ВОДОПРОВОДНЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Архитектурно-Строительный

Университет (Сибстрин)

Кафедра: водоснабжения

и водоотведения

                                      КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

           ВОДОПРОВОДНЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

                          ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

                                          КП.ВиВ.07-ПЗ

                                            обозначение

Выполнил:

Студент 531-з группы

Демидова К.И.

Руководитель:

Косолапова И. А.

                                       Новосибирск, 2014

            

             ВВЕДЕНИЕ

Система водоснабжения представляет собой комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника, доведение качества воды до требуемых санитарно – технических норм, подачи чистой воды насосными станциями до объекта водоснабжения по водоводам и ее распределение потребителям в нужном количестве, требуемого качества и под необходимым напором.

Водопроводные очистные сооружения – очень важная часть системы водоснабжения населенного пункта. Потребители должны получать воду не только в достаточном количестве, но и качество этой воды должно обеспечивать безопасность людей, потребляющих эту воду. Показатели качества питьевой воды регламентируются СанПиН 2.1.4.1074-01 [2].

1.  РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДОПРОВОДНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ.

1.1 Обоснование тохнологической схемы обработки                                                                 воды и состава основных сооружений

 

1.  Анализ исходных данных

•  Проверка данных химического анализа воды. Проверка правильности химического анализа производится аналитическим либо графическим методом. При этом суммы концентраций катионит и анионит, выраженных в мг-экв/л, в воде должно быть равными:

                                                                                                                (1.1)                                                                       

где    сумма катионов (мг∙экв)/л;

         сумма анионов (мг∙экв)/л;

В зимний период:                  

              

              

В летний период:                  

              

              

Химический анализ был выполнен верно ().

              для зимы

           для лета  

Графический способ заключается в построении диаграммы гипотетического состава воды. На двух параллельно размещенных полосках откладывается в масштабе концентрация ионов.

Строятся графики гипотетического состава воды следующим образом:

для зимы:                                                                  для лета:

                                                                                                         

Са2+	Mg2+	Na+ + K+
HCO3-	SO42-	Cl-

Са2+	Mg2+	Na+ + K+
HCO3-	SO42-	Cl-

      Если сумма концентраций катионов отличается от суммы концентраций анионов более чем на 5%, химический анализ выполнен неверно.

•  Солесодержание воды – суммарное содержание всех растворенных неорганических солей, выраженное в мг/л:

                           ,                   (1.2)

где - количество анионов в воде,

     - количество катионов,

     Э- эквивалентная масса

 

С = Ca 2+ · ЭСа + Mg 2+ · ЭMg + (Na + + K +) · ЭNa,K + HCO3- ·ЭНСО3 + SO4 2-· ЭSO4- + Cl – · ЭCl

С – солесодержание.

     Согласно СанПиН 2.1.1074 – 01 “Вода питьевая”, общее солесодержание не должно быть более . Полученные результаты удовлетворяют этим требованиям, поэтому обессоливание не требуется.

•  Жесткость воды. Различают жесткость общую, карбонатную (временную) и некарбонатную (постоянную). Общая жесткость обусловлена наличием  ионов кальция и магния. Карбонатная жесткость определяется наличием карбонатов и бикарбонатов кальция магния, т.е.:

                                                       (1.3)

Следовательно, умягчение воды не требуется.

Карбонатная жесткость определяется наличием бикарбонатов:

                                                                                                (1.4)

                                                                                                                          

Некарбонатной жесткостью является разность общей и карбонатной жесткости:

                                                                                     (1.5)

•  Щелочность природных вод обусловлена присутствием в ней угольной и слабых органических кислот, т.е:

                                                                                                (1.6)

Общая щелочность равна концентрации бикарбонатов:

     В качестве коагулянта принимается оксихлорид алюминия, который требует подщелачивания.

1.1.2 Выбор технологической схемы очистки воды

Метод обработки воды и состав сооружений водоподготовки выбираются на основе сопоставления состава и свойств воды источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству питьевой воды [2]. Сравнение показателей качества исходной воды целесообразно проводить в табл.1.

1.  При мутности воды до 300 мг/л, цветность до 120 градусов и любой производительности станции водоподготовки принимается двухступенчатое фильтрование (рис. 1).

Таблица 1 Сравнение показателей качество воды

№ п.п.	Показатели качества воды	Значение показателей качества воды	Метод обработки воды
		Исходная вода	Питье- вая вода
1	2	3	4	5
1	Содержание взвешенных веществ (мутность), мг/л	70-250	1,5	Осветление
2	Цветность, град.	15-60	20	Обесцвечивание
3	Запах, балл	до 2	2
4	Привкус, балл	до 2	2
5	Водородный показатель рН	7,9	6 – 9
6	Солесодержа- ние, мг/л	532,234-1499,6	1000
7	Жесткость, мг-экв/л		7
8	Щелочность, мг-экв/л		-
9	Окисляемость, мг/л		5	Окисление
10	Сульфаты, мг/л	1,5 - 2,1	500
11	Хлориды, мг/л		350
12	Общее микробное число образующих колонии бактерий в 1 мл		50
13	Колиформные термотолерантные бактерии, шт./100 мл	17	Отсутствие

Технологическая схема приведена на рисунке 1.

1.  ВЫБОР РЕАГЕНТОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ДОЗ

 

Самая распространенная форма осветления – это осаждение, когда более тяжелые, чем вода, частицы под действием силы тяжести оседают на дно. Сначала твердые частицы оседают в воде с увеличивающей скоростью, пока сопротивление воды не достигнет силы тяжести частицы, после чего скорость осаждения не изменяется. Установившаяся скорость определяется плотностью, размером и формой частицы, а также плотностью и вязкостью воды.

Для ускорения процессов осаждения и фильтрации, а также повышения их эффективности проводят коагулирование примесей воды.

1.2.1   Расчет дозы коагулянта

Коагуляцией называется процесс укрупнения мельчайших коллоидных и  диспергированных частиц, происходящий вследствие их взаимодействия и объединения в агрегаты.

В качестве коагулянта принимается оксихлорид алюминия.

Так как в воде содержатся взвешенные вещества и цветность, то его доза определяется по формуле и по таблице 16 [1].

                                                                   (2.1)       

где   доза коагулянта, мг/л;

цветность, град.

мг/л  

мг/л  

По таблице 16 [1]:

 мг/л

Для строительства сооружений принимается большая доза коагулянта

Дк =30,98 мг/л.

  Так как  доза оксихлорида алюминия в 3,5 раз меньше дозы сернокислого алюминия, то:

мг/л

Так как в качестве коагулянта принимается оксихлорид алюминия, подщелачивания не  требуется.

1.2.2   Расчет дозы флокулянта

Флокулянт – это вещество, применяемое для улучшения процессов осаждения коагулированных частиц или для повышения задерживающей способности фильтрующей загрузки.  

Для интенсификации процессов окисления принимается PRAESTOL _ флокулянт, используемый в данное время. Доза флокулянта определяется в зависимости от его места ввода по п.6.17[1] (для полиакриламида), согласно которому: при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке  мг/л. А доза PRAESTOLа в 16 раз меньше дозы полиакриламида.

В данном проекте доза флокулянта принимается:

 мг/л.  

1.2.3 Расчет дозы хлора

Доза хлорсодержащих реагентов при предварительном хлорировании принимается согласно п.6.18 [1] принимается 5 мг/л, а доза хлора после фильтрования принимается 3 мг/л согласно п.6.146 [1].

 

1.3 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ СООРУЖЕНИЙ

1.3.1  Скорые фильтры

Скорые фильтры предназначены для задержки взвешенных частиц и коллоидов.  Процесс фильтрования сопровождается большими потерями напора и затратами энергии.

В данном курсовом проекте  по таблице 21[1] или прил.Б методическом указании. Принимается: однослойный скорый фильтр, загрузочный материал – альбитофир – дробленный диабаз; dmin = 0,7 мм; dmax = 1,6 мм; dэкв = 1,0 мм; высота слоя Нз = 1,25 м; Vн = 10 м/ч; Vфорс = 12 м/ч; крупность 1,4 мм; относительное расширение аз=30%; интенсивность промывки 15 л/(с*м2); продолжительность промывки 7 мин; число промывок 2.

Общий вид скорого фильтра представлен на рис.2.

Рисунок 2: Однослойный скорый фильтр

•  Площадь скорых фильтров определяется по формуле 18[1]:

                                                                      (3.1)

где  полезная производительность станции на вторую очередь, м3/сут;

продолжительность работы станции в сутках, равная 24 часам;

расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;  

число промывок одного фильтра в сутки, равных 2;

время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое равным

        0,33часа;

удельный расход воды на одну промывку, м3/м2, рассчитывается по формуле:

                                                                (3.2)

где  интенсивность промывки, л/(с.м2),  принимается по таблице 23[1];

продолжительность промывки, мин, принимается по таблице 23[1];

Принимается водяная промывка в течение шести часов.

м2

•  Количество фильтров на вторую очередь проектирования (NII) принимается по формуле 19 [1] с учетом указаний п.6.99[1]:

                                                                    (3.3)               

шт

Принимается число фильтров 5.

Количество фильтров на первую очередь принимается пропорционально  расходу, т.е.:

                                                                      (3.4)             

где   число фильтров на вторую очередь;

         производительность станции на первую очередь;

        производительность станции на вторую очередь.

шт

Принимается число фильтров 4.

•  Площадь одного фильтра, м2:

                                                                   (3.5)

м2

При определении размеров фильтров в плане по найденной площади необходимо учитывать рекомендации п.14.11 [1].

Так как площадь одного фильтра находится в пределах от 20 до 40 м2, то принимается фильтр сбоковым каналом, с размерами, указанными на рисунке 3.

                                                                                                                           100

   4500

                                                                                        

                                                                6000

         Рисунок 3

Скорый фильтр с боковым каналом

При выборе размеров фильтра следует принимать форму фильтра, близкую к квадрату. Для определения ширины канала необходимо определить диаметр труб промывной воды по промывному расходу:

                                                    qпром = ωпр*fф                                                   (3.6)

По таблице [4] определяется диаметр трубы (скорость 0,8 – 1,2 м/с).

qпром = 15 * 23 = 345 л/с

V = 1,17 м/с

D=600 мм

Ширина канала больше диаметра трубы на 0,2 – 0,3 м.

Ширина канала равна: 600 + 200 = 800 мм.

Откуда следует, что =(6,0-0,2)*(4,8-0,1-0,2-0,1-0,8) = 20,64м2

Принимается 5 фильтров на вторую очередь и 4 фильтров на первую очередь.

Фактическая площадь отличается от расчетной. Поэтому необходимо проверить скорость фильтрования при нормальном режиме для первой и второй очередей:

Фактическая скорость фильтрования определятся:

- на вторую очередь:

                                                            (3.7)                  

Фактическая площадь всех фильтров:

                                                                                                   (3.8)

               

м2

м/ч

Данная скорость меньше нормативной.

Фактическая площадь фильтров на первую очередь:

м2

м/ч

Фактическая скорость фильтрования не превышает допустимую.

Далее определяется скорость фильтрования при форсированном режиме:

- на первую очередь:

                                                                        (3.9)

где  фактическая скорость фильтрования;  

м/ч

м/ч

•  Расход воды на собственные нужды

Расход воды на собственные нужды фильтра (для промывки) определяется по формуле:

                  (3.10)

Общий расход определяется по

                (3.11)

гдеQпол - полезная производительность сооружений;

1.3.2 Осветлители со слоем взвешенного осадка.

Осветлители со взвешенным осадком (ОВО), так же как и отстойники, применяются в качестве первой ступени очистки.

                          k =  (Cв - Мосв) / δ ∙ kр,                                                     (3.11)

где Св – концентрация взвешенных веществ в воде, мг/л, поступающих в осветлитель.

             Q =  Fфакт   ∙   nпр ∙  qпр

             kл 

             kз  

При применении в качестве коагулянта оксихлорида алюминия в виде 20%-го раствора Св определяется по формуле:

                 

                                  Св = М + 0,25Ц                                                   ( 3.12)

где М – мутность воды в источнике водоснабжения, мг/л;

Мосв  – мутность воды, выходящей из отстойника, мг/л;

δ – средняя по высоте осадочной части концентрация твердой фазы в осадке, мг/л.

kр – коэффициент разбавления осадка.

        Св л = 520 + 0,25 ∙ 60 = 535

        Свз = 70 + 0,25 ∙ 15 = 73,75

         (15000 + 1040,26) ∙ 1,0225 = 16401,165

       (15000 ∙ 0,9+1040,26)  ∙ 1,008 = 14656,582

      (25000 + 1300,32) ∙ 1,0225 = 26892,077

      (25000 ∙ 0,9+1300,32) ∙ 1,008 = 23990,722

         Площадь определяется по формуле (3.13) для первой и второй очередей в зимний и летний периоды:

                                          Fоcв=q ∙ Kр.в./ 3,6 ∙ Vосв                                                                      (3.13)

где q – расчетный расход воды, м3/ч;

Vосв – скорость выпадения взвеси, мм/с;

610,69 ∙ 0,7 / 3,6 ∙  (0,5 ∙ 1,15)  = 206,51 м2
              683,38 ∙ 0,7 / 3,6 ∙ (1,0 ∙ 1,15)  = 115,56 м2

         999,61 ∙ 0,7  /3,6 ∙ (0,5 ∙ 1,5)  = 338,03 м2

        1120,5 ∙ 0,7 / 3,6∙ (1,0 ∙ 1,15)  = 189,46 м2

       610,69 ∙ (1- 0,7) / 3,6∙ (0,5 ∙ 1,15) = 88,51 м2

       683,38 ∙ (1- 0,7) / 3,6∙ (1 ∙ 1,15) = 49,52 м2

        999,61∙ (1- 0,7)/3,6 ∙ (0,5 ∙ 1,15)  = 144,87 м 2

        1120,50∙ (1- 0,7) / 3,6∙ (1,0 ∙ 1,15)  = 81,19 м2

        206,51 + 88,51 = 295,02 м2  

        338,03 + 144,87 = 482,9 м2

Число осветлителей:

 I. 295,02/81 = 3,64 ≈ 4 + 1 резервный

 II. 482,9/81 = 5,96 ≈ 6

             

1.4 КОМПАНОВКА СООРУЖЕНИЙ

После предварительного расчета основных сооружений водоподготовки необходимо составить компоновочную схему сооружений с учетом очередности строительства с целью определения оптимальных размеров зданий, в которых они располагаются в соответствии с существующей строительной сеткой промышленных зданий, и возможности перекрытия этих зданий строительными конструкциями.

Первая и вторая очереди строительства определяются коридором 4-6 м для возможности строительства второй очереди прокладки обводного трубопровода и других коммуникаций.

1.4.1 Схема с осветлителями со взвешенным осадком и скорыми фильтрами.

Компоновка сооружений приведена в приложении А .

1.  ДЕТАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ СКОРЫХ ФИЛЬТРОВ.

1.5.1 Скорый фильтр

Дренажно – распределительная система скорого фильтра принимается согласно п.6.103  [1] трубчатого большого сопротивления (рис. 6). Расчет дренажно - распределительная  система рассчитывается в соответствии с п.6.105 – 6.110 [1].

Рисунок 6

Дренажно – распределительная система

Для сбора профильтрованной воды и подачи на промывку в скорых фильтрах устраивается распределительная система. Трубы стальные с отверстиями d = 12 мм, расположенными в два ряда в шахматном порядке под углом 45 градусов на расстоянии 150 – 200 мм.

Расстояние между осями ответвлений принимается 250мм.

Порядок расчета:

- Число ответвлений в одном отделении скорого фильтра:

                  (5.1)

Фактическое расстояние между осями дренажных труб:

                   (5.2)

Расстояние принимается  250 мм.

- Расход воды по одной трубе:

                  (5.3)

                                                                                                                         

- Диаметр ответвлений  определяется по формуле:

                    (5.4)

где     скорость в начале ответвления, принимается равной  по п.6.106[1]

1,6- 2,0 м/с

     

 

Принимается диаметр 150 мм.

- Площадь одного отверстия:

                   (5.5)

     

где   диаметр отверстий – 12 мм.

- Общая площадь всех отверстий по п.6.105, [1], должна составлять 0,25-0,5% от рабочей площади фильтра:

     

- Площадь одного отверстия трубы:

                  (5.6)

 

- Количество ответвлений на одной трубе:

                  (5.7)

шт.

- Расстояние между отверстиями:

                          (5.8)

где   длина отделения фильтра без канала, мм;

         

мм.

Расстояние входит в установленные пределы (150-200) мм, по [1].

•  Для сбора и отведения промывных вод, следует предусматривать желоба, которые рассчитываются согласно п.6.111 – 6.113 [1] (рис.7).

Рисунок 7

Сборные желоба

 

Для отвода промывной воды в фильтровальных сооружениях устраиваются желоба, от конструкции которых зависит качество промывки и продолжительность работы фильтра. Желоба имеют пятиугольное сечение. Расстояние между осями соседних желобов должно быть не более 2,2 м согласно п.6.111[1].

Порядок расчета:

- Число желобов:

Значит, принимается 4 желоба.

Фактическое расстояние между желобами определяется по рисунку 8

Рисунок 8

Расстояние между осями желобов равно 2а, то есть 2*0,72 =1,44 м.

- Ширина желоба определяется по формуле :

                                                                                     (5.9)

- где  - расход воды по желобу, м3 /с;

                                                                                         (5.10)

       где  - количество желобов в фильтре;

              - количество отделений в фильтре;

       

- отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принимается равным 1,5;

- коэффициент, принимаемый равным для пятиугольных желобов - 2,1 ;

         м

                                                    Рисунок 9

     - Расстояние от дна желоба до дна канала определяется по формуле:

                                                                                   (5.11)

где  - расход вод по каналу, м3 /с;

      - ширина канала, принимается равной 1,0 м;

      - ускорение свободного падения, м /с2;

    -  Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов

определяется по формуле:

                                                                                            (5.12)

где  - высота фильтрующего слоя;

      - относительное расширение фильтрующей загрузки в процентах,

             принимается по таблице 23[1] равной 30%.

•  Высота скорого фильтра  рассчитывается с учетом требований п.6.101, 14.11 [1] (рис.10)

Определение высоты скорого фильтра.

По табл.22[1] или по прил.Б назначаются поддерживающие слои.

Для крупности зерен 40-20 мм принимается высота слоя – 250 мм;

Для 20-10 мм – 150 мм;

Для 10-5 мм – 150 мм;

Для 5-2 мм – 100 мм;

Для 2,0-1,2мм – 100 мм;

Высота для крупности зерен 40-20 мм определяется из условия, что верхняя граница слоя должна быть на уровне верха распределительной трубы, но не менее чем на 100 мм выше отверстий.

Высота поддерживающих слоев равна:

Нпод.сл .=250+150+150+100+100=750 мм

Высота скорого фильтра определяется по формуле:

                    

                                                                            (5.13)

где высота поддерживающих слоев 1,2 м;

высота загрузки, принимается равной 1,25 м;

высота слоя воды, принимается равной не менее 2 м;

высота сухого борта, принимается 0,5 м;

Высота сооружения согласно п.14,11[1] должна быть кратна 0,6 м, принимается фильтр высотой 4,8 м.

Разрез скорого фильтра показан на рисунке 10:

Рисунок 10

                     

                                              Рисунок 10 а

•  Потери напора в фильтре при промывке можно определить в соответствии с рекомендациями [4].

Потери напора в распределительной системе определяются по формуле:

                                                                        (5.14)

где скорость в начале коллектора, м/с;

     средняя скорость на входе в отверстия, м/с;

     коэффициент гидравлического сопротивления, принимаемый согласно п.6.86[1]:

                                                                          (5.15)

где коэффициент перфорации – отношение суммарной площади отверстий к площади поперечного сечения коллектора;

                                                     ,                 (5.16)

1.6 ОСВЕТЛИТЕЛЬ СО ВЗВЕШЕННЫМ ОСАДКОМ

1.6.1 Осветлитель состоит из двух отделений осветления воды и одного осадкоуплотнителя.

Водораспределительный дырчатый коллектор, размещенный в нижней части коридоров осветлителя, рассчитывают на наибольший расход воды. Тогда расход воды на один осветлитель:

                                                                                   (6.1)

Т.к. два коридора то, расход делим на 2.

Скорость входа воды в дырчатый коллектор должна быть в пределах 0,5-0,6 м/с; диаметр коллектора принят dкол= 250мм при скорости Vкол = 0,49 м/с.

Так как во второй половине дырчатого коллектора скорость становится менее 0,5 м/с, принимаем коллектор телескопической формы, сваренный из трех труб диаметрами 250, 200, 150 мм равной длины. Скорость движения воды в начале 200-мм участка при расходе 17,29 л/с равна 0,51 м/с, а в начале 150-мм участка при расходе 8,65 л/с – 0,45 м/с.

                     150 мм         200 мм        250 мм

                  q=8,65л/с      q=17,29л/с    q=25,94л/с        

      

  Скорость выхода воды из отверстий должна быть V0= 1,5÷2 м/с; принимаем V0=1,8 м/с.

Тогда площадь отверстий распределительного коллектора составит:

f0=qкол÷V0=0,025÷1,8 ≈ 0,0144м2 или 144см2.

Принимаем диаметр отверстий 20 мм, тогда площадь одного отверстия составит:

Отверстия размещаются в два ряда по обеим сторонам коллектора в шахматном порядке; они направлены вниз под углом 450 к горизонту. Отношение суммы площадей всех отверстий в распределительном коллекторе к площади его поперечного сечения.

Количество отверстий в каждом коллекторе будет:

Расстояние между осями отверстий в каждом ряду l= 8,8м = 880см = 8800мм

n0=46/2=23шт.

шаг 8800/23=380 мм.

1.6.2 Водосборные желоба с затопленными отверстиями для сбора воды.

Желоба размещены в зоне осветления, в верхней части осветлителя, вдоль боковых стенок коридоров.

Расход воды на каждый желоб:

Ширина желоба прямоугольного сечения

1.6.3 Осадкоприемные окна.

Площадь их определяется по общему расходу воды, который поступает вместе с избыточным осадком и осадкоуплотнитель.

Следовательно,

С каждой стороны в осадкоуплотнитель будет поступать

воды с избыточным осадком.

Площадь осадкоприемных окон с каждой стороны осадкоуплотнителя будет:

Vок - скорость движения воды с осадком в окнах, равная 36-54 м/ч)

Vок=40 м/ч

Принимаем высоту окна hок=0,2м. Тогда общая длина их с каждой стороны осадкоуплотнителя

Устраиваем с каждой стороны осадкоуплотнителя по горизонтали 10 окон       (n = 10) для приема избыточного осадка размером каждое 0,2*0,35 м

По длине осадкоуплотнителя 8,8 м и 10 окон шаг оси окон по горизонтали составит 8,8 : 2= 4,4:10 = 0,45 м.

1.6.4 Дырчатые трубы для сбора и отвода воды

Дырчатые трубы для сбора и отвода воды из зоны отделении осадка в вертикальном осадкоуплотнителе размещаются так, чтобы их верхняя образующая была ниже уровня воды в осветлителе не менее 0,3 м и выше верха осадкоприемных окон не менее 1,5 м.

Расход воды через каждую сборную дырчатую трубу будет:

Принимаем dсб = 100 мм, тогда Vсб = 0,76 м/с. Диаметр отверстий 15-20 мм. Площадь отверстий при скорости входа воды в них V0=1,5 м/с должна быть:

При отверстиях диаметром 18 мм площадь каждого будет fотв=2,54 см2. Подробнее количество отверстий : n0= 52/2,54 = 20,47. Принимаем 20 отверстий с шагом 8,8:2 = 4,4 : 20 = 0,22 м = 220 см.

1.6.5 Определение высоты осветлителя.

Высота осветлителя, считая от центра водораспределительного коллектора до верхней кромки водосборных желобов, равна:

где    bкор – ширина коридора осветлителя;

        bж – ширина одного желоба;

        α – центральный угол, образуемый прямыми, проведенными от оси водораспределительного коллектора к верхним точкам кромок водосборных желобов; принимается не более 300.

Если на очистной станции количество фильтров менее шести, то работа их осуществляется по режиму с постоянной скоростью фильтрования. При таком режиме работы фильтров необходимо предусматривать над нормальным уровнем воды при выключении фильтров на промывку.

Дополнительная высота осветлителей должна быть

          1,5

                           Н=4,7м

                                             hвзв

                                                       hпир=1,7м

                                        

                        0,4

Высота пирамидальной части осветлителя будет

где     a – ширина коридора понизу, принимаемая обычно равной 0,4м;

         α1 – центральный угол наклона стенок коридора, равный 700 (принимается в пределах 60-900).

 

Высоту защитной зоны над слоем взвешенного осадка принимаем hзащ=1,5м (обычно эта величина лежит в пределах 1,5 – 2 м).

Тогда высота зоны взвешенного осадка выше перехода наклонных стенок осветлителя в вертикальные будет

hверт = Носв - hзащ - hпир

h = 4,7 – 1,7 - 1,5м

1.6.6 Продолжительность пребывания осадка в осадкоуплотнителе.

Объем осадкоуплотнителя составит :

Тогда :

Количество осадков, поступающего в осадкоуплотнитель

При скорости движения воды в конце трубы V=1,1 м/с, т.е. более 1 м/с, диаметр трубы должен быть d=200мм.

Площадь отверстий при скорости V0=3м/с составит

f0 = qос : V0 = 0,034: 3 = 0,0113м2=113см2

 

принимаем отверстие диаметром d =20 мм и площадь f0=3,14 см2 (минимально допустимый диаметр отверстий 20 мм).

Потребное количество отверстий n0 = Σf0 : f0 = 113 : 3,14 = 36 шт.

Принимаем 36 отверстий с шагом 8,8 / 36:2 = 0,49 м = 490 мм, т.е. менее 0,5 м (максимально допустимого).

1.6.1 Расчет смесителя

Секундный расход одного смесителя:

                (6.1)

где   общий расход воды по сооружениям с учетом собственных нужд;

число смесителей - воздухоотделителей.

м3/с

Принимается по [6] диаметр подводящего трубопровода d=600 мм, V=1,95м/с, 1000i=7,61.

Площадь основания прямоугольной части определяется по формуле:

                          (6.2)

где   скорость восходящего движения воды, принимается по п.6.45[1], равная 30 мм/с,

Высота конусной части:

                   (6.3)

где   сторона квадрата, определяемая по:

                (6.4)

α– угол конусной части.

                                  

                                      Рисунок 13

Высота верхней части:

                    (6.5)

где   высота конусной части, м;

высота прямой части, м.

Объем смесителя определяется по формуле:

                  (6.6)

Объем конусной части:

                  (6.7)

Объем прямой части смесителя:

                   (6.8)

Время пребывания воды в смесителе:

                (6.9)

где   расход по одному смесителю.

1.6.2  Расчет воздухоотделителя

Время пребывания воды в воздухоотделителе:

                 (6.10)

где  время пребывания воды в смесителе – воздухоотделителе.

 

Объем воздухоотделителя:

                      (6.11)

где   расход по одному смесителю.

 

Площадь воздухоотделителя:

                 (6.12)

где   объем воздухоотделителя;

        высота смесителя.

 

 

Фактическая нисходящая скорость:

                        (6.13)

, значит, требование, установленное в п.6.45[1] выполняется.

Высота конусной части:

Объем конусной части:

м3 

Объем прямой части смесителя:

              (6.14)

Высота верхней части:

              (6.15)

Фактическая нисходящая скорость на первую очередь:

м3/с

,значит, требование, установленное в п.6.45[1] выполняется.

План смесителя и воздухоотделителя изображен на рисунке 14.

                                               

Рисунок 14

1.7 ПОДБОР МИКРОФИЛЬТРА.

По рекомендации СНиПа на станциях, где имеет место фильтрование снизу вверх, необходимо устанавливать микрофильтры для задержания взвешенных и плавающих веществ, предусмотрены барабанные сетчатые микрофильтры.

Микрофильтры представляют собой барабаны, на которых размещаются пластмассовые или металлические сетки из латунной нити. Благодаря работе микрофильтров достигается уменьшение взвеси на 30 – 40%, экономится коагуляция примерно в 2.5 раза и улучшается работа фильтров.

Расход, который проходит через фильтры составляет:

где  общий расход воды с учетом собственных нужд.

QМКф=104178м3/сут = 4340,75 м3/ч

Принимается 4 микрофильтра – 3 рабочих и один резервный

Типоразмер     3 x 3,7;

Расчетная производительность 1600 м3/ч

1.  РЕАГЕНТНОЕ ХОЗЯЙСТВО.

1.8.1 Цех коагулянта.

Оксихлорид алюминия (ОХА) – в разведенном виде густая вязкая жидкость сероватого цвета, без запаха, не летучая, не горючая, пожаро- взрывобезопасная, прекрасно растворяющаяся в воде при любых температурах.

Применение ОХА по сравнению с сернокислым алюминием по результатам МУП «Горводоканал» эффективнее на 24%.

ОХА дает:

1.  уменьшение суммарных затрат на реагенты;
2.  уменьшение в четыре раза массы используемых реагентов;
3.  снижение на 10-15% потребления жидкого хлора;
4.  более высокое качество водоподготовки.

ОХА разгружается в растворные баки, где доводится водой до 20% концентрации, затем раствор перекачивается в баки хранилища и расходные баки, где доводится до 1% раствора.

Месячная потребность станции по ОХА определяется:

                   (8.1)

где   доза коагулянта;

расход с учетом собственных нужд, м3/сут;

время, на которое заготавливается реагент;

концентрация ОХА;

Доставка цистернами 15 шт по 5 м3

Требуемый полезный объем расходных баков для 3,5% раствора рассчитывается из удобства эксплуатации на 12 часов работы:

                                                         (8.2)

где часовой расход с учетом собственных нужд ;

время, на которое затворяется раствор;

концентрация раствора коагулянта, равна 3,5 %.

Принимается 2 расходных бака объемом 15 м3. Размеры в плане - 2,8х2,8 м, высотой – 2,0 м.

Для доведения раствора до 3,5 % концентрации предусматривают перемешивание воздухом 3 – 5 л/с.

Требуемый расход воздуха для одного расходного бака:

                   (8.3)

где интенсивность перемешивания, принимается по п.6.23[1];

площадь бака.

1.   Цех флокулянта.

«Praestol» - порошкообразный флокулянт на основе органических синтетических водорастворимых акриламидных полимеров различных видов и степеней ионогенности.

Приемущество «Praestol» над полиакриламидом (ПАА):

- снижение дозы флокулянта в 10-25 раз.

Объем «Praestol» необходимый станции ВОС на месяц определяется по формуле:

                                                                         (8.4)

К проектированию принимается 2 мешка с флокулянтом «Praestol» массой 20 кг.

Объем расходных баков для «Praestol»  определятся:

                                                                           (8.5)

  

где рекомендуемое время хранения 1 % раствора «Praestol»,

               принимается  12 часов;

     плотность раствора 0,5 г/см3.

концентрация раствора для дозирования 0,0005;

Принимается 5 расходных бака объемом 2х3 м3. Размеры в плане -1,6х1,6, высотой - 2,0 м.

1.9 РАСЧЕТ ХЛОРАТОРНОЙ.

Суточный расход хлора:

                            (9.1)

где  доза хлора для первичного хлорирования, равная 5 мг/л, согласно п.6.18 [1];

   

Количество хлора на обеззараживание:

                                                                (9.2)

где  доза хлора пощедшего на обеззараживание, мг/л;

      полезный расход на вторую очередь, м3/сут;

    

Общее количество хлора на первичное и вторичное хлорирование  составляет:

                                (9.3)

Часовой расход хлора:

                           (9.4)                       

Принимается хлорирование из бочек, размеры подбираются по [5]:

– диаметр = 640 мм;

– длина = 1,8 м;

– объем = 400 л;

– вместимость = 500 кг хлора;

– съем хлора с 1 м2 боковой поверхности = 3 кг/час.

Боковая поверхность бочки:

                  (9.5)

где  диаметр бочки;

      длина бочки.

Тогда с одной бочки получается:

                                               (9.6)                          

где  съем хлора с 1 м2 боковой поверхности бочки (3 кг/ч).

Число бочек, обеспечивающих суточную подачу хлора:

                                                                                      (9.7)

.

Принимаются 3 рабочих и 1 резервная бочки.

Время работы одной бочки:

                                                              (9.8)

где  вместимость бочки (500 кг).

Месячный запас бочек:

        

.

Принимается 16 бочек.

Склад хлора должен вмещать 16 бочек, обеспечивающих месячный запас хлора на очистных сооружениях. Принимаем хлораторную, совмещенную со складом хлора, размеры в плане .

1.10 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ.

1.10.1 Подбор воздуходувки для контактного префильтра.

Воздуходувка предназначена для подачи воздуха при промывке префильтров.

Расход воздуха вычисляется по  формуле:

                 (10.1)

где qтр - расход в магистральном трубопроводе, м3/с

Подбираются две воздуходувки по [7], типа TВ–42–1,4, производительностью 2500 м3/сут, число оборотов - 2950 об/мин.

1.10.2 Подбор промывных насосов для контактных префильтров и скорых фильтров.

Насосы для промывки скорых фильтров подбираются по расходу:

                (10.2)

где  фактическая площадь фильтров, м2;

интенсивность промывки, л/(с.м2);

Принимается насос типа Д 2500-17(20НДн) с электродвигателем вида А3-355S-8, размерами 3235х674х840мм, масса насоса - 2234кг, масса электродвигателя – 1030кг.

Насосы для промывки контактных префильтров:

 

Принимается насос  типа Д 800-57, длина 2550х420х231мм.

1.  Подбор насосов дозаторов.

Насосы – дозаторы для реагентов подбираются в зависимости от расхода реагента:

                                                                                                  (10.3)

 По [3] подбирается насос-дозатор серии НД-400/16.

 

По [3] подбирается насос-дозатор серии НД-400/16.

1.  Подбор оборудования хлораторной

        Тип хлоратора принимается марки АХВ1000/Р24, производительностью от   1,5-24 кг/ч.

Весы в хлораторной принимаются циферблатные марки РП-2 Ц13М, массой – 444кг, размерами: А=1200мм, В=1250мм, С=1325мм, L=1710мм, Н=1795мм, h=251мм

1.   ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ.

Зоны санитарной охраны должны предусматриваться на всех проектируемых и реконструируемых водопроводах хозяйственно – питьевого назначения в целях обеспечения их санитарно – эпидемиологической надежности.

Граница первого пояса зоны водопроводных сооружений должна совпадать с ограждениями площадки сооружений и предусматриваться на расстоянии:

- от стен резервуаров фильтрованной (питьевой) воды, фильтров (кроме напорных), контактных осветлителей с открытой поверхностью воды – не менее 30 метров;

Санитарно – защитная полоса вокруг первого пояса зоны водопроводных сооружений, расположенных за пределами второго пояса источника водоснабжения должно иметь ширину не менее 100 метров.

Санитарно – защитную зону от промышленных и сельскохозяйственных предприятий до сооружений станций подготовки питьевой воды надлежит принимать как для населенных пунктов в зависимости от класса вредности производства.

На территории первого пояса зоны площадки водопроводных сооружений должны предусматриваться следующие мероприятия:

      - территория должна быть огорожена в 4 – 5 нитей;

      - примыкание к ограждению нитей, кроме проходной и административных зданий запрещается на территории зоны:

      1) все виды строительства;

      2) размещение жилых и общественных зданий;

      3) прокладка трубопроводов различного назначения за исключением             трубопроводов, обслуживающих водопроводные сооружения;

      4) выпуск в поверхностные источники сточных вод, купание, ловля рыбы, применение ядохимикатов.

              13 ПОДБОР ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ

Подбор диаметров трубопроводов производят по таблицам Шевелева [4]

для стальных труб, по расходу и требуемым скоростям.

         Таблица 2. Подбор диаметров трубопроводов

№п/п	Назначение трубопровода	Расход воды, л/с	Скорость, м/с	Диаметр, мм
1	Подача воды на микрофильтры	1206	1,52	1000
2	Подача воды на 1 микрофильтр	402	0,80	800
3	Сбор воды с микрофильтров	1206	1,52	1000
4	Подача воды на смесители	1188	1,49	1000
5	Подача воды на 1секцию смесителя	594	1,16	800
6	Сбор воды с смесителей	1188	1,49	1000
8	Подача воды на все контактные префильтры	1102	1,41	1000
9	Подача воды на 1 контактный префильтр	84,8	1,12	300
10	Сбор воды с контактных префильтров	1102	1,41	1000
11	Подача осветленной воды на все фильтры	1105	1,41	1000
12	Тоже на один фильтр	138,1	2,60	250
13	Отвод фильтрата с одного фильтра	138,1	2,60	250
14	Отвод фильтрата в  РЧВ от всех фильтров	1105	1,41	1000
15	Подача промывной воды	810,3	1,60	800
16	Отвод загрязненной промывной воды	810,3	1,60	800

ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП 2.04.02 – 84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: ФГУП ЦПП, 2007.

2. СанПиН 2.1.4.1074 – 01.

3. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды НИИ КВОВ АКХ им.К.Д.Панфилова. – М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

4. Шевелев Ф.А. Таблицы гидравлического расчета водопроводных труб. – Тверь Интеграл, 2007.

5. Горбачев Е.А. Проектирование очистных сооружений водопровода из поверхностных источников: Учебное пособие. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004.

6. Флог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. – 2006.

7. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Справочник монтажника. Под ред. Москвитина А.С. – Подольск. – 2007.

 

1. Лекция 10 Системы управления базами данных СУБД Общая характеристика СУБД Microsoft Office ccess
2. Исследование эффективности управления внутренней средой проекта
3. технологическая защита конкуренции стабилизационная прогностическая регулирующая Прав
4. Написание гласных e и o дифтонгов и слоговых R L
5. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Харків 2001 Д
6. Кроссворд по банковскому менеджменту
7. Концепция правового государства
8. Введениестр
9. Реферат- Исследование законов предельной производительности
10. производственным
11. по теме Рождество и Новый год в Великобритании актуализация лексических навыков тренировка навыков чтени
12. МОДУЛЬ ФАРМАЦЕВТМЕНЕДЖЕР ПЕРЕЧЕНЬ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ ВОПРОСОВ Согласовано
13. Правовой режим особо охраняемых природных территорий и объектов
14. введением в жизнь первой части Налогового кодекса Российской Федерации горячие споры вокруг того сколько и
15. Поняття та принципи конституційного ладу України У найзагальнішому вигляді конституційний лад це закрі
16. Учебное пособие- Термопара
17. Учебное пособие- Свойства алюминия
18. В поисках инерцоида
19. химические свойства тактическая характеристика механизм токсикологического действия синильной кислоты
20. Тема курсового проекта- Проектирование сборных железобетонных конструкций Задание- Расс

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе