Г.3 Расчет усреднителя барботажного типа

Г.3.1 Исходные данные. Расход производственных сточных вод = 380 м³/ч. Режим поступления сточных вод – циклические изменения концентрации загрязняющих веществ с периодом колебаний = 3 ч и максимальной концентрацией = 750 мг/дм³. Средняя концентрация загрязнений в сточных водах составляет =130 мг/дм³, допустимая концентрация после усреднения должна быть = 260 мг/дм³.

Содержание взвешенных веществ в сточных водах = 110 мг/дм³ с гидравлической крупностью = 9 мм/с.

Требуется выбрать тип усреднителей, рассчитать объем и конструктивные параметры.

Г.3.2 По таблице 5.3 выбираем усреднитель барботажного типа.

Г.3.3 В соответствии с ТКП 45-4.01-202 (формула (6.26)) определяем требуемый коэффициент усреднения

.

Г.3.4 В соответствии с ТКП 45-4.01-202 (формула (6.27)) определяемобъем усреднителей , м², (при до 5)

.

Г.3.5 Принимаем глубину усреднителя = 3 м, количество секций = 2, затем по формуле (5.108) определяем площадь каждой секции усреднителя , м²

.

Г.3.6 Назначаем ширину секции = 12 м и по формуле (5.109) рассчитываем длину секции усреднителя , м

.

Принимаем длину секции = 16 м.

Г.3.7 По формуле (5.110) определяем площадь поперечного сечения канала усреднителя , м²

.

Г.3.8 В соответствии с ТКП 45-4.01-202 (формула (6.30)) определяем максимальную скорость продольного движения воды , м/с

.

Рассчитанная скорость меньше максимального значения (0,0025 м/с).

Г.3.9 Проектируем трубы-барботеры на глубине = 2,9 м – два пристенных барботера на расстоянии от стены усреднителя = 3 м и один промежуточный барботер, расположенный по оси секции.

Г.3.10 Принимаем интенсивность барботирования для пристенных барботеров = 12 м/(ч∙м), для промежуточных барботеров = 24 м/(ч∙м), и выбираем из таблицы Г.1 перфорированные трубы со следующими характеристиками:

- пристенный барботер: диаметр трубы 63 мм, два ряда перфорационных отверстий диаметром 3 мм и шагом между ними 160 мм, один стояк для подвода воздуха, располагаемый посередине барботера;

- промежуточный барботер: диаметр трубы 63 мм, два ряда перфорационных отверстий диаметром 3 мм и шагом между ними 80 мм, один стояк для подвода воздуха, располагаемый посередине барботера.

Таблица Г.1 – Характеристики барботеров из полиэтиленовых труб

Г.3.11 По формуле (5.111) определяем общий расход воздуха для барботирования , м³/ч

.

Г.4 Расчет многоканальных усреднителей с каналами различной ширины.

Г.4.1 Исходные данные. Расход производственных сточных вод равен = 450 м³/ч, Режим поступления сточных вод - залповые сбросы длительностью = 1,5 ч с содержанием загрязняющих веществ = 620 мг/дм³. Средняя концентрация загрязняющих веществ в сточных водах составляет = 180 мг/дм³, допустимая концентрация загрязняющих веществ после усреднения должна быть = 250 мг/дм³.

Содержание взвешенных веществ в сточных водах = 350 мг/дм³ с гидравлической крупностью = 2,5 мм/с.

Выбрать тип усреднителей, рассчитать объем и конструктивные параметры.

Г.4.2 По таблице 5.3 выбираем многокальный тип усреднителя с каналами различной ширины.

Г.4.3 В соответствии с ТКП 45-4.01-202 (формула (6.26)) определяем требуемый коэффициент усреднения

.

Г.4.4 По формуле (5.100) рассчитываем объем , м³, усреднителей (при > 5)

.

Г.4.5 Принимаем глубину усреднителя = 2 м, количество секций = 4, затем по формуле (5.108) находим площадь каждой секции усреднителя , м²

.

Г.4.6 Назначаем ширину секции = 12 м и по формуле (5.109) рассчитываем длину секции усреднителя , м

.

Принимаем длину секции = 23 м. Назначаем количество каналов в каждой секции усреднителя = 3.

Уточняем площадь каждой секции усреднителя , м²

.

Г.4.7 По формуле (5.112) рассчитываем ширину каждого -того канала , м

.

Расчет сводим в таблицу Г.2.

Таблица Г.2 – Результаты расчета ширины канала

№ канала
Ширина канала , м	3,5	6,0	2,5

Г.4.8 По формуле (5.114) рассчитываем расход воды в каждом -том канале усреднителя , м³/ч

Результаты расчета приведены в таблице Г.3.

Таблица Г.3

№ канала
Расход воды в -том канале , м3/ч	118,75	50,00	12,50

Г.4.9 Принимаем скорость течения в распределительном лотке = 0,4 м/с и по формуле (5.115) находим площадь поперечного сечения лотка , м²

.

Подбираем лоток шириной = 0,3 м и глубиной воды = 0,26 м.

Г.4.10 В соответствии с ТКП 45-4.01-202 (формула (6.29)) рассчитываем площади и размеры боковых , м², и донных , м², отверстий в распределительном лотке, результаты заносим в таблицу Г.4

.

Таблица Г.4 – Результаты параметров распределительного лотка усреднителя

.

Г.5 Расчет прямоугольного и круглого в плане многоканального усреднителя с различной длиной каналов

Г.5.1 Исходные данные.Такие же, как в примере Г.4.

Рассчитать конструктивные параметры многоканального усреднителя с различной длиной каналов (прямоугольной и круглой формы в плане)

Г.5.2 Из расчета примера Г.4 известен объем усреднителей = 2121,52 м³.

Г.5.3 Принимаем количество секций = 2, глубину усреднителя = 1,5м, затем по формуле (5.108) находим площадь каждой секции усреднителя , м²

.

Г.5.4 Вариант 1 - прямоугольный в плане усреднитель.

Г.5.4.1 Назначаем ширину секции =20 м и по формуле (5.109) рассчитываем длину секции усреднителя , м

.

Принимаем длину секции = 36 м.

Г.5.4.2 Назначаем количество каналов в каждой секции усреднителя = 5. По формуле (5.117) рассчитываем ширину одного канала , м

.

Г.5.5 Вариант 2 – круглый в плане усреднитель.

Г.5.5.1 По формуле (5.117) рассчитываем диаметр усреднителя , м

.

Г.5.5.2 Назначаем количество каналов в каждой секции усреднителя = 5 и по формуле (5.118) рассчитываем ширину одного канала , м

.

Г.6 Расчет объема усреднителя при произвольных колебаниях концентрации загрязнителя в сточной воде.

Г.6.1 Исходные данные. Расход производственных сточных вод постоянный и равен = 530 м³/ч. Режим поступления сточных вод - произвольные колебания концентрации загрязняющих веществ в сточной воде приведены в таблице Г.5. Допустимая концентрация после усреднения должна быть = 800 мг/дм³.

Рассчитать объем усреднителя при произвольных колебаниях концентрации загрязняющих веществ в сточной воде

Таблица Г.5 - Концентрации загрязняющих веществ в сточной воде

Часы суток	, мг/дм3		Часы суток	, мг/дм3
0-1			12-13
1-2			13-14
2-3			14-15
3-4			15-16
4-5			16-17
5-6			17-18
6-7			18-19
7-8			19-20
8-9			20-21
9-10			21-22
10-11			22-23
11-12			23-24

Г.6.2 Превышение концентраций загрязнений над допустимым уровнем (800 мг/дм³) наблюдается в часы с 6 до 13 ч. Период усреднения равен = 7 ч.

Г.6.3 Ориентировочный объем усреднителя , м³, равен суммарному притоку в эти часы

.

Для дальнейших расчетов принимаем объем усреднителя = 3800 м³.

