Профессиональное выполнение дипломных, курсовых работ, рефератов- writer5.ru !

3.ПРЕДЛАГАЕМАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД

Предлагаемая схема очистки сточных вод гальванического цеха предусматривает применение комбинированного способа очистки, включающего в себя механическую очистку, сорбцию и ионообмен. Предлагается установка скорого напорного фильтра для очистки от взвешенных веществ; для задержания более крупных частиц – решетки; также предусматривается установка сорбционного фильтра для очистки от нефтепродуктов и органических веществ; электродиализатора для перевода ионов хрома(III) в ионы хрома(VI) и разложения цианидов; двух ионообменных аппаратов для селективной сорбции хрома(VI); двух ионообменных аппаратов для коллективной сорбции ионов цинка, меди и никеля.

3.1. Описание технологической схемы

Технологическая схема очистки хромсодержащих сточных вод изображена на рис. 3.1.

Сточные воды из гальваноцеха № 9 самотеком поступают на усреднитель У,откуда после усреднения насосом подаются на фильтр Ф. Далее сточные воды периодически насосом подаются на сорбционный фильтр П, где идет сорбция нефтепродуктов и органических веществ на сорбенте «Пороласт-F». Десорбцию нефтепродуктов проводят острым паром. Десорбат периодически собирают в емкость Е1, затем отправляют на сжигание в котельную. После сорбции на пороласте-F сточные воды подаются в электродиализатор Э, где происходит перевод ионов хром(III) в хром(VI), а также разложение содержащихся в сточной воде цианидов.

После электрохимической обработки вода поступает на сорбцию в колонну с эрлифтным устройством А, где на селективном анионите АМ-п сорбируется хром (VI). Насыщенный ионит после сорбции периодически поступает на десорбцию в другую колонну А, где происходит десорбция хромата натрия смешанным раствором 8%-ного гидроксида натрия и 6%-ного хлорида натрия. Элюат периодически собирают в емкость Е2, затем его направляют на использование в кожевенной промышленности, либо для производства электролитов.

После сорбции хрома вода насосом периодически подается в две катионообменные колонны К, где на ионите КУ-23Na идет коллективная сорбция ионов цинка, никеля, меди. Десорбция ионита осуществляется селективно: цинка - 0.2 Н раствором серной кислоты; никеля – 2 Н раствором серной кислоты; меди – 5 Н раствором серной кислоты. Элюаты цинка, никеля и меди собираются соответственно в емкости Е3, Е4, Е5. Очищенная вода поступает на водооборот.

Показатели очистки по предлагаемой технологической схеме приведены в табл. 3.1.

3.2. Расчет основного оборудования

Фонд рабочего времени: станция нейтрализации площадки «А» работает по две смены в сутки (в смене 7 часов), 5 дней в неделю, 250 дней в году.

Объем хромсодержащих стоков: 750 м³/сут, что составляет 53.571 м³/ч или 0.015 м³/с.

3.2.1. Расчет решеток [79]

Диаметр труб определяем из формулы:

Q = (p*D²/4)*U_cp, (3.1)

D = Ö4Q/3.14*U_cp, (3.2)

где Q – объем хромсодержащих стоков, м³/с;

U_cp– скорость движения воды в трубопроводе (перед решеткой),

принимаем U_cp= 0.6 м/с;

D = Ö (4* 0.015)/3.14*0.6 = 0.18 м = 180 мм

Диаметр трубопровода, используемого на станции нейтрализации для подачи хромсодержащих стоков 200 мм, материал – нержавеющая сталь предполагается использовать существующий трубопровод.

Для задержания крупных плавающих отбросов на очистных сооружениях устанавливают решетки со стержнями прямоугольной формы, обеспечивающими лучшее задержание и удаление отбросов. Решетки следует оснащать механизированными граблями для снятия отбросов. При количестве отбросов менее 0.1 м³ в 1 сут допускается установка решеток с ручной очисткой.

Потери напора в решетке определяются по формуле:

Hp = k* J*U_cp²/(2g), (3.3)

где k – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора из-за засорения решетки (рекомендуется принимать k=3);

J – коэффициент сопротивления, зависящий от формы стержней: J=b*(s/b)^4/3, где (3.4)

b - коэффициент для прямоугольных стержней, равный 2.42;

s – толщина стержней, принимаем s=0.005 м;

b – ширина прозоров решетки, принимаем b=0.016 м;

U_cp– скорость движения воды перед решеткой, принимаем

U_cp=0.6 м/с.

Hp = 2.42*(0.005/0.016)^4/3*(0.6²/2*9.81)*3= 0.028 м

Необходимую площадь решетки рассчитывают по скорости течения воды в прозорах 0.8 – 1.0 м/с при наполнении, соответствующем расчетному в подводящем канале.

Fс= Q/w_пр, (3.5)

где w_пр– скорость течения воды в прозорах, принимаем w_пр=0.8 м/с.

Fc – суммарная площадь живого сечения решетки, м ²;

Fс = 0.015/0.8 = 0.0187 м²

Определяем глубину воды перед решеткой:

h₁ =0.8B, (3.6)

где В – высота трубопровода, принимаем В = D = 0.2 м

h₁ = 0.8*0.2 = 0.16 м

Определяем число прозоров в решетке:

n = (1.1*Q)/b*h₁*w_пр, (3.7)

n = (1.1*0.015)/0.016*0.8*0.16 = 9 шт

Рассчитываем высоту и параметры решетки:

Вр = b*n + s*(n-1) (3.8)

Bp = 0.016*9 + 0.005*(9 – 1) = 0.104 м

l₁ = (B – Bр)/2*tg j, φ = 20°

l₁= 1.37*(0.2 – 0.104) = 0.13 м

l₂= 0.5*l₁

l₂= 0.5*0.13 = 0.65 м

l₃= 1 м (принимаем)

l₄= 0.8 м (принимаем)

Рассчитываем площадь живого сечения одного решета:

F = Fc/N, (3.9)

где F – площадь живого сечения одной решетки, м².

N – число решеток, принимаем N =2 шт.

F = 0.0187/2 = 0.0094 м²

Для обеспечения нормального обслуживания решеток расстояние между выступающими их частями должно быть не менее 1.2 м. Свободное расстояние перед фронтом решеток должно быть не менее 1.5 м.

Для отключения отдельных решеток предусматриваются в каналах до и после решеток щитовые затворы, а также устройства для опорожнения каналов. Чтобы исключить возможность затопления здания решеток при максимальном притоке сточных вод, пол здания располагают выше расчетного уровня сточной воды в канале не менее 0.5 м.

3.2.2. Расчет скорого напорного фильтра [79]

Фильтрационные сооружения применяются для частичного (предварительного) или полного удаления взвешенных веществ. Тип фильтрующего аппарата подбирают в зависимости от количества воды, подлежащей фильтрованию; концентрации загрязнений, их природы и степени дисперсности; физико-химических свойств твердой и жидкой фаз; требуемой степени очистки; технологических, технико-экономических и других факторов.

В качестве фильтрующей среды могут быть использованы природные и искусственные (кварцевый песок, дробленый гравий, антрацит, бурый уголь, доменный шлак, горелые породы, керамзиты, мраморная крошка) или синтетические (пенополиуретан, полистирол, полипропилен, лавсан, нитрон) материалы. Природные материалы применяют в дробленом (гранулированном) виде определенных фракций, а искусственные – в дробленом либо в волокнистом или тканом виде. К фильтрующим материалам также относят металлические сетки квадратного и галунного плетения, которые устанавливают в микрофильтрах, барабанных сетках и других сетчатых аппаратах.

Площадь скорого фильтра определяем по формуле:

Fф = Q/(m*v _p– 3.6n*W*t₁– n*t₂*v_p), (3.10)

где Fф – площадь фильтра, м²;

Q – среднесуточная пропускная способность станции, Q = 750 м³/сут;

m - продолжительность работы станции, m = 14 ч (2 смены);

v_ф– скорость фильтрации, принимаем v_p = 12 м/ч;

n – число промывок каждого фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации, n = 2;

W – интенсивность промывки, принимаем W = 15 л/(с*м²);

t₁ – продолжительность промывки, принимаем t₁ = 6 мин.=0.1 ч;

t₂ - продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой, принимается равной 0.3 ч.

Fф = 750/(16*12 – 3.6*2*15*0.1 – 2*0.3*12) = 4.3 м²

Скорые фильтры рассчитываются на рабочий и форсированный режимы при выключении отдельных секций на промывку и ремонт. Число секций фильтров должно быть не менее четырех из расчета один в резерве, один на промывке и два рабочих. При выключении фильтра на промывку допускают увеличение скорости фильтрации на остальных фильтрах на 20%.

3.2.3. Расчет усреднителя [79]

Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений необходимо усреднение поступающих сточных вод по концентрации загрязняющих веществ или по расходу воды, а иногда и по обоим показателям одновременно. В зависимости от этих требований назначается тип усреднителя.

Общий объем усреднителя рассчитываем по формуле:

Vобщ = Vраб + Vзалп + Vцикл, (3.11)

где Vраб – рабочий объем усреднителя, м³;

Vзалп – объем усреднителя для погашения залпового сброса, м³;

Vцикл – объем усреднителя для погашения циклического сброса, м³.

Рабочий объем усреднителя рассчитываем по формуле:

Vраб = Q*τ раб (3.12)

Q – среднесуточная пропускная способность станции нейтрализации, Q= 53.571 м³/ч;

τ – время работы станции нейтрализации, τ =14 ч;

Q = 53.571*14 = 750 м³

Объем усреднителя для погашения залпового сброса рассчитывается по формуле:

Vз = Q*Tз , (3.13)

Ln kп

kп - 1

где Vз – объем усреднителя для погашения залпового сброса, м³;

Q – объем сточных вод, м³/ч;

Тз – продолжительность залпового сброса, Тз = 0.25 ч;

kп – коэффициент подавления,

kп = (С max – С ср)/(С доп – С ср), (3.14)

где С max – максимальные концентрации загрязнения в поступающей

воде, С max = 160 г/м³

C ср – средняя фактическая концентрация загрязнения, С ср = 94 г/м³;

С доп – допустимые концентрации загрязнения в усредняемой воде,

С ср = 141 г/м³.

kп = (160 –94)/(141 –94) = 1.4

Vз = 53.571*0.25/ln [1.4/(1.4- 1)] = 10.7 м³

Объем усреднителя определяется в соответствии с графиками притока

сточных вод и колебаний концентраций загрязнений в них. Залповое изменение концентраций в поступающих сточных водах показано на рис.3.2.

С max

С доп

С ср

Т з

Рис. 3.2. Изменение концентраций загрязнений при залповом сбросе сточных вод

При kп< 5 объем усреднителя для погашения циклических колебаний вычисляется по формуле:

Vц = 0.16*Q*kп*Тц, (3.15)

где Vц – объем усреднителя для погашения циклического сброса, м³;

Q – объем сточных вод, м³/ч;

kп – коффициент подавления, kп = 1.4;

Тц – период циклических колебаний, Тц = 1 ч

Vц = 0.16*1.4*53.571*1 = 12 м³

Циклическое изменение концентраций загрязнений в поступающих сточных водах показано на рис.3.3

С max

C доп

С ср

Тц

Рис.3.3 Изменение состава сточных вод притока при циклических колебаниях

Получаем общий объем усреднителя:

Vобщ = 750 + 10.7 + 12 =772.7 м³

В соответствии с расчетным объемому усреднителя определяем число секций и по принятому числу уточняем объем усреднителя. Число секций принимаем равным n = 4 шт. Проверочный расчет выполняем по формуле:

w = q*1000

Fс*3600 , (3.16)

w – скорость продольного движения воды в секции, мм/с;

q – пропускная способность секции, q = Q/n = 53.571/4 = 13.4 м³/ч;

F – площадь живого сечения секции, м³.

Из уравнения 3.16 найдем Fс подбором w, при условии, что w <= 2.5 мм/с. Высоту Н задаем равной 3 м.

w = 2.0 мм/с, Fс = 1.85 м;

w = 1.5 мм/с, Fс = 2.5 м;

w = 1.0 мм/с, Fс = 3.7 м.

w = 0.5 мм/с, Fс = 7.5 м принимаем Fс = 7.5 м

Таким образом при Н = 3 м, В = 2.5 м, L = 26 м, получаем объем усреднителя Vобщ = 780 м³.

Предполагается использовать существующий усреднитель станции нейтрализации площадки «А», который состоит из 4-х секциий объемом 323 м³каждая.

3.2.4. Расчет сорбционного фильтра [80]

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов и органических веществ предусматривается установка сорбционного фильтра. В качестве сорбента используется «Пороласт-F». Десорбция насыщенного пороласта осуществляется острым паром.

1) Рассчитываем поток загрязнителя по формуле:

G = C*Q, (3.17)

где G – количество загрязнителя, кг/ч;

С – концентрация нефтепродуктов и органических веществ в сточной

воде, С = 1 г/м³;

Q – количество сточной воды, Q = 53.57 м³/ч.

G = 1*53.57 = 0.054 кг/ч

2) Рассчитываем поток ионита по формуле:

Пи = G/T, (3.18)

где Пи – поток ионита, м³/ч;

G – поток загрязнителя, кг/ч;

Е – сорбционная емкость «Пороласта-F», Е_П = 80 кг/м³ионита (Еп берется из [ ]),

Пи = 0.054/80 = 0.000675 м³/ч

3) Задаем время сорбции τ = 7 ч.

4) Найдем объем сорбционного фильтра.

V = Пи * τ, (3.19)

где Vр – рабочий объем сорбента, м³;

Пи – поток ионита, м³/ч;

τ – время сорбции, ч

Vр = 7*0.000675 = 0.00472 м³

Принимаем, что загрузка сорбента производится раз в месяц. Тогда рабочий объем сорбента на одну загрузку составляет:

Vраб = Vр*20*2 = 0.189 м³

5) Найдем объем колонны сорбционного фильтра:

Vк = Vраб + Vзап , (3.20)

где Vзап – рабочий запас колонны (включая конструктивные особенности),

Vзап = 1.0 м³

Vк = 0.189 + 1.0 = 1.189 м³

Принимаем диаметр колонны сорбционного фильтра D = 0.85 м, высоту Н =1.45 м.

3.2.5. Расчет электродиализатора [79]

Электрохимические методы очистки включают анодное окисление, катодное восстановление растворенных веществ, электрокоагуляцию и электродиализ. Токсичные вещества превращаются в нетоксичные (или малотоксичные) соединения. Некоторые вещества могут переходить в газообразное состояние, выпадать в нерастворимый осадок, флотироваться в виде пены, осаждаться на катодах (металлические осадки).

Электролиз проводят в проточных или контактных условиях. Проточные электролизеры могут быть непрерывного или периодического действия (с многократной циркуляцией сточных вод или без нее).

Электролизеры могут быть разделены перегородками (диафрагмами) на отдельные камеры. Для диафрагм используются электрохимически активные селективные ионитовые мембраны.

Предлагаемая схема очистки сточных вод предусматривает установку электродиализатора с ионитовой мембраной для перевода ионов хрома (III) в ионы хрома (VI), а также для разложения содержащихся в воде цианидов. Скорость окисления: 4 г-экв Cr ³⁺/ч*м³. Степень окисления 100%. Расход энергии: 50 Вт*ч/м³.

Материал анода – диоксид свинца. Потенциал анода равен 1.26 В. На аноде идет окисление ионов хрома (III) до хрома (VI), а также цианидов с превращением в малотоксичные и нетоксичные продукты (цианаты, карбонаты, углекислый газ, азот). Материал катода – легированная сталь. Для предотвращения выпадения в осадок металлов площадь поверхности катода меньше площади поверхности анода в 10 раз.

Рассчитаем объем камеры электродиализатора:

Vэ.д. = Q*τ_э, (3.21)

где V - рабочий объем камеры электрдиализатора, м³;

Q – объем сточных вод, м³/ч;

τ_о– время электролиза, задаем τ_о = 0.25 ч.

Vэ.д. = 53.57*0.25 = 13.4 ≈ 15 м³

3.2.6. Расчет анионообменных колонн для сорбции хрома (VI) [80]

Ионообменные установки предназначены для очистки сточных вод от ионов металлов и обессоливания сточных вод.

Очистку производят с применением ионитов – синтетических ионообменных смол. Иониты представляют собой практически нерастворимые в воде полимерные вещества, имеющие подвижный ион (катион или анион).

