- •Министерство образования республики беларусь
- •Ведомость объема курсового проекта
- •Содержание
- •Введение
- •1 Расчет и проектирование системы водоснабжения промышленного предприятия
- •1.1 Расчёт и проектирование станции по обработке воды для водоснабжения котельной
- •1.1.1 Определение расхода воды, подлежащего обработке
- •1.1.2 Расчет параметров установки по Na – катионитовому умягчению воды
- •1.1.3 Определение объемов воды для регенерации ионообменных фильтров
- •1.1.4 Определение расхода воды для регенерации катионитового фильтра
- •1.1.5 Построение графика работы натрий - катионитового фильтра
- •1.1.6 Определение параметров вспомогательных устройств станции водоподготовки
- •1.2 Определение расходов воды на подпитку оборотной системы водяного охлаждения
- •1.3 Расчет расхода воды на поливку теплиц
- •1.4 Расчёт расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды
- •1.5 Определение расхода воды на душевые нужды
- •1.6 Расчёт водохозяйственного баланса и построение балансовой схемы водопотребления и водоотведения
- •1.7 Расчет и проектирование сетей водоснабжения промышленного предприятия
- •1.7.1 Трассировка сетей водопровода на территории предприятия
- •1.7.2 Расчет водопотребления предприятия по часам суток и построение графика водопотребления
- •1.7.3 Гидравлический расчет сети
- •1.8 Определение объема резервуара
- •1.9 Проектирование сооружений оборотной системы охлаждения
- •2 Расчет и проектирование систем водоотведения
- •2.1 Определение расчетных расходов сточных вод
- •2.1.1 Определение расходов хозяйственно-бытовых сточных вод
- •2.1.2 Определение расходов производственных сточных вод
- •2.1.3 Определение расходов дождевых сточных вод
- •2.2 Проектирование сети канализации предприятия
- •2.3 Гидравлический расчет сети канализации предприятия
- •3 Расчет очистных сооружений системы водоотведения
- •3.1 Технологическая схема очистных сооружений реагентной нейтрализации
- •3.2 Расчет усреднителя
- •3.3 Расчет канализационной насосной станции
- •3.4 Расчет количества товарной извести, необходимого для нейтрализации
- •3.5 Подбор дозатора
- •3.6 Расчет растворных и расходных баков реагента
- •3.7 Расчет смесителя
- •3.8 Расчет реактора-смесителя
- •3.9 Расчет отстойника
- •3.10 Обработка осадка производственных сточных вод
- •Заключение
- •Список использованных источников
3.8 Расчет реактора-смесителя
В реакторах происходит завершение химической реакции нейтрализации. В проекте принимается проточный реактор-смеситель. Время контакта очищаемых сточных вод с раствором реагента принимается равным tр = 30 мин.
Необходимый объем реактора-смесителя , м3, определяется по формуле
где – суточный объем производственных сточных вод и реагента,;
qр – расход реагента, м3/сут; qр = 20,85 т/сут ;
t- время контакта сточных вод с реагентом, t=30 мин;
Т – время работы очистной станции, равное 16 ч.
С учётом того, что плотность извести γ = 1,0 т/м3, расход реагента составляет 20,85/1,0 = 20,85м3/сут, тогда
Тогда
Реакторы-смесители принимаются не менее 2 и оба рабочие. Принимаем круглые в плане реакторы-смесители с соотношением высоты слоя реагента к диаметру смесителя 1:1. Высота борта над уровнем воды равна 0,4 м.
Принимаем 2 рабочих реактора-смесителя. Тогда определим объём одной секции реактора, м3, по формуле
Диаметр одной секции реактора-смесителя , м, определяется по формуле
Принимаем диаметр равным 4,4 м. Тогда высота слоя воды равна 4,4 м. А общая высота смесителя: 4,4 + 0,4 = 4,8 м.
Для поддержания частиц извести во взвешенном состоянии предусматривается перемешивание сжатым воздухом с помощью барботеров.
Расход воздуха , м3/ч, определяется по формуле
где – количество реакторов-смесителей, равное 2;
–интенсивность подачи воздуха для предотвращения выпадения в осадок примесей Принимаем
–площадь реактора-смесителя, м2, определяется по формуле 3.42.
Площадь реактора-смесителя , м2, определяется по формуле
Тогда суммарный расход воздуха на 2 реактора-смесителя составит
3.9 Расчет отстойника
В технологической схеме нейтрализации сточных вод отстойники предназначены для осветления обработанных сточных вод. В проекте предусматриваются горизонтальные отстойники.
