Расчет открытого гидроциклона без внутренних вставок

1) Основной расчетной величиной является удельная гидравлическая нагрузка qhc (м³/ (м2*ч), определяемая по формуле

q_hc= 3,6 * Khc * Uo,

 

где Uo - гидравлическая крупность частиц, которые необходимо выделить для обеспечения требуемого эффекта, м/с; 0,25

Кhc - коэффициент пропорциональности, зависящий от типа гидроциклона и равный для гидроциклонов 0,61;

qhc = 3,6 * 0,61 * 0,25=0,549 (м3/ (м2ч)

 

Величины конструктивных размеров прежде всего задаются диаметром циклона Dhc, м=5

2) Производительность одного аппарата определяют по формуле

Qhc=0.785*0.549*8= 27,58176 м3/ч

3) Исходя из общего количества сточных вод Qw=60 определяют количество рабочих единиц циклонов N

N=Qw/Qhc=60/10,774= 2,175

 

11. Очистка хромсодержащих сточных вод

 

Предлагаемая схема очистки сточных вод гальванического цеха предусматривает применение комбинированного способа очистки, включающего в себя механическую очистку, сорбцию и ионообмен. Предлагается установка скорого напорного фильтра для очистки от взвешенных веществ; для задержания более крупных частиц решетки; также предусматривается установка сорбционного фильтра для очистки от нефтепродуктов и органических веществ; электродиализатора для перевода ионов хрома(III) в ионы хрома(VI) и разложения цианидов

Сточные воды из гальваноцеха самотеком поступают на усреднитель,откуда после усреднения насосом подаются на фильтр. Далее сточные воды периодически насосом подаются на сорбционный фильтр, где идет сорбция нефтепродуктов и органических веществ на сорбенте «Пороласт-F». Десорбцию нефтепродуктов проводят острым паром. Десорбат периодически собирают в емкость, затем отправляют на сжигание в котельную. После сорбции на пороласте-F сточные воды подаются в электродиализатор, где происходит перевод ионов хром(III) в хром(VI), а также разложение содержащихся в сточной воде цианидов. После электрохимической обработки вода поступает на сорбцию в колонну с эрлифтным устройством, где на селективном анионите АМ-п сорбируется хром (VI). Насыщенный ионит после сорбции периодически поступает на десорбцию в другую колонну, где происходит десорбция хромата натрия смешанным раствором 8%-ного гидроксида натрия и 6%-ного хлорида натрия. Элюат периодически собирают в емкость, затем его направляют на использование в кожевенной промышленности, либо для производства электролитов. После сорбции хрома вода насосом периодически подается в две катионообменные колонны, где на ионите идет коллективная сорбция ионов цинка, никеля, меди. Десорбция ионита осуществляется селективно: цинка - 0.2 Н раствором серной кислоты; никеля 2 Н раствором серной кислоты; меди 5 Н раствором серной кислоты. Элюаты цинка, никеля и меди собираются соответственно в емкостях. Очищенная вода поступает на водооборот.

Расчет основного оборудования. Фонд рабочего времени: станция нейтрализации площадки работает по две смены в сутки (в смене 7 часов), 5 дней в неделю, 250 дней в году. Объем хромсодержащих стоков: 750 м3/сут, что составляет 53.571 м3/ч или 0.015 м3/с.

Расчет решеток.

1) Диаметр труб определяем из формулы:

 

где Q –объем хромсодержащих стоков, м3/с;
Ucp – скорость движения воды в трубопроводе (перед решеткой),
принимаем Ucp= 0.6 м/с;

Диаметр трубопровода, используемого на станции нейтрализации для подачи хромсодержащих стоков 200 мм, материал – нержавеющая сталь предполагается использовать существующий трубопровод.
Для задержания крупных плавающих отбросов на очистных сооружениях устанавливают решетки со стержнями прямоугольной формы, обеспечивающими лучшее задержание и удаление отбросов. Решетки следует оснащать механизированными граблями для снятия отбросов. При количестве отбросов менее 0.1 м3 в 1 сут допускается установка решеток с ручной очисткой.

2) Потери напора в решетке определяются по формуле:

 

где k – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора из-за засорения решетки (рекомендуется принимать k=3);
J – коэффициент сопротивления, зависящий от формы стержней: J= *(s/b)4/3
- коэффициент для прямоугольных стержней, равный 2.42;
s – толщина стержней, принимаем s=0.005 м;
b – ширина прозоров решетки, принимаем b=0.016 м;
Ucp – скорость движения воды перед решеткой, принимаем
Ucp =0.6 м/с.

=0.028м

 

2) Необходимую площадь решетки рассчитывают по скорости течения воды в прозорах 0.8- 1.0 м/с при наполнении, соответствующем расчетному в подводящем канале.

Fс=Q/wпр,

где Wпр- скорость течения воды в прозорах,0,8 м/с

=0,019

2) Определяем глубину воды перед решеткой по формуле:

 

где В- высота трубопровода в решетке B=D=0,2

 

3) Определяем число прозоров в решетке:

Принимаем 9 штук.

4) Рассчитываем высоту и параметры решетки по формуле:

где = 20⁰С

Рассчитываем площадь живого сечения одной решетки; принимаемая во внимание, что мы устанавливаем 2 одинаковые решетки.

Расчет скорого напорного фильтра. Фильтрационные сооружения применяют для глубокой очистки (доочистки) сточных вод после физико-химической или биологической очистки для последующего извлечения тонкодиспергированных веществ, пыли, масел и др. 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 дробленном (гранулированном) виде определенных фракций, а искусственные - в дробленом либо волокнистом или тканом виде. К фильтрующим материалам относят также металлические сетки квадратного и галунного плетения, которые устанавливают в микрофильтрах, барабанных сетках, фильтрах «Вако» и других сетчатых аппаратах.

1) Площадь скорого фильтра определяем по формуле:

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.