Анализ устройства системы очистки воды с расчетом параметров отстойника непрерывного действия производительностью 75 т/ч

Периодически действующие отстойники представляют собой низкие бассейны без перемешивающих устройств. Такой отстойник заполняют суспензией, которая остается в состоянии покоя в

Анализ устройства системы очистки воды с расчетом параметров отстойника непрерывного действия производительностью 75 т/ч

Курсовой проект

Экология

Другие курсовые по предмету

Экология

Сдать работу со 100% гаранией
разгрузочному устройству 7. Одновременно гребки слегка взбалтывают осадок, способствуя этим его обезвоживанию. Мешалка вращается медленно (0,015 0,5 оборотов в минуту), и не нарушает процесса осаждения. Исходная жидкая смесь непрерывно поступает через патрубок (штуцер) 5 в середину резервуара. Осветленная жидкость переливается в кольцевой желоб 2 и удаляется через штуцер 6. Осадок (шлам) - текущая сгущенная суспензия (концентрация твердой фазы обычно не превышает 60%) удаляется из резервуара при помощи диафрагмового насоса. Вал мешалки приводится во вращение от электродвигателя 8 через редуктор.

Достоинства отстойника непрерывного действия с гребковой мешалкой:

) непрерывность функционирования;

) высокая производительность (до 3000 т/сутки осадка);

) равномерная плотность осадка;

) возможность регулирования плотности осадка путем изменения производительности;

) более эффективное обезвоживание, осадка благодаря наличию гребковой мешалки;

) работа отстойника может быть полностью автоматизирована.

К недостаткам этих аппаратов следует отнести их громоздкость. Гребковые нормализированные отстойники имеют диаметр от 1,8 до 30 м., а при очистке больших объемов воды, отстойники достигают в диаметре 100 м. В табл. 1.1 приведены данные по геометрическим параметрам этих отстойников.

 

Таблица 1.1 Числовые значения геометрических параметров отстойников непрерывного действия

ПараметрЧисловые значенияДиаметр, м1,83,66,09,012,015,018,024,030,0Высота, м1,81,83,03,63,53,63,23,63,6Поверхность (площадь) м22,5410,228,263,9113176,6254452706,5

При наличии нескольких последовательно соединенных отстойников можно удалить из осадка до 98% жидкости. Но при необходимости установки ряда отстойников значительных диаметров занимаемая ими площадь будет велика. В целях уменьшения этой площади применяют многоярусные отстойники, состоящие из нескольких аппаратов, установленных друг над другом

Многоярусные аппараты, представляют собой несколько отстойников, поставленных друг на друга и имеющих общий вал для гребковых мешалок. Многоярусность существенно усложняет конструкцию аппарата.

Несложны по конструкции и обладают большой поверхностью отстойники непрерывного действия с коническими полками (рис. 1.4). Поступающая в аппарат суспензия распределяется по каналам между коническими полками, на поверхности которых осаждаются твердые частицы. Осадок сползает по наклонным полкам к стенкам корпуса и затем перемещается в нижнюю часть аппарата, откуда удаляется. Осветленная жидкость поступает в центральную трубу и выводится из верхней части аппарата.

 

Уровень жидкости

Осадок (пульпа) коническими полками

Рис. 1.4 Отстойник непрерывного действия

 

Помимо большой поверхности осаждения к достоинствам отстойников этого типа относятся отсутствие движущихся частей и простота обслуживания. Однако влажность шлама в них больше, чем в отстойниках с гребковой мешалкой.

На рис. 1.5 показан отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий. Он представляет собой горизонтальный резервуар с перфорированной перегородкой 2, которая предотвращает возмущение жидкости в отстойнике струей эмульсии, поступающей в аппарат. Поперечное сечение отстойника выбирают таким, чтобы скорость течения жидкости в корпусе 1 аппарата не превышала нескольких миллиметров в секунду и режим течения был ламинарным, что предупреждает смешение фаз и улучшает процесс отстаивания. Расслоившиеся легкая и тяжелая фазы выводятся с противоположной стороны отстойника. Трубопровод для вывода тяжелой фазы соединен с атмосферой для предотвращения засифонивания.

 

 

Легкая фаза

 

Эмульсия Тяжелая фаза

 

 

Рис. 1.5 Отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий:

 

-корпус;

-перфорированная перегородка

Целью выполнения курсовой работы по данной теме является определение геометрических параметров (диаметра, высоты, поверхности осаждения, ) отстойника непрерывного действия и затрат электроэнергии на подачу в него загрязненной воды по числовым значениям заданных исходных данных.

 

2.Расчет отстойника непрерывного действия

 

При расчете отстойников основываются на величине скорости осаждения самых мелких частиц суспензии. Размер частиц характеризует числовое значение эквивалентного диаметра частицы - , м (или мкм).

