Водоснабжение и водоотведение комбинатов по производству шелковых тканей

 

Введение

В данном курсовом проекте  разработана оборотная система  водоснабжения предприятия по производству шелковых тканей производительностью  по готовому продукту 10т/ сут. Источником водоснабжения является река Москва.

Технологическая схема  по водоподготовке включает следующие сооружения, расчеты которых приведены в курсовом проекте:

- озонаторная установка;

- скорые напорные фильтры;

- адсорбер;

- Na- катионитовые фильтры.

Технологическая схема  оборотного водоснабжения имеет  следующие сооружения:

- волокноуловители;

- микрофильтры;

- нутч- фильтры;

- двухпоточные фильтры;

- адсорберы.

Принята установка для  очистки хозяйственно- бытовых сточных  вод и производственных сточных вод совместно.

Приведены расчеты складского и реагентного хозяйств.

 

1. Выбор технологической схемы водоподготовки и состава очистных сооружений

 

Технологическую схему  воды выбираем в зависимости от качества воды в источнике, которая имеет следующие показатели:

Взвешенные вещества                                                                             30 мг/л

Цветность                                                                                                 18⁰

Fe_общ                                                                                                                  1 мг/л

Нефтепродукты                                                                                       0,5 мг/л

Мутность                                                                                                  800 мг/л

Жесткость                                                                                                 8 мг-экв/л

ПО                                                                                                             40 мг О₂/л

ХПК                                                                                                           80 мг О₂/л

Фенолы                                                                                                      0,05 мг/л

ПАВ                                                                                                            0,5 мг/л

 

В соответствии с требованиями ГОСТ 2874-82  воду необходимо чистить  от:

нефтепродуктов до 0,05 мг/л, от фенолов до 0,001 мг/л, от взвешенных веществ до 1,5 мг/л, от Fe_общ  до 0,3 мг/л, от ПАВ до 0,01 мг/л, от цветности до 20⁰, уменьшить ХПК и ПО.

Воду, используемую на технические  нужды( окончательное полоскание ткани) необходимо умягчить до 1,5 мг-экв/л.

Анализируя исходные данные и требования к качеству питьевой и технической воде, выбираем следующую схему очистки:

  Обезжелезивание озонированием → фильтрование через скорый напорный фильтр → адсорбция → обеззараживание озоном → умягчение через Na- катионитовый фильтр.

Содержащееся в воде железо удаляем  предварительным озонированием. Озон окисляет железо, переводя его в форму гидроокиси железа , выпадающего в виде хлопьев.

Образующийся  будет работать одновременно как коагулянт при удалении взвешенных веществ, которые будут задерживаться вместе с хлопьями в кварцевой загрузке скорых напорных фильтров.

Для удаления из воды нефтепродуктов, фенолов и ПАВ применяем адсорбер с загрузкой из активированного  угля.

Часть воды( осветленной)  подвергается озонированию и идет на хозяйственно- питьевые нужды, другая часть идет на технические нужды( пополнение потерь и промывка аппаратов).

Вода, необходимая на технические нужды, умягчается в Na- катионитовом фильтре одноступенчатой  схемы.

 

 

2. Составление водного баланса

Для водоснабжения завода по производству шелковых тканей необходимо рассчитывать водный баланс. Он позволяет определить безвозвратные потери воды в системе и необходимое добавление, компенсирующее эти потери, расхода воды из источника в систему, а также расход воды, повторно используемой в системе.

Баланс воды в системе расхода оборотной воды состоит из:

, м³/сут

где	-	общее водопотребление  воды,  м3/сут;
	-	общее количество сбрасываемых вод, м3/сут;
	-	общее количество безвозвратных потерь, м3/сут;
		объем оборотно используемой воды, м3/сут, равный 2250м3/сут.

Для производства 1т ткани  необходимо 280 м³ воды, а для 10т шелковой ткани 2800 м³ воды.

,

где	-	потери воды, связанные  с производством ткани, =53 м3/сут;
	-	потери воды в напорном и двухпоточном фильтрах, связанные с его промывкой.

,

где	-	интенсивность промывки фильтра, л/с∙м2;
	-	количество промывок;
	-	продолжительность промывки, сек;
	-	площадь фильтра, м3.

м³/сут.

 м³/сут.

 м³/сут.

Определим объем сбрасываемых вод:

 м³/сут.

Количество добавочной воды равно количеству безвозвратных  потерь:

 м³/сут.

 

3. Критерии рационального использования воды

Эффективность использования в производстве может быть оценена следующими тремя показателями в совокупности.

