Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
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].
1.1 Обоснование тохнологической схемы обработки воды и состава основных сооружений
(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.
, (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.
(1.3)
Следовательно, умягчение воды не требуется.
Карбонатная жесткость определяется наличием бикарбонатов:
(1.4)
Некарбонатной жесткостью является разность общей и карбонатной жесткости:
(1.5)
(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.
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.
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
(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
(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.
(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 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 .
1.5.1 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].
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%.
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 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
1.8.1 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:
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.
«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.
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.
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
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.