Плагиат Кулагина Ж.944 гр (1202835), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

При этом в обрабатываемых сточных водахформируются рыхлые хлопья, 20 которые удаляются из очищаемой воды.Флотация осуществляется путем извлечения из воды гидрофобных частиц 27пузырьками газа, подаваемого в сточную воду. 27 Данный процесс заключается вдействии молекулярных сил, 27 которые вызывают слипание частиц примесей спузырьками газа и 27 образуют содержащие извлеченные вещества в пенный слой[14].Различают следующие виды флотации: напорную, пневматическую,механическую, электрофлотацию, пенную и химическую 27 флотацию,вибрационную и биологическую.Достоинствами физико-химического метода являются:высокий уровень очистки, около 98%;удаление из сточных вод тонкодисперсных и растворенныхнеорганических примесей;разрушаются органические вещества и извлекаются металлы, кислоты;низкие капитальные затраты на эксплуатацию установки;отсутствие принципиальных ограничений для достижения большойпроизводительности;выведение из сточных вод нефтепродуктов, фенола, удаление бактерий;стабилизация уровня рН в воде.К недостаткам данного метода относится:использование метода не целесообразно при высокой минерализацииводы;большой расход дорогостоящих химических реагентов;нестабильность в работе, возможность проскоков в установках;большой расход металла (алюминия, железа) и электроэнергии вэлектроустановках.45Особое место при очистке сточных вод занимает биологический метод, оноснован на использовании физиологических и биохимических свойствахсамоочищения рек.Биологический метод включает в себя такие типы устройств по очисткесточных вод, 37 как биофильтры, биологические пруды, 37 поля фильтрации,аэротенки и метантенки [15].В биофильтре очистка сточных вод осуществляется фильтрацией через слойматериала, который покрыт слоем аэробных микроорганизмов, которая такженазывается биопленкой.Биологическим прудом называется естественный или искусственныйводоем, в котором обитают микроорганизмы активного ила, в данном водоемеприсутствует естественная аэрация.В полях фильтрации осуществляется фильтрация сточных вод и их очистказа счет содержащихся микроорганизмов в почве, песке, глины или торфа.Данное сооружение неспособно работать с сильнозагрязненными водами,однако они почти не требуют эксплуатационных затрат и постоянного контроля.Более сложным очистным сооружением является аэротенк, аэрация в немосуществляется искусственным образом и обычно используется техническийкислород, это значительно увеличивает эффективность процесса очистки.Технический кислород обеспечивает дополнительное перемешивание истимулирует процессы биоразложения загрязнений [15].Сущность данного метода состоит в очистке сточных вод аэробнымимикроорганизмами, также вода предварительно смешивается с активным илом.В метантенках осуществляется биологическая очистка сточных воданаэробными микроорганизмами, особенность данной очистки составляетполучение биогаза и отсутствие потребности в кислороде.В метантенк обычно подается выпадающий концентрированный осадок,который необходимо подвергнуть брожению, для выполнения этой цели вметантенке предусмотрен дополнительный подогрев.46Анаэробное разложение сложный процесс, он протекает в несколько этапов,однако на завершающем этапе образуется метан, который являетсяэкологически чистым топливом.Достоинства биологической очистки сточных вод:экологическая безопасность данного метода;высокая эффективность очистки;применение в сельском хозяйстве отходов, которые накапливаютсяотдельно в результате очистки;отсутствие затрат на химические реагенты;К недостаткам данного метода относится:необходимость удаления излишней биомассы; 24сложность поддержания популяции бактерий и сохранения их активности; 24сложность достижения равновесия между процессами расщепленияпримесей и сохранения постоянного количества биомассы бактерий; 24необходим постоянный контроль над состоянием активного ила;высокие капитальные затраты;необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки;токсичное действие на микроорганизмы некоторых органическихсоединений;необходимость дополнительных мер очистки в случае высокойконцентрации примесей.3.2 24 Проектирование и расчет устройства для очистки сточных вод угольногопредприятия «Якутуголь»Предприятий угольной промышленности используют механические,биологические или химические способы очистки сточных вод, однако они могут47оказаться недостаточно эффективными или вовсе не могут применяться из-засложности доставки химических реагентов, их высокой стоимости, а также изза дефицита производственных площадей.

Достойной альтернативой даннымспособам очистки сточных вод являются электрохимические методы.Существует несколько электрохимических методов очистки сточных вод:анодное окисление, катодное восстановление растворённых веществ,электрокоагуляция и электродиализ. Из них наибольшее распространениеполучил метод электрокоагуляции, метод электрокоагуляции технологическидостаточно прост и эффективен, его используют для удаления из сточных воднеорганических и органических загрязнений: тяжелых металлов, хроматов,фосфатов, тонко диспергированных примесей, эмульгированных масел, жиров инефтепродуктов, органических взвесей и т.д.

[16].Электрокоагуляция представляет собой оседание высокодисперсныхколлоидных частиц и взвесей в виде гидроокисей металлов. 13 Коллоидныечастицы генерируются электрическим током, который оказывает селективноевоздействие образующихся ионов и выпадением их в осадок. Прииспользовании данного метода вода обогащается катионами металлов, которыеобразуют гидроокиси алюминия или железа, они обладают эффективнойкоагуляционной и сорбционной способностью, данный процесс обеспечиваеткоагуляцию дисперсных примесей [16].Электрокоагуляция протекает за счет разложения вещества при воздействиина него электрического тока, а также изменения значений водородногопоказателя и окислительно-восстановительного потенциала[16].Электролитическое разложение воды происходит при электрическомнапряжении на электродах [16].Современная очистка сточных вод методом электрокоагуляции применяетсяна предприятиях машиностроительной, металлургической, 13 угольной,целлюлозно-бумажной и горнодобывающей промышленности, где отработаннаявода характеризуется высоким уровнем содержания солей тяжелых металлов, 1348нерастворимых осадков, технических масел, нефтепродуктов, 13 твердыхвзвешенных частиц, органических и неорганических примесей, кислот,щелочей.

Электрокоагуляцию также можно применять для осветления иобесцвечивания воды, удаления из нее железа, кремния, хрома, 13 радиоактивныхвеществ, а также для очистки воды от биологических загрязнений [17]. 13Одной из самых востребованных электрокоагуляционных установок дляочистки сточных вод является электрокоагулятор непрерывного действия,отличительной особенностью которого является компактность и простотауправления, малая чувствительность к изменениям условий процесса очистки 50воды, получение шлама с хорошими структурно-механическими свойствами.

50Электрокоагулятор непрерывного действия не нуждается в реагентах испособен обеспечить высокий уровень очистки воды от минеральных,органических и биологических взвесей, соединений железа и веществ,влияющих на цвет и запах воды, а также веществ, которые находятся в ионномили молекулярном состояниях.Электрокоагулятор непрерывного действия должен быть снабжен вытяжкойи иметь воздухонепроницаемый корпус для очистки сточных вод, в которыхсодержатся опасные или вредные вещества. Для повышения работоспособностиустановки аноды и катоды изготавливают из одного материала [17].При проведении процесса электрокоагуляции необходимо учитыватьконструктивные особенности аппарата, объемы и скорость пропусканиясточных вод, следует соблюдать оптимальные условия проведения очисткисточных вод.Параметры проектирования электрокоагуляторов непрерывного ипериодического действия представлены в таблице 3.2.1 [18].Таблица 3.2.1Параметры проектирования электрокоагуляторовПараметры Значения ЕдиницаАнодная плотность тока 150–300 А/м2Скорость движения воды в 0,03–0,05 м/с49межэлектродном пространствеПродолжительностьпребывания сточной воды вэлектрокоагуляторедо 3минНеобходимое напряжение 3–12 ВРекомендуемое напряжение не более 36 ВЭнергопотребление 2–4 кВт∙чРасстояние между электродам 5–20 ммРасходы металлического железа для удаления из сточных вод химическихвеществ представлены в таблице 3.2.2 [18].Таблица 3.2.2Удельный расход металлического железа для удаления из 40 сточной воды 1грамма химических веществХимическое вещество Расход металлического железаШестивалентный хром 2–2,5Никель 5,5–6Цинк 2,5–3Медь 3–3,5Кадмий 4–4,5Проектируемый электрокоагулятор непрерывного действия состоит изпрямоугольного корпуса, который имеет нижнее перфорированное днище иверхнюю крышку, плоскопараллельные однополярные электроды, которыеснабжены сплошными изолирующими прокладками, положительных иотрицательных токоподводов, патрубков ввода и вывода воды, штуцера длясброса загрязненного осадка.Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.2.3Таблица 3.2.3Исходные данные для расчетаХарактеристика обозначения Единица ЗначенияКоличество сточной воды, м3 2,8Производительность аппарата, м3/ч 2,6Исходное содержание масел, г/м3 3500Удельный расход электричества на очистку сточной воды, А ч/м3 320 1950Начальная толщина электродных пластин, м 0,008Межэлектродное расстояние, м 0,04Анодная (катодная) плотность тока, А/м2 120 19Общий расход электричества на обработку 2,8 м3 сточной воды 19 определяетсяпо формуле 3.2.1 [19]:(3.2.1)где - общий расход электричества, Ач;- удельный расход электричества, А ч/м3 (принимается по таблице 3.2.3);- количество сточной воды, м3 (принимается по таблице 3.2.3).Рассчитанный по формуле 3.2.1 общий расход электричества 19 составит [19]:= 3202,8=896 (Ач)Токовая нагрузка на электрокоагулятор, 19 рассчитывается по формуле 3.2.2[19]:(3.2.2)где - токовая нагрузка, А;- продолжительность электрокоагуляционной обработки (=1 ч).Токовая нагрузка на электрокоагулятор, 19 будет равна:= = 896 (А)Поверхность анодов (катодов) 19 рассчитывается по формуле 3.2.3 [15]:= (3.2.3)где - поверхность анодов (катодов), м2;- 19 анодная (катодная) плотность тока, А/м2 ( 19 принимается по таблице 3.2.3).Тогда поверхность анодов (катодов) будет равна:= = 7,46 (м2)Объем жидкости в межэлектродном пространстве 19 рассчитывается поформуле 3.2.4 [19]:51= (3.2.4)где - объем жидкости в межэлектродном пространстве, м3;- межэлектродное расстояние, м (принимается по таблице 3.2.3).Рассчитанный по формуле 3.2.4 объем жидкости межэлектродномпространстве, составляет:= 7,460,04=0,29 (м3)Общий объем электродов, рассчитывается по формуле 3.2.5 [19]:= (3.2.5)где - общий объем электродов, м3;- начальная толщина электродных пластин, м (принимается по таблице3.2.3).Общий объем электродов, составляет:= 7,46 0,008=0,059 (м3)Общий объем электродного блока, рассчитывается по формуле 3.2.6 [19]:= + (3.2.6)где -общий объем электродного блока, м3.Подставляя числовые значения в формулу 3.2.6, получаем общий объемэлектродного блока:=0,29+0,059=0,349 (м3)Масса электродного блока рассчитывается по формуле 3.2.7 [19]:= (3.2.7)где - масса электродного блока, т;- плотность алюминия (принимается равным = 1,5 т/м3).Тогда масса электродного блока, будет равна:= 0,059 1,5=0,0885 (т)Масса электродного блока составляет 88,5 кг, значит, число блоковпринимаем равным 2.Длина ребра блока, может быть рассчитана по формуле 3.2.8 [19]:52= (3.2.8)где - длина ребра блока, м.Тогда длина ребра блока, будет равна:==0,55 (м)Число электродов в блоке рассчитывается по формуле 3.2.9 [19]:= (3.2.9)где - число электродов в блоке, шт;- плотность алюминия (принимается равным = 1,5 т/м3).= = 12 (шт)Для эффективной работы электрокоагулятора непрерывного действиягабариты принимаем: длина =0,8 м, ширина =0,42 м, высота =0,5 м.Преимуществами электрокоагулятора непрерывного действия являютсякомпактность установки, относительная простота ее эксплуатации и резкоесокращение расходов на химические реагенты.

Характеристики

Список файлов ВКР