Показатели качества воды после коагуляции.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 10Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Содержание.

Введение. 5

1.Выбор методов очистки воды. 6

1.1 Показатели качества воды. 6

1.2 Показатели качества воды после коагуляции. 8

1.3 Расчетные полезные расходы воды. 8

1.4 Состав основных очистных сооружений. 9

2.Осветление и обезжелезивание. 9

2.1 Смеситель. 9

2.2 Расчет скорых напорных фильтров. 10

2.3 Расчет контактных резервуаров. 13

3. Умягчение,обессоливание и дегазация воды. 14

3.1 Параллельное Н–Na–катионирование воды. 14

3.2 Расчет Н–катионитовых фильтров I ступени. 15

3.3 Хозяйство для регенерации Н–катионитовых фильтров. 19

(кислотное хозяйство). 19

3.4 Расчет Na–катионитовых фильтров I ступени. 20

3.5 Хозяйство для регенерации Na–катионитовых фильтров I ступени. 23

3.6 Расчет анионитовых фильтров I ступени. 26

3.7 Хозяйство для регенерации анионитовых фильтров (содовое хозяйство). 28

3.8 Расчет вакуумных дегазаторов. 29

3.9 Вакуумные дегазаторы для установки параллельного. 32

H–Na–катионирования воды. 32

Список литературы: 34

Введение.

Хлебозавод изготовляет хлебные изделия. Вода в хлебопекарном производстве используется как растворитель соли, сахара и других видов сырья, для приготовления теста 40-70 л на каждые 100 кг муки, для приготовления жидких дрожжей, заварок, заквасок, идет на хозяйственные нужды - мойку сырья, оборудования, помещений, для теплотехнических целей - производства пара, необходимого для увлажнения воздушной среды в расстойных шкафах и печах, для охлаждения печей.

Для всех производственных нужд хлебозавода требуется вода различ­ного качества по содержанию взвеси, растворенных газов, жесткос­ти, щелочности и солесодержанию. Соответственно требованиям к ка­честву и целям водопотребления общий расход воды подразделяется на четыре потока:

I. На производственные нужды;

II. На хозяйственно-бытовые нужды;

III. На охлаждение печей;

IV. На паросиловое хозяйство.

Для производственных и хозяйственных нужд (I,II) хлебозавод использует питьевую воду. Для бесперебойного снабжения водой и создания постоянного напора во внутренней водопроводной сети устанавливают специальные баки с холодной водой. Запас холодной воды должен быть таким, чтобы обеспечить бесперебойную работу предприятия в течение 8 ч. Качество воды, используемой для производственных и хозяйственных нужд, должно удовлетворять требованиям (СанПиН 2.1.4. 559-96).

Для обеспечения завода водой принят по заданию подземный источник водоснабжения № 19. Качество воды в источнике характеризуется следующими основными показателями: содержание взвеси 3,0 мг/л, цветность-12,0⁰, общая жесткость – 4,0 мг-экв/л, щелочность – 3,0 мг-экв/л, pH - 7,3. Показатели качества исходной воды не отвечают требованиям технологов по всем потокам (см. табл.1).

Для улучшения качества исходной воды определены следующие основные виды ее очистки для потоков: I,II,III - полное осветление и обезжелезивание; IV- умягчение, дегазация, обессоливание.

Очистку исходной воды принято в данном проекте производить следующими методами: 1) фильтрование коагулированной воды; 2) аэрация и фильтрование; 3) катионитовый по схеме: Na-катионитовые фильтры I ступени; 4) H-катионитовые фильтры I ступени; 5) Ионный обмен по одноступенчатой схеме 6) вакуумной дегазации - Н – Na - катионированной воды для удаления 0₂ и С0_2.

Очистку воды принятыми методами проектируется осуществлять на очистных сооружениях в составе станций: осветления, фильтро­вальной, умягчения и обессоливания.

