Очистка сточных вод гальванических производств

а) размер зерен, мм 0.315-1.25

б) эффективный размер зерен, мм, не более 0.40-0.55

• Высота слоя сорбита (КУ-2-8) Нсл = 0,8 м
• Динамическая обменная емкость E, моль/м³ (г-экв/м³), не менее 526
• Извлекаемые из воды элементы

	Снач, мг /л	Скон = ПДК, мг /л
Медь	20	0.5
Никель	10	0.5

• Ориентировочный расход реактивов на 1 миллион м3 воды – 20 м3 NaCl

Расчёт:

1). Задаёмся оптимальной скоростью фильтрования ионообменных процессов:

Vопт = 10 м/ч

2). Суммарная площадь сечения  ионообменных колонн находятся  по формуле:

Sобщ = Q/ Vопт, где

Q –– производительность фильтров.

В уравнении 2 неизвестных Sобщ и Q. Для упрощения зададимся блоком из двух фильтров (1 – регенерируется, 1 – работает).

Производительность фильтров:

Q = 10 м3 / сут = 10/24 м3 / ч = 0,42 м3 / ч

Q = Sобщ * Vопт

Теперь найдём Sобщ:

Sобщ = 0,42 м3/ч : 10 м/ч = 0,042 м2

3). Диаметр 1 колонны находим из  уравнения:

Sобщ = π*Dк2 / 4

D2 = 4* Sобщ / π => D2 =

 

D = м ~ 0,24 м

4). Высота аппарата с учётом  высоты, занимаемой на различные  и поддерживающие устройства  для слоя сорбита

Нап = k * Нсл = 3,7 * 0,8 = 2,96 м

k= 3,7 - 4 – коэффициент учитывающий поддерживающие устройства

Находим объём аппарата:

Vап = Нап * Sап = 2.96* 0,24 = 0,71 (м3)

5). Расход адсорбента на 1 фильтр:

S = π*r2 = 3.14*0.122 = 0,045 м2

Vзагр = 0,8*0,045 = 0,036 м3

m = ρнас Vзагр = 500 * 0,036 = 18 (кг)

ρнас – насыпная плотность.

Общее число количества ионов, которые должны быть задержаны в ионообменной колонне за 1 час, рассчитывается по формуле:

N = Q * (Cнач – Cкон)

N = 0,42 * (3 – 0,3) = 1,134 (г-экв/ч)

Для поглощения этого количества потребуется ионита:

M = Q * (Cнач – Cкон)/E = 1,134 / 526 = 0,0022 (м3 / ч)

Переведём в единицы массы:

М = 0,0022 * 500 = 1,1 (кг / ч)

Поскольку в работе находятся 2 фильтра, то

Мзагрузки = m = 18 (кг)

6). Значит колонны могут работать между регенерациями

τ = Мзагрузки / М = 18 кг / 1,1 кг / ч = 16,3 часов

 

 

Кроме того, по табличным данным

• Время регенерации – 2 часа
• Время отмывки – 0,8 – 1 час
• Время взрыхления – 10 – 15 минут

7). Расход регенерирующего и  десорбирующего реагентов одинаков:

Vрег –– 2400 м3 воды

20 м3 в рег –– 1000000 м3 воды

Vрег = 2400 * 20 / 1000000 = 0,048 м3

Следовательно, на регенерацию фильтра с ресурсом 2400 м3 воды потребуется 0,048 м3 ~0,05 м3 NaCl.

Техника безопасности

Знание и выполнение правил техники безопасности являются одним из важнейших условий организации труда на современных предприятиях и основным фактором снижения производственного травматизма. Соблюдение правил техники безопасности необходимо при  эксплуатации водоочистных сооружений. Большого внимания требует охрана окружающей среды.

Устройства для приготовления растворов и другое вспомогательное оборудование, размещенное в помещениях, при эксплуатации которого могут выделяться вещества с опасными и вредными свойствами, должны иметь вентиляционные отсосы.

Места хранения химических веществ должны иметь стеллажи, шкафы, приспособления, инвентарь, специальную тару, а также быть обеспечены средствами индивидуальной защиты, необходимыми для безопасного обращения с химическими веществами.

Аппараты должны быть выполнены из твердых материалов, не вступающих в реакцию с химическими соединениями, используемыми в процессах работы и регенерации катионитовых фильтров. Помимо этого данные требования выдвигаются и к другим узлам всей системы водоочистки (механические фильтры, трубопроводы, ёмкости и др.).

К работе допускается персонал прошедший медицинский осмотр и признанный пригодным для работы с токсичными веществами.

При приготовлении и корректировании, а также применении электролитов и растворов работающие должны пользоваться защитными пастами и мазями. Спецодежду рабочих, занятых в гальваническом производстве, необходимо периодически стирать.

 

Выводы

В результате расчёта были получены следующие параметры:

Расчёт ионообменной колонны:

1. диаметр колонны – 0,24 м
2. высота колонны – 2,96 м
3. высота слоя катионита КУ-2-8 – 2,2 м
4. расход катионита КУ-2-8 на 1 фильтр – 18 кг
5. межрегенерационный период – 16,3 часов
6. время регенерации – 1,5 – 2 часа
7. расход регенерирующего (NaCl) и десорбирующих (Na2CO3 + NaOH) агентов одинаков – по 0,05 м3 на ресурс ионитового фильтра – 2400 м3 воды.

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

1. Г.И. Николадзе «Водоснабжение» Издательство литературы по строительству, Москва, 1972
2. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство, 1998
3. Н.Н. Абрамов «Водоснабжение», Москва, 1967
4. И.А. Назарова «Справочник проектировщика», Москва, 1967
5. А. Аширов «Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов», Химия, 1983
6. Ф.Ф. Ажогин «Гальванотехника», Москва, 1987
7. Р. Кунин и Р. Майерс «Ионообменные смолы», Москва, 1952