Анализ устройства системы очистки воды с расчетом параметров отстойника непрерывного действия производительностью 75 т/ч
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
? параметрам этих отстойников.
Таблица 1.1 Числовые значения геометрических параметров отстойников непрерывного действия
ПараметрЧисловые значенияДиаметр, м1,83,66,09,012,015,018,024,030,0Высота, м1,81,83,03,63,53,63,23,63,6Поверхность (площадь) м22,5410,228,263,9113176,6254452706,5
При наличии нескольких последовательно соединенных отстойников можно удалить из осадка до 98% жидкости. Но при необходимости установки ряда отстойников значительных диаметров занимаемая ими площадь будет велика. В целях уменьшения этой площади применяют многоярусные отстойники, состоящие из нескольких аппаратов, установленных друг над другом
Многоярусные аппараты, представляют собой несколько отстойников, поставленных друг на друга и имеющих общий вал для гребковых мешалок. Многоярусность существенно усложняет конструкцию аппарата.
Несложны по конструкции и обладают большой поверхностью отстойники непрерывного действия с коническими полками (рис. 1.4). Поступающая в аппарат суспензия распределяется по каналам между коническими полками, на поверхности которых осаждаются твердые частицы. Осадок сползает по наклонным полкам к стенкам корпуса и затем перемещается в нижнюю часть аппарата, откуда удаляется. Осветленная жидкость поступает в центральную трубу и выводится из верхней части аппарата.
Уровень жидкости
Осадок (пульпа) коническими полками
Рис. 1.4 Отстойник непрерывного действия
Помимо большой поверхности осаждения к достоинствам отстойников этого типа относятся отсутствие движущихся частей и простота обслуживания. Однако влажность шлама в них больше, чем в отстойниках с гребковой мешалкой.
На рис. 1.5 показан отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий. Он представляет собой горизонтальный резервуар с перфорированной перегородкой 2, которая предотвращает возмущение жидкости в отстойнике струей эмульсии, поступающей в аппарат. Поперечное сечение отстойника выбирают таким, чтобы скорость течения жидкости в корпусе 1 аппарата не превышала нескольких миллиметров в секунду и режим течения был ламинарным, что предупреждает смешение фаз и улучшает процесс отстаивания. Расслоившиеся легкая и тяжелая фазы выводятся с противоположной стороны отстойника. Трубопровод для вывода тяжелой фазы соединен с атмосферой для предотвращения засифонивания.
Легкая фаза
Эмульсия Тяжелая фаза
Рис. 1.5 Отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий:
-корпус;
-перфорированная перегородка
Целью выполнения курсовой работы по данной теме является определение геометрических параметров (диаметра, высоты, поверхности осаждения, ) отстойника непрерывного действия и затрат электроэнергии на подачу в него загрязненной воды по числовым значениям заданных исходных данных.
2.Расчет отстойника непрерывного действия
При расчете отстойников основываются на величине скорости осаждения самых мелких частиц суспензии. Размер частиц характеризует числовое значение эквивалентного диаметра частицы - , м (или мкм).
На первом этапе следует определить скорость осаждения (м/с) шарообразной частицы
(2.1)
где - диаметр шарообразной частицы, м; ( = 15 мкм = 15 м);
- плотность частицы, кг/м3; (2600 кг/м3 );
- плотность жидкой среды, кг/м3; (1000 кг/м3 );
- динамический коэффициент вязкости среды (в нашем случае - воды) Па * с. (1 Па * с );
g - ускорение свободного падения (g = 9.81 м/).
= 196.2
После определения величины определяем режим осаждения по значению числа Рейнольдса ():
рассчитывают по формуле:
(2.2)
= = 0.0029
0,2, следовательно режим осаждения ламинарный и среднюю скорость стесненного осаждения многих частиц можно принять:
(2.3)
= 0,5= 98,1 м/с
По рассчитываем площадь (поверхность) осаждения
(2.4)
где: 1,3 - коэффициент запаса поверхности, учитывающий неравномерность распределения исходной суспензии по всей площади осаждения, вихреобразование и другие факторы производственных условий;
- массовый расход исходной суспензии, кг/с (75 т/ч = 20,8 кг/с);
- плотность осветленной жидкости, кг/м3;
- скорость осаждения частиц суспензии, м/с (98,1 м/с);
- удельное содержание твердых частиц соответственно в исходной смеси и осадке, массовые доли, кг тв. частиц / кг системы(= 0,05 кг/кг, = 0,50 кг/кг.)
В нашем случае принимаем: , поскольку средой является вода температура которой колеблется в пределах 5 - 200 С.
F = 1.3 = 1.3 м2 = 248.04 м2
По рассчитанному значению согласно данным табл. 1.1 подбираем стандартный отстойник непрерывного действия поверхность которого превышает рассчитанную, выписываем числовые характеристики его диаметра (м) = 18.0 м, высоты (м) = 3.2 м, площади (м2) = 254 м2. В разделе заключение курсовой работы эти параметры представляем в таблице 3.1.
Формула расчета затрат электроэнергии на подачу воды имеет вид:
(2.5)
где - мощность потребляемая электродвигатели насоса, кВт;
- объемный расход воды, м3/с;
- повышение давление, сообщаемое насосом перекачиваемому потоку и равное полному гидравлическому сопротивлению сети, Па;
- напор создаваемый насосом, м;
- плотность воды, кг/м3;
= 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;
- общий к.п.д. насосной установки. Принимаем = 0,5
определяем по формуле:
(2.6)