Техническое совершенство системы водоснабжения оценивается  количеством использованной оборотной воды в процентах:

,

где	Qоб, Qпосл-	количество воды, используемой в обороте и последовательно, м3/сут;
	Qист, Qсыр-	количество воды, забираемой из источника и поступающей в  систему водоснабжения с сырьем и др, м3/сут;
	Qсбр. вод-	количество сточных  вод, сбрасываемых в водоем, м3/сут.

.

Рациональность использования  воды, забираемой из источника, оценивается  коэффициентом использования:

,

.

Безвозвратное потребление  и потери воды:

,

 

 

 

 

• Реагентное хозяйство

Реагентное хозяйство- комплекс сооружений для приема, складирования  товарного реагента, приготовления рабочих растворов и суспензий, дозирования реагентов в обрабатываемую воду.

Выбор вида реагентов и схемы  реагентного хозяйства зависит от качества обрабатываемой воды и требуемой степени очистки, производительности водоочистных сооружений и климатических условий.

Песковое хозяйство

Кварцевый песок- фильтрующий  материал.

Согласно п. 6.215[11] расчет следует  производить из расчета 10%-ого ежегодного пополнения и объема фильтрующей загрузки и дополнительного аварийного запаса на перезагрузку одного фильтра.

Расчет на нужды напорного фильтра.

Общий объем фильтров определяем по формуле:

, м³

где	-	количество фильтров;
	-	площадь одного фильтра, м2;
	-	высота одного фильтра, м.

 м³.

Готовая потребность  в дополнительном количестве песка( 10%- ная догрузка): м³.

Аварийный объем: м³.

Общий объем: м³.

 

Расчет на нужды двухпоточного  фильтра.

Расчет объема фильтров:

 м³.

Готовая потребность  в дополнительном количестве песка( 10%- ная догрузка):

 м³.

Аварийный объем:

 м³.

Общий объем: м³.

Принимаем высоту слоя складирования  песка0,5м, тогда:

 м²,

 м².

Учитываем площадь склада на проходы при k=1,15:

 м².

Принимаем склад с  размерами в плане 7х7м.

 

Определение площади склада для хранения активированного угля

Площадь склада для хранения активированного угля АГ-3 определяем по формуле:

,

где		коэффициент, учитывающий  место на проходы, 1,15;
	Мусут-	необходимая масса угля в сутки , Мусут=398,5+204=602,5 кг/сут;
	Т-	время хранения угля, Т=15 сут;
		насыпная плотность угля, кг/сут;
	h-	высота хранения угля, h=2,5м.

.

Принимаем склад с  размерами 3,5х3,5м.

 

Определение площади склада для хранения сульфоугля

Согласно [10] объем помещения  для хранения сульфоугля рассчитывают на хранение двух катионитовых загрузок фильтра:

.

Принимаем высоту хранения сульфоугля h=2,0м, тогда

.

Учитываем площадь на проходы при  , .

Принимаем склад с размерами в плане 1,5х1,5м (F=2,25м²).

 

Определение площади склада для хранения поваренной соли

Принимаем 30- суточное хранение соли.

Определяем объем соли. Так как на одну регенерацию требуется 89,8 кг соли, то при 30- суточном хранении необходимо 89,8∙10=898 кг, с учетом межрегенерационного времени 3 суток.

При кг/м³ объем соли составит: .

Для хранения соли принимаем  емкость объемом W=1м².

 

 

 

 

 

5.Расчет озонаторной установки

Определяем количество озона для окисления железа:

Определяем  необходимое  количество озона для обеззараживания  воды на хозяйственно- питьевые нужды:

,

где - расход воды на хозяйственно- питьевые нужды;

        q_оз – доза озона, q_оз = 3 г/м³ [1;п.1.71].

.

 По суммарному расходу  принимаем озонатор типа ОП-1 производительностью 1 кг/ч. Принимаем 1 рабочий и 1 резервный.

Так как расход воды на обеззараживание озоном небольшой, то озон( озоно- воздушную смесь) вводим в трубопровод.

Необходимая площадь поперечного  сечения контактной камеры в плане:

F_к =

= = 0,43 м²,

где       Т – продолжительность контакта озона с водой, мин,Т=10 мин=0,17 часа;

n – количество отделений в контактной камере, n=2;

Н – глубина слоя воды в контактной камере, м, Н =4,5-5 м.

Диаметр контактной камеры:

Отношение объема газовой смеси к объему обрабатываемой воды принимаем равным 0,27[4]. Тогда количество озонируемого воздуха, подаваемого в трубопровод, составит:

Для подачи озонированного воздуха в контактную камеру принимаем 2 воздуходувки  (одна резервная) марки ВК-1,5 производительностью 0,13 м³/мин и избыточным давлением 16м.