Задание для самостоятельного выполнения

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫЙ ВОД

 

Ижевск 2012

 

Практическая работа № 1.

Расчет флотационного илоуплотнителя

Цель работы: изучить и освоить методику расчета конструкционных параметров флотационного илоуплотнителя для обработки осадков сточных вод.

 

Теоретическая часть

Флотаторы для уплотнения избыточного активного ила рекомендуется применять в технологических схемах обработки осадков перед сбраживанием в метантенках, перед тепловой обработкой и механическим обезвоживанием[29].Ранее кафедрой разрабатывалась методика расчета флотаторов для очистки сточных вод [30].

Преимущество флотационных уплотнителей, по сравнению с гравитационными, заключается в следующем:

• уменьшается объем сооружений для уплотнения активного ила в результате сокращения времени пребывания во флотаторе, по сравнению с необходимым временем пребывания в гравитационных уплотнителях;

• сокращается объем избыточного активного ила за счет увеличения концентрации до 4 - 6 %, что в свою очередь приводит к сокращению затрат на последующую его обработку.

Технологическая схема работы флотационной установки для уплотнения избыточного активного ила представлена на рис. 3.2. Основными узлами установки являются флотатор, узел насыщения, в который входят напорный бак - 2, насос - 3, эжектор - 4 и редукционное устройство - 5.

Рабочая жидкость, в качестве которой используется очищенная сточная вода или сливная вода из флотатора, забирается насосом - 3 из резервуара - 6 и подается в напорный бак - 2. Воздух вводится в рабочую жидкость через эжектор - 4, расположенный между всасывающей и напорной линиями насоса (вместо эжектора для подачи воздуха может быть использован компрессор). В напорном баке происходит растворение воздуха в рабочей жидкости под давлением 0,3-0,5 МПа. Насыщенная воздухом рабочая жидкость после снижения давления на редукционном устройстве - 5 поступает через распределительное устройство - 7 во флотатор.

Активный ил из своего резервуара - 8 поступает самотеком и смешивается с рабочей жидкостью перед впуском в распределительное устройство. При снижении давления из рабочей жидкости выделяется избыточное количество воздуха в виде мельчайших воздушных пузырьков (50-80 мкм).

Эти воздушные пузырьки прикрепляются к частицам ила и флотируют их к поверхности, где происходит их уплотнение. Уплотненный ил собирается пеносборным устройством - 9 и отводится из флотатора в резервуар -10, откуда насосом - 11 откачивается на дальнейшую обработку. Сливная вода проходит под подвесной перегородкой - 12, разделяющей флотатор на флотационную и водосборную камеры, и отводится в резервуар - 6 либо сбрасывается на очистные сооружения.

Рис. 3.2. Схема установки для флотационного уплотнения активного ила:

1 - флотатор радиальный, 2 - напорный бак, 3 - насос, 4 - эжектор, 5 – редукционное устройство, 6 - резервуар тех. воды, 7 - распределительное устройство, 8 – резервуар АИ, 9 - пеносборное устройство, 10 - резервуар уплотненного ила, 11 - насос, 12 - подвесная перегородка, 13 - привод пеносборного устройства

 

Разделение иловых смесей надлежит вести в зависимости от требуемой степени осветления по содержанию взвешенных веществ, указанных в табл. 3.1. Уплотнение иловых смесей проводят из расчета величины гидравлической нагрузки на поверхность зеркала q_u ,которую принимают в зависимости от безразмерного параметра J_ia_i по табл. 3.2.

Таблица 3.1

Определение продолжительности флотации при разделении иловой смеси

Параметр	Содержание взвешенных веществ, мг/л
Продолжительность флотации, мин.
Удельный расход воздуха, л/кг взвешенных веществ ила

Таблица 3.2

Определение величины илового индекса

Сточныеводы	Иловый индекс Ji, см3/г, при нагрузке на ил в аэротенке ai, мг/г(сут)
Городские
Производственные: нефтеперерабатывающих заводов заводов синтетического каучука комбинатов искусственного волокна целлюлозно-бумажных комбинатов химкомбинатов азотной промышленности	- - - - -

Примечание. Для окситенков величина J_i должна быть снижена в 1,3-1,5 раза.

 

Таблица 3.3.

Определение гидравлической нагрузки на флотационный илоуплотнитель q_u в зависимости от безразмерного параметра

Ji	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
qu м3/(м2ч)					7,5	6,7

Параметры работы установки для уплотнения активных илов для ориентировочных расчетов рекомендуется принимать следующие:

• нагрузка по сухому веществу ила: 3-6 кг/(м²ч)

• продолжительность уплотнения 2-3 ч.;

• продолжительность пребывания иловоздушной смеси в напорном баке 2-4 мин.;

• концентрация уплотненного ила: 4-6 %;

• удельный расход воздуха 5 л воздуха/кг сухого вещества ила;

• соотношение расходов рабочей жидкости и активного ила: 1,5:1 - 3:1

• эффективность задержания сухого вещества: 94,5 – 96,5 %.

Флотаторы применяются двух типов — круглые с радиальным движением воды и прямоугольные с горизонтальным движением воды рис. 3.3. Диаметр круглых (радиальных) флотаторов должен выбираться из следующего типоразмерного ряда: 6, 9, 12, 15, 18 и 24 м. Диаметр камеры флотации D_ф принимается на 0,5 - 1 м меньше диаметра флотатора D_y.

