Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Очищення стічних вод відцентровими силами
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Інші
Група:
ЕКО-12
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет
«Львівська політехніка»
Кафедра ЕОНС
Лабораторна робота
«Очищення стічних вод відцентровими силами»
Виконали:
Ст. гр. ЕКО-12
Харів Віталій
Петрушка Михайло
Перевірив:
Дячок В.В.
Львів 2010
Зміст
Вступ
Методи очистки стічних вод
Центрифуги
Промислові центрифуги
Принцип дії
Класифікація
Розрахунок центрифуг
Гідроциклони
Розрахунок гідро циклонів
Очистка стоків миття техніки
Очистка дощових та талих вод
Принципова схема очищення стічних вод
Висновок
Список використаної літератури
1.Вступ
В зв'язку з розвитком промисловостi забруднення атмосфери, грунту та водосховищ стало однією з найбільш гострих проблем сучасності. Проектування і експлуатація будь-якого підприємства повинні враховувати комплексне рішення технологічних та техніко-економічних завдань, зв'язаних з екологічними аспектами. Одним із дійових чинників боротьби з забрудненням водних басейнів є організація безвідходних виробництв і технологічних схем з оборотним водопостачанням. При збагачуванні вугілля розходжується 3-4 м3 води на тонну сировини. Вода, що проходить технологічний цикл, насичується твердими частинками, мінеральними солями і різноманітними органічними речовинами. Для очищення вод, які використовуються багаторазово, від зависі діють водно-шламові системи. Водно-шламове господарство являє собою складний комплекс, який включає класифікацію частинок по крупності, прояснення шламових вод, згущення та зневоднення шламів, зневоднення та складування продуктів збагачення. В технології переробки вугілля водно-шламові процеси займають все більшу питому вагу в зв'язку з постійним збільшенням кількості дрібних класів у вугіллі, що добувається (до 30%). Встановлено, що при споруді фабрики витрати на водно-шламові процеси досягають 45-50%. Внаслідок багаторазового використання великих кількостей води в технологічних процесах і неповного виведення тонкодисперсних частинок із замкнутих циклів відбувається накопичування шламів в системі. Тонкий шлам важко обробляється, підвищує в’язкість оборотної води, ускладнює гравітаційне збагачування, зневоднення. Оборотна вода, що містить шлам, набуває нові властивості в порівнянні з чистою технічною водою. Із-за насичення оборотної води тонкими глинястими частинками її в’язкість підвищується. При цьому тверді частинки знаходяться в воді в зваженому стані, хоча їх густина вище густини води. Наявність зависі, мінеральних і органічних домішків, а також динаміка накопичування їх в чималій мірі негативно впливають на показники не тільки гравітаційних сепараційних процесів, а й на флотацію, флокуляцію та зневоднення. При цьому підвищується нижня межа зернин, що збагачуються ефективно. Щоб добитися необхідного вмісту твердого в оборотній воді застосовуються різноманітні водно-шламові схеми. Головною проблемою при класифікації і згущенню шламів та проясненні оборотних вод є низькі швидкості осадження тонких часток. Підвищити швидкість їх руху можна з використанням відцентрової сили. Найбільш простими апаратами, принцип дії яких заснований на застосуванні відцентрового поля, є центрифуги та гідроциклони, що широко застосовуються на підприємствах для класифікації, згущення і збагачування. Для опрацювання раціональних водно-шламових схем необхідно управляти кількістю струмів, що циркулюють, а також якістю розділення в апаратах системи. При накопиченні шламів в системі в процесі багаторазового використання оборотної води змінюються гранулометричний склад живлення гідроциклонів та центифуг і відповідно їх сепараційні характеристики.
2.Методи очистки стічних вод
Методи очистки стічних вод від промислових, сільськогосподарських та комунальних об’єктів базуються насамперед на властивостях цих вод та домішок, які їх забруднюють. Існує декілька класифікацій стічних вод: - по ступеню їх забруднення (від умовних чистих до надзвичайно концентрованих стоків); - по впливу на водойму та його екосистему (змінюючі фізико-хімічні та органолептичні властивості води; утримуючі взважені нерозчинні домішки, тобто ті, що скаламутніють воду; отруйні – знищують водну біоту; створюючи дефіцит кисню розчиненого у воді водойми); - за походженням (виробничі, сільськогосподарські, господарсько-побутові, дощові, або атмосферні); Але з точки вибору методу очистки стічні води класифікують по фізико-хімічним та деяким іншим властивостям домішок: Гетерогенні – це двохфазні суміші: 1) взважені суміші (каламутні) розміром домішок більше 1 мкм (суспензії, емульсії, планктон); 2) колоїдні розчини – домішки високомолекулярного органічного походження розміром до 1 мкм. Гомогенні – однофазні суміші: 1) молекулярні (розчинені гази і молекули); 2) істинні – молекули дисоційовані на іони. В дійсності стічні води можуть одночасно відноситись до декількох цих груп. Виходячи з вище наведеної класифікації методи очистки стічних вод поділяються на: механічні, хімічні, фізико-хімічні і біологічні. Але кожна з цих груп методів включає в себе різні технології із використанням широкого спектру різних реагентів і технологічних установок. Для очистки стічних вод 1 групи в основному використовується механічні методи – відстоювання, центрифугування, фільтрація, мікропроціжування (попередньо такі води можуть бути піддані фізико-хімічній очистці – коагуляції або флотації). На останніх стадіях такі води проходять бактерицидну обробку (хлорування, озонування або опромінення ультрафіолетовим промінням). Стічні води 2 групи – очищаються фізико-хімічними методами коагуляції, озонування, хлорування, опромінення ультразвуком і ультрафіолетовими промінням. Стічні води 3 групи – хлорування та озонування, аерування, еваперція (випаровування), очистка активованим вугіллям, піддаються впливу перманганату кальцію. Крім того використовується біологічна очистка (аеробними та анаеробними мікроорганізмами). Стічні води 4 групи – хімічними методами (лугування та підкислення, пом’якшення та опріснення), а також окремі фізико-хімічні методи (дистиляція, екстракція, виморожування).
Вода, що надходить у міську систему водовідведення, звичайно являє собою суміш господарсько-побутових і виробничих стічних вод. По системі водовідведення ці води подаються на загальноміські очисні споруди. Якщо дозволяє продуктивність цих споруд, сюди ж надходять частково чи цілком дощові і поталі води. Повний комплекс загальноміських очисних споруд включає блоки: механічного і біологічного очищення, доочищення, знезаражування, обробки осаду.
3.Центрифуги
Центрофугування є ефективним методом поділу суспензій і емульсій. Центрифуги виготовляються періодичної і безупинної дії з автоматичним вивантаженням осаду і проясненої рідини (фугата). При центрофугуванні досягається досить високий ступінь зневоднювання осаду і виходить відносно чистий фугат. Центрифуги споживають велику кількість електроенергії, створюють високі шумові навантаження і небезпечні в експлуатації. Центрифуги, апарати для здійснення центрифугування. Основною частиною центрифуги є ротор (барабан), що обертається з великою швидкістю навколо своєї осі, завдяки чому створюється поле відцентрових сил до 20 000 g у промислових центрифугах і до 350 000 g у лабораторних (g - прискорення вільного падіння). При центрифугуванні за принципом відстоювання розрізняють два типи центрифуг: 1) Освітлюючі центрифуги періодичної дії (рис. 1), у яких неоднорідна суміш (наприклад, суспензія) вводиться в центральну частину порожнього ротора під час його обертання; тверді частинки осідають на внутрішній поверхні ротора, а освітлена рідина (фугат) відводиться з верхньої його частини. Утворений осад вивантажується з ротора після його зупинки (у деяких випадках на ходу) через спеціальні сопла чи через періодично відкриваються щілини (отвори),
Рис. 1. Схема ротора освітлюючої центрифуги: 1 - підведення суспензії; 2 - відведення фугат; 3 - осад.
2) Безперервно діючі центрифуги зі шнековим вивантаженням (рис. 2), де суспензія надходить уздовж осі порожнього ротора; фугат виводиться із широкої частини ротора, а що утворюється осад шнеком транспортується до вузького кінця ротора і викидається через розвантажувальні отвори.
Рис. 2. Схема безперервно діючої осаджувальної центрифуги: 1 - ротор; 2 - вивантажуються шнек; 3 - підведення суспензії; 4 - відведення фугат; 5 - вивантаження осаду.
3) Центрифугування за принципом фільтрування найчастіше здійснюється в циклічно працюючих центрифугах (рис. 3), що мають безперервно обертається перфорований ротор, покритий зсередини фільтруючим матеріалом. Суспензія надходить у ротор порціями; після заповнення осадом частини ротора подача суспензії припиняється, рідка фаза віджимається, осад зрізається ножем і віддаляється, потім знову починається подача суспензії і цикл повторюється. Для поділу концентрованих суспензій з відносно грубо дисперсною твердою фазою застосовуються центрифуги зі шнекової, пульсуючою, вібраційної та іншими системами вивантаження.
Рис. 3. Розріз горизонтальної автоматичної фільтрувальної центрифуги: 1 - ротор; 2 - горизонтальний вал; 3 - труба для подачі суспензії; 4 - клапан для періодичної подачі суспензії; 5 - масляний циліндр для автоматичного підйому та опускання ножа; 6 - ніж для зрізання шару осаду; 7 - жолоб для видалення осаду ; 8 - вібратор.