В соответствии с принятым составом сооружений (см.техноло­гическую схему) исходная вода насосной станцией I подъема одним потоком подается в смесители, где смешивается с коагулянтом – хлорное железо. Коагулированная вода из смесителей поступает на скорые напорные фильтры, в ко­торых задерживается основная масса взвеси (на этой стадии очист­ки все потоки возможно объединить). Полностью осветленная вода подается в контактный резервуар. Из контактного резервуара подаются на напорные фильтры, после фильтров поступает в резервуары чистой воды. Из РЧВ во­да забирается двумя группами насосов. Насосами первой группы (I,II,III поток) осветленная и обезжелезивная вода подается в сеть, где разбивается на 3 потока: Насосами второй группы (IV поток) осветленная и обезжелезивная вода подается на Na-катионитовые фильтры I ступени, на H-катионитовые фильтры I ступени, на анионитовые фильтры, вакуумной дегазации - Н – Na - катионированной воды для удаления 0₂ и С0_2.

Выбор методов очистки воды.

Показатели качества воды.

Для выбора методов очистки воды из источника № 19 производим определение недостающих данных по характеристике ее качества.

1) Содержание свободной углекислоты - 14 мг/л (по графику рис. 2 [5]).

2) Солесодержание надим по формуле:

СО=

где - концентрация каждого из катионов, мг/л (за исключением Fe³⁺);

- концентрация каждого из анионов, мг/л (за исключением SiO₂)

- концентрация железа окисного, мг/л Fe³⁺ (если кон­центрация железа окисного в результатах анализа да­на в виде Fe₂O₃ то этoй величиной заменяют слага­емое 1,43 );

концентрация кремнекислоты, мг/л;

- концентрация ионов HCO₃^-, мг/л.

CO= 99,44+273,84+12,87+0,12-92,99=293,27 мг/л =0,3 гр/л

Примечание. Концентрация катионов и анионов в воде источника (см. приложение II) выражена в мг-экв/л. Для определения солесодержания следует перевести концентрацию в мг/л.

3) Показатель стабильности определяется с помощью графика рис.1[5] по формуле:

pH_s=f₁(t)-f₂(Ca²⁺)-f₃(Щ)+f₄(P)

J=pH_o- pH_s

где pH_s - рН равновесного насыщения воды карбонатом кальция;

f(t)- величина, зависящая от температуры воды, t = 30 ⁰C;

f(Ca²⁺)- величина, зависящая от содержания в воде кальция;

f₃(Щ)- величина, зависящая от общей щелочности воды;

f₄(P)- величина, зависящая от общего солесодержания воды, которое можно принимать равным сухому остатку (CO);

J - индекс насыщения (показатель стабильности);

рН_о - показатель концентрации водородных ионов исходной воды.

pH_s=1,9-1,75-1,5+7,0=5,65

J=7,3-5,65=1,65

Выбор методов очистки воды производится путем сопоставления показателей качества воды в заданном источнике водоснабжения с требуемыми для заданного предприятия (табл.1). В результате сравнения вы­являются показатели качества воды, которые необходимо либо изме­нить, либо устранить. По качественным показателям воды, подлежащим изменению или устранению, следует определить виды очистки и выбрать возможные методы очистки вод пользуясь данными прило­жения III к методическим указаниям.

Таблица 1

На основании сопоставления данных табл. I необходимы следую­щие виды очистки воды по потокам:

I - полное осветление и обезжелезивание;

II - умягчение, дегазация, обессоливание.

Во всех потоках имеются одинаковые виды очистки воды. При выборе методов очистки воды изыскиваем возможность объединения потоков. Пользуемся рекомендациями, приведенными в приложении III.

Для полного осветления, обесцвечивания, понижения содер­жания железа в воде для всех потоков принимаем метод коагулирования с последующим фильтрованием. В осветленной воде будет содержаться взвеси до 1,5 мг/л, железа - 0,05 мг/л. Качество осветленной воды будет соответство­вать норме требования для I потока.

После этой ступени очистки вода для I потока подается в сеть для I,II,III. Вода для IV потоков требует дополнительной очистки. Умягчение воды для II потока до 0,015 мг-экв/л и содержания O₂ до 1,0 возможно осуществить методам параллельный-Н - Nа-катионированием с последующим соеди­нением потоков воды и вакуумной ее дегазацией.

