Водоснабжение и водоотведение комбинатов по производству шелковых тканей

.

Необходимое количество нутч- фильтров определяем по формуле:

,

.

К установке принимаем 1 рабочий и 1 резервный нутч- фильтр.

 

 

 

13.  Расчет адсорбера для очистки производственных сточных вод

После полоскания шелковых тканей вода имеет в своем составе ПАВ  с концентрацией 0,5 мг/л.

Для очистки воды от ПАВ до ПДК 0,01 мг/л применяем фильтры, загрузкой которых является активированный уголь, - адсорберы.

Применяем активированный уголь марки АГ-3 с насыпной плотностью 450 кг/м³. Продолжительность пребывания воды в адсорбере должна быть 20-40 минут.

Скорость фильтрования -10-15 м/ч [1; прил.4].

Расход угля на очистку  воды от нефтепродуктов составит:

G_у =

,кг/сут

где       с_исх – начальная концентрация нефтепродуктов, мг/л;

             с_кон - конечная концентрация нефтепродуктов, мг/л;

а –сорбционная емкость угля по нефтепродуктам, мг/л;

Qсут-

суточный расход очищаемой воды, м3/сут. Так как на 1т ткани на полоскание умягченной водой требуется 62,5 м3 воды, то на 10т- 625 м3/сут.

 

Расход угля для очистки  от ПАВ :

G_у =

=204 кг/сут.

Объем угля, необходимый на очистку  воды при его плотности р=450 кг/м³, будет равным:

V = G_у /р = 204 / 450 = 0,45 м³.

К установке принимаем  два адсорбера с высотой  h = 2 м, диаметр составит D =1,3 м, V_ад=2,65м³.

Согласно [9] для необходимой  степени очистки воды V_ф=10÷15 м/ч, а время прохождения воды через адсорбер 20-40 мин.

Скорость фильтрования:

v =2H /t = 2∙2 /20 = 12 м/ч,

где       Н – высота фильтрования, м;

t – продолжительность фильтрования, мин.

Время через которое  необходимо производить регенерацию  адсорбера определяем по формуле:

сут.

Через 11,4 суток регенирируем адсорбер. Принимаем 3 адсорбера (1 резервный и 1 рабочий, 1 на регенирацию).

  Расчет распределительной системы

Подача воды осуществляется сверху вниз через перфорированную  трубу спиралевидной формы, диаметром 20 мм, диаметр отверстий 5 мм.

Для равномерного смачивания поверхности загрузки, предупреждения разрушения зерен необходимо обеспечить ламинарный режим подачи воды в адсорбционную установку.

Площадь отверстий в  распределительной системе принимаем 20% от площади фильтра, т.е.

,

Принимаем диаметр одного отверстия 7 мм, тогда площадь одного отверстия f₁=3,85*10^-5 м².

Скорость истечения  жидкости из отверстия

Критерий Рейнольдса

Режим истечения жидкости из отверстий ламинарный.

Расчетная скорость подачи воды в адсорбер обеспечит равномерное распределение жидкости по поверхности адсорбера.

 

Подбор  насоса для подачи воды в адсорбер

Напор насоса определяется по формуле:

,

где        H_ад – высота на которую необходимо поднять воду, м, H_ад =2,5 м;

–сумма потерь на всасывающем  и напорном трубопроводе, =2,5м;

 h_изл – свободный напор при изливе, h_вс,н =1м;

При необходимом напоре 6 м и расходу 10,4 м³/ч принимаем два центробежных насоса (один резервный) марки К 65-50-160 производительностью 25 м³/ч и напором 32 м.

Применяем термическую  регенерацию древесного угля в печи.

 

14. Расчет двухпоточного фильтра

 

Определение размеров фильтра.

Суммарная площадь фильтра:

, м²,

где	Qсут-	Суточный расход сточной  воды, м3/сут, т.к на замачивание 1т шелковой ткани требуется 57 м3 осветленной воды, то на 10т ткани- 570 м3;
	Т-	продолжительность работы фильтра;
	Vрн-	расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч, Vрн=12 м/ч [6];
	n-	число промывок фильтра  за сутки, n=2;
	-	интенсивность промывки, м3/сек∙м2, =15 м3/сек∙м2;
	-	продолжительность промывки, =0,1ч;
	-	продолжительность простоя  фильтра в связи с промывкой, =0,5ч;
	-	продолжительность сброса первого фильтрата, =0,17ч.

.

Количество фильтров определим  по формуле:

, шт

.

Принимаем 1 фильтр АКХ  площадью 2,2 м² с размерами в плане 1,1х 2м.

Подбор состава  загрузки фильтра

Высота песчаной загрузки 1,45м, высота поддерживающего слоя 0,45м. Общая высота загрузки h=1,45+0,45=1,9м, d_э=0,9 мм- эквивалентный диаметр песка. Коэффициент неоднородности К=2÷2,2; V_рн=12 м/ч; V_ф=15 м/ч.

Расчет распределительной  системы фильтра

Расход промывной воды определяем по формуле:

, м³/с

где - интенсивность промывки, =15 л/с∙м²

.

Принимаем скорость движения воды при промывке не более 1,6÷1,7 м/с, тогда диаметр коллектора будет d_кол=160 мм, отвечающий скорости  V_кол=1,64 м/с. Наружный диаметр трубы по ГОСТ 10704-63 равен D_кол=185 мм.

Длина одного ответвления фильтра составит:

, м

.

Так как шаг оси ответвления должен быть l=0,25, то количество ответвлений фильтра будет:

.

Расход промывной воды, приходящейся на одно ответвление, определим  по формуле:

.

Скорость движения воды в начале трубопровода, подводящего ее к отверстиям распределительной системы должна быть не более 1,8÷2,0 м/с. Диаметр ответвления составит d_отв=50мм, что отвечает V_дв.в=1,9 м/с.

Диаметр отверстий в  ответвлениях d₀=10 мм=0,01м, а отношение площади всех ответвлений распределительной системы к площади поперечного сечения общего коллектора: , следовательно, суммарная площадь отверстий составит:

.

Количество отверстий  на каждом ответвлении составит:

, шт

где -площадь отверстия, =0,785м².

.

Расстояние между осями  отверстий при размещении их в  один ряд составит:

, мм

.

 должно быть в пределах 80÷120мм.

Отверстия на трубах распределительной  системы двухпоточного фильтра  должны быть направлены вниз.

Проверим площадь сечения  коллектора распределительной системы  по формуле Д.М. Минца:

,

где	m-	количество ответвлений, m=9 шт;
	fотв-	площадь ответвлений  диаметром 0,05м, fотв=0,785∙0,052=0,0019 м3;
	∑f0-	суммарная площадь отверстий, ∑f0=9∙9∙0,785∙0,012=0,006 м2.

,

 принят верно.

Расчет дренажной  системы фильтра

Дренаж- параллельно уложенные  щелевые трубы, размещенные в  толще фильтрующей загрузки на глубине 500-600 мм от поверхности песка. Расстояние между дренажными трубами l=600 мм.

Количество труб в  фильтре n=2/0,6=4 шт.

Расход фильтровальной воды отводимой каждой дренажной  трубой:

, м/ч

.

Секундный расход воды: q_др=1,8 л/с.

Принимаем трубы из нержавеющей  стали d=100 мм, V_max=0.64 м/с <1 м/с.

Отношение площади щелей к площади загрузки фильтра должно быть .

Необходимую суммарную  площадь щелей определим по формуле:

.

Площадь щелей на одной  трубе f_щ= ∑f_щ/n_др =0,044/4 =0,011 м.

Так как ширина щели должна быть на 0,1 мм меньше величины наиболее мелкой фракции загрузки, принимаем (щель) шириной 0,4 мм и длиной 80мм.

Площадь одной щели: , тогда необходимое количество щелей на одной дренажной трубе:

, шт

.

Окружность трубы по внутренней поверхности составит:

, м

.

Шаг оси щелей по окружности трубы составит:

.

Общее количество рядов  щелей по длине дренажной трубы  составит: 3473/35=10 рядов. Шаг оси щелей по длине трубы: 1100/10=110мм. При длине щели 80 мм, расстояние между щелями по длине трубы будет 110-80=30мм. отношение площади щелей к внутренней поверхности одной дренажной трубы равно:

.

Промывка дренажа производится с интенсивностью .

Общий расход промывной  воды, поступающей в систему дренажной  трубы: =2,2∙12=26,4л/с или на дренажную трубу: q_пр=26,4/=6,6л/с=

=0,0066 м³/с. Скорость в дренажной трубе при d= 125 мм, V=0,53м/с.

Скорость прохода промывной  воды через щели:

.

Правильность выбора диаметра дренажной трубы проверяем из условия наибольшей допускаемой потери напора h=0,4м в слоях песка при проходе воды к дренажу.

Потери напора составят:

, м

где	-	расстояние между дренажными трубами, =0,6м;
	dн-	наружный диаметр дренажной  трубы, dн=140мм;
	kф-	коэффициент фильтрации, определяем по формуле:

,

где	-	диаметр зерен песка, прилегающего к трубам, см, =0,05см;
	-	Кинематический коэффициент  вязкости воды, см2/с.

,

.

Проверка скорости движения воды в конце трубы при l_др=2,5м, d_ф=125мм=0,125м.

, м/с

.

Расчет желобов

Для отвода промывной  воды принято 2 желоба.

Расход воды, приходящий на один желоб, составит:

, л/с

.

Расстояние между осями  желобов: 2/2=1м.

Ширина желоба с полукруглыми основаниями (К=2)

где

-

отношение высоты прямоугольной  части желоба к половине его ширине, =1,5.

Полная конструктивная высота желоба с учетом толщины днища  =0,06м составит:

.

По таблице 40[7]: В=0,31м, Н_к=0,45м, V=0,55м/с.

Высота кромки желоба под поверхностью фильтрующей загрузки:

Кромки всех желобов  располагаются в одной горизонтальной плоскости с допуском 2 мм. Лоткам желобов придается уклон 0,01м по ходу движения воды.

Количество воды, расходуемой на основную нижнюю промывку распределительной системы фильтров:

, %

где

       Т₀- продолжительность рабочего фильтроцикла, Т₀=12 часов.

Количество воды, расходуемой  на промывку:

, %

.

Определение потерь напора при промывке фильтра

1. потери напора в распределительной системе

, м

где	Vкол-	скорость движения воды в коллекторе, равная 1,64 м/с;
	Vрт-	скорость движения воды в распределительных трубах, м/с, равная 1,9 м/с;