На первом этапе следует определить скорость осаждения (м/с) шарообразной частицы

 

(2.1)

 

где - диаметр шарообразной частицы, м; ( = 15 мкм = 15 м);

- плотность частицы, кг/м3; (2600 кг/м3 );

- плотность жидкой среды, кг/м3; (1000 кг/м3 );

- динамический коэффициент вязкости среды (в нашем случае - воды) Па * с. (1 Па * с );

g - ускорение свободного падения (g = 9.81 м/).

= 196.2

После определения величины определяем режим осаждения по значению числа Рейнольдса ():

рассчитывают по формуле:

 

(2.2)

 

= = 0.0029

0,2, следовательно режим осаждения ламинарный и среднюю скорость стесненного осаждения многих частиц можно принять:

 

(2.3)

 

= 0,5= 98,1 м/с

По рассчитываем площадь (поверхность) осаждения

(2.4)

 

где: 1,3 - коэффициент запаса поверхности, учитывающий неравномерность распределения исходной суспензии по всей площади осаждения, вихреобразование и другие факторы производственных условий;

- массовый расход исходной суспензии, кг/с (75 т/ч = 20,8 кг/с);

- плотность осветленной жидкости, кг/м3;

- скорость осаждения частиц суспензии, м/с (98,1 м/с);

- удельное содержание твердых частиц соответственно в исходной смеси и осадке, массовые доли, кг тв. частиц / кг системы(= 0,05 кг/кг, = 0,50 кг/кг.)

В нашем случае принимаем: , поскольку средой является вода температура которой колеблется в пределах 5 - 200 С.

F = 1.3 = 1.3 м2 = 248.04 м2

По рассчитанному значению согласно данным табл. 1.1 подбираем стандартный отстойник непрерывного действия поверхность которого превышает рассчитанную, выписываем числовые характеристики его диаметра (м) = 18.0 м, высоты (м) = 3.2 м, площади (м2) = 254 м2. В разделе «заключение» курсовой работы эти параметры представляем в таблице 3.1.

Формула расчета затрат электроэнергии на подачу воды имеет вид:

 

(2.5)

где - мощность потребляемая электродвигатели насоса, кВт;

- объемный расход воды, м3/с;

- повышение давление, сообщаемое насосом перекачиваемому потоку и равное полному гидравлическому сопротивлению сети, Па;

- напор создаваемый насосом, м;

- плотность воды, кг/м3;

= 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;

- общий к.п.д. насосной установки. Принимаем = 0,5

определяем по формуле:

 

(2.6)

 

где - массовый расход суспензии, поступающий в отстойник, кг/с

(75 т/ч = 20,8 кг/с);

- плотность суспензии на входе в отстойник, кг/м3

При малых значениях (т.е. 0).

103 кг/м3

То есть в предварительных расчетах можно принять = 1000 кг/м3

Следовательно, равно:

= =0.0208 м3/с

Величину определяем по формуле:

 

(2.7)

 

где - повышение давление, сообщаемое насосом прикачиваемому потоку и равное полному гидравлическому сопротивлению сети, Па;

- коэффициент трения, безразмерный (его значение зависит от режима течения и шероховатости стенок трубы мм) (0.015);

- длина трубы, м (800 м);

- эквивалентный диаметр канала, м (для трубы круглого сечения: ) (0,2 м);

- коэффициент местного сопротивления, безразмерный.

Значения коэффициентов в общем случае зависят от вида местного сопротивления и режима движения жидкости (Вентиль нормальный 1 шт. = 4,7;

колено 900 4шт. = 42 = 8;)

- плотность воды, кг/м3 (1000 кг/м3 );

- линейная скорость потока воды, м/с;

в нашем случае равно нулю.

Определим линейная скорость потока воды по формуле:

 

= ; (2.8)

 

= = 0.66 м/с.

Величина будет иметь следующий вид:

= = 16051 Па.

Затраты электроэнергии на подачу воды будут равны:

= = 0,66 кВт.

 

Заключение

 

По результатам проведенного аналитического исследования подобраны стандартный отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой, трубы подачи загрязненной воды в отстойник, центробежный насос подачи воды.

 

Таблица 3.1 Рассчитанные параметры и технические характеристики выбранного стандартного оборудования.

Элемент природоохранной системы, параметрЧисловое значение параметраОтстойник: поверхность площади осаждения расчетная, м2248.04 м2параметры стандартные: - поверхность (площадь) `, м2

- диаметр, м

высота, м254 м2

.0 м

3.2 мНаружный диаметр трубы и толщина стенки: , мм (стандартные значения)0,2Объемный расход воды согласно задания, м3/с0.0208 м3/сРассчитанные параметры: - необходимое повышение давления, , Па

расчетное потребление электроэнергии, кВт16051 Па

0,66 кВтМарка выбранного центробежного насосаX90/19Техническая характеристика выбранного насоса: Подача (объемный расход), `, м3

напор, м перекачиваемой воды

коэффициент полезного действия насосной установки,

Похожие работы

< 1 2 3 >