Расчет жироловушки.

Предназначена для извлечения из сточных вод жиров и взвешенных веществ. Конструкция – по типу горизонтального отстойника. В верхней части установлены щелевые поворотные трубы для сбора всплывающих примесей. В сборном приямке установлен змеевик предотвращающий замерзание осадка.

Жироловушка оборудуется тонкослойными элементами для интенсификации его работы. В жироловушке осаждение взвеси происходит в наклонных элементах малой высоты. При этом обеспечивается быстрое выделение взвеси и ее сползание по наклонной плоскости элементов в зону осадкоуплотнения.

Применяется противоточная схема движения воды и осадка.

Определение гидравлической крупности частиц жира по (3), с. 512, ф-ла 5.12:

где d – диаметр частиц жира, м

ρж – плотность частиц жира, кг/м3

ρв – плотность воды, кг/м3

μ – динамическая вязкость жидкости при температуре 20°С, Н*с/м2;

g – ускорение свободного падения, м/с2

U₀ = 0,3 мм/с – это гидравлическая крупность взвешенных частиц.

Значит, гидравлическая крупность взешенных частиц выше гидравлической крупности частиц жира, следовательно, жироловушка рассчитывается по скорости осаждения частиц жира.

Определение длины пластин в ярусе тонкослойного элемента по (2), с. 17:

L_bl = V_w*h_ti/ U₀ = (0,5*0,2/0,16 )= 0,625 м

V_w – скорость потока в ярусе, мм/с (1), табл. 31

h_ti – высота яруса (1), табл. 31

α = 50° - угол наклона пластин к горизонту

В_bl = 4,8 м – ширина одной секции тонкослойных элементов (задается)

В_стр = 5 м – ширина одной жироловушки

Определение длины зоны тонкослойного отстаивания (2), с.18:

L_b = q_set/3,6*k_set* V_w* В_bl = 37,5/3,6*0,6*0,5*4,8= 7,23 м

q_set – часовой приток сточных вод на одну секцию;

k_set - коэф. объемного использования жириловушки ((1) табл31)

Определение общей рабочей длины жироловушки (2), с. 18:

L_стр = L_b+l₁+l₂+l₃+l₄ +l₅= 7,23+1+0,4+0,3+0,1+0,4 = 9,43 м →10 м

l₂ = L_bl sin(90-α)= 0.625*sin40 = 0,4 м

Определение общей рабочей глубины жироловушки (2), с. 19:

H_стр = h₁+h₂+h₃+h₄+h₅ = 0,1+0,478+0,3+0,2+0,3 = 1,38 м →1,5

h₂=L_blsinα=0.625*sin50=0.478м

Принимаются две рабочие жироловушки с размерами 1,5 м x 5 м x 10м.

Удаление осадка в приямок происходит с помощью скребкового механизма.

Определение расхода осадка по (1), с. 28:

C_en – концентрация взвешенных веществ в исходной сточной воде, мг/л

C_{ex -} концентрация взвешенных веществ в очищенной воде, мг/л

p_mud – влажность осадка, %

γ_mud – плотность осадка, г/см³

подбираем жироловушку марки ОТБ/CГ диаметром D=1400 мм(11 л/с)

Эффективность очистки в тонкослойной жироловке (Э) = 80-85% - по жиру и взвеси; - по БПК и ХПК - Э = 40%

Электрофлотокоагуляционная установка.

Сущность электрофлотационного метода очистки заключается в переносе загрязняющих частиц из жидкости на ее поверхность с помощью пузырьков газа, образующихся при электролизе сточной воды. При применении растворимых электродов на аноде происходит анодное растворение металла, в результате чего в воду переходят катионы железа или алюминия, приводящие к образованию хлопьев гидроокисей. Суть работы электрофлотокоагуляционной установки заключается в одновременном образовании хлопьев коагулянта и пузырьков газа в стесненных условиях межэлектродного пространства, позволяющем надежно закреплять пузырьки на хлопьях и интенсивно коагулировать загрязнения, тем самым обеспечивать эффективность флотационного процесса.

Установка – двухкамерная, горизонтального типа.

Расчет заключается в определении объема установки по (6)

Число пластин электродов, размещаемых в каждой камере:

n = (А-2a₁+с)/(δ+с) = (2500-2*100+15)/(6+15) = 110,23 → 110 пластин

А – ширина секции, мм

a₁ – величина зазора между крайними пластинами и стенками камеры, 100 мм

с– величина зазора между пластинами, 15-20 мм

δ – толщина пластин, 6-10 мм

Необходимая площадь пластин электродов:

f_э = f_аэ/(n-1) = 166,7/(110-1) = 1,53 м²

Площадь активной поверхности электродов:

f_аэ = E*Q/i = 200*37,5/150 = 50 м²

E – удельное количество электричества, 200 А*ч/м²

Q – расход сточных вод, м³/час

i – плотность тока, 150 А/м²

Длина пластин электродов: l_Э = f_э/h_Э = 1,53/1 = 1,53 м

h_Э – высота пластин, м (принимается равной 1-1,5 м)

Длина электродной камеры: L_Э = l_Э+2а₁ = 1,53+2*0,10 = 1,73 м

Рабочая высота электродной камеры: H_Э = h₁+ h₂+ h₃ = 1+0,3+0,4= 1,7 м

h₁ – высота осветленного слоя, принимаемая равной 1-1,5 м

h₂ – высота защитного слоя, принимаемая равной 0,3-0,5 м

h₃ – высота слоя шлама, равный 0,4-0,5 м

Объем электродной камеры: V_Э = А* H_Э* L_Э = 2,5*1,7*1,73 = 7,35 м

Объем флотокоагуляционной камеры: V_Ф = Q*t_Ф = 37,5*0,5 = 18,75 м³

t_Ф – продолжительность флотации, принимаемая 0,3-0,75 час.

Длина флотокоагуляционной камеры:

L_Ф = V_Ф/(H_Ф*В_Ф) = 18,75/(1,7*2,5) = 4,4м → 4,5 м

H_Ф = H_Э = 1,7 м ;B_Ф =А = 2,5 м

Общий объем установки: V_Ф = V_Ф+V_э = 18,75+7,35 = 26,1м³

При осуществлении процесса электрофлотокоагуляции необходимо определить количество металла, переходящее в раствор, а также срок службы электродной системы.

Количество металла, переходящего в раствор:

m_Э = k_т*Э*Е = 0,7*0,336*200 = 47 г/м³ раствора

k_т – коэф. выхода по току, равный 0,5-0,95

Э – электро–химический эквивалент, для Al³⁺=0.336 г/(А*ч)

Е – удельное количество электричества, принимаемое равным 200 А*ч/м³

Срок службы электродной системы:

Т = М*1000/ m_Э*q_сут = 2181*1000/47*600 = 77 сут

Количество металла электродов, которое растворяеися при электролизе:

М = ρ*k_Э*f_э* δ*n = 2700*0,8*1,53*0,006*110 = 2181 кг/сут

K_э- коэффициент использования материала электродов , равный 0,8-0,9

ρ – плотность алюминия, кг/м³

q_сут - суточная подача сточных вод, м³/сут

Эффект очистки электрофлотокоагуляционной установки: Э = 96-97% - по жиру и взвешенным веществам; Э = 75% - по БПК, ХПК; Э = 47-55% - по сухому остатку; рН увеличивается на 1-2 единицы.

Определение расхода осадка по (1), с. 28:

C_en – концентрация взвешенных веществ в исходной сточной воде, мг/л

C_{ex -} концентрация взвешенных веществ в очищенной воде, мг/л

p_mud – влажность осадка, %

γ_mud – плотность осадка, г/см³