Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Расчет биофильтра




Исходные данные:

Qсут = 6000 м3 /сут; Qmaxчас = 412 м3/час; Len =188.28 мг/л; Lex =15 мг/л; Tw= 11 С0;

где: Qсут - суточный расход сточных вод;

Qmaxчас- максимальный часовой расход сточных вод

Len – БПК сточных вод, поступающих на биофильтр

Lex – требуемая величина БПК на выходе из биофильтра

Tw - среднезимняя температура очищаемых сточных вод

Задание: запроектировать аэрофильтр.

Решение:

1. Определение размеров и основных параметров работы биофильтра

1.1. Определение коэффициента рециркуляции Krc.

Krc показывает, какая часть расхода воды должна быть возвращена на вход в биофильтр для разбавления поступающих сточных вод очищенными для снижения БПК до допустимых величин.

Коэффициент рециркуляции Krc определяется по формуле:

/31/

где: - Lmix - БПКполн смеси исходной и циркулирующей воды, поступающей на аэрофильтр; для аэрофильтров Lmix не должна превышать 300 мг/л;

- Len, Lex - БПКполн соответственно исходной и очищенной сточной воды.


При Krc≤0 циркуляция сточных вод не предусматривается, коэффициент рециркуляции принимается равным нулю Krc=0.

 

1.2. Определение коэффициента нагрузки на аэрофильтр Kaf.

Если фильтр работает без циркуляции, Kaf =Len/Lex. Kaf=188,28/15=12,55.

Если биофильтр работает с циркуляцией, Kaf =Lmix/Lex.

 

1.3. Далее работаем с табл.38 СНиП 2.04.03-85. По найденному коэффициенту нагрузки на аэрофильтр Kaf = 12,55 и по среднезимней температуре сточных вод Тоw = 11С0 выбираем параметры работы сооружения:

- высоту загрузки аэрофильтра: Нaf =4 м;

- гидравлическую нагрузку на аэрофильтр qaf =10 м3/(м2×сут);

- удельный расход воздуха для вентиляции аэрофильтра qа =10 м3/(м3).

Если в табл.38 нет вычисленного значения Kaf, то есть, если оно больше или меньше всех приведенных в таблице, то проектируют биофильтр с рециркуляцией сточных вод. В других случаях значение параметров работы фильтра принимаем по ближайшему большему значению Kaf.

 

1.4. В общем случае требуемая площадь аэрофильтров Faf, (м2) определяется по формуле:

/32/

где׃ Q = Q сут - суточный расход сточных вод (м3/сут).

При очистке без рециркуляции, при Кrc = 0:

Faf = Q/qaf /33/

В примере:

Faf = 6000/10=600(м2)

1.5. Объем загрузки аэрофильтра Vaf, м3:

 

Vaf = Нaf * Faf3) /34/

Vaf = 4*600=2400 (м3)

1.6. По требуемой площади аэрофильтров Faf, (м2) определяется количество секций аэрофильтров и размеры каждой секции. Число секций должно быть не менее 2-х и не более 8-ми /1/.

Размеры типовых секций биофильтров

Таблица 6

l, м   3,6        
b, м            

Принимаются 6 секций аэрофильтра с размерами в плане 9*12(м).

 

2. Расчет спринклерной водораспределительной системы биофильтра.

 

Спринклерная водораспределительная система биофильтра состоит из следующих элементов:

- дозирующий бачок; он имеет форму опрокинутой усеченной пирамиды; работа бачка основана на срыве гидрозатвора,

- распределительная тупиковая сеть трубопроводов;

- оросители - спринклеры.

Работа системы носит циклический характер: орошение загрузки сточными водами чередуется с подачей воздуха в загрузку. Полный цикл «орошение-вентиляция» составляет не более 14 минут: в течение 5-6 минут (не более) подаются сточные воды, 5-8 минут – воздух.

При расчете системы должны быть определены следующие параметры:

- расход воды из каждого оросителя,

- необходимое число оросителей,

- диаметры участков разводящей сети,

- объем дозирующего бачка, его рабочая высота, размеры верхнего и нижнего сечения,

- временн ы е параметры работы системы: продолжительность орошения, вентиляции и общая продолжительность цикла.

 

Расчет спринклерной системы ведется для одной секции биофильтра, по максимальному часовому расходу сточных вод, приходящему на одну секцию Q1max = Qmax: k. В формуле Qmax-максимальный часовой приток на все биофильтры с учетом циркулирующего расхода сточных вод, k-количество секций биофильтра.

В примере Q1max = 412/6=68,6 м3/час.

2.1. Определение максимального и минимального расхода воды через одну спринклерную головку: qmaxсприн и qminсприн (м3/сек).

Максимальный расход идет в начале стадии орошения, при полном бачке Мюллера, а минимальный – в конце, при нижнем уровне воды в бачке.

 

qmaxсприн = μ * ω * √(2*g* hmaxсв) /35/

 

Σqminсприн = μ * ω * √(2*g* hminсв) /36/

В формулах:

- ω - площадь сечения отверстия спринклера (м2) определяется по диаметру отверстия dсприн; dсприн надлежит принимать 13 – 40 мм /1/;

- hmaxсв и hminсв - свободный напор у разбрызгивателя в начале и в конце орошения соотвественно, hmaxсв =1,5 м; hminсв= 0,5 м;

- μ - коэффициент истечения из отверстия (коэффициент расхода), μ = 0,67;

- g – ускорение свободного падения, g =9,81м/сек2.

