metoda bilansu – „dopływ równy jest odpływowi”

wiczenia z Odnowy Wody 15.11.2005 Striping. Zapotrzebowanie powietrza na stryping amoniaku ze cieków

miejskich b.o.

/

stryping – usuwanie gazów (substancji lotnych) rozpuszczonych w wodzie dzi ki zastosowaniu równowag mi dzyfazowych (z faz gazow )

— proces jednostkowy usuwania substancji lotnych (gazowych) rozpuszczonych w wodzie

— przenoszenie masy (gazu) z fazy ciekłej do fazy gazowej

Istota metody fizycznej odp dzania amoniaku z roztworów wodnych polega zatem na przej ciu NH3, obecnego w wodzie, do powietrza. Efekt ten uzyskuje si poprzez kontakt tych mediów.

metoda bilansu – „dopływ równy jest odpływowi”

zasady – maksymalizacja powierzchni,

- maksymalizacja transportu przez granic rozdziału

Zadanie

Przed stripingiem

a) rozdeszczowano cieki no kropelki o rednicy 100 µm.

b) ‘spłukano’ warstewk o grubo ci 0,150 mm.

Oblicz o ile razy zwi kszyła si powierzchnia wymiany masy w wariancie a) i b) Zadanie

Iloczyn rozpuszczalno ci fosforanu glinu wynosi 2 x 10 ^–8, za fosforanu elaza 8 x 10^-6. Oblicz iloraz st ze jonów elaza(III) i glinu(III) w nasyconych roztworach obu soli.

Zadanie

Zasadowo w glanowa cieków wynosi 5mval/l. St enie fosforanów w tych ciekach wynosi wynosi 0,3 mval/l. Dobowy przepływ jest równy 1200 m3. Oblicz ilo wapna palonego któr nale y doda do cieków w ci gu doby aby st enie fosforanów w oczszczonych sciekach wyniosła 0,03 mval/l. IR CaCO3 = 10^-10, IR Ca3(PO4)2= 10^-20

Z a d a n i e

Oblicz teoretyczn ilo powietrza niezb dn do obni enia st enia amoniaku z 40 mg/l do 1 mg/l w ciekach miejskich po biologicznym oczyszczaniu. Przepływ cieków wynosi 4000 m³/d, za temperatura cieków – 20ºC. Załó , e pH cieków podwy szono do 11.

Stała Henrego dla amoniaku (w t = 20ºC) wynosi 0,75 atm. W powietrzu dopływaj cym do wie y nie ma amoniaku.

R o z w i z a n i e

1. Obliczamy st enia molowe amoniaku w wodzie (Co, Ce)

B A

B

B

n n

C n

= +

nB – liczba moli B nA – liczba moli A

( )

[ ]

( )

[

]

C_o ^-3 ₃ = × ^-5 _{3 2}

× +

= × ₋

( )

[ ]

( )

[

]

C_e ^-3 ₃ = × ^-5 _{3 2}

× +

= × ₋

2. Obliczamy równowagowe st enie molowe amoniaku w powietrzu - ye

( )( )

( )

= molpow.

O H atm mol

O 0,75 H mol / NH mol

pow.

mol / NH mol atm

H 0,75 ²

2 3

3

pow.

mol NH 10 mol

O 3,18 H mol

NH 10 mol

pow. 4,24 mol

O H mol atm atm 1,0 C 0,75 P

y H ^{-5 3}

2 5 3

2 - o

T

e = = × ⋅ = ⋅

3. Obliczamy stosunek ilo ci powietrza do ilo ci cieków

( ) ( )

O H mol

pow.

1,3mol pow.

/mol NH mol

O H /mol NH mol 10

3,18

10 106 , 0 10 4,24

y C C C

C C H P L G

2 3

2 3

5 -

5 5

-

e e o o

e o T

× =

×

−

= ×

− =

− =

×

=

−

4. Zmieniamy jednostki

pow. 1,3 mol pow. × 24,1 l/mol = 31,33 l

H2O 1,0 (mol H2O) × 18 (g/mol H2O) / 10³ (g/l) = 0,08 l

o T

e

C

P

y = H

=

=

l H O

pow.

1741 l l 0,018

l 31,33 L G

2

5. Obliczamy zapotrzebowanie na powietrze Z

( ) ( )

( ^min/d ) ^{48835 m /min}

1440

d / m 4000 m

/ m 1741

Z =

×

=

Oblicz ilo wapna gaszonego zu ywan w ci gu doby do zalkalizowania cieków przy zało eniu e dawka potrzebna wynosi 1.5 dawki teoretycznej, a alkaliczno w glanowa rowna jest 10 mval/l.

Metoda bilansu materiałowego (1)

Woda

Woda

Powietrze

Powietrze L, C

L, C

G, y

G, y