ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 119
Скачиваний: 1
производств следует пользоваться графиками, построен ными на основании данных института ВОДГЕО [23].
Из рис. 6 |
видно, что |
\ одинаковой |
потере напора |
|||||
|
|
гидроциклоны |
меньшего ди |
|||||
|
|
аметра |
задерживают |
более |
||||
|
|
мелкие |
|
частицы. |
Однако |
|||
|
|
гидроциклоны |
|
малого диа |
||||
|
|
метра |
быстрее |
засоряются. |
||||
|
|
Потому |
|
для |
|
достижения |
||
|
|
требуемого эффекта |
освет |
|||||
|
|
ления рекомендуется приме |
||||||
|
|
нять многоступенные гидро |
||||||
Рис. 6. Зависимость гидравли |
циклонные установки с аппа |
|||||||
ратами |
разных |
диаметров: |
||||||
ческой крупности частиц «о, |
первая |
ступень — гидроцик |
||||||
задерживаемых гндроциклоном, |
||||||||
от потери напора при диаметре |
лоны |
|
диаметром |
250 — |
||||
аппарата, мм: |
350 мм, |
последняя — 50-т- |
||||||
( _ 15; 2 50; |
3 — 75; ^ — 100; 5 — |
-г-75 мм. |
Для удобства мон |
|||||
150; |
6 — 250. |
тажа |
гидроциклоны |
малых |
||||
|
|
|||||||
диаметров объединяют в блоки [23].
При проектировании и эксплуатации напорных гид роциклонов следует учитывать, что при недостаточном подпоре (давлении осветленной воды на выходе из аппа рата) в центральной части гидроциклона под действием
|
|
|
Основные размеры гидро |
|
Диаметр |
Угол конус- |
Диаметр |
Размеры питающего отверстия. |
|
сливного |
||||
гндроцнкло- |
ностн, град |
отверстия. |
|
|
на, мм |
|
мм |
|
|
75 |
20 |
30 |
1 0 x 3 0 ; 1 5 x 3 0 ; 1 0 x 4 5 |
|
150 |
20 |
45 |
1 0 x 4 5 ; |
2 0 x 2 5 |
250 |
20 |
90 |
2 0 x 65; |
3 0 x 6 5 |
3 50 |
20 |
105 |
2 0 x 9 0 ; |
4 0 x 9 0 |
5 0 0 |
20 |
150 |
2 0 x 1 4 0 ; |
4 0 x 1 4 0 |
центробежных сил образуется зона разряжения и может возникнуть воздушный столб, увеличивающий турбулент ность потока и ухудшающий процесс разделения суспен зии [70]. Следовательно, эксплуатировать напорные гид роциклоны следует при такой величине напора (5— 10 м вод. ст.), чтобы не образовывался воздушный столб.
Существенным недостатком напорных гидроциклонов является их относительно большая энергоемкость и сложность удаления всплывающих веществ.
Эти недостатки отсутствуют в открытых (безнапор ных) гидроциклонах, работающих при сравнительно не больших входных скоростях, так что потери напора в них составляют около 0,5 м вод. ст. Вследствие невысо ких окружных скоростей взвешенные вещества в откры тых гидроциклонах удаляются в основном за счет грави тационных, а не центробежных сил.
Открытые гидроциклоны способны задерживать толь ко относительно крупные частицы — гидравлической крупностью приблизительно более 10 мм/сек. Вследствие направленного вращательного движения воды в откры тых гидроциклонах создаются благоприятные условия для коагуляции взвешенных загрязнений. В силу этого открытые гидроциклоны оказываются достаточно эффек
тивными для |
очистки |
сточных вод, |
способных |
к само- |
||||
циклонов литой |
конструкции |
|
Таблица б |
|||||
|
|
|
||||||
Диаметр |
Эквивалент |
|
Высота, |
мм |
|
|||
ный диаметр |
|
|
|
Вес. кг |
||||
сменных |
питающего |
|
Н , |
|
||||
насадок, мм |
отверстия, |
н |
Н , |
|
||||
|
|
|
мм |
|
|
|
|
|
8; |
12;12 |
20; |
24; |
24 |
305 |
185 |
48 |
37 |
12; |
17 |
24; |
34 |
|
695 |
350 |
ПО |
115 |
17; 24 |
41; |
50 |
|
1070 |
440 |
145 |
251 |
|
24; |
34 |
48 |
|
|
1450 |
535 |
190 |
424 |
24; |
34 |
60 |
|
|
2015 |
670 |
275 |
772 |
27
26
Рис. 7. Многоярусный низко напорный гидроциклон:
/ — цилиндрическая |
часть; |
2 — |
распределительные |
лопатки; |
3— |
аванкамера; 4 — щели для |
впус |
|
ка очищаемой |
воды; 5 — ярусы; |
|
о — коническая |
диафрагма; |
7 — |
отверстия для выпуска осветлен
ной |
воды; |
8 — подающие |
тру |
|
бы; |
9 — коническая часть; |
10 — |
||
маслоотводящая |
труба; |
I / — |
||
отверстия |
для выпуска шлама; |
|||
(2 «-• шламосборная |
труба; |
13 — |
||
шламоотбойные козырьки.
коагуляции, либо коагулирую щих под действием реагентов.
Гидроциклон с ложной стен кой или диафрагмой (рис. 5), конструкция которого предло жена Скирдовым И. В. и По номаревым В. Г. [23], испытан при осветлении сточных вод газоочисток мартеновских и конверторных цехов [35]. В ре зультате испытаний авторами [35] рекомендованы следую щие расчетные параметры гид роциклонов при снижении кон центрации взвеси в сточных водах газоочисток от 4 на вхо де до 0,15—0,20 г/л на выходе: диаметр гидроциклона — 2,5-5-
— 6,0 м\ гидравлическая на грузка— 4-5-6 м3/ч на 1 м2 зеркала воды, расход шламо вой шульпы — 4 -5-6% от рас хода осветляемой воды; расход
извести — 50-г -70, |
полиакри |
ламида — 1 г/м3. |
При щелоч |
ной реакции сточных вод для коагуляции может применять ся только полиакриламид.
Заслуживает внимания кон струкция многоярусного гидро циклона (рис. 7), предложен ного институтом ВОДГЕО [20, 23]. В этом гидроциклоне реализован принцип отстаи вания загрязнений в тонком слое сточной воды. Производи-
тельность многоярусного гидроциклона пропорциональна числу ярусов, и, по расчетам авторов работы [23], в 10—12 раз больше производительности гидроциклонов другой конструкции такого же диаметра. Существенным недостатком многоярусного гидроциклона является то, что если угол конуса диафрагм окажется меньше угла естественного откоса осадка, на диафрагмах образуется большой слой осадка и многоярусный гидроциклон рабо тать не будет. Это ограничивает применение открытых многоярусных гидроциклонов.
ОТСТАИВАНИЕ И КОАГУЛИРОВАНИЕ ВЗВЕСЕЙ В ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОДАХ
Для выделения из сточных вод легких органических взвесей или высокодисперсных минеральных примесей применяют обычно различные типы отстойников и освет лителей. Удалить взвешенные загрязнения методом от стаивания при размере частиц ниже определенного пре дела практически невозможно из-за увеличения необхо димого времени пребывания сточных вод в очистных сооружениях. Ниже приведены данные [43], характери зующие зависимость скорости осаждения минеральных частиц неправильной формы от их радиуса и позволяю щие вычислить продолжительность отстаивания:
|
Радиус частиц, мм |
Скорость оседания, мм/сек |
|
||
|
0,0100 |
|
0,620 |
|
|
|
0,0075 |
|
0,350 |
|
|
|
0,0050 |
|
0,154 |
|
|
|
0,0040 |
|
0,098 |
|
|
|
0,0030 |
|
0,055 |
|
|
Так, |
в неподвижной воде при глубине |
отстойника |
2 .и |
||
и продолжительности |
отстаивания |
1,5 |
ч осядут |
час |
|
тицы |
диаметром до |
0,016 мм, при |
продолжительности |
||
29
отстаивания 4 ч — диаметром до 0,01 мм\ для осажде ния частиц диаметром до 6 мкм продолжительность отстаивания составит несколько суток.
Для интенсификации осаждения высокодисперсных взвесей и удаления из сточных вод коллоидных загрязне ний применяются различные коагулянты (сульфат алю миния и двухвалентного железа, а также сульфат или хлорид трехвалентного железа). Интенсификация осаж дения взвесей, особенно при концентрации их несколько десятков грамм в метре кубическом, в большинстве слу чаев достигается введением в воду флокулянтов — водо растворимых полимеров цепеобразного строения с поляр ными концевыми функциональными группами. Среди таких флокулянтов наиболее распространен в СССР
полиакриламид. В последнее время начинает применять ся активированная кремниевая кислота, получаемая в местах потребления хлорированием растворов силиката натрия либо подкислением их определенным количест вом минеральных кислот, а также катионные коагу лянты типа ВА-2. Введение в сточную воду коагулянтов требует последующего доведения pH до величины, обес печивающей полноту гидролиза соли и выпадения гид рата окиси. Для алюминиевого коагулянта и сульфата трехвалентного железа величина pH = 6 ч - 7, для суль фата двухвалентного железа — pH = 8,5ч-9.
Хлопья гидратов окислов алюминия и железа обла дают развитой поверхностью и в силу этого высокой спо собностью к адгезии частиц. В результате их осаждение сопровождается непрерывным увеличением размера агре гатов и соответствующим возрастанием скорости осаж дения.
По мере повышения концентрации осаждающихся хлопьев и облегчения их взаимного контакта наблюдает ся сжатие всего слоя хлопьев. При этом к хлопьям при липают или механически захватываются сетчатой массой осаждающегося слоя и высокодисперсные частицы взве
30
си. Скорость осаждения агрегатов хлопьев значительно выше скорости осаждения отдельных частиц и растет с глубиной осаждения, так как степень агрегации частиц при этом повышается. Лишь после того как в процессе осаждения образуется сплошной сжатый слой, скорость осветления воды (увеличение столба осветленной жид кости над слоем) начинает уменьшаться.
При использовании коагулянтов скорость осаждения высокодисперсных взвесей достигает 0,35—0,70 мм/сек. Применение флокулянтов в дозе 1—5 мг/л одновременно с коагулянтами повышает скорость осаждения взвеси на
20—30%.
Действие флокулянтов основано на том, что концы цепеобразиых полимерных макромолекул сорбируются взвешенными частицами или хлопьями гидратов окислов и связывают их в рыхлые крупные сетчатые трехмерные агрегаты, осаждающиеся со значительно большей ско ростью, чем отдельные частицы взвеси.
Осаждение частиц диаметром менее 0,1 мм при Re < < 2 определяется в основном вязкостью жидкости, в ко торой оседают частицы. Для вычисления скорости осаж дения частиц шарообразной формы в этих условиях обычно пользуются формулой Стокса
(3)
где ио — скорость оседания частиц; g — ускорение силы тяжести; d — диаметр шарообразной частицы; рч и рв— соответственно плотность частицы и жидкости (т. е. сточ ной воды); Цв — коэффициент динамической вязкости жидкости.
При значениях 2 < Re < 500 (здесь число Рейнольд-
скорость осаждения частиц оказы-
■в
вают влияние как силы вязкости жидкости, так и
31
