沉淀法白水回收设计计算及实例

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册下册》第479页（2971字）

［例］已知：白水处理量G=10000t／d(417t／h或7t/min，白水中悬浮物含量G₁=0．2555g／L，白水pH值为7．2～7．6，产品总产量115～120t／d。

设计要求：①处理后清水中悬浮物含量20ppm以下，pH为6．5，能用于喷网和洗毛毯。②回收浆料能回本机台使用。③白水封闭循环使用后，清水耗用量由目前的70～80t水／t纸降低到20t水／t纸以下。

工艺流程见图4－2－5。

图4－2—5 导向流斜板(管)沉淀工艺流程

1－清水泵 2－清水池 3－过滤罐 4－沉淀池 5－贮浆池 6－反应池 7－低压除渣器 8－白水泵

1．低压除渣器的计算

［说明］选用Φ600mm，生产能力210m³／h(或3．5m³／min)低压除渣器二台。

2．反应池计算

根据本车间实际条件，结合有关生产试验资料，白水投加硫酸铝溶液后，化学反应时间采用15min。已知处理水量为7m³／min，则需要反应池的容积为：

若反应池采用长×宽×高=2．0×2．0×3．2m，则每个反应池的容积为：

需要的池子数量为：

因液体在反应池的流速w＜0．085m／s时，才能保证已经形成的矾花不致被粉碎。所以，本设计符合要求。

3．斜板沉淀池的计算

①沉淀池尺寸

拟选用外形尺寸为7m，宽4m的沉淀池2台，则每台的有效表面积为：

②沉淀池表面负荷率

Q在设计范围［7～10m³／(m²·h)］，符合要求。

③斜板的计算

斜板与水平面夹角(倾射角)φ采用60°；斜板规格尺寸选用长×宽=12000×1000mm，厚度为2mm，材料为塑料板；斜板间垂直距离，采用H=65mm。

a．每排的斜板数

b．每台沉淀池的斜板数

池宽4m可安排4排斜板，则每台沉淀池可安装斜板数为84×4=336(块)

c．2台沉淀池共需斜板数为336×2=672(块)

④水流在斜板部分的上升速度

斜板部分的横截面积(不考虑支撑斜板的肋条所占的空间)：

每台沉淀池的通过量：

则水流在斜板部分的上升速度为：

V_上在设计范围(1．6～3．5mm／s)之内，符合要求。

⑤斜板部分停留时间计算

⑥斜板部分沉淀时间的计算

已知斜板间距H=65mm，斜板与水平面的夹角φ=60°，颗粒在斜板部分的沉降速度由实验测得w=0．33mm／s，则：

由于t₁＞t₂，说明悬浮颗粒在斜板部分能够完全沉降。

⑦雷诺准数的验算

式中 R——水力半径(cm)

V_上——水流在斜板间的上升速度(cm／s)

μ——运动粘度，取μ=0．01cm²／s

已知斜板间距H==65mm，沉淀池宽度B=4000mm，则：

故R_e＜100，流体处于层流状态。

4_．过滤池的计算

采用Φ2800mm圆筒4台，每台过滤面积为：

总过滤面积A=6．16×4=24．64(m²)

过滤罐的表面负荷率q===16．92［m³／(m²·h)］

滤层材料：上层为海砂(粒度3～4mm)，层高150mm；下层为小卵石(铺路用的)，层高250～350mm，滤层总高为400～450mm。

5．清水池的计算

采用容积V=长×宽×高=8．5×3×3．5=89．25(m³)

6．贮浆池的计算

排渣量按10%计算，则总排渣量为：

可容纳排渣时间：

式中 H——贮浆池高度(m)

V——贮浆池的体积(m³)

A——贮浆池的面积(m²)