Понижение солесодержания в воде до 15 мг/л (обессоливание) для II потока возможно осуществить по одноступенчатой схеме: по­следовательным Н-катионированием и аннотированием воды с после­дующей дегазацией

Смеситель.

Исходные данные для расчета:

1) Расчетные расходы (см. табл. 3):

суточный Q = 650 м³/сут

максимальный часовой q_макс.ч = 28 м³/ч

2) Содержание взвеси в фильтрованной воде 1,5 мг/л.

Для смешения реагентов и обрабатываемой воды в состав сооружений станции водоподготовки предусматривается смесители гидравлического типа (в частности вихревой). Смесительные устройства должны обеспечивать последовательное введение реагентов.

Согласно производительности станции очистке q = 28 м³/ч, принимаем вихревой смеситель предложенный ВНИИВОДГЕО.

Принимаем два смесителя с производительностью каждого: 28 м³/ч. Определим площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя:

f_в=q_см/V_в, м³

где, V_в= 90 - 100 м/с - скорость восходящего движения воды на уровне водосборного устройства.

f_в=28/90=0,3 м³

Размеры верхней части смесителя принимаем квадратной в плане, его стороны:

b_в= = =0,6 м, a_в= b_в=0,6 м.

Определим диаметр трубопровода, с входной скоростью v_н = 1,2 - 1,5 м/с, q_см = 101 л/с; v_н = 1,17 м/с; Д = 90 мм; 1000i = 31,6. Так как внешний диаметр подводящего трубопровода Д^вн = 92 мм, размер нижней части смесителя 0,09 • 0,09, а площадь нижней горизонтальной части пирамиды f_н=0,09²=0,008 м².

Принимаем центральный угол . Находим необходимые параметры смесителя.

h_н=0,5(b_в- b_н)ctg(40/2)=0,5(0,6-0,09)•2,747=0,71 м

объем пирамидальной части:

W_н=1/3• h_н(f_в+ f_н+ )=1/3•0,71(0,3+0,008+ )=0,2 м³.

полный объем:

W=(q_см•t/60)=28•2/60=0,9 м³

где t = 2 мин - продолжительность смешения реагента с массой воды.

объем верхней части:

W_в= W- W_н=0,9-0,2=0,7 м³

высота верхней части:

h_в= W_в/ f_в=0,7/0,3=2,3 м

полная высота:

h=h_н+h_в+h_стр=0,71+2,3+0,3=3,34 м

где h_стр = 0,3 м - строительный запас.

Воду собирают в верхней части смесителя периферийным лотком через затопленные отверстия. Скорость движения воды в лотке v_л = 0,6 м/с. Вода, протекающая по лоткам в направлении бокового кармана, разделяется на два параллельных потока. Потому расчетный расход каждого потока:

q_л=q_см/2=28/2=14 м³/ч

Площадь живого сечения сборного лотка:

w_л= q_л/V_л•3600 = 42/0,6•3600=0,02 м²

Определим ширину лотка, считая его сечение квадратным:

b_л= = =0,14 м

Тогда расчетная высота слоя воды в лотке:

h_л= w_л/b_л=0,02/0,14=0,14 м

Уклон лотка принимаем i_л=0,02.

Определим площадь всех затопленных отверстий в стенках лотка:

F_о=q_см/V_о•3600=14/1•3600=0,003 м²

где V_o = 1 м/с - скорость движения воды в отверстиях лотка.

H–Na–катионирования воды.

1) Расчетный расход воды q_ср.ч = 2,9 м³/ч.

2) Предельная концентрация кислорода в дегазированной воде 1 г/м³; углекислоты 5 г/м³.

3) Содержание растворенного кислорода в исходной воде 10,2 г/м³.

4) Содержание углекислоты:

а) в Н–катионированной воде (СО₂)^Н=146,32 г/м³

б) в Na–катионированной воде (СО₂)_исх = 26,2 мг/л

в) средняя концентрация СО₂ в воде, поступающей в дегазатор 29 мг/м³

СО₂=

Так как средняя концентрация СО2 меньше предельной концентрации 5 г/м³, то дегазацию проводим по кислороду.

5) Расчетную температуру воды принимаем t=5^оC.

