1.2.3 Очистка общего стока
Кислые цинкосодержащие, щелочные и другие стоки /2/ после усреднения поступают в реактор-аэратор. За счет остаточной концентрации кислоты кислых цинкосодержащих стоков рН в аэраторе поддерживается в пределах 1,8-2,5 и происходит разложение.
Для отдувки образующихся газов и перемешивания стоков, а также предотвращения выпадения взвесей в реактор-аэратор по перфорированным трубам подводится воздух. Отдуваемые газы с воздухом отводятся в вентиляционную трубу.
Выходящие из реактора-аэратора стоки самотеком поступают в реактор-смеситель, где активная реакция среды рН доводится до 10,5 с целью образования гидроокиси цинка и интенсификации выпадения из стоков взвешенных веществ.
Для этого в лоток перед реакторм-смесителем равномерно подается усредненный концентрированный щелочной сток и 3% раствор известкового молока. Дозировка 3% раствора известкового молока и поддерживание активной реакции среды рН осуществляется автоматически.
Наличие в стоке гидроокисей, серы и минеральных примесей создает оптимальные условия для хлопьеобразования.
Осаждение образовавшихся хлопьев осуществляется в горизонтальных отстойниках, куда поступают стоки из реактора-смесителя. Первоначально стоки поступают в распределительную камеру и равномерно распределяются на шесть секций отстойников. Хлопья осаждаются на дно отстойника, а стоки через водослив поступают в сборный канал и самотеком по трубопроводу поступают в резервуар отстоянных стоков насосно-фильтровальной станции. Выпавшие хлопья сдвигаются при помощи скребкового механизма в иловый приямок, расположенный в начале отстойника и за счет гидростатического напора отводятся в колодец, а затем по самотечному трубопроводу направляются на илонакопители.
Во время рабочего хода скребкового механизма с помощью полупогруженной доски производится удаление плавающих веществ с поверхности отстойника в иловую сеть.
Из резервуара отстоянных стоков стоки насосом подаются в воздухоразделители и затем на контактные осветлители для задерживания выносимой из отстойников гидроокиси цинка.
Контактные осветлители загружены гравием различной фракции (поддерживающий слой) и кварцевым песком (фильтрующий слой). Для обеспечения нормальной работы осветлители периодически останавливаются на промывку. Промывка производится осветленными стоками, которые подаются из резервуара промывных вод насосом. Вода после промывки контактных осветлителей сбрасывается на вертикальные отстойники, и после отстаивания отводится в резервуар отстойных стоков. Шлам из отстойников направляется на илонакопители.
Отстой из илонакопителей поступает в насосную станцию, а затем подается в резервуар отстойных стоков насосно-фильтровальной станции.
Осветленные стоки после контактных осветлителей направляются в резервуар осветленных стоков, куда также дозируется 3% раствор серной кислоты для понижения активной реакции среды с 10,5 до 8,0 рН. Нейтральные стоки из резервуара осветленных стоков насосами подаются на биологическую очистку.
1.2.4 Реагентное хозяйство
В процессе очистки /2/ кислых, цинкосодержащих, щелочных и концентрированных щелочных стоков используются:
- 3% раствор известкового молока, который готовится на складе мокрого хранения извести;
- 3% раствор серной кислоты, который готовится в помещении насосно-фильтровальной станции.
1.2.5 Склад мокрого хранения извести
Прибывающая на склад известь разгружается гидросмывом /2/ в открытые железобетонные емкости, где известковое молоко отстаивается в течении суток. Отстоянное известковое молоко сливается в расходные баки.
3% раствор известкового молока приготавливается в расходных баках путем разбавления крепкого известкового молока речной водой. Перемешивание осуществляется воздухом.
3% раствор известкового молока подается в дозаторную блока воздуходувной станции. Дозаторами раствор дозируется в лоток перед реактором-смесителем.
3% раствор серной кислоты готовится в насосно-фильтровальной станции путем разбавления 94% серной кислоты осветленными стоками. Из расходных баков 3% раствор серной кислоты самотеком поступает в трубопровод осветленных стоков и лоток резервуара осветленных стоков.
1.3 Основное оборудование производства
Поступающие в лотки механо-химической очистки стоки /2/ проходят решетки с ручной очисткой, где задерживаются крупные механические примеси. Решетки деревянные или металлические, ширина прозор 16 мм, устанавливаются в лотках под углом 45 градусов.
Пройдя решетки, стоки поступают в горизонтальные песколовки с круговым движением жидкости.
Песколовка представляет собой железобетонную емкость круглой формы с коническим днищем. Внутри имеется разделительный щит и центральное кольцо, которое образует со стенкой песколовки горизонтальный круговой лоток. Между стенкой и кольцом имеется щель для осаждения взвеси. Песколовка оборудована переносным гидроэлеватором для удаления осажденной взвеси.
Гидроэлеватор состоит из трубы для рабочей жидкости, сопла, диффузора. По мере накопления осадок периодически выгружается.
Реактор-смеситель представляет собой железобетонную двухсекционную емкость.
Горизонтальный отстойник представляет собой железобетонный, прямоугольный резервуар, состоящий из шести секций.
Горизонтальные отстойники производительностью более 30 000 - 50 000 м3 в сутки устанавливают на станциях для удаления из воды коагулированной взвеси и любой производительности для удаления некоагулированной взвеси. Высоту отстойника обычно принимают 3-5 м, а длину и ширину определяют расчетом. Однако отношение длины к высоте отстойника должно быть не менее 10. По ширине отстойник делится на несколько коридоров шириной 3-6 м. Поскольку осадок неравномерно распределяется по дну отстойника и скапливается в первой половине, ее размеры больше, чем второй половины. Это обеспечивается уклоном дна отстойника в сторону, противоположную направления движения воды. Для равномерного распределения и отбора воды используют обычно дырчатые перегородки и дырчатые желобы, а для уменьшения зоны повышенной турбулентности, образующейся за дырчатой перегородкой в начале отстойника, экранируют выход из отверстий перегородки сферическим или коническим успокоителем.
Радиальный отстойник представляет собой круглый резервуар, вода в котором движется радиально от центра к периферии. Дну радиального отстойника придают уклон 0,02-0,04% к центру. Скорость движения воды изменяется от максимального значения в центре отстойника до минимального у периферии. Радиальные отстойники используют в качестве первичных и вторичных отстойников, а также илоуплотнителей.
Для эффективного выделения тонкодисперсных примесей целесообразно применять тонкослойные отстойники. Малая глубина отстойников обеспечивает осветление воды в течение 4-10 мин, что позволяет значительно уменьшить их габариты по сравнению с габаритами отстойников других типов и размещать в закрытых помещениях. Основными преимуществами тонкослойных отстойников, позволяющими изготавливать их на любом предприятии, являются: простота исполнения, недефицитность материалов для создания разделительных полок, отсутствие необходимости в комплектующем оборудовании.
Тонкослойные отстойники в общем случае представляют собой резервуары глубиной 0,2-0,3 м с полочными или трубчатыми вставками (дренами), расположенными под углом, обеспечивающим естественное сползание осадка к шламосборнику. Трубчатые отстойники с малым наклоном труб используют при расходе сточной воды 100-10 000 м3 в сутки. Крутонаклонные трубчатые отстойники с углом наклона трубок 45-60 градусов применяют на очистных сооружениях производительностью до 170 000 м3 в сутки.
Для удаления скоагулированной взвеси в практике водоочистки широко используют осветлители с центральным, поддонным или выносным осадкоуплотнением, где осветление достигается при прохождении воды через слой ранее выпавшего осадка. При этом скорость воды такова, что осадок поддерживается во взвешенном состоянии.
Действие осветлителей основано на контактной коагуляции, протекающей на поверхности сорбента - осадка гидроксида металла. Применение осветлителей целесообразно, если осаждающиеся частицы легко агрегируются и содержание их в воде не превышает 1,5 - 4,0 г/л. Осветлители представляют собой резервуары круглого или прямоугольного сечения. Их применяют обычно на станциях производительностью более 5000 м3/сут. Вода с добавленными к ней реагентами поступает в осветлитель через воздухоотделитель, время пребывания воды в котором должно быть не менее 1 мин. Накапливающийся во взвешенном слое осветлителя осадок отбирается в осадкоуплотнители, где уплотняется перед выпуском в водосток.
Для осветления и обесцвечивания маломутных вод используется осветлитель с дырчатым дном и поддонным осадкоуплотнителем.
Для коагуляции с образованием крупных, прочных, быстрооседающих хлопьев гидроксидов металлов с захваченными ими примесями используют камеры хлопьеобразования. Камеры хлопьеобразования целесообразны в том случае, когда для последующего осветления применяют отстойник. Если осветление воды проводится в осветлителях с взвешенным слоем осадка, то камеры хлопьеобразования не требуются, так как хлопья достаточно эффективно образуются во взвешенном слое осадка.
Скребковый механизм состоит из скребковой тележки, предназначенной для сгребания осадка в иловый приямок и трансбордерной тележки, служащей для передвижения Cебковой тележки от секции к секции отстойника.
2. ВЫБОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
2.1 Сравнительная характеристика и выбор методов теплотехнических измерений
2.1.1 Измерение температуры
Температура является одним /4/ из важнейших параметров контроля технологического процесса. Она обладает некоторыми принципиальными особенностями, что обусловливает необходимость применения /3/ большого количества методов и технических средств для её измерения.
Температура может быть определена как параметр теплового состояния. Значение этого параметра обусловливается средней кинетической энергией поступательного движения молекул данного тела. С изменением средней кинетической энергии движения молекул тела изменяется степень его нагретости, а вместе с этим изменяются физические свойства. При данной температуре кинетическая энергия каждой отдельной молекулы тела может значительно отличаться от его кинетической энергии. Поэтому понятие температуры является статистическим и применимо только к телу, состоящему из достаточно большого числа молекул. И в действительности нет ни одного термометрического средства, которое не зависело бы от различных факторов во всем интервале температур.
Из числа условных температурных шкал наибольшее распространение получила стоградусная шкала Цельсия, градус которой равен сотой части основного температурного интервала. За основные точки этой шкалы приняты точка плавления льда (0) и точка кипения воды (100) при нормальном атмосферном давлении.
Существует два основных метода измерения температур: контактный и бесконтактный.
Бесконтактный метод позволяет измерить температуру тел по их излучению. Пирометры (яркостные, радиационные и фотоэлектрические) в основном применяют для измерения от 300 до 6000 0С. Вообще же они могут быть использованы для измерения и более низких температур. Бесконтактный метод обладает положительным свойством: при их использовании не искажается температурное поле объекта измерения. В то же время для тех интервалов температур, где возможно применение контактных методов предпочтение отдаётся им из-за более высокой точности измерения.
Контактные методы делятся на:
_ метод измерения температуры с помощью термометров расширения;
_ метод измерения температуры с помощью манометрических термометров;
_ термоэлектрический метод;
_ метод измерения температуры с помощью термометров сопротивления (металлические, полупроводниковые).
Принцип действия термометров расширения основан на тепловом расширении термометрической жидкости (жидкостные термометры) и на способности твердого тела изменять свои размеры при изменении температуры (дилатометрические, металлические термометры). Они отличаются высокой точностью, простотой устройства и дешевизной. Однако такие термометры хрупки, как правило, неремонтопригодны, не могут передавать показания на расстояние. Применяют для измерения температуры в области от -200 до 750 0С.
Действие манометрических термометров основано на использовании зависимости между температурой и давлением рабочего (термометрического) вещества в замкнутой герметичной термосистеме. Манометрические термометры являются техническими приборами и в зависимости от рабочего вещества термосистемы они подразделяются на газовые, жидкостные и конденсационные (парожидкостные). Газовые и жидкостные имеют линейную шкалу. У конденсационных - шкала нелинейная. Главным достоинством манометрических термометров является возможность их применения в пожаро- и взрывоопасных условиях любых категорий. Большинство манометрических термометров обладает хорошей вибростойкостью. К числу недостатков следует отнести невысокую точность (класс большинства приборов 1,5; 2,5) и большие размеры чувствительных элементов: длина от 80 до 630 мм, диаметр 16 и 20 мм. В зависимости от рабочего вещества термосистемы их применяют для измерения температуры жидких и газообразных сред от -150 до 6000С.