10432
.pdf
2. Диаметр флотационной камеры:
|
|
4 × Q' |
|
4 × 300 |
|
|
|
||
Dк |
= |
|
|
= |
|
|
= 4,2 |
м |
|
π |
|
3,14 × 21,6 |
|||||||
|
|
× vk |
|
|
|
||||
где:
vk = 21,6м/ ч – скорость движения в камере флотации.
3. Диаметр флотатора-отстойника при скорости движения воды в отстойной зоне v0 = 4,7м/ ч:
|
4 × Q' |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 × 300 |
|
|
|
||
Dф = |
|
= |
|
|
= 9,02 |
м |
|
|
3,14 × 4,7 |
||||||
|
π × v0 |
|
|
|
|||
Принимаем типовой флотатор-отстойник СоюзводоканалНИИпроекта на расход Q = 300 м3 / ч , диаметром Dф = 9 м ; диаметром флотационной
камеры Dк = 4,5 м; высотой камеры флотации hк =1,5 м; высотой воды во флотаторе hф = 3,0 м и общей высотой H = 3,4 м .
4. Время пребывания воды во флотационной камере:
tф = h × 60 = 0,8 × 60 » 2,22 мин |
|
υ к |
21,6 |
где:
h = 0,8 м – расстояние от оси водораспределителя до нижней кромки камеры.
5. Время пребывания воды в отстойной зоне:
t0 = |
π × D 2 |
×h |
0 |
= |
3,14 × 9 |
2 ×1,5 |
= 0,32 |
ч = 19 ,2 |
мин |
|
4 |
× Q' |
|
4 × 300 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
где:
h0=1,5м – глубина отстойной зоны, ниже камеры флотации. 6. Общее время пребывания воды, во флотаторе-отстойнике:
t= tк +t0 = 2,22+19,2 = 21,42 мин
7.Количество нефтесодержащей пены:
Wп = |
24 × Q × (Cenнп - Cexнп ) |
= |
24 ×800 × (150 - 25) |
» 25,3 м |
3 |
/ сут |
|||
0,95 |
× (100 |
- 90 )×10 4 |
0,95 × (100 |
- 90 )×10 4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
41 |
|
|
|
|
где:
0,95 т/м3 – объемный вес нефтесодержащей пены; 90% — процент обводненности нефтесодержащей пены. .
8. Количество осаждающегося осадка:
а) При работе с рециркуляцией концентрация взвешенных веществ в смеси стоков, поступающих во флотатор-отстойник, будет равна:
|
Cвв ×1+ CввC ×0,5 |
|
150×1+ 30 |
×0,5 |
|
|
|||
C = |
en |
ex |
|
= |
|
|
|
=110 |
мг / л |
|
1+ 0,5 |
1+ 0,5 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
где:
Cenвв = 150 мг / л – начальная концентрация взвеси;
C exвв = 30 мг / л – остаточная концентрация в очищенной (рециркуляционной) воде;
0,5 – коэффициент рециркуляции.
б) Количество осадка с влажностью z = 95% и объемным весом γ = 1,05 т / м3 при эффективности отстаивания Э=30%:
|
|
|
24 ×Q |
|
|
×Cвв × Э |
100 |
|
|
|
||
|
|
Wос = |
см |
en |
× |
|
|
= |
|
|||
|
|
1000×1000×1000 |
γ ×(100 - z) |
|
||||||||
= |
24 ×1200 ×110 × 30 |
× |
|
100 |
|
|
= 18,1 м |
3 |
/ сут |
|||
|
1000 ×1000 ×1000 |
1,05 × (100 - 95) |
|
|||||||||
где:
Qсм =Q +Qрецирк =800+400 =1200 м3 / ч – расход смеси стоков, поступающих во флотатор-отстойник.
в) Слой выпадающего осадка при удалении его один разв сутки:
h = |
Wос |
= |
18,1 |
» 0,07 м |
|
4 × 63,585 |
|||
ос |
n × F |
|
||
где:
n – количество флотаторов-отстойников;
F = π × D2 = 3,14×92 = 63,585 м2 – площадь одного флотатора.
44
9)Количество взвеси, удаляемой посредством флотации вместе с пеной:
C = 0,7 ×C -Свв = 0,7 ×110-30 = 44 мг/ л |
||||||||||
ф |
|
|
|
ex |
|
|
|
|
||
10) Общий эффект удаления взвешенных веществ посредством |
||||||||||
отстаивания и флотации: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вв |
|
|
30 |
||
|
|
|
|
Сex |
|
|||||
Э |
= |
1 |
- |
|
|
|
×100 |
= 1- |
|
×100 = 73% |
С |
|
|
||||||||
общ |
|
|
|
|
|
|
110 |
|||
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
||
4.10. Расчет горизонтального камерного флотатораустановки напорной флотации с рециркуляцией
Горизонтальные камерные флотаторы были разработаны,ЦНИИ Министерства путей сообщения на производительность до 50 – 100 м3/ч для очистки производственных сточных вод от нефтепродуктов, смол, масел, жиров и т. п. примесей.
Флотатор представляет собой прямоугольный резервуар,разделенный направляющими перегородками на 4. последовательно соединенные камеры, из которых первые 3 являютсясобственно флотационными, а последняя предназначена для окончательного отделения воздуха. В зависимости от состава стоков и принятой технологической схемы, первая камера флотатора может быть использована для грубой очистки от механических примесей с размещением в ней гидроциклона. Введение в очищаемую воду пузырьков воздуха осуществляется путем смешения ее в щелях между направляющими стенками с водой циркулирующего потока, предварительно насыщенного воздухом в напорном баке.
Преимуществом конструкции камерного флотатора является то, что здесь очищаемая вода проходит 2–3 ступени флотационной очистки без увеличения продолжительности обработки.
На рис. 18 приведена схема установки напорной флотации с горизонтальным 4-камерным флотатором с рециркуляцией.
43
Рис. 18. Схема установки напорной флотации с горизонтальным камерным флотатором с рециркуляцией.
1 – |
сборный резервуар; 2 – |
насос; 3 – гидроциклон; 4 – |
флотатор; 5 – флотационные камеры; |
6 – отстойная камера; 7 – |
отвод очищенных стоков; 8 – эжектор; 9 – напорный бак; 10 – |
||
трубопровод подачи рециркуляционного расхода; 11 – |
перфорированные трубопроводы; 12 |
||
– |
трубопровод опорожнения; 13 – механизм сгребания пены; 14 – удаление пены; 15 – |
||
|
|
шламосбор. |
|
|
ПРИМЕР. |
|
|
|
Рассчитать горизонтальные камерные флотаторы для установки |
||
напорной флотации производительностью |
Q = 800 м3 / ч , работающей с |
||
50%-ной рециркуляцией.
Принимаем согласно нормативам СНиП [1]:
— общую продолжительность обработки стоков во флотаторе tф = 20 мин.;
—tк =5 мин – время пребывания стоков в каждой камере;
—глубину воды в камерах флотатора hк =1,5 м;
—количество флотаторов n = 2 ;
—количество камер n = 4 , из них первые три камеры будут
флотационными.
Расчет:
Расчетный, расход на 1 флотатор с учетом рециркуляционного расхода:
Q' = Q + 0,5 ×Q = 40 + 0,5 × 40 = 30 м3 / ч
n |
2 |
Рециркуляционный расход вводится в каждую флотационную камеру в равных долях, т. е. по:
Q'рец = 0,5×× 40 = 3,33 м3 / ч 2 3
Расчетные расходы на каждую камеру:
|
Q = |
Q |
+ Q' |
= |
40 |
|
|
+ 3,33 = 23,33 м3 / ч |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
n |
рец |
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Q = |
Q |
|
+ 2 ×Q' |
= |
40 |
|
+ 2 ×3,33 = 26,66 м3 / ч |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
2 |
|
|
|
n |
|
|
рец |
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Q = |
Q |
+ 3×Q' |
= |
40 |
+ 3 ×3,33 = 30,00 м3 / ч |
||||||||||
|
|
||||||||||||||
3 |
|
|
n |
|
|
рец |
2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Q4 = 30 ,00 м3 / ч
Принимаем ширину флотатора B = 2,0 м. Тогда размеры камер будут: - объём:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W = |
Q × t |
, м3 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 × k |
|
|
|
|
|
|
||||||
- длина: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l = |
|
W |
|
, м |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B × h |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k = 0 ,5 − 0 ,6 – коэффициент объемного использования камер флотатора; |
|||||||||||||||||||||||||||
tк =5мин – время пребывания жидкости в камере. |
|||||||||||||||||||||||||||
W1 |
= |
|
|
|
23,33 ×5 |
|
|
|
|
= 3,89 м3 ; |
l1 |
= |
|
3,89 |
|
= 1,3 м |
|||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
60 × 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 ×1,5 |
|
|
|||||||
W2 |
= |
|
26,66 × 5 |
|
|
|
= 4,44 м3 ; |
|
l1 |
= |
4,44 |
» 1,5 м |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
60 × 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 ×1,5 |
|
||||||||
W3 |
= |
30,00 × 5 |
|
|
= 5,00 м3 ; |
|
l1 |
= |
5,00 |
= 1,7 м |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
60 × 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 ×1,5 |
|
||||||||
W4 |
= |
30,00 × 5 |
|
= 5,00 м3 ; |
|
l1 |
= |
5,00 |
= 1,7 м |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
60 × 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 ×1,5 |
|
||||||||
Фактическая восходящая скорость потока: |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
vвосх = |
|
|
|
|
|
|
|
Q |
мм / с £ 4 ¸ 6 мм / с |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
3,6 × B × l × k |
|||||||||||||||||||||||
- в первой камере: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
vвосх = |
|
|
|
23,33 |
|
|
|
|
|
= 4,99 » 5 мм / с |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3,6 × 2 ×1,3 × 0,5 |
|
|
||||||||||||||||||
-во 2-й камере: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vвосх = |
|
|
|
|
|
|
26,66 |
|
|
|
|
|
= 4,94 » 5 мм / с |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,6 × 2 ×1,5 × 0,5 |
|
|
||||||||||||||||
- в 3-й и 4-й камерах: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
vвосх |
|
|
|
= |
30,00 |
|
|
|
|
|
|
= 4,90 мм / с |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3,6 × 2 ×1,7 × 0,5 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Размеры флотатора: - общий объем камер
4
W = ∑W =3,89 +4,44 +5,00 +5,00 =18,33 м3
1
- общая длина
45
4
L = ∑l + 4 ×bщ + bпк + bсб.к =1,3 +1,5 +1,7 +1,7 + 4 ×0,1+ 0,5 + 0,2 = 7,3 м
1
где:
bщ =0,1 м – ширина щелей между направляющими перегородками; bпк =0,5 м – ширина пеносборного канала;
bсб.к =0,2 м – ширина сборного канала очищенных стоков.
- общая высота с учетом повышения уровня эмульсии на 0,1 h по П. 7.69
[1]:
H = h + 0,1× h + hпены + hборта = 1,5 + 0,1×1,5 + 0,1 + 0,25 = 2,0 м
Скорость движения стоков в щелях между камерами: - в 1-й щели:
v = |
|
Q |
= |
23,33 |
= 32,4 мм/ с |
|||
|
× B × hщели |
|
|
|
||||
3,6 |
3,6 × 2 ×0,1 |
|
||||||
- в 4-й щели: |
|
|
|
|
|
|
|
|
v = |
Q |
|
|
= |
30,00 |
= 41,7 мм/ с |
||
|
|
|
|
|||||
|
|
3,6 × B × hщели 3,6 × 2 ×0,1 |
||||||
Таким образом, получили 2 флотатора с размерами B × H × L = 2 × 2 × 7 ,3 м .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.СП 32.13330.2012 Канализация. Наружные сети и сооружения.
2. С. В. Яковлев, Я. А. Карелин, А. И. Жуков, С.К. Колобанов. Канализация, 2014.
3. А.И. Жуков, Л.Г. Демидов, И.Л. Монгайт, И.Д. Родзиллер. Канализация промышленных предприятий, 1989.
А.И. Жуков, И.Л. Монгайт, И. Д. Родзиллер. Методы очистки производственных сточных вод. М., 1977.
2.Е. И. Идельчик. Справочник по гидравлическим сопротивлениям.
3.И. И. Караваев, Н. Ф. Резник. Флотационные установки для очистки сточных вод железнодорожных предприятий. М., 1969.
4.Н. Ф. Ф е д о р о в, Л. Е. Волков. Гидравлический расчет канализационных сетей (расчетные таблицы). М., 1960,
5.Э. Б у ч и л л о. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. М., «Металлургия», 1974.
6.Сантехпроект. Информационное письмо 25—69. Стандартная емкостная аппаратура, применяемая для установок обезвреживания стоков. М., 1969.
7.Типовые проекты Центрального института типовых проектов (ЦИТП)
серии 902-2.
8.Справочник проектировщика «Канализация населенных мест и промышленных предприятий». М., «Стройиздат», 1981.
9.Союзводоканалпроект. Флотаторы-отстойники для очистки нефтесодержащих сточных вод. Т-2316-КТ-ПЗ, М., 1974.
47
Жакевич Михаил Олегович Кащенко Олег Викторович
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СООРУЖЕНИЙ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
Учебно-методическое пособие
по выполнению расчётно-графической работы по дисциплине «Системы водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий»
для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий,
сооружений, населенных пунктов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru