PILOT-POSTROJENJA I PROJEKTIRANJE

PILOT-POSTROJENJA I PROJEKTIRANJE
POSTUPAKA PROČIŠĆAVANJA VODA
FAKULTET KEMIJSKOG
INŽENJERSTVA I TEHNOLOGIJE
ZAVOD ZA OPĆU I ANORGANSKU KEMIJU
Nastavnik:
Dr. sc. Laszlo SIPOS, red. prof.
Suradnici:
Marinko MARKIĆ, dipl. inž.
Mr. sc. Tamara ŠTEMBAL, dipl. inž.
Nataša ZUBER, dipl. inž.
Iva NOVAK, dipl. inž.
Mr. sc. Lidija FURAČ, dipl. inž.
Mr. sc. Željko KOVAČEVIĆ, dipl. inž.
Irena BRATELJ, dipl. inž.
Tatjana Ignjatić Zokić, dipl. inž.
Nikša ZOKIĆ, tehn. sur.
PILOT-POSTROJENJA ILI
POLUINDUSTRIJSKA POSTROJENJA
SU UMANJENE KOPIJE POSTOJEĆIH ILI
ZAMIŠLJENIH INDUSTRIJSKIH
POSTROJENJA, A OMOGUĆAVAJU
ODVIJANJE ODREðENIH FIZIČKIH,
FIZIČKO-KEMIJSKIH, KEMIJSKIH I
BIOLOŠKIH PROCESA POD UVJETIMA
SLIČNIM U INDUSTRIJSKIM POSTROJENJIMA.
PRENOŠENJE PROCESA U VEĆE MJERILO
"SCALE-UP"
Di
Dp
Hi
Hp
Industrijsko
postrojenje
Pilot
postrojenje
Hp * r = Hi
- Geometrijska sličnost
Vanjska geometrijska sličnost
Hi/Hp = Di/Dp = r
Unutrašnja geometrijska sličnost
Hp/Dp = Hi/Di = kl
- Fizikalna sličnost
ρp1/ρ
ρp2 = ρi1/ ρi2 = kρ
- Kinetička sličnost
- Dinamička sličnost
- Kemijska sličnost
- Biološka sličnost
- Toplinska sličnost
- Potpuna sličnost
- Djelomična sličnost
Veliki broj funkcionalno povezanih varijabli
komplicira problem prenošenja u veće mjerilo.
Iz raznih fizikalnih veličina treba definirati
bezdimenzionalne veličine kao kriterij sličnosti.
BUCKINGHAMOV teorem:
A = f(B1, B2, ...., Bn)
f(A, B1, B2, ...., Bn) = 0
f(π
π1, π2, ... , πm) = 0
π1 = (A)a1 * (B1)b1 * (B2)c1 * ...
π2 = (A)a2 * (B1)b2 * (B2)c2 * ...
:
πm = (A)am * (B1)bm * (B2)cm * ...
m=n+1–k
gdje je:
A - ovisna varijabla
B - neovisna varijabla
π - bezdimenzionalne veličine
n - broj neovisnih varijabli
k - broj neovisnih dimenzija
m - broj bezdimenzionalnih veličina
DT
H
D
MIJEŠALICA
D - Promjer miješalice
DT - Promjer spremnika
H - Visina tekućine
P = f (µ, ρ, N, g, D, DT, ....)
f (P, µ, ρ, N, g, D, DT, ....) = 0
Snaga
Viskozitet
Gustoća
Broj okretaja
Ubrzanje teže
Promjer mješalice
Promjer spremnika
P
µ
ρ
N
g
D
DT
kg m2 s-3
kg m-1 s-1
kg m-3
s-1
m s-2
m
m
Broj neovisnih varijabli: n = 6
Broj neovisnih dimenzija: k = 3
Broj bezdimenzionalnih veličina:
m=n+1–k=6+1–3=4
π1 = (ρ)k1 * (N)k2 * (D)k3 * (P)1
π2 = (ρ)k4 * (N)k5 * (D)k6 * (µ)1
π3 = (ρ)k7 * (N)k8 * (D)k9 * (g)1
π4 = (ρ)k10 * (N)k11 * (D)k12 * (DT)1
M L2T-3
M L-1 T-1
M L-3
T-1
L T-2
L
L
π1 = (ρ)k1 * (N)k2 * (D)k3 * (P)1
π1 = (M L-3)k1 * (T-1 )k2 * (L )k3
*( M L2T-3)1 = M0 L0 T0
M: 0 = k1 +1
L: 0 = -3k1 +k3 + 2
T: 0 = -k2 - 3
k1 = -1
k2 = -3
k3 = -5
π1 = P/ρ N3 D5
π2 = (ρ)k4 * (N)k5 * (D)k6 * (µ )1
π2 = (M L-3)k4 * (T-1 )k5 * (L )k6
*( M L-1 T-1)1 = M0 L0 T0
M: 0 = k4 +1
L: 0 = -3k4 +k6 -1
T: 0 = -k5 - 1
k4 = -1
k5 = -1
k6 = -2
π2 = µ/ρ N D2
π3 = (ρ)k7 * (N)k8 * (D)k9 * (g)1
π3 = (M L-3)k7 * (T-1 )k8 * (L )k9
*( L T-2)1 = M0 L0 T0
M: 0 = k7
L: 0 = -3k7 +k9 +1
T: 0 = -k8 - 2
k7 = 0
k8 = -2
k9 = -1
π3 = g/N2 D
π4 = (ρ)k10 * (N)k11 * (D)k12 * (DT)1
π4 = (M L-3 )k10 * (T-1 )k11 * (L )k12
*( L)1 = M0 L0 T0
M: 0 = k10
L: 0 = -3k10 +k12 +1
T: 0 = -k11
k10 = 0
k11 = 0
k12 = -1
π4 = DT/ D
P/ρ N3 D5 = f {(ρ N D2/ µ), (N2 D/g), (DT/ D)}
Značajka snage:
NP = P/ρ N3 D5
Reynolds-ova značajka:
2
Re = ρ N D /µ
Froud-ova značajka:
2
Fr = N D/g
Np = f (Re, Fr, DT/D)
NP
Re
NA SLIČAN NAČIN, KOD FILTRACIJE
DOBIVAMO:
A
 ρdv   dg   h   D   e 
G
H
I
H = F 
  2        (P ) (U ) (Z )
 µ   v  d   d  d 
B
C
E
F
Gdje je:
H - gubitak tlaka
F - funkcija
D - Promjer spremnika
g - konstanta grav.
µ - viskoznost
v - brzina toka
ρ - gustoća
d - promjer čestice
e - značajka površine
h - visina filt. ispune
U - raspodjela čestica
P - poroznost f. medija
Z - značajka oblika č.
Gubitak tlaka ovisit će od:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
visine filtarske ispune
veličina čestica ispune
oblika čestica
poroznosti ispune
složenosti ispune
veličine: D/d
D/d > 50
d = 0.5 mm
D=25 mm
Q0+ QR, X, S
Q0, S0, X0
BS
Q0 - Qw, Xe, S
ST
V, X, S
Qr, Xu
Qw, Xu
Qu, Xu
Koncentracija biomase X
Vrijeme zadržavanja - hidrauličko
θ = V/Q0
Vrijeme zadržavanja - biomase (starost mulja)
θc = (VX)/(QwXu)
Prostorno opterećenje
VL = Q * S0/V
kg BPK5/(m3*d)
Muljno opterećenje
F/M = Q (S0 - S)/(V*X)
kg BPK5/(kg ST*d)
Ap
Ai
H
Industrijsko
postrojenje
Pilot
postrojenje
Hp
=
Hi
Ap * r =
Ai
Vp * r =
Vi
Qp * r =
Qi
Θ = Vp/Qp = Vi/Qi
PILOT-POSTROJENJA
FAKULTETA KEMIJSKOG INŽENJERSTVA I
TEHNOLOGIJE ZAGREB
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Babina Greda
Bjelova
Bjelovar
Buzet
Čazma
Ivanić Grad
Koprivnica
Osijek
Petrinja
Požega
Ravnik
Sunja
Veliki Zdenci
Vinkovci
Zagreb
pitke vode
otpadne vode
pitke vode
pitke vode
pitke vode
pitke vode
otpadne vode
pitke vode
pitke vode
pitke vode
pitke vode
pitke vode
otpadne vode
pitke vode
otpadne vode
OSTALE DJELATNOSTI
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Davor
Drenovci
Kutina
N.P. Krka
Nova Rača
Rijeka
Varaždin
pitke vode
pitke vode
otpadne vode
pitke vode
pitke vode
otpadne vode
otpadne vode
KARAKTERISTIKE I SASTAV
OTPADNIH VODA
GRADOVI:
Pokazatelj:
Protok, Q,
Susp. tvar
Taloživa tvar,
BPK5, O2
KPK, O2
Ukupni N
Org-N
NH3-N
NO2-N
NO3-N
Ukupni P
Org-P
Anorg-P
Kloridi, ClAlk., CaCO3
Masnoće
Jedinica
Vrijednost MDK
m3/h
mg/L
mL/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
220
10
220
500
40
15
25
0
0
8
3
5
50
100
100
mg/L
500-10000
INDUSTRIJA
KPK, O2
25
125
10
2
PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA GRADA
BJELOVARA
Prije rekonstrukcije
Nakon rekonstrukcije
Pokusi pomoću pilot-postrojenja. AB postupak
Pokazatelj
U
A
B Učinak %
KPK, mg/L
1200 580 180
85.0
BPK5, mg/L
520 205 51
90.2
ST, mg/L
388 160 70
82.0
NH3-N, mg/L 12.8 9.0 5.7
55.5
UN, mg/L
39.5 32.4 12.5
68.4
UP, mg/L
4.8
2.7 1.6
66.7
Nakon rekonstrukcije
Pokazatelj
U
A
B Učinak %
KPK, mg/L
1072 680 227
78.8
PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA
INDUSTRIJE I GRADA KOPRIVNICE
1991/1992
Industrijska zona «Danica»
Klaonica
Proizvodnja kvasca
UPOV klaonice
UPOV industrije
kvasca
Grad Koprivnica
Centralni ureñaj za pročišćavanje
otpadnih voda grada Koprivnice
Otpadne vode grada Koprivnice
Rezultati pokusa "AB" postupkom:
Vrijednosti KPK, O2 mg/L
Ulaz:
Izlaz A:
Izlaz B:
50 %
T(95/15)
441
249
142
590
431
212
Otpadne vode industrijske zone "Danica"
KPK mg/L Q m3/d
Klaonica i tvornica
konzervi
ulaz
3.630
1.500
izlaz
530
Tvornica kvasca
ulaz
3.200
1.100
izlaz
1.810
-----------------------------------Ukupno ulaz
3.450
2.600
izlaz
1070
Zajedničko pročišćavanje otpadne vode klaonice i
proizvodnje kvasca AB postupkom
Industrijska zona «Danica»
Klaonica
Proizvodnja kvasca
UPOV klaonice
«Danica»
UPOV industrije kvasca
Grad Koprivnica
Centralni ureñaj za pročišćavanje
otpadnih voda grada Koprivnice
Vrijednosti KPK (mg/L O2) na ulazu i izlazu iz
anaerobnog reaktora za obradu otpadnih voda iz
proizvodnje kvasca
Mjesec
Broj uz.
Rujan 91
12
Listopad 91
Studeni 91
13
Prosinac 91
13
Siječanj 92
23
Veljača 92
26
Ožujak 92
31
Travanj 92
24
Ulaz
3175
Izlaz Učinak %
2948
7.2
2492
3316
2637
2877
3085
4570
2020
1963
844
1185
1058
1543
18.9
40.8
68.0
58.8
65.7
66.2
Obradba otpadnih voda iz proizvodnje kvasca
anaerobnim i aerobnim postupkom
Mjesec
Prosinac 91
Siječanj 92
Veljača 92
Ožujak 92
Travanj 92
Ulaz
3310
2637
2877
3085
4570
Izlaz
1900
844
1185
1058
1543
Izlaz A Izlaz B
580
662
443
917
702
490
478
515
430
OBRADA I DISPOZICIJA MULJA
TYPIČNI TEHNOLOŠKI PARAMETRI POSTUPAKA
ANAEROBNE STABILIZACIJE MULJA
Parameter
Spori reaktor
Brzi reaktor
Vrijeme zadržavanja, d
30-90
10 –20
Opter. ST, g/(m3*d)
0,5-1.6
1.6 – 6.4
ST u efluentu, %
4-6
4-6
Smanjenje ST, %
35-50
45-55
Proizv. plina, m3/kg ST
0.5 –0.55
0.5-0.65
Sadržaj metana, %
65
65
OBRADA I DISPOZICIJA MULJA
TYPIČNI TEHNOLOŠKI PARAMETRI POSTUPAKA
AEROBNE STABILIZACIJE MULJA
Vrsta mulja
Parameter
Vrijednost
PM
Vrijeme retencije
15-20 d
Potrošnja zraka
20-35 L/(min*m3)
Snaga
0,02-0,03 kW/m3
Opterećenje ST
1,6-3.2 kg/(m3*d) ST
Vrijeme retencije
20-25 d
Potrošnja zrka
55-65 L/(min*m3)
Snaga
0,02-0,03 kW/m3
Opterećenje ST
1,6-3.2 kg/(m3*d) ST
PM + SM
KRAJ

Download Report