Oczyszczanie ścieków projekt. zajęcia VI. Stanisław Miodoński

Transkrypt

1 Oczyszczanie ścieków projekt zajęcia VI Prowadzący: Justyna Machi Stanisław Miodoński

2 Plan zajęć 1. Ustalenie gabarytów KOCz 2. Dobór wyposażenia KOCz 3. Wyznaczenie wymaganej wydajności stacji dmuchaw 4. Dobór dyfuzorów drobnopęcherzykowych do rozprowadzania powietrza w komorach tlenowych układu. 5. Dobór osadników wtórnych radialnych

3 Ustalenie gabarytów bloku technologicznego

4

5

6

7

8

9 Projektujemy komory AN AX OX

10 dwa bloki AN AN AX AX OX OX

11 po dwa ciągi AN AN AN AN AX AX AX AX L L:A=6:1 OX OX OX OX A

12 OX/AX Układ cyrkulacyjny dwa bloki AN AN L L:A=6-10:1 A

13 Wytyczne do wyznaczania gabarytów komór głębokość czynna komór 5,0 m długość i szerokość komór musi być podzielna przez 3 moduł budowlany 3,0 m wyznaczamy wymiary jednego ciągu wymiary całości są wielokrotnością wymiarów ciągu szerokości KB oraz KDENIT-NIT - równe komory powinny być dłuższe niż szersze dla komór DENIT-NIT w 1 ciągu stosunek długości do szerokości L:A = 6:1 Dla komór Cyrkulacyjnych w 1 bloku stosunek długości do szerokości L:A 6-10:1

14 Dane do wyznaczenia gabarytów komór - przykład Dane wyjsciowe: V DENIT + V NIT = m 3 V V DENIT DENIT V NIT V KB = 4781 m 3 0,5

15 Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Wyznaczenie powierzchni komór w jednym ciągu: - komory anoksyczno-tlenowe: F komora beztlenowa: F DENIT KB 1 4 F NIT V H KB 1 4 V DENIT ,0 V H NIT 239 m ,0 903,5 m 2

16 Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Jeżeli L:A = 6:1, to: F DENIT + F NIT = L A = 6A A = 6 A 2 Zatem: FDENIT FNIT 903,5 A 12, 3 m 6 6 Z uwagi na moduł budowlany przyjęto szerokość ciągu: A = 12 m Długość komór: Przyjęto: L = 75 m L F F A,5 12 DENIT NIT , 3 m

17 Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Szerokość KB musi być równa szerokości komór DENIT-NIT: A = 12 m Długość komory KB: L F 239 KB 19, A 12 9 Z uwagi na moduł budowlany przyjęto: 21 m m

18 Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Przyjęto wymiary 1 ciągu: Komora beztlenowa: szerokość 12 m i długość 21 m powierzchnia 252 m 2 i objętość 1260 m 3 Komory DENIT-NIT: szerokość 12 m i długość 75 m powierzchnia 900 m 2 i objętość 4500 m 3

19 Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Całkowite wymiary komór osadu czynnego: Komory beztlenowe: - powierzchnia: F KB = 1008 m 2 - objętość: V KB = 5040 m 3 Komory anoksyczno-tlenowe: - powierzchni: F DENIT-NIT = 3600 m 2 - objętości: V DENIT-NIT = m 3

20 Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Skoro: V V DENIT DENIT V NIT 0,5 To przy jednakowej szerokości i głębokości: LDENIT 0,5 L DENIT L NIT Zatem: L DENIT = L NIT = 0,5 75 m = 37,5 m F DENIT = F NIT = 0, m 2 = 1800 m 2 V DENIT = V NIT = 0, m 3 = 9000 m 3

21 Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Sprawdzenie czasów przetrzymania Z tym sobie Państwo poradzą sami

22 Dobór mieszadeł Dlaczego instalujemy mieszadła?

23 Dobór mieszadeł Mieszadła instalujemy w komorach beztlenowych oraz anoksycznych oraz w komorach cyrkulacyjnych Jednostkowe zapotrzebowanie mocy 7 W/m 3 Dana komora (np. KB) w każdym z ciągów musi być wyposażona w taką samą liczbę mieszadeł Minimalna liczba mieszadeł to 2/komorę Każdy typ mieszadła powinien mieć jeden egzemplarz rezerwowy

24 Dobór mieszadeł - przykład Wymagana moc mieszadeł dla KB w jednym ciągu: 3 W 5040 m 7 8, 8 3 m 1 4 kw Wymagana moc mieszadeł dla KDENIT w jednym ciągu: 3 W 9000 m 7 15, 8 3 m 1 4 kw

25 Dobór mieszadeł - przykład Dla KB w 1 ciągu dobrano: - 2 mieszadła Flygt SR F o mocy 4,4 kw - moc całkowita mieszadeł to 8,8 kw, przy wymaganej mocy minimalnej 8,8 kw Dla KB w czterech ciągach: dobrano 8+1 mieszadeł

26 Dobór mieszadeł - przykład Dla KDENIT w 1 ciągu dobrano: - 4 mieszadła Flygt SR F o mocy 4,4 kw - moc całkowita mieszadeł to 17,6 kw, przy wymaganej mocy minimalnej 15,8 kw Dla KDENIT w czterech ciągach: dobrano 16+1 mieszadeł

27 Dobór mieszadeł - przykład Ze względu na dobór takich samych mieszadeł do komór anaerobowych i anoksycznych należy zakupić 25 mieszadeł Flygt SR F (24 pracujące + 1 rezerwowe). Inni producenci mieszadeł: - Wilo - ABS - Redor

28 Dobór pomp recyrkulacji beta Po co jest recyrkulacja beta?

29 Dobór pomp recyrkulacji beta Każdy z ciągów posiada dwa kanały recyrkulacyjne: po lewej i po prawej stronie. Ile mamy kanałów? AN AX Zakładamy wysokość podnoszenia pomp na 0,8-1,0 m H 2 0 OX

30 Dobór pomp recyrkulacji beta - przykład Dane wyjściowe: - Recyrkulacja β: R β = 354% - Q maxh = 476 dm 3 /s - Ciecz nadosadowa: 3% Q 1,03Qmax h R 1,034763, dm / s

31

32 Dobór pomp recyrkulacji beta - przykład Przy założonej wymaganej wysokości podnoszenia 0,8 m dobrano: 9 pomp Flyght PP 4650 (8 pracujących + 1 rezerwowa) o kącie nachylenia łopatek 7º.

33 Wyznaczenie wymaganej wydajności stacji dmuchaw Q p gr ZO 2, h 0,280 Zapotrzebowanie na tlen: -maksymalne -nominalne Współczynnik powierzchni granicznej Przyjmujemy: 0,5 Sprawność systemu napowietrzania Poprawka ze względu na zasolenie ścieków Ilość tlenu [kg] w 1 m 3 powietrza

34 Wyznaczenie wymaganej wydajności stacji dmuchaw Dane wyjściowe: max. godzinowe zapotrzebowanie tlenu dla 20 o C: ZO 2, h = 695 kg O 2 /h średniodobowe zapotrzebowanie tlenu dla 20 o C: ZO 2 = 500 kg O 2 /h współczynnik powierzchni granicznej: α gr = 0,5-0,8

35 Sprawność systemu napowietrzania Jednostkowa sprawność systemu napowietrzania dla nowych dyfuzorów: 5-10 %/m (15-28 g O 2 /Nm 3 m) Przyjmujemy jednostkową sprawność systemu napowietrzania: η = 6 %/m sł. wody Przy wysokości warstwy ścieków nad rusztem napowietrzającym wynoszącej 4,5 m, sprawność systemu napowietrzania wynosi: 4,5 m 6 %/m = 27 % Co ta wartość oznacza??

36 Sprawność systemu napowietrzania - przykład 7 %/m sprawności 18,06% O 2 2 m od rusztu 7 %/m zawartości tlenu czyli 21% 7%= 1,47 % (19,95 go 2 ) 19,53% O 2 1 m od rusztu W atmosferze 21 % O 2

37 Poprawka ze względu na zasolenie ścieków Obecne w ściekach substancje rozpuszczone zmniejszają sprawność systemu napowietrzania: CR 1 0, CR - stężenie ciał rozpuszczonych g/m , ,97

38 Obliczenie wydajności stacji dmuchawprzykład Wymagana maksymalna wydajność stacji dmuchaw: Q p Nm 0,5 0,270,970,280 / h Uwaga!! Tutaj w projekcie jest błąd!podana jest wartość 0,280 Wymagana nominalna wydajność stacji dmuchaw: Q p Nm 0,5 0,270,970,280 / h

39 Wymagany spręż dmuchaw ΔH = H g + H dyf + H inst. w + H rur gdzie: H g wysokość słupa cieczy nad rusztem napowietrzającym, m H 2 O H dyf wysokość strat na dyfuzorach, m H 2 O, przyjęto 0,6 m H 2 O H inst. w wysokość strat na instalacji wewnątrz reaktora, m H 2 O, przyjęto 0,4 m H 2 O H rur wysokość strat na instalacji doprowadz. powietrze ze stacji dmuchaw do reaktora, m H 2 O, przyjęto 0,7 m H 2 O

40 Wymagany spręż dmuchaw-przykład ΔH = 4,5 + 0,6 + 0,4 + 0,7 = 6,2 m H 2 O = = 620 mbar

41 Dobór dmuchaw Dobrano 4 dmuchawy przepływowe (3 pracujące + 1 rezerwowa) HV TURBO KA 5 (Q = 6318 m 3 /h) o poborze mocy 120 kw i głośności 87 db(a) Można dobrać dowolną dmuchawę, dmuchawy dobieramy na maksymalne zapotrzebowanie powietrza (oczywiście pamiętamy o sprężu dmuchaw). Powinny być 2-4 dmuchawy pracujące! Firmy produkujące dmuchawy to np.: HV TURBO LUTOS SPOMASZ OSTRÓW

42 Dobór dyfuzorów drobnopęcherzykowych - przykład W każdej z komór tlenowych zostanie zamontowanych 576 dyfuzorów ceramicznych talerzowych ENVICON EKS firmy ENVICON (w całym układzie 2304 dyfuzory). Obciążenie powietrzem wybranych dyfuzorów wynosi: Nominalne: Maksymalne: ,81 Nm / h ,08 Nm / h 2304 (nominalnie 5-6 Nm 3 /h) (maksymalnie do 10 Nm 3 /h) W każdej z komór tlenowych dyfuzory rozmieszczone będą w 12 rzędach po 48 dyfuzorów. Odległości między rzędami wynoszą 1,00 m a miedzy dyfuzorami w każdym z rzędów 0,77 m

43 Dobór dyfuzorów drobnopęcherzykowych - przykład Ilość rzędów powinna być równa szerokości komory tlenowo-anoksycznej (chcemy zapewnić rozłożenie dyfuzorów na całej szerokości): A = 12 m, czyli 12 rzędów dyfuzorów Odległość między dyfuzorami w rzędzie powinna być taka, aby dyfuzory dokładnie wypełniały komorę tlenową. Długość komory tlenowej L NIT = 37,5 m UWAGA!! Należy zachować rozsądek - nie rozmieszczamy dyfuzorów co np. 109,3 cm tylko dlatego, że wtedy wypełniają idealnie komorę! Rozmieszczamy je wtedy co 105 cm.

44 Ciekawostka-przykłady dyfuzorów Dyfuzor dyskowy średniopęcherzykowy Dyfuzor dyskowy drobnopęcherzykowy

45 Ciekawostka-przykłady dyfuzorów Dyfuzor rurowy drobnopęcherzykowy Dyfuzor panelowy grubopęcherzykowy

46 DOBÓR OSADNIKÓW WTÓRNYCH RADIALNYCH

47 DOBÓR OSADNIKÓW WTÓRNYCH RADIALNYCH Osadniki wtórne dobiera się na maksymalne dobowe natężenie przepływu ścieków Q max d. Dane wyjściowe: - Przepływ maksymalny dobowy: Q max d = m 3 /d = 1312 m 3 /h - Czas przetrzymania w osadniku: T = 6 h

48 Parametry osadników wtórnych Q max d z uwzględnieniem wód nadosadowych: Q max d = 1,03 x 1312 m 3 /h = 1351 m 3 /h Wymagana pojemność czynna osadników wynosi: V = Q max d x T = 1351 m 3 /h x 6 h = 8106 m 3 Z uwagi na konieczność dokonywania remontów osadników projektuje się co najmniej 2 osadniki pracujące równolegle.

49 Parametry osadników wtórnych Dla dwóch osadników: Dla trzech osadników: V 8106 V V 8106 V Dla czterech osadników: V 8106 V m m m 3 3 3

50

51 Parametry osadników wtórnych Sprawdzenie dobranych osadników wstępnych pod względem obciążenia hydraulicznego i czasu przetrzymania ścieków dla: Q Q Q nom max d min d 1, , m 1,03706,3 3 m m / h / h 727 m 3 / h 1351 m m 3 / h 3 / h / h