Тұнбалану және сұйық жүйесі туралы түсінік

  Органикалық немесе күлсіздік сатылы тұндырғыштардан шыққан тұнбада қалқыма заттың 65-75% шамасын құрайды, ал лайда 70-75%. Тұнбаның күлділігі 25%-тен 35%-ке дейін болады, ал лайдың күлділігі 25%-тен 30%-ке дейін болады. Шикі тұнбаны өңдеу және ашыту үшін үш түрлі ғимараттар қолданылады:

1) Септиктер;

2) Екі қабатты тұндырғыштар;

3) Метантенктер.

Тұндырғыштардың жіктелуі

Тазалау ғимараттарының технологиялық  схемаларына байланысты тұндырғыштар былай жіктеледі: I-ші сатылы тұндырғыштар. Олар биологиялық тазалау әдісінің алдында қолданылады; II-ші сатылы тұндырғыштар. Олар биологиялық тазалау әдісінен кейін қолданылады. Жұмыс істеу принциптеріне байланысты тұндырғыштардың келесі түрлері болады: 1) ағысты тұндырғыштар - бұларда судың баяу ағысында тұндыру процестері жүреді;  2) мерзімімен тұндыратын тұндырғыштар - тұндыру процестері ағысы болмаған уақыттарда жүреді.

Судың ағысына байланысты:

а) көлденең - судың ағысы көлденең болады;

б) тік - судың ағысы төменнен жоғары;

в) радиалды - судың ағысы ортасынан  шетіне қарай жүреді. Тұндырғыштардың қатарына мөлдіреткіштер де жатады. Бұл ғимараттардың тұндыру процестері қалқымалы заттар өткенде жүреді. Тұндыру процесі дегеніміз - судың салмағынан ауыр Бөлшектердің тұнбаға түсу процесі. Сонымен қатар судан салмағы аз бөлшектер судың бетіне қалқып шығады. Олар май, мұнай, бензин және тағы басқалар. Ластанған суды тұндыру процесі өте күрделі процесс. Себебі судың құрамындағы бөлшектердің және сұйықтардың тұтқырлығы әр түрлі болады.

 Әртүрлі топтарға жататын  қоспалардан тазартуды арнаулы  қондырғыларда бөлек-бөлек немесе бір уақытта параллель жүргізуге болады. Тұнбаны тазалаудың технологиялық схемасы әр түрлі жағдайларға тәуелді. Біріншіден, ол судың физика-химиялық және бактериологиялық көрсеткіштеріне байланысты және тазаланған судың қай жерде қолданылатындығын ескеру керек. Судың қай жерден алынып жатқандығын, оның өндірістік немесе тұрмыстық қалдықтар мен ластанғандығын ескеру қажет.

Ашық су қоймаларынан адамдар ішетін суды дайындау үшін оларды тұндырады, түссіздендіреді және залалсыздандырады. Ал егер суды жер астынан алатын болса, онда оларды көпшілік жағдайда тек қана залалсыздандырады.Тұндырғыштар арқылы тазалау станцияларына қондырғылардың жобасын жасау кезінде көптеген жағдайларды ескеру керек. Қажетті көлемдегі барлық тазалау процестері түгел жүріп үлгеруі тиіс. Кейбір органикалық, қоспалардан тазартуда және түссіздендіру үшін хлорлау әдісі де қолданылады. Құрамында мұнай қалдықтары бар суды тазалауда хлорлау әдісі дұрыс нәтиже бере қоймайды. Ал, құрамында фенол қосылыстары бар суды хлорлау ең дұрыс әдістің бірі болып табылады.  
Су тұнбасын тазалауда оны әртүрлі микроорганизмдерден, бактериялардан және вирустардан залалсыздандырудың орны ерекше және бұл үлкен проблемадарадың бірі. Дүниежүзілік денсаулық сақтау мекемелерінің мәліметгеріне сүйенер болсақ, тек су тұнбаларынан таралатын аурулар нәтижесінде жылына 500 мыңдай адамдар өмір сүруін тоқтатады.

Тұнба суларды - тұндыру, түссіздендіру  және жұмсарту үшін электрокоагуляция  әдісін қолдануға болады. Элекгрокоагуляция  әдісінің суды ластайтын - минералды, органикалық және биологиялық табиғаты бар жүзінділерден, коллоидтардан және молекула, ион түрінде болатын қосындылардан суды тазалаудағы эффективтілігі өте жоғары. Судың тұнбасын тазалаудың соңғы кезеңдерінің бірі - сүзу арқылы қоспа жүзінділерінен арылу. Бұл процесс кезінде суды майда түйіршікті немесе басқа да материалдардан өткізеді.

Сурет 1.

ІІ. Арнайы бөлім

1. Сұйық жүйесінің тұнуының функциональдық схемасы

 

Тұну процесін автоматтандыру кезіндегі  басты басқару принципін қырғыш құралдары бар тұндырғышты мысалға  келтіре отыра қарастырамыз

(2 сурет). Тұну процесі - сұйықтан  қатты фазаны толық ажырату  мақсатында жүргізіледі, сондықтан бұл процестің тиімділігін тазартылған сұйықтағы қатты фазаның концентрациясын, ал өндірістік жағдайдағы берілген маңызды басқару мақсатын есептейміз. 

 

Сурет 2. Тұну жүйесінің автоматтандыру схемасы

1- тұну, 2 – құю құрылғысы, 3 – арластырғыш, Б – электродвигательдің вал бойынша кезі, В – сұйықтың ластануы.

Басқару процесінің обьектісіне көпдеген ауытқу әсерлері түседі: суспезия жұмсалу  өзгерісі, қатты және сұйық фазаның  тығыздығы, суспезия консентрациясы мен  тұтқырлығы, қатты фазаның шашырауы (диопресия). Барлық бұл ауытқулар бстапқы процестің технологиялық режимімен анықталады, сондықтан оларды тұндыру процесін басқару кезінде жоюға болмайды. Әсіресе күшті ауытқу болғанды суспезия және ондағы қатты фазаның консентрациясы есептелінеді. Айтыған ауытқулар бар кезінде, қалай басқару мақсатына жетуге болатының тұтндырғыштағы суспезияның қатты бөлігіне бір мезгілде инерция және күш ауырлығы әсер етуін көруге болады сондықтан нағыз қозғалытағы бөліктің V жылдамдық әсері нәтижелі көлбеулі Vr құрастырмалы, тік құрастырмалы Va жылдамдықтар, ал бөліктің орны осы жылдамдықтардың өз-ара қатынастары мен анықталады: егер Vв˂˂Vr онда жалан бөлік тұндыру бункерінде шөгеді; егер Vr ˃˃ Vв онда бөлікті шығаратын жерге айдалып кетеді.

Vв жылдамдығы өзгеррмелі көлемнен уақытқа қарай бағынышты өзгеретің параметрлерден тұрады: бөліктің диаметрі, қатты фаза консентрациясы, фазалар тығыздығы, суспезияның динамикалық тұтқырлығы. Жылдамдықты қалыпты ұату мүмкін емес, себебі барлық көрсетілген параметрлер бұрынғы процестермен анықталады. Өзгерген жылдамдыққа байланысты тұнба бөліктері бункерге шөгіп үлгереді, бұнын өзі керекті  Vв мен Vr жылдамдықтарын анықтайды.

Бұл кезде процестің  тиімділігін анықтаудың қажеттілігі  керек болмай қалады.

Тұнғыштағы сұйықтың деңгейі тазартылған сұйықтың еркін ағу есебінен әр кез қолдау табады тұндырғышта тұндыру және тығыздалу зоналарының шекара бөліктерін әр кез күнделікті биіктікте ұстап тұру қажет. Бұл биіктік қоюланған суспензияның жұмсалуына байланысты, себебі қоюланған суспензия линиясында керекті клапандардың ашылуына әсер етеді. Қадғалау сапасы қоюланған және бастапқы суспензияның тазартылған сұйыққа, сонымен қатар тазартылған сұйықтың лайлануына, қоюланған суспензия тығыздығына, нәтиже көрсеткішіне байланысты. Сонымен қатар гидростатиканың көмегімен зоналардың шекара бөліктері қадағаланады. Тұндырғыштардың механикалық жұмыс жолдары қондырғының жеке қосылуы арқылы қадағаланады. Қуаттылықты қадағалау параметр бойынша жанама түрінде жүргізіледі.

 

 

 

2.  Принципиалды электрлік схеманы қарастыру

 

 Қосқышпен басқару екі батырма кнопка арқылы жүзеге асады: Олар іске қосу (пуск) батырмасы және тоқтату (стоп) батырмасы. Олра қосқыштың жәшігінен бөлек, жұмысшының тура қолының астында орналасады.

Автоматты қосқышты іске қосқанда жүйеге тоқ барады, сол кезде қызыл  лампа жанады. Ол желіге ток келді  деген сөзді білдіреді. Пуск батырмасын басып іске қосқанда катушка бойына ток барады. Сол кезде қозғалтқышқа тоқ барады, бірақ іске қосылмайды. К1.1 автоматты іске қосылып, К1.2 ажырайды. Сол кезде қызыл лампа сөнеді . К1.2 ажырағаннан кейін К1.3 іске қосылып, жасыл түсті лампа жанады. Ол қозғалтқыштың матордың іске қосылып, жұмыс істей бастағанын білдіреді. Мұндай тағыда қозғалтқышқа келіп тұрған ток магнитті реледе іске қосылып өз жұмысын бастайды.

 

3. Автоматтандыру құралдарына тапсырыс спецификациясын құру

Поз.	Орта параметрі, өлшенетін параметрлер	Аталуы және техникалық сипттамасы	Маркасы	Саны	Ескерту
	Сұйықтықтың шығынын  өлшеу(шығынды көрсетіп тіркегіш)	Шығын өлшеу  үшін арналған, максимал өлшецтін қысымы 18 bar, өлшенетін шығыны 30-300 л/мин	OGM-A-50	3	щитте
	Сұйықтықтың лайлығын көрсетіп, тіркегіш және сигналдаушы	Сұйықтықтың лайлығын өлшеу үшін және сигналдау үшін, артық қоқыстарды тазарту жүйесін басқаруды Қамтамасыз  етеді, каолин өлшем бірлігімен өлшенеді	ИКО-17	1	щитте
	Жетектің айналу моментін көрсетіп, сигналдаушы	Үздіксіз айналу элементтерінің айналу жиелігін және айналу моментін өлшеу үшін арналған контактілі датчик. Өлшеу диапазоны 1-10000 кгс*м	TRB -10000K	1	щитте
	Тығыздықты  көрсетіп ретейтін	Сұйықтын тығыздығын және қатты бөлшектерді өлшеу  үшін арналған.	Micro motion 7835.	1	Жергілікті  жерде
	Деңгейді реттеп көрсетіп сигналдаушы	Сұйықтың деңгейін өлшеу үшін және сигналдау үшін өлшем бірлігін көрсетеді	MB76	1	Шетте орналас-қан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ

3.1 Стандартты тарылтылған  қондырғылардағы қысымның шамасының  түсуі бойынша су шығынын анықтау

Тарылтылған қондырғылардағы қысымның түсу шамасы бойынша шығын тәжіри-беде былайшы анықталады:

1. Жұмыс жағдайындағы құбыр өткізгіштің  және тарылтылған қондырғының  диаметрлері анықталады (жұмыс ортасының  t температурасы кезіндегі):

D = D₂₀ [1+ γ(t − 20)],

D = 350[1+ 0,0000162 (90-20)] =1,001                                                              (1.1)

d = d₂₀ [1+ γ(t − 20)],

d = 250 [1+0.0000162 (90-20)] = 0,251                                                               (1.2)

мұндағы γ – тарылтылған қондырғыдағы және құбыр өткізгіштегі материалдың сызықты ұлғаю коэффициенті;

D₂₀, d₂₀ – 20 °С температура кезіндегі құбырдың және тарылтылған қондырғы саңлауының диаметрлері.

Температураның кең диапазоны  үшін әртүрлі материалдардың γ сызықты ұлғаюының температуралық коэффициент мәні 10 % қателікпен мына формуламен есептелуі мүмкін:

Диафрагма материалы а_е=15,6, b_e=8,3, c_e=6,5 үшін:

γ_d =10⁻⁶

γ_d = 10 ^–6[15,6+10 ^–3  * 90 * 8,3 – 10 ^–6 * 90² * 6,5] = 0,0000162                        (1.3)

Құбыр материалы а_е=15,6, b_e=8,3, c_e=6,5 үшін:

γ_труб =10⁻⁶

γ_труб = 10 ^–6[15,6+10 ^–3  * 90 * 8,3 – 10 ^–6 * 90² * 6,5] = 0,0000162

мұндағы а_е, b_e, c_e – cәйкесінше температура диапазонындағы тұрақты коэффи-циенттер, кестеде көрсетілген [2. 23 бет 2.1. кесте].

2. β- диафрагма саңылауының салыстырмалы диаметрі мына формуламен анықталады:

β =

β=250,28/350,392=0,71 

3. Жұмыс жағдайындағы судың тығыздығы  ρ, кг/м³ [2. 73 бет П.7 кесте] кестеден алынады: ρ= 972,6 кг/м³

4. Е- кіріс жылдамдық  коэффициенті мына формуламен анықталады:

E = 1/(1 – 0,71⁴)^1/2 = 1,16

5. С = С∞ кезіндегі массалық шығын мына формуламен анықталады:

                                           (1.4)

q_m∞= 1,15* 0,631 * 1,99 * 1,053 * 1*(3,14 * 0,251²/4) (2 * 972,4 * 70)^1/2

=2,6                                

мұндағы ρ– жұмыс жағдайындағы ортаның тығыздығы; Рейнольдса саны Re → ∞ кезіндегі С_∞- ағу коэффициенті.

Диафрагма үшін С_∞ мына формуламен анықталады:

               (1.5)

C∞= 0,5959 + 0,0312 * 0,71^2,1 – 0,1840 * 0,71⁸ + 0,090 * 4 * 0,71⁴ * (1 – 0,71⁴) ^–1-

- 0,0337 * 0,72 * 0,71³ = 0,067       

мұндағы L₁ = l₁/D = диафрагма кірісінен диафрагма алдындағы қысымды жинау үшін қажетті саңылау осіне дейінгі арақашықтықтардың өлшеу құбырының диаметріне қатынастары;

L₂=l₂/D=35,0/250,28=0,13 – диафрагма шығысынан диафрагмадан кейін қысымды жинау үшін қажетті саңылау осіне дейінгі арақашықтықтардың өлшеу құбырының диаметріне қатынастары. Бұл шамалар төмендегі  кестеден алынады.

 

Кесте 1

Қысымды жинақтаға қажетті саңылаулардан  диафрагмаға дейінгі салыстырмалы арақашықтықтардың шамалары

Жинақтау тәсілдері	Бұрыштық	Үш радиусты	Фланцты
L1	0	1	25,4/D
L2	0	0,47	25,4/D
Ескерту. D диаметр шамасы миллиметрмен өрнектелуі қажет.

 

6. Құбыр өткізгіштің эквивалентті  кедір-бұдырлылығы R_ш, мм берілген тапсырмадағы құбырдың жағдайына байланысты [2. 25 бет 2.4. кесте] кестеден алынады.

7. Өлшеу құбыр қабырғасының кедір-бұдырлылыққа K_ш әсерін түзету келесі жол-мен анықталады:

                                                                                                  (1.7)

K_ш=1+0,71⁴(-0,184)*0,5=1,02                                              

мұндағы

                                                                                   (1.8)

r₀=0,07lg(0,03/350,392*10⁴)–0,04=-0,184            

Рейнольдса санына түзету шамасы (1.7) бойынша A_Re = 0,5 тең деп қабылданады.

A_Re = 0,5                                                                                                                   (1.9)

Өлшеу құбырының кедір-бұдырлылыққа түзетуі есепке алынбайды, егар мына шарттар орындалса:

Стандартты диафрагма үшін:

                                                                                          (1.10)