Кіріспе 6 страница

Химиялық тазарту- ақаба сулардан ластануларды алып тастауда, олардың арасындағы реакция жүргізу және суға реагенттерді енгізу арқылы бұл тәсіл іске асырылады. Сондай реакцияларға тотығу, қалпына келу, қосылу, тұнбаны шығару, және де газ шығару жатады. Химиялық тазарту бірнеше өндірістік ақаба суларды тазалауда пайдаланылады.

Механо-химикалық тазарту- ақаба суларда ерекшеленген ерімеген ластанған заттарды алып тастау үшін қолданылады. Оның мәні судың құрамына коагулянттар қосады және механикалық тазалау үрдісі кезінде одан ластануларды жою үшін.

Физико-химиялық әдісіне ақаба суларды тазалауда сорбция, экстракция, эвапорация, коагуляция, флотация, электролиз, иондық алмасу, кристалдану жатқызылады.

Биохимиялық (биологиялық) тазарту- органикалық ластанулар механикалық тазартудан кейін суда қалған микрорганизмдер көмегімен тотығу реакциясына түсіп, өз тіршілік әрекетінің үрдісі кезінде органикалық заттардың минералдандыруын іске асырады. Ақаба сулардың биохимиялық тазартуы, табиғи ортаға жақын шарттарында(суландыру өрісі, сүзгілеу өрісі, биологиялық тоғайлар), және жасанды жасалған шарттар кезінде(биологиялық сүзгілер және аэротенки) орындалуы мүмкін.

Суландыру өрісі, биоплато және сүзгі өрісі арнайы дайындалған немесе жобаланған жер учаскелерін қарастырады, сонымен қатар үздіксіз ақаба сулармен толтырылады. Жердің жоғарғы қабатында микробиалды өмір пайда болып жатыр. Микроорганизмдерден тұратын биологиялық қабықшасы бар шағылдың жер бетндегі бөлігінде түзілуі, органикалық заттарды адсорбция(сіңіреді) және минералдайды. Микроорганизмдердің тіршілік әрекеті үшін қажетті оттегі, ауадан топыраққа немесе өсімдік тамырлары арқылы кіріп жатыр, мысалы, қамыс. Суландыру өрістері біруақытта ақаба суларды тазарту үшін және ауылшаруашылық мәдениетінде өсіру үшін пайдаланылады, коммуналдық және ауылшаруашылық суландыру өрістері болып бөлінеді. Ақаба суларды тазалауда тек қана сүзгілеу өрістері қызмет көрсетеді. Биологиялық тоғайларда ақаба суларды тазарту микроорганизмдер-минерализаторлар көмегімен іске асырылады, ал олардың тіршілік әрекеті үшін қажет болатын оттегі, су қоймаларындағы судың беті арқылы ауадан келеді.

Суландыру өрістерінде ақаба суларды тазарту, биоплато және фильтрация өрістерінде баяу жүргізіледі. Биологиялық сүзгілерде және аэротенкалерде(ауа сақтағыштарда) тез іске асырылады.

Ақаба суларды залалсыздандыру(дезинфекция) үшін хлормен немесе хлор ізбесімен өңдейді. Хлор ізбесімен және хлордың сумен жанасуы кезінде арнайы қондырғы жанасу резервуарларын дайындайды. Бұлардың құрылысы тұндырғыштар құрылысына ұқсас келеді. Сондай бірге орналасқан құрылғыларға септиктер және екі ярусты тұндырғыштар жатады.

Ақаба суларды тазарту үрдісі кезінде тұнбаны өңдеу, ашыту(сбраживание), құрғату нәтижесіне негізделген. Ашыту –оттегіге рұқсат жоқ кезде анаэробтық микроорганизмердің әсерінен тұнбалық қатты фазаның ыдаратудың биохимиялық үрдісі. Ашыту үрдісі болып жатқанда 30-40% органикалық заттардың ыдырауы жүреді. Тұнба шіріту қасиетін жоғалтады.

Ақаба сулардың 10000 м³/тәулік дейін аз шығыны болғанда, тұнбаны ашыту үшін арналған қондырғыларды құмтұтқыштармен бірге қолданады. Ақаба сулардың шығыны 10000 м³/ тәуліктен жоғары болғанда, тұнбаны ашыту үшін дербес құрылғылар- метантенктер қолданылады. Тұнбаны механикалық тәсілмен вакуум- сүзгілерде, сүзгі-пресстерде немесе центрифугаларда құрғатады. Бірқатар жағдайларға байланысты тұнбаны термиялық қыздыруға ұшырайды.

Ақаба сулардың ластану мінездемесін жиынтық немесе топтық көрсеткіштерді қолдану арқылы көрсетуге болады. Бұл көрсеткіштер судың құрамындағы жеке заттарды тексермей, нақтылы қасиетін сипаттайды. Кейбір ластанулардың маңызды көрсеткіштері:

Өлшенген заттар- сынақты сүзгенде қағаз фильтрінде қалатын қоспалар саны.

Тұнып қалған заттар- цилиндр түбіне тұнып қалған, өлшенген зат бөлігі.

Орташаланған тұрмыстық ақаба суларға күніне адам басына 65 гр тұнып қалған заттар ағып келді.

Қурап қалған қалдық- 105 ⁰С-та сынақтың буы шығарылғаннан кейін қалатын ластану саны.

Биохимиялық қажеттік (БПК) оттекте – ағынды суда болатын органикалық заттар тотығу үшін тіршілік әрекетінде үрдісте ауалы микроорганизмдермен тұтынатын оттектің саны. Бұл көрсеткіш биологиялық тазартулар әдіспен алып тастауға мүмкін болатын органикалық зат құрамын сипаттап береді.

Химия қажеттілік (ХПК) оттекте – ағынды суда болатын, сутегі органикалық қосылулар үшін, көміртегінің тотығуы болатын, қажетті оттегі саны.

Сутегінің иондардың шоғырландыруы –иондардың молярляқ шоғырландырулары pH (сутегі иондардың молярлық концентрациясының теріс ондық логарифммен) шамамен өрнектеліп жатыр. Орта pH < 7pH қышқыл болып есептеліп жатыр, және сілтілік pH > 7 pH. Қалалық ақаба сулар азсілтілік орта реакциясын pH = 7, 2…7, 8 көрсетеді.

Коли-титр – Escherichia Coli тектес 1 ішекті шыбығы болатын судың ең ең аз бөлігі. Бұл көрсеткіш патогендік микроорганизмдермен сулар жұқтырғандығы жанама түрде сипаттап жатыр.

Лайықты тазартудан кейін өндірістік ақаба сулар технологиялық процессте қайтадан қолданылады, көптеген өнеркәсіптік кәсіпорындарда сырт сумен жабдықтаулар жүйелер жасалып жатыр немесе тұйықталған сумен жабдықтау жүйесі және канализацияларсы, осылардың арқасында қандай да бір сулардың су қоймаларына ағып келуі шығарылуы ерекшеленеді. Үлкен халық-шаруашылық мәні, шикізаттар кешенді қалдықсыз өңдеулері технологиялар енгізуі алып жатыр (әсіресе химия кәсіпорында, целлюлоза-қағаз және тау-байыту өнеркәсіптерінде). Физикалық - химия тазарту әдістері т(бірігу, қорғау, фильтрлеу) дербес тазалау әдіс ретінде немесе биологиялық тазартумен бірге қолдану тиімді. Қосымша өңдеулер (азотты заттардың және фосфаттардың алып тастайтын сору, ион айырбастау, фильтрлеу), су қоймаларына олардың түсірудің алдында ақаба сулардың тазартуын тіптісі жоғарғы дәрежеде немесе сырт сумен жабдықтау жүйелерде ақаба суларды өнеркәсіп орындарда қолданылуын қамтамасыз етеді. Жоғарғы концентрленген ақаба суларды екінші шикізат көзіне өңдеуде термиялық әдіс тиімді, ақаба суларды терең және сенімді оқшауланған жерастына айдап шығару тәсілі де қолданылу ыңғайлы.

Азот, калий, фосфор, кальций және құрамында басқа да элементтер бар ақаба сулар ауыл- шаруашылық мәдениет үшін бағалы тыңайтқыштар болып табылады. Ақаба сулар ауыл- шаруашылық жерлерді суландыру үшін қолданылады. Өндіріп алған биологиялық тазартылған, станциялардағы ақаба сулардың жөнді зиянсыз етіп, өрістерге тазаланған ақаба суларды береді. Ақаба суларды тұнбалардан өңдегенде (сбраживание, тоқаштан) әдетте лайықты тыңайтқыштар ретінде қолданылып жатыр.

7.2 Ақаба суларды гидроциклондар арқылы тазалауға есеп жүргізу

Гидроциклондар- ақаба суларды тазартып, ағарту, тұнбаны қоюландыру, органикалық заттардан топырақты алып тастау, соның ішінде мұнай өнімдерін және майларды, бірде мұнай өнеркәсібінде, автошаруашылық, шыны өндірісінде қолданыста болады.

Кіші өлшемді аппараттар ақаба суларды тазартқанда, тазартудың үлкен тиімділігімен қамтамасыз етеді. Минерал тектес тұнбаның қоймалжың күйде болғанда, үлкен диаметрдегі(150мм –ден жоғары) гидроциклондарды қолданған дұрыс. Салмағы бар заттардан ақаба суларды механикалық тазалау кезінде, ашық және тегеурінді гидроциклондар қолданған дұрыс.

Ашық гидроциклондар- гидравликалық ірілігі 0,2 мм/с жоғары болатын тұнбаланған қоспаларды, су бетінде қалқып жүрген кезде ерекшелеуде және тегеурінді- минерал текті ірідисперсиялы қоспаларды ақаба сулардан ерекшелеп, алып тастау үшін қолданылады. Ашық гидроциклоны бар қондырғыларды есептеу және жобалауда, тұндырғыштарға арналған су және ластанулардың тапсырма бойынша берілетін параметрлері сәйкес қолданыла алады.Тазартудың тиімділігін қажет ететін, бөлшектердің гидравликалық ірілігі, су қабатының биіктігі 200 мм-ге тең болу арқылы анықталады. Көп ярусты гидроциклондардың қабатының тұнуы, ярус биіктігіне тең болуы керек.

Ақаба сулардан қоспаларды тиімді ерекшелеу, ашық және тегеурінді гидроциклондардағы ортадан тепкіш және ортаға тартушы күштері әсерінен іске асырылады. Ащық гидроциклондарды бөлшектердің диаметрі>0,1 мкм болатын қоспаны, тазалау кезінде ерекшелеу үшін қолданылады.

Конустық диафрагмасы және ішкі цилиндрі бар модифицирленген гидроциклон (Сурет 7.1 көрсетілген), диафрагма астындағы ауыр салмағы бар заттардың жиынтығын және тазарған судың периодикалық шығарылуын жойып жатады.

Ішкі цилиндрмен шектелген, гидроциклонның төменгі аймағына тангенциальды түрде бастапқы суспензияны береді. Цилиндрдің жоғарғы бөлігінде көтеріліп келе жатқан ағынды, орта саңылауға спиралды түрде қозғалып кле жатқан және диафрагмада орналасқан негізгі ағынға, сонымен қатар гидроциклон мен цилиндр арсындағы саңылауға келетін қосымша ағынға бөлінеді. Жоғарғы ағында бөлінген қалдық заттар, қосымша ағынға ағып келіп орын ауыстырады.

Сурет 7.1- Ашық гидроциклондар: а- ішкі балқымасы жоқ кезде; б-конустық диафрагмасы бар; в- конустық диафрагма және ішкі цилиндрі бар.

