Станция водоподготовки

Водоподготовка на 4000м3.doc

Пояснительная записка на страницах
Графический материал:
Генплан станции М 1:500
План и разрезы во взаимно перпендикулярных плоскостях М 1: 100
Высотная схема сооружения Мг-произвольный Мв1:100
Детали фильтра загрузки и дренажа план и разрезы
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра «Водоснабжения и водоотведения»
«Станция водоподготовки производительностью 4 тыс. м3сут.»
Анализ исходных данных выбор схемы и состава сооружений
Расчет сооружений реагентного хозяйства
1. Определение расчетной производительности станции водоподготовки ..
2. Определение дозы реагентов
2.2. Определение дозы подщелачивающего реагента
3. Расчет сооружений для хранения приготовления рабочего раствора и дозирования коагулянта
3.1. Расчет баков-хранилищ ..
3.2. Расходные баки
3.3. Дозирование коагулянта в обрабатываемую воду
Камеры хлопьеобразования
1. Вертикальные отстойники
Обеззараживание воды .
Обработка промывных вод от фильтров .
Расчет коммуникационных трубопроводов и построение высотной схемы
1. Расчет коммуникационных трубопроводов ..
2. Построение высотной схемы сооружений
Генеральный план станции санитарной охраны и благоустройство
Целью данного курсового проекта является проектирование станции водоподготовки.
В задании на курсовое проектирование приводятся конкретный источник водоснабжения и основные показатели качества воды на основе которых и исходя из требований предъявляемых к питьевой воде следует выбрать схему очистки а также рассчитать и запроектировать основные технологические сооружения станции водоподготовки.
При выполнении курсового проекта следует руководствоваться действующим СНиП 2.04.02-84[1].
При выполнении схемы очистных сооружений следует принимать наименее энерго - и материалоемкий материал.
Показатели качества питьевой воды подаваемой централизованными хозяйственно-питьевыми водопроводами используемой одновременно для хозяйственных технических и коммунально-бытовых целей регламентируются в нашей республике СанПиН 10.24 РБ 99 ”Вода питьевая”[1].
Вода хозяйственно-питьевого назначения должна иметь благоприятные органолептические свойства быть безопасной в эпидемическом отношении и не содержать вредных для здоровья человека компонентов.
Запах воды вкус и привкус при 200 С и нагревания до 600 С не должны превышать 2 баллов; цветность по платиноко-бальтовой шкале – не более 20 град.; мутность не более 15 мгл; сухой остаток не более 1000мгл; содержание железа не более 03мгл; активная реакция рН – в пределах 6-9; общая жесткость не должна превышать 7 мг - эквл; содержание фтора не более 15 мгл; общая микробная число не должно превышать 50 в 1 см3; число бактерий группы кишечной палочки в 100см3 – отсутствует.
При обработке воды реагентами их дозы следует назначать таким образом чтобы остаточные концентрации их в воде после очистки не превышали следующих значений: алюминий (A полиакриламид – 2 мгл; фосфаты - (по PO43-) – 35мгл. Содержание свободного остаточного хлора должно быть не менее 03 и не более 05 мгл (после не менее получасового контакта в РЧВ) остаточного связанного хлора – не менее 08 и не более 12 мгл (после контакта с водой в РЧВ не менее 1 часа); остаточное содержание озона должно быть не более 03 мгл (после времени контакта воды с озоном в течение 12 мин).
Анализ исходных данных выбор схемы и состава сооружений водоподготовки
Сравнение показателей качества воды в источниках водоснабжения с требованиями предъявляемыми к воде питьевого назначения [1] позволяет выбрать необходимые виды водоподготовки.
Наименование показателя
Вывод о необходимости водоподготовки
Требуется осветление
Требуется обесцвечивание
Требуется снижение запаха
Количество термотолерантных
Требуется обеззараживание
Коррекция рН не требуется
Жесткость общая постоянная
Не требуется умягчения
Требуется обезжелезевание
Требуется обработка окислителями
Общее микробное число
Анализ табличных данных показывает что вода требует осветления обесцвечивания а так же обеззараживания и обработки окислителями для окисления органических веществ находящихся в воде.
Осветление и обесцвечивание предусматривается осуществлять с помощью коагулирования и в качестве коагулянта принимается сернокислый алюминий (Al2(SO4)3·18H2O) очищенный с далей активной части 50%.
Для снижения интенсивности запаха привкуса а так же для очищения органических веществ (снижения окисляемости) предусматривается предварительная обработка воды поступающей на станцию хлором. Ввод хлора осуществляется перед смесителями.
Обеззараживание воды для удаления бактериальных загрязнений осуществляется хлорированием с вводом хлора перед поступлением воды в РЧВ.
