Практическая работа № 1 1 Расчет параметров гидроциклона

Цель работы – изучить принципы расчета параметров очистных сооружений и закрепить теоретические знания.

Общие сведения

Гидроциклоны применяют для механической очистки сточных вод. По конструкции гидроциклоны могут быть открытые (безнапорные) и напорные.

Открытый гидроциклон, применяемый в качестве песколовки, работает при больших гидравлических нагрузках и задерживает минеральные загрязнения с гидравлической крупностью 20 мм  с и более.

Циклон представленный на рисунке 2.10 состоит из цилиндрической части 3, вверху которой находится периферийный водослив 2 с полупогружным кольцом 1 и конической части 4 с разгрузочной насадкой 5. Сточная вода СВ вводится в гидроциклон через входной патрубок. Выделившийся шлам Ш разгружается через насадку 5. Осветленная вода ОВ, благодаря полупогружному кольцу 1, установленному перед водосливом 2, обеспечивает задержание, и затем удаление из воды легких всплывающих веществ.

Рисунок 2.10 – Схема гидроциклона: 1 – полупогружное кольцо; 2 - периферийный водоотлив; 3 – цилиндрическая часть; 4 – коническая часть; 5 разгрузочная насадка.

Основной характеристикой для расчета открытых гидроциклонов является величина удельной гидравлической нагрузки . Расчет гидроциклона рекомендуется производить по эмпирической формуле:

, (1)

где - удельная гидравлическая нагрузка, м³  (м²ч); - гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм  с.

Затем рассчитывается площадь зеркала воды в гидроциклоне:

, (2)

где - расход сточных вод, м³  ч.

Диаметр гидроциклона определяется по формуле:

, (3)

где - число рабочих гидроциклонов.

Геометрические соотношения размеров открытого гидроциклона следующие:

Цилиндрическая часть:

• диаметр , мм – 2000 – 6000;

• высота , мм - .

Коническая часть:

• диаметр выпускного при одном выпуске – 0,1· ;

• при двух выпусках – 0,07· ;

• угол =60⁰.

После назначения геометрических размеров сооружения по объему осадочной части гидроциклона, исходной концентрации взвешенных веществ, общему количеству сточных вод и требуемой степени очистки определяется максимальный промежуток времени между выгрузками осадка из гидроциклона.

Пример

Рассчитать открытый гидроциклон для очистки сточных вод. Расход сточных вод 500 м³ч; гидравлическая крупность задерживаемых взвешенных частиц ммс; требуемая эффективность очистки 90%. Концентрация взвешенных частиц в исходной воде 1500 мг  л.

Решение

Удельная гидравлическая нагрузка на гидроциклон по формуле (1) и площадь зеркала воды в гидроциклоне по формуле (2)соответственно:

, м³  (м²ч);

, м².

Принимаем число рабочих гидроциклонов . Диаметр одного аппарата по формуле (3):

, м.

Назначаем геометрические размеры гидроциклона.

При концентрации взвешенных веществ в исходной воде 1500 мг  л и эффективности 90% остаточное содержание взвешенных веществ в осветленной воде будет равно 150 мг  л. Следовательно, за 1 час работы в гидроциклоне будет задержан осадок массой

кг.

Объем осадка при плотности 3,2 т  м³ равен 0,675 3,2 = 0,21 м³. Объем конической части гидроциклона диаметром 6 м – 47 м³. Следовательно, выгрузку осадка необходимо производить не менее, чем через 221 час.

Исходные данные для расчетов:

• гидравлическая крупность задерживаемых частиц , мм  с (N– порядковый номер студента в группе);

• расход сточных вод , м³ ч;

• концентрация взвешенных веществ в исходной воде , мг/л;

• содержание взвешенных веществ в осветлённой воде , мг/л;

• число рабочих гидроциклонов .