2020-04-12
111
ТЕМА: Применение методов обеззараживания сточных вод.
ЦЕЛЬ: Научиться применять методы обеззараживания сточных вод.
Методическое оснащение:
Ю.В.Воронов и др. Водоотведение: учебник.-М.:ИНФРА-М,2010
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
1.Ознакомление с целью работы и порядком её выполнения.
2.Ознакомление с индивидуальным заданием.
3.Вычерчивание схемы оборудования.
4. Описание метода обеззараживания сточных вод.
5.Оформление отчета с выводом о проделанной работе, сдача его.
Теоретическая часть.
Обеззараживание сточных вод имеет целью уничтожение оставшихся в них патогенных бактерий и снижение эпидемиологической опасности при сбросе в поверхностные водоемы. Запрещается сброс в водные объекты сточных вод, содержащих возбудителей инфекционных заболеваний. Стоки, опасные в эпидемиологическом отношении, допустимо сбрасывать в водоем только после их очистки и обеззараживания.
Применяемые в настоящее время методы обеззараживания воды можно разделить на две основные группы — химические и физические. К химическим методам относятся окислительные и олигодинамические (воздействие ионами благородных металлов); в качестве окислителей используют хлор, диоксид хлора, озон, марганцовокислый калий, перекись водорода, гипохлориты натрия и кальция; к физическим методам — термическая обработка, ультрафиолетовое облучение, воздействие ультразвуком, облучение ускоренными электронами и Y-лучами. Выбор метода обеззараживания осуществляется на основании данных о расходе и качестве очищенных сточных вод, условиях поставки и хранения реагентов и условий энергоснабжения, наличия особых требований.
|
|
|
Наибольшее распространение получил метод хлорирования сточных вод. Хлор вводят в сточную воду в виде растворенного хлор-газа или других веществ, образующих в воде активный хлор. Количество активного хлора, вводимого на единицу объема сточной воды, называется дозой хлора и выражается в граммах на 1 м3 (г/м3).Озон (03) — аллотропная модификация кислорода, наиболее сильный из известных в настоящее время окислителей. Как и хлор, озон является высокотоксичным, ядовитым газом. Это нестойкое вещество саморазлагается, образуя кислород. Одно из его преимуществ перед другими окислителями с гигиенической точки зрения — неспособность к реакциям замещения (в отличие от хлора). При озонировании в обрабатываемую воду не вносятся дополнительные примеси, а вероятность образования токсичных соединений значительно ниже, чем при хлорировании.
Наиболее распространенный безреагентный метод обеззараживания сточных вод — использование бактерицидного ультрафиолетового (УФ) излучения, воздействующего на различные микро- организмы, включая бактерии, вирусы и грибы.
|
|
|
Обеззараживающий эффект УФ-излучения обусловлен необратимым повреждением молекул ДНК и РНК микроорганизмов, находящихся в сточной воде. При проектировании установок УФ-обеззараживания сточных вод доза облучения принимается не менее 30 мДж/см2.
Положительные санитарно-технологические аспекты применения УФ-излучения для обеззараживания сточных вод — это непродолжительное время контакта, исключение образования токсичныX и канцерогенных продуктов. Отсутствует необходимость хранения опасных материалов и реагентов. Установки обеззараживания ультрафиолетовым излучением легко автоматизируются и быстро запускаются в работу, просты в обслуживании. Для глубокой очистки сточных вод от взвешенных веществ широкое распространение получил метод процеживания сточных вод на микрофильтрах.
Варианты заданий.
1. Метод хлорирования сточных вод.
2. Метод озонирования сточных вод.
3. Метод УФ-излучения сточных вод.
4. Метод процеживания сточных вод на микрофильтрах.
5.Дополнительное задание: расчет замкнутой схемы испарителя- а)температура воды на входе в испаритель t/в= 65°C, производительность по хлору20 кг/ч, коэффициент запаса 1,3; б) температура воды на входе в испаритель t/в= 60°C, производительность по хлору, 30кг/ч, коэффициент запаса 1,4.
Пример расчета испарителей хлораторной (по справочному пособию к СНиП 2.04.03-85)
Дано: замкнутая схема испарителя, температура хлора на входе в испаритель принимается равной температуре воздуха в зимнее время в помещении, где хранится хлор, t/хл= 5оС; температура хлора на выходе из испарителя t//хл = 60°С; температура воды на входе в испаритель t/в= 70°C; температура воды на выходе из испарителя принимается в среднем на 5о С ниже температуры на входе t//в=65оС, температура испарения хлора при давлении 0,05- 0,1 МПа tисп =-30°С. Рассчитать диаметр труб хлоропровода и мощность подогревателя.
РЕШЕНИЕ.
Подставляя исходные данные в формулу, рассчитаем среднюю температуру хлора в процессе испарения
tхлср =(t/хл +tисп):2 (1)
tхлср =(t/ср +tисп):2=[ 5+(-30)]:2=-12,5 °С
Перепад температуры хлора в испарителе определим по формуле (2)
tср= t/в- tхлср=70-(-12,5)=82,5°С
=ср
Затем определим среднюю температуру воды в испарителе по формуле (3)
tвср=(t/в+ t//в):2=(70+65):2=67,5°С
Тогда перепад температур хлора и воды в испарителе составит (4)
tср= tвср- tхлср=67,5-(-12,5)=80°С
Перепад температуры воды в испарителе составит по формуле (5)
tв= t/в- t// в=70-65=5°С
Рассчитаем по формуле (6) количество тепла, передаваемого в испаритель, где rхл -скрытая теплота парообразования хлора260 кДж/кг, Схл -удельная теплоемкость хлора 0,838 кДж/(кг.°С), qхл- производительность по хлору, 25кг/ч;
QT=qхл(rхл + Схл tхл)=25(260+0,838х82,5)=8228 кДж/ч
Затем определим расход воды по формуле (7), где Св -удельная теплоёмкость воды, 4,19 кДж/(кг. °С);
Qв= QT: tв Св =8228:5х4,19=392кг/ч=0,39м3/ч,
который уточняется по фактической производительности циркуляционного насоса и должен быть не менее полученного при расчете.
Определим площадь FT, м2, поверхности теплообмена по формуле (8), где К- общий коэффициент теплопередачи водычерез стальную стенку к хлору 146 кДж/(м2×ч×°С)
На основе расчета принимаем диаметр труб хлоропровода 50 мм, а длину 7 м. Мощность подогревателя (греющего элемента) определяется равной величине 
с коэффициентом запаса 1,3-1,4.