6) Насадку в дегазаторе принимаем из колец Рашига размером 25х25х3 мм.

Расчетные данные:

1) Необходимая площадь поперечного сечения дегазатора

принимаем 3 дегазаторов диаметром 2 м.

2) Площадь поверхности насадки для удаления из воды:

а) кислорода

где – количество кислорода, кг/ч, подлежащее удалению

из воды. Определяется по формулам:

– средняя движущая сила процесса десорбции, кг/м³, определяемая по формулам:

=

где – коэффициент десорбции, м/ч (величина скорости вытеснения из жидкости поглощенных ею газов и парообразных продуктов). Величины =0,32 м/ч.

Объем колец Рашига

4) Высота загрузки колец Рашига при диаметре дегазатора 2,0 м

5) Объем парогазовой смеси, удаляемой из дегазатора,

где – парциальное давление газа в воде на выходе его из дегазатора,

отвечающее равновесному состоянию и определяемое по формуле:

– растворимость углекислоты в воде, г/м³, при данной температуре

и парциальном давлении 1 ат.

6) Объем парогазовой смеси, приведенный к нормальным условиям

где – давление парогазовой смеси, кг/см², в дегазаторе, соответствующее

точке кипения воды при данной температуре.

Для создания вакуума в дегазаторах принимаем к установке один вакуумный агрегат типа АВМ – 150 (производительность 100 л/сек, предельный вакуум 0,006 кг/см², N=2,8 кВт, n=1500 об/мин.).

Список литературы:

1) Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Стройиздат, 1982.

2) Сомов М.А. Водопроводные системы и сооружения. Стройиздат, 1988.

3) Николадзе Г.И., Кастальский А.А., Минц Д.М. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. М., 1984.

4) Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. Стройиздат, 1971.

5) СНиП 4.01-02-2001. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Астана, 2002.

6) Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий. Стройиздат, 1978.

7) Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды (Примеры и расчеты). Стройиздат, 1964.

8) Кульский А.А. и др. Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов. Госстройиздат УССР, 1961.

9) Николадзе Г.И. Обезжелезивание природных и оборотных вод. М., 1978.

10) Кургаев Е.Ф. Осветлители воды. М., 1977.

11) Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. Стройиздат, 1978.

12) Лапотышкина Н.П., Сазонов Р.П. Водоподготовка и водно-химический режим тепловых сетей. М., 1982.

Содержание.

Введение. 5

1.Выбор методов очистки воды. 6

1.1 Показатели качества воды. 6

1.2 Показатели качества воды после коагуляции. 8

1.3 Расчетные полезные расходы воды. 8

1.4 Состав основных очистных сооружений. 9

2.Осветление и обезжелезивание. 9

2.1 Смеситель. 9

2.2 Расчет скорых напорных фильтров. 10

2.3 Расчет контактных резервуаров. 13

3. Умягчение,обессоливание и дегазация воды. 14

3.1 Параллельное Н–Na–катионирование воды. 14

3.2 Расчет Н–катионитовых фильтров I ступени. 15

3.3 Хозяйство для регенерации Н–катионитовых фильтров. 19

(кислотное хозяйство). 19

3.4 Расчет Na–катионитовых фильтров I ступени. 20

3.5 Хозяйство для регенерации Na–катионитовых фильтров I ступени. 23

3.6 Расчет анионитовых фильтров I ступени. 26

3.7 Хозяйство для регенерации анионитовых фильтров (содовое хозяйство). 28

3.8 Расчет вакуумных дегазаторов. 29

3.9 Вакуумные дегазаторы для установки параллельного. 32

H–Na–катионирования воды. 32

Список литературы: 34

Введение.

Хлебозавод изготовляет хлебные изделия. Вода в хлебопекарном производстве используется как растворитель соли, сахара и других видов сырья, для приготовления теста 40-70 л на каждые 100 кг муки, для приготовления жидких дрожжей, заварок, заквасок, идет на хозяйственные нужды - мойку сырья, оборудования, помещений, для теплотехнических целей - производства пара, необходимого для увлажнения воздушной среды в расстойных шкафах и печах, для охлаждения печей.