Различают сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН- или солевой форме). При фильтровании воды через ОН-анионит происходит обмен анионов кислот на ОН-ионы анионита по уравнению:

m[An]OH + A^m [An]_mA + mOH ^-, (3.22)

где [An] – каркас анионита;

А –извлекаемый ион;

m – валентность аниона.

Обменная емкость сильноосновных анионитов по отношению к различным ионам остается постоянной в широком интервале значения рН.

В данной схеме для сорбции хрома предлагается использовать анионит АМ-п, селективность которого по хрому (VI) = 99.996%. Десорбция анионита осуществляется смесью растворов 8%-ного NaOH и 6%-ного NaCl.

1) Рассчитываем поток загрязнителя по формуле (3.17):

G = 5.813 кг/ч

2) Рассчитываем поток ионита по формуле (3.18):

Сорбционная емкость ионита марки АМ –п - Е= 90 кг/ м³ ионита

Пи = 5.813/90 = 0.065 м³/ч

3) Задаем время сорбции τ_с = 20 ч, время десорбции τ_дес= 10 ч.

4) Найдем рабочий объем анионита по формуле (3.19):

Принимаем, что загрузка анионита рассчитана на 2 цикла, тогда

V ан = 2*Vц

V ц = 0.065*20 = 1.3 м³

V ан = 1.3*2 = 2.6 м³

5) Найдем объем анионообменной колонны по формуле (3.20):

V а.к.= 2.6 + 1.0 = 3.6 м³

Принимаем диаметр колонны D = 1.2 м, высоту колонны Н = 3 м.

3.2.7. Расчет катионообменной колонны для сорбции ионов цинка, никеля и меди [80]

Ионы меди, цинка и никеля содержатся в сточных водах раздельно или в смесях в различных комбинациях и соотношениях. Эффективность извлечения данных ионов зависит от их концентрации в воде, величины рН, общей минерализации воды, а также от наличия и концентрации ионов кальция, железа и т.д.

Для извлечения ионов меди, никеля и цинка используются катиониты как сильнокислотные (в водородной форме), так и слабокислотные (в натриеваой форме). Na-катионирование применяют преимущественно для извлечения данных металлов, которые затем утилизируют.

При контакте воды с Н-катионитом происходит обмен катионов растворенных в воде солей на Н⁺-ионы катионита по уравнению:

N[K]H + Me ⁿ⁺ [K]_nМе + nH⁺,

где [K] – радикал, или «скелет» катионита;

Ме – извлекаемый катион металла;

n – валентность металла.

По предлагаемой технологической схеме предполагается Na-катионирование ионитом марки КУ-23Na, емкость которого в условиях коллективной сорбции: E (Zn) – 90 кг/м³, E (Ni) – 80 кг/м³, E (Cu) – 70 кг/м³. Десорбция осуществляется селективно раствором серной кислоты соответственно: цинка – 0.2 Н раствором; никеля – 2 н раствором; меди –

5 Н раствором.

1) Рассчитываем поток загрязнителя по формуле (3.17):

G(Zn) = 9. 375 кг/ч;

G(Ni) = 0.305 кг/ч;

G(Cu) = 0.455 кг/ч.

2) Рассчитываем поток ионита по формуле (3.18):

Пи (Zn) = 0.104 м³/ч;

Пи (Ni) = 0.004 м³/ч;

Пи (Cu) = 0.006 м³/ч.

Далее ведем расчет по Zn, так как его количество в сточных водах наибольшее.

3) Задаем время сорбции τ_с = 20 ч, время десорбции τ_дес =10 ч.

4) Найдем рабочий объем катионита по формуле (3.19):

Принимаем, что загрузка катионита рассчитана на 2 цикла, тогда

V кат =2*Vц4

V ц = 0.104*20 = 2.08 м³;

V кат = 2.08*2 = 4.16 м³

5) Найдем объем катионнобменной колнны по формуле (3.20):

V к.к. = 4.16 + 1.0 = 5.16 ≈ 5.2 м³

Принимаем диаметр колонны D = 1.4 м, высоту колонны Н = 3 м.

3.2.8. Расчет емкостей для десорбентов и элюатов [80]

1) Расчет емкостей для анионообменной колонны

а) Рассчитаем расходную емкость для десорбента по формуле:

V расх = V ан*К зап, (3.22)

где V расх – объем расходного бака, м ³;

V ан – рабочий объем анионита, м³;

К зап – коэффициент запаса, К зап = 1.5

V расх = 2.6*1.25 = 3.3 м³

Используем свободные емкости станции нейтрализации.

б) Рассчитаем растворную емкость.

Десорбция проводится 3 раза в неделю, раствор готовится 1 раз в неделю.

Vраст = 3*2.6*1.25 = 12 м³

в) Емкость для элюата принимаем равной расходной емкости:

Vэ = 3.3 м³

2) Расчет емкостей для катионообменных колонн.

а) Рассчитаем расходные баки по формуле (3.22):

Vрасх = 3.2*1.25 = 4 м³

Используем резервные емкости станции нейтрализации.

б) Рассчитаем растворные емкости.

Десорбция проводится 4 раза в неделю, раствор готовится раз в неделю.

Vраст = 3.2*4*1.25 = 16 м³

в) Емкости для элюатов принимаем равными расходным емкостям.

Vэ = 4 м³

Используем свободную емкость на станции нейтрализации.

3.3. Контроль за технологическим процессом

Все контрольно-измерительные приборы задействованы из существующей технологической системы:

1) Электроды стеклянные промышленные ЭСП-04-14.

Предназначены для измерения величины рН в технологических растворах. ГОСТ 16287-77.

2) Электрод вспомогательный промышленный ЭВП-08. Предназаначен для создания опорного потенциала при работе со стеклянными и другими индикаторными электродами при потенциометрических измерениях. ГОСТ 16286-72.

3) Преобразователь высокоомный промышленный повышенной точности рН-261 (рН-261И). Предназначен для измерения величины рН и рNа в технологических растворах, а также для использования в системах непрерывного контроля и автоматического регулирования технологических процессов. ГОСТ 16454-70.

4) Сигнализатор содержания цианидов СЦ-1.

Позволяет осуществлять визуальный контроль превышения концентрации цианидов в растворах сверх установленных санитарных норм.

5) Сигнализатор наличия шестивалентного хрома в сточных водах. Предназначен для использования в системах автоматического регулирования на установках реагентной очистки хромсодержащих сточных вод. Позволяет осуществлять визуальный контроль превышения концентрации шестивалентного хрома в растворе от установленной нормы.

6) Чувствительные элементы ДПг-4М, ДМ-5М. Предназначены для

измерения рН.

3.4. Выводы

1) Предлагаемая схема очистки хромсодержащих сточных вод комбинированным методом позволяет очистить воду до требований ГОСТа 9.314-90 технической воды II категории «Вода для гальванического производства и гальванических промывок» (см. табл.3.1.), что позволяет возвратить ее в основное производство.

2) Так как при применении данного способа очистки осадков не образуется, необходимость в их утилизации отпадает.

3) Ценные компоненты, теряемые при реагентном способе очистки, по предлагаемой технологии извлекаются в виде элюатов и направляются на повторное использование.

Таблица 3.1.

Показатели очистки хромсодержащих сточных вод по предлагаемой технологической схеме

Наименование Единицы Показатели Показатели ГОСТ Степень

ингредиентов измерения до очистки после очистки 9.314-90 очистки,%

Хром (VI) мг/л 94.2 0.05 0.1 99.95

Хром (III) мг/л 16.3 0.0 0.5 100.0

Железо мг/л 0.3 0.05 0.1 85.0

Цинк мг/л 175.5 1.41 1.5 99.2

Никель мг/л 5.7 0.17 1.0 97.0

Медь мг/л 8.5 0.17 0.3 98.0

Цианиды мг/л 0.2 0.0 0.0 100.0

Сухой

остаток мг/л 820.5 41.1 400.0 95.0

Нефтепродукты

(и органика) мг/л 1.0 0.05 0.3 95.0

Приложение 8.2.

Расчет количества реагентов для десорбции ионитов

1) Расчет расхода реагентов для десорбции ионита АМ-п.

Десорбция насыщенного ионита проводится 3 раза в неделю смешанным раствором 8%-ного гидроксида натрия и 6%-ного хлорида натрия.

Vионита = 2.6 м³

Найдем массу NaOH:

На 1 м³ NaOH – 80 кг

2.6 м³– Х кг

Получаем количество гидроксида натрия, необходимое для приготовления десорбента: Х₁ = 208 кг.

Найдем массу NaCl:

На 1 м³ – 60 кг

2.6 м³– Х₂кг

Получаем количество хлорида натрия, необходимое для приготовления раствора десорбента: Х₂= 156 кг.

Всего в год расходуется 26000 кг NaOH и 19500 кг NaCl.

2) Расчет расхода серной кислоты для селективной десорбции ионов цинка, никеля и меди.

а) Расчет количества серной кислоты для приготовления 0.2 Н раствора для десорбции цинка.

Расчет произведем по формуле:

N = m*1000 / V*Э, (1)

где N – нормальность раствора;

V – объем расвора, м³;

m – масса серной кислоты, кг;

Э – количество эквивалентов серной кислоты.

Окончание приложения 8.2.

Из формулы (1) получаем:

m = 63 кг

б) Расчет количестве серной кислоты для приготовления 2Н раствора для десорбции никеля

Из формулы (1) получаем:

m = 156.8 кг

в) Расчет количества серной кислоты для приготовления 5 Н раствора для десорбции меди

Из формулы (1) получаем:

m = 1568 кг

Всего в год расходуется 268128 кг концентрированной серной кислоты

Приложение 8.3.

Расчет количества получаемых элюатов (в пересчете на 100%-ную соль)

1) Расчет количества Na₂CrO₄

Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле:

Кзагр = Q*C, (1)

где Кзагр – количество хрома-загрязнителя в год, кг;

Q – количество сточных вод, м³/год;

С – концентрация загрязнителя в сточных водах, г/м³.

Кзагр = 110.5*750*250 = 20719 кг в год

Найдем количество извлеченного чистого хрома по формуле:

Кизвл = Кзагр*α , (2)

где Кзагр – количество хрома-загрязнителя, кг/год;

α – степень очистки сточных вод, %.

Кизвл = 20719*0.99996 = 20717 кг

Найдем количество хромата натрия из пропорции:

М (Cr) = 52 г/моль

М (Na₂CrO₄) = 162 г/моль

162 г/моль – 52 г/моль

Х₁ кг - 20717 кг

Получаем количество хромата натрия: 64540.5 кг/год.

2) Расчет количества ZnSO₄

Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле (1):

Кзагр = 175.5*250*750 = 32906 кг

Количество извлеченного чистого цинка в год рассчитаем по формуле (2):

Кизвл = 32906*0.995 = 327442 кг/год

Найдем количество сульфата цинка из пропорции:

Продолжение приложения 8.3.

М (Zn) = 65 г/моль

M (ZnSO₄) = 161 г/моль

161 г/моль – 65 г/моль

Х₂кг - 32742 кг

Получаем количество сульфата цинка: 81099 кг/год

3) Расчет количества NiSO₄

Количество загрязнителя в год рассчитываем по формуле (1):

Кзагр = 5.7*250*750 = 1069 кг

Количество извлеченного чистого никеля в год найдем по формуле (2):

Кизвл = 1042 кг

Найдем количество сульфата никеля из пропорции:

М (Ni) = 59г/моль

M (NiSO₄) = 155 г/моль

155 г/моль – 59 г/моль

Х₃кг - 1042 кг

Получаем количество сульфата никеля: 2737.5 кг/год.

4) Расчет количества CuSO₄

Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле (1):

Кзагр = 8.5*250*750 = 1594 кг

Количество извлеченной меди рассчитаем по формуле (2):

Кизвл = 1562 кг

Найдем количество сульфата меди из пропорции:

М (Cu) = 64 г/моль

M (CuSO₄) = 160 г/моль

160 г/моль – 64 г/моль

Х₄ кг - 1562 кг

Получаем количество сульфата меди в год: 3905 кг/год.

Окончание приложения 8.3.

Поскольку эти соли реализуются в виде растворов (элюатов), то в расчете дохода от улучшения производственной деятельности (см. табл. 4.4. в п.4.2.4) берем стоимость элюатов как 30% от стоимость солей.

Приложение 5.