Ашық гидроциклондардың негізгі есептік шамасы меншікті гидравликалық жүктеме q_hc (м³/ (м²ч), мына формула бойынша анықталынады:

, (7.1)

мұндағы,

U_o- бөлшектің гидравликалық ірілігі, қажетті тиімділікті қамтамасыз ететін, мм/с;

К_hc - гидроциклондардың типіне байланысты пропорционалдық коэффициент: а) ішкі құрылғылары жоқ кезде 0,61-ге тең; б) конустық диафагма және ішкі цилиндрі 1,98 –ге тең кезде; в) көпярусты орта шығарушы кезде мына формула бойынша есептейміз.

, (7.2)

мұндағы, n_ti – ярус саны, D _hc – гидроциклон диаметрі, м; d_d – доңғалақ диаметрі, шығару құбыры орналасады, м; г) тазарған судың перифериясы бар көпярусты гидроциклонның пропорционалды коэффиенті былай есептелінеді:

, (7.3)

мұндағы, n'_ti - ярустың жұп саны; d_d- ярустың орта диафрагма жұбының диаметр тесігі, м. D_hc, d_en гидроциклон құрылысының өлшем шамалары, есептік тәуелділікке кіретін, анықтамалардан алынады. Бір аппараттың өнім шығаруы мына формула бойынша анықталынады:

, (7.4)

мұндағы,

q_hc - меншікті гидравликалық жүктеме, м³/м²*сағ;

D_hc² – гидроциклон диаметрі, м.

Ақаба сулардың жалпы көлемін ескергенде Q_w гидроциклондардың жұмыс істеу бірлігінің санын анықтаймыз:

, (7.5)

Аппараттың диаметрі тағайындалған соң, олардың санын анықтағаннан кейін, анықтамадан гидроциклонның негізгі өлшемдерін анықтайды.

Ашық гидроциклондардың конустық диафрагмасы үшін бұру бұрышы шамамен 45°.Ащық гидроциклондардың диафрагмалары болаттан, метал емес материалдардан (мата, пластик) жасалуы мүмкін.

Көп ярусты гидроциклонның су таратушы құрылғысының пропорционалдық каналында, жоғары көтеруші ағынның жылдамдығы 0,4 м/с-тан кем болуы керек.

Гидроциклонмен олардың су қабылдаушы бөлшектері арасында судың бірқалыпты бірдей белгіде таралу үшің, су тасушы құбырларда су өлшеуіш құрылғылар орналасуы тиіс.

Мысалы, Берілген мәндері бойынша есеп жүргізу.

Ақаба сулардың шығыны Q_w (м³/ч). Бірінші сатыда тазалауда гидроциклон қолданылған және гиравликалық ірілігі бар бөлшектерді U_o (мм/с) ұстау керек.

Нұсқа бойынша берілген мәліметтер:

Ақаба судың көлемі Q_W = 90 м³/сағ;

Бөлшектің гидравликалық ірілігі U₀ = 0,3 мм/с;

Циклон диаметрі D_hc = 5 м.

Ішкі балқымасы жоқ ашық гидроциклонды таңдаймыз.Гидроциклонның меншікті гидравликалық жүктемесін есептейміз:

; м³/ (м²сағ), (7.6)

мұндағы,

K_hc=0,61 (ішкі балқымасы жоқ гидроциклондар үшін);

Uo = 0,3 мм/с (есептің тапсырмасы бойынша).

Бір аппараттың өнім өндірілуін мына формула бойынша анықталынады:

; м³/ч. (7.7)

Гидроциклондардағы судың жалпы көлемін анықтаймыз:

,м². (7.8)

Гидроциклон диаметрі берілген кезде D_hc - 5 м, аппарат санын N (сан) есептейміз:

; (7.9)

мұндағы, Q_w - ақаба сулардың жалпы көлемі;

Q_hc – бір гидроциклонның өнім өндірілуі;

D –гидроциклон диаметрі, м;

q_hc – ашық гидроциклонның меншікті гидравликалық

жүктемесі.

