Расчет II ступени очистки

Согласно технологической схеме для второй ступени очистки используют напорный фильтр с засыпкой.

В качестве засыпки примем гранулированный полипропилен с размерами зерен 1-3 мм.

, где 1- корпус

2- блок управления

3 - Водоподъемная труба;

4 - Нижний дистрибьютор;

5 - Поддерживающий слой гравия;

6 - Слой фильтрующей загрузки.

Для принятого типа засыпки скорость фильтрации воды рекомендуется принимать: Wф =10-12 м/ч. Принимаем: Wф =10 м/ч

Стандартная удельная грязеемкость для полипропиленовой засыпки:

Г =30-35 кг/м³

При этом эффективность очистки от взвесей КПД′′ = 0,5-0,6

Принимаем: ηвзв′′ = 0,55

ηн.п′′ = 0,3

Определим площадь фильтрации для принятой скорости фильтрации:

Fф = qст воды / Wф = 3,4/10 = 0,34 м²

Предварительно применяем к установке фильтр с диаметром корпуса:

d = 0.7 м

Живое сечение ( площадь поперечного сечения) составляет:

Fф = П*d² / 4 = 3,14*0,7² / 4 = 0,39 м²

Определим реальную скорость фильтрации:

Wф.реал = qст / Fф = 3,4 / 0,39 = 8,7 м/ч

, то есть оставляем все как есть.

Высоту полипропиленовой засыпки рекомендуется принимать: 1,5-2 м.

Принимаем: hзасыпки = 2 м

Принимаем Гуд.ф = 30 кг/м³ , следовательно, реальная грязеемкость фильтра составляет: Греал.ф = Гуд.ф * Vзасыпки = 30* (0,39*2) = 23,4 кг = 23400 г

Определим время работы фильтра до его промывки:

τраб.ф = Греал.ф / qст *( Свз′′ * ηвз′′ + Сн.п′′ * ηн.п′′ ) =

τраб.ф = 23400 / 3,4*(375*0,55 + 7*0,3) = 33 ч

Учитывая, что в течении суток общее время мойки машин составляет:

τсум = 8,75 ч/сут , фильтр необходимо промывать через

τ раб.среды / τсум = 33/8,75 = 3,77 суток.

Согласно СНиПа время промывки фильтра (взрыхления) примем

4 мин = 240с, при интенсивности промывки i=12 л/с*м²

Промывочную воду направляют в первую ступень очистки, следовательно, в отстойник.

Определим расход воды на промывку фильтра:

Gпромывки = i* τпром * Fф / 10³ = 12* 240*0,39 / 10³ =1,123 м³

Концентрация взвеси на выходе из второй ступени составляет:

Свзв′′′ = Свзв′′ *(1-ηвзв′′) = 375*(1-0,55) = 168,75 мг/л

Таким образом, вторая ступень очистки не обеспечивает требуемой концентрации взвеси в воде по нормативным условиям, следовательно, необходимо использовать третью ступень очистки.

Расчет III ступени очистки

На третьей ступени очистки используется кассетный фильтр с фильтрующим материалом - сипрон.

1 - переливная трубка для подъема воды; 2- трубка для подъема воды;

3- трубка для подачи воздуха. 

Кассета имеет размеры: 0,5*0,5 м и толщиной 0,2 м.

Скорость фильтрации в сипроне рекомендуется принимать не более 10 м/ч.

Грязеемкость сипрона: Гуд.сипр = 170-190 кг/м³. Принимаем: Гуд.сипр = 180 кг/м³

Принимаем скорость фильтрации: Wф = 5 м/ч , следовательно, эффективность улавливания: ηвз′′′ = 0,87

Требуемая поверхность фильтрации: Fтр.ф = qст / Wф = 3,4/5 = 0,68 м²

Учитывая, что площадь одной кассеты составляет 0,25 м², принимаем к параллельной установке третьей кассеты с общей площадью 0,75 м².

Для повышения грязеемкости фильтра, что приводит к увеличению срока его работы до регенерации, принимаем к установке 9 кассет.

Устанавливаем их в 3 ряда последовательно из трех параллельных кассет.

Общая грязеемкость принятого фильтра составляет:

Гф.реал = Гф.уд *N*V = 180*9*(0,25*0,2) = 81 кг = 81000 г

Продолжительность работы фильтра до замены составляет:

τраб = Гф.реал / Свзв′′′ * ηвз′′′ * qст = 81000 / 168,75*0,87*3,4= 162 час

Смена фильтра должна производиться через:

τ = τраб / τсум = 162/8,75 = 19 суток

Определим концентрацию взвеси за третью ступень очистки:

Свзв′′′′ = Свзв′′′ * (1-ηвзв′′′) = 168,75*(1-0,87) = 21,9 мг/л

Концентрация взвеси в очищенной воде оказалась меньше, чем по нормам.

Вывод:

Данная система трехступенчатой очистки воды автопредприятия полностью подходит для очистки вод от взвеси и нефтепродуктов.

После того, как вода прошла очистку мы можем ее использовать повторно, как оборотную, либо сбрасывать в канализацию населенного пункта в котором расположено предприятие.

Отстойник тонкослойный

Тонкослойные отстойники представляют собой открытые и закрытые резервуары. Как и обычные отстойники, они имеют водораспределительную, отстойную и водосборную зоны, а также зону накопления осадка. Отстойная зона полочными секциями или трубчатыми элементами делится на ряд неглубоких слоев (до 15 см). Полочные секции монтируются из плоских или волнистых пластин, удобных в эксплуатации. Трубчатые секции характеризуются большей жесткостью конструкции, обеспечивающей постоянство размеров по всей длине. Они могут работать с более высокими скоростями, чем полочные секции, но быстрее заиливаются осадками, труднее поддаются очистке и требуют повышенного расхода материалов.

Уменьшение высоты отстаивания обеспечивает снижение турбулентности, характеризуемое Re^500, и вертикальной составляющей пульсаций потока сточной воды, вследствие чего повышается коэффициент использования объема и уменьшается продолжительность отстаивания (до нескольких минут). Реконструкция обычных отстойников в тонкослойные позволяет повысить их производительность в 2—4 раза.

Наиболее рациональной конструкцией тонкослойного отстойника следует считать отстойник с противоточной схемой движения фаз, снабженный пропорциональным распределительным устройством.

Эти отстойники следует применять для очистки сточных вод, содержащих в основном оседающие примеси. Благодаря движению воды в наклонных секциях снизу вверх создаются благоприятные условия для осаждения взвешенных веществ по более короткой траектории.

Осадок непрерывно сползает против движения воды и в виде крупных агломератов осаждается в иловый приямок, из которого периодически удаляется через иловую трубу. Всплывшие вещества собираются в пазухе между секциями и удаляются погружающимся лотком. Плавающие вещества для сокращения объема воды, удаляемой с ними, подгоняются к лотку воздушными струями. Воздух подают перфорированные трубы, расположенные по периферии отстойника.

    Засыпной напорный фильтр

Засыпные фильтры предназначены для эффективного удаления из воды взвешенных примесей, органических веществ и соединений железа. В качестве фильтрующего материала засыпных фильтров используется специально обработанный и очищенный песок (сорбент) размером 0,5-1,2 мм. Вода, поступая в фильтр, проходит через слой сорбента, на котором задерживаются все примеси.

 

Засыпной фильтр работает по алгоритму, состоящему из следующих циклов:

1. Сервис

Цикл очистки воды. Неочищенная вода со входа поступает внутрь фильтра, проходит через слой фильтрующей загрузки и уже очищенная через нижний дистрибьютор и водоподъемную трубу поступает в выходную линию.

Продолжительность  зависит от степени загрязненности воды и типа загрузки, но не более 6-7 дней.

2. Обратная промывка

Цикл интенсивной обратной промывки фильтрующей среды. По сути этот цикл и является циклом регенерации, т.е. восстановления фильтрующих свойств загрузки. Неочищенная вода со входа по водоподъемной трубе и через нижний дистрибьютор подается снизу слоя фильтрующей загрузки в направлении, противоположном току воды в Сервисе (отсюда и название промывки - обратная), взрыхляет её и вымывает накопленные загрязнения. Загрязненная вода поступает в дренаж. Возможность поступления воды на выход системы сохраняется, но она будет проходит через фильтр напрямую неочищенная, поэтому пользоваться ей во время регенерации не желательно.

  Продолжительность - 5-20 минут.