close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

mu tehnolzos 2015

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ДИЗАЙНА»
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЗАЩИТЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Методические указания к изучению дисциплины и выполнению
курсовой работы для студентов очно-заочной и заочной форм обучения
по направлению подготовки бакалавриата
20.03.01 (280700.62) – Техносферная безопасность
Составители:
Р. Ф. Витковская
В. Д. Шаханов
Санкт-Петербург
2015
Утверждено
на заседании кафедры
19.09.2014 г., протокол № 2
Рецензент В. А. Епишкина
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Техника и технология защиты окружающей среды», являющейся
важным компонентом технологической подготовки студентов, посвящены
изучению и практическому применению методов и средств очистки промышленных выбросов и сбросов, переработки отходов, что необходимо
для последующего выполнения выпускной квалификационной работы.
Предназначены для студентов бакалавриата очно-заочной и заочной
форм обучения по направлению подготовки 20.03.01 (280700.62) – Техносферная безопасность.
Оригинал-макет подготовлен составителями
Подписано в печать 11.08.15 г. Формат 60х84 1/16.
Усл. печ. л. 2,7. Тираж 100 экз. Заказ 630/15.
Электронный адрес: http://publish.sutd.ru
Отпечатано в типографии ФГБОУВПО «СПбГУПТД»
191028, С.-Петербург, ул. Моховая, 26
Введение
Дисциплина «Техника и технология защиты окружающей
среды» направлена на изучение методов и средств очистки промышленных сбросов и выбросов, методы расчета аппаратов технологического оборудования. По учебному плану ее освоение
предшествует дисциплине «Научный семинар», «Научноисследовательская работа», содержание которых заключается в
описании процессов и аппаратов, методик исследования, обработка полученных экспериментальных данных. Таким образом,
дисциплина «Техника и технология защиты окружающей среды»
является составной частью технологической подготовки будущих
специалистов.
Студенты заочной формы обучения направления 280700.62
– «Техносферная безопасность» выполняют курсовую работу, содержание которой должно составлять расчет аппаратов, составляющих узел технологической схемы очистки промышленных
выбросов или сбросов. Завершающей формой контроля освоения
дисциплины является экзамен.
3
1. Содержание дисциплины
В рабочей программе определены следующие задачи дисциплины «Техника и технология защиты окружающей среды»:
 Рассмотреть источники и технологии защиты гидро- и атмосферы.
 Ознакомить обучающихся с принципами выбора методов защиты гидросферы и атмосферы.
 Ознакомить обучающихся с основными методами очистки
промышленных сбросов и выбросов.
 Раскрыть принципы устройства аппаратов и установок, используемых в процессах очистки промышленных сбросов и
выбросов при решении задач техносферной безопасности.
 Научить обучающихся рациональному выбору конструкций и
технологий.
В рамках освоения дисциплины изучаются темы
Тема 1. Введение в дисциплину. Современное состояние атмосферы и гидросферы. Источники образования загрязнений
промышленных сбросов и выбросов.
Тема 2. Удаление загрязняющих примесей от источника выделения.
Аспирационные установки. Конструктивные элементы. Основы расчета и конструирования аспирационных установок.
Тема 3. Очистка газовых потоков от твердых и жидких частиц.
Требования, предъявляемые к пылеуловителям. Пылеосадительные камеры, жалюзийные пылеуловители, циклоны.
Схемы установок очистки отходящих газов от твердых и
жидких частиц в различных производствах. Расчет пылеуловителей.
Тема 4. Мокрая очистка газов и фильтрование. Центробежные,
пенные, ударно-инерционные скрубберы, скруббер Вентури. Тканевые и волокнистые фильтры. Способы регенерации. Расчет аппаратов.
Тема 5. Удаление грубодисперсных веществ и волокнистых загрязнений. Усреднители, решетки, волокноуловители. Особенности компоновки технологических схем механической
4
очистки сточных вод в зависимости от канализационных
систем. Основы расчета установок.
Тема 6. Очистка сточных вод от мелкодисперсных примесей.
Аппараты двойного назначения. Песколовки, отстойники,
осветлители, гидроциклоны. Расчет аппаратов. Специфика
использования аппаратов для улавливания взвешенных веществ в различных производствах.
Тема 7. Адсорбционная очистка газов от примесей. Промышленные адсорбенты. Динамика адсорбции, стадии процесса.
Расчет адсорберов.
Тема 8. Очистка газов от примесей абсорбцией. Физическая абсорбция. Выбор абсорбента. Механизм процесса. Расчет абсорберов. Десорбция поглощенного вещества.
Тема 9. Термическое и каталитическое обезвреживание примесей. Области применения термического способа. Аппаратурное оформление. Механизм каталитической очистки.
Основные типы катализаторов. Контактные аппараты.
Тема 10. Реагентные методы очистки сточных вод. Коагуляция и
флокуляция и их аппаратурное оформление.
Тема 11. Классификация флотационных методов и области их
применения. Флотаторы, электрофлотаторы, их аппаратурное оформление, режим работы. Принцип расчета флотатора.
Тема 12. Области применения мембранных методов. Осмос и обратный осмос. Ультрафильтрация и электродиализ. Принцип расчета аппаратов. Ионный обмен. Классификация и
свойства ионообменных аппаратов, их использование.
Тема 13. Микробиологические и физико-химические процессы,
лежащие в основе биологической очистки сточных вод и
выбросов. Кинетика биохимического окисления. Состав и
свойства активного ила.
Тема 14. Классификация аэротенков по гидродинамическому режиму и нагрузке на активный ил. Конструкции аэротенков и
биофильтров. Аэрофильтры и биодиски, область их применения. Принцип расчета аппаратов.
Тема 15. Аппараты, работающие в анаэробных условиях. Виды и
механизмы брожения. Сбраживание с флокулирующей
биомассой. Контактный анаэробный процесс.
Тема 16. Методы очистки сточных вод, вентиляционных и газо5
вых выбросов от серосодержащих соединений: окислительные, восстановительные, каталитические, сорбционные.
Анализ различных методов. Технологические схемы. Источники загрязнения серосодержащими токсикантами в кожевенном, целлюлозно-бумажном, химическом, нефтеперерабатывающем, текстильном производствах.
Тема 17. Обезвреживание газовых потоков, содержащих оксиды
азота. Возможные варианты процесса очистки. Выбор технологической схемы, отвечающей экологическим и экономическим требованиям. Удаление из сточных вод азота и
фосфора. Применяемые методы очистки и реализация их в
системе сооружений по очистке промышленных и хозяйственно-бытовых вод.
Тема 18. Очистка вентиляционных выбросов и сточных вод от органических веществ: фенолов, крезолов, нефтепродуктов, красителей. Известные и предлагаемые технологические схемы,
включающие методы и средства для удаления органических
загрязнений. Анализ работы очистных сооружений в химической, нефтеперерабатывающей и текстильной отраслях.
Тема 19. Очистка газовых выбросов и водных потоков от хлора и
фтора и их соединений различными методами. Технологические схемы установок.
Тема 20. Удаление тяжелых металлов из сточных вод. Методы и
технологические схемы очистки сточных вод гальванических производств. Выбор аппаратов и компоновка технологических схем в зависимости от условий производства.
Тема 21. Обеззараживание сточных вод. Анализ существующих
методов обеззараживания сточных вод и их техникоэкономическая оценка.
Список рекомендованной учебно-методической литературы
приведен в конце настоящих методических указаний, однако
имеется и другая учебная литература по тематике дисциплины в
электронной библиотеке СПГУТД, размещенной по адресу
http://publish.sutd.ru1.
1
Напоминаем, что полные тексты изданий доступны после аутентификации пользователя по ссылке
Регистрация. Для студентов СПГУТД логин – номер зачетки, пароль – шифр направления подготовки
(по данным зачетной книжки).
6
2. Примерные вопросы к экзамену по дисциплине
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Вода и ее физические характеристики. Группы сточных вод.
Дисперсный состав пыли. Остаток и проход.
Горизонтальные и вертикальные отстойники, их назначение
и применение.
Функция распределения и функция плотности распределения частиц по размерам.
Классификация способов разделения аэродисперсных систем.
Противоточный циклон. Конструкции и расчет циклонов.
Конструктивные разновидности циклонов – групповые и батарейные циклоны.
Методы коагуляции и флокуляции, их аппаратурное оформление и применение для очистки сточных вод.
Вихревые пылеуловители. Устройство, принцип действия.
Особенности работы.
Тканевые фильтры. Использование тканевых фильтров в системах газоочистки.
Волокнистые фильтры. Механизмы улавливания твердых и
жидких частиц.
Сетчатые брызгоуловители. Волокнистые туманоуловители.
Применение в системах очистки газов.
Мокрые пылеуловители. Скруббер Вентури. Механизм
улавливания частиц.
Пенные пылеуловители. Конструкции. Расчет пенных пылеуловителей.
Макро- и микросита в системах водоочистки.
Флотация, ее разновидности, механизм флотации. Аппаратурное оформление метода флотации.
Гидроциклоны. Механизм отделения взвешенных веществ.
Применение в системах очистки промышленных сбросов.
Фильтры с кварцевой загрузкой в технологических схемах
очистки сточных вод.
Обеспыливание газов в электрическом поле. Механизм процесса. Конструкции электрофильтров.
Метод ионного обмена в водоочистке. Иониты. Регенерация
ионообменных смол. Аппаратурное оформление метода
ионного обмена.
7
21. Адсорбция. Механизм поглощения вещества адсорбентом.
Промышленные адсорбенты.
22. Стадии процесса адсорбции. Десорбция. Расход теплоты.
23. Применение адсорбции для очистки промышленных выбросов от газовых примесей.
24. Абсорбция. Физическая абсорбция. Требования к абсорбентам. Десорбция.
25. Абсорбция, сопровождающаяся химической реакцией. Учет
ускорения абсорбции.
26. Конструкции и расчет абсорберов.
27. Катализаторы. Требования к катализаторам. Промышленные контактные аппараты.
28. Каталитические методы очистки промышленных выбросов
и сбросов.
29. Термические методы очистки сточных вод и их аппаратурное оформление.
30. Лучевые методы очистки промышленных сбросов. Окислители для интенсификации лучевых методов очистки стоков.
Аппаратурное оформление .
31. Классификация сточных вод предприятий по биохимическому показателю.
32. Требования к сточным водам, подаваемым на биохимическую очистку.
33. Аэробные и анаэробные методы биохимического окисления
органических загрязнений сточных вод.
34. Биоценоз активного ила. Иловый индекс, биохимический
показатель.
35. Биологическая пленка, ее микробиологический состав.
36. Механизм биохимического окисления. Ферменты, их назначение.
37. Процессы нитрификации и денитрификации при биохимическом окислении органических загрязнений.
38. Аэротенки-вытеснители, их устройство и назначение.
39. Аэротенки-смесители, их устройство и назначение.
40. Аэрационные системы в аэротенках.
41. Удаление азота и фосфора в аэротенках.
42. Поля фильтрации, поля орошения, их устройство и назначе8
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
ние.
Биологические пруды в технологических схемах доочистки
сточных вод.
Биологические фильтры, их устройство и назначение.
Дисковые биофильтры, окситенки и их использование в системах доочистки хозяйственно-бытовых сточных вод.
Аппараты, работающие в анаэробных условиях, их место в
технологической схеме очистки сточных вод.
Виды насадок и их характеристики для биологических
фильтров.
Биохимическая очистка промышленных выбросов. Механизм процесса.
Биоскруббер, биофильтр. Особенности проведения процессов в этих аппаратах.
Схемы технологических установок биохимической очистки
выбросов.
Адсорбционная очистка вентиляционных выбросов от органических веществ.
Окислительный способ очистки газовых потоков от оксида
азота.
Пиролюзитный метод очистки газовых потоков от диоксида
серы.
Конденсационно-адсорбционный способ очистки газов от
винилхлорида.
Очистка вентиляционных выбросов от сероводорода щелочно-гидрохиноновым методом.
Восстановление оксидов азота на катализаторе в присутствии метана.
Абсорбционная очистка вентиляционных выбросов от сероводорода раствором этаноламина.
Очистка отходящих газов от кристаллов сульфата натрия в
производстве вискозного волокна.
«Мокрый» метод очистки газовых выбросов от технического углерода.
Очистка газовых потоков от кормовых дрожжей.
Очистка газовых потоков в производстве фенола.
Разделение туманов в волокнистом фильтре.
9
63. Очистка аспирационного воздуха в производстве титана.
64. Каталитическое разложение примесей органических веществ.
65. Характеристика водного хозяйства промышленных предприятий. Использование воды на промпредприятиях.
66. Особенности водоотведения машиностроительных предприятий. Очистка нефтесодержащих стоков.
67. Производство бумаги и картона. Особенности очистки
сточных вод этих предприятий.
68. Очистка сточных вод предприятий первичной обработки
льна.
69. Особенности водоотведения и очистки сточных вод кожевенного производства.
70. Гальваническое производство. Использование и очистка воды.
71. Очистка хромсодержащих стоков. Система реагентного
обезвреживания.
72. Производство древесно-волокнистых плит. Образование
водных потоков и их очистка.
73. Стекольное производство. Источники загрязнения сточных
вод и методы их очистки.
74. Источники загрязнения и технология очистки сточных вод
вискозного производства.
75. Водоотведение предприятий первичной обработки шерсти.
Биологические пруды в технологических схемах очистки
сточных вод предприятий первичной обработки шерсти.
76. Специфика водоотведения и очистки сточных вод красильно-отделочных предприятий.
77. Особенности водоотведения и очистки сточных вод мехового производства.
78. Производство древесной массы. Водоотведение и водоочистка.
79. Методы обеззараживания стоков и их сравнительный анализ.
10
3. Методические рекомендации к расчетам аппаратов
при выполнении курсовой работы
Расчет и выбор решетки
Решетки предназначены для задержания крупных бытовых
и производственных отходов (обрывков бумаги, тряпья, санитарно-гигиенических предметов, остатков пищи, волокнистых примесей и др.). Попадание перечисленных видов загрязнений сточных вод в последующие очистные сооружения может вызвать засорение труб и каналов, а также нарушение работы и поломку
движущихся частей оборудования. Поэтому крупные загрязнения
должны быть удалены из сточных вод в первую очередь.
Методика расчета грабельной решетки
Расчетная схема решетки и методика ее расчета представлены на
рис. 3.1.
Рис. 3.1. Расчетная схема решетки:
Bp – ширина решетки, hp – потери напора в решетке
b – ширина прозоров решетки (расстояние между двумя соседними
стержнями решетки)
11
3.1. Площадь живого сечения рабочих решеток рассчитывают по формуле
F
qmax
,
v
(3.1)
где qmax – максимальный секундный расход сточных вод, м3/с; v –
скорость сточной воды в прозорах решетки, м/с (выбирают в пределах 0,8 – 1,0 м/с).
Предварительно необходимо определить средний секундный и
максимальный секундный расход сточных вод.
Максимальный секундный расход сточных вод рассчитывают по
формуле
(3.2)
qmax  qср.kобщ. ,
где qср. – среднесекундный расход сточных вод, kобщ. – общий коэффициент часовой неравномерности.
Средний секундный расход сточных вод рассчитывают из
суточного расхода сточных вод на очистных сооружениях (т. е.
их пропускной способности)
q cp 
Q
,
24  60  60
где Q – суточный расход сточных вод (пропускная способность
очистных сооружений), 24∙60∙60 – количество секунд в сутках.
3.2. Вычисляют количество рабочих решеток (N). Предварительно выбирают марку решетки в зависимости от пропускной
способности очистных сооружений по табл. 3.1.
Т а б л и ц а 3 . 1 . Технические характеристики решеток МГ и РММВ
Размеры канала Площадь
Пропускная
Ширина
перед решеткой прохода
Масса,
Марка способность,
решетки,
решетки,
кг
В
Н
тыс. м3/сут
Вр, мм
2
м
РМБ
17
600
800
0,2
610
РМВ26
1000
1000
0,3
1690
100
МГ9Т
33
1000
1200
0,38
1425
1320
12
Окончание табл. 3.1.
Марка
МГ7Т
МГ11Т
МГ10Т
МГ8Т
МГ12Т
МГ6Т
МГ5Т
Размеры канала
Пропускная
перед решеткой
способность,
В
Н
тыс. м3/сут
35
50
65
110
130
165
185
800
1000
1000
1400
1600
2000
2000
1400
1600
2000
2000
2000
2000
3000
Площадь
прохода
решетки,
м2
0,39
0,57
0,74
1,25
1,5
1,9
2,1
Ширина
решетки,
Вр, мм
Масса,
кг
1338
1520
1580
1955
2175
2675
2175
1000
1500
1800
1657
1870
1951
2690
Количество рабочих решеток
N
F
,
f
(3.3)
где f – площадь прохода одной решетки (берут из таблицы для
выбранной марки решетки).
3.3. Число прозоров в решетке
n
Bp  s
bs
(3.4)
где Bp – ширина решетки, мм (берут по таблице для выбранной
марки решетки); s – толщина стержней решетки, мм; b – ширина
прозоров, мм (для процеживания бытовых сточных вод рекомендуется выбирать b = 16 мм).
3.4. Расчетное наполнение перед решеткой
hmax 
qmax  k1
,
bvn N
(3.5)
где k1 = коэффициент, учитывающий стеснение потока перед
граблями (принимают равным 1,05).
3.5. Потери напора (hp) в решетке определяют по формуле
13
v2
hp   
k ,
2 g
(3.6)
где v – скорость сточной воды в прозорах решетки, м/с; k – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в решетке
вследствие ее засорения отбросами (k = 3); g – ускорение свободного падения, (g = 9,81 м/с2); ζ – коэффициент местного сопротивления решетки, вычисляемый по формуле
4
 s 3
       sin  ,
b
(3.7)
где β – коэффициент, зависящий от формы стержней решетки
(см. рис. 3.2. и табл. 3. 2.).
Рис. 3.2. Профили стержней решетки
Т а б л и ц а 3 . 2 . Значения коэффициента β
Форма
№1
№2
№3
№4
стержня
β
2,42
1,83
1,67
1,035
№5
№6
№7
0,92
0,76
1,79
3.6. Общая строительная длина камеры решетки
L  l1  l2  1,5 ,
l1 
14
Bp  B
2  tg 20

,
(3.8)
(3.9)
l2 
l1
,
2
(3.10)
где В – ширина канала перед решеткой (берут из табл. 1. для выбранной марки решетки); Bp – ширина решетки, мм (берут по таблице для выбранной марки решетки); l1 и l2 – см. обозначения на
рис. 1.
3.7. Суточный объем отбросов (W), снимаемых с решетки
W
a  N np
365  1000
,
(3.11)
где а – норма отбросов, образующихся на человека в год
(а = 8 л/чел∙год); Nпр = приведенное население. Приведенное
население рассчитывают по суточному расходу сточных вод
N np 
Q
nводоотвед 103
,
(3.12)
где Q – суточный расход сточных вод (пропускная способность
очистных сооружений); nводоотвед. – норма водоотведения на 1 жителя в сутки (принимают 200 л/чел∙сут); 10–3 – коэффициент для
перевода литров в метры кубические.
3.8. Масса отбросов, снимаемых с решеток за сутки
P
W 
,
1000
(3.13)
где W – суточный объем отбросов (м3); ρ – плотность отбросов
(750 кг/м3); 1000 – для перевода килограммов в тонны.
Ответ записывают в виде: по результатам расчета выбрана грабельная решетка марки (записывают выбранную марку решетки),
общая строительная длина камеры решетки (L, м), количество отбросов, снимаемых с решетки в сутки (Р, т).
15
Расчет горизонтальной песколовки
с прямолинейным движением воды
Песколовки предназначены для выделения тяжелых минеральных частиц крупностью более 0,2–0,25 мм (песка, осколков
стекла и др.).
Согласно требованиям СНиП 2.04.03-85 «Канализация.
Наружные сети и сооружения» песколовки необходимо предусматривать при пропускной способности очистных сооружений
свыше 100 м3/сут. Число песколовок или отделений песколовок
надлежит принимать не менее двух, причем все песколовки или
отделения должны быть рабочими.
Тип песколовки (горизонтальная, тангенциальная, аэрируемая) необходимо выбирать с учетом производительности очистных сооружений, схемы очистки сточных вод и обработки их
осадков, характеристики взвешенных веществ, компоновочных
решений и т. п.
Методика расчета горизонтальной песколовки
с прямолинейным движением воды
Схема горизонтальной песколовки представлена на рис. 3.3.
В табл. 3.3 даны основные параметры горизонтальных песколовок с прямолинейным движением воды (выбор песколовки осуществляют по пропускной способности очистных сооружений).
Рис. 3.3. Схема горизонтальной песколовки
с прямолинейным движением воды:
а – продольный разрез, б – поперечный
16
Т а б л и ц а 3 . 3 . Основные размеры горизонтальных песколовок
с прямолинейным движением воды
Размеры отделения, м
Пропускная
Число
Наполнение
способность очистотделений
(глубина
ных сооружений,
Длина
Ширина
песколовки
проточной
Q, м3/сут
части)
25
2
9
1,25
0,55
50
2
15
2,8
0,55
70
2
18
3
0,58
100
3
18
3
0,58
140
2
18
4,5
0,67
200
3
18
4,5
0,65
240
4
18
4,5
0,67
Расчет горизонтальной песколовки ведут по приведенным ниже
формулам.
3.9. Рассчитывают максимальный секундный расход сточных вод (qmax). Для этого сначала определяют средний секундный
расход сточных вод (qcp.)
qcp. 
Qсут
24  60  60
.
(3.13)
Затем рассчитывают максимальный секундный расход сточных вод по формуле
(3.14)
qmax  qср.kmax ,
где qср. – средний секундный расход сточных вод, м3/с; kmax. – аксимальный коэффициент часовой неравномерности.
Максимальный коэффициент часовой неравномерности
(kmax.) выбирают в зависимости от среднего расхода сточных вод
по таблице (СНиП 2.04.03-85). Значение qср., полученное при расчете по формуле (3.13) при пользовании таблицей нужно перевести из м3/с в л/с.
17
Т а б л и ц а 3 . 4 . Значения общего коэффициента
часовой неравномерности
Общий
Средний расход сточных вод qср., л/с
коэффициент
5000 и
неравномерности
5
10
20
50 100 300 500 1000
более
притока сточных вод
Максимальный
2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44
kmax.
Минимальный
0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71
kmin
3.10. Рассчитывают живое сечение песколовки (F) по формуле
F
qmax
,
vn
(3.15)
где v – скорость движения воды в песколовке при максимальном
притоке сточных вод (принимают равной 0,3 м/с); n – число песколовок или их отделений (предусматривают не менее 2).
3.11. При расчете горизонтальных песколовок следует определять их длину (L) формуле
L
1000  K s  H s  v
,
u0
(3.16)
где Ks – коэффициент, зависящий от типа песколовки и размера
задерживаемых частиц песка. Ks выбирают по табл. 3.5.; Hs –
расчетная глубина песколовки, м; v – скорость движения сточных
вод, м/с, принимаемая по табл. 4; u0 – гидравлическая крупность
песка, мм/с, принимаемая по табл. 3.5. в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка.
Т а б л и ц а 3 . 5 . Значения коэффициента Кs
Значение Ks в зависимости от типа
Диаметр
песколовок и отношения ширины B
Гидравлическая
задерживаемых
крупность песка к глубине H аэрируемых песколовок
частиц песка,
u0, мм/с
горизонтальаэрируемые
мм
B:H=1 B:H=1,25 B:H=1,5
ные
0,15
13,2
2,62
2,50
2,39
0,20
18,7
1,7
2,43
2,25
2,08
0,25
24,2
1,3
–
–
–
18
0,02
0,03
0,02
Содержание песка
в осадке, %
л/чел.-сут
Глубина H, м
максимальном
0,15
0,3
0,5-2
–
0,08-0,12 0,7-3,5
–
–
0,5
Влажность песка, %
Горизонтальная 18,7-24,2
Аэрируемая
13,2-18,7
Тангенциальная 18,7-24,2
минимальном
Гидравлическая крупность
песка
u0, мм/с
Т а б л и ц а 3 . 6 . Расчетные параметры песколовок
Скорость
движения
сточных вод
v, м/с,
при притоке
Тип
песколовки
Количество
задерживаемого песка,
При проектировании песколовок следует принимать общие расчетные параметры для песколовок различных типов по табл. 3.6.
60
–
60
55-60
90-95
70-75
3.12. Ширину песколовки (B) определяют по формуле
B
F
,
H
(3.17)
где H – глубина проточной части песколовки, м.
3.13. Рассчитывают продолжительность протекания сточных
вод по песколовке (T). Для горизонтальных песколовок продолжительность протекания сточных вод при максимальном притоке
должна быть не менее 30 секунд
T
L
v
(3.18)
3.14. Объем осадочной части песколовки рассчитывают по
формуле
Woc 
p N npToc
1000
,
(3.19)
где p – нормативное количество песка, задерживаемое в песколовке. По СНиП 2.04.03-85 количество песка, задерживаемого в
песколовках, для бытовых сточных вод надлежит принимать
0,02 л/(чел∙сут), влажность песка 60%, объемный вес 1,5 т/м; Nпр –
приведенное население; Тос – период между чистками песколо19
вок. Во избежание загнивания осадка принимают Тос не более
2 суток.
3.15. Высоту слоя песка в песколовке определяют по формуле
hoc 
Woc
.
nBL
(3.20)
Расчет горизонтального отстойника по продолжительности
отстаивания
Для очистных сооружений небольшой пропускной способности расчет горизонтальных отстойников можно производить по
продолжительности отстаивания t при максимальном расходе
сточных вод qmax. Продолжительность отстаивания принимают
равной от 0,5 до 1,5 ч в зависимости от способа последующей
биологической очистки. Наибольшая скорость движения воды в
отстойнике v принимается равной 7 мм/с.
Методика расчета
3.16. Объем рабочей части отстойника (W) определяют по
формуле
W  qmaxt ,
где t – продолжительность отстаивания, ч; qmax
расход сточных вод, м3/ч.
(3.21)
– максимальный
3.17. Площадь живого сечения отстойника определяют по
формуле
F
qmax
,
v
где v – скорость движения воды в отстойнике, м/ч.
20
(3.22)
3.18. Длину отстойника определяют по формуле
L
W
.
F
(3.23)
3.19. Задаются глубиной проточной части отстойника (H,
принимают в пределах 1,5–3 м) и числом отделений отстойника (n)
вычисляют ширину одного отделения отстойника (b) по формуле
b
W
nH
(3.24)
Расчет горизонтального отстойника по эффективности
отстаивания
Расчет отстойников, кроме вторичных после биологической
очистки, надлежит производить по кинетике выпадения взвешенных веществ с учетом необходимого эффекта осветления.
3.20. Расчетное значение гидравлической крупности
u0, мм/с, необходимо определять по кривым кинетики отстаивания Э = f(t), получаемым экспериментально, с приведением полученной в лабораторных условиях величины к высоте слоя, равной
глубине проточной части отстойника, по формуле
,
,
(3.25)
где Hset – глубина проточной части в отстойнике, м;
– коэффициент использования объема проточной части отстойника;
– продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в
слое h1; для городских сточных вод данную величину допускается принимать по табл. 3.7.; – показатель степени, зависящий от
агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по рис. 3.4.
Примечания: 1. Расчет отстойников для сточных вод, содержащих загрязняющие
вещества легче воды (нефтепродукты, масла, жиры и т.п.), следует выполнять с
учетом гидравлической крупности всплывающих частиц.
2. В случае, когда температура сточной воды в производственных условиях отличается от температуры воды, при которой определялась кинетика отстаивания,
необходимо вводить поправку.
21
,
(3.26)
где
– вязкость воды при соответствующих температурах в
лабораторных и производственных условиях;
– гидравлическая крупность частиц, полученная по формуле (3.25), мм/с.
Эффект
осветления, %
20
30
40
50
60
70
Таблица 3.7.
Продолжительность отстаивания
tset, с, в слое h1, мм,
при концентрации взвешенных веществ, мг/л
200
300
400
600
540
480
960
900
840
1440
1200
1080
2160
1800
1500
7200
3600
2700
–
–
7200
Рис. 3.4. Зависимость показателя степени n2
от исходной концентрации взвешенных веществ в городских
сточных водах при эффекте отстаивания:
1 – Э = 50 %, 2 – Э = 60 %, 3 – Э = 70 %.
3.21. Количество осадка Qmud, м3/ч, выделяемого при отстаивании, надлежит определять исходя из концентрации взвешенных
веществ в поступающей воде
и концентрации взвешенных веществ в осветленной воде
22
,
где
– расход сточных вод, м3/ч;
– плотность осадка, г/см3.
(3.27)
– влажность осадка, %;
Расчет аэротенка без регенератора активного ила
Аэротенки различных типов следует применять для биологической очистки городских и производственных сточных вод.
Аэротенки, действующие по принципу вытеснителей, следует применять при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а также на второй ступени двухступенчатых схем.
Аэротенки-вытеснители целесообразно применять при БПКп поступающей сточной воды до 300 мг/л.
Регенерацию активного ила необходимо предусматривать
при БПКп поступающей в аэротенки воды свыше 150 мг/л, а также при наличии в воде вредных производственных примесей.
Методика расчета аэротенка
Расчет аэротенков включает определение вместимости и габаритов сооружения, требуемого расхода воздуха и объема избыточного активного ила.
Вместимость аэротенков определяется по среднечасовому
поступлению сточных вод за период аэрации в часы максимального притока.