Для обезжелезивания воды специальные мероприятия не предусматриваются т.к. удаление железа из поверхностных вод осуществляется попутно с осветлением и обесцвечиванием благодаря введению реагентов хлора и коагулянта.
Состав сооружений зависит не только от качества воды в источнике но и от производительности станции. В соответствии с требованиями [2] в состав основных сооружений водоподготовки включаются вертикальные отстойники и скорые фильтры.
В целом в состав сооружений входят: смесители вертикальные отстойники скорые фильтры РЧВ система оборота промывных вод включающая отстойники оборотного водоснабжения с насосной станцией обеспечивающей подачу осветленной воды в голову сооружений (1-ая группа насосов) и периодического удаления осадка (2-ая группа насосов). Кроме того на станции предусматривается реагентное хозяйство включающее баки для мокрого хранения коагулянта расходные баки а так же насосы-дозаторы.
Для обеспечения ввода хлора перед сооружениями для окисления органических веществ а так же в конце цепочки сооружений (для обеззараживания) предусматривается отдельно стоящая хлораторная со складом хлора и хлор-дозаторной.
На площадке станции водоподготовки предусматривается два РЧВ насосная станция второго подъема площадка для хранения запаса фильтрующего материала на догрузку и перегрузку фильтров при необходимости.
Расчет сооружений реагентного хозяйства
1. Определение расчетной производительности станции
Полная производительность очистной станции является суммой расчетного расхода воды для суток максимального водопотребления и расхода воды на собственные нужды очистной станции (промывка фильтров потери воды при удалении осадка из отстойников или осветлители с взвешенным осадком очистка технологических сооружений и так далее) и определяется по формуле:
где Q – расчетная производительность станции м3сут;
a - коэффициент учитывающий расход воды на собственные нужды водоочистной станции.
В соответствии с действующими нормами [1] расход воды на собственные нужды станций осветления обесцвечивания обезжелезивания следует принимать
в размере 3-4% производительности станции. То есть коэффициент a будет равен 1035.
Qсут=1035*4000=4140м3сут
Qчас= 414024=1725м3час
Qсек= Qчас3600 м3 сек
Qсек=17253600=05 м3сек = 50 лсек.
2. Определение доз реагентов
2.1. Определение дозы коагулянта
Доза коагулянта при наличии в воде и повышенной мутности и повышенной цветности определяется отдельно по каждому из этих показателей. Доза коагулянта по цветности определяется по формуле:
где Ц – цветность обрабатываемой воды в градусах платинокобальтовой шкалы.
Доза коагулянта по мутности определяется по табл. 3.1. [3] Дк =45мгл.
Для дальнейших расчетов выбираем большую дозу коагулянта по мутности Дк =45мгл.
2.2.Определение дозы подщелачивающего реагента
При низкой щелочности воды замедляющий процесс образования и выпадения хлопьев при коагулировании в воду следует вводить подщелачивающие реагенты улучшающие процесс хлопьеобразование. В качестве подщелачивающего реагента наиболее целесообразно применять известь дозу которой следует рассчитывать по формуле:
Дщ = 28 (00175*Дк – Щ + 1)
где Дк – максимальная в период подщелачивания доза коагулянта мгл; 00175 – требуемое количество щелочи в мг-экв на 1 мгл вводимого A
Щ – минимальная щелочность воды мг.
Щ = Жк = Жобщ - Жпост
где Жобщ – общая жесткость
Жпост – постоянная жесткость.
Щ = Жк = 48 – 23 = 25.
Дщ = 28 (00175*45 –25+ 1) = - 1995.
В этом случае подщелачивание воды не требуется т.к. она имеет достаточный щелочной резерв.
3.Расчет сооружений для хранения приготовления рабочего раствора и дозирования коагулянта
3.1. Расчет баков-хранилищ
Предусматривается мокрое хранения коагулянта в баках-хранилищах в которых предусматривается 30-суточный запас реагента.
Коагулянт загруженный в баки-хранилища заливается водой из расчета
– 23м3 на 1т. очищенного коагулянта. Полученная концентрация раствора при этом будет составлять приблизительно 20%.
Для лучшего растворения коагулянта и поддержания концентрации раствора поступающего по всему объему бака предусматривается борботирование сжатым воздухом.
При расчете сооружений для мокрого хранения суточный расход коагулянта составит:
QP=(Qсут*Дк)(1000*р)тсут
где Qсут – полная производительность станции с учетом расхода воды на собственные нужды м3сут;
Дк - расчетная доза реагента по максимальной потребности гм3;
р - доза активной части в коагулянте %.
QP=(4140*45)(1000*50)=037тсут
Месячный запас реагента составит:
где Т – продолжительность хранения реагента сут. Т=30 дней.
Qpполн =037*30=111 т.
Вместимость баков для мокрого хранения должна быть увязана с объемом разовой поставки реагента (не менее Qpполн) и принимается из расчета 2.2-2.5 м3 воды на 1 т товарного неочищенного коагулянта и 1.9 – 2.3 м3 воды на 1 т товарного очищенного коагулянта.
Принимаем поставку коагулянта автотранспортом.
Вместимость бака равна 1.9-2.3 м3т. Принимаем баки вместимостью
Вместимость растворных баков определяется исходя из гидравлической нагрузки на бак:
Глубина бака-хранилища Нб-х= 15м.
Суммарная площадь баков-хранилищ равна:
Fб-х = Wб-х Нб-х= 22215 = 148 м2.
Принимаем 1 рабочий и 1 резервный бак.
Площадь одного бака:
Fб-х = Fб-х n = 1481 = 148 м2.
Принимаем длину бака 4м ширину 37м.
Вместимость расходных баков определяется по формуле:
Wр=(q*t*Дк)(10000*bр*ρ)м3
где q - расчетный расход воды м3ч;
t – число часов работы станции на которое рассчитывается количество раствора коагулянта для одного затворения принимаемое равным 12 часов;
Дк – максимальная доза коагулянта в пересчете на безводный продукт мгл;
bр – концентрация раствора коагулянта в расходных баках принимается в пределах 4 – 12%;
ρ- плотность раствора принимаемая равной 1 тм3 .
Wр=(1725*12*45)(10000*5*1)=186 м3.
Принимаем 2 бака с расчетной вместимостью действующие попеременно.
Принимаем глубину бака 1м.
Суммарная площадь баков:
F = W Н = 1861 = 1 м2.
Площадь одного бака составляет:
Принимаем длину бака 103м ширину 09м.
3.3. Дозирование коагулянта в обрабатываемую воду
Дозирование реагентов в обрабатываемую воду осуществляют дозатором которые могут обеспечивать:
)постоянную дозу реагента;
)дозу пропорциональную расходу очищаемой воды;
)поддержание определенных показателей качества обрабатываемой воды.
Наиболее часто применяются поплавковые дозаторы и насосы – дозаторы
Одноплунжерные горизонтальные насосы – дозаторы типа НД изготовляются заводом “Ригахиммаш”. Изменение подачи этим насосом достигается изменением длины хода плунжера (вручную при остановке насоса).
Производительность дозаторов раствора коагулянта можно определить по формуле:
Qg=(q*Др)(100*р*b*ρ)м3час
где q – расчетный расход воды м3час;
Др – принятая доха реагента гм3;
р – содержание сухого активного вещества в реагенте %;
b – концентрация раствора реагента %;
ρ- плотность единицы раствора реагента тм3 (принимается в пределах
Qg=(1725*45)(100*50*5*1)=03105м3час = 3105лчас.
Принимаем 1 рабочий и 1 резервный насос. Марка насоса НД –40016 со следующими параметрами: подача насоса 100 – 400 лчас давление нагнетания
МПа мощность электродвигателя 11 кВт.
3.4. Подбор воздуходувов
Для лучшего растворения коагулянта в баках – хранилищах и перемешивания в расходных баках следует предусматривать подачу сжатого воздуха.
Зная площадь баков их количество и задавшись величиной интенсивности подачи воздуха определяем потребный его расход Qвозд лс по формуле:
где qвозд – интенсивность подачи сжатого воздуха которая принимается для растворных баков 8 – 10 для расходных – 3 – 5 лс*м2;
F – площадь одного бака м2; n – количество баков.
а) расходный бак: Qвозд расх =4*093=744 лс;
б) растворный бак: Qвозд раств =9*1418*1=1332 лс;
Суммарный расход баков определяется по формуле:
Qвозд =Qвозд расх + Qвозд раств м3мин
Qвозд =744 + 1332=14064 лс = 843 м3мин = 5063 м3час.
Принимаем воздуходувки марки ВК – 12 со следующими параметрами:
Смесители служат для быстрого и возможно более полного смешения реагентов с обрабатываемой водой. Время пребывания воды в смесителях не должно превышать 2 минут.
Гидравлического типа перемешивание реагентов с водой в которых осуществлется благодаря изменению скорости движения воды изменению направления движения воды вследствие чего образуются вихревые токи способствующие эффективному смешению;
Вихревые (вертикальные) смесители. Обычно это квадратный в плане с нижней призматической частью диффузор с углом наклона стенок в нижней части 30 - 45º.
Продолжительность пребывания в смесителе 15 – 2 мин. скорость движения воды в трубопроводе подающем воду в смеситель до 12 - 15 мсек. скорость отведения воды из смесителя 06 – 1 мсек.
Перегородчатые смесители с изменением направления движения воды на 180º как в горизонтальных так и в вертикальных плоскостях.
Перегородчатые смесители с дырчатыми перегородками расположенными перпендикулярно движению воды. Вместо отверстий в перегородках могут устраиваться проемы.
Механические смесители в которых используются разные типы мешалок. Механические смесители обеспечивают практически 100%-ое перемешивание воды с реагентами что способствует более успешному протеканию процесса коагулирования воды и в итоге приводит к экономии коагулянта в среднем до
– 30% иногда до 40%.
Продолжительность пребывания воды в механическом смесителе 30 – 60 сек.
Индукционные смесители мгновенного действия разработанные фирмой «Wallace and Tirnan» усовершенствованные фирмой «Usfilter».
Высокая эффективность индукционных смесителей обеспечивается скоростью выхода реагента из него в воду (=18мсек). Благодаря этому происходит мгновенное 100%-ое смешивание воды с реагентами.
Имеются два типа индукционных смесителей:
)погружные смесители;
В обход смесителей проектируют обводные линии при этом резервные смесители не предусматриваются.
Открытые смесители должны иметь переливные трубы а так же трубы для опорожнения и выпуска осадка.
В данном проекте принимаем индукционные смесители мгновенного перемешивания марки ILW3 со следующими параметрами: мощность 3 л. силы; максимальный расход 34 м3час.
Камеры хлопьеобразования и отстойники
1. Вертикальные отстойники
В данном проекте применяем камеры хлопьеобразования с механическими мешалками встроенными в отстойники. Время пребывания воды в камерах –
-30 мин. Камеры хлопьеобразования должны быть оборудованы трубопроводами для опорожнения.
После камер хлопьеобразования вода поступает в отстойники где происходит выпадение основной массы взвешенных веществ содержание которых в воде прошедшей отстаивание снижается до 8 – 15 мгл.
В зависимости от содержания взвешенных веществ воды поверхностных источников водоснабжения подразделяются на: маломутные (до 50 мгл); средней
мутности (от 50 до 250 мгл); мутные (от 250 до 1500 мгл); высокомутные (более 1500 мгл). В зависимости от величины цветности воды подразделяются на мало
цветные (до 35 град.); средней цветности (от 35 до 120 град.) и высокой цветности (более 120 град.).
Вертикальные отстойники принимаются на водоочистных станциях производительностью до 5000 м3сут. Могут быть круглыми или прямоугольными в плане в центре отстойника предусматривается камера хлопьеобразования водоворотного типа вынос 35 – 45 м. Из камеры вода поступает в нижнюю часть отстойника а затем проходит через отстойник в направлении снизу вверх. Для выпадения взвеси в восходящем потоке необходимо чтобы скорость осаждения взвеси Uo была больше скорости восходящего потока воды. Обычно принимаются скорости восходящего потока не более 05 – 06 ммс.
Осадок скапливается в нижней контактной части отстойника откуда периодически удаляется по трубопроводу диаметром 150 – 200 мм.
Площадь поперечного сечения зоны осаждения определяется по формуле:
где – коэффициент учитывающий объемное использование вертикальных отстойников принимаемый равным от 13 до 15 (нижний предел – при отношении диаметра к высоте отстойника – 1 верхний – при отношении диаметра к высоте – 15);
q – расчетный расход воды м3час;
р- расчетная скорость восходящего потока в ммс которая не должна быть более величин скоростей выпадения взвеси ( табл. 8.1. [3] );
N – расчетное количество отстойников.
F=14*1725(36*05*5)=268 м2.
При оборудовании отстойника тонкослойными блоками площадь отстаивания определяется по удельным нагрузкам qуд отнесённым к площади зеркала воды занятой тонкослойными блоками: для маломутных и цветных вод обработанных коагулянтом 3 – 35 м3ч*м2; для вод средней мутности 36 – 45 м3ч*м2; для мутных вод 46 – 55 м3ч*м2.
F=qqуд = 172546 = 375 м2.
Число отстойников 5 рабочих 1 резервный.
Принимаем меньшую площадь отстойника F = 286 м2.
Расчет камеры хлопьеобразования ведется одновременно с расчетом отстойников. Число камер N принимается равным числу вертикальных отстойников
( N = 5 ). Площадь камеры хлопьеобразования вычисляется по формуле
fк.х. = (q*t)(60*N*Hк) м2
где t – время пребывания воды в камере реакции (10 – 20 мин);
Hк – высота камеры принимаемая равной 09H (H – высота зоны осаждения вертикального отстойника равная 4 – 5 м);
N – число камер хлопьеобразования (отстойников).
fк.х. = (1725*20)(60*5*(09*4)) = 319 м2.
Диаметр камеры хлопьеобразования равен
dк.х. = 2√fк.х. = 2√319314 = 2 м.
Полная площадь вертикального отстойника в плане составляет
Fотст. = F + fк.х. = 268 + 319 = 2999 м2.
Находим сторону отстойника в плане:
Bотст. = √F отст. = √F + fк.х. = √2999 = 548 м.
Высота призматической нижней части отстойника составит:
hп = (B отст. – bн)2*tg(90º - ) м
где bн – ширина нижней части осадочной призмы равная наружному диаметру трубопровода d отводящего осадок (bн =05 м);
– угол наклона стен нижней части отстойника ( = 50 - 55º).
hп = (548 – 05)2*tg(90º - 50) = 297 м.
Объем призматической нижней части определяется по формуле
Wос = hп (Fотст. + fн +√F отст. * fн ) = *297*(2999+05+√2999*05) = 34 м3.
Период работы отстойника между сбросами осадка должен быть не менее
часов а при содержании взвешенных веществ более 1000 мгл не должен превышать 24 часа и определяется по формуле
T = (Wос *N*)q*(C – m) час
где – концентрация уплотненного осадка в гм3 которая принимается по
табл. 8.2.[3] ( = 20000 гм3);
m – количество взвешенных веществ в воде выходящей из отстойника (принимается в пределах 8 – 15 мгл);
C – концентрация взвешенных веществ в воде поступающей к отстойник определяется по формуле
С = М + КДк + 025Ц + В гм3
где М – количество взвешенных веществ в исходной воде М = 280 гм3;
Дк – доза коагулянта по безводному продукту Дк = 45 гм3;
К – переводной коэффициент принимаемый для очищенного сернокислого алюминия (глинозема) – 05;
Ц – цветность исходной воды Ц = 110 град.;
В – количество нерастворенных веществ вводимых с известью В = 0.
С = 280 + 05*45 + 025*110 + 0 = 330 гм3;
T = (34 *5*20000)1725*(330 – 10) = 616 час.
Количество осадка которое нужно удалить из каждого отстойника за одну чистку составит
Рос = q*T*(C – m)N*1000*1000 = 1725*24*(330 – 10)5*1000*1000 = 026т.
qc = q5 = 17255 = 345 м3час = 00096м3с.
Площадь живого сечения желоба:
fж = qc 2* = 000962*06 = 0008 м2.
Принимая ширину желоба bж = 02м можно определить высоту слоя воды в нем:
hж = fж bж = 000802 = 004 м.
Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборных лотков составит:
Fо = qотст час с*3600 = 3451*3600 = 0096 м2.
fо = d24 = 314*00624 = 00028 м2.
Количество отверстий:
nо = Fо fо = 0009600028 3.
Внутренний периметр лотка равен:
Рn = 4(В – 2* bж ) = 4(548 – 2*02) = 2032 м.
Расстояние между осями отверстий определяется из соотношения:
lо = Pnnо = 20323 = 1016 м.
Скорые фильтры могут использоваться для задержания как взвешенных (при осветлении воды) так и растворенных веществ (при обезжелезивании подземных вод). В первом случае в качестве фильтрующей загрузки следует использовать
зернистые материалы с размером зерен в пределах 05 – 20 мм (кварцевый песок дробленый керамзит антрацит) во втором – можно применять кроме того более крупнозернистые материалы (недробленый керамзит колотый гранитный щебень) с размером фракций до 5-10 мм.
Фильтры рассчитываются на работу при нормальном и форсированном режиме (один и более фильтров в ремонте). Тип фильтра (или загрузки крупность зерен и высота слоя) и соответствующая скорость фильтрования при нормальном режиме принимается по таблице 10.1[3] в зависимости от выбранной схемы очистки воды.
Общая площадь фильтрования Fм2 определяется по формуле:
F=Q(T*nн-36*n*w*t1-n*t2*nн)
T – продолжительность работы станции в течение суток ч;
nн – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме мч (принимается по таблице 10.1[3]);
n – число промывок каждого фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации (принимается 2);
w - интенсивность промывки фильтра лс*м2 (принимается по таблице 10.1[3]);
t1 – продолжительность промывки ч(принимается по таблице 10.1[3]);
t2 – время простоя фильтра в связи с промывкой принимается при водной промывке 033 ч.
Таблица 5.1. – Технологические параметры фильтров.
Характеристика фильтрующего слоя
Скорость фильтрования
Интенсивность водяной промывки лс*м2
Продолжительность промывки t1 мин
Относительное расширение l %
при нормальном режимеnН мч
при форсированном режиме nФ мч
Однослойные песчаные фильтры
F=4140(24*5-36*2*12*01-2*033*5)=383 м2
Число промывок n зависит от продолжительности фильтроцикла (т.е. времени работы фильтра между промывками) которая принимается при нормальном режиме 8 – 10 часов.
Количество фильтров на станциях производительностью более 1600 м2сут должна быть не менее 4. На станциях меньшей производительности допускается принимать меньшее количество фильтров. Ориентировочно количество фильтров может быть вычислено по формуле:
где F1 – площадь одного фильтра. Принимается типовая ячейка фильтра с размерами в осях 4523; в свету 2143 м2.
N=38321х43 = 383903 =42»5 шт.
Скорость фильтрования при форсированном режиме nф мч определяется по формуле:
где N1 – количество фильтров находящихся в ремонте (при количестве фильтров на станции до 20 N1=1 при количестве фильтров на станции >20 N1=2)
nн – скорость фильтрования при нормальном режиме равная 5мч.
nф=5*[5(5-1)]=625 мч.
Если вычисленное значение nф будет больше допустимого (см. табл. 10.1[3]) следует принять меньшее значение nн и сделать соответствующий пересчет. Т. к. полученное значение nф меньше допустимого то принимаем это значение и пересчет делать не нужно.
При числе фильтров менее шести и режиме работы их с постоянной скоростью фильтрования над принятым уровнем воды в фильтрах следует предусматривать дополнительную высоту слоя воды Ндоп м необходимую для приема воды при выключении фильтра на промывку:
где F – суммарная площадь сооружений в которых происходит накопление воды м2;
W – объем воды накапливающийся за время простоя промывного фильтра:
W = F1*nн* t2 = 903*5*033 = 149 м2;
Ндоп = 1495*903 = 03 м
Полная высота фильтра Hф м определяется по формуле:
где Hдр – высота дренажного слоя м;
Hз – принятая по табл. 10.1[3] высота фильтрующего слоя м;
Hв – высота слоя воды над загрузкой не менее 2 м;
Нстр – превышение строительной высоты фильтра над уровнем воды не менее 05 м.
Дренажная система фильтра предназначенная для сбора фильтрата а также для подачи промывной воды при промывке рассчитывается по промывному расходу qпром лс который определяется по формуле:
qпром=12*903 = 10836 лс или 390 м3ч.
Количество желобов для сбора и отведения промывной воды определяется из условия что расстояния между осями соседних желобов не превышает 22 м. Для скорых фильтров количество желобов равно nж=B12.2.Полученное значение округляется в сторону увеличения. Расход промывной воды приходящийся на один желоб qж=qпромnж. Ширина желоба B м определяется по формуле:
где qж – расход по желобу м3с;
K – коэффициент принимаемый равным для желобов с полукруглым сечением – 2 для пятиугольных желобов – 21;
a – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины принимаемое в пределах 1 – 15.
B=2*5(054)2(157+1)3=035 м.
После определения ширины желоба B и по принятому отношению высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины определяют его полную высоту.
Расстояние от верхней кромки желобов до поверхности фильтрующей загрузки вычисляется по формуле:
где l – относительное расширение фильтрующей загрузки при промывке в % принимаемо по таблице 10.1[3].
hж=(07*45)100+03=0615 м.
Если hж получиться меньше чем полная высота желоба с учетом толщины стенок то hж конструктивно принимается на 5 см больше его полной высоты.
Верх желоба проектируется строго горизонтальным дно – с уклоном в сторону сборного канала (кармана).
Расстояние от дна желоба до дна кармана Hкан м определяется по формуле:
Hкан=173*3[q2кан(g*A2)]+0.2
где qкан – расход воды по каналу равный qпром м3с;
А – ширина канала принимаемая не менее 07.
Hкан=173*3[(010836)2(981*(1)2)]+02=038 м
Промывка фильтров осуществляется чистой водой с помощью специальных насосов или из водонапорной башни. При использовании насосов забор воды осуществляется из РЧВ или из отводящего коллектора фильтрованной воды. Принимаем 1 рабочих насос и 1 резервный марки 1Д500-63Б со следующими параметрами: подача = 400 м3ч; напор = 44м; частота вращения рабочего колеса = 1500 обмин; мощность насоса = 110 кВт; вес: насоса = 570кг агрегата = 1450 кг; размеры: L = 2320мм В = 890мм Н = 955мм dвх = 250мм dвых = 150мм.
Обеззараживание воды
Наиболее часто обеззараживание воды осуществляется хлорированием. Ввод хлора предусматривается после всех очистных сооружений перед поступлением воды в резервуар. При использовании двойного хлорирования хлор вводится перед очистными сооружениями (предварительное хлорирование) и после низ.
Расход хлора qхл кгч определяется отдельно для каждого этапа его ввода по формуле:
где q – расход воды м3ч;
Дхл – доза хлора принимаемая для предварительного хлорирования 3 – 10 для вторичного – 1 – 3 мгл (гм3).
Предварительное хлорирование:
q1хл=(1725*3)1000=05 кгч.
Вторичное хлорирование:
q2хл=(1725*1)1000=017 кгч.
По полученным данным подбираются хлораторы (при двойном хлорировании следует предусматривать две группы хлораторов) причем при количестве рабочих хлораторов 1 – 2 принимается один резервный свыше двух рабочих хлораторов – два резервных. Для данного проекта принимаем 1 рабочий хлоратор 1 резервный. Марка хлоратора ЛК-10(МП) со следующими параметрами: производительность по хлору 004 – 08 кгч; расход воды 3-5 м3ч; размеры: dу = 25мм
А = 530мм В = 230мм С = 60мм.
На водоочистную станцию хлор поступает в баллонах или бочках. Съём хлора с одного баллона составляет Sбал=0.50.7 кгч (без подогрева) а для бочек Sбоч=3 кгч с квадратного метра боковой поверхности. В данном проекте хлор подается в баллонах. Требуемое количество баллонов определяется по формуле:
nбал=qхл *24*3055 шт
где 55 – количество хлора в одном баллоне.
n1бал=05*24*3055=6547 шт;
n2бал=017*24*3055=2233 шт.
Оборот промывных вод от фильтров
Для экономии расхода воды на собственные нужды на водоочистных станциях устраивается оборот промывных вод.
На станциях очистки воды отстаиванием и последующим фильтрованием промывные воды направляются в резервуар-усреднитель после чего без отстаивания равномерно перекачиваются в головной узел очистных сооружений. На станциях с очисткой только фильтрованием промывные воды подвергаются отстаиванию в течении 1 часа. Предусматриваются простейшие отстойники глубиной 15-2м и шириной 3м.
Число секций отстойников должно быть не менее двух. Объем каждой секции на прием воды от одной промывки
Wпром= F1*w*t1 = 903*12*(660)*36 = 39 м3.
Площадь отстойника:
F = Wпромh = 392 = 195 м2.
Подача воды на промывку осуществляется в течении 3 часов. В связи с этим расход воды подкачиваемой из отстойников оборотного водоснабжения в голову сооружения будет определяться по формуле:
q=Wпром3 = 393 = 13 м3час.
Принимаем насос для подкачки марки К2018 со следующими параметрами: подача 20 м3час; напор 18м; мощность 22кВт; частота 3000 обмин; размеры:
L = 818мм В = 208мм Н = 340мм; вес: насоса = 345кг агрегата = 68кг.
Расчет коммуникационных трубопроводов и построение высотой схемы сооружений
1.Расчет коммуникационных трубопроводов
Расчет коммуникационных трубопроводов и составление высотой схемы сооружений сведены в таблицу 8.1.
Таблица 8.1. – Диаметра коммунальных трубопроводов
Наименование трубопровода
Рекомендуемая скорость мс
Подача воды на станцию (водоводы 1-го подъема)
Подача воды в камеры хлопьеобразования
Подача воды от отстойника на фильтры
Отвод фильтрата от фильтра
Подача воды на промывку
Отвод грязной промывной воды от фильтра
Подача осветленной воды в голову сооружения из отстойников оборотного водоснабжения
Коллектор отвода фильтрата
Водоводы 2-го подъема (две нитки)
q = К н *07* q=14*07*50=49
2.Построение высотной схемы сооружений
При расположении сооружений следует использовать рельеф местности. Для определения отметок уровней воды в различных сооружениях следует учитывать потери напора в самих сооружениях и в соединительных коммуникациях. При отсутствии точных расчетных данных можно пользоваться следующими значениями потерь напора. В сооружениях: на барабанных стенках и микрофильтрах
-06м; в смесителе 05-06м; в камерах хлопьеобразования 04-05м; в отстойниках 07-08м; в осветлителях со взвешенным осадком 07-08м; в фильтрах 3-35м. В соединительных коммуникациях: от смесителя к отстойникам 03-04м; от смесителей к осветлителям со взвешенным осадком 03-04м; от отстойников или осветлителей со взвешенным осадком к фильтрам 05-06м; от фильтров к резервуарам чстой воды 05-1м.
Построение высотной схемы начинается от резервуара чистой воды максимальная отметка поверхности воды в котором принимается на 05 м выше поверхности земли в этом месте. Прибавляя затем к этой отметке последовательно потери напора в коммуникационных трубопроводах и сооружениях определяют отметки уровней воды во всех сооружениях (расчет выполняется в направлении обратном движению воды).
Правильное высотное расположение сооружений обеспечивает самотечное движение воды от смесителя до резервуаров чистой воды.
Генеральный план станции водоподготовки и благоустройство территории
Площадка водопроводных сооружений для подготовки хозяйственно-питьевой воды является зоной санитарной охраны пояса и должна обязательно ограждаться. Следует устраивать глухое ограждение высотой не менее 25м. Оно должно быть прямолинейным без лишних выступов и поворотов с колючей проволокой с внутренней стороны вдоль которой устанавливается защитная зона шириной 5-10м также ограждаемая на высоту 12м.
Территория площадки водоочистной станции должна быть благоустроена и озеленена поверхность земли – закреплена травосеянием.
На генплане площадки станции водоподготовки кроме зданий с основными технологическими сооружениями реагентного хозяйства хлораторных сооружений по обороту промывных вод административных корпусов насосных станций второго подъёма и проходной предусматриваются резервуары чистой воды. Регулирующий объем РЧВ зависит от коэффициента неравномерности водопотребления населенных пунктов для производительности 4 тыс. м3сут принимается 30%.
Vрег= 03*4000 = 1200 м3.
Объём резервуара складывается из объема воды на промывку (Vпром) противопожарного(Vппож) а также собственного объема (Vсоб).
Vобщ= Vпром+ Vппож+ Vсоб.
Расчетное количество одновременных пожаров – 2 расход воды на наружное пожаротушение 15лс. Противопожарный расход определяется по формуле:
Vппож= 2*15*3 = 324 м3.
Запас воды на промывку определяется по формуле:
Vсоб= 2 Vпр= 2*39 = 78 м3.
Vобщ= 39+ 324+ 78 = 441 м3.
VРЧВ= Vобщ2 = 4412 = 2205 м3.
Принимаем 2 резервуара марки РЕ – 100М – 25 типовой проект 901-4-5883 со следующими параметрами: ширина 6 м длина 15 м высотой 36 м полезная ёмкость 267 м3 номинальная емкость 250 м3.
На генплане показываются основные коммуникационные трубопроводы дороги линии электропередач.
При составлении генплана следует предусматривать возможность расширения сооружений.
Для обеспечения бесперебойной подачи воды предусматриваются обводные трубопроводы в обход основных технологических сооружений (для станций производительностью до 100 тыс. м3сут).
Для уменьшения строительной стоимости и упрощения ее эксплуатации целесообразно все технологические сооружения и вспомогательные помещения размещать в одном здании.
В данном проекте запроектирована станция водоподготовки в состав сооружений которой входят: реагентное хозяйство хлораторная отстойники резервуары чистой воды насосная станция второго подъёма и блок сооружений. В реагентное хозяйство входят: баки-хранилища в количестве 1 штука и 1 резервный площадью 148м2 и глубиной 15м; расходные баки в количестве 2 штуки площадью 093м2 каждый; насосы – дозаторы НД 40016. Для обеззараживания и обесцвечивания осветления применяются соответственно реагенты хлор и сернокислый алюминий. Применяем смесители марки IL WC3 шесть вертикальных отстойников (5+1 резервный) площадью одного отстойника 268 м2; шесть камер хлопьеобразования (5+1 резервная) с механическими мешалками площадью
9 м2; пять фильтров с размерами в осях 2300х4500 мм в свету 2100х4300;два отстойника оборотного водоснабжения площадью 195 м2; два резервуара чистой воды объемом 2205 м3 каждый марки РЕ – 100М –25. Для перекачки оборотной воды принимаем два насоса(1+1 резервный) марки К 2018 и промывной насос для промывки фильтров марки 1Д500-63Б. В состав хлораторной входят хлораторы марки
СанПиН 10.24 РБ 99 “Вода питьевая”.
СНиП 2.04.02 – 84”Водоснабжение. Наружные сети и сооружения” – М.: Стройиздат 1985.
Методические указания к выполнению курсового проекта “Водопроводные очистные сооружения” для студентов дневного и вечернего отделений специальности 1209 – “Водоснабжение и канализация” – Минск: БПИ 1986.
Шевелев Ф.А. Шевелев А.Ф.Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – М.: Стройиздат 1984

Высотная сема на 4.2 тыс..dwg

Камера хлопьеобразования.
Сооружения для повторного использования промывной воды.
От насосной станции первого подъема.
Возврат промывной воды.
Вертикальный отстойник.
Резевуар чистой воды.
Насосная станция второго подъема.
Трубопровод фильтрованной воды.
Подача промывной воды.
Отвод промывной воды.
Выпуск осадка из отстойников.
Высотная схема станции водоподготовки производительностью 4.2 тыс. м3.