Расчет электрофлотокоагуляционной установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОФЛОТОКОАГУЛЯЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

Исходные данные:

Суточный расход воды Q= 216 м3/сут (Q= 9 м3/час, Q= 2,5 л/с);

Цветность воды Ц= 40-160 град;

Щелочность Щ=0,4-0,8 мг-экв/л;

Солесодержание С=60-100 мг/л;

рН=6,8-7,1.

Материал для электродов электрофлотокоагуляционной установки:

АНОД - алюминий и ОРТА, КАТОД - нержавеющая сталь;

Электрический ток постоянный;

Расстояние между пластинами АНОДА и КАТОДА - 10 мм;

Напряжение при данном солесодержании и расстоянии между пластинами в 10 мм - 12 В;

Присоединение электродов - монополярное.

Алгоритм расчета:

1. Определение расхода алюминия для проведения процесса коагуляции, мг/л; г/м3

где: б- коэффициент, зависящий от фракционного состава вещества, б=0,2 (б=0,3 при преобладании креновой кислоты);

Ц - цветность воды, Ц=160 (из анализа воды из скважины).

2. По полученной дозе коагулянта вычисляем необходимое для его получения количество электричества на 1 куб. м воды, Кл/м3

где: Ф -постоянная Фарадея (Ф=96491 Кл/г-экв);

n -валентность металла; nAl=3;

А -атомарная масса растворенного металла, г, AAl=27 г.

3. Часовой расход количества электричества, Кл/час

4. Расход металла при в=1, г

Часовой

, г/час

Суточный, г/сут

За месяц, г/мес, кг/мес

5. Сила тока необходимая для растворения металла, А

где Т- время, сек (3600 сек)

6. Площадь анодов определяется исходя из плотности тока при i=40 А/м2, см2, м2

7. Масса пакета анодов, кг

где д - толщина пластины, мм (д=4 мм),

сAl - удельный вес металла (алюминий), т/м3 (сAl= 2,6 т/м3)

8. Масса пакета катодов, кг

где д - толщина пластины, мм (д=4 мм),

сMe - удельный вес металла (железо), т/м3 (сMe= 7,85 т/м3)

9. Общая масса электрокоагулятора, кг

Р=РAl + PMe

10. Расчет количества металла анода, которое может быть растворено, кг

где К- коэффициент расхода металла (К=0,85)

11. Срок эксплуатации анодов, сут

коагуляция ток металл анод

12. Ширина всего пакета электродов (анодов и катодов. Т.Е. ширина электрокоагулятора), м

где, m - суммарное количество пластин анодов и катодов.

д - толщина пластины, мм (д=4 мм),

13. Общая длина блока электрофлотокоагуляции, м

Где, Lэ -длина электродов, м;

l1 - расстояние от входа до пластин (?В/2), м;

l2 - расстояние от выхода до пластин (?В/2), м;

14. Общая высота блока электрофлотокоагуляции, м

где, Нэ- ширина (высота?) электродов, м;

h1- пространство между дном камеры и пластинами (h1=0,15 м), м;

h2- пространство между верхом камеры и пластинами (h2=0,25 м),м;

h3- запасная высота (h3=0,2 м), м.

15. Общее число флотационных пластин

где, ВФ - ширина камеры флотации, м;

б- расстояние от стенки аппарата до края электрода (б=10 мм), м;

l- межэлектродное пространство (l=10 мм), м;

д- толщины электродной пластины (д= 4 мм), м.

16. Общий вес флотационных пластин, кг, т

где, m - общее число флотационных электродов;

F- площадь одного электрода, м2;

СTi- удельный вес металла (титан) (СTi-4,5 т/м3), т/м3.

17. Расход электроэнергии при напряжении на электродах 12В на очистку 1 куб. м воды, кВт·ч/м3

где, I - сила тока, прошедшего через электролизную систему, А;

U - Напряжение на электродах, В;

Qчас - часовой расход воды, м3/час.

Wчас=W1* Qчас, кВтч

Wсут=W1* Qсут, кВтч

18. Масса выделяемого водорода, г/ч

где, qчас - часовой расход количества электричества, Кл;

t- время выделения газа, час;

Ф - число Фарадея (Ф=96491 Кл/г-экв)

Р -давление выделившегося газа (Р=1 МПа).

19. Объем выделившегося газа, м3/час

где, сH2=0.08988 кг/м3.

Удаление воздуха осуществляется из верхней зоны отстойника постоянно действующей естественной вентиляцией с 3-х кратным воздухообменом.

20. Расход электроэнергии электрофлотокоагуляционным блоком, кВтч

где, Wсут - расход электроэнергии за сутки, кВтч;

k - коэффициент. K= 0,6.

N - количество дней в году.

21. Годовые затраты на электроэнергию, руб.

где, С - стоимость 1 квтч

22. Расчет количества образующейся пены при электрофлотации

Количество образующейся пены зависит от плотности тока и времени обработки. Оно может быть подсчитано по эмперической формуле в процентах от производительности

где, плотность тока i=40 А/м2

i1:i2:i3=1,0:0,6:1,4.

В среднем в оптимальном режиме ЭФКУ количество пены равно 3,88%.

Размещено на Allbest.ru