Горизонтальные флотаторы могут иметь ширину не более 3 м, при ширине более 3 м необходимо устанавливать продольные перегородки. Отношение ширины В_ф к длине L_p рекомендуется принимать 1:3 - 1:5. Рабочая глубина флотаторов принимается равной Н_р = 2 - 4 м.

 

Рис. 3.3. Расчетные схемы прямоугольного и круглого флотаторов

Методика расчета

Количество избыточного ила Q_i , поступающего на уплотнение определяется по весу:

P_i = (П_i-a_i )·q_d /1000·1000 (кг/сут) (1)

где П_i – прирост активного ила, определяется по СНиП[11] 9.60;

а_i – вынос активного ила из вторичных отстойников.

П_i = 0,8 · С_cdp + k_g · L_en (мг/л) (2)

по объему:

Q_i = P_n /γi·100/100 - W_mud (м³/ч) (3)

где γ_i -объемный вес;

W_mud – влажность поступающего на флотацию избыточного активного ила.

Максимальный часовой приток избыточного активного ила (м₃/ч)

q_max = k_h · Q_i (4)

Нагрузка на ил q_i мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки в аэротенках составит (мг/(г сут))

q_i = 24 (L_en - L_ex) / a_i (1 - S) t_r-a (5)

По таблице 3.2. находим иловый индекс J_i и безразмерную величину(см³/г)

J_i a_i = J_i a_i / 1000 (6)

По таблице 3.3 находим нагрузку q_u (м³/(м²·ч) на поверхность зеркала флотаци­онной камеры. Площадь зеркала флотационной камеры F_ф составит (м²)

F_ф = q_max / q_u (7)

Диаметр флотационной камеры (м)

(8)

где n - количество флотаторов, принимаемых к установке.

Время пребывания t активного ила во флотаторе и уплотнителе (ч)

t=t_f+t_u (9)

где t_f - время пребывания во флотаторе;

t_u - время пребывания в уплотнителе.

Расчетный объем V_y флотационного уплотнителя (м²)

V_y = q_max t (10)

Диаметр D_y флотационного илоуплотнителя (м)

(11)

где Н_u - высота флотационной камеры.

Принимаем к установке два радиальных флотационных илоуплотните­ля диаметром D_y согласно типового проекта Т-2316. Концентрация активного ила в осветленной воде 200-300 мг/л.

Количество q_p рабочей жидкости (м³/ч)

q_p = 0,30 q_max (12)

Расчетный объем V_н напорных резервуаров (м³)

(13)

где η- коэффициент, учитывающий скопление воздуха в верхней час­ти резервуара.

Диаметр D_n напорного резервуара (м)

(14)

Принимаем к установке два напорных резервуара диаметром D_n = 1 м согласно типового проекта Т-2425.

 

Задание для самостоятельного выполнения

 

Определить размеры и количество флотаторов, требуемый расход ра­бочей жидкости и объем напорных баков для флотационной установки при расходе очистных сооружений q_d = 50000 м³/сут со средней кон­центрацией ила в аэротенке С_аи = 4,8 г/л и коэффициентом неравномерно­сти k_h= 1,2.

Концентрация уплотненного ила С_упл = 5,0 %, эффективность задержа­ния сухого вещества Э = 95 %, давление насыщения рабочей жидкости Р=0,6 МПа, температура рабочей жидкости t = 20 °С, время пребывания жидкости в аэротенке t_a-r =5ч, коэффициент рециркуляции R_i = 0,3, золь­ность избыточного активного ила S = 0,3, БПК поступающей в аэротенк жидкости L_en = 260 мг О₂/л, C_cdp = 140 мг/л.

Практическая работа № 2

Расчет фильтр-прессов

Цель работы: изучить и освоить методику расчета конструкционных параметров фильтра-пресса для обработки осадков сточных вод.

Теоретическая часть

Фильтры-прессы применяют в химической, нефтяной, угольной, гидрометаллургической, горнорудной, пищевой, керамической и других отраслях промышленности [47-49,58] для фильтрования промышленных и бытовых сточных вод, а также осадков, образующихся при очистке городских сточных вод [59-61].

Фильтры-прессы рекомендуется включать в схемы, где конечной стадией обработки является сушка, сжигание или утилизация,

Для обезвоживания осадков сточных вод применяют рамные, камерные и ленточные фильтр-прессы. Ленточные и камерные фильтр-прессы преимущественно зарубежных фирм Stork Aqua, Bellmer и др. в настоящее время проходят промышленные испытания. Техническая характеристика распространенных в Росси рамных фильтров-прессов приведена в табл. 3.7.

Перед обезвоживанием на этом оборудовании для извлечения крупных включений из осадка первичных отстойников следует предусматривать решетки с прозорами 10 мм или вибропроцеживающие аппараты с сетками ячеек размером 10х 10 мм.

Рис. 3.10. Схема фильтра-пресса ФПАКМ:

1 - упорная плита; 2 - фильтрующая плита; 3 - нажимная плита; 4 - механизм зажима; 5 - стяжка; 6 - опорная плита;

7 - камера регенерации ткани; 8 - механизм передвижения ткани; 9 - фильтрующая ткань

 

Таблица 3.7.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: