Расчет электроагулятора. Расход воды Q = 160 м3/сут Суточный расход воды Q= 160 м3/сут (Q= 6.667

Расчет электроагулятора. Расход воды Q = 160 м3/сут Суточный расход воды Q= 160 м3/сут (Q= 6.667 м3/час, Q= 1.85 л/с); Цветность воды Ц= 160 град; Щелочность Щ=0,8 мг-экв/л; Солесодержание С=100 мг/л; рН=6,8-7,1. Материал для электродов электрофлотокоагуляционной установки: АНОД – алюминий и ОРТА, КАТОД – нержавеющая сталь; Электрический ток постоянный; Расстояние между пластинами АНОДА и КАТОДА – 10 мм; Напряжение при данном солесодержании и расстоянии между пластинами в 10 мм – 12 В; Присоединение электродов – монополярное.

1. Определение расхода алюминия для проведения процесса коагуляции, мг/л; г/м3
DAl Ц
где: α- коэффициент, зависящий от фракционного состава вещества, α=0,2 (α=0,3 при преобладании креновой кислоты); Ц – цветность воды, Ц=160 (из анализа воды из скважины).
DAl =0,2*160=2,53 г/м3
2. По полученной дозе коагулянта вычисляем необходимое для его получения количество электричества на 1 куб. м воды, Кл/м3
q=DAl∙Ф∙nA
где: Ф –постоянная Фарадея (Ф=96491 Кл/г-экв);
n –валентность металла; nAl=3;
А –атомарная масса растворенного металла, г, AAl=27 г.
q=2.53∙96491∙327=27124.7 Кл
3. Часовой расход количества электричества, Кл/час
qч=Qч*q=6.667*27124.7=180831.3 Кл/час
Цикл должен продолжаться 1 час, но часть времени уйдет на промывку установки, наполнение водой, обработка, отстой, слив пены, слив осадка, перелив очищенной воды в резервуар для потребления. Будем считать, что время прохождения тока составит половину цикла, то есть 30 минут.
4. Расход металла при β=1, г
PAl=Qч*DAl=6,667*2,53=16,867г
Часовой 16,867г/час
Суточный 16,867*24=404,8г/сутки
Месячный 404,8*30=12144г/мес=12,144кг/мес
5. Силу тока, необходимую для растворения металла, определим с учетом того, что он протекает в течение половины цикла

.
I=qчасТ=180831,33600*0,5=100,46А
6. Площадь анодов определяется исходя из плотности тока при
i=40 А/м2, см2, м2
F=Ii=100,4640=2,51 м2=25100см2
7. Масса пакета анодов
PAl=F∙δ∙ρAl=2,51*0.004*2.5=0.02612т=26,12кг
8. Масса пакета катодов, кг
PMe=F∙δ∙ρMe
где δ – толщина пластины, мм (δ=4 мм), ρMe – удельный вес металла (железо), т/м3 (ρMe= 7,85 т/м3)
PMe=2,51∙0.004∙7.85=0.0394т=78,86 кг
9. Общая масса электрокоагулятора, кг
P=Pal+PMe=26,12+78,86=105кг
10. Расчет количества металла анода, которое может быть растворено,кг
Po=PAl*K
Где К =0,85 – коэффициент расхода металла
Po=26,12*0,85=22,02кг
11. Срок эксплуатации анодов, суток
Т=PoPсут=22,020,4048=54,8 сут
12. Ширина всего пакета электродов
B=m-1δ+l+δ
где, m – суммарное количество пластин анодов и катодов.
Примем m=50*2=100
B=100-14+10+4=1387мм=138,7см≈1.4м
Ширина резервуара S>=1.4+0.7+0.7=2.8м
13. Общая длина блока электрокоагуляции, м
L=Lэ+l1+l2
Где, Lэ –длина электродов, м;
l1 – расстояние от входа до пластин (≥В/2), м;
l2 – расстояние от выхода до пластин (≥В/2), м;
Площадь одной пластины 2,51м2/60=25000см2/50=500 см2
Пусть Lэ=25см, Нэ=20 см
Тогда L>=25+70+70=165см =1,65м
14. Общая высота блока электрокоагуляции, м
H=Нэ+h1+h2+h3
где, Нэ- высота электродов, м;
h1- пространство между дном камеры и пластинами (h1=0,15 м), м;
h2- пространство между верхом камеры и пластинами (h2=0,25 м),м;
h3- запасная высота (h3=0,2 м), м.
H=0.2+0.15+0.25+0.2=0.8м
Для того чтобы определить уровень воды, высоту резервуара, нужно учесть объем пены