Существующие источники водоснабжения Мангистауской области
Качество потребляемой питьевой воды
Проблемы загрязнения воды
Сущность процесса фильтрования воды
Технологическое моделирование процесса фильтрования
Технологическая наладка комплекса очистных сооружений
Расчетные параметры устройств по очистке СВ
Эколого-экономическая часть
Навигация
Технологическое моделирование процесса фильтрования
Очистка подземных и поверхностных вод по озоно-сорбционной технологии для хозяйственного назначения
66457
знаков
4
таблицы
8
изображений
1.4.1 Технологическое моделирование процесса фильтрования
Моделирование технологических процессов основано на предположении, что при изменении процесса в определенных пределах физическая сущность явлений, воспроизводимых на производстве, не изменяется и силы, действующие на объект разработки, не меняют своей природы, а только величину. Технологическое моделирование особенно эффективно, когда чисто математическое описание процесса затруднительно и эксперимент является единственным средством его изучения. В этих случаях применение методов моделирования избавляет от необходимости экспериментирования с большим числом возможных вариантов выбора параметров процесса, сокращает длительность и объем экспериментальных исследований и позволяет путем несложных вычислений найти оптимальный технологический режим.
Применение методов технологического моделирования в области очистки воды имеет важное значение как научная основа интенсификации и улучшения работы действующих очистных сооружений. Эти методы указывают на систему сравнительно простых экспериментов, обработка результатов которых позволяет обнаружить скрытые резервы производительности и установить оптимальный технологический режим работы сооружений. Использование технологического моделирования дает также возможность обобщить и систематизировать экспериментальные и эксплуатационные данные по различным типам водоисточников. А это позволяет значительно сократить объем экспериментальных исследований, связанных с проектированием новых и интенсификацией существующих сооружений.
Для проведения фильтрационного технологического анализа необходимо иметь установку, схема которой представлена на рисунке 3. Основным элементом установки является фильтровальная колонка, оборудованная пробоотборниками. Для снижения влияния пристеночного эффекта, а также для того, чтобы расход воды, отбираемой пробоотборниками, не был больше допустимого для практических экспериментов значения, фильтровальная колонка должна иметь диаметр не менее 150...200 мм. Высота колонки принимается равной 2,5...3,0 м, что обеспечивает расположение в ней достаточного слоя фильтрующего материала и образование достаточного пространства над загрузкой для повышения уровня воды при увеличении потери напора в фильтрующем материале.
Пробоотборники устанавливают равномерно по высоте загрузки фильтровальной колонки на расстоянии 15...20 см друг от друга. Пробоотборник, расположенный до входа воды в загрузку, служит для контроля концентрации взвеси в исходной воде. Пробоотборник, расположенный за загрузкой, служит для контроля качества фильтрата. Остальные пробоотборники предназначены для определения изменения концентрации взвеси в толще зернистой загрузки. Для получения достоверных результатов фильтровальная колонка должна иметь не менее 6 пробоотборников. В ходе проведения опыта обеспечивают непрерывное истечение воды из пробоотборников. Суммарный расход воды из пробоотборников не должен превышать 5 % общего расхода воды, проходящей через колонку. Колонка оснащается также двумя пьезометрическими датчиками для определения общей потери напора в толще фильтрующей загрузки.
Фильтровальную колонку загружают возможно более однородным зернистым материалом. Желательно, чтобы средний диаметр зерен загрузки составлял от 0,7 до 1,1 мм. Толщина слоя песка должна быть не менее 1,0...1,2 м. Необходимое количество загрузки рассчитывают по формуле
m = r ( 1 - n ) V ,
где m - масса отмытого и отсортированного фильтрующего материала, кг; r - плотность загрузки, кг/ м3; n - межзерновая пористость фильтрующей загрузки; V - требуемый объем загрузки, м3.
После заполнения фильтрующей колонки фильтрующий материал уплотняют постукиванием по стенке колонки, пока верхняя поверхность материала не дойдет до метки, соответствующей заданному объему загрузки, когда пористость загрузки будет равна пористости этого материала в реальном крупномасштабном фильтре. (5...10 м/ч.)
2 Расчетно-технологическая часть
2.1 Применение фильтрующих материалов в водоподготовке
2.1.1 Основные параметры фильтрующей загрузки
Фильтрующая загрузка является основным рабочим элементом фильтровальных сооружений, поэтому правильный выбор ее параметров имеет первостепенное значение для их нормальной работы. При выборе фильтрующего материала основополагающими являются его стоимость, возможность получения в районе строительства данного фильтровального комплекса и соблюдение определенных технических требований, к числу которых относятся: надлежащий фракционный состав загрузки; определенная степень однородности размеров ее зерен; механическая прочность; химическая стойкость материалов по отношению к фильтруемой воде.
Степень однородности размеров зерен фильтрующей загрузки и ее фракционный состав существенно влияют на работу фильтра. Использование более крупного фильтрующего материала влечет за собой снижение качества фильтрата. Использование более мелкого фильтрующего материала вызывает уменьшение фильтроцикла, перерасход промывной воды и удорожание эксплуатационной стоимости очистки воды.
Важным показателем качества фильтрующего материала является его механическая прочность. Механическую прочность фильтрующих материалов оценивают двумя показателями: истираемостью (т.е. процентом износа материала всдледствие трения зерен друг одруга во время промывок - до 0,5) и измельчаемостью (процентом износа вследствие растрескивания зерен - до 4,0).
Важным требованием, предъявляемым к качеству фильтрующих материалов, является их химическая стойкость по отношению к фильтруемой воде, то есть, чтобы она не обогащалась веществами, вредными для здоровья людей (в питьевых водопроводах) или для технологии того производства, где она используется.
Кроме вышеизложенных технических требований фильтрующие материалы, используемые в хозяйственно-питьевом водоснабжении, проходят санитарно-гигиеническую оценку на микроэлементы, переходящие из материала в воду (бериллий, молибден, мышьяк, алюминий, хром, кобальт, свинец, серебро, марганец, медь, цинк, железо, стронций).
Наиболее распространенным фильтрующим материалом является кварцевый песок - речной или карьерный. Наряду с песком применяют антрацит, керамзит, горелые породы, шунгизит, вулканические и доменные шлаки, гранодиорит, пенополистирол и др. (таблица 2).
Керамзит представляет собой гранулированный пористый материал, получаемый обжигом глинистого сырья в специльных печах (рисунок 4).
Горелые породы представляют собой метаморфизированные угленосные породы, подвергнутые обжигу при подземных пожарах.
Вулканические шлаки - материалы, образовавшиеся в результате скопления газов в жидкой остывающей лаве.
Шунгизит получают путем обжига природного малоугленосного материала, - шунгита, который по своим свойствам близок к дробленому керамзиту.
В качестве фильтрующих материалов могут быть использованы также отходы промышленных производств, доменные шлаки и шлаки медно-никелевого производства.
В качестве фильтрующего материала на фильтрах также используется пенополистирол. Этот зернистый материал получают вспучиванием в результате тепловой обработки исходного материала - полистирольного бисера, выпускаемого химической промышленностью.
Таблица 3. Основные характеристики фильтрующих материалов
| Материалы | Крупность, мм | Насыпная объемная масса кг/см3 | Плотность, г/см3 | Пористость, % | Механическая прочность, % | Коэффициент формы зер- на | |
| стираемость | измельчаемость | ||||||
| Кварцевый песок | 0.6¸1.8 | 2.6 | 42 | 1.17 | |||
| Керамзит дробленый | 0.9 | 400 | 1.73 | 74 | 3.31 | 0.63 | - |
| Керамзит недробленый | 1.18 | 780 | 1.91 | 48 | 0.17 | 0.36 | 1.29 |
| Антрацит дробленый | 0.8¸1.8 | 1.7 | 45 | 1.5 | |||
| Горелые породы | 1.0 | 1250 | 2.5 | 52¸60 | 0.46 | 3.12 | 2.0 |
| Шунгизит дробленый | 1.2 | 650 | 2.08 | 60 | 0.9 | 4.9 | 1.7 |
| Вулканические шлаки | 1.1 | - | 2.45 | 64 | 0.07 | 1.05 | 2.0 |
| Аглопорит | 0.9 | 1030 | 2.29 | 54.5 | 0.2 | 1.5 | - |
| Гранодиорит | 1.1 | 1320 | 2.65 | 50.0 | 0.32 | 2.8 | 1.7 |
| Клиноптилолит | 1.15 | 750 | 2.2 | 51.0 | 0.4 | 3.4 | 2.2 |
| Гранитный песок | 0.8 | 1660 | 2.72 | 46.0 | 0.11 | 1.4 | - |
| Доменные шлаки | 1.8 | 2.6 | 44.0 | - | |||
| Пенополистирол | 1.0¸4.0 | 0.2 | 41.0 | 1.1 | |||
| Габбро-диабаз | 1.0 | 1580 | 3.1 | 48.0 | 0.15 | 1.54 | 1.75 |
Указанные фильтрующие материалы не охватывают всего многообразия местных фильтрующих материалов, предложенных в последние годы. Имеются данные о применении аглопорита, фарфоровой крошки, гранодиорита и так далее.
Находят применение активные фильтрующие материалы, которые благодаря своим свойствам могут извлекать из воды не только взвешенные и коллоидные примеси, но и истинно растворенные загрязнения. Все широко применяют активные угли для извлечения из воды веществ, обусловливающих привкусы и запахи. Применяют природный ионообменный материал цеолит для удаления из воды различных растворенных соединений. Доступность и дешевизна этого материала позволяют все более широко применять его в качестве загрузки фильтровальных аппаратов.
Похожие работы
... рыбы — человек или вода — почва — растения — животные — человек и др. При контакте человека с загрязненной водой различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др., вызванных бактериальным загрязнением ...
... Листов Пров. 1 2 Консульт. БГТУ 7140607 2004 Н. контр. Утв. Целью данной дипломной работы является изучение сорбционных свойств мха по отношению к микроорганизмам и тяжелым металлам, а также изучение сорбционной способности системы «мох-микроорганизмы» и выявление доли участия каждого компонента этой ...
... или технологических процессов; – при выборе технического решения обеспечить малоотходность производства и максимальную эффективность использования энергоресурсов. Задачи специалиста в области безопасности жизнедеятельности сводятся к следующему; – контроль и поддержание допустимых условий (параметры микроклимата, освещение и др.) жизнедеятельности человека в техносфере; – идентификация ...
... Величина ∑ КОП для АО «Васильковский ГОК» составляет 312407.4 что КОП<103. Пограничным условиям для деления предприятий на категории опасности АО «Васильковский ГОК» относится к II категории опасности. 2.7 Влияние АО «Васильковский ГОК» на состояние окружающей среды Климатические условия. Климат района резко континентальный с долгой, холодной зимой и коротким, жарким летом. На ...
0 комментариев