Хранение реагентов. Определение емкости растворных и расходных баков

Склады реагентов обычно совмещают с отделениями для приготовления и хранения их растворов. Рассчитывают склады для хранения 30-суточного запаса, считая по периоду максимального потребления реагентов, но не менее объема их разовой поставки. При обосновании объем складов допускается принимать на другой срок хранения, но не менее 15 суток.

При мокром хранении растворные баки являются одновременно хранилищами насыщенного раствора коагулянта. Объем баков определяют из расчета 2,2-2,5 м на 1 т товарного неочищенного и 1,9-2,2 м на 1т очищенного коагулянта. Общая емкость растворных баков должна быть увязана с объемом разовой поставки реагента. Количество баков должно быть не менее трех.

Количество реагента (коагулянта) на принятый срок хранения определяют по формуле:

 

Мк=Q∙Др∙Т/10000∙р

 

где Мк - количество реагента, т;

Q – полная расчетная производительность очистной станции, м /сут;

Др - доза реагента по максимальной потребности, мг/л;

Т – продолжительность хранения реагента, сут;

р – содержание активного безводного продукта в реагенте,%.

М =20343,96∙37,5∙30/10000∙40=57,2 т.

Доставка осуществляется ж/д путем. Принимаем 1 вагон на 60т.

Объём растворных баков определяем исходя из расчёта 2 м³ на 1 т. очищенного коагулянта:

W=2∙57,2=114,4м

Принимаем 3 растворных бака размером 4,4 4,4 м каждый, высоту слоя раствора принимаем 2,0 м.

Из растворных баков (баки мокрого хранения) раствор коагулянта перекачивают насосами в расходные, объём которых определяют по формуле:

 

 

Принимаем 2 расходных бака объемом 6,36 м каждый, высоту слоя раствора принимаем 2,0 м, площадью 1,78х1,78 м .

Для растворения коагулянта и перемешивания его в баках предусматривают подачу сжатого воздуха с интенсивностью: 8-10 л/(с∙м ) для растворения; 3-5 л/(с∙м ) для перемешивания при разбавлении до требуемой концентрации в расходных баках.

По площади баков, их числу и интенсивности подачи воздуха определяют для сухого растворения по формуле:

 

Qв=qв∙F∙n,

 

где Q в- расход воздуха, л/с;

qв - интенсивность подачи сжатого воздуха, л/(с∙м );

F – площадь одного бака, м ;

n – число баков.

Расчет выполняют отдельно для растворных и расходных баков, затем полученные значения складывают и по суммарному результату подбирают воздуходувки (рабочую и резервную). Основные характеристики воздуходувок приведены в табл.4.28 [2].

Для растворных баков:

Qв=10∙19,36·3=580,8 л/с.

Для расходных баков:

Qв=5∙3,18∙2=31,8 л/с.

Принимаем 1 рабочий и 1 резервный насосы.

Х150-125-315-Д; подача 200 м /ч; напор 32 м; допустимый кавитационный запас 4,5 м; частота вращения 24 с ; мощность насоса 24 кВт; КПД насоса 73%; масса насоса 200 кг.

Известь вводят в воду в виде раствора или суспензии (известкового молока). На водоочистные станции известь поставляют негашеной (комовой или молотой порошкообразной) и гашеной в виде известкового молока 30% концентрации или теста 50% концентрации.

При использовании комовой извести предусматривают ее гашение и хранение в виде теста в емкостях. Объем емкостей определяют из расчета 3,5-5 м на 1 т товарной извести. Количество извести на принятый срок хранения определяют по формуле:

Мu=Q∙Др∙Т/10000∙р

Мu=20343,96∙16,5∙30/10000∙60=1,68т.

W =3,5∙1,68=5,87 м .

Принимаем 2 расходных бака объемом 5,87 м каждый, высоту слоя раствора принимаем 2,0 м, площадью 1,72х1,72 м.

Доставка осуществляется автотранспортом.

Известковое тесто из баков или перегружают, или перекачивают в расходные баки, оборудованные мешалками, где разбавляют до заданной концентрации (не более 5% по СаО). Объем расходного бака (из расчета суточной потребности извести) определяют по формуле:

 

Wu=W ∙ bu/T∙ bu.м

 

где Wu - объем расходного бака, м ;

W - объем баков мокрого хранения известкового теста, м ;

Т – продолжительность хранения известкового теста, сут;

bu - концентрация извести (по СаО) в известковом тесте, % (35-40%);

bu.м - концентрация известкового молока, % (до 5%).

W_U=7,7∙35/30∙5=1,8 м .

Количество баков для мокрого хранения известкового теста и расходных баков известкового молока должно быть не менее двух.

Принимаем 2 бака мокрого хранения известкового теста объемом 1,8 м каждый, высота слоя раствора принимаем 2,0 м, площадью 0,95 0,95 м

При сухом хранении негашеной извести (в закрытых складских помещениях) технологическая схема получения известкового молока аналогична изложенной выше, а объем баков определяют из расчета суточной потребности.

Если известь поступает на очистные сооружения в виде известкового теста или молока, предусматривают их мокрое хранение.

При расходе извести до 50 кг/сут по СаО допускается применение схемы с использованием известкового раствора, получаемого в сатураторах двойного насыщения.

Для непрерывного перемешивания известкового молока применяют гидравлическое перемешивание (с помощью насосов) или механические мешалки. При гидравлическом перемешивании восходящую скорость движения известкового молока в баке принимают не менее 5 мм/с.

Производительность насоса для гидравлического перемешивания определяют по формуле:

 

Qн=3,6∙V∙F∙n,

 

где Qн - производительность насоса, м /ч;

V – восходящая скорость известкового молока, мм/с;

F – площадь бака, м ;

n – количество баков.

Qн=3,6∙5∙0,9∙2=32,4 м /ч.

Количество насосов должно быть не менее двух (1 рабочий и 1 резервный).

Принимаем 1 рабочий и 1 резервный насосы.

Х150-125-315-Д; подача 200 м /ч; напор 32 м; допустимый кавитационный запас 4,5 м; частота вращения 24 с ; мощность насоса 24 кВт; КПД насоса 73%; масса насоса 200 кг.

 

Дозирование реагентов

Дозирование реагентов в обрабатываемую воду осуществляют дозаторами. Наиболее часто применяют поплавковые дозаторы и насосы-дозаторы. Поплавковые дозаторы изготавливают непосредственно на станциях водоподготовки и размещают в расходных баках. Характеристики разработанных поплавковых дозаторов приведены в табл.18.5 [3] и табл.5.5 [2].

Насосы-дозаторы марки НД и IB применяют для дозирования растворов коагулянтов и флокулянтов. Основные характеристики насосов приведены в табл.18.6, 18.7, 18.8 [3], в табл.9.14.7.2 [4] и табл.4.24 [2].

Подачу насосов для дозирования реагентов определяют по формуле:

 

Q =Qч∙Др/10000∙в∙γ

 

где Q_Н - подача насоса, м /ч;

Qч - производительность очистной станции, м /ч;

Др - доза реагента, г/м ;

b – концентрация раствора реагента в расходном баке, %;

 - объемный вес раствора реагента, т/м .

=824,3∙21,9/10000∙10∙1=0,18 м /ч.

Количество насосов-дозаторов должно быть не менее двух (1 рабочий и 1 резервный).

Принимаем 1 рабочий и 1 резервный насосы.

НД2,5 1000/10 Д,К 14 А(В); подача при наибольшей длине хода плунжера – 1000 л/ч; предельное давление – 10 кгс/см ; диапазон регулирования длины хода плунжера (наибольший 0-60 мм, рабочий 15-60 мм); электродвигатель АО2-31-4 (В9ОL4, В3Г4); мощность 2.2 к Вт; напряжение 220 В.

 Для известкового молока рекомендуется применять дозаторы типа ДИМБА, основные характеристики которых приведены в табл.9.14.7.3. [4].

Q =824,3∙2,24/10000∙5∙1=0,037 м /ч.

Принимаем 1 рабочий и 1 резервный насосы.

1)НД2,5 100/10 Д,К Г 14 А(В); подача при наибольшей длине хода плунжера – 100 л/ч; предельное давление – 10кгс/см ; диапазон регулирования длины хода плунжера (наибольший 0-60 мм, рабочий 15-60 мм); электродвигатель 4АХ80А4 (ВАО21-4, В3Г); мощность 0,25 к Вт;

2) 1)НД2,5 100/10 Д,К Г 24 А(В); подача при наибольшей длине хода плунжера – 100 л/ч; предельное давление – 10кгс/см ; диапазон регулирования длины хода плунжера (наибольший 0-60 мм, рабочий 15-60 мм); электродвигатель 4АХ80А4 (ВАО21-4, В3Г); мощность 0,25 к Вт;

 

Смесители

 

Смесители предназначены для быстрого и полного смешения реагентов с обрабатываемой водой. В практике водоподготовки применяют смесители гидравлического типа (вихревые и перегородчатые). При обосновании допускается применение смесителей механического типа (мешалок). Смесители должны иметь не менее двух отделений. Резервные смесители не предусматривают, но устраивают обводные линии. Смесители должны иметь переливные трубы, а также трубы для опорожнения и выпуска осадка.

 

Вихревой смеситель

Вихревой (вертикальный) смеситель может быть круглым или квадратным в плане.

По скорости входа воды в смеситель и расходу на одно отделение определяют диаметр подающей трубы:

 

d=

 

где d – диаметр подающей трубы, м;

q – расход воды на одно отделение, м /с;

V – скорость входа воды в смеситель, принимаем 1,2-1,5 м/с;

d= =0,316 м.

Принимаем условный проход Ду=350 мм, dн=370 мм.

Сторону квадрата нижнего сечения смесителя (смеситель квадратный в плане) определяют по формуле:

 

bн=dн+0,05

 

где bн - сторона квадрата нижнего сечения смесителя, м;

dн - наружный диаметр подающей трубы, м.

bн=0,37+0,05=0,42 м.

Сторону квадрата верхнего сечения определяют по формуле:

 

bв= ,

 

где bв - сторона квадрата верхнего сечения смесителя, м;

Vb - скорость восходящего потока в верхней части смесителя (0,03-0,04 м/с).

bв= =2,0 м.

Угол между наклонными стенками нижней (пирамидальной) части смесителя находится в пределах 30 -40 . По величине угла между наклонными стенками определяют высоту нижней части смесителя:

 

hн=0,5∙ctg (bв-bн),

 

где hн - высота нижней части смесителя, м;

 - угол между наклонными стенками нижней части смесителя.

hн=0,5∙ ctg (2,0-0,42)=1,37 м.

 

Высоту верхней части смесителя принимают в пределах 1-1,5 м. Общую высоту смесителя определяют по формуле:

 

h= hн+hв+0,3

 

где h – общая высота смесителя, м;

 0,3 – строительная высота, м.

h=1,37+1,5+0,3=3,17 м.

Площадь поперечного сечения сборного лотка смесителя определяют по расходу, который делится на два потока, и скорости движения воды в нем:

 

Fл=q/2∙V

 

где Fп - площадь поперечного сечения сборного лотка, м ;

V – скорость движения воды в лотке, принимаемая равной 0,6 м/с.

Fл=0,118/2∙0,6=0,098 м .

Принимаем глубину потока в лотке 0,5 м.

Приняв глубину потока в лотке, определяют его ширину:

 

bл= Fл/hл

 

где bл - ширина сборного лотка смесителя, м;

hл - глубина потока в лотке, равная 0,5 м.

bл=0,098/0,5=0,2 м.

Дно лотка выполняют с уклоном i=0,02.

В лоток вода поступает через затопленные отверстия, общую площадь которых определяют по формуле:

F = q/V

 

где F - общая площадь отверстий, м;

V – скорость воды в отверстиях, принимаемая равной 1 м/с

F =0,118/1=0,118 м².

Принимаем диаметр одного отверстия 50 мм.

Приняв диаметр одного отверстия, определяют их число:

 

n =F /f

 

где n - число отверстий;

f - площадь одного отверстия, м .

n =0,118/0,002=59.

Шаг отверстий определяют по формуле:

 

l =4∙Вв/ n

 

где l - шаг отверстий, м.

l =4∙2/59=0,14 м.