Ступінь поділу суспензій і емульсій, а також продуктивність центрифуги залежать від фактора поділу Fr = w2 / g (де w - кутова швидкість обертання ротора, r - радіус ротора, g - прискорення вільного падіння) і від величини робочої поверхні ротора. Для підвищення ступеню поділу і продуктивності центрифуги збільшують w в межах, що допускаються міцністю ротора й особливостями поділюваних неоднорідних систем. Підвищення робочої поверхні ротора часто досягається або збільшенням його довжини, або введенням в нього додаткових поверхонь. Центрифуги використовуються в хімічній, харчовій, мікробіологічній, гірничорудній та інших галузях промисловості.
3.1.Промислові центрифуги.
Тисячі різноманітних центрифуг працюють на підприємствах хімічної, металургійної, харчової, оборонної та інших галузей промисловості. Центрифуги сьогодні - це складні агрегати, що складаються з багатьох механізмів, які потребують точної налагодженню і кваліфікованого обслуговування. Ккласифікацію центрифуг, дані характеристики суспензій і емульсій, що визначають процес центрифугування. Викладено загальні принципи дії та основи пристрої механізмів і агрегатів вітчизняних центрифуг. Описано конструкції сучасних найбільш поширених автоматичних та неперервнодіючих центрифуг, а також конструкції деяких основних моделей, знятих з виробництва, але знаходять велике застосування в промисловості. Розглянуто питання ремонту, монтажу, налагодження, пуску і експлуатації центрифуг. Книга розрахована на інженерно-технічних працівників підприємств, дослідних і проектних організацій різних галузей народного господарства, а також на студентів механічних факультетів технологічних вузів і технікумів.
3.2.Принцип дії центрифуги
У різних галузях промисловості для розділення неоднорідних систем застосовується метод центрифугування. Він заснований на дії відцентрового силового поля на неоднорідну систему, що складається з двох або більше фаз - суспензію (рідина - тверда речовина), емульсію (рідина - рідина), аерозолі (газ - тверда речовина або газ - рідина). Останнім часом центрифугування почали застосовувати для розділення розчинів і газових сумішей. Машини, в яких здійснюється розділення неоднорідних систем у відцентровому поле, називаються центрифугами. У спрощеному вигляді центрифуга являє собою швидко обертається навколо осі порожнистий ротор. Суспензія (або емульсія) завантажується в ротор періодично або безперервно. Продукти поділу виводяться з ротора також періодично або безперервно. У практиці центрифугирования застосовуються два способи розділення рідких неоднорідних систем: відцентрове фільтрування і відцентрове осадження. У першому випадку центрифуги виготовляються з перфорованим ротором, на внутрішній стінці (обичайці) якого покладена фільтрувальний перегородка - фільтруючі центрифуги, у другому - з отстойным ротором, що мають суцільну обичайки - відстійні центрифуги. Виготовляються також комбіновані отстойно-фільтруючі центрифуги, в яких поєднуються обидва принципи поділу. При поділі суспензій у фільтруючих центрифугах в роторі під дією відцентрової сили відбувається фільтрація рідини через фільтрувальний тканину або металеву сітку з одночасним відкладенням на останній часток твердої фази; рідина проходить через сита і потім через отвори в роторі викидається в кожухцентрифуги, а осад вивантажується або під час обертання ротора, або після його повної зупинки. При поділі суспензій в відстійних центрифугах тверді частинки, які мають, як правило, більшу питому вагу, ніж рідкий компонент, осідають під дією відцентрової сили на обичайці ротора у вигляді кільцевого шару; Рідкий компонент також утворює кільцевої шар, але ближче до осі обертання. Рідина відводиться з обертового ротора шляхом переливу через борт або за допомогою отсосной труби. Осад вивантажується на ходу або після зупинки машини. Поділ емульсій відбувається аналогічно: у стінок ротора утворюється шар важкої рідини, а ближче до осі обертання - шар легкої рідини. Центрифуги, призначені для розділення емульсій, називаються поділяють центрифугами. Завантаження емульсії і відведення важкої і легкої рідин з ротора такий центрифуги здійснюються безперервно.
3.3.Класифікація центрифуг
У Радянському Союзі і за кордоном виготовляється велика кількість центрифуг різних конструкцій. Всі вони можуть бути класифіковані за такими характерними ознаками, як технологічне призначення, спосіб вивантаження осаду, конструкція опор і розташування осі ротора. В залежності від технологічного призначення, або принципу поділу, розрізняють такі типи центрифуг:
1) фільтруючі - для поділу порівняно грубодисперсних суспензій з кристалічної або аморфної твердою фазою, А також для відділення вологи від штучних матеріалів; застосування таких центрифуг забезпечує найменший вміст рідкої фази в осаді і його ефективну промивання;
2) відстійні і освітлюючі - для поділу погано фільтруються суспензій, освітлення суспензій невеликій концентрації, А також класифікації суспензій по крупності і щільності твердих частинок;
3) розділяють (сепаруючі) - для поділу емульсій;
4) комбіновані, в яких поєднуються два принципи поділу - осадження з наступною фільтрацією або фільтрація з наступним осадженням в відцентровому поле.
За основною конструктивною ознакою центрифуги бувають:
з горизонтальним валом, що мають жорсткі або пружні опори; ротор може бути розподілена між опорами або на консолі (горизонтальні центрифуги);
з вертикальним валом, що мають жорсткі опори (вертикальні центрифуги);
з похилим валом, що мають жорсткі опори (похилі центрифуги);
з вертикальним валом, Що мають пружну верхню опору і жорстку шарнірну нижню опору; ротор закріплюється на верхньому кінці валу (вертикальні з підперті валом і пружною верхній опорою);
з вертикальним валом, Підвішеною на верхній шарнірної пружною опорі; ротор закріплюється на нижньому кінці валу (підвісні центрифуги з верхнім приводом);
з вертикальним валом, опори якого поміщені в загальний жорсткий корпус, Підвішений на трьох колонках; ротор закріплений на верхньому кінці валу (маятникові центрифуги);
з вертикально підвішеним довгим трубчастим ротором (вертикальні трубчасті центрифуги). За способом вивантаження осаду центрифуги підрозділяються на наступні типи:
з ручним вивантаженням через верхній борт; осад вивантажують без застосування спеціальних механізмів після повної зупинки ротора;
з ручним вивантаженням через днище - без застосування спеціальних механізмів після повної зупинки ротора;
з ручним вивантаженням і розбиранням ротора; осад вивантажується без застосування спеціальних хутроанізмов після повної зупинки ротора;
з контейнерів, або касетної, вивантаженням - за допомогою спеціальних знімних контейнерів, м'яких або жорстких касет і т. п.;
з ножової вивантаженням; осад вивантажується ножем або скребком спеціального механізму на ходу при повному чи зменшеному числі оборотів ротора;
з гравітаційної вивантаженням (саморозвантажувальні); осад вивантажується під дією власної ваги під час зупинки ротора;
з шнекової вивантаженням - за допомогою шнека, Що обертається щодо ротора безперервно при безперервній роботі машини;
з поршневий вивантаженням осаду штовхачем, Що здійснює зворотно-поступальний (пульсуюче) рух вздовж осі ротора при безперервній роботі машини;
з відцентрової (інерційної) вивантаженням; осад вивантажується під дією відцентрових сил безперервно при безперервній роботі машини;
з вібраційної вивантаженням; осад вивантажується безперервно під дією колебаній обертового ротора;
з вібраційно-поршневий вивантаженням; осад вивантажується безперервно під дією коливань обертового ротора і штовхання осаду поршнем;
з гідравлічною вивантаженням; вологий осад і рідка фаза вивантажуються через сопла або отвори ротора при робочій швидкості останнього. Залежно від ступеня герметизації, вибухозахищеності та дотримання спеціальних вимог (модифікації) розрізняють наступні виконання центрифуг:
негерметизовані - без спеціальних ущільнювальних пристроїв, ізолюючих робочі порожнини машини від зовнішнього середовища, з електрообладнанням звичайного виконання. Застосовується для обробки нетоксичних, нелетких, вогне-та вибухобезпечних продуктів у вибухобезпечних виробництвах;
негерметизовані з вибухозахищених електроустаткуванням - без спеціальних ущільнювальних пристроїв, ізолюючих робочі порожнини машини від зовнішнього середовища, З електрообладнанням у вибухозахищеному виконанні. Застосовується для обробки нетоксичних, нелетких, вогне-та вибухобезпечних продуктів у вибухонебезпечних виробництвах;
герметизовані вибухозахищене - з ізоляцією робочих порожнин машини від зовнішнього середовища, електрообладнанням у вибухозахищеному виконанні і піддуванням інертного газу під надлишковим тиском від 0,01 до 0, 1 кгс/см2 в порожнину кожуха. Застосовується в вогне-та вибухонебезпечних виробництвах;
герметизувати - з ізоляцією внутрішніх робочих порожнин кожуха від зовнішнього середовища і електрообладнанням у вибухозахищеному виконанні. Застосовується для роботи під надлишковим тиском більше 0, 1 кгс/см2;
з обігрівом або охолодженням - зі спеціальними пристроями для підігріву (охолодження) кожуха або ротора машини і з електрообладнанням у звичайному виконанні;
з обігрівом або охолодженням - зі спеціальними пристроями для підігріву чи охолодження кожуха або ротора машини і з електрообладнанням у вибухозахищеномуму виконанні;
капсульованих - вся машина, за винятком приводу, поміщена в герметичну оболонку;
спеціальне - для роботи в спеціальних умовах.
3.4.Розрахунок центрифуг
Q=Foc*Woc – продуктивність центрифуги, м3/с , де
Foc – площа, м2
Woc – швидкість осадження, м2/с
- фактор розділення, де
- окружна швидкість
<3000 – нормальні центрифуги
>3000 – надцентрифуги
4.Гідроциклони
Для видалення зважених речовин використовуються напірні гідроциклони. Для видалення домішок, що плавають, застосовуються відкриті гідроциклони. Гідроциклон являє собою металевий апарат, що складається з циліндричної і конічної частин. Діаметр циліндричної частини — від 100 до 700 мм, висота приблизно дорівнює діаметру. Кут конусності складає 10—20°. У середині апарата є лопати у виді гвинтової спіралі. Подана під тиском рідина, рухаючись по спіралі до зливу, відокремлюється від зважених речовин. Частина рідини з великим вмістом суспензій видаляється з гідроциклона, а прояснена вода під дією вакууму, що утворився, рухається нагору і виливається через верхній отвір. У відкритому (безнапірному) гідроциклоні видалення проясненої води відбувається через бічні отвори, а спливаючі домішки витягаються за допомогою сифона. Гідроциклони, у порівнянні з іншими пристроями для механічного очищення вод, відрізняються високою продуктивністю, компактністю, економічні у виготовленні й експлуатації. Ефективність очищення від зважених і домішок, що плавають, складає приблизно70%.
Рис. Гідроциклони:А — вертикальний напірний; Б — багатоярусний відкритий; 1 — забруднена вода; 2 — очищена вода; 3 — осад (шлам); 4 — домішки, що плавають, (нафтопродукти, олії) Ці апарати прості по пристрою і зручні в обслуговуванні, вимагають невеликих експлуатаційних і капітальних витрат; в даний час освоєно промислове їх виготовлення. Гідроциклон складається з двох частин: верхньої — циліндрової і нижньої — конічної. Живлення його проводиться під тиском через живлячий патрубок. Поступаючи тангенціально, початковий шлам набуває обертальний рух. Внаслідок цього усередині циклону виникають значні відцентрові сили, під дією яких більш крупні частинки відкидаються до стінок і по спіральній траєкторії рухаються вниз, а потім віддаляються через нижній зливний патрубок. Мал. 6. Схема розподілу потоків в гідроциклоні
Мал. 5. Схема гідроциклона:
1 — живлячий патрубок;2 — верхній зливний патрубок; 3 — нижній зливний патрубок Більш дрібні частинки рухаються у внутрішньому спіральному потоці вгору і відводяться через верхній зливний патрубок.
В процесі роботи гідроциклона створюються кругові, вертикальні і циркуляційні струми (мал. 6). Тому поле діючих сил (тривимірне) є дуже складним. Поки що методики розрахунку, що враховує весь комплекс діючих сил в процесі розділення. Враховуючи розподіл швидкостей і діючих сил, процес розділення шламів в гідроциклоні можна представити в наступному вигляді. Під дією відцентрових сил тверді частинки прагнуть рухатися від осі до периферії. Їх руху перешкоджають опір середовища і радіальний рух рідини. Для частинок деякого критичного розміру dK на деякій поверхні відцентрові сили врівноважуються силами, діючими з боку рідини: в межах цієї поверхні швидкість осадження частинок даного розміру стає рівною нулю. У внутрішньому об'ємі частинки розміром d < dк переміщаються до осі гідроциклона і віддаляються у верхній злив, а зовні цієї поверхні осідають частинки розміром d > dK, які відкидаються до периферії і віддаляються через нижній зливний патрубок. Частинки, що мають проміжний розмір між максимальною крупною зерен, що йдуть у верхній злив, і мінімальною крупною зерен, яку можна отримати в нижньому зливі, вельми довго циркулюватимуть в деякій «мертвій зоні», поволі осідати і віддалятися через нижній зливний патрубок.
4.1.Розрахунок гідроциклонів
Розрахунок гідроциклонів зводиться до визначення основних геометричних розмірів і параметрів, що характеризують їх роботу. Основними показниками роботи гідроциклонів є мінімальна крупна розділення, продуктивність і вихід продуктів розділення. Мінімальна крупна розділення теоретично може бути визначений лише з тим або іншим ступенем наближення. Максимальну крупну розділення можна визначити, прийнявши, що рух частинок в центральному висхідному потоці під дією відцентрової сили відбувається тільки в радіальному напрямі. Тоді в межах застосовності закону Стокса для граничних зерен в області в'язкого опору розрахункова формула отримає вигляд
де dn — діаметр живлячого патрубка;
μ— в'язкість суспензії;
Q — продуктивність за об'ємом;
h — висота центрального потоку;
р, ро — густина відповідно твердої і рідкої фаз пульпи;
φх — коефіцієнт зміни окружної швидкості.
Продуктивність гідроциклона визначають по формулі:
де Н — натиск;
g — прискорення сили тяжкості;
dв — діаметр верхнього патрубка;
D — діаметр гідроциклона;
k — коефіцієнт пропорційності (для гідроциклонів з кутом конусності α = 38° k = 0,524; для α = 15° k = 1,11).
Є і інші формули для визначення продуктивності, проте всі вони дають лише орієнтовні результати. Продуктивність встановлюється в процесі роботи гідроциклона. Великий вплив на продуктивність гідроциклона і що досягається в ньому крупну розділення надають діаметри живлячого патрубка, патрубків верхнього і нижнього зливу продуктів, а також їх співвідношення. Діаметр нижнього зливного патрубка мало впливає на пропускну спроможність гідроциклона, але робить вплив на крупну і чіткість розділення. Його підбирають виходячи з відношення діаметрів нижнього і верхнього зливного патрубків (за даними ряду досліджень співвідношення складає 0,37—0,55). Розміри і конструктивні особливості гідроциклона повинні відповідати його призначенню—для класифікації, збагачення або освітлення суспензій. Чим менше діаметр гідроциклона, тим більше відцентрові сили і тим тонше виходить відокремлюваний продукт, оскільки радіальне прискорення, що придбавалося в гідроциклоні частинками, обернено пропорційно до радіусу траєкторії обертання. Отже, чим менше діаметр гідроциклона, тим коротше шлях, який повинна пройти частинка, щоб досягти стінки гідроциклона, і тим швидше вона осідає, крім того, більше ефективність розділення в гідроциклонах з малим кутом конусності (15° і навіть 10°). При такій формі конусності подовжується шлях твердих частинок і збільшується час перебування їх в центральному потоці, що обертається (це збільшення часу визначається, проте, частками секунди). Для класифікації застосовують гідроциклони діаметром 300—350 мм і заввишки 1 —1,2 м. Більш тонка класифікація відбувається в гідроциклонах діаметром 100 мм і менше. Живлячий патрубок виготовляють прямокутного перетину, причому висота його у декілька разів більше ширини. За рахунок цього зменшується ширина потоку, що впливає на поліпшення класифікації. Для створення необхідного напряму потоку при вході в гідроциклон живлячий патрубок зміщений вгору на 3—5° по відношенню до горизонтальної площини циліндра гідроциклона. Проведені різними цементними заводами дослідження по класифікації в гідроциклоні сировинних матеріалів показали, що унаслідок відмінностей у водоутримуючій здатності, мінералогічному складі і властивостях реологій одержувані продукти класифікації мають різні показники, причому основними визначальними чинниками є властивості реологій.
За призначенням гідроциклони розрізняють :
класифікаційні — для розділення мінеральних зерен за їх крупністю, напр., на тонкозернистий та грубозернистий шлам;
згущувальні — для одержання осаду з підвищеною концентрацією твердих частинок і зливу;
збагачувальні — для розділення мінеральної маси на продукти за густиною. Гідроциклон застосовують у вугільній, вугільній, гірничій та інших галузях промисловості.
Вперше гідроциклони використані в 1939 на вуглезбагачувальній фабриці в Нідерландах, в Україні — на поч. 50-х рр.
В залежності від тиску на вході розрізняють:
напірні гідроциклони, надлишковий тиск — понад 100 кПа,
низьконапірні — менше 100 кПа і
вакуумні (сифонні) — тиск на вході менший від атмосферного.
В останніх початкове прискорення пульпи на вході до апарата досягається за рахунок розрідження, що створюється сифоном для примусового вивантаження зливного продукту. Вони встановлюються на всмоктувальній лінії помпа і попереджують потрапляння твердих абразивних частинок до його робочих органів.
5.Очистка стоків миття техніки
Технологія очищення та відведення зворотних вод від миття транспорту, розроблена НІЦ „Потенціал-4”, забезпечує очищення забруднених вод до нормативних показників та спрямована на збереження та раціональне використання водних ресурсів, що є особливо актуальним зважаючи на стрімко зростаючий дефіцит чистої води на всій планеті. Очисні споруди забезпечують очищення зворотних вод від миття автомобілів та забруднених дощових вод до якості, необхідної для їх повторного використання у зворотному циклі. Склад зворотних вод від миття автомобілів та забруднених дощових вод наведено в таблиці 1 (на прикладі автоцентра «Вольво», м. Київ).
Таблиця 1.
Для забруднених дощових, талих вод та вод від миття транспорту визначальною забруднюючою речовиною для вибору методів їх очистки є завислі речовини, концентрація яких в цих водах значно – в 10-100 разів - перевищує гранично допустимі концентрації (ГДК) на скид зворотних вод у водойми. Ці забруднення можуть бути віднесені до I групи дисперсності, які найбільш раціонально вилучаються на установках та спорудах механічної очистки (пісковловлювачах, нафтовловлювачах, гідроциклонах, проціджувачах, ситах, відстійниках та ін.). Ступінь очистки цих вод від грубодисперсних завислих речовин на цих спорудах досягає 85%-90%, але навіть залишкова концентрація 20-40 мг/л не відповідає нормативним вимогам, які дозволяють водовідведення зворотних вод з концентрацією завислих речовин менше 12 –15 мг/л. Не менш значними забруднювачами таких вод є дрібнодисперсні завислі речовини, речовини колоїдного ступеню дисперсності, нафтопродукти в стані емульсій. В забруднених дощових водах органічні високомолекулярні забруднюючі речовини, як розчинні, так і колоїдного ступеню дисперсності, контролюються по хімічному споживанні забрудненою водою кисню (ХСК) або біохімічному споживанню кисню за 5 діб (БСК5). Дослідження якості очищених на установках «Флокфіл» методами механічної та фізико-біохімічної очистки зворотних вод показали, що вони в ряді випадків вони потребують доочистки по показникам ХСК, БСК5 СПАР та біогенних елементів. Враховуючи склад забруднених вод доцільно використати методи механічної, фізико-хімічної очистки та біологічної доочистки з використанням наступних блоків:
I - механічна очистка за допомогою гідроциклонів;
II - фізико-хімічна очистка на установці «Флокфіл»;
III - біологічна доочистка на біоплато з вищими водними рослинами.
Рис. 1. Технологічна схема очистки забруднених дощових, талих вод і вод від миття транспорту
1 – приймальна камера скидних вод від миття транспорту, 2 – розподільча камера дощових вод, 3 – накопичувач-усереднювач забруднених дощових вод, 4 – гідроциклон, 5 – установка «Флокфіл»: 5а – флотатор, 5б – відстійник, 5в – фільтр, 6 – стабілізатор, 7 – повітродувка, 8 – установка механічного зневоднення осаду, 9 – закрите біоплато гідропонного типу з біопрепаратом-деструктором нафтопродуктів, 10 – резервуар очищених вод, 11 – знезараження
Склад очищених вод з використанням технологій «Потенціал-4» наведено в таблиці 2.
Таблиця 2.
6.Очистка дощових та талих вод
Дощові та талі води з урбанізованих територій значно впливають на погіршення якості води водойм. Ступінь забруднення цієї категорії вод залежить від ряду факторів: географічного розташування, кліматичних умов, інтенсивності та тривалості випадання атмосферних опадів, забрудненості повітряного басейну, санітарного стану басейну водозбору, виду поверхневих покриттів територій; наявності поблизу промислових зон, автомобільних доріг та об’єму транспортних навантажень. Основними інгредієнтами, що забруднюють дощові та талі води, є завислі речовини, нафтопродукти, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР), сполуки азоту, солі важких металів. Нафта і нафтопродукти потрапляючи у водойми створюють різні форми забруднень: плаваючу на воді нафтову плівку, розчинені або емульсовані у воді нафтопродукти, осаджені на дно важкі фракції та інше. При цьому змінюється запах, смак, колір, поверхневий натяг, густина води, зменшується кількість розчиненого в ній кисню, з’являються шкідливі органічні речовини, вода набуває токсичних властивостей і загрожує не лише гідробіонтам, але і людині. Значну частку в забруднення води вносять детергенти (миючі засоби). До їх складу входять як активна основа поверхнево активні речовини і різні добавки: лужні і нейтральні електроліти, перекисні сполуки, речовини, що запобігають ресорбції забруднювачів. Детергенти, потрапляючи у водні об’єкти, викликають спінювання, погіршують органолептичні властивості води, порушують процеси кисневого обміну, токсично впливають на фауну, утруднюють процеси біологічного окислення органічних речовин, перешкоджають біологічному очищенню стічних вод. Для запобігання негативного впливу на довкілля забруднених дощових вод необхідно використовувати локальні очисні споруди.
Склад забруднених дощових та талих вод (на прикладі розроблених Потенціал-4 очисних споруд) та очищених з використанням технологій Потенціал-4 вод наведено в таблиці 1.
Таблиця 1
В Потенціал-4 розроблені технології очистки цієї категорії вод для різних за потужністю об’єктів. На рисунку 1 представлена принципова технологічна схема очистки дощових та талих вод для об’єктів великої потужності.
Рис. 1. Принципова технологічна схема очистки дощових та талих вод
1 – накопичувач забруднених дощових вод, 1.1, 1.2. – насоси Faggiolati з ріжучим робочим колесом, 2 – гідроциклон, 3 – флотатор «Флокфіл», 3.1. – дисковий аератор, 4 – відстійник «Флокфіл», 5 – фільтр «Флокфіл», 6 – стабілізатор «Флокфіл», 6.1, 6.2. – насоси Faggiolati, 7 – полімерна станція Bargam, 8 – насос-дозатор Etatron, 9 – повітродувка Becker, 10 – декантер Bargam, 11.1 – розподільчий колодязь біоплато, 11.2 – біоплато гідропонного типу, 11.3 – збірний (контрольний) колодязь.
Дощові та талі води з майданчику водозбору збираються через дощоприймальники по системі дощової каналізації в розподільчий колодязь, з якого забруднені дощові води (всі малі, середні та забрудненні порції зливових дощів) надходять на локальні очисні споруди, представлені приймальною камерою-накопичувачем з зануреними насосами, гідроциклоном та установками «Флокфіл» з біоплато. Умовно чисті води надходять у водоймище. Як видно з даних таблиці 1, для забруднених дощових стоків визначальними для вибору засобів їх очистки є завислі речовини, концентрація яких значно перевищує ГДК. Ці забруднення можуть бути віднесені до I групи дисперсності, які найбільш раціонально вилучаються механічним очищенням (застосуванням гідроциклону). При цьому домішки II і III групи дисперсності, які контролюються БСК5 і ХСК, вилучаються на 15-25%. Для видалення домішок II групи доцільно використовувати флокулянт у флотаторі установки «Флокфіл», де також при насиченні води киснем відбувається корегування окислювально-відновного потенціалу (Eh). В процесі флокуляції змінюється агрегатний стан забруднюючих домішок, проходить процес розділення фаз з видаленням їх в шлам та осад. Речовини, що спливають, видаляються через переливний трубопровід, а завислі речовини з відстійної частини видаляються в стабілізатор осаду за допомогою ерліфтів. У відстійнику установки «Флокфіл» вилучаються дрібнодисперсні завислі речовини III групи, які також поступають в стабілізатор. Освітлені зворотні води поступають на фільтри доочистки установки «Флокфіл» з модифікованим завантаженням для вилучення залишкових концентрацій завислих речовин та нафтопродуктів. Після механічної та фізико-хімічної очистки зворотні води самопливом поступають на споруди доочистки біоплато гідропонного типу з вищими водними рослинами (очерет, рогоза). В завантаження біоплато (митий щебінь) для інтенсифікації процесу біодеструкції органічних забруднень та розчинених нафтопродуктів вносяться препарати-деструктори “Еконадін” та “Трофойл”. Якість очищених зворотних вод відповідає вимогам на скид у водойми господарсько-побутового призначення. Очищені зворотні води можуть використовуватись для поливу території та зелених насаджень.
7.Принципова схема очищення стічних вод
Рис. Схема очищення стічних вод відцентровими силами (центрифугою і гідроциклоном) від осаду. 1.Решітка; 2- гідроциклон; 3- ущільнювач осаду; 4,7- ємності; 5- насос; 6- центрифуга.
9.СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Оборотное водоснабжение углеобогатительных фабрик / И.С. Благов и др. - М.: Недра, 1998. - 215с.
2. Фоменко Т.Г., Бутовецкий В.С., Погарцева Е.И. Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик.- М.: Недра, 1994. - 352с.
3. Самойлик Г.В. Применение радиальных сгустителей для осветления оборотной воды углеобогатительной фабрики // Уголь Украины. - 1996.-N9.-С.43-44.
4. Пилов П.И. Научные основы сепарации и водопотребления при обогащении руд. Автореф. дис...докт. техн. наук. - Днепропетровск, 1993. - 44с.
5. Рекомендации по применению гидроциклонов в водно-шламовых схемах углеобогатительных фабрик / А.А. Безверхий, С.М. Ходос, В.Е. Федорченко и др.-Луганск: УкрНИИуглеобогащение, 1999. - 36с.
6. Роев Г.А., Юфин Б.А. „Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов”. – М.: Недра, 1987. – С. 100.
7. Никонов К.Б., Карабцов Г.П. Очистка жидкостей в силовых полях: Учебное пособие. – Киев : КИИГА, 1990. – С. 8-14.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора