Практическая работа "Современные системы водоочистки"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края

«Армавирский механико-технологический техникум»

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №10

ТЕМА: «Расчёт установок типа " блок гидроциклон-отстойник"»

по «МДК 02.02. Реализация технологических процессов эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха»

для специальности

08.02.07. Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции

Составитель:  Казетов С.Н.

преподаватель спец.дисциплин ГБПОУ КК АМТТ

2020

Практическое занятие №10

Тема: «Расчёт установок типа " блок гидроциклон-отстойник"»

Цель: Изучить правила расчета решеток для очистки сточных вод промышленных предприятий

Время выполнения: 2 часа

Порядок выполнения работы:

1)Внимательно изучить теоретический материал;

2)Решить задачи предложенные в работе;

3)Сделать отчет о проделанной работе

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ.

Установки типа " блок гидроциклон-отстойник" (БГО)  предназначена для очистки производственных сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ. Установка типа БГО включает напорные гидроциклоны и отстойники различных конструкций (горизонтальные или вертикальные).  Отстойники могут работать в безнапорном режиме или под избыточным давлением. Если отстойник работает под избыточным давлением, то напорный гидроциклон работают с противодавлением на сливах. Если отстойник работает в безнапорном режиме, то гидроциклон работает с свободным изливом.

 Для повышения производительности гидроциклонов они компануются в батареи. Батареи представляют собой несколько элементарных напорных гидроциклонов, установленных по два в ряд или по кругу, а также конструкции для подведения воды к гидроциклонам и отвода ее с верхних и нижних сливов этих аппаратов.

Количество гидроциклонов, входящих в состав батареи N_ГЦ, шт, составляет

где     Q_р – расход производственных стоков, л/с;

Q_ГЦ – производительность гидроциклона, л/с.

 Производительность гидроциклона, предназначенного для очистки производственных стоков от нефтепродуктов Q_ГЦ, л/с, составляет

Q_ГЦ = Q_н.сл. + Q_в.сл.

где     Q_н.сл. - расход воды через нижний слив гидроциклона, л/с;

Q_в.сл.  - расход воды через верхний слив гидроциклона, л/с.

Величины Q_н.сл. и Q_в.сл. зависят от геометрических характеристик гидроциклонов и технологических параметров процесса очистки воды (давление на входе в гидроциклоны - Р, кгс/см², противодавление на сливах в гидроциклоны - Р_а, кгс/см²,  концентрация нефтепродуктов в исходной воде - С_н, мг/л,  температура исходной воды - Т, ºС).

 Для очистки сточных вод от нефтепродуктов применяются гидроциклоны, диаметр которых составляет 40-100 мм.  Формулы для определения расходов воды со сливов напорных гидроциклонов для очистки сточных вод от нефтепродуктов и эффект очистки от этих загрязнений при работе с противодавлением на сливах могут применяться при давлении на входе в эти аппараты от 0,2 МПа до 0,6 МПа,  при противодавлении на сливах от 0,1 до 0,4 МПа,  температура нефтесодержащих сточных вод от +10 до +40ºС,  концентрация нефтепродуктов от 250 мг/л до 81 г/л.

 Для очистки производственных стоков от взвешенных веществ применяются напорные цилиндроконические гидроциклоны диаметром от 50 до 500 мм.

 Эффект очистки производственных сточных вод в напорных цилиндроконических гидроциклонах от взвешенных веществ составляет        55-70%.

 Расход воды расход сточных вод через верхний слив напорных гидроциклонов, предназначенных для очистки сточных вод от взвешенных веществ Q_в.сл., л/с, составляет

Q_в.сл.  = Q_ГЦ - Q_н.сл.

 Поскольку напорные гидроциклоны отличаются малой инерционностью (режим работы этих аппаратов сильно зависит от технологических параметров процесса очистки производственных стоков) были созданы аппараты типа "блок гидроциклон-отстойник". При разделении эмульсий или суспензий верхний и нижний сливы гидроциклонов направляются, как правило, в отдельные отсеки одного отстойника или в отдельные отстойники. При разделении суспензий в напорных гидроциклонах  их нижний слив может быть направлен в песковые бункера или на песковые площадки. При этом необходимо, как только возможно, снизить расход через нижние сливные отверстия напорных гидроциклонов.

 В качестве водораспределительных и водозаборных устройств в отстойниках, куда поступают суспензии или эмульсии после их обработки в напорных гидроциклонах, обычно применяются либо перфорированные трубопроводы, либо коллекторы с двойными перфорированными ответвлениями. Суммарная площадь отверстий на водосборных или в распределительных системах F_сум, мм, составляет

где      d_к - диаметр коллектора, мм.

 Число отверстий на ввод распределительных или водосборных системах N_отв, шт, составляет

где      f_отв - площадь сечения отверстий, мм².

 Диаметр отверстий на воде распределительных или водосборных системах принимается равным 10-20мм.

 Система сбора осадка представляет собой перфорированный трубопровод.

 Исследования показали, что при очистке нефтепромысловых сточных вод время пребывания нефтяной эмульсии с верхнего слива гидроциклонов в отстойнике, необходимые для снижения концентрации нефтепродуктов до      50 мг/л,  составляется для воды с верхнего слива гидроциклонов 35-45 мин,  а для воды с нижнего слива гидроциклонов - 45-50 мин.

 Объем отсека нижнего слива отстойника или всего отстойника W_н.сл., м³, составляет

где     Q^общ_н.сл - расход с нижнего слива гидроциклонов, л/с;

 t_н.сл. - время пребывания в этом отсеке или отстойнике, ч.

 Объем отсека верхнего слива или всего отстойника верхнего слива W_в.сл., м³, составляет

где     Q^общ_в.сл - расход с верхнего слива гидроциклонов, л/с;

 t_в.сл. - время пребывания в этом отсеке или отстойнике, ч.

 При работе со свободным изливом напорная гидроциклонов и давление на их фоне рекомендуется принимать не менее 0,2 МПа.

 При работе напорных гидроциклонов с противодавлением на сливах разность давления и противодавления не должно быть менее 0,2 МПа.

 Методика расчета установок типа БГО включает

а) определение геометрических характеристик напорных гидроциклонов;

б) определение расходных характеристик гидроциклонов и эффективности их работы;

в)  определение размеров отстойника;

г)  расчет коммуникаций и установки типа БГО;

д)  определение воды распределительных и водосборных устройств.

 Скорость движения нефтесодержащих сточных вод в напорных трубопроводах составляет 1-1,5 м/с.

 Скорость движения сточных вод, загрязненных взвешенными веществами в трубопроводах составляет 1-1,5 м/с.

 Скорость движения нефтепродуктов в напорных трубопроводах составляет 0,8-1,5 м/с.

 Совершенствование конструкции установок БГО  привело к созданию аппаратов типа " блок гидроциклон-цилиндрические камеры-отстойник" (БГКО).  Преимуществом этого аппарата является использование остаточной энергии закрученных потоков в цилиндрических камерах. При обработке нефтесодержащих сточных вод в БГКО  процесс разрушения планирующих оболочек вокруг капель нефтепродуктов, а также процесс их укрупнения происходит более интенсивно, чем В аппаратах типа БГО,  что значительно увеличивает эффективность последующего отстаивания. Принципы расчета установок типа БГКО  не отличаются от методики проектирования аппаратов типа БГО.

Задача №1

Рассчитать и спроектировать установку типа БГО  для очистки производственных стоков от взвеси.  Принят гидроциклон диаметром 80 мм.  Давление на его входе достигает не менее 0,3 МПа,  а противодавление на его сливах - 0,1 МПа.  Расход сточных вод не превышает 1000 м³/сут, а время работы этой установки составляет 16 ч/сут.  Концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на очистку достигает 300 мг/л, а в очищенной воде содержание взвеси не должна превышать 50 мг/л.

Задача №2

Рассчитать и запроектировать установку типа БГО  для очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ. Принять гидроциклон диаметром 75 мм.  Давление на его входе достигает 0,4 МПа,  а противодавление на его сливах - 0,2 МПа.  Расход сточных вод составляет  1500 м³/сут,  время работы это установки достигает 24 ч/сут.  Концентрация загрязнений в исходной воде составляет:  нефтепродуктов - 2000 мг/л, взвеси - 180 мг/л.  Концентрация загрязнений в очищенной воде составляет:  нефтепродуктов - 50 мг/л, взвеси - 50 мг/л.  Плотность нефтепродуктов составляет 0,85 г/см³.

Задача №3

Рассчитать и запроектировать гидроциклонную установку для очистки сточных вод от взвеси. Принят гидроциклон диаметром 80 мм.  Давление на его входе не превышает 0,4 МПа.  Расход стоков составляет 800 м³/сут.  Время работы установки 8 ч/сут.  Концентрация взвеси в воде, поступающей на очистку достигает 360 мг/л.

Задача №4

Рассчитать батарею гидроциклонов для очистки нефтесодержащих сточных вод.  Принят гидроциклон диаметром 75мм.   Давление на его входе достигает 0,6 МПа.  Расход стоков составляет 1200 м³/сут, а время работы батареи 16 ч/сут.  Концентрация нефтепродуктов в сточной воде достигает 2500 мг/л.

Преподаватель                              Казетов С.Н.