Проект реконструкции технологической схемы очистки шахтных вод шахты «Естюнинская» ОАО ВГОК г. Нижний Тагил

2.      Определение площади осветлителя.

Максимальное содержание взвеси поступающей в осветлитель составляет

31,32 мг/л, следовательно, скорость восходящего потока воды в зоне осветления, Vз.о. = 0,5 мм/с, а коэфф. распределения потока К = 0,7 (табл. 5.2).

Fо = Fз.о+Fз.от.= q*K/3,6*V з.о. + q*(1-K)/3,6 * V з.о. ,где:

Fз.о – площадь зоны осветления, м2;

Fз.от – площадь зоны отделения осадка, м2;

Qрасч – расчётный расход воды = 527 м3/ ч;

Vз.о. – скорость восходящего потока в зоне осветления,0,5 мм/с (таб. 5.2 );

K – коэфф. распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем, = 0,7 (таб. 5.2 ).

F = 527*0,7/3,6*0,5+ 527*(1-0,7)/3,6*0,5 = 292,77м2

Так как площадь одного осветлителя в плане не должна превышать 100 – 150м2, принимаем 2 осветлителя.

3.      Площадь каждого из двух коридоров осветления ѓК, м2

ѓК = Fз.о / (n х 2),

где n - количество рабочих осветлителей, 2 шт.

Fз.о = 204,94 м2

ѓК = 204,94 / (2 х 2) = 51,235 м2

4.      Площадь осадкоуплотнителя ѓО.У, м2

ѓО.У = Fз.от / n.

Fз.от =87,83м2;

ѓО.У =  87,83/ 2 = 43,915 м2.

5.                  Ширину коридора Вк принимаем в соответствии с размерами балок, равной: 3 и 6 м.

ВК = ѓК / 2,6.

ВК = 51,235 / 2,6 = 19,7 м

6.                  Ширина осадкоуплотнителя выше окон для приема осадка bО. У, м определяется:

bО.У = ѓО.У / ВК.

bО.У = 43,915 / 19,7= 2,23 м

7.      Объём зоны накопления осадка

Определяется по формуле:

Wз.у.=[q*T*(Co-Mосв)] / [N*δср]=м3

qрасч – часовой расход воды = 527 м3/ ч;

Время уплотнения осадка Т = 2 часа; средняя концентрация осадка δср = 5000 г/м3 = 5 кг/м3 (табл.5.1).

Св – содержание взвешенных веществ, поступающих с водой в осветлитель 31,32 мг/л;

N – расчетное количество осветлителей =2;

Mосв – содержание взвешенных веществ в воде, выходящей после осветлителя, принимаем равной 1,65 мг/л (табл. 4.1)

Wз.у.=[527*Т*(31,32-1,65)]/ [2*5000]= 3,13 м3

При расчете эжектрирующих устройств , которые могут быть устроены как на трубопроводах подвода коагулянта, так и внутри коридорного осветлителя в зонах образования взвешенного слоя, скорость движения воды с осадком между осадкоуплотнителем и эжектрирующим устройством принимают равным 0,8 – 1,0 м/с, скорость движения воды в магистрали, на которой смонтирован эжектор – 1,5 м/с, максимальная скорость движения воды в эжектрирующем устройстве – до 6 – 10 м/с. Дополнительные потери напора по схеме с эжектрирующей шайбой составляют – 8 – 10 м, с трубой Вентури – 1,5 – 2,0 м.

Удаление осадка следует производить без остановки осветлителя с помощью дырчатых труб, расположенных по продольной оси дна осадкоуплотнителя.

8.      Расход пропускаемый через каждую осадкосбросную трубу, определяется по формуле:

Q осад =W з.у/2t, м3/ч,

t – время отведения накопившегося осадка (не более 15 – 20 мин), час, 15 мин =0,25час.

Q осад =3,13/2*0,25= 6,26 м3/ч

9.                  Диаметр осадкосборной трубы  определяют по формуле:

Σf0 =Q осад/v0, м2, где

Скорость в дырчатых отверстиях трубы v0 должна быть более 3 м/сек (для расчета примем 5 м/сек), скорость движения разбавленного осадка в трубах более 1 м/с.

Σf0 =6,26/5=1,25 м2

Диаметр отверстий в трубах принимается не менее 20 мм, расстояние между отверстиями – 300 – 500 мм.

10.             Определение расхода воды проходящего через водораспределительный дырчатый коллектор:

qкол= q/N,

qкол= 527 / 2 = 263,5м3/час

площадь отверстий распределительного коллектора составит:

f0 = qкол / V0 = 263,5/ 2 = 131,75 м2 .

Скорость выхода воды из отверстий должна быть V0 = 1.5 -- 2.0 м/c. Принимаем V0 = 2,0 м/с, диаметр отверстий = 20 мм.

7.Определение расхода воды на каждый желоб.

qж = , где

Qчас – часовой расход воды;

n – количество осветлителей;

К= 0,6 – 0,8 – коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем.

qж = [0,7 *(527/2)]/2*2= 46,11м3/ч = 0,013 м3/с

8. Ширина желоба прямоугольного сечения:

bжел= 0,9 * qжел0,4 = 0,9 * (0,013)0,4 = 0,158 м = 15,8 см.

Затопленные отверстия размещаются в один ряд по внутренней стенке желоба, на 7 см ниже его верхней кромки, тогда глубина желоба в его начале и конце будет равна:

9. Глубина желоба:

hначальное = 7+1,5*(bжел/2) = 7+1,5*(15,8/2) = 18,85см.

hконечное = 7+2,5*(15,8/2) = 26,75см.

10 .Осадкоприёмные окна

Площадь осадкоприёмных окон определяем по расходу воды который поступает вместе с избыточным осадком в осадкоуплотнитель.

Qok = (1-K) * Qрасч = (1-0,75)*527 =131,75 м3/час.

С каждой стороны в осадкоуплотнитель будет поступать

Qok = 131,75 / 2 = 65,875м3/час воды с избыточным осадком.

Площадь осадкоприёмных окон с каждой стороны

fok = Qok/ Vok= 65,875/45 = 1,46м2,

где Vok – скорость движения воды с осадком в окнах = 36-54 м/час.

Высота окон h= 0,2 м, тогда их общая длина с каждой стороны осадкоуплотнителя равна:

lок = 1,46 / 0,2 = 7,3 м.

Устраиваем с каждой стороны осадкоуплотнителя по горизонтали

4окна 0,2х1,825 м. При длине осадкоуплотнителя равной 2,23 м, и 4 окнах, шаг оси по горизонтали составит: 2,23/ 4 = 0,56 м. Расстояние между двумя соседними окнами при ширине окна = 1,825 м, будет равна:   0,4 м.

11.             Определение высоты осветлителя

Высота осветлителя считая от центра водораспределительного коллектора до верхней кромки водосборных желобов равна:

Носв= где:

bкор – ширина коридора осветлителя = 19,7 м;

bжелоба -- ширина одного желоба = 15,8 см = 0,158 м.;

a -- центральный угол, образуемый прямыми проведёнными от оси водораспределительного коллектора к верхним точкам кромок водосборных желобов, равный 30 градусам.

Носв = (19,7-2*0,158)/2*0,2679=  36,18м.

Высота пирамидальной части:

hпир = =(19,7-0,4)/(2*1,37) = 7,02 м.

где:

а – ширина коридора по низу = 0,4 м.

a1 – центральный угол наклона стенок = 70°.

Высоту защитной зоны над слоем взвешенного осадка принимаем

hзащ = 1,5 м.

Высота слоя взвешенного осадка выше перехода наклонных стенок осветлителя в вертикальные будет равна:

hверт = Hосв-hзащ-hпир = 36,18-1,5-7,02 = 27,66м.

Общая высота зоны взвешенного осадка равна:

hверт + hпир / 2 = 27,66+ 7,02 / 2 = 31,17 м.[2,7]

Список использованных источников

1.      Василенко Л.В., Никифоров А.Ф., Лобухина Т.В. Методы очистки промышленных сточных вод:  учеб.  пособие. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. университет, 2009. – 174 с.

2.      Жубра М.Г., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Том 2. Улучшение качества воды: Учебник для вузов. – М.: Издательство АСВ, 2008. – 544 с.

3.      Нормативы допустимых сбросов. Расчет нормативов допустимых сбросов для выпуска №1 шахты «Естюнинская» в реку Тагил. 2009.

4.      Паспорт сооружений для очистки и обезвреживания сточных вод. ОАО «ВГОК» город Нижний Тагил, Ленинский район, шахта «Естюнинская». Уральское управление Ростехнадзора. 2010.

5.      Проект экологического мониторинга в зоне влияния производственно-хозяйственной деятельности ОАО «ВГОК». ООО «Безопасность экосферы». Екатеринбург 2010.

6.      Программа мониторига природной среды в районе расположения объектов АООТ «ВГОК». Екатерибург 2002.

7.      СанПиН 2.1.4.559 – 96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды центральных систем питьевого водоснабжения.  

2