении коагулянта для установок большой производительности приготовление крепкого раствора (18 – 30%-ного) производится в растворных баках. Крепкий раствор поступает самотеком или при помощи насосов в емкости-хранилища, располагающиеся по экономическим соображениям обычно вне здания установки. Емкости-хранилища должны быть защищены от замерзания при их расположении вне здания. Объем емкостей–хранилищ крепкого раствора коагулянта — обычно определяется из расчета обеспечения работы станции на 15–30 дней.
При сухом хранении помещение склада реагентов так же рассчитывается на хранение 15–30-дневного запаса реагентов в зависимости от условий доставки считая по периоду максимального расхода.
Площадь склада определяется по формуле:
м2,
(7)
где QСУТ – полная производительность очистной станции, м3/сут;
ДК – доза коагулянта, мг/л;
Т – продолжительность хранения коагулянта на складе, Т = 15-30 сут;
α – коэффициент для учета дополнительной площади на складе, принимаем α = 1,1 – 1,2;
рС – содержание безводного продукта в коагулянте, %, для сернокислого алюминия принимается 33 %;
G0 – объемный вес коагулянта при загрузке склада навалом, т/м3, принимается равным 1,1..1,4 т/м3;
– допустимая
высота слоя коагулянта, м, принимается 2 м – если есть механизация, 2,5 м – если нет механизации.
При подстановке численных значений получим:
м2.
Следовательно примем склад для хранения реагентов с размерами 7х6 м.
4.3 РАСЧЕТ РАСТВОРНЫХ И РАСХОДНЫХ БАКОВ
Приготовление и дозирование реагентов надлежит предусматривать в виде порошков (сухое дозирование), либо растворов или суспензий (мокрое дозирование).
В данном курсовом проекте будет использоваться дозирование реагентов в виде растворов и суспензий. Это предполагает наличие в составе реагентного хозяйства специальных баков для растворения реагентов, кислотных насосов для перекачки и дозирования, воздуходувных установок и дозаторов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.