ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 20 Расчет экстрактора
Цельработы:приобрестинавыкирасчетаэкстрактора.
|
Методикарасчета |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1.Факторэкстракции |
|
|
Свх |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Свых |
|
|
|||||||||
где |
вх |
вых – входная требуемая выходная (ПДК) концентрация за- |
||||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
грязняющеговеществавсточнойводе. |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2.Объемныйрасходэкстрагента,м /ч: |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
QЭ |
|
m |
Qсв |
|
|
||||||||
|
|
бА |
||||||||||||||
гдеQCB –расходсточнойводы,м3/ч;m |
–коэффициентраспределения. |
|||||||||||||||
|
3. Концентрац я звлеченного вещества в экстракте (при исходном |
|||||||||||||||
чистомэкстрагенте)СЭ,мг/л: |
|
|
|
т Свх |
|
|
||||||||||
|
|
|
СЭ |
|
|
|
1 |
|
|
|||||||
|
4. Требуемаястепеньэкстракции: |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
т QЭ |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
QСВ m QЭ |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
5.ПоперечноесечениеаппаратаS,м2: |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
S QСВ QЭ |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w |
|
|
||||
где QСВ, QЭ – расход сточной воды и экстрагента, м3/с; w – скорость пото- |
||||||||||||||||
ка,м/с(врасчетахw=0,02м/с) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||
|
6.Диаметрколонныd,м: |
Д |
||||||||||||||
|
|
|
d |
|
|
|
|
4S |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
7.Высотаколонны(изконструкционныхсоображений)H,м: |
|||||||||||||||
|
|
|
H=7·d. |
|
|
|||||||||||
|
8.ВысотавыводаТФ(изуравнениясообщающихсясосудов)h,м: |
|||||||||||||||
h л hЛ hT
Т
где ρЛ и ρТ – плотности ЛФ и ТФ. В нашем случае в качестве плотности ТФ принимаетсяплотностьводы:ρт=1000кг/м3;hЛ иhT –высотыЛФиТФ.
60
Принимая, что Н= hл+hТ, можно задатьhл или hТ(например, hл=Н/7) и рассчитатьвысотувыводаТФ.
Задача 20.1. Определитьвысотунасадки и диаметр непрерывнодействующего насадочного экстрактора для извлечения уксусной кислоты из бензола водой (дисперсная фаза – вода, сплошная фаза – бензол). Производительность экстрактора Vс м3/ч бензола, начальная концентрация уксусной кислоты в бензоле Хн кг/м3, конечная концентрация Хк кг/м3. Концентрац яуксуснойк слотывэкстрагентенавыходеизколонныУк кг/м3.
|
Температура20 |
о . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
Таблица 47 |
||||||||
С |
|
Исходные данные и варианты |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Vс м3/ч |
15 |
|
бА |
17 |
25 |
23 |
21 |
|
|||||||
|
22 |
|
20 |
18 |
19 |
16 |
|
|
||||||||
|
Хн кг/м3 |
100 |
80 |
|
95 |
86 |
78 |
94 |
|
110 |
130 |
120 |
85 |
|
||
|
Хк кг/м3 |
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Ук кг/м3 |
250 |
300 |
|
350 |
240 |
220 |
360 |
|
325 |
215 |
378 |
295 |
|
||
|
Вариант |
|
11 |
12 |
|
13 |
14 |
15 |
16 |
|
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
|
Vс м3/ч |
16 |
24 |
|
21 |
15 |
16 |
22 |
|
27 |
23 |
20 |
19 |
|
||
|
Хн кг/м3 |
100 |
80 |
|
95 |
86 |
78 |
94 |
|
110 |
130 |
120 |
85 |
|
||
|
Хк кг/м3 |
1,5 |
2,5 |
|
3,5 |
4,5 |
5,5 |
6,5 |
|
7,5 |
8,5 |
9,5 |
10 |
|
||
|
Ук кг/м3 |
250 |
300 |
|
350 |
240 |
220 |
360 |
|
325 |
215 |
378 |
295 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|||||
|
|
|
|
ПРАКТИЧЕСК Я Р БОТА № 21 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Расчет нейтрализатора для |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
химической очистки сточных вод |
|
|
|
|||||||||
|
Цель работы: |
рассчитать нейтрализатор для очистки сточных |
||||||||||||||
|
вод от вредных примесей. |
|
|
B |
|
И |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Методикарасчета
Расход реагентов для нейтрализации сточных вод G (кг/ч) находят поформуле
G kЗ 100QaC ,
где Q–расходсточныхвод,м3/ч;kЗ –коэффициентзапаса,В–количество активной части в товарном продукте, %; а – удельный расход реагента, кг/кг;С–концентрациякислотыилищелочи,кг/м3.
