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
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.