Диаграмма состава усреднителя после операции нанесения покрытия

Состав усреднителя после участка нанесения покрытия Таблица 6

Наименование	Концентрация ммоль-экв/дм3
Катионы	Анионы
Zn2+	2.286
Na+	12.114
OH-		11.497
CN-		2.799
S2-		0.104

Диаграмма 5

Сточные воды, содержащие высокотоксичные цианистые соединения (цианиды), образуются при нанесении медных, цинковых и кадмиевых покрытий из цианистых электролитов, а также при термической закалке стальных изделий в расплавах цианистых солей. На металлургических заводах цианиды попадают в сточные воды из доменных газов при их промывке и охлаждении. Из существующих способов очистки сточных вод от цианидов наибольшее практическое применение имеет реагентный метод, сводимый к превращению высокотоксичных соединений в безвредные продукты или к их полному удалению из воды.

Для перевода цианидов в малорастворимые соединения – цианаты, используют хлорную известь, гипохлорит натрия или кальция, хлорную воду).

1. Реакции окисления цианидов гипохлоритом натрия протекают в щелочной среде при pH=10.5-12 [5].

pH=14-pOH

pH=14-lg(11.497/1000)=14-1.928=12.072 =>среда щелочная

Уравнение протекания реакции

Д_NaClО=2.799 ммоль-экв/дм³

Д1 _NaClО=2.799*74.5*0.952*1.2=238.22=0.24г/ дм³

Диаграмма 6

2. Гидролиз образовавшихся цианатов ускоряется при снижении величины pH сточных вод. Реакция протекает с достаточно высокой скоростью при pH≤6,5 [5] и описывается уравнением

Д₁=[H⁺]=11,497 ммоль-экв/дм³ (pH=7)

Д₂[H⁺]=10^-6.5-10^-7=0,000000316-0,0000001=0,000216 ммоль-экв/дм³

Входе реакции образуется [Cl^-]=4,1985 ммоль-экв/дм³

Д_HCl=11.497+0.000216+2,799=14.296216 ммоль-экв/дм³

Д_HCl=14,296216*36,5*0,33*1,2=206,6=0,2 г/ дм³

Д_NaClО=[CNO^-]/2*3=4.1985 ммоль-экв/дм³

Д2 _NaClО=4,1985*74,5*0,952*1,2=0,36 г/ дм³

Диаграмма 7

3.

Zn _ост=2,286-0,104=2,182 ммоль-экв/дм³

4.

Гидроксид цинка выпадает в осадок при pH=8,0.

pH=6.5→pH=7.0→pH=8.0

Д₁[OH^-]=10^-6.5-10^-7=0.000216 ммоль-экв/дм³

Д₂[OH^-]=10^-7-10^-8=0,0000001-0,00000001=0,00001 ммоль-экв/дм³

Д₃[OH^-]= [Zn²⁺]=2,182ммоль-экв/дм³

Д[NaOH^-]= 0,000216+0,00001+2,182=2,182226 ммоль-экв/дм³

Д _NaOH=2.1822161*0.985*40*1.2=0.1 г/ дм³

Диаграмма 8

Состав сточной воды после смешения концентраций двух усреднителей

, - концентрации веществ соответственно после первого и второго усреднителей

–расходы сточных вод соответственно после первого и второго усреднителей

Диаграмма 9

pH=14-pOH=14- lg(0.033/1000)=14-4.48=9.52 => cреда щелочная.

Для перевода среды в нейтральную среду добавим HCl =0.033 ммоль-экв/дм³ (pH=7)

Д HCl=0.033*36,5*0,33*1,2=0,477мл/ дм³

Расчет сооружений

Расчет усреднителя 1

Усреднитель применяется для усреднения производственных сточных вод. Расчет объема усреднителя после участков обезжиривания и травления Таблица7

Максимальный объем усреднителя = 20,08м³

По [2] подбираем усреднитель проточного типа конструкции ВНИИ ВОДГЕО

Выбираем номер усреднителя 1.

Рабочий объем, м3	Число усредни- телей	Общая ширина всех секций, мм	Длина секции, мм	Ширина секции, мм	Глубина воды, мм	Ширина сборного лотка, мм	Высота усред., мм

Проверочный расчет скорости, мм/с, продольного движения воды в секции

q- пропускная способность секции, м³/час, равная Q/n_секций;

Q=50/4=12,5м/ч – приток сточных вод;

n_секций=6000/1500=4;

F=1,5*2=3,0м² - площадь живого сечения секции, м²

Расчет усреднителя 2

Расчет объема усреднителя представлен в таблице 8.

Расчет объема усреднителя после участка нанесения покрытия Таблица 8

Максимальный объем усреднителя = 10,06 м³

Производим расчет усреднителя смесителя барботажного типа. Рассчитываем требуемую площадь каждой секции. Примем количество секций = 2, высоту усреднителя = 3000мм, ширину секций =1000мм

Где, W-объём усреднителя плюс регулирующие 2 м³.

Определяем длину секций

Определяем скорость продольного движения воды v

Расчет смесителя

Для ввода щелочи Ca(OH)₂, NaOH, кислоты HCl и флокулянта Praestol должны быть предусмотрены смесители. По [2] подбираем смесители ершового типа с максимальной пропускной способностью 12-700м³/сут

Пропускная способность м 3/сут	Высота Н, м	Длина L,м
12-700	0,465	3,13

Расчет камеры реакции

После добавления всех реагентов в смеситель необходимо в течении 15-20 минут тщательно перемешать все реагенты с очищаемой водой. Расход сточной жидкости, поступающий в камеру реакции Q_св=50м³/ч. За 15=20 минут пребывания в камере проходит 1/3 часа сточной жидкости, то есть 17м³. Подбор камеры реакции осуществляем по ГОСТ 20680-2002 «Аппараты с механическими перемешивающими устройствами»[6].

После участков обезжиривания и травления принимаем аппарат с эллиптическим днищем и плоской отъемной крышкой 4 типа.

Номинальный объем, м3	Внутренний диаметр, мм	Высота корпуса, мм

После участка нанесения покрытия (25/3=9м³) принимаем аппарат с эллиптическим днищем и плоской отъемной крышкой 4 типа в количестве 3 штук.

Номинальный объем, м3	Внутренний диаметр, мм	Высота корпуса, мм

3.5 Подбор насосов – дозаторов

Подбор насосов-дозаторов рассчитываем исходя из дозы вводимых реагентов.

1. Доза Ca(OH)₂=1.32г/дм³ на подаваемый расход Q=50м³/ч

Q_нд=1,32*50/1000=66кг/ч=0,066т/ч

Концентрацию реагента Ca(OH)₂ принимаем 5% по сухому веществу, рассчитываем расход насоса – дозатора, считая, что

0,066-5%

Х- 100% Х=1,32м³/ч = 1320 л/ч

Подбираем 2 Н-Д DMH 770-10 с подачей до 770 л/ч

Серия насосов DMH компании Grundfos – это весьма прочные, износостойкие насосы для областей применения, где требуется надёжность дозировки и возможность работы под высоким давлением, например, в технологических линиях производства.

2. Доза NaClO₁=0.24г/дм³ на подаваемый Q=25м³/ч

Q_нд=0,24*25/1000=0,006 т/ч

Концентрацию реагента NaClO принимаем 1% по сухому веществу, рассчитываем расход насоса – дозатора, считая, что

0,006кг -1%

Х – 100% Х=0,6 м³/ч=600 л/ч

Подбираем 1 Н-Д DMH 770-10 с подачей до 770 л/ч

3. Д HCl=0,2г/дм³*25=0,005 т/ч

Концентрацию реагента НCl принимаем 5% по сухому веществу, рассчитываем расход насоса – дозатора, считая, что

0,005-5%

Х - 100% Х=0,1 т/ч=100л/ч

Подбираем Н-Д DMХ 115-3 с максимальной производительностью до 115 л/ч

4. Доза NaClO₂=0,36г/дм³*25 =0,009т/ч

Концентрацию реагента NaClO принимаем 1% по сухому веществу, рассчитываем расход насоса – дозатора, считая, что

0,009-1

Х - 100% Х=900л/ч

Подбираем1 насос DMH 1150-10 c максимальной производительностью 1150л/ч

5. Доза NaOH=0.1 г/дм³*25=0,0025 т/ч

Концентрацию реагента NaOH принимаем 5% по сухому веществу, рассчитываем расход насоса – дозатора, считая, что

0,0025 – 5%

Х=100% Х= 50л/ч?

Подбираем насос DMH 67-10 c подачей до 67 л/ч

6. Д фл-та = 0,002г/л*25м³/ч=0,05=50мл/ч

Подбираем Н-Д DMS -8 с подачей до 75 мл/ч

Расчет отстойника

Согласно таблице 12.4 справочника проектировщика [2]. Подбираем типовой отстойник для осаждения Fe(OH)₂ после ванн обезжиривания и травления 902-2-168 с пропускной способностью 111,5 м³/ч при 1.5 часовом отстаивании. (Q _1.5ч=75 м³/ч).

Подбираем 2 типовых отстойника для осаждения Zn(OH)₂ и ZnS после ванны нанесения покрытия 902-2-19 с пропускной способностью 31 м³/ч при 1.5часовом отстаивании.