Расчет напорного флотатора

Флотационная установка включает воздухораспределитель, флотационную камеру и насосы для рецеркуляции- рисунок 3.

1- резервуар очищенной воды; 2- рециркуляционный насос; 3-воздухо раствоитель; 4- трубопровод подачи воздуха; 5- насос второго подъема; 6- подача воды на вторую ступень очистки; 7- камера аэрации; 8- камера флотации; 9- карман для пены; 10-подача воды на очистку; 11-рециркуляционный трубопровод; 12- диафрагма; 13- удаление пенного продукта; 14-скребковый механизм.

Рисунок 3.Схема флотационной установки

Сжатый воздух подается в воздухораспределитель из пневматической сети предприятия.

Расход сжатого воздуха принимается равным:

q_air =(30-50)(1/P+1) 10^-3 q_w (16)

где q_w – расход неочищенных сточных вод, поступающих во флотатор, м³/ч; Р-0, 5-0, 6 избыточное давлении е в воздухе, МПа.

q_air =50(1/0, 5+1) 10^-3 28, 1=4, 21 м³/ч

Установка работает по рециркуляционной схеме. Расход ощищенной воды для рециркуляции:

q_rc =k_rc q_w, (17)

где q_rc=0, 3коэффициент рециркуляции

q_rc=0, 3^. 28, 1=8, 43 м³/ч

Аэрированная вода из воздухорастворителя подается в начало флотачионной камеры, распределяется с помощью дырчатой трубы и смешивается с неаэрированной неочищенной водой. Диафрагма в линии аэрированной воды поддерживает в ней давление, близкое к давлению в воздухораспределителе.

Рекомендуется проектировать два рабочих сблокированных флотаторов.

Пена накапливается на поверхности флотатора, удаляется скребковым механизмом в пеносборник, прогревается паром и разрушается. Пенный продукт, состоящий на 90% из нефтепродуктов, сливается в бак, расположенный вне цеха очистки, периодщически откачивается вакуумной машиной и вывозится. Осадки, выпавшие на дно флотатора, каждые 3-5 суток спускается через донный клапан в техническую канализацию цеха и самотеком отводятся в усреднитель.

Очищенная вода из флотатора поступает в резервуар, вместимость которого расчитана на 15-20 минут притока, насосами второго подъема подается на напорные фильтры, а циркуляционными насосами в воздухорастворитель.

Расчет флотационной установки ведется в следующем порядке:

1.Определяется площадь поверхности воды флотационной камеры, м²

F_к.ф.= q_w(1+ k_rc)/q_уд, (18)

где q_w-расчетный расход сточных вод, поступающих на флотатор, м³/ч; k_rc=0.3 коэффициент рециркуляции; q_уд- удельная гидравлическая нагрузка на поверхность флотационной камеры, м³/ч^.м²

q_уд=3, 6 k U_o £ 6 (19)

где k- коэффициент использования объема камеры, принимается равным 0, 5; U_o= 3мм/с- расчетная гидравлическая крупность аэрофлокул.

q_уд=3, 6^.0, 5^.3=5, 4 м³/ч

F_к.ф=28, 1 (1+0.3)/5, 4=6, 84 м²

2.Площадь полного сечения потока во флотационной камере, м²

W= q_w(1+ k_rc)/3, 6V

(20)

где V=3-6 мм/с, скорость потока.

W= 28, 1 (1+0, 3)/3, 6^.5= 2, 1м²

3.Рабочая глубина воды во флотационной камере:

Н_р= q_уд t₁; 1, 5£ Н_р £ 3 (21)

где t₁=0, 5 продолжительность флотации, ч;

Н_р=5, 4 ^. 0, 5=2, 7 м.

4.Ширина камеры флотации, м.

(22)

В_к.ф.=W /Н_р

В_к.ф.=2, 1/2, 7=0, 78 м.

5.Длина камеры флотации, м:

l_к.ф.=V Н_р/k U₀ ³ 8 В_к.ф (23)

l_к.ф=5· 2, 7/0, 5· 3=9 ³ 3, 28 м

l_к.ф В_к.ф.³ F_к.ф, проверим выполнение условия 9·0, 41=3, 69 м²

6.Толщина слоя осадка, выпадающего за период накопления, м:

H_mud = (24)

где С_en=123, 5 мг/л содержание нефтепродуктов в воде, поступающей на очистку по заданию; С_en=125мг/л содержание взвешенных веществ в воде, поступающей на очистку; Э₁=0, 8-эффект очистки воды по взвешенным веществам при флотации; g_mud =1.2 удельный вес осадка, г/м³; t₂ =72 ч продолжительность накопления осадка; Р_mud=0.85 влажность осадка.

H_{mud =} =1, 52 м

7.Толщина слоя пены, принимается Н_n=0, 1м.

8.Строительная глубина флотационной камеры, м.

H=H_p+H_mud+H_n+D (25)

где D=0, 6м высота поверхности пены до борта камеры.

Н=2, 7+1, 52+0, 1+0, 6=4, 92 м

9.Вместимость воздухорастворителя, м³

W_в.р.= k_rc q_w(t_р/60) (26)

где t_р= 2мин продолжительность растворения воздуха.

W_в.р=0, 3 ·28, 1 (2/60)=0, 28 м³

10.Параметр циркуляционного насоса.

10.1 Подача насоса

Q_н=_. k_rc q_w (27)

Q_н=0, 3 ·28, 1=0, 28 м³/ч

10.2 Напор принимается Н=50 м.