Файл: Левин, А. М. Очистка сточных вод огнеупорных заводов.pdf

Как видно из рис. 27 и 28, при увеличении напора на входе в гидроциклон или скорости входа в оптимальных пределах фактор разделения увеличивается и улучшает­ ся эффект осветления сточной воды. Эффект осветления в гидроциклонах сточной воды, загрязненной шамотом,

напор, м вод. ст~

Рис. 28. Кривые зависимости эффекта осветления сточной во­ ды от напора на входе в гидроциклон (С=20 г/л, шамот):

1—8 — диаметры гидроциклонов и песковых намдок соответ­ ственно 15 и б, 25 и 5, 25 и 4, 25 и 3, 37 и 6, 71 и 4, 50 и 6, 75 и б мм

выше эффекта осветления сточной воды, загрязненной глиной, и составляет для гидроциклона диаметром 15 мм при исходной концентрации 50 и 300 г/л и напоре 15 м вод. ст. для шамота 88 и 78%, для глины 60 и 66%• Он также выше для концентрации взвеси 50 г/л, чем. для концентрации 300 г/л. Это объясняется влиянием силы трения твердых частиц о стенки гидроциклона, большим (300 г/л) содержанием твердого в питании, что приводит к снижению весовой производительности. К аналогичным выводам пришли В. В. Клячин и В. И. Ревнивцев. Удель­ ные нагрузки на отверстия гидроциклонов могут быть определены по формулам, приведенным в литературе [51]. Надежным показателем устойчивости процесса очи­ стки является форма струи шлама. Если струя вытекает в виде шатра с одинаковой интенсивностью по периметру и постоянным углом конуса, то процесс протекает устой­ чиво.

89

Эффект осВетленияt %

Напор, м Вод.cm.

Рис. 29. Кривые зависимости эффекта осветления сточной воды, загрязненной пылью шамота (а, в) и глины (б, г) от напора на входе в гидроциклон при концентрации взвешен­

90

С увеличением содержания взвеси в питании возраста­ ет нагрузка на песковую насадку и содержание взвеси в шламе и в сливе.

Несмотря на рост фактора разделения, с увеличением напора уменьшается время пребывания воды в гидродик­ лоне, увеличиваются радиальные скорости, препятствую­ щие продвижению взвешенных частиц к стенкам гидро­ циклона; незначительно возрастает диаметр воздушного столба и уменьшается живое сечение песковой насадки. Поэтому снижается расход шлама и повышается его кон­ центрация.

Концентрация взвеси в сливе при очистке сточной во­ ды, загрязненной глиной, несколько выше, чем загряз­ ненной шамотом, а в шламе несколько ниже. При очист­ ке сточной воды с исходной концентрацией взвеси 50 или 300 г/л в гидроциклоне диаметром 25 мм может быть по­ лучена концентрация взвеси в шламе более 700 и 1100 г/л и в сливе 13 и 250 г/л и меньше соответственно

Исследования на опытно-промышленных установках показали сравнительно высокий эффект работы напор­ ных гидроциклонов. Некоторые данные экспериментов приведены в табл. 16.

Как видно из табл. 16, для получения большего эф­ фекта очистки сточной воды необходимо применять гид­ роциклоны меньшего диаметра с большим диаметром пе­ сковой насадки и для получения более концентрирован­ ного шлама принимать меньший диаметр песковой насадки [47].

Увеличение диаметра гидроциклона ведет к увеличе­ нию его производительности и уменьшению эффекта очистки сточной воды. Эффективность работы гидроцик­ лона зависит от его диаметра, так как величина центро­ бежной силы обратно пропорциональна радиусу враще­ ния. В гидроциклоне меньшего диаметра развивается большая центробежная сила и достигается больший эф­ фект очистки сточной воды. Увеличение эффекта очистки сточной воды сопровождается увеличением расхода шла­ ма, при этом растут потери воды. Зависимость количест­ ва воды, сбрасываемой со шламом, и концентрации шла­ ма от диаметра песковой насадки гидроциклона показа­ на на рис. 30.

Как видно из рис. 30, с увеличением диаметра песко­ вой насадки возрастает объем сброса воды со шламом и уменьшается концентрация шлама и, наоборот, с умень-

91

40 80

а

I

з

•ё

Диаметр песковой насадки, мм

Рис. 30. Кривые зависимости сброса воды со шламом (/) и концентрации шлама (//) от диаметра dn и площади песко,-

вой насадки гидроциклона диаметром 37 мм (а) и 25 мм (б); цифры на кривых — количество взвеси в исходной сточной воде

92

Т а б л и ц а 16

Результаты осветления гидроциклоном сточной воды, загрязненной шамотом

93

шением диаметра песковой насадки уменьшается объ­ ем сброса воды и увеличивается концентрация шлама. Поэтому при осветлении сточной воды необходимо при­ нимать больший диаметр песковой насадки, а при сгу­ щении шлама — меньший. Величина диаметра гидроцик­ лона связана с другими его геометрическими размерами. Размеры входного (питающего) отверстия оказывают

Рис. 31. Кривые зависимости эффекта осветления Э и производи­ тельности Q от диаметра сливного патрубка гидроциклона (d — диа­ метр шламового отверстия)

влияние на производительность гидроциклона и на гид­ родинамический режим.

Для создания в гидроциклоне необходимого винтово­ го потока и поддержания стабильного вихря необходимы безударный вход сточной воды и подвод требуемой энергии. Потенциальная и кинетическая энергии сточной воды перераспределяются во вращающемся винтовом потоке в гидроциклоне. Тангенциальная линейная ско­ рость в цилиндрической части и у вершины конуса в ме­ сте изменения направления потока находится в равнове­ сии. Равенство входной и окружной скоростей в цилин­ дрической части, обеспечивающее безударный вход сточной воды в гидроциклон, достигается определенным соотношением размеров питающего и сливного отвер­ стий.

Увеличение диаметра сливного патрубка приводит к ухудшению осветления сточной воды, так как умень­ шается время пребывания сточной воды в гидроциклоне (рис. 31). Зависимость производительности гидроцикло­ на от диаметра сливного патрубка, построенная для гид­ роциклона диаметром 25 мм с углом конусности а= 10° и напором на входе в гидроциклон 20 м вод. ст., показана также на рис. 31.

94

Производительность гидроциклона снижается при уменьшении диаметра сливного патрубка вследствие по­ вышения сопротивления потоку входящей сточной воды. С уменьшением сливного патрубка увеличивается расход через песковую насадку. Уменьшение угла конусности ведет к. увеличению емкости гидроциклона. При этом

Рис. 32. Кривые зависимости производительности гидроциклона Q и эффекта очистки Э сточных вод, загрязненных шамотом, от угла конусности кони­ ческой части

время пребывания сточной воды в гидроциклоне увели­ чивается, что приводит к улучшению очистки.

Нами проведены опыты со сточной водой, загрязнен­ ной шамотом, на гидроциклоне диаметром 25 мм с угла­

клона приведена на рис. 33.

Поскольку основное количество сточной воды выходит из гидроциклона через сливной патрубок, изменение диа­ метра песковой насадки в оптимальных пределах оказы­ вает незначительное влияние на производительность гид­ роциклона (рис. 33).

При диаметре песковой насадки, близком к диаметру сливного патрубка (и большем), нарушается процесс

95