Сондықтан, D_hc = 5 м болатын 8 гидроциклондарды орнатамыз.

Ішкі балқымасы жоқ гидроциклонның құрылысының барлық размерлерін есептейміз:

Цилиндрлік бөлігінің биіктігі Н_hc = D_hc = 5 м;

Кіру құбырдың диаметрі den = 0,07 • Dhc= 0,07 * 5,0 = 0,35 = 350 мм, құбырдың саныn = 2;

Конустық бөліктің бұрышы α = 60°,

Су ағызушы қабатының диаметрі D2 = Dhc =5 м,

Субататын қалқанның диаметрі D3=Dhc - 0,2= 5 - 0,2 = 4,8 м.

5. Гидроциклонды дайындау үшін материал таңдайды және І гост со СНиП 2.04.03-85 бойынша гидроциклон қондырғысын жобалалаймыз.

7.3 Станциядағы дренчерлік автоматты өрт сөндіру жүйесін есептеу

Дренчер (ағылшын тілінен drench – суару) - ашық типті суару, құбырға су және көбіктің өрт сөндіру жүйесінің орналасуы. Орналасуына байланысты ол көлденең және тігінен болып бөлінеді. Өрт сөндірудің дренчерлік жүйесі, өрт ошағының жануын және олардың автоматикалық өрт сөндіру жүйесін қарастырады. Оның негізгі ерекшелігі, тез балқитын жылулық кілттердің жоқ болуы, түрткі болатын жүйеге байланысты құрама нұсқалары болады.

Дренчерлік жүйенің басты тағайындалуы- оттың жануының таралуына және ошақтармен қарсы күресі. Мұндай қондырғылар өрт қауіпсіздігінің жоғарғы деңгейдегі объектілерде және жарылу қаупі бар (целлюлозды өндірістік өңдеу өнеркәсібі, химия өнеркәсібін дайындау) объектілерде, теріс температуралық режимі бар объектілерде кең қолданыс табады. Соңғы кезде,қысым арқылы суды таратқыш схемасында, сигнал хабарланған кезде су құбырларға келіп ағатыны туралы ақиқат дәлелденген. Белсенді емес күйде су құбырда болмайды.

Сурет 7.1- Өрт сөндірудің дренчерлік жүйесі

Дренчерлік жүйенің негізгі ерекшелігі, үлкен аумақтағы өрт ошақтарының таралуын өшіру үшін арналған, спринкерлік жүйеде -жану көзін ғана өшіреді.

Жану туралы сигнал берілген кезде дренчерлік қондырғылардың іске қосылуы жүреді, өртті бастапқы кезде жедел өшіруге мүмкіндік береді. Үлкен өрт қауіп қатері бар объектілерде бұл жүйені қолдану, су шымылдығын құру қабілеттігімен ескерген жөн. Олардың көмегімен, жану пайда болғанда, су шымылдығы арқылы оқшауланып, өрттің ары қарай таралуына кедергі болады. Жүйенің қуаты мен құрылысына қарамастан, мұндай бүркеу өрт жанып тұрған бөлмеде ұзақ уақыт бойы өртті қана емес, сонымен өрт өнімдерін(түтін, токсикалық бу, жылулық сәулені) ұстап тұрады. Дренчерлік жүйенің элементтері көп жағдайларда бөлмелерде орналасады. Кіріс және шығыс ойықтарында орналаса алады.

Дренчерлік жүйенің құрылысының элементтері.

Дренчерлік жүйенің спринклерлік жүйеден айырмашылығы, дренчерлік суарғыштардың болуы. Бұлардың көмегімен өрт ошағы пайда болған кезде, бөлмеге су берілуі іске асырылады. Барлық дренчерлік жүйелер екі негізгі топқа бөлінеді.

а) автоматты басқару жүйесі;

б) қолмен басқару жүйесі.

Сурет 7.2 - Өрт сөндіру үшін дренчерлік жүйенің құрылысы

Автоматты басқару жүйесі топтық клапанмен қамтамасыз етіледі. Ол құбырда орналасады, су қорек көзімен жалғанып, қақпақтан жоғары болады. Клапан дренчерлік жүйемен және желімен жалғанады. Температуралық режимге тәуелдігіне байланысты, қозғаушы су құбыры су мен немесе тығыздалған газбен толтырылуы тиіс. Автоматикалық режимде дренчерлік жүйенің іске қосылуы екі тәсіл арқылы жүреді:

а) ТӘК (топтық әсер клапаны) арқылы;

б) тиек және электржетегі вентилдері арқылы.

Бірінші тәсіл арқанды, гидравликалық, пневматикалық қондырғылар үшін арналады. Екінші тәсіл- электрлік жүйелер үшін арналған. Дренчерлік қондырғы екі су қорек көзі алып жатыр: біріншісі- алғашқы 10 минут ішінде өрт оашағын өшіруге арналған. Ал екіншісі- 1 сағат ішіндегі келесі өртті өшіруге арналған. Объектідегі өрт қаупі болған кезде, дренчерлік жүйенің 2 түрін ажыратады:

1. құйылмалы (жарылуға қауіпті өндірісте);

2. құрғақ құбырда(жарылуға қауіпті емес өндірісте).

Құйылмалы жүйелерде дренчерлік қондырғыларды розеткалармен бірге жоғары қарастырады. Ал құрғақ құбырды- жоғары немесе төмен орналастырады. Дренчерлердің құрылысына байланысты 2 түрге бөледі:

а) қалақшалы дренчерлерді диафрагмада пайдаланылады (тесігінің шығыс диаметрі 12мм құрайды);

б) дренчерлік розеткаларды су шымылдығы бар өнеркәсіптерінде қолданады (кіріс тесігінің диаметрі 10мм, 12мм, 16мм болуы мүмкін).

Бір дренчер 9м ауданға арналған. Дренчерлер арақашықтығы 3м болуы керек, ал дренчерлер мен қабырға арасындағы арақашықтық- 1,5 м.

Минималды ауданға 90 м² болатын дренчерлік жүйеге гидравликалық есептеу жүргіземіз:

Қажетті су шығының анықтаймыз:

(7.10)

мұндағы, –суарудың нормативті интенсивтілігі, ;

– дренчердің суару ауданының жобасы, .

1. Бағыттаушы суландырғыш арқылы есептік су шығының мына формула бойынша анықталынады:

, (7.11)

мұндағы, К–суландырғыштың өндіру коэффициенті, техникалық мәліметтер бойынша анықталынады, ;

Р – суарғыштың қысымы, .

Жоба кезінде, дренчерлік су жүйесінің ESFR d=20 мм моделін таңдаймыз. Бағыттаушы суарғыш арқылы келетін су шығының анықтаймыз:

(7.12)

Тексеру шарты:

, (7.13)

шарт орындалады.

Гидравликалық есептеуге қатысатын суарғыштардың санын анықтаймыз:

(7.14)

мұндағы, – белгілі бір бөлменің шығыны, ;

– 1 суарғыштың шығыны, .

Сурет 7.3- Суарғыштардың қорғалатын бөлмеде орналастыру суреті

L_1-2 түйініндегі құбырдың диаметрі мына формула бойынша анықталады:

, (7.15)

мұндағы, 35,6 – ;

– осы бөліктегі су шығыны, ;

–құбырдағы су жылдамдығының қозғалысы, .

; (7.16)

Құбырдың диаметрін 50 мм деп алып,құбырдың меншікті сипаттамасы

тең болатын әр түйіндегі қысым шығының анықтаймыз:

1. Р_1-2 қысым шығыны L_1-2 түйіндегі мына формуламен анықталады:

, (7.17)

мұндағы, – бірінші және екінші суарғыштардың жалпы шығынның қосындысы, ;

–1 және 2 суарғыштың бөлім ұзындығы, ;

– құырдың меншікті сипаттамасы, .

Дата добавления: 2015-08-31