Водопроводные очистные сооружения

ВОС.doc

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Водоснабжения и
на тему: «Водопроводные очистные сооружения»
Руководитель проекта
Определение производительности водоочистной станции
Оценка качества воды
Выбор основной технологической схемы
1 Расчет контактной камеры
3 Расчет горизонтальных отстойников
3.1 Определение размеров отстойника
3.2Расчет системы рассредоточенного сбора воды
3.3Расчет гидравлической дырчатой системы удаления осадка..
4Расчет камеры хлопьеобразования
5Расчет скорых фильтров
5.1 Определение размеров скорых фильтров
5.2Расчет распределительной системы фильтра
5.3Расчет устройств для сбора и отвода при промывке фильтра..
5.4Определение потерь напора при промывке фильтра
6 Расчет реагентного хозяйства
6.1Определение объема баков-хранилищ
6.2Определение объема расходного бака
6.3Расчет воздуходувок и воздухопроводов
6.4Дозирование растворов реагентов
Обеззараживание воды
1Расчет хлораторной установки для дозирования жидкого хлора
2Дозирование аммиака ..
Расчет сооружений по обработке промывной воды
1Расчет резервуара-усреднителя
2 Расчет песколовки
Сооружения по обработке осадка
Высотная схема очистной станции
Зоны санитарной охраны
Согласно заданию в курсовом проекте разработана водоочистная станция 32100 м3сут.
Возводимые очистные сооружения находятся в Челябинской области. Грунтовые воды расположены на глубине 30 м.
Схема очистки воды принята на основании данных анализа качества воды в источнике и требуемой производительности водоочистной станции. Согласно СНиП 2.04.02-84 [1] принята двухступенчатая реагентная обработка воды в осветлителях со слоем взвешенного осадка и скорых фильтрах.
Полный состав основной технологической схемы обработки воды включает контактную камеру смесители камеры хлопьеобразования и горизонтальные отстойники скорые фильтры с однослойной загрузкой из кварцевого песка различной крупности. Вспомогательные сооружения: реагентное хозяйство по хранению приготовлению и дозированию коагулянта и хлора песковое хозяйство и сооружения по обработке промывных вод скорых фильтров.
Разработаны планировка главного здания высотная схема и генплан водоочистной станции.
Определены границы I пояса зоны санитарной охраны водоочистной станции и в соответствии с требованиями СНиП [1] даны рекомендации по его организации.
Определение производительности водоочистной станции
Полная производительность водоочистной станции составляет по заданию
Оценка качества воды
По п. 6.9.[1] источник водоснабжения является:
а) в зависимости от максимальной мутности – мутные (290 мгл);
б) в зависимости от расчетного максимального содержания гумусовых веществ обуславливающих цветность воды – средней цветности (40 град).
Показатели качества исходной воды и требования к хозяйственно-питьевой воде регламентированных СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения" представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристика качества воды поверхностного источника водоснабжения и требования к хозяйственно-питьевой воде
Требования к качеству питьевой воды
Карбонатная жесткость
Продолжение таблицы 1
Выбор основной технологической схемы
При выборе метода обработки воды учитываем дозу коагулянта вводимого в процессе очистки воды.
Дозу коагулянта в расчете на (по безводному веществу) принимаем для мутных вод по [1]. Для мутности М=290 доза коагулянта составляет .
Для цветных вод доза коагулянта определена по формуле [1]
где - цветность обрабатываемой воды.
Для цветных вод доза коагулянта составляет
Принята набольшая из доз т.е. .
Доза подщелачивающих реагентов необходимых для улучшения процесса хлопьеобразования определена по формуле [1]
где - максимальная в период подщелачивания доза безводного коагулянта;
- эквивалентная масса безводного коагулянта (для );
- коэффициент равный для ;
- щелочность воды (по заданию).
Доза подщелачивающих реагентов необходимых для улучшения процесса хлопьеобразования составляет
Т.е. подщелачивание воды не требуется.
Общая мутность воды с учетом ввода реагентов определена по формуле [1]
где - коэффициент принимаемый для равным 05;
- количество нерастворимых веществ вводимых с известью мгл. т.к. подщелачивание воды не требуется.
Общая мутность воды с учетом ввода реагентов составляет
По [1] принята технологическая схема основными сооружениями которой являются горизонтальные отстойники и скорые фильтры так как исходная мутность М=290мгл общая мутность с учетом ввода реагентов Св=320 мгл цветность Ц=40град Qсут=32100м3сут.
Полный состав основной схемы очистки воды включает следующие сооружения: контактную камеру вихревые смесители горизонтальные отстойники скорые песчаные фильтры.
Смесители необходимы для смешения реагентов с водой. В данном проекте приняты вихревые смесители.
Для обработки воды предусмотрено использование реагентов:
- подщелачивающего реагента (СаО) дозой 244мгл – для улучшения процесса коагуляции;
- жидкого хлора на первичное хлорирование дозой 3 мгл – для окисления органики и снижения цветности воды и дозой 20 мгл для обеззараживания воды;
- аммиака при первичном хлорировании дозой 25мгл (из расчета 05г на 1г хлора) для предотвращения образования токсичных хлорфенольных соединений в воде так как идет конкурирующая реакция аммиака с хлором с образованием хлорида аммония.
Вспомогательные сооружения: реагентное хозяйство включающее сооружения по хранению приготовлению и дозированию коагулянта и хлора песковое хозяйство и сооружения по обработке промывных вод фильтровальных сооружений сооружения по обработке осадка.
Расчет соружений очистной станции произведен согласно требованиям СНиП 2.04.02-84* на среднечасовой расход воды в сутки максимального водопотребления.
1 Расчет контактной камеры
Контактная камера предназначена [1] для обеспечения 2х минутного контакта хлора с обрабатываемой водой после первичного хлорирования перед коагулированием для окисления органических примесей ухудшающих процесс укрупнения примесей исходной воды.
При расчетной производительности станции Qсут = 32100 м3сут объем контактной камеры определена по формуле [2]
где t = 2 мин – продолжительность пребывания воды в контактной камере.
Принята одна контактная камера глубиной h = 2 м и площадью каждая 225 м2. Для обеспечения требуемого времени контакта воды с хлором движение воды в камере организуется по лабиринтной схеме для чего она оборудуется перегородками.
Ввиду значительной мутности исходной воды и необходимости дегазации воды перед камерой хлопьеобразования для смешения коагулянта с водой предусмотрено использование вертикальных вихревых смесителей с пирамидальной нижней частью (рис. 1) которые обеспечивают быстрое и качественное смешение.
– трубопровод подачи исходной воды; 2 – трубопровод подачи раствора коагулянта; 3 – коническая часть смесителя; 4 – перефирийный лоток; 5 – трубопровод отвода воды из смесителя.
Рисунок 1 - Расчетная схема вихревого смесителя
Нагрузка на 1 смеситель должна быть не более 1200 – 1500 м3ч.
Согласно указаниям [2] принят вертикальный (вихревой) смеситель квадратный в плане с пирамидальной нижней частью. Согласно п. 6.45 [1] принят два смесителя резервный не предусматривается.
Расчетный расход на 1 смеситель м3с определен по формуле [2]
где Qч =13375м3ч – производительность очистной станции;
n – количество смесителей.
Площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя определена по формуле [2]
где - скорость восходящего потока согласно [1].
Т.к. верхняя часть смесителя принят квадратной в плане то ее сторона будет иметь размер [2]
Принят диаметр подводящего трубопровода 400 мм при скорости движения воды в нем равной 139 мс и расходе воды 1855 лс [4]. Трубы стальные электросварные ГОСТ 10704-76. Внешний диаметр подводящего трубопровода равен 425 мм. Тогда размер в плане нижней части смесителя в месте примыкания этого трубопровода составит 0425х0425=018 м2 т.е. bн=0425 м.
Принята величина центрального угла .
Высота нижней (пирамидальной) части смесителя hн м определена по формуле [2]
Объем нижней части смесителя определен по формуле [2]
Полный объем смесителя W м2 составляет [2]
где - продолжительность смешения реагента с водой согласно [1].
Объем верхней части смесителя определен по формуле [2]
Высота верхней части смесителя определена по формуле [2]
Действительное время пребывания воды в смесителе с
Полная высота смесителя определена по формуле
где hб = 05 м – высота борта выше уровня воды в смесителе.
Для сбора воды принимаются желоба. Вода прошедшая по желобам в направлении бокового кармана разделяется на 2 параллельных потока. Поэтому расчетный расход каждого потока составляет
Площадь живого сечения желоба для сбора воды в верхней части смесителя определена по формуле [2]
где - скорость движения воды в конце желоба согласно [1].
При ширине желоба высота слоя воды в нем определена по формуле [2]
Уклон дна лотка принят в сторону сборного канала [1].
Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборного лотка определена по формуле [2]
где - скорость движения воды через отверстия лотка согласно [1].
Принят диаметр 1 отверстия равным d=80мм его площадь составляет
Число отверстий определено по формуле [2]
Принято 37 отверстий.
На каждой из четырех сторон расположено по 9 отверстий размещенных на периметре Р=92м.
Шаг отверстий определен по формуле [2]
Размеры сборного бокового кармана принимаем исходя из расчетного расхода и скорости движения воды на выходе . По [4] подбран i=00082 v=062мс. Тогда bк=0630м.
3 Расчет горизонтальных отстойников
3.1 Определение размеров отстойника
Общая площадь горизонтального отстойника определена по формуле [1]
где - расчетный расход воды ;
- скорость выпадения взвеси [1];
- коэффициент объемного использования отстойников принят согласно [1].
Длина отстойника определена по формуле [3]
где - высота зоны осаждения согласно [1];
- расчетная скорость горизонтального движения мутной воды в начале отстойника согласно [1].
По ширине горизонтальные отстойники разделены на секции. Принята ширина секции В = 6 м согласно [1] тогда количество секций определена по формуле
где - ширина отстойника;
Число рабочих отстойников принят равным 3 согласно [1] а также 1 резервный отстойник.
Удаление осадка производится гидравлическим способом без отключения подачи воды в отстойник. Объем зоны накопления и удаления осадка определена по формуле [3]
где - продолжительность работы отстойника между сбросами осадка согласно [1];
- концентрация взвешенных веществ в воде поступающих в отстойник;
- мутность воды выходящей из отстойника согласно [1];
- средняя по всей высоте осадочной части концентрация твердой фазы в осадке согласно [1].
Средняя высота зоны накопления и уплотнения осадка определена по формуле
- объем зоны накопления и удаления осадка.
Средняя высота зоны осаждения накопления и уплотнения осадка составляет
Начальная высота зоны осаждения накопления и уплотнения осадка определена по формуле
где - уклон дна отстойника согласно [1];
- средняя высота зоны осаждения накопления и уплотнения осадка.
Конечная высота зоны осаждения накопления и уплотнения осадка
Конструктивно принята высота бортов равной 05 м. Тогда общая строительная высота определена по формуле:
в начале отстойника: ;
в конце отстойника:
– зона осаждения; 2 – зона накопления и уплотнения осадка
Рисунок 2 - Схема горизонтального отстойника
3.2 Расчет системы рассредоточенного сбора воды
Сбор осветленной воды предусмотрен системой горизонтально расположенных желобов (по 2 желоба в каждом отстойнике) с затопленными отверстиями. Длина каждого желоба составляет 23 длины отстойника т.е. .
Расход воды приходящийся на 1 отстойник определен по формуле [1]
где - расчетный расход воды;
- рабочее число отстойников.
Расстояние между осями желобов принят равным 3 м согласно [1].
Расход воды проходящий по желобу определен по формуле
где - число желобов;
- расход воды приходящийся на 1 отстойник.
Площадь желоба определена по формуле
где - скорость движения осветленной воды в конце желобов принимается согласно [1].
Приняты размеры желобов (032+01)х032 м.
Суммарная площадь всех отверстий определена по формуле [2]
где - скорость движения осветленной воды в отверстиях согласно [1];
- расход воды проходящий по желобу.
где - суммарная площадь всех отверстий;
- площадь 1 отверстия.
Принят диаметр отверстий d=25мм согласно [1]. Тогда площадь 1 отверстия составляет .
где - длина 1 желоба;
Отверстия располагаются в шахматном порядке в 2 ряда.
3.3 Расчет гидравлической дырчатой системы удаления осадка
Для гидравлического удаления осадка предусмотрена сборная система из перфорированных труб. Расстояние между осями труб принят равным 3 м согласно [1].
За 1 выпуск из отстойника удаляется осадок в количестве [2]
- мутность воды выходящей из отстойника согласно [1].
Расход воды сбрасываемый из отстойника вместе с осадком определен по формуле [2]
где - коэффициент разбавления осадка согласно [1];
- продолжительность удаления осадка согласно [1];
Длина трубопровода для удаления осадка равна длине отстойника т.е. 60 м.
Расход воды по трубопроводу составляет [2]
где - расход воды сбрасываемый из отстойника вместе с осадком;
Принят диаметр дырчатых трубопроводов d = 150 мм. При этом скорость движения осадка равна 128 мс согласно [4]. Тогда площадь трубопровода составляет .
Суммарная площадь отверстий дырчатых трубопроводов определена по формуле [2]
где - коэффициент перфорации;
- площадь отверстий.
где - площадь 1 отверстия.
Принят диаметр отверстий d=30 мм согласно [1]. Тогда площадь 1 отверстия составляет .
Шаг отверстий составляет [2]
где - длина трубопровода для удаления осадка;
Отверстия располагаются в шахматном порядке.
В начале трубопровода предусмотрены отверстия для выпуска воздуха. В перекрытии отстойника предусмотрены лотки для спуска в отстойник отверстия для отбора проб на расстоянии 10 м друг от друга.
4 Расчет камеры хлопьеобразования
Камера хлопьеобразования запроектирована встроенной в горизонтальный отстойник. Длина камеры хлопьеобразования равна ширине отстойника = 6 м.
Площадь камеры хлопьеобразования определена по формуле
где - расход воды приходящийся на 1 камеру хлопьеобразования;
- скорость восходящего потока согласно [1].
Ширина камеры хлопьеобразования определена по формуле
где - площадь камеры хлопьеобразования;
Площадь поперечного сечения нижней части камеры хлопьеобразования при расходе и скорости составляет . Диаметр трубопровода подводящего воду от смесителя к камере хлопьеобразования равен 400 мм [2].
Площадь поперечного сечения желоба определена по формуле [2]
- скорость движения в желобе согласно [1].
Принята ширина желоба согласно [3] тогда высота желоба определена по формуле [3]
Потребное количество отверстий диаметром 120 мм и площадью определено по формуле [2]
Периметр желоба по внутренней стенке определен по формуле [2]
где - ширина камеры хлопьеобразования;
Шаг оси затопленных отверстий составляет [2]
где - периметр желоба по внутренней стенке;
- потребное количество отверстий.
Потеря напора в камере определена по формуле [1]
где - коэффициент гидравлического сопротивления принимаемый согласно [1];
- скорость движения воды в камере принимаем согласно [1];
- ускорение свободного падения.
5 Расчет скорых фильтров
5.1 Определение размеров скорого фильтра
К расчету приняты скорые фильтры с однослойной загрузкой из кварцевого песка.
Технологические параметры для расчета фильтров отражены в таблице 2 [1].
Таблица 2 – Технологические параметры загрузки фильтра.
Характеристика фильтрующего слоя
Скорость фильтро-вания м3ч
Коэффи-циент неоднород-ности загрузки
Одно-слойные фильтры с загрузкой различной крупности
Общая площадь фильтров определена по формуле [1]
где - полезная производительность станции;
- продолжительность работы станции в течение суток согласно [1];
- расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме принята по табл.21 [1];
- число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;
- время простоя фильтра в связи с промывкой водой согласно [1];
- удельный расход воды на одну промывку одного фильтра который определен по формуле [1]
где - интенсивность промывки принимаемая по табл. 23 [1];
- продолжительность промывки принимаемая по табл.23 [1];
Количество фильтров определено по формуле [1]
где - общая площадь фильтров.
Площадь одного фильтра составляет [1]
где - общая площадь фильтров;
- количество фильтров.
Принятое количество фильтров – 8При этом площадь каждого фильтра составил . Фильтр запроектирован с центральным карманом и имеет размеры в плане одной секции 44х35м.
Скорость фильтрования воды при форсированном режиме определена по формуле [1]
где - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме принимаемая по табл.21 [1];
- количество фильтров;
- количество фильтров отключающихся на промывку принято по [1].
Скорость фильтрования при форсированном режиме отвечает требованиям [1].
5.2 Расчет распределительной системы фильтра
В проектируемом фильтре распределительная система служит для равномерного распределения промывной воды по площади фильтра и для сбора профильтрованной воды.
Количество промывной воды необходимой для промывки одного фильтра определено по формуле
- площадь одного фильтра.
Размеры центрального коллектора приняты исходя из расчетного расхода и скорости движения воды в нем . По [4] подбрана i=000139 v=097мс.
Расстояние между осями ответвлений принята равным 250мм[2].
Площадь обслуживания одного ответвления определена по формуле [2]
где - длина ответвления.
Количество ответвлений определено по формуле [2]
где - площадь одной секции фильтра;
- площадь обслуживания одного ответвления.
Расход воды прошедший через одно ответвление определен по формуле [2]
где - количество промывной воды необходимой для промывки одной секции фильтра;
- количество ответвлений.
По расчетному расходу qотв=137лс и скорости движения воды в нем V=16-2 мс принята диаметр трубопровода d=80мм V=193мс i=00859 [4].
В нижней части ответвлений под углом 600 к вертикали предусматриваются отверстия диаметром 12мм тогда площадь 1 отверстия составляет .
Общая площадь отверстий составляет [2]
где - площадь одной секции фильтра.
Количество отверстий определено по формуле [2]
Количество отверстий на одном ответвлении [2]
где - количество отверстий;
Шаг оси отверстий определен по формуле [2]
где - длина ответвления;
- количество отверстий на 1 ответвлении.
Отверстия располагают в два ряда в шахматном порядке под углом 600 к вертикальной оси трубы.
Для удаления воздуха из трубопровода подающего воду на промывку фильтров предусмотрена установка стояков-воздушников диаметром 75-150мм с автоматическим устройством для выпуска воздуха. На коллекторе фильтрата предусмотрен также один стояк-воздушник диаметром 75м.
– трубопровод подачи исходной воды; 2 – трубопровод отвода фильтрата; 3 – трубопровод подачи промывной воды; 4 – трубопровод сброса промывной воды; 5 – трубопроводы дренажа большого сопротивления; 6 – поддерживающий слой; 7 – фильтрующий слой; 8 – водосборные желоба; 9 – центральный водосборный канал.
Рисунок 3 – Расчетная схема скорого фильтра
5.3 Расчет устройств для сбора и отвода воды при промывке фильтра
Сбор и отвод загрязненной воды при промывке скорых фильтров осуществляется при помощи желоба прямоугольного сечения в верхней части и треугольной формы – в нижней.
Расстояние между осями желобов определено по формуле [1]
где - длина фильтра;
- количество желобов фильтра.
Расход промывной воды приходящийся на один желоб определен по формуле [3]
Ширина желоба составляет [1]
где - расход воды по желобу;
- отношение высоты прямоугольной части желоба к его ширины согласно [1];
- коэффициент для пятиугольных желобов.
Высота прямоугольной части желоба определена по формуле [1]
где - ширина желоба.
Полезная высота желоба определена по формуле [1]
Конструктивная высота желоба с учетом толщины стенки определена по формуле [2]
Высота кромок желобов над поверхностью фильтрующей загрузки определена по формуле [1]
где - высота фильтрующего слоя [1];
- величина относительного расширения загрузки принята по табл. 23 [1].
Расстояние от дна желоба до дна канала (кармана) определено по формуле [1]
где - расход воды по каналу;
- ширина канала согласно [1];
Расстояние от поверхности загрузки до низа желоба
h=Hж-hк=075-066=009м.
Размеры трубопроводов обслуживающих фильтры определена из условия форсированного режима работы фильтра.
Расход воды одного фильтра при форсированном режиме работы определен по формуле [2]
где - производительность водопроводной очистной станции;
Диаметры трубопроводов определен по таблицам для гидравлического расчета стальных труб по заданному расходу и рекомендуемой скорости движения воды [4]. Результаты расчета сведены в табл. 3.
Таблица 3 - Результаты гидравлического расчета трубопроводов фильтровальной станции
Назначение трубопровода
Рекомен-дуемая скорость мс
Расчетн. скорость мс
Подача осветляемой воды на 1 фильтр
Подача осветляемой воды на все фильтры
Отвод фильтрата с 1-го фильтра
Отвод фильтрата со всех фильтров
Подача и отвод промывной воды
5.4 Определение потерь напора при промывке фильтра
Потери напора определены по формуле [2]
а) потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра определены по формуле [2]
где - скорость движения воды в коллекторе согласно [1];
- скорость движения воды в распределительных трубопроводах согласно [1];
- отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения коллектора.
б) потери напора в фильтрующем слое могут быть приняты равными полной высоте т.е. .
в) потери напора в гравийных поддерживающих слоях высотой определены по формуле профессора В.Т.Турчиновича [2]
где - высота поддерживающего слоя;
- интенсивность промывки принят по табл. 23 [1].
г) потери напора в трубопроводе подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы при диаметре равном 400 мм скорости равной 185 мс гидравлическом уклоне и общей длине трубопровода равной 120 м определен по формуле [2]
д) при установке двух рабочих промывных насосов каждый из них будет подавать 50% расхода промывной воды т.е. 1232лс.
Потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах насоса для подачи промывной воды при dвс=350мм Vвс=119мс dнап=300мм Vнап=162мс [4] определены по формуле [2]
е) потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре определены по формуле [2]
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений: - для колена; - для задвижки; - для входа во всасывающий трубопровод - для тройника.
- расчетная скорость воды в распределительной системе (табл. 2).
Полная величина потерь напора при промывке скорого фильтра составляет
Геометрическая высота подъема воды от дна РЧВ до верхней кромки желобов над фильтром определена по формуле [2]
где – высота кромки желоба над поверхностью фильтра;
– высота загрузки фильтра;
– глубина воды в РЧВ.
Напор который должен развивать насос при промывке фильтра составляет [2]
где – полная величина потерь напора при промывке скорого фильтра;
– геометрическая высота подъема воды от дна РЧВ до верхней кромки желобов над фильтром;
Для промывки предусмотрена установка двух насосов (1 рабочий и 1 резервный) марки Д2000-21б на 980 обмин с рабочим колесом 425 мм со следующими рабочими параметрами: Qн = 177408 м3ч; Hн = 20 м; Nн = 98 кВт; Pнас = 1630 кг. Комплектующий электродвигатель марки А3-315М-8 мощностью Nдв = 110 кВт; Pагр = 3408 кг [5].
6 Расчет реагентного хозяйства
6.1 Определение объема баков-хранилищ
Принято мокрое хранение коагулянта.
Суточный расход коагулянта определен по формуле
где Р=50% – содержание активного продукта для очищенного Al2(SO4)2
Полный потребный расход коагулянта определен по формуле [3]
Исходя из условия поставки коагулянтов в вагонах принимаем его запас для хранения в баках-хранилищах равным 77т (т.е. на станцию одновременно поставляются 1 вагон вместимостью 80т коагулянта).
Вместимость баков для мокрого хранения реагентов составляет
гдe w = 22 – удельный расход воды на 1т коагулянта [1].
Принято 3 бака хранилища вместимостью 57 м3 каждый с размерами в плане 5×5×23м.
6.2 Определение объема расходного бака
Емкость расходного бака определена по формуле [2]
где – емкость растворного бака;
– концентрация раствора коагулянта в растворном баке согласно [1];
– концентрация раствора коагулянта в расходном баке в пересчете на безводный продукт согласно [1].
Емкость растворного бака определена по формуле [2]
где – часовой расход воды;
– время на которое заготовляется раствор коагулянта;
– максимальная доза коагулянта в пересчете на безводный продукт;
– объемный вес раствора коагулянта принимается согласно [2].
Принят 2 расходных бака емкостью по каждый размерами 13х13х16м.
6.3 Расчет воздуходувок и воздухопроводов
Для лучшего растворения коагулянта в баках-хранилищах и перемешивания раствора в расходных баках используется сжатый воздух.
Расход воздуха для расходных баков и баков-хранилищ равен
где n - количество баков;
qв =5лс – удельный расход воздуха для расходных баков
qв =10 лс – удельный расход воздуха для баков хранения[1]
Суммарный расход воздуха составляет 5169лс=31014м3мин. Принята воздуходувка типа 305ВП-403 с подачей 40м3мин и напором 3м (одна рабочая и одна резервная).
Так как подщелачивание воды не требуется то хранение извести не предусмотрено.
6.4 Дозирование растворов реагентов
Для дозирования раствора реагента используется насос-дозатор.
Производительность насоса-дозатора для приготовления раствора коагулянта определена по формуле [3]
где – производительность очистных сооружений;
– содержание сухого активного вещества в реагенте согласно [1];
– плотность раствора согласно [1];
– расчетная доза коагулянта по максимальной потребности.
Согласно [3] принят поплавковый дозатор завода «Союзводоканалпроект» марки ПДк-40 диаметром трубы дозатора 40мм массой 368кг.
Объем песка загружаемого в фильтры перед пуском станции из восьми фильтров площадью каждый и высотой фильтрующего слоя 14 м определен по формуле [2]
где – количество фильтров на станции;
– площадь одного фильтра;
– высота слоя песка в фильтре.
Годовая потребность в дополнительном количестве песка определена по формуле [2]
где – объем песка загружаемого в фильтры.
Принято что в карьерном сырье содержится 55% песка пригодного для загрузки фильтра. Тогда потребность в карьерном сырье определена по формуле [2]
Годовая потребность в карьерном песке определена по формуле [2]
где – годовая потребность в дополнительном количестве песка.
Принята асфальтированная песковая площадка размером 205х20м (т.е. ) в том числе размер отделения для складирования карьерного сырья 64х64 м. Высота слоя песка 05 м.
Чистый отсортированный песок хранится в двух железобетонных емкостях. Песковые бункера рассчитаны на 10% догрузку всех фильтров и одного полностью. Объем песковых бункеров для хранения песка скорых фильтров Wпб м3 определен по формуле
Wпб=307615+830761501=8305м3
Принято 2 железобетонных бункера для хранения песка для скорых фильтров размером 46х46 в осях и высотой 2м.
Обеззараживание воды
Обеззараживание воды производится методом хлорирования с преаммонизацией. В контактную камеру сначала вводится аммиак а затем через 2-3 минуты хлор.
1 Расчет хлораторной установки для дозирования жидкого хлора
Хлорирование производится в 2 этапа: предварительное с дозой 3 – 10 мгл при поступлении воды на очистные сооружения и с дозой 2 – 3 мгл для обеззараживания воды после фильтрования согласно [1].
Расчетный часовой расход хлора для предварительного хлорирования воды определен по формуле [3]
где – производительность очистной станции;
– доза хлора при предварительном хлорировании.
Расчетный часовой расход хлора для вторичного хлорирования воды определен по формуле [3]
– доза хлора при вторичном хлорировании.
Приняты 2 группы хлораторов марки ЛОНИИ-100 (в каждой группе один рабочий и один резервный хлоратор). Производительность хлораторов -2 10 кгч [3]. Общий расход хлора составляет 669 кгч = 16056 кгсут.
Для хлораторной с такой производительностью предусматривается доставка хлора в контейнерах (бочках) [3]. Требуемое число бочек вместимостью 400 л диаметром 800мм и длиной 1220 мм определен по формуле [3]
Fбоч =306м2 – площадь поверхности бочки;
Sбоч =3 кгч – съем хлора с 1м2 площади боковой поверхности бочки.
Принимается 1 бочка.
Число бочек подлежащих хранению на расходном складе хлора составляет
где qхл =16056 кгсут - общий расход хлора;
Т=30 сут - время хранения хлора на расходном складе;
=400л - вместимость бочки
2 Дозирование аммиака.
Расчетный часовой расход аммиака для аммонизации воды определен по формуле [3]
– доза аммиака принятая из расчета 05-1г на 1г хлора.
Количество расходных аммонийных баллонов определено по формуле [3]
где – общий расход аммиака;
– объем баллона [3].
Для дозирования приняты хлораторы марки ЛОНИИ-100 (один рабочий и один резервный). Производительность хлораторов – 2 10 кгч [3].
Расчет сооружений по обработке промывной воды
В состав станции по обработке промывных вод входят песколовка и резервуары-усреднители.
1 Расчет резервуара-усреднителя
Расход воды на одну промывку фильтра q м3 определен по формуле
где F1=3076м2 – площадь одного фильтра;
Jпр=16 лсм2 – интенсивность промывки;
t =5мин - продолжительность промывки
Принят резервуар-усреднитель из двух отделений объемом по 150м3.
Процент воды расходуемой на промывку фильтров Рф % определен по формуле
где Wпр =14765 м3– количество воды расходуемой на одну промывку фильтра;
Qр= 32100 м3сут – расчетный расход воды;
N=8– количество фильтров;
Т=12ч - продолжительность работы фильтра между промывками.
Как видим расход воды на промывку фильтра значителен [9].
К установке принята одна горизонтальная песколовка.
Расчетная длина песколовки определена по формуле [7]
где – глубина песколовки;
– скорость движения воды;
– гидравлическая крупность песка;
– коэффициент принят согласно [1].
Длина песколовки принята равной 165 м. Ширина песколовки определена по формуле
– расход промывной воды согласно табл. 3.
Принимаем песколовку из 2-х отделений шириной 27м.
Продолжительность пребывания воды в песколовке составит
Продолжительность цикла залпового сброса промывной воды определена по формуле
где – количество фильтров очистной станции;
К=2шт – число отделений резервуара-усреднителя;
– число промывок согласно [1].
Таким образом длительность всех операций на сооружениях повторного использования воды с момента ее удаления из фильтра до поступления обратно на очистку составляет 180 мин.
Производительность насосов для перекачки промывной воды определена по формуле
где – объем промывных вод за 1 цикл.
К установке приняты два рабочих насоса и один резервный марки 4К-9020 со следующими характеристиками:
производительность – ;
мощность – 7-10 кВт;
частота вращения – 2900 обмин.
Сооружения по обработке осадка
Смесь осадка отстойников баков-хранилищ коагулянта РЧВ подается в сгуститель представляющий собой вертикальный отстойник в котором осадок перемешивается мешалкой с линейной скоростью равной 003 мс. Время сгущения принято равным 6 ч согласно [1] которое подлежит уточнению в процессе эксплуатации.
Уплотненный осадок направляется на механическое обезвоживание на вакуум-фильтрах.
Обезвоженный осадок складируется за пределами очистной станции.
По типовому проекту ТП 901-3-157 принято здание обработки осадка прямоугольное в плане с размерами 18000×15000мм.
Главное здание очистных сооружений расположено в центре генплана. Исходная вода подается в главное здание по двум трубопроводам диаметром 400 мм.
На генплане также расположены следующие сооружения: административное здание мастерская мелкого ремонта котельная гараж песковые площадки склад реагента хлораторная сооружения по обработке осадка и промывных вод.
Хлораторная запроектирована в пониженной части с учетом требований [1] и [8].
На генплане запроектированы: кольцевая система хозяйственно-бытового водопровода система бытовой канализации закольцованная дорога шириной 6 м.
Высотная схема очистки воды
Движение воды по сооружениям очистной станции принято самотечно-напорное: самотечное – от контактной камеры до резервуаров чистой воды.
Расчетные отметки воды по сооружениям определены по рекомендуемым [1] потерям напора в сооружениях очистки и в коммуникациях между ними приняты:
- в контактной камере – 05м;
- от контактной камеры до смесителей – 02м;
- в смесителях – 06 м;
- от смесителя до камеры хлопьеобразования – 04м;
- в гидравлических камерах хлопьеобразования - 05м;
- в отстойниках – 08 м;
- от горизонтального отстойника до скорого фильтра – 05 м;
- в скором фильтре – 35 м;
- от скорого фильтра до РЧВ – 1 м;
Отметка наивысшего уровня воды в резервуарах принята на 05 м выше отметки земли.
Зоны санитарной охраны
Границы первого пояса водопроводных сооружений совпадают с ограждением площадки сооружений и предусматриваются на расстоянии:
от стен РЧВ фильтров – 30 м;
от стен остальных сооружений – 15 м согласно[1].
На территории первого пояса зоны площадки водопроводных сооружений предусматриваются следующие санитарные мероприятия: территория первого пояса зоны спланирована огорожена и озеленена. Водопроводные сооружения ограждены глухим ограждением высотой 25 м.
На площадках водопроводных сооружений предусмотрены технические средства охраны; запретная зона шириной 5 м вдоль внутренней стороны ограждения; тропа наряда внутри запретной зоны шириной 1 м на расстоянии 1 м от ограждения; столбы указатели устанавливаемые через 50 м; охранное освещение по периметру ограждения.
СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Минстрой России. - М.: ГП ЦПП 1996.-128 с.
Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. – М.: Изд. Литературы по строительству 1971. – 303 с.
Старинский В.П. Михайлик Л.Г. Водозаборные и очистные сооружения коммунальных водопроводов. Уч. пособие. – М.: Выш.шк 1989 – 269 с.
Шевелев Ф.А Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – М.: Стройиздат 1984. - 116 с.
Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Справочник монтажника. Под ред. А.С. Москвитина. - М.: Стройиздат 1970. - 430с
Николадзе Г.И. Сомов М.А. Водоснабжение. - М.: Стройиздат 1995 - 688 с.
СанПиН 2.1.4.1074 – 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения».
СанПиН 2.1.4.544 – 96. Требования к качеству воды централизованного водоснабжения. Санитарные правила и нормы.
Водопроводные очистные сооружения. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 290800 «Водоснабжение и водоотведение». Каз. гос. архит. – строит. академия; Сост.: А.Н. Заббаров И.Г. Шешегова. – Казань2003. – 26с.

ВОС.dwg

Водопроводные очистные
Высотная схема водопроводной
Примечание: Условные обозначения высотной схемы на листе 2.
Дырчатые трубы для удаления осадка
Желоба для рассредоточенного сбора воды
Обводной трубопровод ø800
Горизонтальные отстойники
Камеры хлопьеобразования
Трубопровод промывной
Подача воды на скорые
Трубопровод отвода фильтрата
Трубопровод исходной воды ø 400
План главного корпуса
Главный корпус водопроводной
Камера хлопьеобразования
Водопровод хозяйственно - питьевой
Подача промывной воды
Отвод промывных вод на обработку
Возврат промывных вод на очистку
Осадок очистной станции
Условные обозначения
Здание скорых фильтров
Реагентное хозяйство
Сооружения по обработке промывных вод
Сооружения по обработке осадка
Резервуары чистой воды
Насосная станция 2 подъема
Административное здание
Экспликация зданий и сооружений
Аварийный трубопровод
Хлорная вода на обеззараживание
Подача раствора коагулянта
Водораспределительные трубы
Переливной желоб для сбора
сосредоточенного сбора воды
Отвод фильтрата ø250
Желоба для сбора промывной воды
Подача на скорые фильтры ø250
Желоба для рассредото-
Горизонтальный отстойник
Блок входных устройств
Примечание: Разрез 1-1 смотреть соответственно с планом на листе1.
Отвод промывной воды ø600
Отвод фильт- рата ø600
Подача на промывку ø250