3.22. Продолжительность аэрации вычисляют по формуле
[3.28]. Формула [3.28] справедлива при среднегодовой температуре сточных вод t = 15C. При t ≠ 15C сначала вычисляют Та по
формуле (3.28), а затем пересчитывают на заданную температуру
по формуле (3.29)
L  LT
Ta  a
,
(3.28)
Т
a(1  S ) 
= Та∙ 15 ,
t
(3.29)
23
где Ta – продолжительность аэрации, ч; La – БПКп сточной воды,
поступающей в аэротенк из первичных отстойников, мг/л; LT –
БПКп очищенной воды, мг/л. Если аэротенк работает на полную
биологическую очистку, то LT = 15 мг/л; a – доза активного ила,
г/л (принимают 1,5 г/л); S – зольность активного ила (для городских сточных вод принимают равной 0,3); ρ – удельная скорость
окисления загрязнений, мг БПКп на г беззольного вещества ила в час
(ρ = 19 мг/г∙ч); t – среднегодовая температура сточных вод, С.
3.23. Рабочий объем аэротенка (Wa)
Wа = Tа∙Q,
(3.30)
где Q – среднечасовой приток сточных вод в часы максимального
притока на очистные сооружения. Q рассчитывают по данным
табл. 3.8. Для этого берут значения часовых притоков сточных
вод за время аэрации (Т), начиная с часа максимального притока.
Например, по расчету продолжительность аэрации составляет 5 часов. По табл. 3.8 находят максимальный приток сточных вод (4748 м3, с 9 до 10 часов), берут значения притоков сточных вод за время аэрации (5 часов), т. е. с 9 до 14 часов и находят
среднее арифметическое значение, (м3/ч).
Q
4748  4247  3703  3160  3203
 3812 .
5
Т а б л и ц а 3 . 8 . Приток сточных вод по часам суток
Приток бытовых
сточных вод
Суммарный приток
Приток
от населения
Часы
сточных вод от
суток
предприятий,
% от су% от
3
3
м
точного
м
суточного
м3
расхода
расхода
0–1
2
865
800
1665
2,47
1–2
2
864
1000
1864
2,77
2–3
2
864
800
1664
2,48
3–4
2
864
800
1664
2,48
4–5
2
864
600
1464
2,18
5–6
5,05
2181
600
2781
4,14
6–7
5,15
2224
500
2724
4,05
7–8
5,15
2224
500
2724
4,05
24
Окончание табл. 3.8.
Часы
суток
8–9
9 – 10
10 – 11
11 – 12
12 – 13
13 – 14
14 – 15
15 – 16
16 – 17
17 – 18
18 – 19
19 – 20
20 – 21
21 – 22
22 – 23
23 – 24
ВСЕГО
Приток бытовых сточных вод
от населения
% от суточного
м3
расхода
5,2
2247
5,2
2248
5,2
2247
5,1
2203
5
2160
5,1
2203
5,2
2247
5,2
2247
5,2
2247
5,15
2224
5,1
2203
5,1
2203
5,1
2203
3,8
1641
2
864
2
864
100
43200
Приток
сточных вод
от предприятий,
м3
1500
2500
2000
1500
1000
1000
800
800
1000
1200
1000
1000
800
800
800
700
24000
Суммарный приток
% от
суточного
расхода
3747
4748
4247
3703
3160
3203
3047
3047
3247
3424
3203
3203
3003
2441
1664
1564
67200
м3
5,58
7,06
6,32
5,51
4,7
4,77
4,53
4,53
4,83
5,1
4,77
4,77
4,47
3,63
2,48
2,33
100
Полученное значение Q подставляют в формулу [3.30].
3.24. Рассчитывают объем 1 секции аэротенков
W c
Wa
,
N
(3.31)
где N – количество секций аэротенков (принимают равным от 6
до 8).
3.25. Рассчитывают длину коридора аэротенка
l
Wc
,
nH d
(3.32)
где n – количество коридоров в аэротенке (принимают 2-4); H –
глубина аэротенка, м (принимаем по табл. 3.9 – см. ниже); d –
ширина коридора, м (принимаем по табл. 3.9 – см. ниже);
25
Т а б л и ц а 3 . 9 . Типовые аэротенки
Номер
типового
проекта
902-2-195
902-2-196
902-2-197
902-2-192
902-2-193
902-2-194
902-2-178
902-2-179
902-2-180
Наименование типового проекта
Ширина
коридора
аэротенка,
В, м
Аэротенки двухкоридорные.
Тип А-2-4, 5-3,2(4,4)
Аэротенки двухкоридорные.
Тип А-2-6-4,4 (5,0)
Аэротенки двухкоридорные.
Тип А-2-9-4,4 (5,0)
Аэротенки трехкоридорные.
Тип А-3-4,5-3,2 (4,4)
Аэротенки трехкоридорные. Тип А-3-6-4,4 (5,0)
Аэротенки трехкоридорные. Тип А-3-9-4,4 (5,0)
Аэротенки четырехкоридорные.
Тип А-4-4,5-4,4 (5,0)
Аэротенки четырехкоридорные.
Тип А-4-6-4,4 (5,0)
Аэротенки четырехкоридорные.
Тип А-4-9-4,4 (5,0)
Ответ записываем в виде: Принимаем N
n-коридорных аэротенков с длиной коридора l метров.
26
4,5
6
9
4,5
6
9
4,5
6
9
секций
Составление и анализ схем очистки сточных вод
с аэротенками
Схемы, предлагаемые студентам для проработки
Рис. 3.5. Схема двухступенчатых аэротенков
с высокопроизводительным аэротенком на первой ступени:
1 – подача сточной воды на очистку; 2 – первая ступень аэротенка
с эрлифтным аэратором; 3 – регенератор активного ила; 4 – вторая ступень
аэротенка; 5 – подача иловой смеси; 6 – вторичный отстойник; 7 – насосы;
8 – инжектор; 9 – напорный бак; 10 – дросселирующее устройство;
11 – флотационный илоотделитель; 12 – подача активного ила; 13 – подача
осветленной сточной воды; 14, 17 – подача избыточного активного ила;
16 – подача циркулирующего ила; 15, 18 – илоуплотнитель.
27
Рис. 3.6. Основные схемы сооружений очистки сточных вод в аэротенках:
а – с одноступенчатыми аэротенками без регенерации,
б – с одноступенчатыми аэротенками с регенерацией,
в – с двухступенчатыми аэротенками без регенерации,
г – с двухступенчатыми аэротенками с регенерацией;
1 – аэротенки I ступени, 2 – вторичные отстойники,
3 – насосные станции перекачки активного ила, 4 – регенераторы
активного ила 1 ступени, 5 – аэротенки II ступени,
6 – регенератор II ступени
28
Расчет капельного биофильтра
Общие рекомендации
При БПКп сточных вод Len = 220 мг/л, подаваемых на капельные биофильтры, надлежит предусматривать рециркуляцию
очищенных сточных вод; при БПКп = 220 мг/л и менее необходимость рециркуляции устанавливается расчетом.
Для капельных биофильтров надлежит принимать
– рабочую высоту Hbf = 1,5-2 м;
– гидравлическую нагрузку q=1-3 м3/(м2· сут);
– БПКп очищенной воды Lex = 15 мг/л.
Количество избыточной биопленки, выносимой из капельных биофильтров, следует принимать 8 г/(чел · сут) по сухому
веществу, влажность биопленки – 96 %.
Методика расчета
3.25. Рассчитывают значение коэффициента Kbf:
K bf 
Len
,
Lex
(3.33)
где Len – БПКп сточных вод, подаваемых на капельные биофильтры, мг/л; Lex – БПКп сточных вод после очистке в биофильтре,
мг/л.
3.26. Определяют величину гидравлической нагрузки на
биофильтр q. При расчете капельных биофильтров величину q
при заданных Len и Lex, мг/л, температуре воды t следует определять по табл. 3.10, в зависимости от значения Kbf.
Т а б л и ц а 3 . 1 0 . Значение гидравлической нагрузки на биофильтр
в зависимости от коэффициента k при различных
температурах сточной воды
Гидравлическая Коэффициент Kbf при температурах t, °С, и высоте H, м
нагрузка,
t=8
t = 10
t = 12
t = 14
q,
м3
м 2  сут
1
H =1,5 H =2 H =1,5 H = 2 H = 1,5 H = 2 H = 1,5 H = 2
8
11,6
9,8
12,6
10,7
13,8
11,4
15,1
29
Гидравлическая
нагрузка,
м3
q, 2
м  сут
1,5
2
2,5
3
Окончание табл. 3.10.
Коэффициент Kbf при температурах t, °С, и высоте H, м
t=8
t = 10
t = 12
t = 14
H =1,5 H =2 H =1,5 H = 2 H = 1,5 H = 2 H = 1,5 H = 2
5,9
4,9
4,3
3,8
10,2
8,2
6,9
6
7
5,7
4,9
4,4
10,9
10
8,3
7,1
8,2
6,6
5,6
6
11,7
10,7
10,1
8,6
10
8
6,7
5,9
12,8
11,5
10,7
10,2
Примечание. Если значение Kbf превышает табличное, то необходимо предусмотреть рециркуляцию.
3.27. Определяют общую площадь биофильтров (F)
F
Qсут
q
,
(3.34)
где Qсут – суточный расход сточных вод, м3/сут; q – гидравлическая нагрузка на биофильтр, м3/(м2· сут).
3.28. Определяют площадь одной секции биофильтров (f)
f 
F
,
N
(3.35)
где F – общая площадь биофильтров, м2; N – количество секций
биофильтров.
Биофильтры устраивают в виде отдельных секций, размер
секций и их количество зависят от условий эксплуатации биофильтра, способа распределения сточных вод по поверхности загрузки биофильтра и других факторов. Количество секций биофильтров должно быть не менее 2, но не более 6-8.
30
Составление и анализ схем очистки сточных вод
с биофильтрами
Схемы, предлагаемые студентам для проработки
Рис. 3.7. Схемы установок очистки сточных вод с биофильтрами
а – одноступенчатая, б – двухступенчатая:
1 – первичные отстойники, 2, 4 – биофильтры первой и второй ступеней
соответственно, 3 – вторичные отстойники, 5 – третичный отстойник
Расчет хлораторной установки
Методика расчета
3.28. Определяют средний секундный (qср) и максимальный
часовой расход сточных вод (qmax) хлора для обеззараживания
сточных вод:
а) средний секундный расход сточных вод (qср) рассчитывают по формуле
qср 
Qсут
24  60  60
.
(3.36)
Для расчета максимального часового расхода сточных вод
(qmax) определяют максимальный коэффициент часовой неравномерности (kmax.). Максимальный коэффициент часовой неравномерности (kmax.) выбирают в зависимости от среднего расхода
сточных вод по таблице 1 (СНиП 2.04.03-85). Значение qср., полученное при расчете по формуле (3.36) при пользовании таблицей
нужно перевести из м3/с в л/с.
31
Т а б л и ц а 3 . 1 1 . Значения общего коэффициента
часовой неравномерности
Общий
Средний расход сточных вод qср., л/с
коэффициент
5000
неравномерности
5
10
20
50 100 300 500 1000 и бопритока сточных
лее
вод
Максимальный
2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44
kmax.
Минимальный
0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71
kmin
б) максимальный часовой расход сточных вод (qmax) определяют по формуле
qmax = qср.∙ kmax∙3600.
(3.37)
3.29. Рассчитывают расход хлора для обеззараживания
сточных вод:
а) при максимальном расходе сточных вод
Wхл 
Dхл  qmax
,
1000
(3.38)
где Wхл – расход хлора при максимальном расходе сточных вод,
кг/ч; qmax – максимальный расход сточных вод, м3/ч; Dхл – доза
хлора, г/м3. Дозу хлора принимают по СНиП 2.04.03-85 в зависимости от степени очистки сточных вод. Расчетную дозу активного хлора следует принимать, г/м3

после механической очистки – 10;

после механохимической очистки при эффективности
отстаивания свыше 70 % и неполной биологической очисти – 5;

после полной биологической, физико-химической и
глубокой очистки – 3;
б) Расход хлора в сутки (Wхл. сут.) рассчитывают по формуле
Wхл. сут. = Dхл.∙Qсут./1000,
где Qсут – суточный расход сточных вод, м3/сут.
32
(3.39)
3.30. Рассчитывают объем контактного резервуара, необходимый для обеспечения требуемого времени контакта хлора со
сточной водой
Vк. р. 
qmax  T
,
60
(3.40)
где Vк.р. – объем контактного резервуара, м3; T – продолжительность контактахлора со сточной водой, мин (рекомендуется принимать 30 минут).
3.31. Длину контактного резервуара (L) рассчитывают по
формуле
L
v  T  60
,
1000
(3.41)
где v – скорость движения сточной воды в контактном резервуаре
(рекомендуется принимать равной 10 мм/с).
3.32. Рассчитывают площадь поперечного сечения контактного (Fк.р. ) резервуара по формуле
Fк. р. 
Vк. р.
L
,
(3.42)
3.33. Количество секций контактных резервуаров (n) определяют по формуле
n
Fк. р.
bH
,
(3.43)
где b – ширина одного отделения контактного резервуара, м; Н –
глубина контактного резервуара, м.
3.34. Определяют фактическую продолжительность пребывания сточных вод в контактном резервуаре в часы максимального притока
Tфакт 
Vк. р.
qmax

nb L H
,
q max
(3.44)
Значение фактической продолжительности пребывания
сточной воды в контактном резервуаре не должно отличаться от
требуемого значения (30 минут).
33
Подбор оборудования для обеззараживания сточных вод
УФ-лучами
3.35. Обобщить и систематизировать знания по теме «Обеззараживание сточных вод УФ-лучами».
3.36. Научиться выбирать оборудование для УФобеззараживания сточных вод для конкретных условий на основе
расхода сточных вод, их качества, а также достоинств и недостатков предлагаемого оборудования.
3.37. Проработать материалы (каталоги) компаний-производителей оборудования для обеззараживания сточных вод УФлучами.
3.38. Выбрать оборудование для заданной ситуации.
Схемы для проработки
Рис. 3.8. Схема размещения блоков УФ-ламп перпендикулярно
потоку сточных вод в проточном железобетонном канале
Рис. 3.9. Схема размещения блоков УФ-ламп параллельно
потоку сточных вод в проточном железобетонном канале
34
Составление сравнительной таблицы методов
обеззараживания сточных вод
Составить сравнительную таблицу методов обеззараживания
(табл. 3.12).
Таблица 3.12
Метод
Какие факторы
Необходимое
Достоинства
влияют
оборудование
и недостатки метода
на эффективность
(основное и
достоинства недостатки
обеззараживания? вспомогательное)
1. Хлорирование
2. Озонирование
3. Обработка
УФ-лучами
4. Проект аспирационной установки
Многие технологические процессы в различных отраслях
промышленности сопровождаются выделением пыли. Для удаления пыли от мест их выделения служат аспирационные установки, которые представляет собой системы, состоящие из приемника загрязнения (капсюляция, укрытия, зонты и др.), воздуховодов, вентилятора и пылеуловителей.
Образующиеся твердые частицы удаляются воздушным
потоком, создаваемым воздухоприёмником (пылеприемником) в
зоне выделения пыли.
В централизованных аспирационных установках (рис. 4.1)
пылеприемники 1 от нескольких источников пылевыделения соединены с общим магистральным воздуховодом 2.
35
Рис. 4.1. Схема аспирационной установки
В централизованных аспирационных установках (рис. 4.1)
пылеприемники 10, 11 и 12 ,установленные на аппаратах – источниках пылевыделения, соединены с общим магистральным
воздуховодом 1 – 2 – 3. Запыленный воздух по магистральному
воздуховоду направляется вентилятор 6, а далее в пылеуловитель
7. Очищенный воздух через вытяжную шахту 8 поступает в атмосферу.
В зависимости от степени опасности и количества выделяемых загрязнений применяются различные конструкции укрытий.
Капсюляция – это герметическое укрытие, полностью изолирующее машину или агрегат от помещения. Выделяющаяся
при работе машины пыль удаляется вместе с отсасываемым воздухом.
Местные укрытия ограждают только те части машины, при
работе которых выделяются загрязнения. Например, пылеприемник при обработке деталей фрезерованием представляет собой
кожух, закрывающий фрезу. Из этого кожуха вместе с воздухом
отсасывается образующаяся пыль
Столы с встроенным отсосом воздуха (бункеры), у которого
часть поверхности стола – сетка или решетка.
36
Вытяжные зонты и колпаки применяются в тех случаях, когда по технологическим условиям нельзя применить герметичные
укрытия. Вытяжные зонты устанавливаются над источником выделения загрязнения.
Боковые отсосы располагаются за источником или сбоку
источника загрязнения. Для улучшения удаления загрязняющих
примесей производится передувка приточными струями воздуха
по направлению к вытяжным отверстиям.
Воздуховоды аспирационных установок представляют собой сложные разветвленные системы с большим числом местных
сопротивлений - внезапные и плавные расширения и сужения,
повороты (отводы), тройники и др.
Воздуховоды обычно делают из стали толщиной 0,8 -1 мм
круглой или прямоугольной формы. Для воздуховодов круглой
формы принят следующий ряд внутренних диаметров, мм: 100,
125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560,
630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000. Нормируемые размеры поперечного сечения прямоугольных воздуховодов приведены в литературе [1].
В качестве пылеуловителей могут быть использованы аппараты различных конструкций – фильтры, циклоны, скрубберы и др.
В аспирационных установках для перемещения воздуха
применяются главным образом центробежные (радиальные) вентиляторы.
Расчет аспирационной установки
Расчет аспирационной установки заключается в определении расхода воздуха и гидравлического сопротивления воздуховода ∆p. По данным расчета выбирается вентилятор и пылеуловитель.
Вначале составляется аксонометрическая схема аспирационной установки и сперва номеруются участки воздуховода, образующие магистральную линию от самого удаленного пылеприемника до вытяжной шахты (1 – 2 – 3 ), а затем боковые отводы
(4, 5).
37
4.1. Расчет расхода воздуха через пылеприемник на первом
участке.
Расход воздуха для пылеприемников рассчитывается по
следующим формулам
зонт
(4.1)
Q  Ax 2 ,
бункер
(4.2)
Q  2aL ,
щель
(4.3)
Q  bL0 ; 0  1,1x 0,25bB ,
где A – коэффициент;  – скорость воздуха в области выделения
пыли, м/c; x – расстояние от источника образования пыли до зонта, м; a – ширина бункера, м; L – длина бункера или щели, м; 0
– скорость воздуха в щели, м/с.
Диаметр участка воздуховода определяют по формуле
d (
4Q 0,5
) ,

(4.4)
где Q – расход воздуха в воздуховоде, м3/с.
Скорость воздуха в воздуховодах должна быть больше скоростей витания и трогания твердых частиц, чтобы избежать засорения горизонтальных участков и местных сопротивлений.
Скорости движения воздуха в воздуховодах в зависимости
от вида пылеобразных частиц представлены в табл. 4.1.
Т а б л и ц а 4 . 1 . Рекомендуемые скорости воздуха
в воздуховодах
Вид пыли
Мелкая и легкая сухая пыль
Грубая, тяжелая органическая и неорганическая
пыль
Пыль, содержащая крупные частицы и стружка
Скорость воздуха, м/с
8–10
10–12
12–14
4.2. Выбор стандартного диаметра воздуховода.
4.3. Уточнение расхода воздуха
Q = π d υ / 4.
Критерий Рейнольдса
Re 
38
  dэ
,

(4.5)
(4.6)
где dэ – эквивалентный диаметр воздуховода, м;  – плотность
воздуха, кг/м3 ,  – динамическая вязкость воздуха, Пас .
При турбулентном движении коэффициент трения  зависит
от вязкости воздуха и шероховатости, т. е. высоты выступов на
поверхности стенок воздуховода.
Коэффициент  может быть определен, по формуле
А. Д. Альтшуля
  0,11(
 Э 68 0,25

)
,
d
Re
(4.7)
где Э – эквивалентная шероховатость, т. е. такая шероховатость,
которая дает фактическое значение коэффициента , м;
Энергия воздушного потока расходуется на преодоление
трения о стенки воздуховода и в местных сопротивлениях.
Потери давления на преодоление трения
 2
pТР  
,
d2
где  – коэффициент трения;  – длина воздуховода, м.
(4.8)
Потери давления на преодоление местных сопротивлений
определяются по формуле
 р“.–
 2
 
,
2
(4.9)
где  – коэффициенты местного сопротивления.
Коэффициенты  для различных местных сопротивлений
приведены в прил. 1–4 и справочнике 3
Потери давления в двух параллельных участках должны
быть равны. Если потери давления отличаются более, чем на 5 %,
то для одного из участков необходимо определить новый диаметр
d  d1(
 р1 0,2
) .
р
(4.10)
Если выравнивание давления путем изменения диаметра
воздуховода не привело к выравниванию ∆p, то необходимо на
участке с меньшим значением ∆p установить местное сопротивление – диафрагму с коэффициентом ζ, достаточным для выравнивания гидравлических потерь
39
5.1. Выбор задания для выполнения курсовой работы
Задания для выполнения курсовой работы следует выбирать
по предпоследним цифрам в зачетной книжке: четной цифре соответствует задание по очистке водных сред (см. табл. 4.1), а нечетной - газовых сред (см. табл. 5.2). Затем по последней цифре в
зачетной книжке выбираем индивидуальное задание с соответствующими исходными данными.
Т а б л и ц а 5 . 1 . Исходные данные для расчета по очистке
водной среды
Последнее
число в номере
зачетной
книжки
1
2
3
4
40
Узел очистных
сооружений
сточных вод
Биологическая
очистка
Виды
аппаратов
Биофильтр
Вторичный
отстойник
Исходные
данные
Расход сточных вод
Q = 3500 м3/сутки; БПК
пост. стоков (La) = 320 мг/л;
БПК очищ. стоков (Lt) =
= 20 мг/л; кол-во взвешенных
частиц b =14 мг/л
Механическая Решетка
Расход сточных вод
очистка
Первичный Q = 9300 м3/сутки; кол-во
отстойник
взвешенных веществ b =350
мг/л; кол-во нефтепродуктов
С = 37 мг/л
После механи- Хлораторная Расход Q = 1200 м3/сутки;
ческой очистки установка
кол-во взвешенных веществ
b =25 мг/л; доза хлора Dx = 2
мг/л
Механобиоло- Песколовка расход Q = 7500 м3/сутки;
гическая
Аэротенк
кол-во взвешенных веществ
b = 165 мг/л; La = 290 мг/л;
Lt = 25 мг/л;
Продолжение табл. 5.1
Последнее
число в номере
зачетной
книжки
5
6
7
Узел очистных
сооружений
сточных вод
Виды
аппаратов
Исходные
данные
Узел
Ионообмен- Расход воды Q = 270
водоподготовки ная установ- м3/сутки; показатели
ка для H-Na- исходной воды: общая
катиониро- жесткость Жо = 4,3 мг-экв/л;
вания воды щелочность Щ = 2,13 мгэкв/л; кол-во взвешенных
веществ не более 5–8 мг/л;
содержание ионов
–
SO24 98 мг/л; ионов Cl
25,4 мг/л
Узел умягчения Одноступен- Расход воды Q = 3900
воды
чатая Naм3/сутки; кол-во взвешенных
катионито- веществ не более 6–8 мг/л;
вая
цветность 28, жесткость
установка
Жо= 5 мг-экв/л, общая карбонатная 1,8 мг-экв/л;
допустимая жесткость умягченной воды Жу = 0,2 мгэкв/л; содержание ионов
ионов Na+ в исходной воде
14 мг/л
Узел обеззара- Озонирую- Расход воды Q = 45300
живания
щая
м3/сутки; дозы озона: макс.
max
установка.
g оз
 5 г/м3, средняя годоРасчет блока
3
ср
озонаторов и вая g оз  2,6 г/м .
контактной Рабочее напряжение, подводимое к озонатору
камеры
ua = 19000 В, круговая частота тока w = 50 Гц, электрическая емкость соответственно
электродов и разрядного
промежутка – (Сэ) = 25,8 мкф
и (Сп) = 0,35 мкф;
продолжительность контакта
озона с водой Т = 8 мин, количество контактных камер
n = 2, глубина слоя воды в
контактной камере H = 4.5 м
41
Окончание табл. 5.1
Последнее
число в номере
зачетной
книжки
8
9
0
Узел очистных
сооружений
сточных вод
Узел физикохимической
очистки
Виды
аппаратов
Исходные
данные
Отстойник,
пневматический
флотатор
Расход сточных вод
Q = 450 м3/сутки; время
флотации tф = 15 мин, коэффициент аэрации kаэр = 0,25,
рабочая глубина флотатора
Hф = 3 м; кол-во взвешенных
веществ 190 мг/л; содержание нефтепродуктов
с = 45 мг/л.
Узел механиче- Решетка,
Расход сточных вод
ской очистки
отстойник
Q = 4300 м3/сутки; кол-во
взвешенных веществ в = 320
мг/л; содержание нефтепродуктов с = 45 мг/л.
Узел осветления Смеситель, Расход сточных вод
воды
камера
Q = 530 м3/сутки; время прехлопьеобра- бывания воды в камере
зования
t = 30 мин, воды цветные
Т а б л и ц а 5 . 2 . Исходные данные для выполнения расчетов
по газовой среде
Последнее
число
в номере
зачетной
книжки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
42
Пылеприемник
Участки
Щель
Зонт
Бункер
1
2
3
4
5
10
11
12
10
11
12
10
10
11
12
11
12
10
12
10
11
11
12
10
11
12
10
11
11
12
10
12
11
12
10
25
17
10
12
22
16
13
20
24
14
5
10
4
11
6
13
9
12
8
7
40
54
31
39
28
49
36
42
30
52
12
16
22
15
17
13
21
18
14
19
21
19
17
18
22
23
22
15
20
16
5. Методические рекомендации к выполнению
курсовой работы
По завершении курсовой работы оформляется пояснительная записка объемом 15–20 с. (правила оформления соответствуют ГОСТ 7.32–2001 «Отчет о научно-исследовательской работе»,
едины для всех создаваемых студентами материалов и приведены, например, в методических указаниях «Итоговая государственная аттестация» для направления подготовки 280700.62 –
«Техносферная безопасность»).
Содержание пояснительной записки к курсовой работе:
1) титульный лист (приложение А);
2) содержание;
3) четыре раздела однотипной структуры в соответствии с
четырьмя темами, рассматриваемыми в курсовой работе:
– постановка задачи и описание метода решения;
– индивидуальное задание по теме;
– расчет аппаратов, составляющих узел очистных сооружений;
4) заключение;
5) список использованных источников.
43
Список рекомендованной литературы
1.Попов М. А. Природоохранные сооружения / М. А. Попов,
И. С. Румянцев. – М.: Колос, 2005. – 520 с.
2. Алексеев Е. В. Физико-химическая очистка сточных вод.
– М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. –
248 с.
3. Водоснабжение / пер. с финского Э. Карттупен. – СПб.:
Новый журнал, 2005. – 688 с.
4. Панов В. П. Теоретические основы защиты окружающей
среды: учеб. пособие / В. П. Панов, Ю. А. Нифонтов, А. В. Панин. – М.: Академия, 2008. - 320 с.
5. Аппараты с зернистым слоем в промышленной экологии:
учеб. пособие / под ред. Р. Ф. Витковской. – СПб.: СПГУТД,
2011. – 90 с.
6. Тимонин А. С. Инженерно-экологический справочник. –
Т. 1-3. – Калуга: Изд. Н. Бочкаревой, 2003. – 840 с.
7. Шаханов В. Д. Расчет пылеуловителей: учеб. пособие. –
СПб: СПГУТД, 2004. – 63 с.
8. Процессы и аппараты защиты окружающей среды: метод.
указания / сост. В. Д. Шаханов. – СПб: СПГУТД, 2005. – 15 с.
9. Справочник инженера по охране окружающей среды (эколога) / под ред. Перхуткина В. П. – М.: Инфра-инженерия, 2006. –
861 с.
10. Чупалов B. C. Воздушные фильтры – СПб.: СПГУТД,
2005. – 167 с.
11. Ветошкин А. Г. Процессы и аппараты защиты окружающей среды: учеб. пособие. – М.: Высшая школа, 2008. – 632 с.
12. Ветошкин А. Г. Процессы и аппараты защиты воздушной
среды. Практикум: учеб. пособие. – М.: Высшая школа, 2009. –
242 с.
13. Витковская Р. Ф. Процессы и аппараты защиты гидросферы: учеб. пособие. – СПб.: СПГУТД. 2005. – 48 с.
14. Методика расчета нормативов допустимых сбросов в
водные объекты: метод. указания / сост. Р. Ф. Витковская,
А. Ю. Смирнов. – СПб.: СПГУТД, 2011. – 45 с.
44
15. Сметанин В. И. Защита окружающей среды от отходов
производства и потребления. – М.: Колос, 2000. – 230 с.
16. Рябчиков Б. Е. Современные методы подготовки воды
для промышленного и бытового использования. – М.: ДеДи
принт, 2004. – 328 с.
17. Гидрохимические показатели состояния окружающей
среды / под ред. Т. В. Гусевой – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. –
192 с.
Журналы:
Экология и промышленность России.
Экология производства.
Экологический вестник России.
Журнал прикладной химии.
Химическая промышленность.
Известия вузов. Сер. Химия и химическая технология.
Промышленная и санитарная очистка газов.
Вода, химия и экология.
45
Приложение А
Титульный лист курсовой работы
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Санкт-Петербургский государственный университет
промышленных технологий и дизайна»
Институт_____________прикладной химии и экологии_______________________
Направление_________20.03.01 (280700.62) Техносферная безопасность __________
Кафедра_____________инженерной химии и промышленной экологии
КУРСОВАЯ РАБОТА
(пояснительная записка)
По дисциплине «Техника и технология защиты окружающей среды»
Узел расчета очистных сооружений
Исполнитель –студент уч. гр.______________
___________ФИО____________________________
Руководитель курсовой работы_________________
оценка________________________________
Санкт-Петербург, 2015
46
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
18
Размер файла
1 339 Кб
Теги
2015, tehnolzos
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа