Расчёт эвапорационной колонны

Очистка производственных сточных вод эвапорационным способом состоит в том, что через сточную воду, нагретую приблизительно до 100 ⁰С, пропускается насыщенный водяной пар, который увлекает летучие примеси. Далее пар проходит через какой-либо нагретый также примерно до 100 ⁰ С поглотитель, в котором из пара удаляются захваченные им примеси (регенерация пара); освобожденный от них водяной пар снова направляется на очистку сточных вод.

Очистка сточных вод эвапорационным методом может производиться только в условиях прохождения пара навстречу протекающей воде. Процесс происходит в эвапорационной колонне, состоящей из двух частей: эвапорационной, где происходит очистка сточных вод, и поглотительной, где происходит регенерация пара щелочью NaOH.

В сточной воде содержатся: летучий фенол С₀=200/15

Определим конечные концентрации после эвапорации.

Ск = b*Co/(p**H+b)

где b - плотность орошения колонны водой, м³/(м²*ч); b=1-2 м³/(м²*ч)

- эмпирическая константа, м/ч; =0,03-0,18 м / ч

- удельная поверхность насадки; =95 м²/м³ (насадка: спиральные кольца)

H – высота слоя насадки в колонне, м

Высота слоя насадки:

H=b*(Co-Ck)/Ck*p* = 2*(200-15)/15*0,03*95 = 6 м

Конечная концентрация летучего фенола будет С_к=15 мг/л.

Производительность колонны 20-200 м³/ сут. Отношение высоты колонны к ее диаметру должно быть не более 5-10.

Площадь колонны:

F=Q/b =37,5/2=19 м³

Диаметр колонны:

Дк = 4*F/ = 4*19/3.14 = 5 м

Выделение фенола из пара достигается путем пропускания пара через нагретый до 100 ⁰ С раствор щелочи. Щелочь переводит фенол в фенолята:

С₆H₅OH + NaOH = C₆H₅ONa + H₂O

которые являются нелетучими, т.е не уносятся водяным паром. Освобожденный от фенола пар снова подается в эвапорационную колонну.

Расчёт аэротенка

L =240 мг/л

240 > 150 мг/л проектируем аэротенк – вытеснитель с регенератором.

Степень рециркуляции активного ила в аэротенке определяется по формуле:

, где

доза ила в аэротенке, которая устанавливается в результате технико-экономических расчётов;

г/л;

величина илового индекса в первом приближении, см³/г; см³/г;

Для обеспечения нормального удаления ила из отстойников следует принимать

Величина БПК_полн. воды, поступающей в начало аэротенка – вытеснителя, с учётом разбавления циркуляционным илом определяется по формуле:

мг/л, где

БПК_полн. поступающей в аэротенк сточной воды, в мг/л; 240 мг/л;

БПК_полн. очищенной воды, в мг/л; мг/л;

мг/л

Период пребывания сточных вод в аэротенке (аэрации) определяется по формуле:

, где

доза ила в аэротенке, г/л; г/л;

ч.

Доза ила в регенераторе определяется:

г/л,

Удельная скорость окисления определяется по формуле: ,

где - максимальная скорость окисления, мг/(г*ч), принимаем;

=59 мг/(г*ч);

- концентрация растворенного кислорода, мг/л; С₀=2 мг/л;

- константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ; К_l=24 мг/л;

- константа, характеризующая влияние кислорода, мгО₂/л и принимаемая ;

К₀=1,66 мг/л;

- коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемая ; =0,158.

БПК_полн. очищенной воды, в мг/л ; мг/л;

мг/г*ч.

Продолжительность окисления загрязнений рассчитывается по:

t₀= ч.,

Продолжительность регенерации ила:

ч

Продолжительность пребывания в системе аэротенк- регенератор рассчитывается по формуле:

=(1+0,27)*0,22+0,27*2,9=1,1 ч.

Объем аэротенка следует определять по формуле:

м³, где

расчётный расход сточных вод = 37,5м³/ч;

степень рециркуляции активного ила в аэротенке; ;

м³

Объем регенератора:

м³

Для уточнения илового индекса определяется средняя доза ила в системе аэротенк-регенератор по формуле:

=[(1+0,27)*0,22*3+0,27*2,9*9]/1,1=7,2 г/л,

Для расчёта вторичного отстойника следует уточнить величину илового индекса по нагрузке на ил, которая определяется по формуле:

мг/(г*сут.),

мг/(г*сут.)

При мг/(г*сут.) по величина илового индекса см³/г, что не значительно отличается от ранее определённого значения этой величины см³/г дальнейшей корректировки расчётов не требуется.

Подбираем 2-х секционный двухкоридорный аэротенк-вытеснитель (ТП 902-2-195) с шириной каждого коридора 4,5 м., рабочей глубиной 3,2 м.

Объем аэротенка =73+205,5=278,5 м³

объемом каждой секции м³

F

Тогда длина аэротенка будет равна:

м

Принимаем L=6 м, т. к. необходимо чтобы длина была кратная 3-м.

Принимаем 1 рабочие и 1 резервную воздуходувки

ТВ-42-1,4