Для всех производственных нужд хлебозавода требуется вода различ­ного качества по содержанию взвеси, растворенных газов, жесткос­ти, щелочности и солесодержанию. Соответственно требованиям к ка­честву и целям водопотребления общий расход воды подразделяется на четыре потока:

I. На производственные нужды;

II. На хозяйственно-бытовые нужды;

III. На охлаждение печей;

IV. На паросиловое хозяйство.

Для производственных и хозяйственных нужд (I,II) хлебозавод использует питьевую воду. Для бесперебойного снабжения водой и создания постоянного напора во внутренней водопроводной сети устанавливают специальные баки с холодной водой. Запас холодной воды должен быть таким, чтобы обеспечить бесперебойную работу предприятия в течение 8 ч. Качество воды, используемой для производственных и хозяйственных нужд, должно удовлетворять требованиям (СанПиН 2.1.4. 559-96).

Для обеспечения завода водой принят по заданию подземный источник водоснабжения № 19. Качество воды в источнике характеризуется следующими основными показателями: содержание взвеси 3,0 мг/л, цветность-12,0⁰, общая жесткость – 4,0 мг-экв/л, щелочность – 3,0 мг-экв/л, pH - 7,3. Показатели качества исходной воды не отвечают требованиям технологов по всем потокам (см. табл.1).

Для улучшения качества исходной воды определены следующие основные виды ее очистки для потоков: I,II,III - полное осветление и обезжелезивание; IV- умягчение, дегазация, обессоливание.

Очистку исходной воды принято в данном проекте производить следующими методами: 1) фильтрование коагулированной воды; 2) аэрация и фильтрование; 3) катионитовый по схеме: Na-катионитовые фильтры I ступени; 4) H-катионитовые фильтры I ступени; 5) Ионный обмен по одноступенчатой схеме 6) вакуумной дегазации - Н – Na - катионированной воды для удаления 0₂ и С0_2.

Очистку воды принятыми методами проектируется осуществлять на очистных сооружениях в составе станций: осветления, фильтро­вальной, умягчения и обессоливания.

В соответствии с принятым составом сооружений (см.техноло­гическую схему) исходная вода насосной станцией I подъема одним потоком подается в смесители, где смешивается с коагулянтом – хлорное железо. Коагулированная вода из смесителей поступает на скорые напорные фильтры, в ко­торых задерживается основная масса взвеси (на этой стадии очист­ки все потоки возможно объединить). Полностью осветленная вода подается в контактный резервуар. Из контактного резервуара подаются на напорные фильтры, после фильтров поступает в резервуары чистой воды. Из РЧВ во­да забирается двумя группами насосов. Насосами первой группы (I,II,III поток) осветленная и обезжелезивная вода подается в сеть, где разбивается на 3 потока: Насосами второй группы (IV поток) осветленная и обезжелезивная вода подается на Na-катионитовые фильтры I ступени, на H-катионитовые фильтры I ступени, на анионитовые фильтры, вакуумной дегазации - Н – Na - катионированной воды для удаления 0₂ и С0_2.

Выбор методов очистки воды.

Показатели качества воды.

Для выбора методов очистки воды из источника № 19 производим определение недостающих данных по характеристике ее качества.

1) Содержание свободной углекислоты - 14 мг/л (по графику рис. 2 [5]).

2) Солесодержание надим по формуле:

СО=

где - концентрация каждого из катионов, мг/л (за исключением Fe³⁺);

- концентрация каждого из анионов, мг/л (за исключением SiO₂)

- концентрация железа окисного, мг/л Fe³⁺ (если кон­центрация железа окисного в результатах анализа да­на в виде Fe₂O₃ то этoй величиной заменяют слага­емое 1,43 );

концентрация кремнекислоты, мг/л;

- концентрация ионов HCO₃^-, мг/л.

CO= 99,44+273,84+12,87+0,12-92,99=293,27 мг/л =0,3 гр/л

Примечание. Концентрация катионов и анионов в воде источника (см. приложение II) выражена в мг-экв/л. Для определения солесодержания следует перевести концентрацию в мг/л.

3) Показатель стабильности определяется с помощью графика рис.1[5] по формуле:

pH_s=f₁(t)-f₂(Ca²⁺)-f₃(Щ)+f₄(P)

J=pH_o- pH_s

где pH_s - рН равновесного насыщения воды карбонатом кальция;

f(t)- величина, зависящая от температуры воды, t = 30 ⁰C;

f(Ca²⁺)- величина, зависящая от содержания в воде кальция;

f₃(Щ)- величина, зависящая от общей щелочности воды;

f₄(P)- величина, зависящая от общего солесодержания воды, которое можно принимать равным сухому остатку (CO);

J - индекс насыщения (показатель стабильности);

рН_о - показатель концентрации водородных ионов исходной воды.

pH_s=1,9-1,75-1,5+7,0=5,65

J=7,3-5,65=1,65

Выбор методов очистки воды производится путем сопоставления показателей качества воды в заданном источнике водоснабжения с требуемыми для заданного предприятия (табл.1). В результате сравнения вы­являются показатели качества воды, которые необходимо либо изме­нить, либо устранить. По качественным показателям воды, подлежащим изменению или устранению, следует определить виды очистки и выбрать возможные методы очистки вод пользуясь данными прило­жения III к методическим указаниям.

Таблица 1

На основании сопоставления данных табл. I необходимы следую­щие виды очистки воды по потокам:

I - полное осветление и обезжелезивание;

II - умягчение, дегазация, обессоливание.

Во всех потоках имеются одинаковые виды очистки воды. При выборе методов очистки воды изыскиваем возможность объединения потоков. Пользуемся рекомендациями, приведенными в приложении III.

Для полного осветления, обесцвечивания, понижения содер­жания железа в воде для всех потоков принимаем метод коагулирования с последующим фильтрованием. В осветленной воде будет содержаться взвеси до 1,5 мг/л, железа - 0,05 мг/л. Качество осветленной воды будет соответство­вать норме требования для I потока.

После этой ступени очистки вода для I потока подается в сеть для I,II,III. Вода для IV потоков требует дополнительной очистки. Умягчение воды для II потока до 0,015 мг-экв/л и содержания O₂ до 1,0 возможно осуществить методам параллельный-Н - Nа-катионированием с последующим соеди­нением потоков воды и вакуумной ее дегазацией.

Понижение солесодержания в воде до 15 мг/л (обессоливание) для II потока возможно осуществить по одноступенчатой схеме: по­следовательным Н-катионированием и аннотированием воды с после­дующей дегазацией

Показатели качества воды после коагуляции.

В качестве коагулянта принимаем хлорное железо FeCl₃. Доза коагулянта по FeCl₃ для очистки воды с содержанием взвеси 3 мг/л мо­жет быть принята равной 25 мг/л (табл. 16, СНиП 2.04.02-84) Доза коагулянта по цветности

Д_к=4

Д_к=4 =13,9 мг/л.

Принимаем дозу коагулянта 15 мг/л.

Необходимость подщелачивания воды при коагуляции

Д_щ = 28 (0,0178 Д_к - Щ + 1) мг/л.

Д_щ = 28 (0,0176 • 15 - 3,0 + 1) =-48,52 мг/л.

Отрицательная доза извести указывает на то, что подщелачивания не требуется.

Показатели качества воды после добавления коагулянта (см. 11.2):

1) Количество взвеси

С = М + КД_к + 0,25Ц + В

С = 3,0 + 0,8 • 15 + 0,25 • 12 + 0 = 18 мг/л.

2) Щелочность

Щ = Щ₀ – (Д_к/е)

Щ = 3,0 – (15/54) = 2,73 мг-экв/л.

3) Количество углекислоты

С0₂ = (С0₂)₀ + 44 (Д_к/е)

С0₂ = 14 + 44 • (15/54) = 26,2 мг/л.

4) Реакция рН_о = 7,47 (по номограмме, стр. 104 СНиП 2.04.02-84).

5) Показатель стабильности

pH_s = 1,9-1,75-1,43+7,0=5,72

J= 7,47 – 5,72 = 1,75

Стабилизация воды не требуется.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США