Очистка сточных вод от ионов меди

Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………….3

Исходные данные………………………………………………………………..4

1.1 Расчет резервуара-усреднителя……………………………………..……..7

1.2 Расчет электрокоагулятора с алюминиевыми электродами ……...……..10

1.3 Расчет камеры реакции ……………………………………………………14

1.4 Расчет вертикального смесителя..…………………………………….…16

1.5 Расчет вертикального отстойника со встроенной камерой хлопьеобразования………………………………………………………………..17

1.6 Расчет фильтра с плавающей загрузкой………………………..…..……..23

1.7 Расчет сорбционного фильтра………….………………………………….27

1.8 Расчет резервуара чистой воды ….…………………….………………….28

1.9 Расчет резервуара промывной воды ………………….…………………..29

1.10 Приготовление известкового молока…………………………………....29

Список используемой литературы……………………………………..……...31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Водоотводящие системы промышленных предприятий - это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для решения вопросов рационального использования природных ресурсов и предотвращения загрязнения водоемов промышленными отходами. Как известно, основные мероприятия по охране водных источников реализуются по следующим направлениям.

1.Сокращение потребления свежей  воды и сброса, использованной  на предприятии:

а) введение повторного и многократного  применения сточных вод либо в  серии последовательных операций, допускающих потребление воды улучшенного качества, либо с устройством локальных очистных сооружений, восстанавливающих качество воды;

б) создание на предприятии замкнутых  циклов или систем водопользования, исключающих или резко сокращающих расход сточных вод, отводимых в водоем;

в) развитие технологических процессов  мало – или безводного характера.

2.Очистка сточных вод от загрязнений до уровня, допускающего сброс в водоем или в водоотводящую сеть того населенного пункта, в котором расположено промышленное предприятие. При определении необходимой глубины очистки стоков и выборе наиболее эффективных методов и сооружений.

Одновременно  с решением вопросов сбора, отведения  и очистки сточных вод должен рассматриваться и комплекс мероприятий по использованию, обезвреживанию или ликвидации осадков, шламов, задерживаемых или образующихся в процессе очистки.

 

 

Исходные  данные

 

Вид промышленности – электротехническая промышленность.

Предприятие – завод низковольтной аппаратуры.

Характеристика завода:

На заводах  изготавливают масляные выключатели 6-10 кВ и 35-110 кВ, воздушные выключатели 330-500 кВ с литой изоляцией, разъединители 10-750 кВ, разрядники 220 кВ и другие изделия  и аппараты. На предприятиях низковольтной  аппаратуры изготавливают комплектные устройства, магнитные  пускатели, реле управления и т. д.

Система водоснабжения  оборотная прямоточная.

Вода оборотная  первой категории, используемая для  охлаждения машин для контактной и точечной сварки, выпрямительных агрегатов, индукционных печей, компрессоров, подвергается только нагреву, не загрязняясь. Вода оборотная второй категории, применяется в гидрофильтрах окрасочных камер, только загрязняется не нагреваясь. Свежая техническая вода расходуется на промывку вентиляционных систем, заполнение и промывку систем оборотного водоснабжения гидрофильтров окрасочных камер, на подпитку системы оборотного водоснабжения. Вода питьевого качества используется для нужд гальванического цеха и мытья полов.

Для отвода сточных  вод предусматривают три канализационные сети: 1) производственных стоков, загрязненных взвешенными веществами, краской и нефтепродуктами  (от мокрой  очистки воздуха, гидроиспытательных стендов, закалочных ванн, окрасочных камер); 2) производственных стоков, загрязненных кислотами, щелочами, солями тяжелых металлов (от цехов гальванических покрытий); 3) бытовых стоков.

Производственные  сточные воды, загрязненные взвешенными  веществам, краской нефтепродуктами, проходят очистку на локальных установках – гряземаслобензоуловителях и  краскоуловителях. Сточные воды от гальванического цеха проходят очистку на специальных очистных сооружениях реагентного типа. Очищенные производственные стоки совместно с бытовыми направляют в городскую канализацию.

Нормативные требования к качеству воды, используемой для охлаждения, приведены в таблице 1. В оборотной воде второй категории допускается содержание взвешенных веществ не более 8 г/л и нефтепродуктов до 0,2 г/л. Остальные показатели не нормируются.

Сточные воды от производств низковольтной и  высоковольтной аппаратуры содержат взвешенные вещества, краски, нефтепродукты, кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов.

• Среднесуточное количество выпускаемых в водоемы производственных сточных вод на единицу измерения (завод низковольтной аппаратуры, производство контакторов): Q_сут = 125,06 м³;
• Количество выпускаемых частей. в сутки: N= 20шт;
• Время одной смены: t=8 ч;
• Коэффициент неравномерности К=1,3.

Таблица 1. Требования к воде, используемой на заводах  низковольтного оборудования

Показатели	Единица измерения	Техническая вода
Взвешенные вещества	мг/л	10
Цветность	град	20
Жесткость	мг-экв/л	6
Окисляемость	мгО/л	5
Нитриты	мг/л	1
Сульфаты	мг/л	100
Хлориды	мг/л	50
Остаточный хлор	мг/л	5
Железо	мг/л	0,3
Сероводород	мг/л	Отсутствие
Йод	мг/л	Отсутствие

 

Таблица 2. Характеристика сточных вод, загрязненных щелочами, кислотами, солями тяжелых металлов, от заводов низковольтной аппаратуры

Показатели	Единица измерения	Сточные воды
		до очистки	после очистки электрокоагуляцией, фильтрацией, реагентной очистки
Взвешенные вещества	мг/л	50	До 10
Cu2+	мг/л	100	До 2,7
рН	—	3	7
SO2-4	мг/л	120	0
Сухой остаток	мг/л	1000-2000	1000-2000
Окисляемость	мгО/л	115	10
БПК5	мгО2/л	20	15
Температура	мг/л	15-20	10-15

 

Расчет сточных  вод, поступающих от промышленного предприятия:

Q_сут = N∙q; Q_сут = 4,81∙20=96,2 м³/сут;

Q_час ^расч =

; Q_час ^расч = ∙1,3= 15,63 м³/ч;

Q_сут ^расч=15,63∙8 = 125,06 м³/сут.

Таблица 3. Общий объем загрязненной воды

Qсут, м3/сут	Qчас, м3/ч	Qсек, м3/с
125,06	15,63	0,0043

 

 

 

 

 

Технологическая схема очистки сточных вод

 

 

 

 

 

1. Расчет резервуара – усреднителя

 

Концентрации загрязнений  и расходы производственных сточных  вод колеблются в течение суток. Характер этих колебаний в основном зависит от технологического режима производства и вида предприятия. Возможны залповые поступления высококонцентрированных сточных вод.

Высокая концентрация загрязнений:

· отрицательно сказывается на состоянии сетей и оборудования;

· затрудняет работу очистных сооружений.

При поступлении больших залповых расходов расчет очистных сооружений необходимо производить на максимальные расходы, что приводит к неоправданному завышению их объемов. Для усреднения расходов и концентраций устраивают усреднители, что позволяет рассчитывать все последующие сооружения очистки на средние параметры. В качестве усреднителей используют различные емкости, пруды, в которых стоки выдерживают некоторое время. Однако, эти сооружения занимают большие площади и неэффективны, поэтому чаще всего строят специальные резервуары-усреднители. Исходя из исходной концентрации взвешенных веществ (С>500 мг/л) и расхода принимаем усреднитель с барбатером.

Рис. 1. Резервуар-усреднитель

1 – резервуар усреднитель; 2 – барбатер; 3 – выпускное устройство; 4 – выпускная камера; 5 – впускные отверстия, подающие; 6 – лотки

 

Число секций усреднителей необходимо принимать не менее двух, причем обе рабочие. При наличии  в сточных водах взвешенных веществ, следует предусматривать мероприятия  по предотвращению осаждения их в усреднителе. В усреднителях с барботированием или механическим перемешиванием при наличии в стоках легколетучих ядовитых веществ следует предусматривать перекрытие и вентиляционную систему.

Объем резервуара:

W=Q_час∙t = 15,63·8=125,04 м³

где t – период усреднения, ч.

Принимаем два рабочих  отделения глубиной 1,5 м

Площадь одного отделения усреднителя:

F =

= = 41,67 м²

Ширина резервуара 6 м. Длина резервуара:

L_уср =

= = 6,9 м ≈ 9 м

где - ширина резервуара, м.

Принимаем 2 резервуара размером 6х9м.

Расход воздуха  на барботирование:

Q_возд=n_б∙L_б∙q_возд = 2∙8,7∙6 = 104,4 м³/ч = 1,74 м³/мин

где  n_б =1 – количество барбатеров на 3 метра ширины усреднителя; 

Если В=3 м, то  n_б=2 шт→ q_возд=6 м³/час – удельный расход воздуха;

L_б= L_уср-(0,2

0,4)=9-0,3=8,7 м.

Подбираем воздуходувку:

Таблица 4. Подбор воздуходувки

Марка воздуходувки	Подача, м3/мин	Габаритные размеры, мм			Мощность  электродвигателя, кВт
		длина	ширина	высота
ВК-1,5	1,4	660	562	850	4

 

Для дальнейшей подачи воды подбираем 1 рабочий и 1 резервный  насос марки GRUNDFOS UPS 32-60 180 с подачей 12 м³/ч и следующими характеристиками:

Напряжение - 1170 кВт;

Сила тока – 3,6 А;

Высота – 26,9

1.2 Расчет электрокоагулятора с алюминиевыми электродами

 

Электрокоагуляция − это метод превращения примесей коллоидной

степени дисперсности в грубодисперсное состояние, основывается он на множестве физико-химических процессов, протекающих в жидкости под воздействием электрического тока. В случае применения растворимых металлических электродов–электродный процесс сопровождается совокупностью электрохимических явлений и реакций, скорость которых, согласно законам электрохимической кинетики, определяется общим значением потенциала на границе металл-раствор, составом раствора и условиями диффузии компонентов или продуктов реакции в растворе.

Электрокоагуляция применяется для обработки сточных вод, содержащих эмульгированные частицы масел, жиров и нефтепродуктов, хроматы, фосфаты. При коагуляции в резервуаре (электрокоагуляторе) через систему плоских стальных электродов, установленных на расстоянии 10 мм друг от друга, пропускается постоянный ток плотностью 0,6 А/дм² под напряжением 10 - 18 В. Продолжительность контакта - 15 30 с, пропускная способность - 1,5^-3 м³/ч на 1 м³ площади поверхности электродов одного полюса. Эффект очистки - 99%. На рисунке представлена схема конструкции электрокоагулятора, совмещенного с вертикальным отстойником.

Электрохимическое растворение металлов включает две  основные группы процессов: растворение за счет внешнего тока (анодное растворение

металлов) и  химическое растворение в результате взаимодействия металлов с

окружающей средой. Так, на алюминиевом аноде могут протекать химиче-

ские реакции, непосредственно не связанные с  действием электрического тока: