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
PAGE 7
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
(ННГАСУ)
_____________________________________________________________________________
Факультет инженерно- экологических систем и сооружений
Кафедра техносферной безопасности
Расчетно-пояснительная записка
курсовой работы
«Принципиальное устройство, безопасная эксплуатация
сооружений водопользования»
(вариант № 8)
Выполнила:
студентка, гр. ТБ-01 Мелузова Г.Е.
Проверил доцент, к.т.н. Фирсов А.И.
Нижний Новгород
20014
Содержание
|
Введение…………………………………………………………………….. |
3 |
|
1.Расчет сооружений водоподготовки, обработки осадка и очистки поверхностного стока……………………………………………………… |
4 |
|
1.1 Исходные данные…………………………………………………… |
4 |
|
1.2 Расчет фильтров станции водоподготовки………………………... |
5 |
|
1.3 Расчет центрифуг цеха обезвоживания осадка…………………… |
8 |
|
1.3.1 Центрифугирование сырого осадка…………………………... |
8 |
|
1.3.2Центрифугирование уплотненной минерализованной смеси избыточного ила и фугата…………………………………………………. |
9 |
|
1.4 Расчет количества поверхностного стока с территории цеха обезвоживания осадка……………………………………………………... |
11 |
|
2. Особенности обустройства, безопасной эксплуатации зон санитарной охраны поверхностных источников водоснабжения…………..................................................................... |
12 |
|
Заключение…………………………………………………………………. |
14 |
|
Список использованной литературы……………………………………… |
15 |
Введение
Одним из методов освобождения воды от взвешенных и коллоидных примесей является фильтрование её через пористую среду. При обработке осадка широко применяются центрифуги.
Для обезвоживания осадка в данной работе было необходимо рассчитать количество скорых безнапорных фильтров станции водоподготовки определённой производительности, количество центрифуг, а также предложить планировку помещения для их размещения.
Для обезвоживания осадка, сбора и работы локальных сооружений очистки поверхностных стоков необходимо выполнить их расчёт, предусмотреть вариант канализования.
1.Расчет сооружений водоподготовки, обработки осадка и очистки поверхностного стока
1.1 Исходные данные
Производительность водопроводной станции Qп= 10 тыс. м3/cут;
Характеристика фильтрующей загрузки:
материал – песок кварцевый;
крупность 0,8 – 2,0 мм;
высота Hф= 800 мм;
Скорость фильтрования, м/час:
при нормальном режиме 8,0;
при форсированном режиме 9,5;
Расчетная продолжительность фильтроцикла Т=10,5 час;
Режим промывки:
интенсивность, W=14 л/с·м2;
продолжительность, t=5,5 мин=0,09 час;
объем воды, образующейся при простое промываемого фильтра,
w0=0,5 м3;
Сырой осадок:
количество, qmud=0,04Qп=400м3/cут;
влажность, Pmud,en=93,7%;
Избыточный ил:
количество, qi,en=0,03Qп=300 м3/cут;
влажность, Pif,en=99%;
Эффективность задержания сухого вещества:
сырого осадка, Эmud=52%;
избыточного ила, Эi=17%;
смеси, Эit=32%;
Влажность кека, Pmud,e×=72%;
Площадь поверхностного стока, S=0,0001(L+100)(B+100), га;
Расход дождевых вод, q=z·A1,2·S/t1,2n-0,1, л/сек;
Интенсивность дождя для конкретной местности, q20=50 л/сек·га;
Показатель интенсивности, n=0,38;
Среднее количество дождей, m=150;
Период однократного превышения расчетной интенсивности, P=0,40;
Показатель степени, γ=1,54;
Расчетная скорость, V=1,4 м/с.
1.2 Расчет фильтров станции водоподготовки
Фильтры рассчитывают на работу при нормальном и форсированном режимах при выключении отдельных фильтров на промывку и ремонт. Расчет скорых безнапорных фильтров начнем с определения общей площади фильтров на станции:
, м2, (1)
где Qп – полезная производительность станции, м3/сут;
m – продолжительность работы станции в течение суток (принимаем 24 ч);
v – скорость фильтрования при нормальном режиме, м3/ч;
n – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации:
, (2)
где T – расчетная продолжительность фильтрующего цикла при нормальном режиме, ч;
t1 – время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаем для фильтров, промываемых водой, равным 0,33 ч;
q – удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м3/м2:
q=3,6·W·t, (3)
где W – интенсивность промывки фильтра, л/с∙м2;
t – продолжительность промывки фильтра, ч.
По формуле (2): ;
По формуле(3) : q=3,6·14·0,009=4,536 м3/м2;
По формуле (1) : м2.
По общей площади фильтров (в первом приближении) принимаем их количество, используя выражение:
(4)
При назначении количества фильтров должно обеспечиваться соотношение:
, (5)
где Vф – допустимая скорость фильтрования при форсированном режиме, м3/ч;
N1 – число фильтров, одновременно находящихся в ремонте (принимаем 1, так как N<20).
Исходя из расчета можно принять 4 рабочих фильтра и один резервный.
Определяем площадь одного фильтра:
м2 (6)
где N – количество рабочих фильтров.
В соответствии с основными типоразмерами, которые разработали ведущие проектные организации, примем размеры фильтров (b×l) 3,5×5 м.
Определим высоту фильтра Н, м:
Н=Нп+Нф+Нв+Нд+Нс, (7)
где Нп – высота поддерживающего слоя, 0,1 м:
Нф – высота фильтрующего слоя, м;
Нв – высота слоя воды над фильтрующей загрузкой, принимаем равной 2 м;
Нд – дополнительная высота фильтров (в м), определяемая при работе их с постоянной скоростью фильтрования, при выключении одного из них на промывку, по формуле:
(8)
где Wo – объем воды, накапливающийся за время простоя промываемого фильтра, м3;
Σf – суммарная площадь фильтров, в которых накапливается вода, м2:
Σf=a·f, (9)
a – количество фильтров, находящихся в определенный момент на промывке:
, (10)
n – число промывок одного фильтра в течение суток при нормальном режиме эксплуатации;
Нс – превышение кромки бортов фильтра над поверхностью воды, принимаем равным 0,5 м.
По формуле (10) :
Т.к. , то для расчета принимаем ;
По формуле (9) : Σf=1·14,07= 14,07 м2 ;
По формуле (8) : м ;
По формуле (7) : Н= 0,1 + 0,8 + 2 + 0,035 + 0,5 = 3,43 м
Размеры здания для размещения фильтров (1):
Рисунок 1 – Эскиз помещения фильтрозала
1.3 Расчет центрифуг цеха обезвоживания осадка
1.3.1 Центрифугирование сырого осадка
, (11)
где qmud – количество сырого осадка, м3/сут;
Pmud,en – влажность сырого осадка, %.
т/сут
(12)
где qcf – производительность центрифуги по исходному осадку, м3/ч:
По формуле (12): ч
Gmud,e×=k·Gmud, (13)
где k – коэффициент эффективности:
(14)
По формуле : Gmud,e×=0,52·25,2=13,1 т/сут
, (15)
где pmud,e× – влажность обезвоженного осадка, %;
γmud,e×=0,85 т/м3 – объемный вес кека.
м3/сут.
Gf=Gmud-Gmud,e×= 25,2-13,1= 12,1 т/сут; (16)
qf=qmud-qmud,e×=400-39,7=360,3 м3/сут. (17)
5. Концентрация сухого вещества в фугате (г/л):
г/л (18)
(19)
где qi,en – количество избыточного ила (м3/сут):
qi,en=0,03·Qп=0,03·10000=300 м3/сут; (20)
pif,en=99%
По формуле (19): т/сут;
Gif=Gf+Gi=12,1+3=15,1 т/сут, (21)
т/сут (22)
м3/сут. (23)
шт (24)
Принимаем к установке 3 рабочих центрифуги и 1 резервную размером 4,53 х 2,78.
Gif,e×=Gif=15,1 т/сут;
м3/сут. (25)
Gf,e×=Gif,en-Gif=25,2-13,1=12,1 т/сут (26)
qf ,e×=qif,en-qif,e×=400-39,7=360,3 м3/сут (27)
г/л (28)
Принимаем размеры цеха обезвоживания осадка (рис. 2):
Рисунок 2- Эскиз помещения для установки центрифуг
1.4 Расчет количества поверхностного стока с территории цеха обезвоживания осадка
1. Определяем площадь водосборной территории. Она находиться в гектарах по формуле:
S=0,0001(L+100)(B+100)=0,0001(24+100)(18+100)=1,46 га (29)
Где L и В соответственно найденные расчетом длина, ширина ЦОО, м.
2. Расчет дождевого стока q, л/сек определяется из соотношения:
q=z·A1,2S/t1,2n-0,1, (30)
где q – расход выпадающих дождевых стоков в данной местности, л/сек;
z – среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока;
где 0,33 – z для кровли зданий и сооружений, асфальтированных покрытий дорог;
0,224 – z для брусчатых мостовых, щебеночных покрытий дорог);
0,0 38 – z для газонов;
A, n – параметры, определяющие интенсивность, количество дождей;
S – расчетная площадь стока, га;
t – расчетная продолжительность дождя, мин.;
3. Для определения А следует воспользоваться формулой:
A=q20·20n(1+lgP/lgm)γ, (31)
где q20 – интенсивность дождя, л/с на 1 га, для данной местности продолжительностью 20 мин;
m – среднее количество дождей за год;
P – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя;
γ – показатель степени.
A=50·200,38(1+lg0,40/lg150)1,54=110,7
4. Расчет продолжительности дождя t принимается равной продолжительности протекания поверхностных сточных вод по территории промышленной площадки и лоткам (трубам коллектора) и вычисляется по формуле:
t=t1+t2, (32)
где t1 – продолжительность протекания дождевых вод до сборного открытого лотак. Принимаем 7 мин.
t2 – продолжительность протекания по лотку на территории ЦОО, мин., которая находиться из соотношения:
t2=0,021·L/v, (33)
где L – длина лотка, м. Определяется по генплану ЦОО с учетом уклона территории;
v – расчетная скорость, м/с;
По формуле (33) : t2=0,021·124/1,4=1,86 сек=0,031 мин.
По формуле (32): t=7+0,031=7,031 мин =421,9 сек.
По формуле (30) : q=0,196·110,71,2·1,46/421,9,2·0,38-0,1=1,5л/сек.
2. Особенности обустройства, безопасной эксплуатации зон санитарной охраны поверхностных источников водоснабжения
Зона санитарной охраны - площадь зеркала воды примыкающая к точке водозабора , включающая бассейн питания водного объекта.
ЗСО поверхностного источников водоснабжения имеют минимум 2 пояса, согласованными с органами санэпидемнадзора .
В зоне санитарной охраны 1 пояса запрещено судоходство, стоянка, рыболовство, добыча песка, щебня, гравия.
Запрещается вывод с/х животных, размещение пляжей, вырубка леса, применять на с/х полях удобрения, ядохимикаты.
Зона санитарного режима водопользования.
В зоне санитарной охраны 2 пояса – зона ограничений запрещено размещение складов, ГСМ, полигонов, свалок отходов. Не допускается размещение предприятий без сооружений очистки сточных вод. Так же не допускается размещение поля орошения, поля фильтрации.
Границы зоны санитарной охраны 3 пояса назначаются с учетом гидродинамических расчетов, учитываются потенциальные расчеты.
Для подземных источников водоснабжения (артезианских скважин)
устанавливаются зоны санитарной охраны, в частности для в/з скважин расположенных в слабофильтрующих грунтах. Они применяются не менее R=50 м, а в сильнофильтрующих R=100 м и более.
Для обеспечения безопасной эксплуатации источников водоснабжения недостаточно иметь зону санитарной охраны.
Необходимо предусмотреть следующее:
1.СВУВ И СНУВ.
2.Качество природной воды должно соответствовать параметрам в проекте.
3.Источник водоснабжения должен располагаться на небольшом расстоянии от населенного пункта.
4.Величина донных отложений в зонах водозабора должна быть минимальной.
5.Профиль днища реки должен быть приемлемым для размещения водозаборных сооружений.
6.Место выбирается с учетом отсутствия ледяных скоплений .
Заключение
По результатам расчёта было определено, что для нормальной работы станции водоподготовки производительностью 10000 м3/сут необходимо четыре постоянно работающих фильтра в штатном режиме и один резервный; размеры фильтров (b×l) 3,5×5 м, высота 3,43 м. Размеры здания 18х18х12 м.
Для обезвоживания осадка в количестве 400 м3/сут необходимо три рабочих и одна резервная центрифуги ОГШ-631К-2. Размеры здания 24х18х6 м.
Расход выпадающих дождевых стоков в данной местности над территорией цеха составляет 1,5 л/сек.
Эксплуатация сооружений водопользования сопряжена с большим количеством вредных и опасных факторов. Определенная их часть может быть исключена на стадии проектирования, применяя грамотную компановку оборудования, используя коллективные средства защиты обслуживающего персонала. При эксплуатации сооружений важнейшим условием безаварийной работы, обеспечения работоспособности, здоровья обслуживающего персонала является его профессиональная подготовка, четкое знание правил техники безопасности.
Список использованной литературы