3. Описание принятой схемы очистки сточных вод и обоснование технологических решений

В разделе следует описать схемы очистки аналогичных сточных вод металлургических предприятий. Описание проводится по материалам учебников, справочников, журнальных статей, интернет ресурсов. Следует провести анализ достоинств и недостатков рассмотренных схем и обосновать принятую схему с точки зрения эффективности очистки, надежности и экономических показателей: капитальных и эксплуатационных затрат.

4. Выбор и расчет основного технологического оборудования

Для определения размер граничного зерна по которому следует вести осаждение рассчитываем суммарный выход класса крупности «по плюсу» (пример табл .1) и строим интегральный график (пример рис. 1)

Таблица 1 – Гранулометрическая характеристика окалины
d % + +2,5 0 0 +2,0 0 0 +1,0 9 9 +0,5 16 25 +0,25 16 41 +0,1 29 70 +0,07 11 81 +0,04 8 89 +0,02 6 95 +0,0 5 100
	Рис. 1. Интегральный график для определения гидравлической крупности от граничного зерна

Определим требуемый эффект осаждения по концентрации взвеси в обрабатываемой воде C₀ и заданной концентрации взвеси в осветленной воде C:

Э=100(C₀-C )/ C₀,%.

По графику для требуемой эффективности осветления определяем диаметр граничного зерна (d , мм), и радиус( r, мм);

После этого, определяем гидравлическую крупность граничного зерна:

U= g d² (ρ_тв-ρ_ж)/18μ_с =2/9∙((r²∙g(ρ_тв-ρ_ж)/μ_с)_; ,м/с

Вязкость воды: μ= 1,002*10^-3 Па/с;

, кг/м³

Плотность воды: ρ_ж= 1 г/см³= 1000 кг/м³.

В расчетной практике скорость стесненного осаждения вычисляют исходя из значения объемной доли твердой фазы в суспензии, которая определяется по формуле:

Е= х (х + p_ж / p_тв (1-х));

где х – объемная доля твердой фазы в суспензии

х= m_тв/ p_твV_ст.в= C₀/ p_тв,

где C₀ - концентрации взвеси в обрабатываемой воде, г

ρ_тв - плотность окалины:_, г/см³

Если Е≤0,3 – гидравлическая крупность в стесненных условиях:

U_ст=U(1-Е)²*10^-1,82Е;

4.1 Расчет ямы окалины (первичного отстойника)

Основная функция ямы для окалины -удалить самые большие частицы (более либо же равные 200 мкм).

Первичный отстойник сточных вод от прокатных станов представляет собой железобетонный резервуар длиной 16 м и более, шириной 4 м, заглубленный в грунт до 10 м и более; располагается он в скрапном пролете цеха. Очистку отстойника от окалины и погрузку ее на вагоны можно производить грейфером, подвешиваемым к мостовому крану на время очистки отстойника.

Основной, частью первичного отстойника по новому типовому проекту Гипромеза (рис. 2) является осадочная камера 1, в которую сточная вода от прокатных станов поступает по тоннелю 2. Осветленная в отстойнике вода по лотку 3 перетекает в водораспределительную камеру 4, из которой насосами 5, расположенными в машинном зале 6, перекачивается на вторичные отстойники. Осадок из камеры 1 периодически перемещается в бункер 7 для обезвоживания окалины; вода от обезвоживания сливается через окна 8 в осадочную камеру 1; обезвоженная окалина из бункера 7 погружается в вагоны и отвозится на агломерационную фабрику или непосредственно на рудный двор для использования в шихте доменных печей.

Рис. 2. Первичный отстойник окалиносодержащих сточных вод

с удалением осадка грейфером

Зная Q_{ст вод} , м³/ч принимаем горизонтальную яму.

1. Длина ямы:

Размеры отстойника определяют исходя из объема, необходимого для пребывания сточной воды в отстойнике в течение 1,0 – 1,5 мин, и скорости движения воды 0,10 – 0,15 м/сек.

L=(1000*K_s*H_s*V_s)/U₀, где

K_s- коэффициент, принимаемый по табл.27 [5];

H_s – расчетная глубина ямы , м, принимаемая согласно табл. 28 [5];

V_s – скорость движения сточных вод,

U₀= гидравлическая крупность песка, мм/с (рассчитана ранее);

2.Объем ямы:

Объем осадочной части отстойника должен быть равным объему выделяемой из сточной воды окалины в продолжение не менее одних или двух суток.

Количество окалины, уносимой с водой в отстойник, принимают около 2% от массы проката; в первичном отстойнике из воды выпадает примерно 90% окалины, или g = 18 кгна 1 т прокатываемого металла. Объемная масса окалины около 3 т/м³.

Вода поступает в отстойник по всей его ширине через щель (под уровень воды). Скорость воды в щели около 0,3 м/сек, а на водосливной стенке на выходе около 0,15 м/сек.

Окалину выгружают из отстойника сначала в бункер емкостью, соответствующей двух- трехдневному количеству окалины, а затем, после обезвоживания, окалину грузят на железнодорожные платформы и отвозят для использования, в шихте доменного цеха или агломерационной фабрики.

Принимаем время пребывания воды t мин. Зная Q_ст.вод м³/ч можно рассчитать объем:

V= t* Q_ст.вод м³;

3. Ширина ямы для окалины:

В= V/(L∙H),м