125112 (Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод), страница 2

14. Объем осадка при влажности его и плотности , приходящийся на 6 отстойников рассчитаем по формуле:

.

15. Определим объем цилиндрической части аппарата:

,

где − радиус цилиндрической части аппарата.

16. Вычислим количество выгрузок осадка из 1 отстойника в сутки:

.

17. Периодичность выгрузки:

.

Таким образом получаем, что осадок из отстойника необходимо выгружать 1 раз в 35 суток.

Осадок после отстойников направляем в гравитационный илоуплотнитель, а затем отправляем на захоронение.

2.2 Расчет аппаратов для очистки сточных вод травильного производства

2.2.1 Расчет станции нейтрализации

Так как сточные воды травильного производства характеризуются неравномерностью количества и состава, то перед нейтрализацией необходимо соответствующее усреднение. Установим 2 усреднителя проточного типа, которые выполняются в виде многокоридорных резервуаров.

Для очистки воды от взвешенных веществ перед усреднителями необходимо установить песколовки. Установим 2 горизонтальные песколовки, которые представляют собой прямоугольные в плане железобетонные резервуары. Они являются аппаратами с прямолинейным движением воды.

Расчёт станции нейтрализации ведется в соответствии со СНиП 2.04.03-85.

1. Рассчитаем суточное количество сточных вод травильного производства:

,

где − средний часовой расход сточных вод травильного производства;

− продолжительность работы производства в сутки.

2. В соответствии со СНиП 2.04.03-85 для нейтрализации используют в виде по активной части известкового молока. Для получения применяют негашеную известь с содержанием активного .

3. Найдем суточный расход товарной извести по формуле:

,

где − коэффициент запаса при жидкостном дозировании реагента;

− расход на нейтрализацию серной кислоты;

− расход на нейтрализацию сульфата железа:

,

где − расход на нейтрализацию растворенного железа;

− молекулярная масса железа;

− молекулярная масса сульфата железа;

− расход на нейтрализацию сульфата никеля:

,

где − расход на нейтрализацию растворенного никеля;

− молекулярная масса никеля;

− молекулярная масса сульфата никеля;

− концентрация серной кислоты в сточных водах;

− концентрация сульфата железа в сточных водах;

− концентрация сульфата никеля в сточных водах;

− содержание в .

Подставив все в исходное выражение, получим:

.

4. Для гашения извести предусмотрим растворные баки, оборудованные механическими перемешивающими устройствами. Объем каждого бака определим по формуле:

,

где − количество растворных баков;

− количество заготовок известкового молока в сутки;

− концентрация известкового молока по активной части.

Примем количество растворных баков и количество заготовок известкового молока в сутки . Подставив значения в формулу, получим объем каждого растворного бака:

.

5. Примем глубину воды в баке . Тогда площадь сечения бака будет равна:

.

6. Определим диаметр расходного бака:

.

7. Известковое молоко подается в растворные баки, а оттуда при помощи насосов-дозаторов в смеситель. Расход известкового молока составит:

.

8. Суммарный расход воды через станцию нейтрализации:

.

2.2.2 Расчет смесителя

Данные аппараты предназначены для быстрого и равномерного смешения реагентов с обрабатываемой водой, что необходимо для более быстрого и полного протекания соответствующих реакций.

Предусмотрим вихревой смеситель, который представляет собой круглый в плане резервуар с конической передней частью.

Расчет ведется в соответствии со СНиПом 2.04.03-85.

1. Рассчитаем секундный суммарный расход сточных вод:

,

где − перевод часов в секунды.

2. Рассчитаем диаметр цилиндрической части аппарата исходя из условия обеспечения скорости исходящего потока, равной :

.

3. Определим диаметр на входе в аппарат, диаметр на выходе из аппарата, а также диаметры патрубков для подвода реагентов. Рассчитаем исходя из условий обеспечения скоростей :

;

4. Определим объем смесителя сточных вод травильного производства с реагентами для продолжительности смешения :

.

5. Определим высоту конической части. Примем центральный угол между наклонными стенками конической части :

.

6. Определим объем конической части:

,

где − радиус цилиндрической части аппарата;

− радиус входного патрубка.

7. Объем цилиндрической части определим по формуле:

.

8. Определим высоту цилиндрической части по формуле:

.

9. Примем величину возвышения стенки цилиндрической части .

10. Уточним полную высоту цилиндрической части аппарата:

.

11. Определим полную высоту аппарата:

.

2.2.3 Расчет нейтрализатора

1. В нейтрализаторе должно осуществляться непрерывное перемешивание потока, поэтому определим объем нейтрализатора из расчета времени пребывания в нем сточных вод в течение получаса, то есть :

.

Камера реактора имеет квадратную форму в плане.

2. При глубине проточной части нейтрализатора определим площадь сечения аппарата:

.

3. Определим длину сторон аппарата:

.

Таким образом, получаем реактор размером .

2.2.4 Расчет отстойников

После нейтрализатора направляем воду в отстойник. Предусматриваем 2 вертикальных отстойника с продолжительностью отстаивания .

Расчёт ведем в соответствии со СНиП 2.04.03-85.

1. Принимаем скорость входящего потока , высоту зоны отстаивания . Рассчитаем продолжительность отстаивания:

.

2. Определим площадь сечения отстойника по формуле:

.

3. Определим диаметр отстойника:

.

Примем отстойник диаметром .

1. Определим количество сухого осадка:

,

где − количество активной извести, необходимой для осаждения железа и никеля:

,

где − количество активной извести, необходимой для осаждения железа:

;

− количество активной извести, необходимой для осаждения никеля:

.

.

− количество активной извести, необходимой для нейтрализации серной кислоты:

;

− количество образующихся гидроксидов железа и никеля:

,

где − количество образующегося гидроксида железа:

,

где − молекулярная масса гидроксида железа;

− количество образующегося гидроксида никеля:

,

где − молекулярная масса гидроксида никеля.

.

− количество сульфата кальция, образующегося при осаждении никеля и железа:

,

где − количество сульфата кальция, образующегося при осаждении железа:

,

где − молекулярная масса сульфата кальция;

− количество сульфата кальция, образующегося при осаждении никеля:

.

.

− количество сульфата кальция, образующегося при нейтрализации серной кислоты:

,

где − молекулярная масса серной кислоты.

Подставляя полученные значения в исходное уравнение, получим:

.

5. Влажность осадка не может превышать следующей величины:

,

где − влажность осадка, %;

− процентное содержание сухого вещества в воде:

.

Отсюда найдем максимальную влажность осадка:

.

6. Процентное количество влажного осадка образующегося от нейтрализации воды определим по формуле:

,

где − влажность удаляемого осадка. Принимаем .

7. Определим суточный объем осадка:

.

8. Определим высоту конической части отстойника при угле наклона стенок к горизонту :

.

9. Определим объем конической части отстойника:

,

где − радиус цилиндрической части аппарата.

10. Определим количество выгрузок осадка из каждого отстойника в сутки:

,

где − число отстойников.

Осадок направляем на шламовые площадки непосредственно из отстойников.

2.3 Расчет аппаратов для очистки объединенных потоков сточных вод гальванического и травильного производств

2.3.1 Объединение потоков сточных вод гальванического и травильного производств

После того, как сточные воды этих производств прошли отдельную очистку, можно объединить их в один поток. Предусмотрим промежуточную емкость для смешения сточных вод.

1. Объем емкости найдем из условия пребывания в ней воды в течение получаса, то есть :

.

2. Рассчитаем концентрацию взвешенных веществ в воде после объединения потоков по формуле:

,

где − концентрация взвешенных веществ в сточной воде

гальванического производства после аппаратов очистки;

− концентрация взвешенных веществ в сточной воде травильного производства после аппаратов очистки.

Так как мы принимали эффективность очистки сточных вод гальванического производства , то пройдя все аппараты очистки вода осталась загрязнена лишь на . Рассчитаем концентрацию взвешенных веществ в сточной воде гальванического производства после аппаратов очистки:

.

Примем концентрацию взвешенных веществ в сточной воде травильного производства после аппаратов очистки .

Подставляя концентрации в исходное выражение, получим:

.

2.3.2 Расчет механических фильтров

После смешения потоков воду направляем на фильтры. Установим фильтры с зернистой загрузкой с восходящим потоком. Достоинством таких фильтров является реализация принципов фильтрования в направлении убывания крупности загрузки.