Коэффициент запаса для известкового молока 1,1, для известкового теста и сухой извести 1,5.
Количество активной части в товарном продукте 50…70 %.
61
Рабочая концентрация известкового молока 7 %, карбоната натрия 5 %.
Количество реагентов для нейтрализации кислых вод, содержащих солитяжелыхметаллов,определяютсяизсоотношения
С |
G k |
3 |
|
100 |
Q aC b1C1 b2C2 |
bnCn , |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
где 1, |
2… п – концентрация металлов, кг/м3; b1, b2…bn – удельный |
|||||||||||||||||
|
расходреагента,кг/кг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 48 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Количество реагентов для нейтрализации 100 %-ных кислот и щелочей |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Каустическая |
|
|
|
|
|
Кислоты |
|
|
||||||||||
|
|
Щелочи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
серная |
соляная |
|
азотная |
уксусная |
|
|||||
|
Негашеная звесть |
|
|
|
0,56/1,79 |
0,77/1,30 |
|
0,46/2,2 |
|
0,47/2,15 |
|
||||||||
|
Гашеная |
|
бА |
0,59/1,7 |
|
0,62/1,62 |
|
||||||||||||
|
звесть |
|
|
|
0,76/1,32 |
1,01/0,99 |
|
|
|
||||||||||
|
Кальцин рованная сода |
|
1,08/0,93 |
1,45/0,69 |
|
0,84/1,19 |
0,88/1,14 |
|
|||||||||||
|
|
|
сода |
|
|
|
0,82/1,22 |
1,1/0,91 |
|
0,64/1,57 |
0,67/1,5 |
|
|||||||
|
Аммиак |
|
|
|
|
|
|
0,35/2,88 |
0,47/2,12 |
|
0,27/3,71 |
|
|
||||||
|
Пр мечан е. В ч сл теле показан расход щелочи на 1 г кислоты, в знаме- |
||||||||||||||||||
|
нателе – расход кислоты на 1 г щелочи. |
|
|
|
|
|
Таблица 49 |
||||||||||||
|
|
Количество реагентов, тре уемое для удаления металлов |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Металлы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реагенты |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
CaO |
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ca(OH)2 |
|
Na2CO3 |
|
NaOH |
|
|||||
|
Цинк |
|
|
|
0,85 |
|
|
|
1,13 |
|
1,6 |
|
1,22 |
|
|||||
|
Никель |
|
|
|
0,95 |
|
|
|
1,26 |
|
1,8 |
|
1,36 |
|
|||||
|
Медь |
|
|
|
0,88 |
|
|
|
1,16 |
|
1,66 |
|
1,26 |
|
|||||
|
Железо |
|
|
|
1,0 |
|
|
|
1,32 |
|
1,9 |
|
1,43 |
|
|||||
|
Свинец |
|
|
|
0,27 |
|
|
|
0,36 |
|
0,51 |
|
0,38 |
|
|||||
|
Количество сухого вещества осадка М |
И |
|||||||||||||||||
|
(кг), которое образуется при |
||||||||||||||||||
|
нейтрализации1 м3 сточныхвод, содержащих свободную серную кислоту |
||||||||||||||||||
|
исолитяжелыхметаллов,определяетсяпоформуле |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
М |
100 В |
х1 |
х2 х3 |
у1 у2 2 , |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
||
где х1 и х2 - количество активной части, необходимой соответственно для осаждения металлов и для нейтрализации свободной серной кислотой, кг; х3 – количество образующихся гидроксидов металлов, кг; у1 и у2 – количество сульфата кальция, образующегося при осаждении соответственно металлов и при нейтрализации свободной серной кислоты, кг.
62
Если значение третьего члена в формуле отрицательно, то он не учитывается.
Объем осадка Vос (%), образующегося при нейтрализации 1 м3 сточной воды можно найти по уравнению
Voc |
100M |
, |
|
||
С |
100 |
|
|
|
где ω – влажность осадка, %.
Задача 22.1. Требуется рассчитать установку для нейтрализации
сточных вод металлургического завода, состоящую из растворного |
||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
бака, дозатора, смес теля и нейтрализатора. Исходные данные: рас- |
||||||||||||
ход сточных вод, включающих отработавшие травильные растворы, |
||||||||||||
регенерац я которых экономически нецелесообразна, промывные во- |
||||||||||||
|
бА |
|
|
|
|
|||||||
ды смывы с полов |
Q; поступление стоков на нейтралкзационную |
|||||||||||
установку нос т пер одический характер; содержание серной кисло- |
||||||||||||
ты в сточных водах C, а сульфата Меп+ С1. |
|
|
Таблица 50 |
|||||||||
|
|
Исходные данные и варианты |
|
|
|
|
||||||
Вариант |
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Q, м3/сут |
315 |
400 |
|
250 |
350 |
280 |
380 |
270 |
239 |
410 |
380 |
|
C, кг/м3 |
12 |
10 |
|
15 |
5 |
11 |
8 |
9 |
14 |
13 |
6 |
|
С1 Fe2+, |
10 |
16 |
|
15 |
8 |
7 |
11 |
6 |
9 |
12 |
13 |
|
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С1 Zn2+, |
2 |
5 |
|
15 |
20 |
4 |
8 |
11 |
10 |
5 |
14 |
|
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
11 |
12 |
|
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
Q, м3/сут |
255 |
378 |
|
347 |
295 |
340 |
266 |
368 |
288 |
312 |
347 |
|
C, кг/м3 |
13 |
11 |
|
15 |
15 |
12 |
18 |
12 |
14 |
15 |
16 |
|
С1 Fe2+, |
11 |
10 |
|
12 |
5 |
17 |
13 |
10 |
8 |
11 |
12 |
|
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
||
С1 Zn2+, |
14 |
8 |
|
12 |
10 |
14 |
11 |
12 |
11 |
7 |
9 |
|
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
РАБОТАИ№ 22 |
|
||||
|
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ |
|
|
|||||||
|
Расчет установки хлорирования сточных вод |
|
|
|
||||||||
Цель работы: рассчитать хлораторную установку для очистки сточных вод от вредных примесей.
63
Методикарасчета Максимальный часовой расход сточной воды определяется по
формуле
|
|
|
|
Qmax |
Qсрсут Кобщ /24, |
|
|
|
|
где Кобщ –коэффициент неравномерности равный 1,39 |
|
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход хлора за 1 час составляет |
|
|
|||||
|
где Dхл – доза хлора. |
|
|
qхл |
DхлQmax /1000, |
|
|
|
|
Доза хлора выб рается по таблице 51 |
|
|
|||||
|
Хлорирован |
|
|
|
Таблица 51 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор дозы хлора из условий технологического процесса |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Величина активного |
Регистрируемое оста- |
|||
|
трубопроводов |
точное содержание ак- |
||||||
|
Технолог ческ й процесс |
|
|
хлора, вносимого в |
||||
|
|
|
|
|
|
воду, мг/л |
тивного хлора, мг/л |
|
|
е п тьевой воды |
|
|
3-10 |
|
0,3-0,5 |
||
|
Дезинфекц я |
|
, |
|
|
|
|
|
|
резервуаров ч стой воды, |
а- |
|
|
75-100 |
|
0,3-0,5 |
|
|
|
А |
|
|
||||
|
ков водонапорных ашен |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обезвреживание бытовых |
|
|
|
5-10 |
|
1,5 (не менее) |
|
|
сточных и шахтных вод |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обеззараживание циансодер- |
|
50∙103…100∙103 |
|
|
|||
|
жащих стоков |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||
Количество баллонов-испарителей вычисляется по формуле
Пбал=qхл/Sбал,
где Sбал – съем хлора с одного баллона.
Хлораторная установка включает баллоны-испарители со съемом хлора с одного баллона 0,5…0,7 кг/ч.
Объем контактных резервуаров равен
|
V=QмахТ/60, |
|
где Т – продолжительность контакта хлора со сточной водой, равная |
||
30 мин. |
|
|
Длина контактного резервуара L=15…20 м, глубина Н=2,5…3 м, |
||
ширина секции b=6 м. |
|
И |
Количество секций
п=F/(bH)
где F – площадь поперечного сечения резервуара, м2. Фактическая продолжительность контакта воды с хлором
T=V/Qmax=nbHL/Qmax
64
Задача 23.1. Рассчитать хлораторную установку и сооружения для смешения и контакта воды с хлором для очистной станции на полную биологическую очистку производительностью Qср.сут. Общий коэффициент неравномерности 1,39.
С |
|
Исходные данные и варианты |
|
Таблица 52 |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
|
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
|
|
Q, м3/сут |
20000 |
14000 |
25000 |
15000 |
28000 |
18000 |
17000 |
13900 |
11000 |
18500 |
|
|||||||||||||||
|
Вариант |
|
|
11 |
|
12 |
|
13 |
|
14 |
|
15 |
|
|
16 |
|
17 |
|
18 |
|
19 |
|
20 |
|
|||
|
ра |
ссчитать |
14500 |
25000 |
21000 |
23000 |
19000 |
19500 |
19500 |
|
|||||||||||||||||
|
Q, м3/сут 19000 |
22000 |
16000 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 23 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
Расчет установки озонирования сточных вод |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
Цель |
работыМОЗ |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
: |
|
|
|
озонатор для очистки сточных вод от |
|
|
|||||||||||||||||
|
вредных пр месей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Метод карасчета |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
1. Вычисляют максимальный часовой расход озона Моз (кг/ч) |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qq03.max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
где Q – расход сточных вод, м3/сут.; qоз.max – доза озона, г/м3. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
2. Вычисляют расход озона через один озонатор Моз1. В схеме |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||||||||||||||
|
необходимо с точки зрения надежности, иметь не менее двух озона- |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
торов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3. Выбирают озонатор по расходу из таблицы53. |
|
Таблица 53 |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Характеристика озонаторов трубчатого типа |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Тип озо- |
|
Произво- |
|
Концентрация |
|
Расход |
|
И |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Расход ох- |
Напряжение |
|
|
|||||||||||||||||||
|
натора |
|
дитель- |
|
озоновоздуш- |
|
воздуха, |
|
лаждаю- |
|
на электро- |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
ность по |
|
ной смеси, % |
|
м3/ч |
|
|
щей воды, |
|
дах, кВт |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
озону, кг/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м3/ч |
|
|
|
|
|
|
||||
|
ОП-4 |
|
|
1 |
|
|
16…17 |
|
|
40 |
|
|
1 |
|
|
10 |
|
|
|
||||||||
|
ОП-6 |
|
|
2 |
|
|
14…16 |
|
|
80 |
|
|
3 |
|
|
10 |
|
|
|
||||||||
|
ОП-121 |
|
1,6 |
|
|
14…16 |
|
|
120 |
|
|
10 |
|
|
16 |
|
|
|
|||||||||
|
ОП-315 |
|
3,8 |
|
|
12…14 |
|
|
300 |
|
|
30 |
|
|
18 |
|
|
|
|||||||||
|
ОПТ-510 |
|
|
6 |
|
|
12…14 |
|
|
450 |
|
|
50 |
|
|
18 |
|
|
|
||||||||
|
Шуази |
|
8,3 |
|
|
18…20 |
|
|
450 |
|
|
45 |
|
|
20 |
|
|
|
|||||||||
65
4. Определяют площадь поперечного сечения кольцевого разрядного промежутка
fp d12 d22
4
Основной деталью озонатора являются стеклянные диэлектри- Сческие трубки, заплавленные с одного конца и имеющие на внутренней поверхности графитовые покрытия. В стальные трубки внутренним д аметром d1 = 103 мм вставлены стеклянные трубки с наружным д аметром d2 = 98 мм. Концентрический зазор между трубками
шириной 2,5 мм служ т разрядным промежутком.
5. Выч сляют расход воздуха через одну трубку озонатора qB fp B 3600
корость прохода сухого воздуха через кольцевой разрядный
промежуток в целях |
ольшей экономии расхода электроэнергии |
рекомендуется в пределах νВ = 0,15…0,2 м/с. |
|
наи6. Расход сухого воздуха через озонатор Мвоз, обеспечивающий |
|
расчетную про звод тельность по озону при коэффициенте весовой |
|
концентрац озона Коз = 20 г/м3. |
|
|
Мвоз Моз1 |
|
Коз |
7.Минимальноеколичествотрубчатыхэлементоввозонаторептр |
|
|
птр Мвоз |
|
qв |
бА |
|
Необходимая площадь поперечного сечения контактной камеры |
|
для смешения озоновоздушной смеси с водой в плане |
|
|
FK QT , |
|
nH |
где Т – продолжительность контактаДозона с водой, ч; п – количество |
|
контактных камер; Н – глубина слоя воды в контактной камере, м; |
|
принимается равной 4,5…5 м. |
|
Задача 24.1. Рассчитать основные размерыИтрубчатого озонатора для очистки Qв сточных вод при максимальной расходной дозе озона qоз.max при продолжительности контакта озона с водой 6 мин. Плотность сточной воды 1000 кг/м3.
66
Таблица 54
Исходные данные и варианты
|
Вариант |
|
1 |
2 |
|
|
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Q, м3/сут |
40000 |
44000 |
|
45000 |
43000 |
41000 |
48000 |
47000 |
43900 |
49500 |
48500 |
|||
|
qоз.max, |
|
5 |
4 |
|
|
6 |
7 |
5 |
|
6 |
4 |
7 |
4 |
5 |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
г/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
11 |
12 |
|
|
13 |
14 |
15 |
|
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
Q, м3/сут 49000 |
42000 |
|
46000 |
44500 |
55000 |
51000 |
53000 |
49800 |
49500 |
46500 |
||||
|
qоз.max, |
4 |
5 |
|
|
6 |
7 |
5 |
|
6 |
4 |
7 |
4 |
5 |
|
|
г/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 24 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Расчет окситенка и аэротенка |
|
|
|
|||||||
|
Цель |
работы |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
: пр |
|
ретение знаний и навыков по расчету процес- |
|||||||||||
|
сов сооружен й |
|
ологической очистки сточных вод. |
|
|
||||||||||
Метод ка расчета окситенка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1. Удельная скорость окисления (мг БПКполн/(гч)) вычисляется по |
|||||||||||||||
формуле |
А |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
Lex |
Co |
|
|
|
|
|
1 |
, |
||
|
|
мах L |
C |
0 |
K |
1 |
C |
0 |
K |
0 |
L |
ex |
1 a |
||
|
|
ex |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||
где мах – максимальная скорость окисления, равная 85 мг/(г ч); С0 – концентрация растворенного кислородаД, мг/л; К1 - константа, характеризующая влияние кислорода, равная 33 мг БПКполн/л; Ко - константа, характеризующая влияние кислорода, равная 0,625 мг О2/л; - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, равный 0,07 л/г; Lex - БПКполн очищенной воды, мг О2/л; а1 – доза ила, г/л.
2. Период пребывания в зоне реакции Tatm определяется по формуле
|
Len Lex |
|
|
Tatm a 1 s |
, |
|
i |
|
где ai |
доза ила, г/л; s – зольность ила; Len – БПКполн исходной воды, мг |
|
О2/л. |
|
И |
7. |
Суммарный объем зон реакции окситенков V (м3) определяется по |
|
формуле
V q Tatm ,
где q – среднечасовой расход воды за период аэрации в часы максимального притока, м3/ч.
67
8. Принимаются размеры одиночного окситенка: диаметр (20…25 м) и рабочая глубина (4…4,5 м). Определяется общий объем зон окисления и илоотделения. Определяется объем зоны реакции V0 (м3), исхо-
|
дя из условия, чтозоныреакции иилоотделенияравныпообъему. |
|
||||||||||||
|
9. Определяется диаметр зоны реакции |
|
|
|
|
|
||||||||
10. |
Количество окситенков п определяется по формуле |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V0 |
|
|
|
|
Таблица 55 |
||
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
С |
Исходные данные и варианты |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
|
9 |
10 |
|
|
Len |
|
400 |
550 |
500 |
355 |
450 |
650 |
600 |
650 |
|
700 |
750 |
|
|
мгО2/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lex |
|
15 |
бА |
10 |
11 |
|
12 |
15 |
|||||
|
|
20 |
12 |
13 |
18 |
|
25 |
|
||||||
|
мгО2/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q, м3/ч |
|
1500 |
1700 |
1600 |
1800 |
2000 |
1400 |
1200 |
1300 |
|
1100 |
1250 |
|
|
Вариант |
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
16 |
17 |
18 |
|
19 |
20 |
|
Len |
|
300 |
250 |
200 |
430 |
150 |
400 |
500 |
600 |
|
300 |
200 |
|
|
мгО2/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lex |
|
10 |
12 |
17 |
16 |
12 |
|
18 |
20 |
15 |
|
14 |
11 |
|
мгО2/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q, м3/ч |
|
1400 |
1500 |
1200 |
1300 |
1450 |
1250 |
1550 |
1650 |
|
1750 |
1850 |
|
|
а1 = 6 г/л; |
С0 = 8 мг/л; s = 0,3 |
|
Д |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Методика расчета аэротенка 1. Длительность аэрации τ (ч) рассчитывается по формуле
L0 L1 a
где L0 и L1 − БПКполн поступающей сточнойИи очищенной воды соответственно, мг/л; а − концентрация ила в аэротенке, г/л; ρ − скорость окисления загрязнения на 1 г сухой биомассы, мг (БПК)/(г·ч).
2. Удельный расход воздуха Д, м3 воздуха/м3 сточной воды:
Д z L0 L1
100 k1k2n1n2 c b
где z − удельный расход кислорода, мг О2/мг БПК (z = 2 мг/мг); k1 − коэффициент, учитывающий тип аэратора, являющейся функцией площади, занятой аэраторами по отношению к площади зеркала воды в аэротенке; k2 − коэффициент, учитывающий глубину (h) погружения аэратора (k2=h0,67); n1 − коэффициент, учета температуры; n2 − коэф-
68
фициент качества воды; с − растворимость кислорода, мг/л; b − допустимая минимальная концентрация кислорода, которая не лимитирует скорость окисления (принимаем b=3 мг/л).
Коэффициент учета температуры и растворимость кислорода в
|
зависимости от температуры, представлены в табл. 36. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица56 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Коэффициент учетатемпературы ирастворимостькислорода |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t,0C |
|
|
|
5 |
10 |
|
12 |
|
|
14 |
|
|
16 |
|
18 |
|
20 |
|
22 |
|
24 |
|
26 |
|
|
28 |
|
||||||
|
c,мг/л |
12,8 |
11,3 |
|
10,8 |
|
10,3 |
|
|
9,8 |
|
9,4 |
|
9,0 |
|
8,7 |
|
8,3 |
|
8,0 |
|
|
7,7 |
|
||||||||||
|
n1 |
ражений |
|
|
|
0,83 |
|
0,91 |
|
1,0 |
|
1,1 |
|
1,2 |
|
1,3 |
|
|
1,4 |
|
||||||||||||||
|
|
0,5 |
0,63 |
|
0,69 |
|
0,76 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
3. Объем аэротенка V, м |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V=Q·τ, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Рабочая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
где Q − расход сточной воды, м3/ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
4. Конструкт вные размеры аэротенка можно принимать из кон- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
струкц онных соо |
|
|
|
|
|
, в зависимости от объема сооружения: |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
4.1. |
|
|
|
глу |
|
на Н принимается из типовых размеров (на- |
||||||||||||||||||||||||||||
|
пример, Н=3,2 м). |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
4 2. Площадь зеркала воды в аэротенке S, м2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S=V/H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4.3. Длину аэротенка L (м) определяют по формуле: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 1,5 · S . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Полученное значение L округляют до ближайшего значения, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
кратного шагу длины коридора (6 м). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
4.4. Ширина аэротенка B, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B=S/L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Полученное значение В округляют до ближайшего значения, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||||||
|
кратного типовым размерам ширины коридоров (Вi=4, 5, 6 или 9 м), |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
при этом число коридоров должноДполучиться 2, 3 или 4: |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N=B/Bi. |
|
|
|
|
|
|
Таблица 57 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Исходные данные и варианты |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
Вариант |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|
10 |
|
||||||
|
Q, м3/ч |
|
|
650 |
|
900 |
|
800 |
|
700 |
|
750 |
|
500 |
|
400 |
|
450 |
|
550 |
|
|
600 |
|
||||||||||
|
L0, мг/л |
|
|
150 |
|
1000 |
250 |
|
800 |
|
350 |
|
900 |
|
450 |
|
700 |
|
550 |
|
|
600 |
|
|||||||||||
|
L1, мг/л |
|
|
3 |
|
5 |
|
|
|
4 |
|
|
3 |
|
|
5 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
3 |
|
|
4 |
|
||||||
|
ρ, мг/(г∙ч) |
|
|
10 |
|
11 |
|
12 |
|
13 |
|
|
14 |
|
15 |
|
16 |
|
10 |
|
11 |
|
|
12 |
|
|||||||||
|
п2 |
|
|
0,2 |
|
0,3 |
|
0,4 |
|
0,25 |
|
0,35 |
|
0,45 |
|
0,2 |
|
0,3 |
|
0,4 |
|
|
0,25 |
|
||||||||||
|
k1 |
|
|
0,2 |
|
0,25 |
|
0,3 |
|
0,35 |
|
0,4 |
|
0,45 |
|
0,2 |
|
0,25 |
|
0,3 |
|
|
0,35 |
|
||||||||||
|
а, г/л |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
||||||
69