3.2.5. Расчет адсорбера

1). Начальная концентрация ионов меди: С_н = 0.245 мг/л

Принимаем конечную концентрацию равную ВСС: С_к = 0.001 мг/л

2). Начальная концентрация ионов никеля: С_н = 0.0344 мг/л

Принимаем конечную концентрацию равную ВСС: С_к = 0.001 мг/л

3). Начальная концентрация ионов цинка: С_н = 0.353 мг/л

Принимаем конечную концентрацию равную ВСС: С_к = 0.1 мг/л

Рассчитаем рабочий объем адсорбера для каждого вида ионов металлов.

Вычислим поток загрязняющего вещества, :

,

где Q – объемный расход сточных вод, ;

С - концентрация нефтепродуктов после флотации, ;

С - конечная концентрация нефтепродуктов, :

1). Для меди:

G =18.43 * (0.245 – 0.001) * 10^-3 = 0.00376 кг/ч

В качестве сорбента применяем катионит КУ-23-Na. Его сорбционная емкость для меди Е = 100 кг/м³

Рассчитаем поток ионита, м³/ч:

_{П = G / E = 0.00376 / 100 = 0.0000376}

Найдем рабочий объем адсорбера:

V_p = П * = 0.0000376 * 16 = 0.0006 м³

где - время сорбции (задаем = 16 ч.)

2). Для никеля:

G =18.43 * (0.0344 – 0.001) * 10^-3 = 0.000616 кг/ч

В качестве сорбента применяем катионит КУ-23-Na. Его сорбционная емкость для никеля Е = 100 кг/м³

Рассчитаем поток ионита, м³/ч:

_{П = G / E = 0.000616 / 100 = 0.00000616}

Найдем рабочий объем адсорбера:

V_p = П * = 0.00000616 * 16 = 0.0000985 м³

где - время сорбции (задаем = 16 ч.)

3). Для цинка:

G =18.43 * (0.353 – 0.1) * 10^-3 = 0.00466 кг/ч

В качестве сорбента применяем катионит КУ-23-Na. Его сорбционная емкость для цинка Е = 80 кг/м³

Рассчитаем поток ионита, м³/ч:

_{П = G / E = 0.00466 / 80 = 0.0000582}

Найдем рабочий объем адсорбера:

V_p = П * = 0.0000582 * 16 = 0.00093 м³

где - время сорбции (задаем = 16 ч.)

Принимаем рабочий объем адсорбера на 1 цикл сорбции:

V_p = 0.00093 м³

Выбираем загрузку на 1 месяц.

Тогда: (8 * 3 / 16) * 30 = 45 циклов.

Рабочий объем сорбционного фильтра: V_p = 0.00093 * 45 = 0.418 м³

Рассчитаем геометрические размеры сорбционного адсорбера [39].

Примем отношение высоты к диаметру: Н/ D= 2/1

Тогда из формулы диаметр равен:

D = = = 0.64 ≈ 0.7 м

Высота сорбционного фильтра:

_{Н = 2 * D = 2 * 0.7 = 1.4 м}

Найдем геометрическую высоту адсорбера, м:

Н_г = Н_р + 0.3 + 0.3 = 1.4 +0.3 + 0.3 = 2 м

3.2.6. Расчет аэротенка-модуля

1) Найдем ориентировочную продолжительность аэрации сточных вод и циркулирующего ила:

t_a = S₀ – S / α_аэр * (1 – А) * r, (6.1)

где S₀ - БПК_полн поступающей в аэротенк воды, 21 мгО₂/л;

S - БПК_полн очищенной воды, 3 мгО₂/л;

α_аэр – доза ила, принимаем 1.8 г/л;

А – зональность ила в долях единицы, принимаем 30%;

r – скорость окисления загрязнений, 18 мг БПК / г*ч.

t_a = 21 – 3 / 1.8 * (1 – 0.3) * 18 = 0.79 ч.

2) Определим степень рециркуляции активного ила в аэротенке:

R = (6.2)

где j – иловый индекс.

Для определения илового индекса найдем нагрузку на 1 г сухого вещества ила в сутки:

К_ил = 24 * (S₀ – S) / α_аэр * (1 – А) * t_a (6.3)

К_ил = 24 * (21 – 3) / 0.3 * (1 – 0.3) * 0.79 = 434.

При К_ил = 434, иловый индекс для городских сгонных вод j = 80 см³/г, тогда по формуле 6.2

R = = 0.14

3) Находим дозу ила, поступающего в регенератор из вторичного отстойника:

α_рег = (1 / 2 * R + 1) * α_аэр = (1/ 2 * 0.14 + 1) * 1.8 = 8.194 г/л (6.4)

4) Определим объем циркулирующего активного ила:

U = , (6.5)

U = = 0.567 м³.

5) Установим БПК_полн сточных вод с иловой смесью в аэротенке:

S_см = , (6.6)

S_см = = 23.284 мгО₂/л.

6) Определим продолжительность пребывания сточных вод собственно в аэротенке:

t'_a = , (6.7)

t'_a = = 1.66 ч.

7) Продолжительность окисления снятых загрязнений найдем по формуле:

t₀ = S₀ – S / R* α_рег * (1 – А) * r, (6.8)

t₀ = 21 – 3 / 0.14 * 8.194 * (1 – 0.3) * 18 = 1.25 ч.

8) Находим объем собственного аэротенка:

V_a = t'_a * (Q + U), (6.9)

V_a = 1.66 * (18.43 + 0.567) = 31 м².

Выбираем аэротенк-модуль подходящий по рассчитанному рабочему объему с запасом по объему на 20% .