авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Исследование процесса очистки природных вод биосорбционно-мембранным методом

-- [ Страница 3 ] --

В разделе 4.2 представлено конструктивное оформление мембранных биореакторов, определяемое принятой технологической схемой, типом применяемых мембранных модулей и местными условиями на площадке. Основными технологическими элементами БМР являются: реактор с порошкообразным активированным углем, мембранный блок, система отвода пермеата и обратной промывки мембран, система подачи сжатого воздуха (рис. 4.6).При снижении пропускной способности мембранного модуля ниже минимально допустимого значения требуется химическая промывка мембран для восстановления гидравлических характеристик мембранных модулей. Химическая промывка осуществляется в соответствии с рекомендациями производителей мембранных модулей.

Рис. 4.4. Кинетика окисления СПАВ
Рис. 4.5. Кинетика окисления фенола

В разделе 4.3 приведена методика расчета БМР, который производится с учетом заданных концентраций специфических загрязнений в исходной и очищенной воде.

 6. Принципиальная схема БМР 1--32
Рис. 4.6. Принципиальная схема БМР
1- Биосорбционно-мембранный реактор; 2 – Мембранный модуль; 3 – Система аэрации; 4 – Насос отвода пермеата и подачи промывной воды; 5 – Резервуар очищенной воды; 6 – Таймер; 7.1,2,3,4 – Управляемый клапан; 8 – Расходомер; 9 – Манометр- вакуумметр; 10 – Датчик уровня; 11 – Воздуходувка; 12 – Расходомер сырой воды; 13.1,2 – Ротаметр; 14.1,2 – Регулирующий клапан; 15 – Насос отвода избыточной биомассы.

Основой технологического расчета является определение требуемого количества активированного угля на основе экспериментально определенной или рассчитанной удельной скорости окисления () по лимитирующему показателю (БПК, азот аммонийный или другие нормируемые компоненты) в зависимости от требований, предъявляемых к качеству очищенной воды.

Необходимое количество загрузочного материла PПАУ (т) определяется по формуле:

, (4.1.)

Где: S0 и St - расчетная концентрация загрязнений в исходной и очищенной воде (г/м3);

Q – расход очищаемой воды (м3/сут.)

20 – удельная скорость окисления загрязнения при температуре стока 20 0С (г загрязнения/кг угля/сут.).

Величина для любой степени очистки рассчитывается на основе кинетики окисления для каждого компонента загрязнений природных вод.

Объем зоны окисления Wреак, м3 определяется по формуле:

(4.2)

СПАУ - концентрация порошкообразного активированного угля, г/дм3л.

В качестве примера приведен технологический расчет станции водоподготовки производительностью 10000 м3/сут для двух режимов: летнего и зимнего (табл. 4.1.) Показатели содержания загрязняющих веществ в исходной воде (S0 ) получены в результате обработки данных лабораторных исследований за период с июня 2006г. по декабрь 2007г.

Требуемое количество загрузочного материала (PПАУ, т) в соответствии с показателями, представленными в таблице 4.1 принимается по наибольшему значению (нефтепродукты), наиболее неблагоприятному периоду (летний период ) и равняется 10,35 т.

Общая площадь половолоконных микрофильтрационых мембран (Fm, м2) рассчитывается на основе оптимальной скорости фильтрования (Jуд =0,36-0,4 м3/м2.сут.), с учетом минимальной скорости загрязнения мембран при допустимом трансмембранном перепаде давления и требуемой производительности сооружений, по формуле:

Fm = Q/ Jуд, (4.4)

где: Q – расход очищаемой воды (м3/сут.)

Таблица 4.1

Перманганатная окисляемость, мг/дм3мг/л Нефтепродукты, мг/дм3мг/л Фенол, мг/дм3мг/л
Лето, T-200C Зима, T-50C Лето, T-200C Зима, T-50C Лето, T-200C Зима, T-50C
S0, г/м3 8,5 6 0,46 0,25 0,02 0,01
St, г/м3 5 0,01 0,001
Vmax, мг/г.сут 10
0,48 0,3
Km, мг/дм3мг/л 5,4 0,038 0,0055
, г/кг/сут 4,81 2,19 0,35 0,16 0,05 0,02
P, т 7,28 4,58 10,35 9,49 4,12 4,29
Wреак, м3 365 230 500 475 210 210
Fm, м2 26000

Глава 5 «Технико-экономическая оценка очистки природных вод в БМР».

Для обоснования экономической эффективности применения биосорберов в схемах подготовки питьевой воды в условиях сильного антропогенного загрязнения водоисточника выполнено технико-экономическое сравнение двух альтернативных вариантов станций водоподготовки производительностью 10000 м3/сут.

Первый вариант - технологическая схема очистки природных вод с использованием БМР (рис. 5.1). Решетки грубой очистки для удаления крупных включений - процеживатели (решетки тонкой очистки) с прозором 2-3 мм для исключения попадания с сырой водой в БМР мелкой взвеси, которая может привести к зашламлению мембранных элементов – БМР – обеззараживание.

Второй вариант - традиционная схема: осветление – первичное хлорирование - коагуляция – обеззараживание (рис. 5.2).

 1 Схема очистки природных вод с-35
Рис.5.1 Схема очистки природных вод с использованием БМР
1 – решетки грубой очистки; 2 - решетки тонкой очистки; 3 – биореактор с ПАУ; 4 - мембранные блоки; 5 - обеззараживание; 6 - резервуар чистой воды; 7 – потребителю, 8 - воздух.

Первый вариант - технологическая схема очистки природных вод с использованием БМР (рис. 5.1). Решетки грубой очистки для удаления крупных включений - процеживатели (решетки тонкой очистки) с прозором 2-3 мм для исключения попадания с сырой водой в БМР мелкой взвеси, которая может привести к зашламлению мембранных элементов – БМР – обеззараживание.

 2 Традиционная схема очистки-36
Рис.5.2 Традиционная схема очистки природных вод
1 – решетки грубой очистки; 2 – первичное хлорирование; 3 – подача рабочего раствора коагулянта; 4 – подача рабочего раствора флокулянта; 5 – смеситель; 6 – камера хлопьеобразования; 7 – горизонтальный отстойник; 8- песчаный фильтр; 9 – сорбционный фильтр (загрузка АГ-3); 10 –обеззараживание; 11 - резервуар чистой воды; 12 – потребителю.

Второй вариант - традиционная схема: осветление – первичное хлорирование - коагуляция – обеззараживание (рис. 5.2).

Результаты технико-экономического расчета представлены в таблицах 5.1-5.4.

Таблица 5.1

Определение капитальных затрат по сравниваемым вариантам.

Название сооружения и обоснование (типовые проекты) БМР Традиционная схема
Кол-во Стоимость строительно-монтажных работ, тыс. руб. Кол-во Стоимость строительно-монтажных работ, тыс, руб
единицы полная единицы полная
Решетки (8-16мм) РМУ-1Б 2 шт.
153,5 307 2 шт 153,5 307
Решетки (2-3мм) БСМ1,5*1,9Ц 2 шт. 633,25 1266,5 - - -
Реактор (объем 250м3) 2 шт. 2,5 (тыс. р/м3) 1250 - - -
Загрузка для БМР (ПАУ ОУ-А) 10т 105 (тыс. руб/т) 1050 - - -
Блок мембранной фильтрации Koch Puron MBR Module PSN-500 26000м2 2.0 52000 - - -
Воздуходувки ZL 3000(производительность Qвоз требуемое 1250 м3/ч, n-37кВт) 2 шт (1раб., 1рез.) 630 1260 - - -
Насос 1Д1250-63б (производительность 700м3/час, h-20, n -55 кВт) 2 шт. (1раб., 1рез.) 154,8 309,6 - -
Насос 1Д200-90 (производительность 100м3/час, h-22, n -15,22 кВт 2 шт (1раб., 1рез.) 50,22 100,44 - -
Бак очищенной воды (объем 25м3) 1шт. 2,5 (тыс. р/м3) 62,5 - - -
Реагентное хозяйство, включая, алюминий, флокулянт. - - - 1шт 3258 3258
Хлораторная (первичное хлорирование) - - - 1шт 1789 1789
Смеситель 1шт 31 31
Отстойник с камерой хлопьеобразования 902-2-166 (объем 450м3) - - - 2шт 1400,84 2801,68
Песчаные фильтры - - - 1шт 12340 12340
Угольные фильтры - - - 1шт 21320 21320
Хлораторная (ЛОНИИ-100, производительность по хлору 1кг/ч., ст.объем 445м3) 1шт. 1789 1789 1шт 1789 1789
Контактный резервуар (105м3) 1шт. 2,5 (тыс. р/м3) 262,5 1шт 2,5 (тыс. р/м3) 262,5
Блок автоматического управления 1шт. 1120
Итого: 60777,5 43899

В таблице 5.2 представлены годовые затраты на материалы, которые определены отдельно для каждого реагента и загрузки. В расчете также учитывается химическая регенерация и замена мембранных модулей, исходя из рекомендаций производителей.

Таблица 5.2

Затраты на реагенты.

БМР Традиционная схема
Расход т/год Цена, тыс.руб/т. Общая стоимость, тыс.руб. Расход т/год Цена, тыс.руб/т. Общая стоимость, тыс.руб.
Первичное хлорирование (5,2 кг тов Cl2 на 1000м3) - 19 8,3 157,7
Сернокислый алюминий (11мг/дм3мг/л по Al2O3) - - - 255,5 3,0 766,5
Флокулянт 0,4 112 44,8
Гранулированный активированный уголь (АГ-3) 2р год замена 29,5/59 92 5428
Песок 60/72 2 144
ПАУ марки ОУ-А (на потери) 0,1 105 10,5 - - -
Обеззраживание 9 8,3 74,7 9 8,3 74,7
Блок мембранной фильтрации Koch Puron MBR Module PSN-500 2600м2 2 5200
Химическая промывка мембран лимонная кислота 1,0 69 69
Химическая промывка мембран гипохлорит натрия 0,1 40 4
Итого: 5358,2 6615,7

Затраты на оплату электроэнергии (табл. 5.3) определяются исходя из суммарного расхода электроэнергии (сумма расходов электроэнергии по основным технологическим агрегатам и узлам) и установленного тарифа на электричество.

Таблица 5.3

Затраты на электроэнергию.

БМР Традиционная схема
тыс. кВт.ч. в год Цена, тыс. руб/тыс. кВт.ч. Общая стоимость, тыс.руб. тыс. кВт.ч. в год Цена, тыс. руб/тыс. кВт.ч. Общая стоимость, тыс.руб.
Решетки (8-16мм) РМУ-1Б (N-0.41кВт) 4,4 2,23 9,8 4,4 2,23 9,8
Решетки (2-3мм) БСМ1,5*1,9Ц(N-3кВт) 32,1 2,23 71,6 - - -
Насос 1Д1250-63б (производительность 700м3/час, h-20, N -55 кВт) 589 2,23 1313,5
Насос для перекачки рабочих растворов - - - 107,1 2,23 238,8
Песчаные и сорбционные фильтры (промывка, насос n-122 кВТ) 2612 2,23 5825
Воздуходувки (n-37кВт) 396 2,23 822,9
Итого: 2217,8 6073,6


Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.