Systemy uzdatniania wody

IV rok Inżynieria

Środowiska

semestr letni 2007

Prowadzący zajęcia

dr inż. Alina Pruss

Konsultacje: Wilda pokój 24

poniedziałek godz.12

00

-13

00

wtorek godz.12

30

- 13

00

Dawka koagulantu i

flokulantu

• DAWKA KOAGULANTU.

D

K

- dawka koagulantu uwodnionego, g/m

3

B – barwa wody, g Pt/m

3

[TCU]

M – mętność wody, g/m

3

[NTU]

Jako koagulant przyjmujemy

siarczan glinu w

postaci produktu technicznego

Al

2

(SO

4

)

3

B

D

K

*

6



M

D

K

*

7



Obliczenie dawki Al

2

(SO

4

)

3

f – współczynnik przeliczeniowy masy reagenta

w postaci chemicznie czystej i bezwodnej na
masę produktu technicznego

f

D

D

O

H

SO

Al

SO

Al

2

18

*

3

)

4

(

2

3

)

4

(

2



14

,

2

]

[

]

[

3

)

4

(

2

2

18

*

3

)

4

(

2





SO

Al

O

H

SO

Al

M

M

f

DAWKA FLOKULANTU.

D

F

= (0,5 – 1,0) % D

K

D

F

- dawka flokulantu, g/m

3

D

K

- dawka koagulantu, g/m

3

Zastosowanie układu zblokowanego
pozwala w praktyce na

znaczne

zmniejszenie dawki reagentów

(obniżenie dawki reagentów o
30 – 40 %):

Dawka koagulantu

: (0,6 – 0,7) D

K

Dawka flokulantu

: (0,001 – 0,01) D

K

Magazyny i zbiorniki

roztworowe reagentów

Miarodajne do wyznaczenia wielkości

magazynu jest

maksymalne dobowe zużycie

reagenta

w postaci produktu technicznego

M

d max

= Q * D

max

[kg/d]

M

d max

– maksymalne dobowe zużycie reagenta

[kg/d]

Q – natężenie przepływu wody w miejscu

dawkowania reagenta [m

3

/d]

D

max

– maksymalna dawka reagenta w

postaci

produktu technicznego [kg/m

3

]

Q – natężenie przepływu wody w miejscu

dawkowania reagenta [m

3

/d]

Q = Q

d max

+ Q

pł

+ Q

os

Q

d max

– wydajność stacji uzdatniania [m

3

/d]

Q

pł

– objętościowe natężenie przepływu

wynikające ze strat przy płukaniu filtrów

[m

3

/d]

Q

pł

= (3 – 5) % * Q

d max

Q

os

- objętościowe natężenie przepływu

wynikające ze strat przy odprowadzaniu

osadu z akcelatora [m

3

/d]

Q

os

= (0,8 – 1,0) % * Q

d max

Zapas reagenta:

Z = M

d max

* t [kg]

t – czas magazynowania reagenta

(15 – 21 dni)

MAGAZYN NA MOKRO

Pojemność czynna zbiorników

magazynujących:

V

m

– pojemność zbiorników [m

3

]

 - współczynnik zapasu uwzględniający możliwość

przyjęcia do całkowicie wypełnionego magazynu

jednej dostawy reagenta; wartość współczynnika 

można orientacyjnie przyjmować następująco, w

zależności od średniego dobowego zużycia

reagenta:

5 000 kg/d

 = 1,5

5 000 – 10 000 kg/d =1,4

10 000 – 100 000 kg/d

=1,35

powyżej 100 000 kg/d

=1,35.





*

*

100

c

Z

V

m



Z – wymagany zapas reagenta [kg]
 – gęstość roztworu [kg/m

3

], przy danym

jego stężeniu

przykładowo:

dla temp. = 13

o

C

gęstość = 1304,6

g/L

c- stężenie roztworu reagenta w

zbiornikach magazynujących [ %];

przyjmuje się, że wartość c odpowiada

stanowi nasycenia w danej temperaturze

przykładowo:

dla temp. = 13

o

C

c

nas

= 25,9 %

ZBIORNIKI ROZTWOROWE

Pojemność zbiornika

M

d max

– maksymalne dobowe zużycie

reagenta [kg/d]

C – stężenie roztworu roboczego [%]

(2 - 8 %)

 - gęstość zależna od stężenia roztworu

[g/cm

3

]

n – liczba przygotowań w ciągu doby ( n 

2)

n

C

M

V

d

*

*

100

*

max





Dobieramy co najmniej 2 zbiorniki
magazynowe i roztworowe !!!!

MIESZANIE ZAWARTOŚCI ZBIORNIKA

Projektujemy mieszanie hydrauliczne za
pomocą pompy cyrkulacyjnej

WYDAJNOŚĆ POMPY:

Q

pom

= V/t [m

3

/h]

Q

pom

– wydajność pompy [m

3

/h]

V – objętość zbiornika [m

3

]

t – czas [h]

Niezbędna zasadowość wody

dla hydrolizy siarczanu glinu

Z = 0,018 * D

Al2(SO4)3

+ 0,7 [val/m

3

]

w którym:
Z – niezbedna zasadowość wody dla hydrolizy

siarczanu glinu [val/m

3

]

D

Al2(SO4)3

- dawka technicznego siarczanu glinu

[g/m

3

]

Nie musimy dawkować wapna jeżeli

zasadowość ujmowanej wody

powierzchniowej jest większa niż zasadowość

wody niezbędna do hydrolizy siarczanu glinu.

Jeżeli musimy dawkować wapno przed

procesem koagulacji to :

Wymagana dawka wapna:

D

CaO

= 28(0,018*D

Al2(SO4)3

+ 0,7 – zas.M)

D

CaO

– wymagana dawka wapna [g CaO/m

3

]

D

Al2(SO4)3

– dawka technicznego siarczanu

glinu

[g/m

3

]

zas.M – zasadowość ujmowanej wody [val/m

3

]

FLOKULANT

Jako

FLOKULANT

przyjmujemy

polielektrolity syntetyczne

np. flokulant firmy ALLIED

COLLOIDS niejonowy typu

Magnofloc dostarczany na stację

w postaci sypkiej

(zalecane

stężenie oraz pojemność

worków należy odczytać z

karty katalogowej flokulantu)

Dawka flokulantu

• Obliczeniowe zapotrzebowanie

flokulantu

M

f

= Q * D

f

[kg/d]

w którym:
Q – natężenie przepływu wody w

miejscu dawkowania [m

3

/d]

D

f

– dawka flokulantu [kg/m

3

]

• Zapas flokulantu

Z

f

= M

f

* t

m

[kg]

w którym:
M

f

- obliczeniowe zapotrzebowanie

flokulantu [kg/d]

t

m

– czas składowanie [d] – przyjąć

wg wytycznych z kart
katalogowych przyjętego
flokulantu

• Wydajność ultromatu

Q

f

= (M

f

*100)/ (c * ρ) [m

3

/d]

W którym:
M

f

– obliczeniowe zapotrzebowanie

flokulantu [kg/d]
c – stężenie flokulantu [%]
ρ – gęstość roztworu (można przyjąć

1000 kg/m

3

]

NA PODSTAWIE OBLICZONEJ
WYDAJNOŚCI ULTROMATU NALEŻY

DOBRAĆ AUTOMATYCZNĄ STACJĘ
ROZTWARZANIA I DOZOWANIA
FLOKULANTU TYPU ULTROMAT

ORAZ

POMPĘ DOZUJĄCĄ ROZTWÓR
FLOKULANTU DO AKCELATORA

Można poszukać na stronie:

www.prominent.pl

Ocena korozyjności wody (dla wartości

średnich) po procesie koagulacji:

•

zawartość CO

2

po koagulacji:

CO

2

po koag. = CO

2

przed koag. + k

1

* D

Al2(SO4)3

w którym:
CO

2

przed koag. – zawartość CO

2

przed koagulacją

(odczytane z nomogrmu równowagi węglanowo-

wapniowej dla parametrów ujmowanej wody

powierzchniowej)

k

1

- jednostkowy wskaźnik przyrostu kwasowaości

(dla siarczanu glinu k

1

= 0,4)

D

Al2(SO4)3

- dawka technicznego siarczanu glinu

[g/m

3

]

•Zasadowość wody po

koagulacji

Z

po koag.

= Z

przed koag.

– k

2

*

D

Al2(SO4)3

w którym:
Z

przed koag

- zasadowość wody ujmowanej [g

CaCO

3

/m

3

]

k

2

- jednostkowy wskaźnik spadku zasadowości

(dla siarczanu glinu k

2

= 0,45 g

CaCO3

/g

Al2(SO4)3

)

D

Al2(SO4)3

- dawka technicznego siarczanu glinu

[g

Al2(SO4)3

/m

3

]

Znając zasadowość wody oraz
zawartość CO

2

po koagulacji z

nomogramu równowagi węglanowo –
wapniowej należy odczytać:

• odczyn wody po koagulacji (

pHo)

,

• odczyn wody w stanie równowagi

węglanowo – wapniowej (

pHn)

następnie obliczyć

indeks

stabilności wody po koagulacji

I = pHo - pHn

pHo - wartość pH oznaczona w badanej

próbce wody (woda po koagulacji)

pHn - wartość pH, jaką powinna mieć

badana woda, aby była w stanie
równowagi węglanowej

Jeżeli:
I < 0,0 woda silnie korozyjna,
I  0,0 woda niekorozyjna lub słabo

korozyjna.