Длина проточной части отстойника , м, определяется по формуле
где скорость движения воды в отстойнике,
–рабочая глубина проточной части,
–гидравлическая крупность примесей, для производственных сточных вод, обрабатываемых известью принимаем
–турбулентная составляющая, принимаемая в зависимости от скорости потока в отстойнике, при турбулентная составляющая
С учетом установки полупогружных стенок в начале и в конце отстойника к длине прибавляется
Ширина отстойника , м, определяется по формуле
где – общий суммарный расход производственных сточных вод и реагента, м3/с,
скорость движения воды в отстойнике,
рабочая глубина проточной части,
Количество секций в отстойнике, ширина одной секции должна быть кратна 20 см, соответственно принимаем
Ширина одной секции , м, определяется по формуле
Фактическая скорость движения воды в отстойнике , м/с, определяется по формуле
Днище выполняется с уклоном i=0,005 к приямку для сбора осадка.
Продолжительность отстаивания , ч, определяется по формуле
Количество сухого вещества осадка, образующегося при нейтрализации 1м3 производственных сточных вод, содержащих H2SO4, , кг/м3, определяется по формуле
где А – содержание активного СаО в товарной извести, %; А = 50%;
А1 – количество СаО, кг/м3, необходимое для осаждения металлов, определяется по формуле 3.50;
А2 – количество СаО, кг/м3, необходимое для нейтрализации свободной H2SO4, определяется по формуле 3.51;
А3 – количество образующихся гидроксидов металлов, кг/м3, определяется по формуле 3.52;
Е1 – количество СаSO4, кг/м3, образующегося при осаждении металлов, определяется по формуле 3.53;
Е2 – количество СаSO4, кг/м3, образующегося при нейтрализации свободной H2SO4, определяется по формуле 3.54.
Параметры А1, А2, А3, Е1, Е2 определяются исходя из стехиометрических коэффициентов по уравнениям реакции:
CaO + H2O Ca(OH)2
H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4↓ + 2H2O
FeSO4 + Ca(OH)2 CaSO4↓ + Fe(OH)2
Fe(OH)2 + OH- Fe(OH)3↓
Количество СаО , кг/м3, необходимое для осаждения металлов, определяется по формуле
где молекулярный весFe, равный 56;
молекулярный вес CaO, равный 56;
концентрация ионов железа в обрабатываемой воде, по заданию
Количество СаО , кг/м3, необходимое для нейтрализации свободной H2SO4, определяется по формуле
где молекулярный весH2SO4, равный 98;
молекулярный вес CaO, равный 56;
концентрация в обрабатываемой воде, по заданию
Количество образующихся гидроксидов металлов , кг/м3, определяется по формуле
где молекулярный весFe(OH)2, равный 90;
молекулярный вес Fe, равный 56;
концентрация ионов железа в обрабатываемой воде, по заданию
Количество СаSO4 , кг/м3, образующегося при осаждении металлов, определяется по формуле
где молекулярный весFe, равный 56;
молекулярный вес CaSO4, равный 136;
концентрация ионов железа в обрабатываемой воде, по заданию
Количество СаSO4 , кг/м3, образующегося при нейтрализации свободной H2SO4, определяется по формуле
где молекулярный весH2SO4, равный 98;
молекулярный вес CaSO4, равный 136;
концентрация в обрабатываемой воде, по заданию
Так как тосчитается по формуле
Объем осадка, поступающего с 1м3 производственных сточных вод , %, определяется по формуле
где Рос – влажность осадка, равная 93÷95 %; принимаем Рос = 95%.
Общий объем осадка, поступающего за сутки работы станции , м3/сут, определяется по формуле
где – общий суммарный расход производственных сточных вод и реагента, м3/с,
Объем иловой части отстойника , м3, определяется по формуле
где Э – эффективность осветления сточной воды в отстойнике, 0,6-0,7, принимаем Э = 60%;
nу – периодичность удаления осадка в смену, nу = 2;
nсм – число смен работы станции в сутки, nсм = 2.
Определяем полную высоту отстойника , м, по формуле
где hборт – высота борта отстойника над уровнем воды, hборт = 0,3м;
h – рабочая глубина отстойника, h = 2 м;
hос – высота осадочной части, hос = hскребка+0,1= 0,5 м;
hскребка– высота скребка, hскребка=0,4 м;
hзап – высота нейтрального слоя жидкости, hзап = 0,2 м.
Рисунок 3.4 - Схема приямка
Длина приямка для сбора осадка , м, определяется по формуле
Ширина приямка поверху , м, определяется по формуле
Исходя из объема усеченной пирамиды, находим объем приямка, м3, из формулы
где площадь приямка поверху, м2, определяется по формуле 3.63;
площадь днища поверху, м2, определяется по формуле 3.64.
Площадь приямка поверху , м2, определяется по формуле
Угол наклона стенок приямка составляет . Глубину приямка принимаем равнойhпр = 1м.
Площадь днища поверху , м2, определяется по формуле
где длина днища приямка, м, определяется по формуле 3.65;
ширина днища приямка, м, определяется по формуле 3.66.
Длина днища приямка , м, определяется по формуле
Ширина днища приямка , м, определяется по формуле
Тогда
В итоге получим
- принимаем глубину приямка 1 м.
Размеры отстойника в плане B×Lобщ=4,8×43 м.
Размеры здания очистных сооружений для очистки производственных сточных вод принимаем равными 20×50 м.