Водопроводные очистные сооружения города

Пояснительная записка.doc

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Водоснабжения и
на тему: «Водопроводные очистные сооружения»
Руководитель проекта
Выбор технологической схемы очистных сооружений . .5
1 Анализ исходной речной воды 5
2 Определение расчётной производительности очистной станции ..6
3 Выбор технологической схемы .6
4 Определение суммарной мутности .8
Расчёт сооружений водоочистной станции 10
1 Расчёт сетчатых барабанных фильтров . 10
2 Расчёт вертикального смесителя ..12
3 Расчёт осветлителей со слоем взвешенного осадка 17
3.1 Определение площади осветлителя ..17
3.2 Расчёт водораспределительного дырчатого коллектора .19
3.3 Расчёт водосборных желобов с затопленными отверстиями .20
3.4 Расчёт осадкоприёмных окон 21
3.5 Расчёт дырчатых труб для сбора и отвода воды ..22
3.6 Определение высоты осветлителя .23
3.7 Продолжительность пребывания осадка в осадкоуплотнителе ..24
3.8 Расчёт дырчатых трубопроводов для удаления осадка 25
4 Расчёт скорых фильтров 27
4.1 Определение площади фильтра .28
4.2 Расчёт распределительной системы фильтра 30
4.3 Расчёт устройств для сбора и отвода воды при промывке ..32
4.4 Расчёт сборного канала 33
4.5 Определение потерь напора при промывке фильтра 34
4.6 Подбор насосов для промывки фильтров .37
4.7 Определение диаметров трубопроводов 38
Расчёт пескового хозяйства ..39
Расчёт реагентного хозяйства ..41
1 Определение объема растворного и расходного бака .41
2 Расчёт воздуходувок 42
3 Расчёт складов и дозирования реагентов .43
Расчёт сооружений по обработке промывных вод .45
Сооружения по обработке осадка 46
Обеззараживание воды .47
1 Расчет контактной камеры для смешения смеси с водой ..52
Генеральный план и высотная схема станции 55
Зоны санитарной охраны .56
Список литературы ..57
В данном курсовом проекте разработана водоочистная станция
производительностью 1357138 м3сут расположенная в Саратовской области
численность жителей населённого пункта составляет 33598 человек. Источник
водоснабжения – река. Грунтовые воды не агрессивные расположены на
глубине 45 м. Грунты – суглинки. Глубина промерзания земли в районе
Схема очистки воды принята на основании данных анализа качества воды в
источнике и требуемой производительности водоочистной станции.
Разработаны планировка главного здания высотная схема и генплан
водоочистной станции.
Выбор технологической схемы очистных сооружений
1 Анализ исходной речной воды
Метод обработки воды состав и расчетные параметры сооружений
водоподготовки и расчетные дозы реагентов надлежит устанавливать в
зависимости от качества воды в источнике водоснабжения назначения
водопровода производительности станции и местных условий на основании
данных технологических изысканий и опыта эксплуатации сооружений
работающих в аналогичных условиях [1].
Показатели качества исходной воды и требования к хозяйственно –
питьевой воде представлены в таблице 1 на основании [2].
Таблица 1 - Показатели качества исходной воды и требования к
хозяйственно-питьевой воде
№ Показатели качества Ед. Результаты Требования Оценка
изм. анализа исходнойСанПиН состояния
Мутность мгл 70-750 15 не удовл.
Цветность град 30-90 20 не удовл.
Общая жесткость мг-экв42 7 удовл.
Карбонатная мг-экв28 23 удовл.
Активная реакция рН 70 6-9 удовл.
Щелочность мг-экв34 3 удовл.
Окисляемость мгл 42 5 удовл.
Плотный остаток мгл 540 1000 удовл.
Температура °С до 23 7-11 удовл.
Запах и привкусы бал 2-3 2 удовл.
Общее число колонийв 10000 до 50 не удовл.
Коли-титр мл 00001 Более 300 не удовл.
Нитраты мгл 45 45 удовл.
Нитриты мгл 3-6 3-6 удовл.
Хлориды мгл 350 350 удовл.
Сульфаты мгл 500 500 удовл.
Фтор мгл 11 07-15 удовл.
Железо мгл 02 до 03 удовл.
Нефтепродукты мгл 0 01 удовл.
Фенол мгл 0007 025 не удовл.
Планктон клмл 450 0 не удовл.
2 Определение расчётной производительности очистной станции
Полный расход воды поступающей на станцию надлежит определять с
учетом расхода воды на собственные нужды станции.
Ориентировочно среднесуточные (за год) расходы исходной воды на
собственные нужды станций осветления обезжелезивания и др. следует
принимать при повторном использовании промывной воды в размере 3—4 %
количества воды подаваемой потребителям [1].
Производительность очистной станции Qвос м3сут определяем по формуле
где Qгор= 125364 м3сут – городской расход воды;
Qпож= 513 м3сут – расход воды на противопожарные нужды.
3 Выбор технологической схемы
Для очистки речной воды до питьевого качества принята двухступенчатая
схема очистки с использованием осветлителей со слоем взвешенного осадка и
скорых фильтров [1].
Полный состав основной схемы очистки воды включает следующие
сооружения: сетчатые барабанные фильтры вертикальный смеситель
осветлитель со слоем взвешенного осадка скорый фильтр резервуар чистой
Для обработки воды предусмотрено использование реагентов - коагулянта
Al2(SO4)3 дозой 60 мгл – для укрупнения взвеси.
Вспомогательные сооружения: реагентное хозяйство включающее сооружения
по хранению приготовлению и дозированию коагулянта песковое хозяйство и
сооружения по обработке промывных вод скорых фильтров.
Так как в исходной воде присутствуют фенольные соединения
обеззараживание воды проводится озонированием.
Технологическая схема изображена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Технологическая схема очистной станции
4 Определение суммарной мутности
Концентрация взвешенных веществ в воде Cв гм3 определяется по формуле
где М = 750 мгл – количество взвешенных веществ в исходной воде;
Кк = 05 – коэффициент принимаемый для сернокислого алюминия;
Dк - доза коагулянта по безводному продукту гм3;
U = 90 град – цветность исходной воды;
Вu – количество нерастворимых веществ вводимых с известью гм3.
Количество нерастворимых веществ вводимых с известью Вu гм3
определяется по формуле [1]
где DW – доза извести [1].
Доза коагулянта в расчете на Al2(SO4)3 по безводному веществу
принимаем для мутности М = 750 мгл равной 60 мгл [1].
Принимаем большую из доз коагулянта Дк=60 мгл [1].
Дозу подщелачивающих реагентов (необходимых для улучшения процесса
хлопьеобразования) DW мгл определим по формуле [1]
где Dк = 60 мгл – максимальная в период подщелачивания доза
безводного коагулянта;
ек = 57 мгмг-экв – эквивалентная масса коагулянта;
КW = 28 – коэффициент для извести;
W0 = 34 мг-эквл – минимальная щелочность воды.
Согласно расчетам подщелачивание воды не требуется Вu= 0.
Таким образом максимальная мутность воды поступающей на очистку
Расчёт сооружений водоочистной станции
1 Расчёт сетчатых барабанных фильтров
Сетчатые барабанные фильтры (рисунок 2) следует применять для удаления
из воды крупных плавающих и взвешенных примесей. Сетчатые барабанные
фильтры следует размещать на площадке станций водоподготовки. [1]
Устанавливаем 2 барабанные сетки типа БС 15 х 2 (одна рабочая и одна
резервная) производительностью 20000 м3сут. [4]
Размеры барабана: Lб =
Частота вращения барабана: 26 обмин
Мощность электродвигателя: 17 кВТ
Для промывки барабанных сеток используется вода прошедшая через них.
Расход промывной воды принят в размере 05% от паспортной
производительности барабанных сеток [1]. Так как Qвос= 5655 м3ч расход
промывной воды qв cоставляет
Для подачи промывной воды предусмотрена установка двух насосов ПО
“Армхиммаш” марки 2К 2030б (один из них резервный) с параметрами работы: Q
= 10 м3ч Н = 22 м Nдв = 22 кВт. [8]
Рисунок 2 – Сетчатый барабанный фильтр
2 Расчёт вертикального смесителя
Смесительные устройства должны включать устройства ввода реагентов
обеспечивающие быстрое равномерное распределение реагентов в трубопроводе
или канале подачи воды на сооружения водоподготовки и смесители
обеспечивающие последующее интенсивное смешение реагентов с обрабатываемой
Число смесителей (секций) надлежит принимать не менее двух с
возможностью отключения их в периоды интенсивного хлопьеобразования.
Резервные смесители (секции) принимать не следует. [1]
Принимаем два вертикальных смесителя (рисунок 3) квадратных в плане с
пирамидальной нижней частью [3].
Производительность очистной станции составляет
QОС = 1357138 м3сут = 5655 м3ч = 1571 лс
Расчетный расход на один смеситель qс м3ч определяется по формуле [3]
где n=2шт – число смесителей.
[pic]= 2828 м3 ч = 0079 м3 с = 785 лс
Площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя fв м2
определяется по формуле [3]
где [pic]мс - скорость восходящего потока согласно [1].
Так как верхняя часть смесителя принимается квадратной в плане её
сторона будет иметь размер bв м [3]
Обрабатываемая вода должна подводиться к смесителю со скоростью 12 – 15
мс [4]. Диаметр подводящего трубопровода dпод м составляет [1]
где Vпод = 13 мc – скорость воды подаваемой в нижнюю часть
Принимаем стальные электросварные трубы ГОСТ 10704-76 диаметром 250 мм
и с фактической скоростью движения воды в нём равной 148 мс. Внешний
диаметр подводящего трубопровода равен 260 мм. [5]
Тогда размер в плане нижней части смесителя в месте примыкания этого
трубопровода составит 0260х0260 м.
Площадь сечения нижней части смесителя fн м2 составляет [3]
Принимаем величину центрального угла [pic]. [1]
Высота нижней (пирамидальной) части смесителя hн м определяется по
Объем пирамидальной части смесителя Wн м3 определяется по формуле [3]
Полный объем смесителя W м3 определяется по формуле [3]
где [pic] - продолжительность смешения реагента с водой [1].
Объем верхней части смесителя Wв м3 определяется по формуле [3]
Wв = 71 – 26 = 45 м3
Высота верхней части смесителя hв м3 определяется по формуле [3]
Полная высота смесителя Hc м определяется по формуле [3]
Сбор воды производится в верхней части смесителя периферийным лотком
через затопленные отверстия. Вода протекающая по лоткам в направлении
бокового кармана разделяется на два параллельных потока. Поэтому расчетный
расход каждого потока qж м3ч составляет [3]
Площадь живого сечения сборного лотка [pic]определяется [3]
где [pic] - скорость движения воды в конце желоба [1].
При ширине желоба [pic] высота слоя воды в нем hж м3ч определяется
Уклон дна лотка принимаем [pic] в сторону сборного канала [1].
Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборного лотка
где [pic] - скорость движения воды через отверстия лотка согласно [1].
Принимаем диаметр 1 отверстия равным 008м его площадь [pic]. [3]
Число отверстий n0определяется по формуле [3]
Шаг отверстий определяется по формуле [3]
где [pic] - внутренний периметр лотка который определяется по формуле
Размеры сборного бокового кармана принимаем конструктивно 05х05 м с
тем чтобы в нижней части его поместить трубопровод для отвода воды
прошедшей смеситель. [3]
Расход воды протекающей к осветлителям со слоем взвешенного осадка
равен qсек=785лс принят стальной трубопровод наружным диаметром 300мм
(ГОСТ 10704-63) при скорости движения в нем воды 103мс. [5]
Рисунок 3 – Смеситель гидравлический вертикальный
3 Расчёт осветлителей со слоем взвешенного осадка
Расчет осветлителей следует производить с учетом годовых колебаний
качества обрабатываемой воды [1].
К расчёту приняты двухкоридорные осветлители со слоем взвешенного
осадка и центральным осадкоуплотнителем. Расчётная схема осветлителя
представлена на рисунке 4.
3.1 Определение площади осветлителя
Для зон осветления и отделения осадка надлежит принимать наибольшие
значения площадей полученные при расчете для двух периодов:
- минимальной мутности при минимальном зимнем расходе воды;
- наибольшей мутности при наибольшем расходе воды соответствующем
Площадь зоны осветления Fосв м2 определяем по формуле [1]
Fосв = q · Кр.в 36 · vосв
где Кр.в — коэффициент распределения воды между зонами осветления и
vосв — скорость восходящего потока воды в зоне осветления ммс.
Площадь зоны отделения осадка Fотд м2 определяем по формуле [1]
Коэффициент распределения воды между зонами осветления и отделения
осадка согласно [1] составляет:
- при минимальной мутности воды в зимний период равной 70 мгл – Кр.в.
- при максимальной мутности воды в летний период равной 8025 мгл –
Скорость восходящего потока воды в зоне осветления согласно [1]
- при минимальной мутности воды в зимний период равной 70 мгл – vосв
Площадь зоны осветления при минимальной мутности и минимальном расходе
равном q = 5429 м3ч в зимний период Fосвмин м2 составляет
Fосвмин = 5429 · 08 36 · 06 = 2011 м2
Площадь зоны осветления при максимальной мутности и максимальном
расходе равном q = 5655 м3ч в летний период Fосвмак м2 составляет
Fосвмак = 5655 · 065 36 · 11 = 928 м2
Площадь зоны отделения осадка при минимальной мутности и минимальном
расходе равном q = 5429 м3ч в зимний период Fотдмин м2 составляет
Fотдмин = 5429 · ( 1 - 08 ) 36 · 06 = 503 м2
Площадь зоны отделения осадка при максимальной мутности и максимальном
расходе равном q = 5655 м3ч в летний период Fотдмак м2 составляет
Fотдмак = 5655 · ( 1 - 065 ) 36 · 11 = 50 м2
Так как следует принимать большие площади то общая площадь
осветлителей составляет Fосв = 2011 + 503 = 2514 м2.
Так как площадь одного осветлителя в плане не должна превышать 100-150
м2 [1] принимаем четыре осветлителя. Площадь каждого из двух коридоров
осветлителя будет: fкор = 2011 : 4 : 2 = 2514 м2. Площадь
осадкоуплотнителя составит: fкор = 503 : 4 = 1258 м2. [3]
Ширину коридора принимаем bкор = 26 м тогда длина коридора составит
lкор = 2514 : 26 = 97 м. [3]
Ширина осадкоуплотнителя выше окон для приёма осадка и составляет bотд
= 1258 : 97 = 13 м. [3]
При количестве осветлителей менее шести следует предусматривать один
В данном курсовом проекте принимаем пять (четыре основных и один
резервный) двухкоридорных осветлителя с вертикальным осадкоуплотнителем с
производительностью Qрасч = 141375м3ч.
Размеры коридоров в плане 97 х 26 м размеры осадкоуплотнителя в
Коэффициент распределения воды составляет К = 068. [3]
3.2 Расчёт водораспределительного дырчатого коллектора
Водораспределительный дырчатый коллектор размещенный в нижней части
коридоров осветлителя рассчитывают на наибольший расход воды. Тогда qкол =
55 (4 · 2) = 7069 м3ч = 1963 лс. [3]
Скорость движения воды при входе в распределительные трубы должна быть
Принимаем стальные трубы по ГОСТ 10704-76 диаметром dкол = 200мм и с
фактической скоростью движения воды в них vкол=057 мс. [5]
Так как во второй половине дырчатого коллектора скорость становится
менее 05 мс принимаем коллектор телескопической формы сваренной из трех
труб диаметрами 200 175 и 150 мм равной длины по 323 м. [3]
Скорость выхода воды из отверстий должна быть v0 = 15 – 2 мс
принимаем v0 = 15 мс. [3]
Тогда площадь отверстий распределительного коллектора f0 м2 составит
f0 = 00196 : 15 = 00131 м2 = 131см2
Принимаем диаметр одного отверстия 25 мм [1] тогда площадь одного
отверстия составляет 49 см2 а количество отверстий в каждом коллекторе
n0 = 131 49 = 28 шт.
Отверстия размещают в два ряда по обеим сторонам коллектора в шахматном
порядке они направлены под углом 450 к горизонту. [1]
Отношение суммы площадей всех отверстий в распределительном коллекторе
к площади его поперечного сечения [3]
т.е. находится в допускаемых пределах.
Расстояние между осями отверстий в каждом ряду е м составляет [3] но
е = 97 28 = 035 м = 350 мм
3.3 Расчёт водосборных желобов с затопленными отверстиями
Желоба размещены в зоне осветления в верхней части осветлителя вдоль
боковых стенок коридоров.
Расход воды на каждый желоб составляет [3]
Ширина желоба прямоугольного сечения составляет [3]
bж= 09 · qж04 = 09 · 000704 = 012 м = 12
Затопленные отверстия размещаются в один ряд по внутренней стенке
желоба на 7 см ниже его верхней кромки.
Тогда глубина желоба в начале и в конце его составит [3]
Площадь отверстий в стенке желоба составляет [3]
где h – разность уровней в осветлителе и в желобе равная 005м;
[pic] - коэффициент расхода равный 065.
При диаметре каждого отверстия 25 мм и его площади f = 49 см2 количество
отверстий составляет [3]
Шаг отверстий составляет [3]
е = l : n = 97 : 23 = 042 м = 42 см
3.4 Расчёт осадкоприёмных окон
Площадь окон определяют по общему расходу воды который поступает
вместе с избыточным осадком в осадкоуплотнитель и составляет [3]
Qок= (1 - К) Qрасч м3ч
Qок= (1 – 068) 141375 = 4524 м3ч
С каждой стороны в осадкоуплотнитель будет поступать количество воды с
избыточным осадком равное [pic]= 4524 : 2 = 2262 [pic] 23 м3ч. [3]
Площадь осадкоприемных окон с каждой стороны осадкоуплотнителя
fок = [pic] : vок м2
где vок = 54 мч – скорость движения воды в осадкоприёмных окнах. [1]
fок = 23 : 54 = 043 м2
Принимаем высоту окон hок = 02 м. Тогда общая длина их с каждой
стороны осадкоуплотнителя составляет lок = 043 02 = 22м. [3]
Устраиваем с каждой стороны осадкоуплотнителя по горизонтали 10 окон
для приема избыточного осадка размером каждое 02 х 022 м.
При длине осадкоуплотнителя 97 м и 10 окнах шаг оси окон по
горизонтали составит 97 : 10 = 097 м. Расстояние между двумя соседними
окнами при ширине окна 022м будет 097 - 022 = 075 м. [3]
3.5 Расчёт дырчатых труб для сбора и отвода воды
Сбор осветленной воды из осадкоуплотнителя следует предусматривать
затопленными дырчатыми трубами.
В вертикальных осадкоуплотнителях верх сборных дырчатых труб должен
быть расположен не менее чем на 03 м ниже уровня воды в осветлителях и не
менее чем на 15 м выше верха осадкоприемных окон. [1]
Расход воды на каждую сборную дырчатую трубу составляет [3]
где Qос= 3 % – потеря воды при продувке. [1]
Потеря воды при продувке составляет [3]
или qсб = 57 лс = 0006 м3с.
Диаметр труб для отвода осветленной воды следует определять исходя из
скорости движения воды не более 05 мс скорости входа воды в отверстия
труб не менее 15 мс диаметра отверстий 15—20 мм. [1]
Принимаем стальные трубы по ГОСТ 10704-76 диаметром dсб = 125мм с
фактической скоростью движения воды в них vсб = 041мс. [5]
Площадь отверстий при скорости входа воды в них vо = 15 мс должна
быть [pic]м2 = 40 см2.
При отверстиях диаметром 15 мм площадь каждого будет f0 = 177см2.
Потребное количество отверстий n0 = 40 : 177 = 23 Принимаем 23
отверстия с шагом 97 23 = 042 м. [3]
Фактическая скорость входа воды в отверстия составляет [3]
Что удовлетворяет требованиям [1].
3.6 Определение высоты осветлителя
Высоту слоя взвешенного осадка следует принимать от 2 до 25 м. Низ
осадкоприемных окон или кромку осадкоотводящих труб следует располагать на
—15 м выше перехода наклонных стенок зоны взвешенного осадка осветлителя
Угол между наклонными стенками нижней части зоны взвешенного осадка
следует принимать 60—70(. [1]
Высоту зоны осветления надлежит принимать 2—25 м. [1]
Расстояние между сборными лотками или трубами в зоне осветления
надлежит принимать не более 3 м. [1]
Высота стенок осветлителей должна на 03 м превышать расчетный уровень
Высота осветлителя считая от центра водораспределительного коллектора
до верхней кромки водосборных желобов составляет [3]
где bкор – ширина коридора осветлителя;
bж – ширина одного желоба;
[pic] - центральный угол образуемый прямыми проведенными от
оси водораспределительного коллектора к верхним точкам водосборных желобов
Высота пирамидальной части осветлителя составляет [3]
где а – ширина коридора понизу принимаем 04м; [3]
[pic] - центральный угол наклона стенок коридора равный 700.
Принимаем высоту защитной зоны над слоем взвешенного осадка равной hзащ
Тогда высота зоны взвешенного осадка выше перехода наклонных стенок
осветлителя в вертикальные составляет [3]
hверт = Носв - hзащ - hпир м
hверт = 44 – 15 – 16 = 13 м
Данная высота выше перехода наклонных стенок в вертикальные на
величину не удовлетворяющую требованиям [1] (15 м). Принимаем высоту
осветлителя Носв = 46 м и hверт = 46 – 15 – 16 = 15 м.
Следовательно общая высота зоны взвешенного осадка составляет [3]
т.е. находится в рекомендуемых [1] пределах.
Верхнюю кромку осадкоприемных окон располагаем на 15м ниже поверхности
воды в осветлителе. Тогда нижняя кромка этих окон высотой 02м будет
размещаться на уровне 46 – 15 – 02 = 29 м от дна осветлителя или на
уровне 29 – 02 = 27 м выше оси водораспределительного коллектора. [3]
Низ осадкоприемных окон должен быть на 1 – 15м выше перехода наклонных
стенок зоны взвешенного осадка в вертикальные 46– (16+15+02)=13 т.е.
отвечает необходимым условиям. [3]
3.7 Продолжительность пребывания осадка в осадкоуплотнителе
Объем осадкоуплотнителя составляет [3]
Количество осадка поступающего в осадкоуплотнитель составляет [3]
Qос= С · Qрасч = 08025 · 141375 = 11345 кгч
Средняя концентрация осадка [pic]= 24 кгм3. [3]
Продолжительность пребывания осадка в осадкоуплотнителе составляет [3]
т.е. более 3ч которые приняты при отделении концентрации осадка в
воде продуваемой из осадкоуплотнителя.
3.8 Расчёт дырчатых трубопроводов для удаления осадка
Эти трубы размещаются по продольной оси дна в месте где находятся
наклонные стенки осадкоуплотнителя. [3]
Диаметр труб рассчитан из условия отведения накопившегося осадка в
течение не более 15 – 20мин (025 – 033ч) при скорости в конце трубы не
менее 1мсек и скорости в отверстиях труб не менее 3мс. [1]
При объеме осадкоуплотнителя W = 29 м3 и его опорожнения за 15мин
(025ч) через каждую осадкосбросную трубу должен пропускаться расход
или qос = 1611 лс = 0016 м3с.
Принимаем стальные трубы по ГОСТ 10704-76 диаметром d = 125мм с
фактической скоростью движения воды в них v = 116мс. [5]
Площадь отверстий при скорости v0 = 3 мс составляет [3]
[pic]м2 = 53 см2 (47)
Принимаем отверстия диаметром 20 мм и площадью f0 = 314 см2. Потребное
количество отверстий n0=[pic]шт. [3]
Принимаем количество отверстий 17с шагом оси 97 : 17 = 05 м.
Рисунок 4 - Двухкоридорный осветлитель со слоем взвешенного осадка и
центральным осадкоуплотнителем
4 Расчёт скорых фильтров
Фильтры и их коммуникации должны быть рассчитаны на работу при
нормальном и форсированном (часть фильтров находится в ремонте) режимах.
Расчётная схема скорого фильтра представлена на рисунке 5.
Для загрузки фильтров надлежит использовать кварцевый песок дробленые
антрацит и керамзит а также другие материалы. Все фильтрующие материалы
должны обеспечивать технологический процесс и обладать требуемой химической
стойкостью и механической прочностью. [1]
В данном проекте принимаем однослойные скорые фильтры с кварцевой
загрузкой и водной промывкой [1]:
- эквивалентный диаметром зёрен 08-1 мм;
- высота слоя загрузки 1500 мм;
- скорость фильтрования при нормальном режиме 6 мч;
- скорость фильтрования при форсированном режиме 8 мч;
- интенсивность промывки 16 л(с(м2);
- продолжительность промывки 5 мин.
Следует предусматривать поддерживающие слои загрузки скорых фильтров
согласно [1] см. таблица 2.
Таблица 2 – Поддерживающие слои загрузки скорых фильтров
Крупность Высота слоя мм
( 20 Верхняя граница слоя должна быть на уровне верха
распределительной трубы на 100 мм выше отверстий
Высота поддерживающего слоя составляет 05 м.
Рисунок 5 – Скорый фильтр
4.1 Определение площади фильтра
Общую площадь Fф м2 следует определять по формуле [1]
Fф = q(Тстvн - nпрqпр - nпр(прvн) м2
где Q = 1357138 м3сут - полезная производительность станции;
Тст = 24 ч - продолжительность работы станции в течение суток;
vн = 6 мч - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме;
nпр = 3 - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме
qпр — удельный расход воды на одну промывку одного фильтра м3м2;
(пр = 033 ч - время простоя фильтра в связи с промывкой принимаемое
для фильтров промываемых водой.
Удельный расход воды на промывку фильтра qпр м3м2 определяется по
где = 16 лсм2 - интенсивность промывки;
t = 5 мин - продолжительность промывки.
qпр.=165601000= 48 м3м2
Тогда общая площадь фильтров составляет
Fф = 1357138 ( 24 6 – 3 48 - 3 033 6 ) = 10975 м2
Количество фильтров на станциях производительностью более 1600 м3сут
должно быть не менее четырех. Количество фильтров Nфследует определять
с округлением до ближайших целых чисел по формуле [1]
При этом должно обеспечиваться соотношение [1]
vф = vн Nф (Nф - N1)
где N1 = 1 - число фильтров находящихся в ремонте;
vф — скорость фильтрования при форсированном режиме которая должна
быть не более 95 мч.
vф = 6 5 ( 5 - 1 ) = 75 мч
Площадь одного фильтра надлежит принимать не более 100—120 м2. [1]
Принимаем площадь одного фильтра равную 22 м2 с размерами в плане
одного фильтра 44 х 5 м
4.2 Расчёт распределительной системы фильтра
В проектируемом фильтре распределительная система служит как для
равномерного распределения промывной воды по площади фильтра так и для
сбора профильтрованной воды. [3]
Интенсивность промывки принята (пр = 16 лс(м2. Тогда количество
промывной воды необходимой для промывки одного фильтра qпр лс
определяем по формуле [3]
qпр = 22 16 = 352 лс
Диаметр коллектора распределительной системы определяют по скорости
входа промывной воды скорость движения воды при промывке следует
принимать: в начале коллектора 08—12 мс [1].
Принимаем стальные электросварные трубы ГОСТ 10704-76 диаметром dкол =
0 мм и с фактической скоростью движения воды в них vкол = 118 мс. [5]
Расстояние между осями ответвлений следует принимать 250 — 350 мм. [1]
Площадь дна фильтра приходящаяся на каждое ответвление
распределительной системы fотв м2 при расстояниях между ними m = 025 м и
наружном диаметре коллектора Dкол = 616 мм составит [3]
Тогда расход промывной воды поступающей через одно ответвление qотв
Скорость движения воды при промывке следует принимать в начале
ответвлений 16—2 мс. [1]
Для труб ответвлений принимаем стальные электросварные трубы ГОСТ
704-76 диаметром dотв = 75 мм и с фактической скоростью движения воды в
них vотв = 162 мс. [5]
На ответвлениях трубчатого дренажа следует предусматривать отверстия
диаметром 10—12 мм. Общая площадь отверстий должна составлять 025—05 %
рабочей площади фильтра. [1]
Отверстия надлежит располагать в два ряда в шахматном порядке под углом
( к низу от вертикали. Расстояние между осями отверстий принимаем равными
0—200 мм от низа ответвлений до дна фильтра 80—120 мм. [1]
Суммарная площадь отверстий должна быть не менее [3]
( fотв = 025 · 22 100 = 0055 м2 = 550 см2
При диаметре отверстий 0 = 12 мм площадь отверстия составляет f0 =
3 см2. Общее количеством отверстий в распределительной системе каждого
фильтра nсоставляет [3]
n = 550 113 = 487 шт
Общее количество ответвлений на каждом фильтре при расстоянии между
осями ответвлений 025 м составит ( 44 : 025 ) · 2 34 Количество
отверстий приходящихся на каждое ответвление 487 : 34 = 14[3]
Длина каждого ответвления lотв м составляет [3]
lотв = ( 5 - 0616 ) 2 = 219 м
Шаг оси отверстий на ответвлении е0 м составляет [3]
е0 = lотв : 14 = 219 : 14 = 016 м = 160 мм
Для удаления воздуха из трубопровода подающего воду на промывку
фильтров следует предусматривать стояки-воздушники диаметром 75—150 мм с
установкой на них запорной арматуры или автоматических устройств для
выпуска воздуха. [1]
На коллекторе фильтра надлежит также предусматривать стояки-воздушники
диаметром 75 мм количество которых следует принимать при площади фильтра
до 50 м2 — один с установкой на стояках вентилей или других устройств для
4.3 Расчёт устройств для сбора и отвода воды при промывке
Для сбора и отведения промывной воды следует предусматривать желоба
полукруглого сечения. Расстояние между осями соседних желобов должно быть
Принимаем 3 желоба с полукруглым основанием. Тогда расстояние между
осями желобов составит 166 м а расход промывной воды приходящейся на один
желоб qжел = 0117 м3с.
Ширину желоба Вжел м надлежит определять по формуле [1]
где qжел = 0117 м3с - расход воды по желобу;
ажел = 15 - отношение высоты прямоугольной части желоба к
половине его ширины принимаемое от 1 до 15;
Кжел = 2 - коэффициент принимаемый для желобов с полукруглым
Скорость движения воды в желобах составляет vжел = 06 мс высота
желоба hжел = 056 м. [3]
Кромки всех желобов должны быть на одном уровне и строго горизонтальны.
Лотки желобов должны иметь уклон 001 к сборному каналу.
Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов Нж м
надлежит определять по формуле [1]
где Нз = 15 м - высота фильтрующего слоя;
аз = 30 % - относительное расширение фильтрующей загрузки в
Так как конструктивная высота загрузки hжел = 056 м т.е. менее НЖ =
5 м более чем на 008 м принимаем расстояние от поверхности фильтрующей
загрузки до кромок желобов согласно формуле (хх) равное 075 м.
Расход воды на промывку фильтра р % составляет [3]
где Тр – продолжительность работы фильтра между двумя промывками
Тр = Т0 - ( t1 + t2 + t3 )
Т0 – продолжительность рабочего фильтроцикла обычно принимаемая
равной 8 – 12 ч при нормальном режиме и не менее 6 ч при форсированном
режиме работы фильтра;
t3 = 017 ч - продолжительность сброса первого фильтрата в сток;
t1 = 0083 ч - продолжительность промывки;
t2 = 033 ч - время простоя фильтра в связи с промывкой принимаемое
Тр = 8 - ( 0083 + 033 + 017 ) = 742 ч
4.4 Расчёт сборного канала
Загрязнённая промывная вода из желобов скорого фильтра свободно
изливается в сборный канал откуда отводится в сток.
Поскольку фильтр имеет площадь fф = 22 м2 40 м2 он устроен с боковым
сборным каналом непосредственно примыкающим к стенке фильтра.
При отводе промывной воды с фильтра сборный канал должен предотвращать
создание подпора на выходе воды из желобов. [3]
В фильтрах со сборным каналом расстояние от дна желоба до дна канала
Нкан м следует определять по формуле [1]
где qкан = 0352 м3с - расходы вод по каналу;
Вкан — ширина канала м (принимаемая не менее 07 м).
Скорость движения воды в конце сборного канала vкан мс при размерах
поперечного сечения канала 07 х 07м и площади сечения fкан = 049 м2
vкан = qкан : fкан мс
vкан = 0352 : 049 = 072 мс
4.5 Определение потерь напора при промывке фильтра
Потери напора слагаются из следующих величин:
а) потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра
hр.с. м определяются по формуле [3]
где vкол = 118 мс - скорость движения воды в коллекторе;
vотв = 162 мс - то же в распределительных трубах;
[pic] - отношение суммы площадей всех отверстий распределительной
системы к площади сечения коллектора [pic]= 0055 0283 = 019.
б) потери напора в фильтрующем слое высотой Нф = 15 м определяются по
формуле А.И. Егорова [3]
hф = ( а + b · [pic] ) · Hф м
где а = 076 и b = 0017 – параметры для песка с крупностью зерен 05-
hф = ( 076 + 0017 · 16 ) · 15 = 155 м
в) потери напора в гравийных поддерживающих слоях hп.с м высотой Нп.с.
= 05 м определяются по формуле проф. В.Т. Турчиновича [3]
hп.с.= 0022 · Нп.с. · [pic] м
hп.с = 0022 · 05. · 16 = 018
г) потери напора в трубопроводе подводящем промывную воду к общему
коллектору распределительной системы.
При q = 352 лс d=600 мм и v = 118 мс гидравлический уклон
i=000227. Тогда при общей длине трубопровода l =100м [3]
hп.т.= i · l = 000227 · 100 = 023 м
д) потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном
трубопроводах насоса для подачи промывной воды hо.с м определяются по
При трёх одновременно работающих центробежных насосов марки Д630-90
каждый из которых подаёт 333% расхода промывной воды т.е. по 1222 лс
скорость в патрубках насоса d = 250 мм составит 231 мс. Тогда
е) потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре
hм.с м определяются по формуле [3]
Коэффициенты местных сопротивлений равны: [pic]=0984 для колена
[pic]=026 для задвижки [pic]=05 для входа во всасывающую трубу и
[pic]=092 для тройника.
Следовательно полная величина потерь напора при промывке скорого
фильтра составит [3]
[pic]= 453 + 155 + 018 + 023 + 027 + 026 = 702 м
Геометрическая высота подъема воды hг м от дна резервуара чистой воды
до верхней кромки желобов над фильтром составляет [3]
hг = 075 + ( 05 + 15 ) + 45 = 725 м
где 075 м – высота кромки желоба над поверхностью фильтра;
(05 + 15) м – высота загрузки фильтра;
м – глубина воды в резервуаре.
Напор который должен развивать насос при промывке фильтра Н м
где hз.н = 15 м – запас напора.
Н = 725 + 702 + 15 = 1577 м
4.6 Подбор насосов для промывки фильтров
Для подачи промывной воды в количестве 352 лс или 1267 м3ч принято
три одновременно работающих центробежных насоса марки Д630-90:
производительность - 440 м3ч;
диаметр рабочего колеса - 450 мм;
скорость вращения - 960 обмин;
тип электродвигателя - АО3-315S-6.
Габаритные размеры насоса: L = 2422 мм В = 1258 мм Н = 1080 мм. Масса
насоса с агрегатом - 3000 кг. Диаметр всасывающего патрубка 250 мм диаметр
напорного патрубка 200 мм.
Кроме трёх рабочих насосов устанавливается один резервный. [8]
4.7 Определение диаметров трубопроводов
Диаметры трубопроводов определены по таблицам [5]. Результаты расчета
сведены в таблицу 3.
Таблица 3 - Результаты гидравлического расчета трубопроводов
фильтровальной станции
№ппНазначение Расход Расчетная ДиаметрРекомендуемая
трубопроводов воды лсскорость труб скорость мс
Для подачи 1571 092 450 08-12
То же на 1 393 115 200 08-12
Для подачи 1571 118 400 10-15
Для подачи 352 118 600 не более 2
Для отвода 352 090 700 08-2
Для отвода 393 115 200 10-15
Расчёт пескового хозяйства
Кварцевый песок используемый в качестве загрузки фильтров должен быть
очищен от примесей и иметь определённый гранулометрический состав.
В установках пескового хозяйства предусматривается подготовка
карьерного песка как для первоначальной загрузки фильтров так и для
ежегодной его догрузки в размере 10% общего объёма песчаного фильтрующего
Объем песка загружаемого в скорые фильтры W м3 составляет [3]
где n = 5– количество скорых фильтров;
fф = 22 м2 - площадь одного фильтра;
hф.с = 15 м - высота фильтрующего слоя фильтра.
W = 5 22 15 = 165 м3
Годовая потребность в дополнительном количестве песка Wд м3 составляет
Wд = 01 165 = 165 м3
Принимаем что в карьерном сырье содержится 55% песка пригодного для
Тогда потребность в карьерном сырье перед пуском станции Wп = ( 165
0) 55 = 300 м3 а годовая потребность для его дозагрузки составит Wд
= ( 165 100) 55 = 30 м3. [3]
Песковая площадка принята асфальтированная с размером в плане 24х15м
(т.е. площадью 360 м2) в том числе размер отделения для складирования
карьерного сырья 15 х 9 м. Объём складирования сырья при высоте слоя 05 м
составит Wс = 05 15 9 = 675 м3. [3]
Чистый отсортированный песок для загрузки скорых фильтров хранится в
двух железобетонных ёмкостях размером 4 х 4 м каждая и высотой 2 м. Объём
этого песка Wс.фот = 38 38 2 2 = 5776 м3.
Сортировка и отмывка песка предусмотрена при помощи гидравлического
классификатора марки ТКП- 4 конструкции АКХ РСФСР производительностью Qк =
м3ч исходного сырья. Расход воды для работы классификатора составляет
Продолжительность работы классификатора Т ч определена по формуле [3]
перед пуском станции:
для догрузки скорых фильтров:
Объем расходуемой воды перед пуском станции: [3]
- классификатором – qс = 300 · 33 = 9900 м3;
- бункером-питателем - qсБ = 30 · 33 = 990 м3.
Суммарный расход воды равен 9900 + 990 = 10890 м3.
Объем воды расходуемой при догрузке песка: [3]
- классификатором qд = 300 · 33 = 990 м3год;
- бункером-питателем qдБ = 30 · 33 = 99 м3год.
Суммарный расход воды равен 990 + 99 = 1089 м3год.
Расчёт реагентного хозяйства
Расчетные дозы реагентов следует устанавливать для различных периодов
года в зависимости от качества исходной воды и корректировать в период
наладки и эксплуатации сооружений. При этом надлежит учитывать допустимые
их остаточные концентрации в обработанной воде предусмотренные ГОСТ
74—82 и технологическими требованиями. [1]
1 Определение объема растворного и расходного бака
Емкость растворного бака Wр м3 определена по формуле [3]
где Qчас = 56547 м3ч – расход воды;
n = 12 ч – время на которое заготовляется раствор коагулянта;
Dк = 60 мгл – максимальная доза коагулянта в пересчете на
bp = 20 % – концентрация раствора коагулянта в растворном
баке для очищенного кускового коагулянта согласно [1];
у = 1 тм3 – объёмный вес раствора коагулянта.
Количество растворных баков надлежит принимать с учетом объема разовой
поставки способов доставки и разгрузки коагулянта его вида а также
времени его растворения и должно быть не менее трех. [1]
Принимаем три растворных бака емкостью по 1 м3 каждый и размером 1х1х1
Растворные баки в нижней части следует проектировать с наклонными
стенками под углом 15( к горизонту. Для опорожнения баков и сброса осадка
следует предусматривать трубопроводы диаметром не менее 150 мм. [1]
При применении кускового коагулянта в баках должны быть предусмотрены
съемные колосниковые решетки с прозорами 10—15 мм. [1]
Емкость расходного бака W м3 определена по формуле [3]
где bp = 20 % - концентрация раствора коагулянта в растворном баке в
пересчете на безводный продукт согласно [1].
b = 4% - концентрация раствора коагулянта в расходном баке.
Количество расходных баков должно быть не менее двух. [1]
Принимаем два расходных бака емкостью по 10 м3 каждый размерами
2 Расчёт воздуходувок
Для растворения коагулянта и перемешивания его в баках надлежит
предусматривать подачу сжатого воздуха с интенсивностью: [1]
) 8—10 л(с(м2) — для растворения;
) 3—5 л(с(м2) — для перемешивания при разбавлении до требуемой
концентрации в расходных баках.
Расчетный расход для растворных баков определен по формуле [3]
где F1 = 1 м2 – площадь одного растворного бака;
q1 = 8 л(с(м2) - интенсивность подачи воздуха на растворении
коагулянтов согласно [1];
n1 = 3 – количество растворных баков.
Расчетный расход воздуха для расходных баков определен по формуле [3]
где F2 = 5 м2 – площадь одного расходного бака;
q2 = 3 л(с(м2) - интенсивность подачи воздуха для перемешивания
при разбавлении до требуемой концентрации в расходных баках [1];
n2 = 2 – количество растворных баков.
Общий потребный расход воздуха qвозд м3мин определен по формуле [3]
Принимаем 2 воздуходувки (1 рабочую и 1 резервную) марки ВК – 3
производительностью 348 м3мин. [6]
3 Расчёт складов и дозирования реагентов
Для хранения коагулянта устаиваются складские помещения рассчитанные
на 30-суточную наибольшую потребность в реагентах.
Площадь склада коагулянта определена по формуле [5]
где Qсут = 1357138 м3сут – производительность очистных сооружений;
Т = 30 сут – продолжительность хранения коагулянта на складе;
[pic] – коэффициент для учета дополнительной площади проходов на
Dк = 60 мгл – расчетная доза коагулянта по максимальной
hк = 2 м – высота слоя коагулянта на складе.
Площадь склада коагулянта составляет:
Принимаем склад реагентов размером 6х5 м.
Для дозирования раствора реагента используется насос-дозатор.
Производительность насоса-дозатора qд м3ч определена по формуле [3]
где Qчас = 56547 м3ч – производительность очистных сооружений;
[pic]мгл – расчетная доза коагулянта по максимальной
Принимаем три (два рабочих и один резервный) насоса-дозатора марки НД –
06и с мощностью электродвигателя 1 кВт размерами 874х300х634 мм весом
Расчёт сооружений по обработке промывных вод
На станциях осветления воды фильтрованием промывные воды фильтровальных
сооружений следует отстаивать. Осветленную воду надлежит равномерно
перекачивать в трубопроводы перед смесителями или в смесители.
Для улавливания песка выносимого при промывке фильтров надлежит
предусматривать песколовки. [1]
Принимаем повторное использование промывной воды.
Обработка промывных вод скорых фильтров перед возвратом в основную
схему очистки предусмотрена в песколовках и кратковременным отстаиванием
её в аккумулирующих ёмкостях. Длина песколовки L м рассчитана по формуле
L = 1000 ( k ( V ( H u0 м
где V = 03 мс – скорость протока воды;
Н = 05 м – глубина проточной части песколовок;
u0 = 242 ммс = 00242 мс – гидравлическая крупность
задерживаемого песка;
k = 13 - коэффициент использования объема песколовки.
L = 1000 ( 13 ( 03 ( 05 242 = 81 м
Ширина песколовки В м определяется по формуле [7]
где Qпр = 0352 м3с – расход промывной воды от фильтров.
Принимаем две горизонтальные песколовки шириной 3 м длиной 9 м и
глубиной 06 м. Принята система удаления осадка из песколовки с помощью
Время пребывания воды в песколовке Т c определяется по формуле [7]
T = L V = 9 03 = 30 с
Принимаем аккумулирующие ёмкости для приёма залповых сбросов.
Объем воды от промывки скорого фильтра W м3 составляет [3]
Wс.ф. = Fс.ф · wс.ф · 60 ·
Wс.ф. = 22 · 16 · 60 · 5 = 105600 л = 1056 м3
Следовательно аккумулирующая ёмкость должна состоять из двух отделений
Общий объем промывной воды поступающий на обработку W м3сут
W = Wс.ф. ( N ( n = 105 6 ( 5 ( 3 = 1584
где N = 5– общее число фильтров.
Расход воды перекачиваемый на очистку с учетом 20% потерь при сбросе
осадка Qпер м3ч составляет [3]
Qпер = 08 W 24 = 08 1584 24 = 528 м3ч
Для равномерной перекачки промывных вод с расходом 528 м3ч принято
два центробежных насоса (один рабочий и один резервный) марки Д 200-95
производительностью Qн = 200 м3ч и напором равным Н = 26 м. [7]
Со станции обработки промывные воды насосом перекачиваются в
трубопровод перед смесителем очистной станции.
Сооружения по обработке осадка
Смесь осадка осветлителей баков-хранилищ коагулянта РЧВ и
аккумулирующих ёмкостей 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 пресс-
Обезвоженный осадок складируется за пределами очистной станции.
Обеззараживание воды
В данном проекте из-за наличия в исходной воде фенольных соединений
принято обеззараживание воды озоном.
При проектировании озонаторных установок следует предусматривать
устройства для синтеза озона и смешения озоно-воздушной смеси с водой.
Необходимую дозу озона для обеззараживания надлежит принимать для
фильтрованной воды — 1—3 мгл. [1]
Максимальный расчетный расход озона равен [3]
где qОЗ = 3гм3 – доза озона;
Qсут = 1357138 м3сут – расход озонируемой воды;
Продолжительность контакта воды с озоном t = 6мин. Примем озонатор
трубчатой конструкции производительностью GОЗ=5500 гч. [3]
Для того чтобы выработать озон в количестве 17 кгч озонирующая
установка должна быть оборудована 1700 5500 = 1 рабочим озонатором. Кроме
того предусматриваем 1 резервный озонатор той же производительностью. [3]
Активная мощность разряда озонатора определяется по формуле [3]
СЭ = 261 10-6 Ф – электрическая емкость электродов;
СП = 04 10-6 Ф – электрическая емкость разрядного
UА = 20000 В – рабочее напряжение подводимое к озонатору;
uP – напряжение в разрядном промежутке В.
Величина потенциала разряда через разрядный промежуток составляет 2000
В на каждый его линейный миллиметр. В принятом озонаторе ширина разрядного
промежутка составляет 25мм то потенциал разряда будет [3]
Мощность трансформатора будет равна [3]
[pic] - емкостной коэффициент мощности.
Основной деталью рассматриваемого озонатора являются стеклянные
диэлектрические трубки заплавленные с одного конца и имеющие на внутренней
поверхности графитовые покрытия. В стальные трубки внутренним диаметром
d1=92 мм вставлены стеклянные трубки наружным диаметром d2=87 мм.
Концентрический зазор между трубками шириной 25 мм служит разрядным
Площадь поперечного сечения кольцевого разрядного промежутка
вычисляется по формуле [3]
Скорость прохода сухого воздуха через кольцевой разрядный промежуток в
целях наибольшей экономии расхода электроэнергии рекомендуется в пределах
Тогда расход сухого воздуха через одну трубку озонатора равен [3]
Количество сухого воздуха необходимого для электросинтеза составит [3]
КОЗ=20 гм3 – коэффициент весовой концентрации озона.
Следовательно количество стеклянных диэлектрических трубок в одном
озонаторе должно быть [pic].
Стеклянные трубки длиной по 16 м размещены концентрично в 275 стальных
трубках проходящих через весь цилиндрический корпус озонатора с обоих его
концов. Тогда длина корпуса озонатора будет L=36м. [3]
Производительность каждой трубки по озону равна [3]
Энергетический выход озона равен [3]
Суммарная площадь поперечных сечений 275 трубок d1=0092м составляет
Площадь поперечного сечения цилиндрического корпуса озонатора должна
быть больше на 35% то есть
Отсюда внутренний диаметр корпуса озонатора будет равен [3]
Расход воды для охлаждения составляет 35лч на одну трубку или суммарно
Средняя скорость движения охлаждающей воды составит [3]
Температура охлаждающей воды t=10 0С.
Для электросинтеза нужно озона подавать 275м3ч сухого воздуха на один
озонатор принятой производительности. Кроме того надо учесть расход
воздуха на регенерацию адсорбентов составляющий 360 м3ч для серийно
выпускаемой установки АГ-50. Общий расход охлаждаемого воздуха
VО.В.=2·275+360=910 м3ч или 152м3мин.
Для подачи воздуха принимаем водокольцевые воздуходувки ВК-12
производительностью 10м3мин. Тогда необходимо установить 15210=[pic]
рабочие воздуходувки и одну резервную с электродвигателями А-82-6 мощностью
На всасывающем трубопроводе каждой воздуходувки устанавливают
висциновый фильтр производительностью до 50м3мин что удовлетворяет
Первая ступень осушки воздуха осуществляется при помощи фреонового
холодильного аппарата. Атмосферный воздух охлаждается с 26 до 6 0С
вследствие испарения фреона - 12 ( при t = - 15 0С ). [3]
Количество холода необходимого для охлаждения воздуха равно [3]
с=0241ккалкг град – теплоемкость воды;
[pic]=200 – перепад температуры.
Объем воздуха V в общем виде вычисляют по формуле [3]
Тогда при рабочих параметрах воздуха поступающего в теплообменник с
t1=260C и PРАБ=2ат и выходящего из него с t2=60С и РАТ=2ат по формуле [3]
Количество влаги в воздухе q в общем виде определяют по формуле [3]
а – влагосодержание в воздухе при данной температурекгм3.
При t1=260C величина а1=002686кгм3 а при t2=60С а2=0007474кгм3.
Количество влаги выделяющейся в аппарате холодильной установки qАП =
q1 - q2 = 138 - 36 = 102 кгч. [3]
Количество холода необходимого для охлаждения паров влаги в аппарате
считая от средней температуры [pic] до конечной t2=60C составит [pic]. [3]
Количество холода для конденсации влаги задержанной в холодильнике:
[pic]ч (где [pic]=595ккалч – теплота конденсации водяных паров).
Общее количество холода для всех операций с учетом 15% на потери:[pic].
Принимаем к установке фреоновые холодильные агрегаты марки АК-ФВ-3015
холодопроизводительностью 7000ккалч при мощности электродвигателя 45квт
Количество таких агрегатов должно быть n = 13620 7000 = 2шт
принимаем 2 рабочих и 1 резервный агрегат той же марки. [3]
Вторая ступень осушки воздуха - адсорбирующая установка.
После охлаждения и осушки во фреоновом холодильнике воздух поступает на
окончательную досушку в адсорберы автоматического действия марки АГ-50.
Количество осушаемого воздуха для 2 рабочих озонаторов составляет
Продолжительность рабочего цикла адсорбции принимаем [pic]ч.
Вес адсорбента pАД при равной высоте 2 слоев загрузки – алюмогелем и
силикагелем – должен быть [3]
где к = 041 – коэффициент для учета материала загрузки адсорбера;
q3 = 005 гм3 – количество влаги на выходе из адсорбера при t3 =
s – влагопоглощаемость адсорбента в % к его весу (для алюмогеля –
для силикагели – 8). [3]
Тогда вес алюмогеля pАЛ и силикагеля pСИЛ будет
Суммарный вес загрузки составит [pic].
При указанном выше насыпном весе адсорбера и при высоте каждого слоя
h=400мм в одну башню АГ-50 можно загрузить: [3]
- алюмогеля (нижний слой)
- силикагеля (верхний слой)
Суммарная загрузка башни pБ = 267 + 188 = 455кг.
Следовательно для сушки воздуха нужно иметь установок АГ-50 в
количестве n=pАДpБ=721455=2шт (2 рабочих 1 резервную). [3]
1 Расчет контактной камеры для смешения смеси с водой
Необходимая площадь поперечного сечения контактной камеры в плане
где QЧАС= 56547 м3ч – расход озонируемой воды;
Т= 01 ч – продолжительность контакта озона с водой;
n = 2– количество контактных камер;
Н = 5 м – глубина слоя воды в контактной камере.
Для равномерного распыления озонированного воздуха у дна контактной
камеры размещают перфорированные трубы. Принимаем керамические пористые
Каркасом служит труба из нержавеющей стали (наружный диаметр 57 мм) с
отверстиями диаметром 4-6 мм. На нее надевается фильтросная труба –
керамический блок длиной l = 500мм внутренним диаметром 64мм и наружным
Активная поверхность блока т.е. площадь всех пор размером по 100мк на
керамической трубе занимает 25% внутренней поверхности трубы тогда [pic].
Количество озонированного воздуха подаваемого по распределительным
трубам составит [pic] (где [pic] - отношение газовой смеси к объему
обрабатываемой воды).
Площадь поперечного сечения магистральной (каркасной) распределительной
трубы внутренним диаметром d = 49мм равна [3]
fТР = 000188 м2 = 188 см2
Принимаем в каждой контактной камере по 4 магистральных
распределительных трубы уложенных на взаимных расстояниях (между осями) по
м. Каждая труба состоит из 8 керамических блоков. При таком размещении
труб принимаем размеры контактной камеры в плане [pic].
Расход озонированного воздуха приходящегося на живое сечение каждой из
труб в 2 камерах равен [3]
A скорость движения воздуха в трубопроводе равна [3]
Суммарная активная площадь пор всех керамических труб уложенных в
одной камере [pic] (где 4 – количество магистралей 8 – количество
Расход озонированного воздуха поступающего в воду через пористую
поверхность всех труб одной камеры равен [3]
Общее давление которое должно быть на выходе в распределительную
систему озоно-воздушной смеси определяется по формуле [3]
[pic]м вод.ст. (105)
где НГИДР = 5м вод. ст.– гидростатическое давление (равное высоте слоя
[pic]=000188м2 – площадь сечения распределительной каркасной
[pic] - коэффициент зависящий от условного диаметра пор на
керамической трубе d=100мк следовательно А=317;
Генеральный план и высотная схема станции
При разработке генерального плана водоочистной станции учитывались
основные требования проектирования:
) компактное взаимное расположение отдельных водоочистных
сооружений вспомогательных помещений и оборудования;
) минимальная протяженность трубопроводов и дорожных покрытий;
) удобство производства ремонтных работ надежность и
бесперебойность работы комплекса возможность планомерного
расширения при росте водопотребления.
На территории станции – в санитарной зоне строгого режима помимо
основных сооружений размещаются вспомогательные помещения резервуары
чистой воды котельная озонаторная склады реагентов административно-
бытовый комплекс гаражи автостоянки. Административное здание
располагается рядом с проходной. Ко всем зданиям проводятся подходы и
дороги подводятся коммуникации. На территории имеются зелёные насаждения.
Сооружения надлежит располагать по естественному склону местности с
учетом потерь напора в сооружениях соединительных коммуникациях и
измерительных устройствах.
На станциях водоподготовки должна предусматриваться система обводных
коммуникаций обеспечивающая возможность отключения отдельных сооружений а
также подачу воды при аварии минуя сооружения.[1]
Расчетные отметки воды по сооружениям определены по рекомендуемым [1]
потерям напора в сооружениях очистки и в коммуникациях между ними и
- на сетчатых барабанных фильтрах 05м;
- в устройствах ввода реагентов 03 м;
- в гидравлических смесителях 06 м;
- в осветлителях со слоем взвешенного осадка 08 м;
- на скорых фильтрах 35м.
) между сооружениями:
- от сетчатых барабанных фильтров к смесителям 02 м;
- от смесителей к осветлителям со слоем взвешенного осадка 04 м;
- от осветлителя со слоем взвешенного осадка к фильтрам 06 м;
- от фильтров к резервуарам фильтрованной воды 1 м.
Отметка наивысшего уровня воды в резервуарах чистой воды принята на
м выше отметки земли.
Зоны санитарной охраны
ЗСО организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима)
включает территорию расположения водозаборов площадок всех водопроводных
сооружений и водопроводящего канала. Его назначение - защита места
водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного
загрязнения и повреждения.
Второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию
предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников
В каждом из трех поясов а также в пределах санитарно-защитной полосы
соответственно их назначению устанавливается специальный режим и
определяется комплекс мероприятий направленных на предупреждение ухудшения
Граница первого пояса ЗСО водопроводных сооружений принимается на
- от стен запасных и регулирующих емкостей фильтров и контактных
осветлителей - не менее 30 м;
- от водонапорных башен - не менее 10 м;
- от остальных помещений (отстойники реагентное хозяйство склад
хлора насосные станции и др.) - не менее 15 м.
Территория первого пояса ЗСО должна быть спланирована для отвода
поверхностного стока за ее пределы озеленена ограждена и обеспечена
охраной. Дорожки к сооружениям должны иметь твердое покрытие.
Не допускается: посадка высокоствольных деревьев все виды
строительства не имеющие непосредственного отношения к эксплуатации
реконструкции и расширению водопроводных сооружений в том числе прокладка
трубопроводов различного назначения размещение жилых и хозяйственно-
бытовых зданий проживание людей применение ядохимикатов и удобрений.
Здания должны быть оборудованы канализацией с отведением сточных вод в
ближайшую систему бытовой или производственной канализации или на местные
станции очистных сооружений расположенные за пределами первого пояса ЗСО с
учетом санитарного режима на территории второго пояса.
В границах второго пояса зоны санитарной охраны запрещается сброс
промышленных сельскохозяйственных городских и ливневых сточных вод
содержание в которых химических веществ и микроорганизмов превышает
установленные санитарными правилами гигиенические нормативы качества воды.
Границы второго пояса ЗСО на пересечении дорог пешеходных троп и пр.
обозначаются столбами со специальными знаками. [9]
СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Минстрой
России. - М.: ГП ЦПП 1996.-128 с.
СанПиН 2.1.4.1074 – 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к
качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения»
Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчёты:
Николадзе Г.И. Сомов М.А. Водоснабжение. - М.: Стройиздат 1995 - 688
Шевелев Ф.А. Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета
водопроводных сетей. – М.: Стройиздат 1984. – 116с.
Москвитин А.С. Оборудование водопроводных и канализационных
сооружений. – М.: Стройиздат 1984. – 416с.
СНиП 2.04.03-85*. Канализация. Наружные сети и сооружения. Минстрой
России. - М.: ГП ЦПП 1996.-108 с.
Центробежные насосы двухстороннего входа. Каталог. – М.:
ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ 1982. – 24с.
СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения
и водопроводов питьевого назначения» утвержден Главным государственным
санитарным врачом Российской Федерации. Введён: с 1 июня 2002 г.
Пояснительная записка

ВОС (чертежи).dwg

Водоснабжение города
Водопроводные очистные
Подвод исходной nводы
В городскую nканализацию
Главный корпус очистной станции
Реагентное хозяйство
Здание обработки промывных вод
Здание обработки осадка
Административно-бытовой комплекс
Стоянка автотранспорта
Резервуар чистой воды
Экспликация помещений
Отвод промывных вод на обработку
Возврат промывных вод на очистку
Подача воды на промывку фильтров
Условные обозначения
Отвод фильтрованной осветленной воды
Сброс осадка с осветлителя
Хозяйствено-питьевой водопровод
Главное здание М 1:100
Аккумулирующая nемкость
Обводной трубопровод
Воздуходувка ВК-3n2шт
Химическая лаборатория
Бактериологическая nлаборатория
Насос для подачи nпромывной воды 4 шт
Песковые бункера nфильтров 2 шт
Трубопровод распределительной системы ø75 28шт шаг 250мм
Вертикальный nсмеситель 2шт
Барабанные сеткиn2 шт
Растворные бакиn3 шт
Подача воды на nпромывку
Отвод промывной nводы фильтров
Отвод осадкаnс осветлителей
Осветлитель со слоемnвзвешенного осадка 5 шт
Главное зданиеnМ1:100
СМЕСИТЕЛЬ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙnnМ 1:50
Сетчатый барабанный фильтр
Вертикальный смеситель
Осветлитель со слоем взвешенного осадка
Сооружения по обработке промывных вод
Сооружения по обработке осадка
БАРАБАННЫЙ ФИЛЬТРnnМ 1:100
Отводящий трубопровод ø300
Подводящий трубопровод ø250
Подача воды наn промывку ø600
Подвод воды nна фильтр ø200
Отвод промывной воды ø500
Отвод фильтратаn ø200
Отвод осветленой воды из осадкоуплотнителя ø125
Отвод промывной nводы
Насосы для промывки сеток 2К2030б 2 шт
Отвод промывных nвод сеток
Осветлитель со слоем осадкаnМ 1:100
Скорый фильтрnМ 1:100