Для облегчения расчетов по этим формулам составлены справочные графики (см.учебник С.В.Яковлев и др. «Канализация», 1976 г.) или таблицы:

Определение расхода воды через оросители

Таблица 7

  dсприн (мм) Расход через спринклер qmaxсприн и qminсприн,л/мин (л/сек) при напоре перед спринклером:
hmaxсв =1,5 м hminсв= 0,5 м
  53 (0,88) 30 (0,50)
  62 (1,03) 36 (0,60)
  82 (1,36) 47 (0,78)
23,5 94 (1,57) 55 (0,92)
  110 (1,83) 64 (1,07)

 

В данном расчете принят диаметр отверстия dсприн =22мм; значит, qmaxсприн=82 л/мин=1,36 л/с; qminсприн=47л/мин=0,78 л/с.

 

2.2. Определение количества спринклеров в секции аэрофильтра – n.

Наименьший суммарный расход воды через все спринклеры секции Σqminсприн должен быть больше максимального притока в бак данной секции Q1max.

При несоблюдении этого требования спринклеры будут работать непрерывно, что приведет к прекращению вентиляции биофильтра и, значит, к ухудшению его работы.

Обычно принимают:

 

Σqminсприн =1,5 · Q1max3/час) /37/

 

Σqminсприн =1,5 ·68,6=102,9 (м3/час)=28,6 (л/с)

 

Количество оросителей в секции определяется по формуле:

 

n = Σqminсприн / qminсприн /38/

 

n =286/0,78=36,7 (шт.)

 

С округлением до ближайшего четного числа принимается 36 оросителей.

 

Размещение оросителей по площади аэрофильтра

 

Рис.20

 

2.3. Диаметры участков оросительной сети: магистрали и ответвлений определяются по среднему расходу сточных вод в начале этих участков и по рекомендуемой скорости в трубопроводах.

Средний расход сточных вод на участке оросительной сети определяется по формуле:

 

Qсредуч = (qmaxсприн + qminсприн) * nуч /2 (м3/сек) /39/

 

Где: nуч – количество спринклеров, обслуживаемых расчетным участком сети.

Скорости сточных вод V ( м/с) рекомендуется принимать:

- в магистрали: V маг = 1 м/с,

- в ответвлениях: V отв = 0,75 м/с.

На практическом занятии занятии подробного расчета тупиковой оросительной сети аэрофильтра выполнять не требуется.

 

 

2.4. Определение рабочей высоты дозирующего бака.

Рабочая высота бака Нраб(м) равняется разности напоров при верхнем и нижнем уровнях воды в баке Нmax и Нmin соответственно (см.рис.21):

 

Нраб = Нmax – Нmin /40/

 

 

Рабочая высота дозирующего бака:

 

 

Рис.21

 

Расчетные напоры определяются по формулам:

 

Нmax = hmaxсв + (hmaxсети + hmaxсиф + hmaxбак) /41/

Нmin = hminсв + (hminсети + hminсиф + hminбак) /42/

 

В формулах суммы в скобках – потери напора в системе: в сети, в сифоне, в баке. Для предварительных расчетов, без подробного расчета участков сети, потери можно принять:

- при максимальном уровне воды в баке (hmaxсети + hmaxсиф + hmaxбак) =0,6 м,

- при минимальном уровне воды в баке (hminсети + hminсиф + hminбак) =0,2 м.

Свободные напоры у самого дальнего разбрызгивателя в начале и в конце орошения (при полном и пустом баке) hmaxсв =1,5 м; hminсв= 0,5 м.

Таким образом, в предварительных расчетах рабочую высоту бака можно принять Нраб = Нmax – Нmin = (1,5+0,6) – (0,5+0,2) = 1,4 (м).

 

2.5. Определение размеров дозирующего бака: объема Wбак, площадей верхнего и нижнего сечений - Fв и Fн 2).

Объем дозирующего бака зависит от продолжительности его рабочего цикла «наполнение-опорожнение» (орошение-вентиляция) - tцикл. Цикл не должен превышать 14 минут; при этом продолжительность опорожнения бака ton (продолжительность орошения поверхности биофильтра сточными водами) принимают обычно не более 5-6 мин. Остальное время tнап – время наполнения бака между орошениями (продолжительность вентиляции фильтра)

 

W бак = (Q сред – Q 1max ) · t on3) /43/

 

Где:

- Q сред – средний расход через все спринклеры, питаемые баком данной секции; по формуле /39/: Qсред = (qmaxсприн + qminсприн)* n / 2 =

= (1,36*10-3 +0,78*10-3)*36/2=0,039(м3/сек);

- Q 1max – максимальный приток сточных вод в бак секции; Q1max =68,6 м3/час=0,02 м3/сек

- t on - продолжительность опорожнения бака, не более 300-360 сек, принимается t on=300 сек, или 5 мин.

Тогда объем бака по формуле /43/:

W бак=(0,039-0,02)*300=5,7 м3

Продолжительность наполнения бака tнап составит:

tнап = W бак / Q1max /44/

 

tнап=5,7/0,02=285 (сек)=4,75 (мин)

 

 

Время полного цикла работы бака tцикл = (tоп + tнап) не должно превышать 14 минут; tцикл = 5+4,75=9,75<14мин.,условие выполняется. Если продолжительность цикла получается большей, то расчет производят снова, задаваясь другими значениями параметров системы: меньшей продолжительностью опорожнения, другой высотой бака, другими диаметрами отверстий разбрызгивателей и т.д.

 

Зная рабочую глубину бака Н раб и его объем W бак, определяют длины сторон квадратных сечений бака: верхнего - aв и нижнего - aн припомощи системы уравнений:

W бак = Н раб*| aв2 + aв*aн + aн2|:3 /45/

 

aв2 / aн2 = qmax сприн/ qmin сприн /46/

 

Отсюда: aн=1,7 м; aв=2,3 м.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-04-25; Просмотров: 2760; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.068 сек.