
- •Курсовой проект «Проектирование станции очистки природных вод».
- •1 Решение технологической схемы станции очистки
- •1.1 Определение расчетной производительности очистной станции
- •1.2 Выбор методов очистки воды и технологической схемы водопроводной очистной станции
- •Проектирование сооружений
- •2.1 Микрофильтры
- •2.2 Расчёт скорых фильтров
- •2.3 Узел регенерационных растворов
- •2.5 Обеззараживание воды
- •2.6 Расчет резервуаров чистой воды
- •3 Гидравлический расчет трубопроводов станции
- •Определение основных диаметров трубопроводов станции
- •4 Высотная схема водопроводной очистной станции
2.3 Узел регенерационных растворов
Для восстановления активных свойств фильтрующей загрузки ее периодически регенерируют путем обработки загрузки регенерационными растворами. Регенерация ААА осуществляется непосредственно в фильтровальном сооружении. В пуско-наладочный период фильтрующую загрузку последовательно обрабатывают растворами кальценированной соды и сульфата Mg. В период постоянной эксплуатации: фильтрующую загрузку обрабатывают только раствором сульфата Mg. Водные растворы сульфата Mg и соды должны иметь концентрацию в пределах 3 – 4% считая по активному продукту.
Обработка фильтрующей загрузки регенерационными растворами производится по принципу непрерывной циркуляции в направлении снизу вверх при помощи циркуляционных насосов.
Объемная производительность насосов определяется из расчета движения раствора в загрузке фильтра с интенсивностью 3…4 л/сек∙м2. К установке принимаются два циркуляционных насоса для каждого вида раствора.
Процесс регенерации ААА – самый главный процесс технологии очистки воды. Если не выполнять технологический регламент, то осадок уплотняется, крошится на части, и они опускаются на дно, растет высота их слоя, если промывку проводят не по регламенту, а через 14 – 15 дней, то загрузка замещается и не чистит воду, и фильтр надо перегружать.
На стадии постоянной эксплуатации через 3 – 4 месяца необходимо возвращаться к двухступенчатой регенерации. Процесс регенерации загрузки фильтра включает следующие операции:
промывка загрузки фильтра после его отключения с интенсивностью 12…14 л/сек∙м2в течение 5 минут;
выпуск воды из фильтра (осушение загрузки фильтра) (способов много);
заполнение загрузки фильтра рабочим раствором соды в направлении снизу вверх и циркуляция раствора соды по схеме: растворный бак – фильтр – растворный бак в течение 15…20 минут;
выпуск раствора соды из фильтрующей загрузки в растворный бак (отсос циркуляционным насосом);
отмывка загрузки от остатков соды водой в течение 2 минут с интенсивностью 12…14 л/мин∙м2(иначе остатки соды вступят в реакцию с сульфатом Mg и образованием ненужного осадка MgCO3 по реакции MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3 + Na2SO4);
о
сушение фильтра от воды (иначе она будет разбавлять раствор сульфата Mg);
заполнение загрузки рабочим раствором сульфата Mg с помощью циркуляционного насоса и циркуляция в течение 20…25 минут;
Выпуск рабочего раствора сульфата Mg в расходный бак сульфата Mg с помощью циркуляционного насоса;
Промывка загрузки фильтра водой с интенсивностью 12…14 л/мин∙м2 в течение одной минуты.
Каждую порцию приготовленных рабочих растворов соды и сульфата Mg рекомендуется использовать для регенерации загрузки 15…20 раз; при повторном использовании регенерационных растворов их концентрации восстанавливают до первоначальной путем добавления некоторого количества концентрированных растворов из растворных баков.
Определение объема расходных баков:
W1=H*Fф1
H – расстояние от низа фильтра до верхнего края желоба;
H=Hф.с.+Нж-з+hкан.нач.=2+0,9+0,6=3,5 м
W1=3,5*30,8=107,8 м3
Концентрация рабочих растворов составляет
3% по товарному продукту. Установлены
два расходных бака емкостью по 54 м3
с размерами 4
4
3,4м
Т.е. всего 4 бака (два по 54 м3 для соды и два по 54 м3 для сульфата магния)
Определение объема растворных баков:
W2=0.25*W1=0.25*107.8=27 м3
Т.е. всего 2 бака по 27 м3 – один для соды, другой для сульфата магния.
Крепость концентрированного раствора – 20% по товарному продукту, т.е. Wв-ва в растворном баке=27*0,2=5,4 м3, т.е. на приготовление раствора необходимо 5,4 м3 соды или сульфата магния.
ρ(Na2CO3 – кальцинированная сода) = 2540 кг/м3
ρ(MgSO4 – сульфат магния) = 2660 кг/м3
m Na2CO3= ρ* Wв-ва в растворном баке=2540*5.4=13,7т
m MgSO4= ρ* Wв-ва в растворном баке=2660*5.4=14,4т
Каждая порция приготовленного раствора соды используется 3 раза, раствора сульфата магния 6 раз.
Т.к. фильтроцикл составляет 2 суток и в период постоянной эксплуатации фильтрующую загрузку обрабатывают только раствором сульфата Mg , то в месяц необходимо 15 промывок сульфатом магния. Каждая порция приготовленного раствора сульфата магния используется для регенерации загрузки фильтров примерно 5-6 раз (в КП принято 5 раз). Т.о. в месяц необходимо приготовлять три порции раствора. Соответственно месячный запас сульфата магния составляет 14,4*3=43,2т.
На стадии постоянной эксплуатации через 3–4 месяца необходимо возвращаться к двухступенчатой регенерации, т.е. помимо сульфата магния необходимо использовать соду. В КП принято 3 месяца. Каждая порция приготовленного раствора соды используется 2-3 раза (в КП 2 раза). Соответственно 13,7 т соды хватит на 6 месяцев.
Для перекачивания концентрированных растворов и приготовления рабочих растворов установлены насосы марки Х80-50-160а-А Q=46 м3/ч, Н=26м (1 рабочий, 1 резервный) на каждый вид растворов.
Для регенерации существующих фильтров приняты насосы марки Х100-80-160, Q= 100 м3/ч, Н=32 м (2 рабочих, 2 резервных) на каждый вид растворов.
Для подачи и отведения регенерационных растворов проложены трубопроводы диаметром 150 мм исходя из скорости движения раствора в подающих трубопроводах – 2 м/с, в отводящих 1 м/с .
2.4 Узел обезвоживания осадка
Осадок водопроводных станций – обязательно необходимо обрабатывать, утилизировать или захоранивать после обезвоживания. В нем только 2% твердой фазы. Осадок после сорбционной очистки – это удобрения[7]. Осадки выделяются
из промывных вод фильтров; из растворных и расходных баков реагентов. К осадкам поверхностных вод можно также отнести отходы, задерживаемые на микрофильтрах.
Любая схема обработки гидроокисных осадков (для водопроводных станций) природных вод (поверхностных и подземных) должна начинаться с уплотнения, что обусловлено высокой исходной влажностью осадка. Сокращение объема осадка при его уплотнении является наиболее простым и дешевым способом частичного обезвоживания осадка.
Далее на станции предусмотрено механическое обезвоживание осадка. Результативность механического обезвоживания можно повысить путем предварительной обработки осадка реагентами: коагулянтами, флокулянтами, известью.
Из механических способов обезвоживания наиболее часто используется: вакуум-фильтрование, центрифугирование и прессфильтрование.
В КП принято обезвоживание осадков на центрифугах.
В практике обработки осадка водопроводных станций используется обезвоживание его центрифугированием. Наиболее часто применяются непрерывно действующие осадительные горизонтальные центрифуги, например, ОГШ 631-К02 – (осадительная горизонтальная шнековая). Влажность центрифугированного осадка колеблется от 30 до 80%. Наименьшую влажность можно получить при предварительной обработке осадков реагентами и при обработке осадков мутных вод [7].
На рис. 12 приведена принципиальная схема обработки осадка.
Рисунок 12. Принципиальная схема сооружений обработки осадка