Г.6.4 По формуле (5.101) рассчитываем максимальный отрезок времени (шаг) , ч, через который будут рассчитываться концентрации загрязнителя на выходе

.

В этой формуле = 530 м³/ч.

Так как > 1 ч, принимаем шаг = 1 ч.

Г.6.5 Наибольшая концентрация (1580 мг/дм³) наблюдается в час 7-8, следовательно, начинаем расчет именно с этого часа. Предполагаем, что в 8 ч в усредненной воде концентрация загрязнения будет равна допустимому значению – 800 мг/дм³.

Г.6.6 По формуле (5.103) рассчитываем приращение концентрации на выходе из усреднителя в следующий час , мг/дм³

.

Г.6.7 По формуле (5.103) определяем концентрацию загрязнителя на выходе из усреднителя на 9 ч , мг/дм³

.

Г.6.8 Аналогично рассчитываем приращение и концентрацию на выходе на 10 ч и , мг/дм³

.

.

Результаты дальнейшего расчета приведены в таблице Г.6.

Таблица Г.6 – Результаты расчета усреднителей – вариант 1

Исходные данные	Расчетные концентрации загрязнений, мг/дм3, в усредненной воде за:
Часы	Подача в усреднитель , м3/ч	Концентрация , мг/дм3	1-е сутки	2-е сутки	3-и сутки
0-1					-22		-21
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13			-10		-2		-1
13-14			-50		-43		-43
14-15			-74		-68		-68
15-16			-83		-78		-78
16-17			-71		-67		-67
17-18			-56		-52		-52
18-19*			-44		-41		-41
19-20			-24		-21		-21
20-21			-29		-27		-26
21-22			-23		-21		-21
22-23			-23		-21		-21
23-24			-23		-21		-21

Как следует таблицы Г.6, после трех суток работы усреднителя допустимая концентрация не достигается.

Г.6.9 Поэтому увеличиваем объем усреднителя , м³, до значения 4200 и повторяем расчет. Результаты расчета приведены в таблице Г.7.

Таблица Г.7 – Результаты расчета усреднителей – вариант 2

Исходные данные	Расчетные концентрации загрязнений, мг/дм3, в усредненной воде за
Часы	Подача в усреднитель , м3/ч	Концентрация , мг/дм3	1-е сутки	2-е сутки	3-и сутки
0-1					-23		-21
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13			-8
13-14			-45		-37		-37
14-15			-67		-60		-60
15-16			-76		-70		-70
16-17			-66		-61		-61
17-18			-53		-48		-48
18-19*			-43		-39		-38
19-20			-25		-21		-21
20-21			-29		-26		-26
21-22			-24		-21		-21
22-23			-24		-21		-21
23-24			-23		-21		-21

Допустимая концентрация на выходе из усреднителя достигается 13 ч на третьи сутки усреднения, следовательно, расчетный объем = 4200 м³ определен правильно.

Г.7 Расчет объема усреднителя при произвольных колебаниях концентрации загрязнителя и расхода сточных вод.

Г.7.1 Исходные данные. Характер колебаний содержания загрязняющих веществ в производственных сточных водах - произвольные колебания концентрации загрязнения и расхода воды приведены в таблице Г.8.

Допустимая концентрация после усреднения = 800 мг/дм³.

Рассчитать объем усреднителей при произвольных колебаниях концентрации загрязнителя и расхода сточных вод.

Таблица Г.8 – Расходы и концентрации загрязнения в сточной воде

Часы суток	Расход сточных вод, , м3/ч	Концентрация загрязнений, , мг/дм3		Часы суток	Расход сточных вод, , м3/ч	Концентрация загрязнений, , мг/дм3
0-1				12-13
1-2				13-14
2-3				14-15
3-4				15-16
4-5				16-17
5-6				17-18
6-7				18-19*
7-8				19-20
8-9				20-21
9-10				21-22
10-11				22-23
11-12				23-24

Г. 7.2 По формуле (5.104) находим расход сточной воды после усреднения , м³/ч

.

Г.7.3 Рассчитываем поступление (расход) сточной воды в усреднитель по всем часам суток , м³/ч,и заносим результаты в столбцы 4 и 5 таблицы Г.9. Например, для часа 0-1 значение вычисляется так

.

Так как значение отрицательно, заносим его в столбец 5 «Расход из емкости». Аналогично рассчитываем остальные строки в таблице.

Г.7.4 Принимаем за «час нулевого объема» конец интервала времени от 22 до 7 ч, т.е. час 6-7.

Г.7.5 По формуле (5.107) последовательно, начиная с часа 6-7, рассчитываем остатки воды в емкости усреднителя , м³. Результаты заносим в таблицу Г.9. Например, для часа 7-8 остаток воды , м³,рассчитывается

.

Г.7.6 По результатам расчета принимаем объем регулирующей емкости усреднителя, равный наибольшему значению остатка, который наблюдается в час 14-15 = 540 м³.

Г.7.7 Далее производим расчет объема, необходимого для усреднения концентрации загрязнения. Превышение концентраций загрязнений над допустимым уровнем (800 мг/дм³) наблюдается в часы с 6 до 13 ч. Период усреднения равен 7 ч.

Таблица Г.9 – Расчет регулирующего объема усреднителя

Часы суток	Подача в усреднитель, м3/ч	Расход после усреднителя, м3/ч	Поступление в емкость , м3	Расход из емкости , м3	Остаток в емкости , м3
0-1		207,5	-	57,5	415,0
1-2		207,5	-	67,5	347,5
2-3		207,5	-	87,5	260,0
3-4		207,5	-	107,5	152,5
4-5		207,5	-	107,5	45,0
5-6		207,5	-	27,5	17,5
6-7		207,5	-	17,5
7-8		207,5	42,5	-	42,5
8-9		207,5	52,5	-	95,0
9-10		207,5	82,5	-	177,5
10-11		207,5	92,5	-	270,0
11-12		207,5	102,5	-	372,5
12-13		207,5	82,5	-	455,0
13-14		207,5	82,5	-	537,5
14-15		207,5	2,5	-	540,0
15-16		207,5	-	7,5	532,5
16-17		207,5	-	17,5	515,0
17-18		207,5	-	27,5	487,5
18-19		207,5	-	17,5	470,0
19-20		207,5	-	7,5	462,5
20-21		207,5	12,5	-	475,0
21-22		207,5	42,5	-	517,5
22-23		207,5	-	17,5	500,0
23-24		207,5	-	27,5	472,5

Г.7.8 Ориентировочный объем усреднителя , м³, равен суммарному притоку в эти часы

.

Для дальнейших расчетов принимаем объем усреднителя = 1900 м³.

Г.7.9 По формуле (5.102) рассчитываем максимальный отрезок времени (шаг) , ч, через который будут рассчитываться концентрации загрязняющих веществ на выходе

.

(В этой формуле = 310 м³/ч). Так как > 1 ч, принимаем шаг = 1 ч.

Г.7.10 Наибольшая концентрация (1580 мг/л) наблюдается в час 7-8, следовательно, начинаем расчет именно с этого часа.

Предполагаем, что в 8 ч в усредненной воде концентрация загрязнения будет равна допустимому значению – 800 мг/дм³.

Г.7.11 По формуле (5.103) рассчитываем приращение концентрации на выходе из усреднителя в следующий час , мг/дм³

.

Г.7.12 По формуле (5.104) определяем концентрацию загрязнителя на выходе из усреднителя на 9 ч , мг/дм³

.

Аналогично рассчитываем приращение и концентрацию на выходе на 10 ч

;

.

Результаты дальнейшего расчета приведены в таблице Г.10.

Таблица Г.10 – Результаты расчета объема усреднителей – вариант 1

Исходные данные	Расчетные концентрации загрязнений, мг/дм3, в усредненной воде за
Часы суток	Расход сточных вод, , м3/ч	Концентрация загрязнений, , мг/дм3	1-е сутки	2-е сутки	3-е сутки
0-1					-17		-16
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13			-12		-1

Поиск по сайту: