Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Материальный баланс процесса отстаивания. Расчет отстойников.

Процесс отстаивания осуществляется в аппаратах, которые называют отстойниками или сгустителями.

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийКак правило, данные аппараты имеют цилиндро-коническую форму.

По принципу действия выделяют аппараты непрерывного, полунепрерывного и периодического действия.

В аппаратах выделяют несколько зон:

1 – зона осветленной жидкости;

2 – зона свободного осаждения;

3 – зона сгущенной суспензии (в данной зоне происходит стесненное осаждение частиц, т.е. дисперсные частиты взаимодействуют между собой и скорость осаждения меньше, чем в зоне свободного осаждения);

4 – зона осадка или шлама.

Скорость осаждения в зоне сгущенной суспензии определяют, аналогично зоне свободного осаждения, с той лишь разницей, что число Рейнольдса рассчитывают по следующей зависимости:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(1)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(2) – относительный объем пустот.

В зоне стесненного осаждения более крупные частицы увлекают за собой более мелкие, а более мелкие подтормаживают более крупные, в следствии этого в осаждение частиц происходит с примерно одинаковыми скоростями т.е. имеет место т.н. коллективное (солидарное) осаждение частиц.

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Запишем уравнение материального баланса процесса отстаивания, если известно

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений— массовый расход смеси (суспензии), кг/с;

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений— концентрация частиц в исходной смеси;

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений— концентрация частиц в осветленной жидкости;

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений— концентрация частиц в осадке;

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(3)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(4)

Уравнения (3) и (4) называют уравнениями материального баланса отстойника.

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(5)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(6)

Выразив из (6) массовый расход осветленной жидкости равен:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(7)

Аналогично получаем и моссовый расход осадка:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(8)

Расчет отстойников ведут на осаждение самых мелких частиц неоднородной смеси.

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийВ основе расчета лежит следующий принцип: время прибывания неоднородной системы в отстойнике должно быть большим или равным времени осаждения самой мелкой частицы на дно аппарата.

Расход осветленной жидкости можно найти как

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений, м 3 /с (1)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(2)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(3)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(4)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(5)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(6)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(7)

Производительность отстойника в явном виде не зависит от его высоты, а зависит от площади отстойника в плане, поэтому отстойники, как правило, имеют большую площадь в плане и сравнительно небольшую высоту (1,5 – 4м иногда до 7м), площадь достигает 10 тыс. м 2

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений, кг/с (8)

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений, м 2 (9)

Реальная площадь отстойника должна быть несколько больше теоретической:

Видео:Бухгалтерский баланс - просто о сложномСкачать

Бухгалтерский баланс - просто о сложном

Домашнее задание №4 Механическая очистка производственных сточных вод: осаждение, фильтрование

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ №4

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД: ОСАЖДЕНИЕ, ФИЛЬТРОВАНИЕ

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫДЕЛЕНИЕ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ ИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛ ГРАВИТАЦИИ И ИНЕРЦИИ.

Выделение взвешенных частиц под действием гравитационных сил происходит в песколовках и отстойниках.

Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяжелых минераль-ных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед отстойниками. Обычно в песколовках задерживается песок крупностью 0,2—0,25 мм, составляющий около 65% всего количества песка, содержащегося в сточных водах. Применение песколовок обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей возникают значительные затруднения при удалении осадка из отстойников и дальнейшем его сбраживании в метантенках.

Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал осадок органического происхождения.

По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные — с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные — с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды.

Действие горизонтальной песколовки основано на том, что при движении сточной воды (в резервуаре, канале, отстойнике) каждая находящаяся в ней нерастворенная частица перемещается вместе со струей воды и одновременно движется вниз под действием силы тяжести со скоростью, соответствующей крупности и плотности частицы.

Чем больше скорость течения воды, тем сильнее турбулентность потока и больше вертикальная составляющая (пульсационной) скорости движения воды и тем более круп-ные частицы будут выноситься вместе с водой. Чем медленнее течение, тем более мелкие и легкие частицы будут выпадать в осадок. Скорость движения воды в песколовках не должна выходить из определенных пределов: 0,15 м/с — 0,3 м/с. При этих скоростях про-должительность пребывания сточной воды в горизонтальных песколовках принимается равной 30—60 с.

Время пребывания взвешенных частиц в песколовке τпреб можно определить из соотношений:

h1 / wос ≤ τпреб и L / wсв ≤ τпреб, где

h1 – глубина песколовки;

wос – скорость осаждения взвешенных частиц;

L – длина песколовки;

wсв – скорость движения сточной воды.

Поскольку правые части уравнений одинаковы, можно приравнять их левые части и получить выражение для расчета длины песколовки с учетом коэффициента запаса k, равного 1,3:

Для расчета скорости осаждения взвешенных частиц используют формулу Стокса:

wос = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений,

где dч — диаметр взвешенных частиц, м;

rч — плотность взвешенных частиц, кг∙м-3;

rс — плотность среды, кг∙м-3;

g — ускорение свободного падения, м∙с-2;

μс — вязкость среды, Па∙с.

Вязкость воды при различных температурах приведена находим в таблице «Приложения»

Формула Стокса может быть применена, если критерий Рейнольдса не превышает величины 0,2:

Re = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений.

Отстойники предназначаются для выделения из сточных вод взвешенных частиц крупностью менее 0,2—0,25 мм. Скорость осаждения таких частиц меньше, чем частиц. выделяемых в песколовках. Поэтому время пребывания производственных сточных вод (ПСВ) в отстойниках достигает 1,5 – 2 часов. Влажность осадка достигает 91,5. 96%, зольность — 25. 35, содержание песка в осадке — не более 5. 8%. В отстой­никах частицы не только оседают под действием гравитацион­ных сил, но и часть их всплывает на поверхность обрабатывае­мых сточных вод. В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяют в целях их предваритель­ной обработки перед очисткой на других сооружениях, а также и как окончательную очистку, если из сточной воды требуется выделить только нерастворенные примеси.

В зависимости от назначения отстойники делятся на пер­вичные и вторичные, а по направлению движения основного по­тока сточной воды — на горизонтальные и вертикаль-ные. Раз­новидностью горизонтальных отстойников являются радиаль­ные отстойники, у которых вода при очистке движется от центра к краям (к периферии). Радиальные отстой-ники применяют при расходах сточных вод более 20 тыс. м3∙сут-1. Эти отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой произво-дительности. Поэтому радиальные отстойники находят широкое применение. Для ради-ального отстойника справедливо соотношение

где Qосв – объемный расход осветленной жидкости (очищенной сточной воды);

wос – скорость осаждения взвешенных частиц,

F – площадь сечения отстойника.

Материальный баланс процесса отстаивания по взвешенным частицам:

где Gн∙и Gсг– массовые расходы начальной и сгущенной суспензии;

Cн∙и Cсг – массовые концентрации взвешенных частиц в начальной и конечной (сгущен-ной) суспензии соответственно.

Из материального баланса по взвешенным частицам следует:

Общий материальный баланс отстойника (по воде):

Gосв = Gн – Gсг = Gн – Gн∙Cн / Cсг = Gн (1 – Cн / Cсг);

Gосв = Gн (1 – Cн / Cсг).

Фильтры применяют для выделения из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц, удаление которых отстаивани­ем затруднено. Разделение суспензий проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих взвешенные частицы. Движущая сила процесса — разность давлений Dр по обе стороны фильтрующей перегородки (ФП). Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенно­го давления над перегородкой или вакуума после перегородки.

Различают: а) собственно разделение суспензий — отделение содержащихся в них твердых частиц, задерживаемых ФП, через которую проходит подавляющее количество жидкости (фильтрата); б) сгущение суспензий — повышение в них концентрации твердой фазы путем удаления через ФП некоторой части жидкой фазы; в) осветление жидкостей — очистка от содержащегося в них небольшого кол-ва тонких взвесей.

Уравнение материального баланса процесса фильтрования:

Gсусп = Gф + Gвл. ос..

Разделим это уравнение на Gсух – массу сухого вещества, содержащегося в суспензии:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(1)

Примем во внимание, что

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений; Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений; Gф = Vф ∙ ρф; Gсух / Vф = Сф

Тогда из уравнения (1) получим:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений; Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений; Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений;

Сф = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(2)

Числитель и знаменатель в правой части уравнения (2) поделим на Ск:

Сф = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений(3)

Интенсивность разделения суспензии может определяться объемом фильтрата Vф (м3), прошедшего через единицу площади F (м2) поверхности фильтрования за единицу времени τ. При ∆ρ = const объем фильтрата Vф, и продолжительность фильтрования τ связаны уравнением:

где K – константа фильтрования, учитывающая режим процесса, физико-химические свойства осадка и жидкости, м2/с;

R – константа фильтрования, учитывающая гидравлическое сопротивление фильтрующей перегородки (ткани), м3/м2;

τ – продолжительность фильтрования, с.

K = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений,м2/час

где Δр – перепад давлений на фильтре, Па

r – удельное сопротивление осадка (в расчете на 1 кг содержащегося в нем твердогосухого вещества), м/кг.

С учетом Сф из уравнения (3) получим выражение для K:

K = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Зная K, можно определить удельное сопротивление осадка r:

r = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений,м/кг (4)

R = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийили R = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений,м3/м2

Отсюда можно определить rтк: rтк: = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений,м/м2 (5)

2 ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Определите длину горизонтальной песколовки, если cкорость движения сточных вод 0,04 м∙с-1. Глубина песколовки 0,5 м Размер частиц взвеси 80 мкм. Плотность частиц 2000 кг∙м-3. Температура сточной воды 15°С.

Время пребывания взвешенных частиц в песколовке τпреб можно определить из соотношений:

h1 / wос ≤ τпреб и L / wсв ≤ τпреб, где

h1 – глубина песколовки;

wос – скорость осаждения взвешенных частиц;

L – длина песколовки;

wсв – скорость движения сточной воды.

Поскольку правые части уравнений одинаковы, можно приравнять их левые части и получить выражение для расчета длины песколовки с учетом коэффициента запаса k, равного 1,3:

Для расчета скорости осаждения взвешенных частиц воспользуемся формулой Стокса:

wос = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений= Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений= 0,00306 м∙с-1.

Вязкость воды находим из таблицы «Приложения» – для температуры 15°С она составляет 1,14·10-3 Па·с.

Формула Стокса может быть применена, так как критерий Рейнольдса не превышает величины 0,2:

Re = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений= Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений= 0,21 ≈ 0,2

Действительная (фактическая) скорость осаждения частий равна половине теоретической скорости осаждения:

wд = ½ wос = 0,00306 / 2 = 0,00153 м∙с-1;

L = 1,3∙0,5∙0,040 / 0,00153 = 17,0 м

Ответ: Длина горизонтальной песколовки равна 17,0 м.

Определитt диаметр радиального отстойника для непрерывного осаждения мела в воде. Производительность отстойника 80 т∙час-1 начальной суспензии, содержащей 8% (масс.) мела СаСО3. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению, 35 мкм. Температура суспензии 15°С. Плотность мела 2710 кг∙м-3.

Для радиального отстойника справедливо соотношение

где Qосв – объемный расход осветленной жидкости (очищенной сточной воды);

wос – скорость осаждения взвешенных частиц,

F – площадь сечения отстойника.

Это уравнение можно преобразовать, выразив объемный расход осветленной жидкости через ее массовый расход Gосв и плотность ρосв

Qосв = Gосв / ρосв.

Тогда F = Gосв / (wос ρосв)

Из материального баланса отстойника следует:

Gосв = Gн (1 – Cн / Cсг)

где Gн∙и Gсг– массовые расходы начальной и сгущенной суспензии;

Cн∙и Cсг – массовые концентрации взвешенных частиц в начальной и конечной (сгущенной) суспензии соответственно.

Тогда площадь сечения отстойника можно рассчитать по формуле:

F = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Определяем скорость осаждения по формуле Стокса:

wос = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений= Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений= 0,001 м/с

Проверим применимость формулы Стокса по значению критерия Re:

Re = Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений= Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений= 0,0307

Видео:ЭТОТ метод поможет на уроках ХИМИИ / Химия 9 классСкачать

ЭТОТ метод поможет на уроках ХИМИИ / Химия 9 класс

Решение. Решение Основы инженерной защиты окружающей среды. Задача Расчет отстойника Рассчитать отстойник для сгущения водной суспензии

НазваниеЗадача Расчет отстойника Рассчитать отстойник для сгущения водной суспензии
АнкорРешение
Дата23.04.2021
Размер66.58 Kb.
Формат файлаМатериальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений
Имя файлаРешение Основы инженерной защиты окружающей среды.docx
ТипЗадача
#197968
Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийС этим файлом связано 14 файл(ов). Среди них: +Итог. ТЕСТ ФИНАНСЫ 2020 СТУДЕНТАМ.doc, Пожаровзрывозащита 5 задач 4 вариант.docx, Вариант 4 Защита в ЧС.docx, Тестирование 1.5 работа с договорами.docx, ТАКСАЦИЯ НАСАЖДЕНИЯ испр 2.docx, практические вопросы (2).docx, Вопросы для подготовки к ДЗ (1).doc, Задачник уровни.doc, 1 задача.docx, Тесты 15 шт.docx, Правовая статистика Задача.docx, Задачи (вариант 9).docx, Задача 2 БЖД.docx, 7 вариант.docx и ещё 4 файл(а).
Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийПоказать все связанные файлы Подборка по базе: МЕТОД РАСЧЕТА ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ПАРОВЫХ ЗАВЕС.docx, Электотехника задача № 1.doc, гидравлический расчет ТС. pdf, ПР 1 расчет погрешности.docx, РГР 4 Ронжин СЖУ-001 задача 1я верная.pdf, 2832435 Бухучет Задача.doc, Коммуникативная задача научного текста. Логико- смысловые отноше, Инструкция по расчету лимита дз.doc, Страницы из расчетная часть терминал СПГ.pdf, Упругие свойства горных пород; характеристики распространенных п

Рассчитать отстойник для сгущения водной суспензии:

расход суспензии равен (Gсм), содержание твердых частиц – 6500 кг/ч

в суспензии (хсм) – 0,2 кг/кг.

в осадке (хос) – 0,5 кг/кг.

в осветленной жидкости (хосв) – 0,0001 кг/кг.

Частицы суспензии имеют шарообразную форму.

Минимальный размер удаляемых частиц (dТ) – 30 мкм. Плотность частиц составила (ρТ) 2675, а вязкость жидкости равна (μж) – 0,001519 Па с.
Решение

Определим значение критерия Архимеда (Ar) по следующей формуле:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

где dТ – диаметр частицы, м;

ρж – плотность чистой жидкости, кг/м 3 ;

g – скорость свободного падения, м/с;

ρж – плотность чистой жидкости, кг/м 3 ;

μж – вязкость жидкости, Па.

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений
Исходя из того, что Ar 3 .

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений
Найдем плотность суспензии ρсм (кг/м 3 ) по формуле:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

где хсм – содержание твердых частиц: в суспензии, кг/м;

ρТ – плотность твердых частиц, кг/м 3 ;

ρж – плотность чистой жидкости, кг/м 3 .

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений
Определим значение объемной доли жидкости в суспензии ε по формуле:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

где хсм – содержание твердых частиц: в суспензии, кг/м;

ρсм – плотность суспензии, кг/м 3 ;

ρТ – плотность твердых частиц, кг/м 3 .

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений
Исходя из того, что ε Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений0,7, для расчета скорости стесненного осаждения wст (м/с) применяем формулу:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

где ε – объемная доля жидкости в суспензии;

woc – скорость свободного осаждения шарообразных частиц, м/с.

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений=0,000318 м/с
Затем находим поверхность осаждения F (м 2 ), принимая К3 = 1,3 и считая, что плотность осветленной жидкости равна плотности чистой воды по формуле:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

где Gсм – массовый расход сходной суспензии, кг/с;

К3 – коэффициент запаса поверхности Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений;

ρосв – плотность осветленной жидкости, 1000 кг/м 3 ;

wст – скорость осаждения частиц суспензии, м/с;

хсм – содержание твердых частиц: в суспензии, кг/м.

хос – содержание твердых частиц: в осадке, кг/м.

хосв – содержание твердых частиц: в осветлённой жидкости, кг/м.

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийм 2
Ответ. По приведенным данным выбираем отстойник, имеющий поверхность 4,43 м 2 .

Видео:Решение задачи по составлению бухгалтерского балансаСкачать

Решение задачи по составлению бухгалтерского баланса

Задача 2. Расчет ХПК сточной воды

Сульфанол сульфат натрия нитратный иона фенол хлорид натрия

160 60 50 11 360

Составим уравнение горения каждого вещества и определим необходимое количество кислорода для сжигания веществ:

х2 = 11*224/94 = 26 г

NaCl + O2 → NaClО2

  • Молярная масса ( NaCl ) равна 58 г/моль.

Для 58 г NaCl требуется 32 г O2

х2 = 360*32/58 = 199 г
ХПКобщ. = 57 + 27 + 26 + 26 + 199 = 335 мг/дм 3 .
Ответ. ХПК сточной воды составляет 335 мг/дм 3

Задача 3. Определение массы влажного шлама

Определите массу влажного шлама, выделенного из воды объемом V, если содержание взвешенных веществ в исходной воде – x, степень осаждения –y 85 %, а влажность шлама – wисх. После уплотнения влажность шлама уменьшается до wкон.

V, м 3 x, мг/дм 3 y, % wисх, % wкон, %

1 250 1625 82 96 90

Определяем массу влажного шлама, выделенного из воды после осаждения:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

При учете влажности шлама 96 % его общая масса составит:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

После уплотнения масса шлама составит:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Ответ. Таким образом, масса влажного шлама, выделенного из воды объемом 1250 м 3 , если содержание взвешенных веществ в исходной воде 1625 мг/дм 3 составит Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийкг, при степени осаждения 82%. С учетом влажности шлама wисх=96% общая масса шлама составила 55,521 т. После уплотнения влажность шлама уменьшилась до wкон=90 %, а масса составила 16,656 т. Обезвоживанние шлама с 96 % до 90 % приводит к сокращению его массы, предназначенной для вывоза на захоронение в 3,3 раза.

Видео:Модель межотраслевого баланса. Часть 2 ПрактикаСкачать

Модель межотраслевого баланса. Часть 2 Практика

Задача 4. Определение рН среды после гидролиза коагулянта

В исходную сточную воду с pH = А для осаждения взвешенных веществ вводят коагулянт — гидроксохлорид алюминия в дозах С по Al 2 O 3 . Определите pH среды после гидролиза коагулянта.
А С, мг/дм 3

Гидролиз протекает по реакции:

Молярная масса (Al2O3) равна 102 г/моль

Для нейтрализации ионов CO3 -2 требуется 2 моль Al2O3, т. е. 204 г Al2O3.

Найдем содержание CO3 -2 в сточной воде исходя из значения рН=9,6.

Т. к. рН = −lg(CO3 -2+ ) и концентрация CO3 -2 в этом уравнении выражается в моль/дм 3 , то можно определить концентрацию CO3 -2 , которая будет равна CCO3-2 =10 -4 моль/дм 3 или 10 -4 г/дм 3 .

По условию задачи объем сточной воды измеряется в кубометрах (м 3 ), поэтому необходимо привести ее соответствие единицы измерения, в результате содержание CO3 -2 в исходной воде будет равно 10 –1 моль/м 3 .

Для гидролиза такого количества ионов CO3 -2 потребуется 204 * 0,1 = 20,4 г Al2O3, а так как гидроксохлорид алюминия – это коагулянт Al2O3 в воде с содержанием 0,150 г/дм 3 , то необходимый расход составит:

Vизв.м = 20,4 * 2/0,150 = 272 дм 3
Ответ. Расход известкового молока составляет 272 дм 3

Видео:Баланс мощностейСкачать

Баланс мощностей

Задача 5. Расчет рН среды усредненного стока

В усреднитель поступает Х сточной воды с pH = А. В него же подают второй поток сточной воды с расходом Y с pH = B. Рассчитайте pH среды усредненного стока.

А Х, м 3 /ч Y м 3 /ч B

Обозначим объемы сточной воды V1 и V2 соответственно.

Поскольку смешивается кислая и щелочная сточные воды (т.е. рН1  7 и рН2  7, то конечную концентрацию раствора рассчитывают по веществу, взятому в избытке.

При избытке щелочи проводим расчет:

[ОH — ]3 = 10 -3,5 * 17 – 10 -4 * 5/(17 + 5) = 0,00022

Вычислим pH3 = 14 + lg[ОH — ]3= 14 + lg(0,00022) = 10,34
Ответ. Таким образом, pH среды усредненного стока составляет 10,34.

Видео:Расчет материального баланса блока стабилизации нефтиСкачать

Расчет материального баланса блока стабилизации нефти

Задача 6. Определение ХПК исходной сточной воды и воды после фотохимического реактора

Определите ХПК исходной сточной воды и воды после фотохимического реактора, если на очистку подают сточную воду с расходом Q, содержащей фенол в количестве Сфенол и пропанол в количестве Спроп. Для деструкции примесей вводят 1 г/дм 3 пероксида водорода в виде 10%-го раствора. Весь пероксид водорода расходуется на деструкцию органических примесей, в первую очередь происходит деструкция фенола.

Q, м 3 /ч Сфенол, мг/дм 3 Спроп, мг/дм 3

Минерализация органических примесей воды протекает по реакциям:
C 6 H 5 O Н+ Н 2 О 2 = C 6 H 4 ( O Н) 2 + Н 2 О

С 3 Н 7 ОН + Н 2 О 2 = C 3 H 6 ( O Н) 2 + Н 2 О
Для полной минерализации фенола (молярная масса 94) и пропанола (молярная масса 60) по вышеприведенным уравнениям требуется пероксида водорода:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийг
Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийг
Ответ. ХПКобщ. составит 103 мг/дм 3 .

Видео:Баланс мощностей | Активная мощностьСкачать

Баланс мощностей | Активная мощность

Задача 7. Расчет материального баланса процесса очистки сточных вод

Рассчитайте материальный баланс процесса очистки сточных вод в количестве Q. В сточных водах содержится Х мг/дм 3 взвешенных веществ, Y сульфида натрия. Для полного осаждения сульфидов вводят раствор Fe2(SO4)3 с концентрацией С и дополнительно Z сульфата железа в качестве коагулянта для полного осаждения взвешенных веществ. Образующуюся серную кислоту нейтрализуют известковым молоком (10 г/дм 3 Ca(OH)2). Оседающий шлам имеет влажность W. Степень выделения взвешенных веществ 96 %, сульфидов — до остаточной концентрации 0,2 мг/дм 3 , а содержание гипса в очищенной воде 0,2 % масс.

Q, м 3 /ч X, мг/дм 3 Y, мг/дм 3 С, % Z, мг/дм 3 W, %

14 630 100 15 155 97,8
Решение

Масса потока – 14 000 кг/ч.

В нем содержится:

взвешенных веществ – 6,3 кг;

Для осаждения взвешенных веществ вводится 0,15 * 14 = 2,1 кг твердого коагулянта или 14 кг раствора,

Коагулянт гидролизуется по реакции

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравненийг

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Серная кислота может расходоваться на взаимодействие со взвешенными частицами Ca(OH)2 по реакции

Масса растворившегося гидроксида кальция составляет

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Остается в нерастворимом виде

100 – 1,16 = 98,84 кг.

Практически полностью происходит осаждение гидроксида железа

Причем выделяющаяся при осаждении серная кислота взаимодействует с Ca(OH)2 с образованием практически нерастворимого гипса CaSO4·2H2O. Согласно экспериментальным данным, степень перехода железа в осадок достигает 97,8 %.

Рассчитываем количество образующихся Fe(OH)3 и H2SO4

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Остается в виде Ca(OH)2 – (98,84 – 0,83) = 98,01 кг.

Так как в системе остаются еще взвешенные вещества в виде Ca(OH)2, то дополнительного введения подщелачивающих реагентов не требуется.

Учитывая степень осаждения взвешенных веществ, рассчитываем массу взвешенных, переходящих в шлам:

[1 + 2,1 + 98,01 (остаток нерастворенной Ca(OH)2)]×0,96 = 97,07 кг

В осветленной воде остается взвешенных веществ

100 – 97,07 = 2,93 кг.

В шлам переходит

m  1,12 0,81  1,93 3,86 кг.
Составляем таблицу материального баланса

ПриходРасход
Наименование потокакг/ч% мас.Наименование потокакг/ч% мас.
  1. Сточная вода

В том числе:

Fe2(SO4)3

14000
13981,15

1,55

99,9
  1. Осветленная вода

В том числе:

4,0
2,1

79,4
  1. Раствор коагулянта,

в том числе

Fe2(SO4)3 3

14
11,5

2,1

0,1
  1. Влажный шлам,

В том числе

Fe(OH)3

2886,7
2785,78

1,92

20,6
Итого14014,0100Итого14014,0100

Видео:Окислительно-восстановительные реакции. Метод электронно-ионного баланса.Скачать

Окислительно-восстановительные реакции. Метод электронно-ионного баланса.

Задача 8. Расчет материального баланса процесса очистки сточных вод

Рассчитайте экобаланс производства хлора для обеззараживания воды расход которой составил Q, если вводят дозу хлора X. Хлор производят методом электролиза раствора поваренной соли с концентрацией 300 г/дм 3 . Плотность раствора 1,17 кг/дм 3 . Степень разложения соли – Y. Частично хлор растворяется в конечном растворе с образованием гипохлорита натрия, его концентрация – C.

Q, м 3 /ч X, мг/м 3 Y, % С, г/дм 3

215 000 23 55 0,9
Решение

Процесс электрохимического синтеза Cl2 протекает по реакции

а образование побочного продукта по реакции:

Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O.

Для получения 500 м 3 Cl2 по первой реакции расходуется NaCl (молярная масса 58,5) в количестве:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

При учете степени разложения NaCl 55 % требующаяся масса соли составляет:

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

а его масса m= 15,83 Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений1170 = 18518,67 кг.

Согласно реакции, образуется одинаковый объем водорода (считаем по хлору) – 500 м 3 , а также NaOH (молярная масса 40):

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

В растворе остаются неразложившиеся соли

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

На образование Cl2, H2 и NaOH расходуется воды

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Таким образом, в реактор приходит 18518,67 кг раствора NaCl. За счет реакции в газовую фазу выделяется 500 м 3 H2

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

После реакции (без учета образования побочных продуктов) остается жидкой фазы 16889,21 кг. Считаем, что плотность раствора не изменяется, тогда объем раствора составляет 14,44 м 3 .

Так как в растворе содержится 0,9 г/дм 3 NaClO, то его количество составляет 14,44 · 0,9 = 12,99 кг.

Для образования такого количества NaClO (молярная масса 74,5) по второй реакции расходуется хлор в количестве

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

и NaOH в количестве

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

при этом регенерируется NaCl

Материальный баланс отстойника можно составить их независимых уравнений

Масса оставшейся в жидкой фазе

NaOH составляет 1785,71 – 13,95 = 1771,76 кг,

NaCl – 2136,77 + 10,20 = 2146,97 кг.

За счет образования побочного продукта NaCl объем выделяющегося Cl2 уменьшается с 500 м 3 до (500 – 3,91) = 496,09 м 3 , т. е. от требующегося объема образуется только 99,22 %. Если обеспечивать требующуюся производительность по Cl2, то надо увеличить расходы компонентов на 0,78%. Сведем результаты расчетов в таблицу.

Таблица. Материальный баланс производства

Видео:Баланс при ликвидации ООО: промежуточный и ликвидационный. Порядок утвержденияСкачать

Баланс при ликвидации ООО: промежуточный и ликвидационный. Порядок утверждения

Задача 9. Расчет материального баланса процесса очистки от нефтепродуктов

На очистку от нефтепродуктов поступают сточные воды, содержащие 80 мг/дм 3 нефтепродуктов, причем 15 мг/дм 3 растворенные, а остальные эмульгированные. pH стока 6,5. Очистку проводят реагентной напорной флотацией, а в качестве коагулянта используют 10 %-й раствор сульфата алюминия в дозах 70 мг/дм 3 по оксиду. Для нейтрализации кислоты используют 10 %-й раствор кальцинированной соды. Степень выделения эмульгированных нефтепродуктов – X, растворенных – Y. Влажность флотопены – 95 %. Рассчитайте материальный баланс процесса, если объем сточной воды Q, а расход воздуха – 1,5 м 3 /м 3 воды.

При введениие в воду 70 мг/дм 3 коагулянта по реакции гидролиза:

образуется гидроксид алюминия в количестве

m(2Al(OH)3) = 2 * 78 * 70 * 215/115 = 20 416 г

m(H2SO4) = 3 * 98 * 70 * 215/115 = 38 476 г

Для нейтрализации H2SO4 (поддержания pH = 6,5) используется раствор соды

m(Na2CO3) = 106 * 38 476/98 = 41 617 г

или 10%-го раствора 41,617/0,1 = 416,17 кг.

Расход 10%-го раствора коагулянта составит

0,07кг/м 3 * 215 м 3 /0,1 = 150,5 кг.

Согласно условию задачи с флотопеной уходит:

— растворенные нефтепродукты – 0,015 кг/м 3 * 215 м 3 * 0,995 = 3,2 кг;

— эмульгированные нефтепродукты – 0,065 кг/м 3 * 215 м 3 * 0,985 = 13,77 кг

Всего твердой фазы во флотошламе 37,386 кг.

С учетом влажности флотопены (95 %) ее масса составит

37,386/0,05 = 747,72 кг.
В осветленной воде остается

— растворенные нефтепродукты – 0,015 кг/м 3 * 215 м 3 * 0,055 = 0,016 кг;

— эмульгированные нефтепродукты – 0,065 кг/м 3 * 215 м 3 * 0,015 = 0,21 кг
Составляем таблицу материального баланса флотатора

ПриходРасход
Наименование потокакг/чм 3 /чНаименование потокакг/чм 3 /ч
Раствор соли18518,6715,83Газовый поток H244,64500
В том числе NaCl4748,38Газовый поток Cl21584,82496,09
Жидкая фаза16889,21В том числе:NaCl2146,97NaOH1771,76NaClO12,99
Итого18518,67Итого18518,67

ПриходРасход
Наименование потокакг/ч% мас.Наименование потокакг/ч% мас.
  1. Сточная вода

В том числе:

эмульгированные нефтепродукты

215 000
214 999,2

0,15
0,65

99,74
  1. Флотопена

В том числе:

Al(OH)3

747,72
710,334

3,2
13,77
20,416

0,35
  1. Раствор коагулянта,

в том числе

Al2(SO4)3

150,5
149,8

0,7

0,07
  1. Осветленная вода,

В том числе

0,016
0,21

99,65
  1. Раствор соды,

в том числе

Na2CO3

416,17
374,55

41,617

0,19
Итого215 566,67100Итого215 566,67100

Видео:КАК ЛЕГКО ПОНЯТЬ БАЛАНСОВЫЙ ОТЧЁТ. ОБЪЯСНЯЮ ПРОСТЫМИ СЛОВАМИ. ЧТО ТАКОЕ АКТИВЫ, ПАССИВЫ И КАПИТАЛ.Скачать

КАК ЛЕГКО ПОНЯТЬ БАЛАНСОВЫЙ ОТЧЁТ. ОБЪЯСНЯЮ ПРОСТЫМИ СЛОВАМИ. ЧТО ТАКОЕ АКТИВЫ, ПАССИВЫ И КАПИТАЛ.

Список литературы

1. Ветошкин А. Г. Процессы инженерной защиты окружающей среды. / А. Г. Ветошкин. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005.

2. Гребенников, С. Ф. Физическая и коллоидная химия процессов защиты и реабилитации объектов окружающей среды / С. Ф. Гребенников, Л. М. Молод-кина, М. Ю. Андрианова. – СПб.: СПГУТД, 2010. – 421 с.

3. Панов, В. П. Инженерная защита окружающей среды / В. П. Панов, Н. Ю. Бусыгин. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 304 с.

🔥 Видео

Проверка решений балансом мощностей | Теоретическим основам электротехникиСкачать

Проверка решений балансом мощностей | Теоретическим основам электротехники

Урок 2. Бухгалтерский баланс. Типы хозяйственных операций и их влияние на изменения в балансеСкачать

Урок 2. Бухгалтерский баланс. Типы хозяйственных операций и их влияние на изменения в балансе

Как на основе ОСВ заполнить бухгалтерский балансСкачать

Как на основе ОСВ заполнить бухгалтерский баланс

#П.4 Уравнение баланса мощностей / мощность потребителя / мощность генератораСкачать

#П.4 Уравнение баланса мощностей / мощность потребителя / мощность генератора

Почему не сходится баланс в 1С?Скачать

Почему не сходится баланс в 1С?

Задание №1. Составить баланс предприятияСкачать

Задание №1. Составить баланс предприятия

Метод электронно-ионного баланса (полуреакций). Органическая химия.Скачать

Метод электронно-ионного баланса (полуреакций). Органическая химия.

Управленческий баланс и отчет о прибылях и убыткахСкачать

Управленческий баланс и отчет о прибылях и убытках

Тестирование финансистов составление ОПУ и Баланса на основе ОСВСкачать

Тестирование финансистов   составление ОПУ и Баланса на основе ОСВ
Поделиться или сохранить к себе: