В начало

Расчет электрофлотокоагуляционной установки

 

Определяют общую продолжительность обработки сточных вод t0 по формулам для эфирорастворимых и взвешенных веществ и химическое потребление кислорода (ХПК) соответственно по формулам:

Сt/ С0 = 1/(1+0,044αt0)5,4,

Х1/ Х2 = 1/(1+0,01αt0)5,4,

где Х1 и Х2 – ХПК очищенной и исходной сточной воды, мг/дм3;

α – отношение выбранной плотности тока во второй камере к эталону сравнения (α=2,5 мкА/см2 – для дюралевых электродов, α=3,5 мкА/см2 – для железных).

Следовательно, α = i2/i2,5 - дюраль и α = i2/i3,5 - железо.

Расчетной величиной t0 является наибольшая из полученных значений по двум формулам. Перевод ХПК в БПК для исходной сточной воды выполняется следующим образом:

БПК5 ≈ 0,68∙ХПК, БПКПОЛН ≈ 0,75∙ХПК,

а для сточной воды после очистки электрофлотокоагуляцией:

БПК5 ≈ 0,6∙ХПК, БПКПОЛН ≈ 0,7∙ХПК .

Рабочий объем камер и всей установки в целом определяется по формуле:

W = Q't0/n,

где W – суммарный объем всех камер, м3;

Q' – расход сточных вод, м3/мин;

nчисло секций, принимаемое не менее двух.

 

Объем илового приямка для осадка принимается равным 15-20 % от суммарного объема первой и второй камер. Полная высота установки состоит из высоты слоя очищаемой жидкости h1, считая от нижней кромки электродного блока до слоя пены (0,8-1,0 м), высоты слоя пены h2 (0,05-0,1 м) и высоты борта h3 (0,2-0,3 м).

Площадь зеркала воды установки:

W/h

Длина камер:

L = F/B,

где В – ширина установки, м.

 Общая длина установки:

L0 = L1 + L2 + L3 + L4,

где L4 = 0,15-0,3 м – длина камеры для сбора очищенной воды.

Длину установки следует принимать в 3-4 раза больше ширины.

Сила тока в первой камере I1 равна произведению площади зеркала воды на плотность тока, т.е. I1 = F1I.

Количество анодов nА и катодов nК в первой камере:

nА = (В – 2а + b1 + 2с)/(2с + b1 + b2),

nК = (В – 2а + 2с)/(2с + b1 + b2),

где а – расстояние от стенки камеры до крайнего электрода, м (а=0,03-0,05 м);

b1 – толщина катодных электродов, м (b1 = 0,003-0,005 м);

b2 – толщина анодных электродов, м (b2=0,02-0,04 м);

с – межэлектродное пространство, м (с=0,015-0,02 м).

 

Эти формулы справедливы для случая, когда два крайних электрода будут являться анодами, что уменьшает действие конвективных токов на корпус аппарата и, следовательно, уменьшает возможность его коррозии.

Длина электродов l1 в первой камере на 0,1 м меньше длины камеры, а высота их h принимается равной 0,1-0,15 м. При этом активная площадь анодных электродов fА (без учета торцов) будет равна 2hЭl1, а истинная плотность тока на анодных электродах составит:

i1 = I1/( fАnА)

Во второй камере количество электродов можно вычислить по формуле:

n2 = (В – 2а + с)/(bЭ + с),

где bЭ – толщина электродов, м (bЭ=0,005-0,006 м).

Длина электродов l2 во второй камере принимается на 0,1-0,15 м меньше длины камеры, а высота назначается конструктивно, чтобы верхняя кромка электродов находилась ниже уровня жидкости. Активная площадь одного электрода во второй камере равна 2l2hЭ, а всех катодов и анодов - nl2hЭ.

Силу тока во второй камере принимают по удельному количеству электричества КЭ и расходу сточных вод Q:

I2 = КЭQ

Расход металла электродов определяется по формуле:

q = КВ∙А/Q,

 

КВ – выход металла по току; Q - расход сточных вод, м3/ч;

А – электрохимический эквивалент металла, г/(А∙ч), равный для алюминия 0,3359, для трехвалентного железе – 0,6949.

 

В третьей камере установлены два электрода с зазорами от стен по 0,1 м. Сила тока в третьей камере равна:

I3 = i3fАЗ,

где fАЗ = (L3 – 0,1)∙(В – 0,1).

Количество водорода, выделяющегося в процессе электрохимической очистки, определяют по формуле:

G = АВΣI/Q,

где G – количество водорода, г3; АВ – электрохимический эквивалент водорода, г/(А∙ч), АВ= 0,037664 г/(А∙ч).

Объем водорода, выделяющегося за 1 ч, составляет:

WВ = GQ/(ρВ∙103),

где WВ – объем водорода, м3/ч;

ρВ – плотность водорода,

ρВ = 0,08988 кг/м3.

 

По количеству водорода, получившегося в процессе очистки сточной воды, определяют группу взрывобезопасности здания очистной станции.

Расход электроэнергии на очистку сточных вод определяют по формуле

WЭ  = IU/(1000∙Qη),

I – сила тока, А;

U – напряжение, в;

Q - расход сточных вод, м3/ч;

η – к.п.д. выпрямительного устройства;

 

 где сила тока I=I1+ I2+ I3; напряжение U=6-12 В, а η = 0,8.

Объем пены и флотоконцентрата определяется по формуле:

 

Р = (О,28 i1 + 0,41i2 + 0,014 i3)∙ t00,33

 

Количество флотоконцентрата можно определить с помощью коэффициента гашения пены аП, равного отношению объема флотоконцентратора Wt к объему пены W. Коэффициент аП при полном разрушении пены равен 0,3.

ЭФУ-У можно применять для очистки как жиросодержащих сточных вод, так и общих сточных вод с расходом до 4000 м3/сут. При этом отпадает необходимость введения каких-либо реагентов в очищенную сточную воду. Недостатком метода электрофлотокоагуляции является расходование дефицитных материалов – алюминия или железа.

 Далее на рисунке представлена схема промышленного электрофлотатора (электрокоагулятора) вертикального типа конструкции ВНИИЖ

 

1 – корпус с коническим основанием;

2 – впускной патрубок;

3 – водораспределительное устройство с отверстиями 4;

5 – флотационная камера;

6 – электроды;

7 – водоотводные трубы;

8 – скребок;

9 – пеносборный лоток;

10 – кольцевой водосборный лоток;

11 – привод скребка диэлектрической щетки;

12 – диэлектрическая щетка;

13 – выпуск очищенной воды;

14 – выпуск осадка;

 

I – зона флотации,

II – зона отстоя,

III – зона содержания осадка.

 

Рис. Схема вертикального электрофлотатора (электрокоагулятора) конструкции ВНИИЖ

 

Электрофлотатор работает следующим образом. Очищаемая сточная вода подается по впускному патрубку 2, затем распределяется равномерно по всей площади отстойной зоны II через отверстия 4, находящиеся в водораспределителе 3. При прохождении отстойной зоны легкие взвешенные и эфирорастворимые вещества всплывают на поверхность воды, а тяжелые взвешенные вещества оседают в зону III. Предварительно очищенная сточная вода из отстойной зоны поступает в верхнюю часть флотационной камеры 5 и далее направляется вниз к водоотводным трубам 7. В нижней части флотационной камеры в два ряда размещаются электроды (лучше алюминиевые), которые под действием тока частично растворяются, образуя Fl(OH)3 и водород. Полученный реагент с помощью газа быстро перемешивается в воде, находящейся во флотационной камере, и коагулирует присутствующие в ней загрязнения. В результате перемешивания реагента очищаются стоки, находящиеся в верхней части флотатора. Очищенная вода через водоотводные трубы 7 направляется в кольцевой водосборный лоток 10 и может быть направлена на дальнейшую обработку или сброс через выпуск 13. Пеномасса, всплываемая на поверхность воды, с помощью скребка 8, приводимого приводом 11, сбрасывается в пеносборный лоток 9, откуда она направляется на уплотнение острым паром до влажности 95-96 %. Осадок, образующийся в зоне III, периодически удаляется на иловые площадки. В случае образования отложений (главным образом карбонатных) приводятся в движение диэлектрические щетки 12 от привода 11. Они располагаются между рабочими поверхностями электродов. Сужение верхней части флотатора позволяет получить более плотную всплывающую на поверхность пеномассу.


14 VISA VIRTUAL (RUS BANK)
14 VISA VIRTUAL (RUS BANK)


iTunes Gift Card (Россия) 500 рублей
iTunes Gift Card (Россия) 500 рублей


Playstation Network 4000 рублей
Playstation Network 4000 рублей