Водоподготовка

водоподготовка печать.dwg

Высотная схема. План водозаборного сооружения М1:100. Разрез 1-1 М1:100.
Водопроводные очистные станции
Кафедра Водоснабжения и Водоотведения
опорожнение канала БС ø200
растворно- хранилищные баки коагулянта
расходные баки коагулянта
перелив воды из входной камеры ø600
подача сырой воды ø600
подача воды на КО ø600
отвод промывной воды ø400
подача воды на промывку ø400
контактные осветлители
Резервуар чистой воды
Контактный осветлитель
ПЛАН ВОДООЧИСТНОЙ СТАНЦИИ М1:100
подача воды на БС ø500
полное опорожнение входной камеры ø200
расходные баки для известкового молока
Высотная схема. План водозаборного сооружения М1:100. Разрез 1-1.
Экспликаия зданий и сооружений
Здание водоочистной станции
Здание обработки промывных вод
Блок реагентного хозяйства
Насосная станция 2 подъема
Резервуары чистой воды
- подача исходной воды d=600мм
- отвод промывной воды d=600мм
- возврат промывной воды d=600мм
- канализация d=150мм
- подача промывной воды d=400мм
- отвод воды на РЧВ d=500мм
- хоз-питьевой водопровод d=100мм
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
- здания и сооружения
- резервуары чистой воды
- зеленые насаждения
- подача хлора d=50мм
ГЕНПЛАН ВОДООЧИСТНОЙ СТАНЦИИ М1:500
- площадки для угля и золы
- отвод осадка на иловые площадки d=50мм
подача промывной воды ø400
Перфорированный трубопровод принудительного распределения воды ø400
- отвод воды с барабанных сеток d=400мм
- теплотрасса d=200мм
хоз-пит. водопровод ø50
хоз-быт. канализация ø100

водоподготовка.doc

Анализ исходных данных 4
Выбор технологической схемы обработки воды 6
Определение расчетной производительности водоочистной станции 7
Определение доз реагентов применяемых для обработки воды 9
1 Коагулирование воды 9
2 Подщелачивание воды 9
3 Флокулирование воды 10
4 Обеззараживание воды 10
Расчет сооружений для приготовления растворов реагентов 11
1 Сооружения для приготовления раствора коагулянта 11
2 Сооружения для приготовления раствора извести 14
3 Сооружения для приготовления раствора ПАА 15
4 Сооружения для первичной и вторичной обработки воды хлором 16
Подбор дозирующего устройств 18
1 Раствор коагулянта 18
2. Раствор известкового молока 18
Расчет сооружений при одноступенчатой схеме очистки 19
1 Подбор барабанных сеток 19
2 Расчет входной камеры 19
3 Расчет контактных осветлителей КО-3 21
3.1 Расчет водораспределительной системы КО-3 23
3.2 Расчет воздухораспределительной системы 23
4 Расчет промывного устройства 23
4.1 Обработка промывных вод 25
4.2 Расчет отстойника промывных вод 25
4.3 Подбор насосов 26
4.4 Расчет иловых площадок 27
5 Расчет резервуаров чистой воды 27
6 Расчет насосной станции второго подъема 28
7 Расчет складских и вспомогательных помещений 28
Построение высотной схемы 30
Водоснабжение является важнейшей частью технического обеспечения повышения уровня жизни людей благоустройства населенных мест развития промышленности и сельского хозяйства.
Для нужд современных городов промышленных предприятий и энергетики необходимо огромное количество воды строго соответствующей по своему качеству требованиям ГОСТ. Решение этих важных задач требует тщательного выбора источников водоснабжения строительства очистных сооружений.
Современные станции очистки воды представляют собой сложный комплекс различных взаимосвязанных инженерных сооружений. Выбор строительной площадки для подобного комплекса а также размещение на ней отдельных сооружений должны осуществляться в соответствии с их специфическими особенностями и обеспечивать их успешную эксплуатацию и экономичность. Размеры выбранной площадки должны предусматривать не только удобное размещение всех основных и вспомогательных сооружений помещений и коммуникаций но и возможность их расширения при дальнейшем развитии станции. Рельеф местности должен обеспечивать самотечное движение воды по цепи очистных сооружений при условии их наименьшего заглубления и наименьшего объема земляных работ а также легкий отвод и сброс промывных вод.
В данном курсовом проекте рассчитана водоочистная станция производительностью 18600 м3сут приняты методы очистки воды и типы основных сооружений. Исходные данные:
Концентрация загрязнений по мутности и цветности составляет:
максимальная мутность – 80 мгл;
минимальная мутность (в зимнее время) – 20 мгл;
цветность – 80 град.
Жесткость составляет: общая – 18 мг-эквл; карбонатная – 10 мг-эквл
Вкус – 3 балла; запах – 3 балла;
Окисляемость – 40 мгл;
Содержание фтора – 08 мгл;
Содержание коли-титра в воде составляет 10-2;
Содержание планктонов – 06 млн.шт.мл;
Анализ исходных данных
В данном курсовом проекте проектируется водопроводные очистные сооружения на территории Гродненской области Республики Беларусь. Климат в этом районе умеренно континентальный. Среднегодовая температура +65 °С
средняя зимняя температура41°С средняя летняя— +17°С. Протяжённость периода с температурой воздуха выше 0 ° С составляет 231 сутки. Осадков выпадает в среднем 650 мм в год. В теплый период преобладающими ветрами являются западные и северо-западные в холодный период — западные и юго-западные. Средняя глубина промерзания грунта составляет 051м. Уровень грунтовых вод (считая от метки площадки) – 45 м.
Состав грунтов площадки:
от 00 до 06 м – супесь;
от 06 до 30 м – супесь;
от 30 и ниже – суглинок.
В данном курсовом проекте рассчитана водоочистная станция
производительностью 18600 м3сут. Расход воды на пожаротушение 190 м3ч отметка воды в резервуарах чистой воды 96 м.
В качестве источника водоснабжения используется поверхностный источник.
То есть воду можно отнести к цветным и мутным т.к. в воде питьевого качества мутность не должна превышать 15 мгл а цветность –20 град.
Жесткость составляет: общая 18 мг-эквл; карбонатная – 10 мг-эквл
То есть величина жесткости не превышает допустимую величину т.к. в воде питьевого качества жесткость не должна превышать 7 мг-эквл.
pH =70 – нейтральные воды то есть величина pH соответствует нормативам питьевой воды (pH =65 85).
- 3 балла и выше – вкус и запах сильно ощущается потребителям что не соответствует нормативам (для населения - не более 2 баллов).
То есть величина окисляемости воды удовлетворяет санитарным требованиям по которым она не более 60 мгл.
То есть содержание фтора удовлетворяет санитарным требованиям и находится в рекомендуемых нормах во избежание кариеса или флюороза (05 15 мгл).
Содержание коли-индекс в воде составляет 10-2;
То есть содержание коли-индекс превышает допустимую норму следовательно вода опасна в санитарном отношении.
Таким образом вода должна быть подвергнута обработке с целью ее обесцвечивания осветления обеззараживания улучшения ее вкуса и запаха.
Выбор технологической схемы обработки воды
Выбор технологической схемы производится на основании производительности очистных сооружений а также исходного состава обрабатываемой воды. Далее окончательно схема принимается на основании литературных данных.
Так как производительность очистной станции 18600 м3сут мутность
мгл цветность 80° то согласно табл. 15 [СНиП] принимаем одноступенчатую схему очистки воды (рис.1) схема выглядит следующим образом: барабанные сетки (БС) входная камера (ВК) контактный осветитель (КО) резервуары чистой воды (РЧВ) и насосная станция второго подъема (НС П). Предусматривается обработка воды реагентами: первичное и вторичное хлорирование (CI2) коагулянт (К) известь (И) и полиакриламид (ПАА).
Рис.1 Одноступенчатая схема очистки воды.
Барабанные сетки предназначены для удаления крупных плавающих и взвешенных примесей. Их надлежит устанавливать до подачи в воду реагентов.
Входная камера обеспечивает требуемый напор воды а также выделение из воды воздуха. Во входной камере происходит смешение воды с реагентами которые необходимы для удаления тонкодисперсных примесей.
Контактные осветлители предназначены для осветления и обесцвечивания воды. При водообработке на КО коагулянт вводят в воду непосредственно перед ее поступлением в загрузку аппаратов процесс коагуляции происходит в ее толще. Дальнейшая агломерация примесей происходит не в свободном объеме воды а на зернах загрузки КО; частицы адсорбируются на поверхности зерен образуя отложения характерной для геля сетчатой структуры.
Определение расчетной производительности очистной станции
Полный расход воды который должен обеспечиваться водоочистной станцией составляет:
где Qдоп – дополнительный расход воды:
где Qс.н. – дополнительный расход воды на собственные нужды:
где α – коэффициент расхода воды на собственные нужды станции. Принимаем повторное использование воды следовательно α=004 1 п.6.6;
Qпож - дополнительный расход воды на пожаротушение:
где t – продолжительность тушения пожара принимаем t=3 ч 1п.2.24;
m1 m2 – количество одновременных пожаров в населенном пункте и на промпредприятиях;
q1 q 2 – расход воды на одно пожаротушение в населенном пункте и на промпредприятиях.
- расход воды на пожаротушение.
Max часовой расход воды который должен обеспечиваться водоочистной станцией составляет:
Среднесуточный расход воды на равен:
Среднесуточный расход воды на водоочистной станции равен:
Среднечасовой расход воды на водоочистной станции равен:
Расчётный расход воды в сутки наименьшего водопотребления:
Минимальный суточный расход водоочистной станции равен:
При этом расчётный часовой расход наименьшего водопотребления равен:
Определение доз реагентов применяемых для обработки воды
На основании анализа состава воды из источника произведенного выбора технологической схемы водоподготовки при осветлении и обесцвечивании воды осуществляем подбор реагентов с определением их доз. Растворы реагентов вводят в обрабатываемую воду с разрывом по времени обеспечивающим полноту их действия.
1 Коагулирование воды
Основная цель обработки коагулянтом – удаление первой группы примесей (гетерогенных) т.е. взвешенных веществ коллоидов вирусов спор. В качестве коагулянта используем (в пересчете на безводный продукт). Доза коагулянта по Al2(SO4)3 определяем для двух случаев.
) Назначаем в зависимости от мутности воды в источнике водоснабжения. По табл. 16 1 СНиП 2.04.02-84 Дк=25 35 мгл. Принимаем 35 мгл.
) Определяем в зависимости от цветности воды в источнике водоснабжения по формуле:
где Ц – цветность воды.
За расчетную величину принимаем наибольшее значение т.е.
Дк=36 мгл. Но так как в технологической схеме используются контактные осветлители то дозу коагулянта уменьшаем на 10% табл. 161 СНиП 2.04.02-84 от принятого значения:
2 Подщелачивание воды
При гидролизе соли коагулянта образуются кислоты вследствие чего величина pH воды уменьшается. Для восстановления величины pH водной среды используем 5%-ый суспензионный раствор извести Ca(OH)2.
Доза реагента определяется по формуле:
где Ек - эквивалентная масса принятого коагулянта Ек(A
Кщ - эквивалентная масса подщелачивающего реагента Кщ(CaO)=28 мгмг-экв;
Щ0 - минимальная щелочность воды в первом приближении для естественных источников водоснабжения можно принять равной карбонатной жесткости т.е Щ0=10мг-эквл.
Так как Щ0>0 то подщелачивание требуется.
3 Флокулирование воды
Флокуляция – процесс интенсификации коагуляции с целью быстрейшего удаления хлопьев коагулянта из воды. Флокулянты при растворении в воде образуют высокомолекулярные цепочки к центрам которых прикрепляются хлопки коагулянта.
Для обработки воды используем полиакриламид (ПАА). Дозу его назначаем в соответствии с п.6.17 1 СНиП 2.04.02-84. Она составляет при вводе перед контактными осветлителями при одноступенчатой схеме очистки – 02..06 мгл. Принимаем дозу флокулянта равную 05 мгл.
4 Обеззараживание воды
Обработку воды хлором обычно производят дважды первично - для улучшения процессов осветления и обесцвечивания воды и вторично - для ее обеззараживания.
Дозу хлорсодержащих реагентов при первичном хлорировании с целью улучшения процессов осветления и обесцвечивания воды принимают 3 10 мгл а для вторичного хлорирования (основная цель - обеззараживание воды) - согласно п.6.146 1 СНиП 2.04.02-84. - 2..3 мгл.
В данном курсовом проекте принимаем дозу хлора при первичном хлорировании 3 мгл а при вторичном – 2 мгл.
Расчет сооружений для приготовления растворов реагентов
1 Сооружения для приготовления раствора коагулянта
Для станций средней производительности применяют схему мокрого хранения коагулянта. Этот способ основан на получении полуфабрикатов нуждающихся в дальнейшей обработке и доведении до продукта удобного для дозирования в виде водных растворов или суспензий различной концентрации.
При этом необходимо предусмотреть аварийный запас реагента на 10 20 суток работы станции с хранением его на складе в сухом виде.
При производительности станции меньше 30000 м3сут целесообразнее принять следующие сооружения: совмещенные растворно-хранилищные баки расходные баки и дозатор. Технологическая схема приготовления раствора коагулянта принимаем следующей:
Рис. 2. Схема приготовления коагулянта при его совмещенном растворении и хранении в виде концентрационного раствора.
– растворно-хранилищный бак; 2 – расходные баки; 3 - дозатор
Суточный расход реагента определим по формуле:
где Дк – доза коагулянта;
Qо.с. – производительность очистной станции.
Поставка коагулянта осуществляется в разовом порядке в потребном количестве N вагонов вместимостью 40 60 т по железной дороге. При этом продолжительность использования коагулянта составит:
Продолжительность использования коагулянта для одного вагона вместимостью 40 т составит:
Коагулянт поступает на станцию очистки автотранспортом при продолжительности разгрузки вагонов не более 3-х суток. Согласно
п.6.2051 количество растворных баков должно быть не менее 3–х. Принимаем совмещенную конструкцию растворно-хранилищных баков с количеством 3 шт.:2 основных и 1 резервный; расходных баков –3Производим выгрузку реагента за 2 суток т.е. в каждый бак при 12-ти часовом растворении поступает следующий объем коагулянта:
Объем каждого растворного отделения определяется по п.6.205 1 из расчета 22 25 м3 на 1 т товарного неочищенного коагулянта.
Высота слоя раствора 15 м размеры в плане назначаем 15×4 м при условии обеспечения подъезда и разгрузки коагулянта автотранспортом т.е. одна из сторон бака должна быть не менее 30 35 м.
Приготовленный 15 20% раствор коагулянта поступает в баки-хранилища объем которых определяем из расчета 15 17 м3 на 1 т товарного продукта (принимаем 15 м3 на 1т товарного продукта):
Объем отделения для хранения раствора коагулянта составит:
где: n- число растворений коагулянта в одном баке
Объем совмещенного бака будет равен:
Wоб=Wр.б. + Wб.х. = 85+20=285 м3
Растворное и хранилищное отделения имеют общую глухую перегородку. Окончательно назначаем размеры одного бака с учетом строительной высоты (05 м): растворное отделение – 15х40х20 м; хранилищное отделение 35х40х20м.
Определим емкость расходного бака по формуле:
где Qчас – часовой расход воды:
n – число часов растворения коагулянта принимаем по п. 6.22 1 n= 12 ч;
bр – концентрация раствора (неочищенный – до 17%); bр=4%
γ1 – объемная масса раствора примерно равная 1052;
Дк – доза коагулянта.
Принимаем два рабочих бака один резервный. Высота слоя раствора в баке равна 1 15 м (принимаем h=15 м). Размеры бака в плане 23×23 м.
Интенсивность подачи сжатого воздуха принимаем равной в растворных отделениях растворно-хранилищных баков 8 10 а в хранилищных отделениях и расходных баках – 3 5 лс·м2 . Тогда расчетный расход воздуха будет равен:
- для растворного отделения растворно-хранилищных баков (в процессе растворения коагулянта):
Qраст = Fоб (8 10) n = 683 = 144 лс или 5184 м3ч
где: Wв – интенсивность воздуха л(с·м2);
Fоб – площадь баков в плане м2;
n – количество баков шт.
- для хранилищного отделения растворно-хранилищных баков (в процессе хранения коагулянта):
Qхран = 1453 = 210 лс или 756 м3ч
- для расходных баков:
Qрх = 52953 = 7935 лс или 28566 м3ч
Общий расчетный расход воздуха составит (при работе всех баков и отделений):
Qобщ=Qраст +Qхран +Qрх =5184+756+28566 = 156006 м3ч
Для подачи воздуха подбираем воздуходувки [насосы] марки ВК-6
(5 рабочих и 2 резервных соединенных параллельно и обслуживающих любое отделение и расходные баки как в отдельности так и вместе);
Произво-дительность м3ч
Избыток давления м.вод.ст.
Габаритные размеры мм
Мощность эл.двигателя
Часовой расход раствора коагулянта составит:
По данному расходу раствора коагулянта принимаем насос-дозатор марки 6НД 8006 (1 рабочий и 1 резервный).
Производительность м3ч
Габариты (длина х ширина х высота) мм
2 Сооружения для приготовления раствора извести
Комовая негашеная известь (СаО) 3-го сорта поступает на водоочистную станцию автотранспортом в количестве 10 тонн (на 20 суток). Принимаем следующую технологическую схему приготовления 5%-ного раствора извести (известкового молока):
Рис.3 Технологическая схема приготовления раствора извести.
-яма гашения; 2 – известигасилка; 3 –классификатор (гидроциклоны);
– расходный бак известкового молока; 5 – дозатор типа «ДИМБА».
Как правило в случае использования комовой негашеной извести следует принимать ее мокрое хранение в виде 35 40% раствора (теста) в яме первичного гашения в течение 10 15 суток. Для очистки известкового раствора от нерастворимых примесей используем гидроциклон. Количество расходных баков принимаем не менее 2
Суточная потребность в извести составит:
Емкость для первичного гашения извести принимаем равной из условий хранения ее запаса на половину расчетного периода запаса извести (10 15 дней):
Объем ямы первичного гашения:
где n – количество расходных баков.
Принимаем размеры ямы для первичного гашения извести 3×3×5 м.
Для окончательного гашения извести принимаем известегасилку С-382.
Производи-тельность тч
Мощность эл.двиг. кВт
Гидроциклон подбираем в зависимости от его производительности которая определяется по формуле:
где b – концентрация раствора извести b=5%.
Принимаем гидроциклон с диаметром 75 мм.
Диаметр гидроциклона мм
Производительность м3ч при давлении на входе МПа
Емкость расходного бака определяем из условия хранения 5%-го раствора извести на 24 часа работы станции:
При Н=1м размеры каждого расходного бака составят 1×2×3 м.
По расходу известкового раствора (025 м3ч) подбираем дозатор типа ДИМБА-1.
Пропускная способность м3ч
Количество подаваемого раствора к
Потребляемая мощность электродвигателя Вт
3 Сооружения для приготовления раствора ПАА
Реагент поступает на склад в виде 35%-го раствора от желтого до бурого цвета в полиэтиленовых мешках по 30 кг.
Суточное количество ПАА определяется по формуле:
Время работы принимается Т=15 30 сут. В данном курсовом проекте принимаем Т=20 сут тогда:
Мешки поступают на машинах и хранятся на складе. В помещении приготовления раствора ПАА хранится 3 суточный запас весового количества.
Количество чистого реагента в техническом продукте:
где bПАА – процентное содержание ПАА в поставленном растворе bПАА=35%.
Вес одного мешка 30 кг тогда количество мешков составит:
Для приготовления 1% раствора ПАА используют бак с мешалкой и насосом. Бак с мешалкой и насос представляют собой единое целое в виде установки марки УРП которая подбирается в зависимости от производительности станции.
Принимаем установку марки УРП - 2М технические характеристики которой следующие:
Наименование показателей
Значение показателей
Производительность м3сут
Количество раствора в баке м3
Концентрация раствора %
Оптимальная температура растворения оС
Время перемешивания мин
Частота вращения крыльчатки обмин
Установленная мощность кВт
Емкость расходного бака:
Принимаем высоту бака 1м тогда размеры в плане 1×1 м.
4 Расчет хлораторной
Расчетный весовой расход хлора для обработки воды будет равен:
- предварительное хлорирование:
- вторичное хлорирование:
Общий расход хлора составит:
Запас хлора должен быть не менее чем на 20-30 суток тогда запас хлора на станции составит:
Запас хлора должен быть не менее чем на 3 суток работы станции но не более чем на 30-40 дней. Трехмесячный запас хлора храниться вне территории станции отдельно на складе ядовитых веществ. Любое помещение хлораторной должно иметь приточно-вытяжную вентиляцию с пятикратным обменом воздуха.
В качестве хлордозатора принимаем 2 рабочих и 1 резервный хлоратор марки ЛК-11. Эти хлораторы соединены трубопроводами таким образом чтобы каждый из них мог работать на первичное хлорирование так и на вторичное хлорирование.
Производительность по хлору кгч
Количество контейнеров принимаем:
где qуд – удельное количество съема хлор газа с одного дозатора равное 05-07 кгч=12-168кгсут.
Контейнеры поставляются с промежуточным баллоном для съема газа и его очистки.
Подбор дозирующих устройств
1 Раствор коагулянта
2. Раствор известкового молока
Для водоочистной станции производительностью 19914 м3сут по расходу известкового раствора 025 м3ч подбираем дозатор типа ДИМБА-1.
Расход 1%-го раствора ПАА:
Подбираем насос-дозатор типа НД-10010 (1 рабочий 1 резервный).
Масса с электродвигателем кг
Расчет сооружений при одноступенчатой схеме обработки воды
1 Подбор барабанных сеток
Барабанные сетки размещаемые на площадке станции водоподготовки до подачи в воду реагентов используются для грубого процеживания воды.
Подбираем барабанные сетки по табл. 7.1 2 в зависимости от производительности. Принимаем барабанные сетки марки БС 15×2 основные размеры и технические характеристики которых следующие:
Производительность: 20 тыс. м3сут.
Размеры барабана: диаметр 1550 мм длина 2330 мм.
Размеры камеры: длина 3160 мм ширина 2660 мм расстояние от оси до дна 1000 мм.
Число фильтрующих элементов: 36.
Мощность электродвигателя: 17 кВт.
Принимаем 1 рабочую и 1 резервную барабанные сетки.
2 Расчет входной камеры.
Определим объем входной камеры по формуле:
где Qос – производительность очистной станции;
t – продолжительность пребывания воды во входной камере принимается исходя из последовательности ввода растворов реагентов (не менее 5 мин в соответствии с п.6.127 1). А с учетом процессов хлопьеобразования до 15 30 мин. Принимаем t=15 мин.
Принимаем 2 секции входной камеры глубиной h=69 м с размерами в плане 5×3 м и следовательно площадью каждая:
3 Расчет контактных осветлителей КО-3
Контактный осветлитель представляет собой сооружение для осветления и обесцвечивания воды совмещающие функции камеры хлопьеобразования отстойника и скорого фильтра. В этом случае коагулянт вводят в воду непосредственно перед ее поступлением в контактный осветлитель и процесс коагуляции происходит в толще фильтрующей загрузке.
Определим необходимую площадь контактных осветлителей:
где Q – полезная суточная производительность очистной станциим3сут;
Tст – продолжительность работы станции в течение суток ч;
Vн – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме равная 4 мч;
nпр – число промывок каждого осветлителя в сутки принимаем nпр=05;
w – интенсивность промывки осветлителей принимаем равную 5 лсм2;
t1 – продолжительность промывки t1=8 мин=0133 ч 3;
t2 – время простоя осветлителя в связи с промывкой принимаемое равным 033ч 3;
t3 – продолжительность сброса первого фильтрата t3=12 мин=02 ч 3.
Режим промывки контактных осветлителей
Режим обычной промывки контактных осветлителей
Продолжительность промывки
Интенсивность подачи воды
Продолжительность сброса первого фильтрата при промывке водой
Режим водовоздушной промывки контактных осветлителей
Продолжительность подачи воздуха
Интенсивность подачи воздуха
Продолжительность совместной водовоздушной промывки
Интенсивность подачи
Продолжительность промывки водой
Интенсивность промывки водой
Количество контактных осветлителей определяем по формуле:
Получаем 8 рабочих контактных осветлителей.
Рис.4 Схема работы контактного осветлителя модели КО-3.
-подача исходной промывной воды и отвод фильтрата;4-фильтрующая загрузка;6-отвод промывной воды;10-подача промывной воды;11-подача воздуха при промывке;1213-воздухо- и водораспределительная системы;14-струенаправляющий выступ;15-пескоулавливающий желоб;16-боковой карман.
Площадь одного контактного осветлителя:
размеры в плане 5×58 м.
3.1 Расчет водораспределительной системы КО-3
Расход воды поступающий на обработку в один контактный осветлитель составит 18600248=1107 м3час или 3075 лс.
Расход промывной воды при водовоздушной промывке приходящейся на один контактный осветлитель составит:
Контактные осветлители при промывке водой и воздухом надлежит предусматривать с поддерживающим слоем.
Подбор состава загрузки контактного осветлителя. Загрузка принята согласно данным табл. 25 1 Загрузка фильтра принята песчаной. Высота фильтрующего слоя hф = 1000 мм с минимальным диаметром зерен гравия и песка dmin = 07 мм и максимальным dmax=12 мм. Эквивалентный диаметр зерен dэкв = 1 мм. Принимая скорость движения воды при промывке не более 08-12мс 3
Верхняя граница гравия крупностью 40-20 мм должна быть на уровне верха труб распределительной системы. Поддерживающие слои имеют общую высоту 700 мм и крупность зерен 2 – 40 мм.
Находим диаметр коллектора отвечающий скорости движения воды vкол=12 мс по формуле:
Рис 5. Поддерживающие слои
Расход промывной воды приходящейся на одно отверстие:
Определим общую площадь отверстий:
где: Р - отношение площади всех отверстий к площади осветлителя принимается равным P=02% [Николадзе и др.].
Принимая диаметр отверстий d0 = 10 12 мм определим площадь одного отверстия:
Тогда число отверстий составит:
Количество отверстий приходящихся на одно ответвление будет равно:
Длина каждого ответвления контактного осветлителя составляет l=5 м. Так как шаг оси ответвлений должен быть 025 035 м (принимаем 03 м) то количество ответвлений в контактном осветлителе будет m=503=17 шт.
На одном ответвлении отверстия находятся с двух сторон т. е. с одной стороны 15 отверстий.
3.2 Подбор и расчет системы отвода воды КО3
При использовании водовоздушной промывки надлежит применять горизонтальный отвод промывной воды.
Основные расчетные параметрами системы горизонтального отвода воды зависят от удельного расхода воды q л(м с) и определяется по формуле:
где b-длина горизонтального отвода воды равная 5 м;
W-интенсивность подачи промывной воды;
Для расчета системы следует принять интенсивность подачи воды принятую для второго этапа промывки т. е. при совместной подачи воды и воздуха Wпр=5 л(с·м2);
Размеры основных элементов системы сведены в таблицу
Расход воды 1 м ширины водослива лс·м
Между верхней и нижней кромками водосливной стенки Н1
Между верхними кромками водосливной и отбойной стенками Н2
Принимаем Н1=320 мм и Н2=25 мм ширина средне направляющего выступа:
4 Расчет промывного устройства
Подачи промывной воды осуществляется при помощи центробежного насоса типа Д. Промывные насосы (1 рабочий и 1 резервный) устанавливаются в машинном зале насосной станции второго подъема.
Подача насоса принимается равным расходу промывной воды то есть:
qн=qпр=0145м3с =522 м3ч
Напор насоса определится по формуле:
Геометрическая высота подъема воды Нг равна разности отметок минимального уровня воды в резервуарах чистой воды и отметки кромки желоба скорого фильтра (см. высотную схему водоочистных сооружений).
Общие потери напора при промывке самого удаленного скорого фильтра составят:
hф=hдр+hф.з.+hпс + hl м.
Величина hдр представляет собой потери в дренажной системе равные:
Для прямолинейной распределительной трубы или коллектора с круглыми отверстиями коэффициент местного сопротивления будет равен:
Кп - коэффициент перфорации 015 ≤ Кп ≤02.
Потери напора в фильтрующей загрузке составят:
а и в - зависят от типа загрузки и для кварцевого песка с размером зерен 05 10 мм будут равны 076 и 0017 а для фракции 10 20 мм соответственно – 085 и 004.
Потери напора в поддерживающих гравийных слоях hп.с определяются по формуле:
hп.с.=022Нп.с.=022*1=022м.
Потери напора по длине h1 от промывного насоса до самого удаленного фильтра составят:
l – длина трубопровода промывной воды для первого приближения эта длина может быть принята 100 150 м с дальнейшим уточнением при построении генплана очистных сооружений.
h1=11*0002*100=022 м.
Напор на излив воды hизл принимают равным 15 м.
Нн=38+1827+3+022+022+15=2701м
По величинам Нн и qн подбираем промывной 2 насоса по приложению типа 1Д 315-50 (2 рабочих 1 резервный) со следующими характеристиками:
4.1 Обработка промывных вод
На станциях подготовки воды с одноступенчатым фильтрованием применяют отстойники промывных вод. Промывные воды контактных осветлителей поступают в отстойник где осветляются в течение определенного времени после чего подаются в трубопровод подачи сырой воды на станцию. Осадок накапливающийся в отстойнике промывных вод направляется на дальнейшую обработку.
Рис. 5. Технологическая схема обработки промывных вод.
КО промываются в часы минимального водопотребления (например с 2200 по 600ч.) при этом на каждый КО затрачивается около 1 часа. Контактные осветлители промываются поочередно.
Общее количество промывной воды определяем по формуле:
где w – интенсивность промывки лсм2;
fКО – площадь КО м2;
tпр - длительность промывки мин;
N – количество контактных осветлителей.
Средний расход промывной воды определяем по формуле:
где Тпр – общее время промывки контактных осветлителей в сутки ч.
4.2 Расчет отстойника промывных вод
Определим объем отстойника из выражения:
где tотст – продолжительность отстаивания промывных вод принимаем 4 ч.
Высота зоны осветления принимается Hзо.=15-20 м принимаем. Hзо=15 м. Площадь отстойника определяем по формуле:
Размеры в плане принимаем из условия что где B – ширина отстойника м L – длина отстойника м.
Принимаем 2 отстойника B=25 м L=175 м.
Объем осадочной части отстойника определяем по формуле:
Высота осадочной части отстойника:
Общий объем отстойника промывных вод определяем по формуле:
Определим расход осветленной воды:
По данному расходу подбираем насосы для перекачки осветленной воды. Принимаем насосы типа К4555 (1 рабочий 1 резервный) со следующими характеристиками:
Для перекачки осадка из горизонтального отстойника на сооружения по обезвоживанию подбираем насос в зависимости от расхода осадка:
Принимаем насос типа ФГ 255145(1 рабочий 1 резервный). Его характеристики:
частота вращения рабочего колеса – 2900 обмин;
мощность насоса – 115 кВт;
диаметр рабочего колеса – 212 мм;
4.4 Расчет иловых площадок
Объем осадка выпускаемого из горизонтального отстойника определяем по формуле:
Площадь иловой площадки определяем по формуле:
Принимаем 2 карты размером 4х55м.
5 Расчет резервуаров чистой воды
Общий объем резервуаров чистой воды определим по формуле:
где Wр – регулируемый объем м3;
Wсн – объем на собственные нужды м3;
Wпож - объем на пожаротушение м3.
где Кн – коэффициент часовой неравномерности насосной станции первого подъема Кн=10;
Кч – коэффициент часовой неравномерности расхода воды в населенном пункте принимаем Кч=145;
Qпол – полезный расход воды.
где α - коэффициент расхода воды на собственные нужды α=004.
где Qпож – расход воды на пожаротушение; м3ч.
Получим общий объем резервуаров чистой воды:
Принимаем 2 резервуара чистой воды. Объем каждого из них составит:
Принимаем 2 резервуара чистой воды объемом 2000 м3 каждый высотой 5м.
6 Расчет насосной станции второго подъема
По результатам гидравлических расчетов водопроводной сети населенного пункта насосная станция второго подъема должна обеспечивает подачу воды в максимальный час водопотребления с расчетным напором. Принимаем напор Hн=50 м. Расход воды:
Принимаем центробежные насосы (3 рабочих и 2 резервных) производительность каждого из них будет равна:
Принимаем насос типа 1Д 500-63 со следующими характеристиками:
7 Расчет складских и вспомогательных помещений
На территории очистных сооружений предусматривают складские сооружения навесного и ангарного типа без обогрева для хранения поступающих реагентов.
Площадь складируемого реагента определяется по формуле:
где Др – доза реагента мгл;
T – продолжительность хранения реагента равная 15 30 суток;
α – коэффициент дополнительной площади α=115;
- объемная насыпная масса реагента или жидкого продукта тм3;
P – содержание реагента в техническом продукте %;
Hр – допустимая высота складируемого реагента м. В соответствии с п.6.204. 1 Hр=15 25 м.
Площадь складируемого ПАА:
Площадь складируемой извести:
Для хранения запаса хлора предусматривается склад площадью 15 м2.
Площадь всех складских помещений:
Для догрузки песка в фильтры предусматриваем открытую площадку размером 3х5 м высота песка до 15 м.
В качестве вспомогательных сооружений согласно пункту 6.201 1 предусматриваем хим. лабораторию гардероб душ санузел комната для дежурного персонала кабинет начальника станции и приводим их площади:
Гардеробная душ и санитарно-технический узел – 40 м2;
Комната для дежурного персонала – 15 м2;
Кабинет начальника станции - 15 м2;
Местный пункт управления (диспетчерская) назначается по проекту диспетчеризации и автоматизации;
Хим. лаборатория-40 м2;8 Построение высотной схемы
Как уже было указано при проектировании комплекса очистных сооружений необходимо не только наметить их размещение на плане отведенной под строительство площадки но и составить предварительную «высотную схему станции» т. е. установить предполагаемые отметки расчетных уровней воды во всех сооружениях. Для этого до получения в результате гидравлических расчетов значений потерь напора в самих сооружениях арматуре и коммуникациях используются осредненные значения этих потерь по данным проектирования и эксплуатации. Для составления предварительных высотных схем могут быть приняты следующие значения потерь напора (по п. 6.219 1) м:
в барабанной сетке: 04 — 06;
в входной камере: 03 — 05;
в контактных осветлителях: 2 — 25;
в коммуникациях от барабанной сетке к входной камере: 02;
в коммуникациях от входной камере к контактным осветлителям: 03 – 04;
в коммуникациях от осветлителей к РЧВ: 05 — 1.
Кроме того около 05 м напора может теряться в измерительной аппаратуре при вводе воды на станцию и при отводе ее.
На рис. 8 показана упрощенная высотная схема цепи основных очистных сооружений.
Рис.6. Высотная схема.
В данном курсовом проекте рассчитана водоочистная станция производительностью 18600м3сут для забора воды из поверхностного источника в Гродненской области. Было определено что вода должна быть подвергнута обработке с целью ее осветления обесцвечивания и обеззараживания. Т. к. обеспечение населения чистой и качественной водой имеет большое значение т.к. предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний передаваемых через воду. Приняты необходимые методы очистки воды и типы основных сооружений выявлены требуемые реагенты (хлор известь ПАА) и рассчитаны их дозы.
Построен генеральный план водоочистной станции где указано расположение основных сооружений дорог и зеленых насаждений а также план и разрез водоочистной станции.
СНиП 2.04.02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат 1985.
Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод: Учеб. для вузов. - М.:Высш. шк – 1987. –
СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. - М. 1986.
Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности Т 19.06.
Карасев Б. В. Насосы и насосные станции. Минск: Вышэйшая школа 1979.
Лекции по водоподготовке.
Практические занятие по водоподготовке.
В.Д.Ющенко. УМК Водоподготовка