Расчёт способов очистки сточных вод, образующихся на деревообрабатывающем предприятии при производстве древесных плит

Удельное  сопротивление и допустимая плотность  тока в токопроводниках

Падение напряжения в контактах по формуле:

Е_конт=i_конт*ρ_конт,

где i_конт и ρ_конт- соответственно плотность тока (А/мм²) и удельное сопротивление (Ом*мм²) в контактах. Величина ρ_конт зависит от удельного давления в контакте, характера обработки поверхности материала и температуры контакта. При удельном давлении 50 кг/см² и температуре 25ºС.

ρ_конт принимает следующие значения: для контакта «медь-медь»-0,05; «алюминий-алюминий»-0,5; «графит-медь»-1,25; «титан-медь»-0,1.

2. Величина тока, который необходимо пропускать через электролизер, определена по заданной анодной плотности тока с учетом общей площади анодов или ориентировочно найдена по формуле:

I=q- общее количество электричества, которое необходимо пропустить через сточные воды, Кл; t-продолжительность обработки сточных вод, с; V-объем сточных вод в электролизе, м³; с-исходная концентрация загрязняющего компонента в сточных водах, г/м³; D- теоретическое колличество электричества, необходимое для очистки сточных вод от 1 г загрязнения, Кл.

3.  Вычисленные значения Е_общ и I позволяют подобрать необходимый тип выпрямительных устройств. Источник постоянного электрического тока должен быть снабжен регулировочным устройством, позволяющим изменять величину тока и напряжение в электрической цепи, а также устройством для периодического реверсирования тока. величина тока в электрической цепи может совпадать с максимально возможной для него напряжения. При максимальном напряжении на полюсах источника тока величина тока в электрической цепи обычно ниже максимально возможной для источника тока и определяется электрическим сопротивлением сточных вод, а также электродов и токоподводов.
4. Требуемая установленная мощность составит

Р=I_общ*Е_общ, кВт.

            5. Для снижения концентрационной поляризации электродов и связанного с ней роста напряжения на электролизере и перерасхода электроэнергии движение воды в межэлектродном пространстве желательно осуществлять с высокой скоростью (› 0.03 м/с), обеспечивающей турбулизацию потока жидкости.

            6. При проектировании  установок для электрохимической  очистки сточных вод важным вопросом является обеспечение требуемой степени вентиляции производственного помещения, так как водород, выделяющийся при электролизе на катоде, может образовывать с воздухом взрывоопасную смесь. Нижний предел взрываемости соответствует 0,4 объемных процента водорода в воздухе. В соответствии с требованиями предельно допустимая взрывобезопасная концентрация (ПДВК) водорода в производственном помещении принимается 10% от нижнего предела взрываемости, т.е. 0,04 об.% . Исходя из этого ориентировочный расчет требуемой степени вентиляции осуществляется в следующей последовательности:

а) объем водорода, выделяющегося на катодах при  нормальном давлении, может быть определен по формуле

W=η_k*c_w*I*(273*T/273).м³/ч,

где η_k - катодный выход по току, равный 0,9 – 0,95; c_w - объемный электрохимический эквивалент водорода, равный 0,00012 м³/А*ч, I - величина тока, А; Т – температура сточных вод, ºС.

б) количество водорода, растворяющегося в сточных  водах, по формуле

W_p=(21.4*(273+T)*Q)/273*10⁴ , м³/ч

где Q – расход сточных вод, м³/ч; 21,4 – объем водорода, растворяющего в 1 м³ воды при Т = 0 ºС и давлении 760 мм рт.ст.

в) объем водорода, выделяющегося непосредственно  в атмосферу, составляет W H₂= W- W_p, м³/ч

г) электролизер должен быть снабжен отдельным вентиляционным устройством, если в результате выделения  водорода его содержание в воздухе производственного помещения может достигать ПДВК, т.е. 0,04 об. %.

д) При расчете  возможной концентрации водорода в  воздухе производственного помещения, кратность смены в нем воздуха в течение часа достигается в результате естественной или уже действующей в помещении механической приточной вентиляции. Концентрация водорода рассчитывается по формуле

С_Н2= (W_Н2/К* W_ПР)*100, %

где К –  кратность смены воздуха в  производственном помещении в течение 1 часа; W_ПР - объем производственного помещения, м³.

е) При оборудовании электролизера автономным вытяжным вентиляционным устройством его производительность определяется из условия разбавления выделяющегося водорода воздухом до концентрации его в отсасываемом воздухе ‹ 0,4 об. %. В соответствии с этим производительность вентилятора составит

Q_n=(300 – 350) W_Н2 , м³/ч.

ж) При выполнении требований, указанных в п. Г-Е, задание, в котором размещена электролизная  установка, может быть отнесено к  категории «Д».

Таким образом  при расчете аппаратов для  электрообработки сточных вод в соответствии с указаниями данного раздела определяются требуемая степень вентиляции производственного помещения, а также значения Е_общ, I, Р и т.д. 
 

Литература: 

1. Справочник  по производству древесностружевых  плит/ И.А. Отлев, Ц.Б. Штейнберг, Л.С. Отлева, Ю.А. Бова, Н.И. Жуков, Г.И. Конаш.-2-е изд. Перераб. И доп.-М.: Лесная промышленность, 1990-384 с.

2. Козаченко А.М., Модлин Б.Д. Общая технология производства древесных плит: Учебное пособие для ПТУ.-2-е изд., перераб. И доп.-М.: Высшая школа, 1990-144 с.

3. В.И. Свидовый, Е.Е. Палишкина. Средства защиты в промышленности. Учебно-методическое пособие,- СПб.: Издательство СПбГМА им. И.И. Мечникова, 2007-61 с.

4. В.И. Свидовый, П.Г. Ромашов, Е.Е. Палишкина Городской  шум. Методы измерения, надзора и экспертизы. СПб.: Издательство СПбГМА им. И.И. Мечникова, 2006-49 с.

5. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива.-2-е изд., перераб. И доп.- Л.: Недра, 1988-312 с.