• RU
  • icon На проверке: 21
Меню

Очистные сооружения водопровода

Описание

Очистные сооружения водопровода

Состав проекта

icon
icon
icon Ген.план.bak
icon Высотная схема.cdw
icon Ген.план.cdw
icon
icon метод опв.docx
icon Высотная схема.bak
icon План здания.bak
icon опв курсовая.dwg
icon Методичка ОПВ.pdf
icon Очистка природных вод.doc
icon План здания.cdw
icon опв курсовая.bak

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Высотная схема.cdw

Высотная схема.cdw
Подача воды для приготовления
АС-412.270112.8330.05КП
Высотная схема очистной станции
Резервуар чистой воды
Промывной насос скорого фильтра Д1250-65
Насос-дозатор раствора коагулянта НД400-16
Расходные баки раствора коагулянта
Растворные баки раствора коагулянта
Насос подачи воды для приготовления реагентов
Насос-дозатор раствора флокулянта НД 400-16
Экспликация сооружений
Условные обозначения трубопроводов
Подача промывных вод
Подача промывных вод на микрофильтры
Осветлитель со взвешенным слоем осадка
Перегородчатый смеситель

icon Ген.план.cdw

АС-412.270112.8330.05 КП
Очистные сооружения
Генплан площадки очистных сооружений
Склад реагентного хозяйства
Основное здание фильтровальной станции
Здание осветлителей со взвешенным слоем осадка
Резервуар чистой воды
Здание микрофильтров и смесителя
Насосная станция первого подъема
Реагентное хозяйство
Воздуходувная станция
Насосная станция промывных вод
Экспликация сооружений
Подача воды для приготовления реагентов
Подача промывных вод
Условные обозначения трубопроводов
Резервуар промывных вод
Насосная станция второго подъема

icon метод опв.docx

—МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Е.В. Ннколаенко Н.И. Ходоровская
ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ ВОД
Учебное пособие по курсовому проектированию
Министерство образования Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра «Общая и инженерная экология»
Е.В. Николаенко. Н.И. Хоаоровская
Челябинск Издательство ЮУрГУ
Николаенко Е.В. Ходоровская Н.И. Очистка природных вод: Учебное пособие по курсовому проектированию. - Челябинск: Издательство ЮУрГУ
Учебное пособие содержит рекомендации по выбору технологических схем очистки природных вод алгоритмы расчета основных сооружений применяемых в практике водоочистки справочный материал необходимый для выполнения расчетов. Пособие составлено с учетом требований действующего СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения".
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 290800 -''Водоснабжение и водоотведение" для выполнения курсового и дипломного проектов а также может быть использовано студентами старших курсов спепи-:шьности 320700 - "Охрана окружающей среды и рациональное использование тгаиродных ресурсов".
Ил. 7. табл. 8 список лит. - 5 назв.
Одобрено учебно-методической комиссией архитектурно-строительного
Рецензенты: Гулу-Заде В.А. Бунысова Н.Л.
ISBN 5-696-03014-9© Издательство ЮУрГУ. 2003.
t. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА
Настоящее учебное пособие посвяшено. вопросам проектирования очист-; сооружений водопроводных станций.
Курсовой проект «Расчет и проектирование очистных сооружений при-)дной воды» является самостоятельной работой студента в процессе изучения курса "Водоснабжение". При выполнении проекта студент должен научиться ~~эименять теоретические знания полученные ранее при изучении дисциплин Кимия воды» «Технология очистки природных вод» «Водозаборные сооружения» «Насосы и насосные станции».
В соответствии с заданием в курсовом проекте разрабатывается техноло-здеская схема и производится расчет водоочистных сооружений отвечающих современному уровню научно-технических достижений в области водоподго-—овки и обеспечивающих очистку природной аоды до требований СанПиН .1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения».
— Проектирование водопроводных очистных сооружений включает выбор ооружении и аппаратов для очистки воды в зависимости от её качества в источнике и требований потребителя. При определении схемы и метода очистки ноды необходимо произвести технико-экономическое сравнение вариантов по-волягощее определить оптимальный состав очистных сооружений в зависимости от целого ряда факторов приведенных в качестве исходных данных в зада-_нии для проектирования.
В процессе проектирования студент на основании исходных данных рассчитывает производительность и подбирает состав очистных сооружений. С помощью технологических расчетов определяются размеры отстойных и йильтровальных сооружений блока приготовления и дозирования реагентов подбирается метод и аппаратура для обеззараживания воды системы подачи распределения исходной воды а также отвода чистой и промывной воды системы удаления осадка и пр.
ОБЪЁМ И СОСТАВ ПРОЕКТА
Основными частями курсового проекта являются расчетно-пояскительная записка и чертежи.
Расчетно-пояснительная записка объемом 30 40 с должна содержать обоснование выбора метода и технологической схемы очистных сооружений водоснабжения населенного пункта; технологический расчет сооружений и ап-ттаоатов волоподготовки; характеристику реагентного и складского хозяйства с необходимыми расчетами; расчет установки для обеззараживания воды: описание принятых процессов и конструкций сооружений.
Графическая часть выполняется на листах А1 (341 х 594 мм) и содержит следующие схемы и чертежи:
-высотную схему технологических сооружений станции очистки (масштаб
-генплан участка очистных сооружений водоснабжения (масштаб 1:1000
или 1:500) в пределах санитарной зоны строгого режима с нанесением всех
технологических подсобных и обслуживающих сооружений и построек инже
нерных сетей - трубопроводов сырой и фильтрованной воды трубопроводов
промывной воды и осадка имеющиеся на площадке канализационные сети те
плосеть кабели и др. коммуникации. На генплане необходимо указать размеры
ехнологических сооружений диаметры трубопроводов в соответствии с расче
том. При составлении генплана очистных сооружений следует предусмотреть
возможность расширения сооружений на расчетный период;
-планы этажей технологического здания станции (масштаб 1:100 или
:200) с размещением технологического оборудования трубопроводов и необ
ходимых подсобных помещений;
-разрезы (поперечный и продольный) по технологическому зданию вы
полненные в том же масштабе что и план здания.
На чертежах должны быть указаны размеры характеризующие здание сооружение конструкцию аппарата или деталь. На разрезах показываются отметки уровня установки сооружений а также уровни зеркала воды. Обший объем чеотежей курсового проекта составляет полтора - два листа.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Определение полной производительности очистных сооружении
Полная производительность ((?«.) очистных сооружений водоснабжения слагается из расчетного расхода воды для суток максимального водопотребления (Qmax cym)> расхода воды на собственные нужды станции (промывка фидьт-)ов очистка отстойников камер хлопьеобразования смесителей резервуаров чистой воды продувка осветлителей и др.) и дополнительного расхода воды на пополнение противопожарного запаса (Qdon):
Ирасч ~ а Qmax cym + Qdom
где а - коэффициент учитывающий расход воды на собственные нужды стан-_дии принимается согласно [1].
Расход воды для суток максимального водопотребления определяется по формуле
и-kf max cym ~ "-суш max Z.*?max cjwe* luUU
где Kcym_ max- коэффициент суточной неравномерности водопотребления учитывающий уклад жизни населения режим работы предприятий степень благо-
_устройства зданий изменения водопотребления по сезонам года и дням недели принимается согласно [1 п. 2.2]; дтак сут — норма расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды на одного жителя определяется согласно [1 табл.1]; JV-
—расчетное число жителей в районах жилой застройки с различной степенью благоустройства.
Расчетная продолжительность тушения пожара в населенном пункте и на
—промпредприятии согласно [1] принимается равной 3 ч. В течение этого време
ни должен быть обеспечен полный расход воды на пожаротушение который
где к - число одновременных пожаров определяется по [1]; цпож- расход воды
—на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар принимается
по [1 табл.5]; tnoo Гпож - время восста
новления пожарного объема воды который должен быть не более 24 ч - в на
селенных пунктах и на промышленных предприятиях с производствами по по
жарной опасности категорий А Б В; 36 ч — на промышленных предприятиях с
лроизводствами по пожарной опасности категорий Г Д Е; 72 ч - в сельских населенных пунктах и на сельскохозяйственных предприятиях.
2. Выбор метода обработки воды и состава технологических сооружений
Метод обработки воды и необходимый для этого состав очистных сооружений устанавливаются в зависимости от производительности и качества воды з источнике определяемого физико-химическими и бактериологическими показателями и требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Метод обработки воды без применения коагулянта возможен только при цветности воды в источнике водоснабжения до 50° и при небольшом её расходе до5000м3сут).
Метод обработки воды с применением коагулянтов используется при любой цветности и мутности воды в источнике водоснабжения и при различной производительности очистных сооружений.
Состав объектов станций водоподготовки зависит от метода обработки воды. В зависимости от этого технологические схемы подразделяются на безреа-гентные и реагентные; Кроме этого очистка воды может осуществляться по од-ноступенчатои или двухступенчатой схемам в зависимости от количества основных технологических процессов.
Примерный состав основных технологических сооружений следует при- — нимать в соответствиис '1 табл.5]. t
Применение реагентной обработки предусматривает использование коагулянтов и флокулянтов для эффективного обесцвечивания и осветления воды. — Для обработки высокоцветных вод возможно применение процесса предварительного частичного обесцвечивания с помощью окислителе'й.
Присутствие в воде водоема фито- и зоопланктона более 1000 клмл требу- _ ет введения в технологическую схему специальных сооружений по предварительному осветлению исходной воды.
Для удаления из воды повышенных концентраций железа марганца фтора _
и других примесей в технологической схеме необходимо предусмотреть мето
ды обработки воды направленные на их снижение в соответствии с требова
ниями действующего СанПиНа.—
Устранение привкусов и запахов природной воды может быть обеспечено с помошью окислительных и адсорбционных методов. Дополнительные техно-
огичркие решения для снижения интенсивности привкусов и запахов следует грин [ать в соответствие с рекомендациями [1 прил.4].
3- Составление высотной схемы очистных сооружений водоснабжения
Ььгсотная схема представляет собой графическое изображение в профиле сех сооружений станции с взаимной увязкой высоты их расположения на ме-
*-а схеме указываются высоты сооружений по ходу движения воды и уста-авливается зависимость между абсолютными отметками уровней воды в тех-оло ческих сооружениях (резервуар чистой воды - фильтр - отстойник или свг._ ятель со взвешенным слоем осадка - камеры хлопьеобразования - смеси-ель). На высотной схеме выполняемой в произвольном масштабе кроме отме-ок > )вня воды указываются также отметки дна сооружений.
и ориентировочных расчетов величины перепадов уровней воды прини-1аются потери напора в сооружениях согласно [1 п.6.219]. После проведения асч~а очистных сооружений высотная схема уточняется.
оставление высотной схемы начинают с наиболее низко расположенного сооружения - резервуара чистой воды (РЧВ). При проектировании высотной хем"~ максимальная отметка уровня воды в резервуаре чистой воды принима-тся i исходную минимальную. Затем в зависимости от этой отметки опреде-[яются отметки уровня воды в других сооружениях. Максимальный уровень юдь—. РЧВ принимается 000 или на 05 м выше поверхности земли римеры выполнения высотных схем представлены в работах [2. 3].
_3.4. Расчет реагеитного хозяйства
.3.4.1. Определение расчетных доз реагентов
ри обработке воды с помощью реагентов в зависимости от показателей каче-»на воды в источнике необходимо применять способы химической обработки и реагенты рекомендуемые нормативной литературой [1].
асчетные дозы реагентов устанавливаются на основании технологических исс.г_дований или по результатам работ очистных сооружений в аналогичных условиях. Для ориентировочных расчетов при разработке проекта максимальные среднегодовые дозы коагулянтов выпускаемых в настоящее время про-мыи енностью допускается определять следующим образом:
-дозу безводного коагулянта в расчете на A12(SO4)3 FeCb Fe2(SO4)3 при
обработке мутных вод определяют по [1 табл.16];
для обработки цветных вод дозу реагента определяют по формуле
где Дк - доза коагулянта в расчете на безводный продукт мгл: Ц- цветность исходной воды в градусах платиново-кобальтовой шкалы.
При одновременном содержании в воде источника водоснабжения веществ обусловливающих цветность и мутность принимается большая из доз.
В дополнение к основным коагулянтам для интенсификации процесса коагуляции применяют флокулянты. Наиболее распространенные на сегодняшний день флокулянты?■■ полиакриламид (ПАА) и активная кремневая кислота (АК).
Расчетная доза флокулянта при проектировании принимается в зависимости от места его введения следующим образом:
а)доза полиакриламида (ПАА) в пересчете на 100%-ный продукт:
-при вводе перед отстойниками или осветлителями со слоем взвешеного
осадка принимается в соответствии с [1 табл. 17];
-при вводе перед фильтрами или двухступенчатой очистке - 005 ОД
-при вводе перед контактными осветлителями или фильтрами при одно
ступенчатой схеме очистки а также перед префильтрами - 02.. .06 мгл;
б)доза активированной кремнекислоты (АК) в пересчете на SiQ^
-при вводе перед отстойниками или осветлителями со слоем взвешенного
осадка для воды с температурой более 5 7°С - 2 3 мгл с температурой ме
-при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке а также перед
префильтрами- 1 3 мгл;
ступенчатой схеме очистки а также перед префильтрами - 1.. .3 мгл.
Флокулянты следует вводить в воду после коагулянта. При очистке высокомутных вод допускается подача флокулянта до коагулянтов.
Для улучшения процесса коагуляции и обесцвечивания воды поверхностных источников а также для улучшения санитарного состояния очистных сооружений рекомендуется [1] производить предварительное хлорирование. Дозу хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) следует принимать в пределах 3 10 мгл.
Для улучшения процесса хлопьеобразования при недостаточной щелочно-ст"-воды её следует подщелачивать. Доза подщелачивающего реагента опреде-ш гея по формуле
I'm - коэффициент равный для извести (по СаО) 28 для соды (по ЫаСОз) -5! Дк ~ максимальная доза безводного коагулянта в период подщелачивания мгл; ек - эквивалентная масса безводного коагулянта мгмг-экв принимаемая и"~ Ah(SQ4)3 - 57 FeC Що - минимальная щелочность в__ы мг-эквл.
В случае если концентрация фтора в воде источника водоснабжения со-с вляет менее 05 мгл необходимо предусматривать фторирование. Расчет р гентов для фторирования воды и технологическую схему установки рекомендуется принимать согласно [1 прил.6].
Фторирование воды осуществляется фтористым натрием кремнефтори-_с ш натрием или кремнефтористым аммонием. Доза фторсодержащего реагента определяется по формуле
Дф - [та - t )j--—-— к сф
где т - коэффициент учитывающий потери напора в зависимости от места а - необходимая концентрация фтора в питьевой воде принимаемая в Г~еделах 07 12 мгл в зависимости от климатических условий; (F") - содер-; яие фтора в исходной воде мгл; К - содержание фторь в чистом реагенте (табл. 1) %; Сф ~ содержание чистого вещества в техническом продукте f 1бл. 1).
Таблица 1 Фторсодержащие реагенты применяемые при обработке воды
Наименование реагента
Содержание фтора в чистом веществе %
Содержание чистого вещества в техническом продукте %
Натрий кремнефтористый
Аммоний кремнефтористый 1 64
4.2. Расчет оборудования реагентного хозяйства
Ввод реагентов в обрабатываемую воду следует осуществлять следующим образом:
-хлорсодержащие реагенты для предварительного хлорирования дозиру
ются во всасывающие трубопроводы насосной станции 1-го подъема или в на
порные водоводы подающие воду на водоочистную станцию;
-коагулянт - в трубопровод перед смесителем или в смеситель;
-реагент для подщелачивания воды следует вводить одновременно с коа
-флокулянты вводятся через 2 3 мин после введения коагулянта;
-фторсодержащие реагенты - в трубопровод перед резервуарами чистой
воды или перед скорыми фильтрами.
В состав сооружений реагентного хозяйства входят:
-растворные и расходные баки для приготовления растворов реагентов;
-система трубопроводов и насосов для транспортирования растворов;
-система воздухопроводов и воздуходувок для перемешивания и раство
-дозирующие устройства;
-подъемно-транспортные устройства для загрузки реагентов;
-сеть внутреннего водопровода для подачи воды на растворение реаген
Реагенты подаются в обрабатываемую воду как правило в виде растворов и суспензий. Приготовление раствора коагулянта зависит от выбранного метода его хранения. Существуют "мокрое" и "сухое" хранение коагулянта. При "сухом" хранении коагулянта приготовление раствора осуществляется в растворных баках (рис.1) а для разбавления раствора до концентрации 4 12 % при которой коагулянт подается в воду используются расходные баки.
При "мокром" хранении коагулянта растворные баки одновременно используются и как резервуары-хранилища. Наиболее перспективно "мокрое" хранение. Расчет сооружений для "мокрого" хранения коагулянта следует производить из условия применения неочищенного сернокислого алюминия с содержанием в нем безводного продукта 335%.
Рис. 1. Растворный бак:
- подвод сжатого воздуха; 2- шланг с поплавком для отбора осветленного раствора коагулянта; 3- выпуск осадка: 4— подвод воды для взрыхления осадка перед его выпуском
Суточный расход тсут товарного коагулянта определяется по формуле
где Дк■- расчетная доза коагулянта Рс- содержание безводного гтоодукта в коагулянте %.
На станции водоподготовки необходимо предусматривать 15..30-суточный запас коагулянта. Вместимость баков для мокрого хранения при 18 %-Й кон-
центрации принимается из расчета 18 м3 на 1 т коагулянта и дополнительно учитывается объем осадка который составляет 07 м3 на 1 т коагулянта. Количество баков для мокрого хранения принимается не менее четырех [1].
Коагулянт забирается из верхней части баков-хранилищ с помощью поплавка и отводится в расходные баки концентрация раствора в которых принимается до 12 %. Количество расходных баков принимается не менее двух [1]. Объем м3 расходных баков определяется по формуле
где q - расчетный расход воды м7ч; п - время на которое заготавливается раствор коагулянта; Дк - расчетная доза коагулянта гм ; в - концентрация рас- — твора коагулята в расходных баках принимается согласно [1 п.6.21] до 12 %; р— плотность раствора коагулянта принимается равной I тм .
Материалы идущие на изготовление трубопроводов для транспортирова- ~ ния коагулянта должны быть кислотостойкими. Схема мокрого хранения коагулянта представлена в работе [5].
ПАА готовят с помощью установок типа УРП-2 производительностью — 6 кгч считая по чистому продукту или 600 лч 1 %-ного раствора ПАА.
При приготовлении раствора кремнекислоты пользуются аппаратом ДАК-10. Производительность аппарата по SiO2 составляет i.. 11 кгч. Установ- _ ка для приготовлении активированной кремнекислоты описана в прил. 2.
Подача в воду извести производится для увеличения щелочного резерва воды. При обеспечении очистных сооружений комковой известью ее следует гасить в известегасилках в которых на одну тонну товарного продукта подают 7.. .10 м3 воды подогреваемой до температуры 60. ..70 °С. Техническая характеристика известегасительных аппаратов приведена в прил. 3.
Из известегасительных аппаратов известковое молоко направляется в баки количество которых принимается не менее двух [1]. Объем баков определяется по формуле (3.4.2) для которойДк-дозаизвести считая по СаО гм ; Ъ-концентрация известкового молока 5 %; п - время на которое заготавливается раствор (6 12 ч); р-плотность известкового молока тм .
Перемешивание извести следует предусматривать сжатым воздухом гид-равлическим и механическим способом.
Минимальный диаметр трубопроводов для транспортирования известково-
) молока 25 мм скорость движения раствора не менее 08 мс. Растворять фторсодержащие реагенты следует в сатураторах при использовании кремнефтористого натрия и в расходных баках с воздушным переме-[иванием при использовании натрия и кремнефтористого аммония. Произво-.-.ительность лч сатураторов по насыщенному раствору кремнефтористого натрия определяется по формуле
где Дф - доза фтора мгл; q - расход обрабатываемой воды м3ч; п - количест-
э сатураторов во фтораторной; р - растворимость кремнефтористого натрия. 'м3.
Объем сатуратора определяют исходя из скорости восходящего потока ао-ы принимаемой не более 01 ммс и времени пребывания в нем раствора рав-ым не менее 5 ч.
При проектировании расходных баков следует использовать формулу "J.4.2) концентрация рабочего раствора принимается для кремнефтористого ммония - 7 % для фтористого натрия - 25 %; для кремнефтористого натрия при О °С - 025 % при 25 °С - 05 %.
Установка для фторирования воды описана в работах [4 5]. Наиболее часто применяется метод перемешивания растворов сжатым воздухом. Интенсивность qe подачи воздуха принимается л(с-м2):
для растворения коагулянта и фторсодержащего реагента— 8 10;
-для перемешивания коагулянтов в расходных баках - 3 5;
-для перемешивания известкового раствора —8 10.
После определения суммарного расхода воздуха необходимого для приго-овления растворов подбираются воздуходувки по справочной литературе к каталогам.
Зная расход и напор воздуха создаваемый воздуходувкой определяется иаметр трубопроводов мм по скорости движения воздуха которая должна быть в пределах 10 15 мс:
-где W - производительность воздуходувки м3мин; р - давление развиваемое оздуходувкой мПа.
Потери давления мПа по длине в воздухопроводе определяются по формуле
где ?- коэффициент сопротивления воздуха при 0°С принимается по прил. 4; G ~ вес воздуха проходящего через воздухопровод в течение часа кгч определяется по формуле
I — длина трубопровода м; g — ускорение свободного падения мс р — плотность воздуха кгм3 при 0°С принимается по прил. 4; d~ диаметр трубопровода мм.
Потери давления мПа на местные сопротивления определяются по формуле
где - коэффициент местного сопротивления.
Дозирование в обрабатываемую воду растворов реагентов следует производить насосами-дозаторами которые выпускаются в двух модификациях рассчитанных на дозирование:
- растворов коагулянта и других кислых и нейтральных сред; ' - известкового молока (в этом случае насосы-дозаторы в своем названии
Насос необходимый для дозирования реагента подбирают по напору и производительности по действующим каталогам заводов изготовителей.
4.3. Расчет складов реагентов
Для хранения коагулянтов извести и других реагентов необходимо уст- в ройство склада рассчитанного на 30-суточныЙ запас (при сухом хранении) считая по периоду максимального расхода реагентов.
Плошадь склада для коагулянта и извести определяется по формуле
где Т ~ продолжительность хранения материалов на складе сут; а - коэффици- — ент для учета дополнительной площади на складе равный 115; уд - объемный зес коагулянта или извести при загрузке навалом тм3; hK ~ допустимая высота слоя оеагента принимается для коагулянта 2 м извести - 15 м. При механиза- —
ции складирования реагентов высота слоя может быть увеличена: для коагу-гата до 3.5 м; извести до 25 м.
Общая площадь складов для хранения месячного запаса реагентов
СКЛ ~~ 'К *" ф **И -
Размеры общего склада в плане принимаются с запасом 15 20%. 3.5. Расчет смесителей
Смесители предназначены для быстрого и равномерного распределения реагентов в объеме обрабатываемой воды что способствует более благоприят-лому протеканию последующих реакций. Для эффективного смешения реаген-
ов с обрабатываемой водой необходимо обеспечить турбулентное движение се потока. _ Смесительные устройства по принципу их действия могут быть разделены
а два основных типа:
-гидравлические в которых турбулентный поток создается сужениями
_шш дырчатыми перегородками;
-механические в которых турбулизация потока достигается вращением
лопастей или пропеллеров электродвигателем.
К рекомендованным для проектирования открытым гидравлическим сме-:ителям относятся дырчатые перегородчатые коридорные вихревые.
Выбор типа смесителя должен обосновываться конструктивными соображениями и компоновкой технологических сооружений станции с учетом ее производительности и метода обработки воды.
5.1. Расчет перегородчатого смесителя
Перегородчатые смесители применяются на очистных сооружениях производительностью не более 500.. .600 мэч. Они представляют собой лоток прямо-
—угольного сечения с тремя перегородками (рис. 2). Расстояние между перегородками равно двойной ширине лотка. Скорость движения воды в смесителе Vs принимается согласно [1] от 07 до 05 мс.
— Площадь сечения лотка определяется по формуле
Приняв высоту слоя воды в конце смесителя после перегородок Я равной -05 м (минимальная допустимая величина 04. ..05 м) ширина лотка определяется по формуле
Потери напора в каждом сужении перегородчатого смесителя при скорости в них Vc = 1 мс определяются по формуле
Определение суженных проходов для воды
Площадь суженных проходов в центральной перегородке определяется по формуле
Высота слоя воды ниже центральной перегородки определяется по формуле h2=H+hc.
Глубина затопления проходов от уровня воды до их верха должна быть не менее 01 05 м. Высота каждого из двух боковых проходов в центральной перегородке составляет
Ширина суженного бокового прохода определяется по формуле
В первой и третьей перегородках устраиваются по одному суженному проходу площадь которого определяется по формуле
U = Чс^с ■ Общие потери напора в смесителе
Рис. 2. Схема перегородчатого смесителя 16
5.2. Расчет вертикального вихревого смесителя
Вихревые (вертикальные) смесители могут устраиваться круглыми или "[рямоугольными в плане с коническим или с пирамидальным днищем с углом 1ежду стенками днища 30 40 (рис. 3). Подвод воды в вихревой смеситель следует предусматривать сбоку в нижнюю наклонную коническую или пирамидальную часть. Скорость выхода воды из подводящего трубопровода в нижнюю часть принимается в пределах 1 1.2 мс скорость восходящего потока воды на уровне водосборного устройства (вверху) смесителя 0025 мс скорость движения воды в конце водосборного лотка принимается раьной 06 мс.
Данный тип смесителя применяется на очистных сооружениях как средней так и большой производительности при условии что на один смеситель -%дет приходиться расход воды не более 1200 1500 м ч.
В смесителе следует предусматривать переливной трубопровод а также трубопровод для опорожнения и выпуска осадка.
— Расчет смесителя сводится к определению его линейных размеров. Пло-дадь горизонтального сечения м в верхней части смесителя
де q - часовой расход воды м ч; Ve - скорость движения воды в прямоугольной части мч. ^- Для квадратного в плане смесителя ширина м~ в верхней части
Размеры нижней части смесителя принимаются исходя из размера подвозящего трубопровода диаметр которого принят по скорости движения воды 12 мс. Высота м нижней пирамидальной части смесителя определяется по формуле
где вп - ширина нижней части смесителя равная диаметру подающего трубопровода м; а - угол между наклонными стенками днища.
Объем м пирамидальной части смесителя определяется по формуле
Полный объем м смесителя
где Г - время пребывания воды в смесителе не более 2 мин. Объем м черхней части смесителя
Высота м верхней части h =
В результате расчета высота верхней части смесителя должна быть равной Ь.15 м если he получилась меньше 1 м то необходимо сделать её пересчёт увеличив Ve. Если при повторном расчете величина he не получится больше I м то данный тип смесителя не подходит для расчетного случая и необходимо принять другой тип смесителя.
Полная высота м смесителя определяется по формуле
Рис. 3. Схема вихревого смесителя:
- трубопровод для опорожнения и спуска осадка; 2- трубопровод подачи ь ходной воды; 3 - трубопроводы подачи реагентов; 4 - отводной трубопровод
Расчёт сборных отводящих лотков смесителя Площадь м2 живого сечения лотка определяется по формуле
где V- скорость движения воды в лотке 06 мс; п ~ число водосборных лотков
№Задаваясь шириной лотка в находим высоту слоя воды в нем по формуле
Уклон дна лотка принимается равным i = 002. Площадь м2 всех затоп-
ленных отверстий в стенках сборных лотков
F° ~V0-3600* где Vq - скорость движения воды через отверстия мс.
Задаваясь размерами одного отверстия о находим их количество по фор-
_Расстояние м между осями отверстий определяется из соотношения
—где Ря - внутренний периметр лотка.
Отверстия размещаются по боковой поверхности лотка на глубине 110 мм от верхней кромки лотка до оси отверстий. ■
6. Расчет камер хлопьеобразпвания
Камеры хлопьеобразования предназначены для протекания физико-химических процессов обуславливающих образование крупных прочных бы-строоседающих хлопьев гидроксида алюминия или железа с извлекаемыми из
Установка камер хлопьеобразования необходима перед отстойниками различных конструкций. В современной практике водоподготовки применяется _ несколько типов камер хлопьеобразования: перегородчатые водоворотные
вихревые со слоем взвешенного осадка отличающихся способом перемешивания воды режимом формирования хлопьев и предназначенных для различных типов отстойников. При осветлении воды в вертикальных отстойниках применяются камеры водоворотного типа которые располагают в центральной части отстойника. В случае использования горизонтальных отстойников применяются перегородчатые камеры хлопьеобразования с горизонтальным или вертикальным движением воды вихревые камеры хлопьеобразования и встроенные камеры хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка.
6.1. Расчет перегородчатых камер хлопьеобразования с вертикальной
В перегородчатых камерах хлопьеобразования устраивают ряд перегородок заставляющих воду изменять направление своего движения либо в вертикальной либо в горизонтальной плоскости что обеспечивает необходимое перемешивание воды. Применение перегородчатых камер хлопьеобразования с вертикальной циркуляцией воды целесообразно при производительности очистных сооружений не менее 6 тыс. м сут.
Объём камеры хлопьеобразования определяется по формуле
где t - время пребывания воды в камере (для цветных вод - 20 мин для мутных вод - 30 мин).
Высота камеры хлопьеобразования Н принимается в соответствии с высотной схемой очистной станцией (рекомендуется принимать высоту камеры примерно равной высоте отстойника т.е. 2 3 м).
Площадь камеры хлопьеобразования в плане определяется по формуле
Скорость движения воды в камере У принимается согласно [1 п. 6.54] и
равна ОД 03 мс - в начале камеры и 005 01 мс - в конце камеры хлопье
Площадь одной ячейки камеры хлопьеобразования определяется по фор
Число ячеек в камере
—В каждом ряду по ширине камеры размещаем например по 6 ячеек а по
д. не камеры - по пб ячеек в каждом ряду. Тогда общее число поворотов по
Размеры каждой ячейки в плане должны быть не менее 07 х 07 м.
Полная ширина В и длина L камеры хлопьеобразования определяется в зависимости от принятых размеров ячеек и их количества.
Действительная скорость движения воды в камере при фактической шю-шали ячейки;
Потери напора в такой камере определяются по формуле
гГ~~ V] - фактическая скорость движения воды в камере т — общее число пово-р ов потока.
6.2. Расчет перегородчатой камеры хлопьеобразования с горизонтальной циркуляцией воды
—Перегородчатые камеры хлопьеобразования с горизонтальной циркуляци-
е воды применяются при производительности очистных сооружений не менее
Объём камеры хлопьеобразования определяется по формуле (3.6.1). Зысоту камеры Н принимают а пределах 2 3 м. Площадь камеры определяется по формуле (3.6.2).
Ширина первого коридора камеры (рис. 4) при Vj = 02 03 мс в начале к 1еры определяется по формуле
По [1 п. 6.54] скорость движения воды У в коридорах должна уменьшаться' за счёт увеличения ширины коридоров.
__ Число поворотов потока согласно [1] должно быть равным 8 10 тогда рина последующих коридоров составит
B2'3-=3600V2J Н' г У% У г - скорость движения воды во втором третьем и т.д. коридоре.
Обшая длина камеры при толщине перегородок а = 015 018 м определяется по формуле
L=B+ Вг + +Bg+na где п - количество перегородок.
Ширина камеры хлопьеобразования в плане определяется по формуле
Потери напора в камере определяются как сумма потерь напора на поворотах
где h2 - потери напора на повороте определяются по формуле
hi = V2q. При числе поворотов п количества коридоров т т п+1 количество перего-
Рис. 4. Схема перегородчатой камеры хлопьеобразовання с горизонтальной
циркуляцией воды: 1 - трубопровод подачи- исходной воды; 2 - отводящий трубопровод; 3 - шибер
6.3. Расчет камеоы хлопьеобразования вихревого типа
Зихревая камера хлопьеобразования выполняется в форме усеченного пирамидального или конусообразного резервуара (рис. 5) с углом между его стенками 50 70 . Процесс хлопьеобразования в вихревой камере заканчивается з чительно быстрее чем в камерах других типов.
Объём камеры хлопьеобразования определяется по формуле (3.6.1J в которой время пребывания воды принимается согласно [i п. 6.551 равным t .12 мин.
Скорость восходящего потока V* на выходе из камеры принимается равной 4^. 5 ммс на входе воды в камеру V^ = 07 12 мс. Скорость движения воды i рубопроводе от смесителя к камере принимается равной 08.. .1 мс.
Площадь поперечного сечения верхней части камеры
Диаметр нижней части камеры и её площадь определяются соответственно по формулам:
Диаметр нижней части камеры принимается равным диаметру трубопровода подающего воду от смесителя в камеру.
Высота конической части камеры хлопьеобразования при принятом угле нусности
Потепи напора в вихревой камере хлопьеобразования составляют 2 03 м на I м высоты конуса.
Объём конической части камеры определяется по формуле
кон =~?'гконив +н + VJHJH )■
Объём цилиндрической надставки над конусом определяется по Формуле
Высота цилиндрической части камеры определяется по формуле
Вода прошедшая камеру хлопьеобразования собирается верхним кольцевым желобом через затбпленные отверстия размешенные по периметру его внутренней стенки.
Площадь поперечного сечения желоба при двухпоточном направлении к отводящему трубопроводу составляет
где Уж - скорость движения воды в желобе равная 01 мс для мутных вод и 0.05 мс для цветных вод.
Принимаем ширину желоба Вж = 04 м тогда высота желоба
Необходимое количество затопленных отверстий диаметром равным 50 мм
определяется по формуле
где0 - площадь одного отверстия.
Периметр кольцевого желоба по внутренней стенке
Шаг оси затопленных отверстий определяется по формуле
Рис. 5. Схема вихревой камеры хлопьеобразования: 1 - трубопровод подачи исходной воды; 2 - отводящий трубопровод
6.4. Расчет встроенной камеры хлопьеобразования со взвешенным слоем осадка
Такие камеры устраивают непосредственно встроенными в горизонтальные отстойники в их передней части.
Площадь всех камер определяется по формуле
I ; V- скорость восходящего потока воды в верхнем сечении встроенной камеры хлопьеобразования равная 065 16 ммс - для вод средней мутности; Г 22 ммс-для вод высокой мутности. Число камер п принимается по числу горизонтальных отстойников. Площадь одной камеры определяется по формуле
Ширина камеры Вк принимается равной ширине отстойника. Длина камеры определяется по формуле
Высоту камеры hK принимаем равной высоте отстойника homc с учетом по-1срь напора в камере ЛИК:
Время пребывания воды в камере согласно [1] должно быть в пределах и 30 мин и определяется по формуле
V6G Расход воды приходящийся на каждую камеру составляет
Распределение воды по площади камеры предусматривается при помощи перфорированных труб с отверстиями направленными вниз под утлом 45й.
В каждой камере размещают две- четыре перфорированные трубы на расстоянии 2 м друг от друга и 1 м - от стенки камеры. _ Расход воды по каждой трубе составляет
где птр - число труб.
Диаметр трубы D принимается по [2] при скорости движения воды в ней оавной 05.. .06 мс.
Суммарная плошадь отверстий равна 30 40 % площади сечения распределительной трубы:
где0 - плошадь одного отверстия при диаметре его не менее 25 мм [1].
Расстояние между отверстиями определяется по формуле
Из камеры в горизонтальный отстойник воду отводят через затопленный водослив. Верх стенки водослива располагают ниже уровня воды в отстойнике на величину
где qK — расход воды приходящийся на каждую камеру Ve — скорость движения воды через водослив равная 005 мс для цветных вод и 01 мс для мутных вод; Вк — ширина камеры.
За стенкой устанавливается подвесная перегородка погруженная на V* высоты отстойника.
Скорость движения воды между стенкой и перегородкой следует принимать не более 003 мс. Потери напора в дырчатых распределительных трубах опоеделяют по Формуле
где с - коэффициент сопротивления определяемый по формуле
v - скорость движения воды в начале дырчатого участка распределительной трубы мс; К - отношение суммы площадей всех отверстий в трубе к площади поперечного сечения трубы.
При применении встроенных камер хлопьеобразования со слоем взвешен-шго осадка расчетную скорость осаждения взвеси в отстойнике неоохолимо принимать на 15 20 % более чем указано в [1 табл. 18].
7. Расчет отстойников
Отстойники применяются для выделения из осветляемой воды взвешенных веществ перед ее поступлением на вторую ступень осветления - скорые филы -ш. Количество взвешенных веществ в воде после отстойников не должно превышать 8. ..12 мгл.
— Для устранения разрушения хлопьев в трубопроводах соединяющих камеру хлопьеобразования с отстойником следует устраивать их встроенными в отстойники или непосредственно примыкающими к ним. Тип отстойника выби-ают в зависимости от производительности очистных сооружений.
7.1. Расчет горизонтальных отстойников ;
Горизонтальные отстойники рекомендуется применять при производительности сооружений более 30 000 м3сут содержании взвешенных веществ до J500 мгл и любой цветности. При горизонтальных отстойниках устраиваются камеры хлопьеобразования: перегородчатого типа вихревые и встроенные со слоем взвешенного осадка. Перегородчатые камеры хлопьеобразования принимаются с горизонтальным или вертикальным движением воды. При проектировании горизонтальных отстойников следует применять встроенные камеры хлопьеобразования так как они наиболее эффективны по сравнению с другими.
Горизонтальный отстойник имеет прямоугольную форму в плане. По вы-;оте отстойника различают две зоны: осаждения взвеси и накопления и уплотнения осадка. Средняя глубина зоны осаждения принимается 3.0 3.5 м в зависимости от высотной схемы очистных сооружений. Глубина зоны накопления и уплотнения осадка зависит от средней концентрации взвешенных веществ и продолжительности работы отстойника между двумя чистками.
Суммарная (общая) площадь горизонтальных отстойников в плане
-де q Uo — скорость выпадения взвеси ммс 1ринимаемая по [ 1 табл. 18] с учетом сезонных изменений показателей качест-
ва исходной воды; а^ — коэффициент объёмного использования отстойникое принимаемый равным 13 [1 п. 6.67].
Длина отстойников! м определяется по формуле [I п. 6.68]
где Нср - средняя высота зоны осаждения м принимаемая равной 3 3.5 м в
зависимости от высотной схемы; Vcv - расчетная скорость горизонтального
движения воды в начале отстойника: для мало мутных принимается равной
8 ммс для вод средней мутности - 7 10 ммс для мутных вод - 9 12
Ширина горизонтального отстойника определяется по формуле
где Np - количество отстойников.
Согласно [1 п. 6.68] отстойник должен быть разделен продольными перегородками на самостоятельно действующие секции шириной не более 6 м.
Ширина одной секции определяется следующим образом:
где п - количество секции в одном отстойнике.
При количестве секций менее 6 следует предусматривать одну резервную на каждый отстойник.
Горизонтальные отстойники необходимо проектировать с гидравлическим или механическим удалением осадка или предусматривать в них гидравлическую систему смыва осадка с периодическим отключением подачи воды в отстойник.
При гидравлическом или напорном смыве осадка объём зоны накопления и уплотнения осадка определяется по формуле
где q4 - расчетный расход воды м3ч; Тр - продолжительность работы отстойника между чистками принимается не менее 6 ч [1 п. 6.65]; Л^ - количество рабочих отстойников; S - средняя концентрация уплотненного осадка опреде-
ляемая по [1 табл. 19] в зависимости от мутности исходной воды интервалов ежду сбросом осадка и применяемых реагентов гм3; Мосв — мутность воды выходящей из отстойника гм3 принимаемая от 8 до 15 гм3; Се - концентрация .взвешенных веществ в воде гм3 поступающих в отстойник которая определятся по формуле
С =М+К Д +025Ц + В (3.7.1)
—де М- количество взвешенных веществ в исходной воде гм3; Дк - доза коагу-[янта по безводному продукту гм ; Кк — коэффициент принимаемый для очищенного сульфата алюминия равным 05; для хлорного железа - 07; Ц— цвет-"гость исходной воды град; Вц ~ количество нерастворимых веществ вводимых : известью гм3 которое определяется по формуле
Ви=(ДиКи)-Ди ~де Ки — долевое содержание СаО в извести; Ди — доза извести по СаО гм .
Высота отстойника определяется как сумма высот зоны осаждения и зоны накопления осадка с учетом величины превышения строительной высоты над расчетным уровнем воды не менее 03 м.
Средняя высота зоны накопления осадка определяется по формуле
где Woe - объем зоны накопления осадка для первого отстойника. Суммарная высота отстойника составит
где Нср - высота зоны осаждения; k^ - высота зоны накопления осадка.
Объем одного отстойника определяется по формуле
Площадь одного отстойника определяется по формуле
Количество воды сбрасываемой из отстойника вместе с осадком определяется по формуле
где Кр - коэффициент разбавления осадка принимаемый равным 15 - при гид-~ равлическом удалении осадка 12 - при механическом удалении осадка 2-..Э - при напорном смыве осадка; q4 — расход воды приходящийся на один от-
стойник м7ч; Тр - продолжительность работы отстойника между чистками сот гласно [1] не менее 12 ч.
Расчет сборной системы для удаления осадка
Сборная система из перфорированных труб укладывается на дно отстойника по его продольной оси и обеспечивает удаление осадка из отстойника в течение 20. ..30 мин [1 п. 6.71].
Расстояние между осями труб должно быть не более 3 м при призматическом днише и не более 2м- при плоском.
Скорость движения осадка в конце труб должна быть не менее 1 мс. в отверстиях - 1.5 2 мс диаметр отверстия должен быть не менее 25 мм шаг отверстий - 300.. .500 мм.
Количество осадка в тоннах которое необходимо удалить из каждого отстойника за одну чистку определяется по формуле
р ^ЧчТ24(Се~Моа) ос Np 1000 000 '
Расход воды сбрасываемой с осадком по дырчатой трубе уложенной в казкдом коридоре отстойника определяется по формуле
где л - количество продольных коридоров секций в отстойнике; Рт - среднее содержание взвешенных веществ в осадке в % принимается 35%; t - продолжительность сброса осадка равная 20 30 мин.
Площадь всех отверстий на одной трубе диаметром d для приема осадка определяется по формуле
— Ь- -г — 1г o — "-nJ тр ~~ Лп
f — Ь г — 1г Jo — "-nJ тр ~~ Лп
где а - подбирается исходя из количества воды и объёма осадка сбрасываемого по дырчатой трубе; К - коэффициент перфорации принимается равным 05 07[1п.6.71].
Количество отверстий на одной трубе определяется по формуле
где f0 - площадь одного отвеястиЕ.
__ Шаг оси отверстий которые например размешены в два ряда в шахмат-ш порядке
г: L - длина отстойника.
Расчет системы voanemui осветленной воды
Осветленная вода из отстойника собирается с помощью горизонтально расположенных по обе стороны от сборных желобов дырчатых труб с затоп-л ными отверстиями.
Площадь отверстий в трубах находят задаваясь скоростью движения воды влях Ко которая согласно [1] принимается равной 1 мс:
где qj- расход воды одного отстойника м7с определяемый по формуле
Диаметр отверстий в трубах принимают не менее 25 мм площадь одного
отверстия определяют по формуле
Дырчатые трубы для рассредоточенного сбора воды располагают на участке 23 длины отстойника считая от задней торцевой стенки:
Количество дырчатых труб в отстойнике определяют с учетом того что
расстояние между осями труб должно быть не более tmp = 3м:
п =lhmp. Количество отверстий приходящихся на один отстойник.
Количество отверстий приходящихся на одну трубу.
Расстояние по оси между отверстиями
Расчет желоба для отвода осветленной воды
Вода из дырчатых труб поступает в сборные желоба которые устанавливаются в отстойнике на продольной стенке на 23 длины от торцевой стенки. Излив из трубы в сборные желоба должен быть свободным.
Ширину желоба определяют по формуле
Так как желоб является общим для двух отстойников то его площадь определяется по формуле
где Уж - скорость движения воды в желобах принимается по [1] равной 06 08 мс.
Вода из желоба отводится в торцевой сборный карман скорость движения а котором принимается равной Vcqk = 08 12 мс. Площадь сборного кармана определяется по формуле
Принимая ширину сборного кармана Bcq_k = I m определяем его высоту
Из сборного кармана вода с помощью труб забирается и подается на скорые фильтры.
7.2. Расчет вертикального отстойника
Вертикальные отстойники применяются при производительности соору-_ жений до 5000 м^сут содержании взвешенных веществ в исходной воде до 1500 мгл и любой цветности. Вертикальные отстойники проектируют совме-шенными с водоворотными камерами хлопьеобразования (рис.6).
Площадь зоны осаждения одного отстойника определяется по формуле
где Vp - расчетная скорость восходящего потока ммс принимается не более указанных в [1 табл. 18] величин скоростей выпадения взвеси с учетом [1 п. 6.56]; Np - количество рабочих отстойников; fi^ — коэффициент учитывающий объемное использование отстойника величина которого принимается 1.3 15 (нижний предел принимается при отношении диаметра к высоте равным L. верхний - при отношении диаметра к высоте равным S .5 ).
Рис. 6. Схема вертикального отстойника:
- трубопровод подачи исходной воды; 2- трубопровод удаления осадка; 3- кольцевой
желоб для сбора осветленной воды; 4- центральная труба в которой устраиваете» во-
доворотная камера хлопьеобразования
Диаметр отстойника при размещении в нем водоворотных камер хлопьеобразования определяется по формуле
* ~ плошадь камеры хлопьеобразования которая определяется по форму-
где t - время пребывания воды в камере хлопьеобразования мин; принимается 15 20 мин [1 п. 6.60]; И - высота камеры хлопьеобразования принимается оавной 3.5.. .4 м; Np - расчетное число отстойников. Высота отстойника определяется из соотношения
Диаметр трубы подводяшей воду к каждому отстойнику принимается с учетом что скорость входа воды должна быть в пределах 0.7 12 мс [1].
Нижнюю осадочную часть вертикального отстойника проектируют с наклонными стенками. Угол" между наклонными стенками следует принимать а = 70 80°.
Высота конической осадочной части отстойника определяется по формуле
где d — диаметр трубы отводящей осадок принимается по [1] не менее 200 мм. Объем конической части отстойника определяется по формуле
Период работы отстойника между сбросами осадка определяется по следующей формуле и должен быть не менее 6 ч [1] ;
где д ~ средняя по всей высоте осадочной части концентрация твердой фазы осадка определяется по [1 табл. 19]; Св - концентрация взвешенных веществ в исходной воде которая определяется по формуле (3.7.1).
При количестве отстойников меньше 6 необходимо предусматривать один резервный при площади до 12 м3.
Для сбора осветленной воды в вертикальном отстойнике предусматривается один кольцевой и 4 радиальных желоба при площади больше 12 м~ и меньше 30 м3 при большей площади-6 8 желобов.
Расчетная скорость движения воды в них должна быть 05.. .06 мс.
Расчет кольцевого желоба
П )щадь кольцевого желоба определяется по формуле
Суммарная площадь затопленных отверстий во внутренней стенке кольцевого желоба
где Vo - скорость движения воды в отверстии равная 1 мс.
При диаметре отверстия d0 и площади одного отверстия fo количество отверстий
«о г1" р - периметр стенки кольцевого желоба.
7.3. Расчет радиальных отстойников
Радиальные отстойники применяются при производительности очистных сооружений более 20 000 м3сут высокой степени минерализации и концентрации (более 2000 мгл) взвешенных веществ.
Площадь радиального отстойника в плане определяется по формуле
Где q4 - расчетный расход воды м7ч; Uo - скорость выпадения взвеси залер-^дваемой отстойником ммс; принимается Uo = 04 1.5 ммс;- плошадь е сревой зоны радиального отстойника м2.
Радиус вихревой зоны определяется по формуле
где гоу - радиус цилиндрического водораспределяюшего устройства величина которого должна быть в пределах 2 4 м (большая величина относится к отстойникам производительностью более 5000 м"7ч).
Внутренний радиус отстойника определяется по формуле
По каталогу подбирается типовая конструкция отстойника выпускаемая промышленностью.
Глубина отстойника у периферии принимается равной hn = 15.. .25 м. Уклон дна отстойника принимается в пределах i = 004. ..005. Глубина отстойника в центральной части определяется по формуле
Осветленная вода собирается периферийным кольцевым желобом имеющим затопленные отверстия.
Площадь всех отверстий определяется по формуле
где Vo = 08 мс - скорость прохода воды через отверстия.
Отверстия принимаются диаметром 40 мм площадь одного отверстия определяется по формуле
необходимое число отверстий на кольцевом желобе
При длине кольцевого желоба
расстояние между отверстиями определяется по формуле
Распределительное устройство радиального отстойника размещается в центре и представляет собой цилиндрическую дырчатую перегородку.
Боковая поверхность водораспределительного цилиндра определяется по формуле
Суммарная площадь отверстий на боковой поверхности водораспредели-— тельного цилиндра
где Уо = 1 мс - скорость воды в отверстиях цилиндра.
Необходимое количество отверстий диаметром 40 мм составляет
где о - площадь одного отверстия м2.
Отверстия размещаются в 12 вертикальных рядах по окружности цилиндра с расстоянием между осями отверстий
Расстояние между отверстиями в горизонтальных рядах при длине окружности 10 — ж d. м составляет
Основные данные по радиальным отстойникам
Внутренний диаметр отстойника D. м
Глубина отстойника Нм
Продолжительность-одного оборота скребковой фермы мин
Число оборотов [Мощность электро-за I ч швигателя. кВт
8. Расчет коридорного осветлителя со слоем взвешенного осадка
Осветлители со слоем взвешенного осадка коридорного типа целесообразно применять при производительности очистных сооружений от 10 000 до 50 000 MJcyT и мутности исходной воды более 150 мгл.
Общая площадь осветлителя определяется по формуле
-«.« -WH om6 X6V30 36aVs0 '
где FOC6 - площадь зоны осветления м^; Fomd - площадь зоны отделения осадка м Узл ~ скорость восходящего потока воды в зоне осветления в ммсм определяется по[1 табл. 20] в зависимости от мутности воды; К - коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем [1 табл.20] в зависимости от мутности воды; а - коэффициент снижения скорости восходящего потока воды в зоне отделения осадка вертикального осадкоуплотнителя по сравнению со скоростью воды в зоне осветления равный 09.
Площадь одного осветлителя в плане не должна превышать 100 150 м в зависимости от этого принимаем число осветлителей:
Количество коридоров осветлителя - 2 [1]. Площадь каждого из двух коридоров осветлителя составит
а площадь осадкоуплотнителя определяется по формуле
Ширину коридора принимаем в соответствии с размерами балок ькор - 26 м тогда длина коридора определится как
Ширина осадкоуплотнителя выше окон для приема осадка—
_Распределительное устройство радиального отстойника размещается в
центре и представляет собой цилиндрическую дырчатую перегородку.
Боковая поверхность водораспределительного цилиндра определяется по __ формуле
Суммарная площадь отверстий на боковой поверхности водооаспредели -— тельного цилиндра
гДео ~ площадь одного отверстия м2.
Расстояние между отверстиями в горизонтальных рядах при длине окружности lo =xdu. составляет
Внутренний диаметр отстойника D м
Глубина отстойника Н.- и
Число оборотов за I ч
Мощность электродвигателя. кВт
Водораспределительный дырчатый коллектор размещенный в нижней —части коридоров осветлителя рассчитывают на наибольший расход воды:
Скорость входа воды в дырчатый коллектор должна быть в пределах 05 06 мс [I п. 6.82] диаметр коллектора принимается по [2]
Скорость выхода воды из отверстий должна быть Vo = 15 2 мс [1 п.
82]. Тогда площадь отверстий распределительного коллектора
Диаметр отверстий принимается равным не менее 25 мм тогда площадь одного отверстия
— количество отверстий
Отверстия должны располагаться вниз под углом 45° к вертикали по обе ч.гороиы коллектора в шахматном порядке.
Отношение суммарной площади отверстий (о) к площади поперечного гчения коллектора должно быть в пределах 03.. .04.
Расстояние между осями отверстий в каждом ряду определяется из соотношения
«о е W ~ длина коридора.
Расчет водосборных желобов для сбора воды
Желоба размещаются в зоне осветления в верхней части осветлителя. вдоль боковых стенок коридоров.
Расход воды на каждый желоб определяется по формуле
где 2 - количество коридоров в осветлителе; 2 - количество желобов в коридоре осветлителя.
Ширина желоба прямоугольного сечения определяется по формуле
Затопленные отверстия размешаются в один ряд по внутренней стенке же-тоба на 0.07 м ниже его верхней кромки. Глубина желоба в начале и конце его определяется соответственно по формулам:
пком =7 + 25——. Площадь отверстий в стенке желоба определяется по формуле
где h - разность уровней воды в осветлителе и в желобе равная 005 м; ц - коэффициент расхода равный 065.
Диаметр отверстий принимается равным 20 мм тогда количество отверстий
Расчет осадкоприемных окон
Площадь осадкоприемных окон определяют по общему расходу воды ко-горый поступает вместе с избыточным осадком в осадкоуплотнитель:
где К - коэффициент распределения воды определяется по [ 1 табл. 20]
Площадь осадкоприемных окон с каждой стороны осадкоуплотнителя составит
где q0K =; Уок - скорость движения воды с осадком в окнах равная
Принимаем высоту окон hOK — 02 м тогда общая длина их с каждой старо-.1 осадкоуплотнителя составит
С каждой стороны осадкоуплотнителя по горизонтали устраивают пок окон
едя приема избыточного осадка размером каждое h0K х.
При длине осадкоуплотнителя 1кор и пок окнах шаг оси окон по горизонта-да равен 1корпок м. .
Расстояние между двумя соседними окнами при ширине окна будет
Расчет дырчатых труб для сбора и отвода воды из зоны отделения осадка
В вертикальном осадкоуплотнителе они размещаются так чтобы их верхняя образующая была ниже уровня воды в осветлителе не менее чем на 03 м и в^-чпе верха осадкоприемных окон не менее 15 м.
Расход воды через каждую сборную дырчатую трубу определяется по формуле
где qoc - потеря воды при продувке определяемая по формуле
где п — число осветлителей; q ос~ количество воды теряемой при Соросе осадка из осадкоуплотнителя (при продувке осветлителя) определяется по формуле
где Св — максимальная концентрация взвешенных веществ мгл определяется ло Формуле (3.7.1); т — количество взвешенных веществ в воде выходящей после обработки в осветлителе равное 8 12 мгл; 6ср — средняя концентрация ззвешенных веществ в осадкоуплотнителе принимаем по [1 табл. 19] в зависимости от времени уплотнения; Кв - коэффициент разбавления осадка при его удалении равный 15 [1 п. 6.81].
Скорость движения воды в сборной трубе должна быть не более 05 мс по [2] принимаем диаметр сборной трубы. Диаметр отверстий d0 принимается равным 15 20 мм. Площадь отверстий при скорости входа Vo в них равной не менее 15 мс составит
Необходимое количество отверстий определяется по формуле
шаг отверстий определяется как
Фактическая скорость входа воды в отверстия определяется по формуле
Полная высота осветлителя
где hKOP - ширина коридора осветлителя; Ьж — ширина одного желоба; а - угол образуемый прямыми проведенными от оси водораспределительного коллек- _ тора к верхним точкам кромок водосборных желобов принимается не более 30°.
Высота пирамидальной части осветлителя определяется по формуле h - Ькор ~а
i : а - ширина коридора по низу принимаемая обычно равной 04 м: as — угол наклона стенок коридора (принимается в пределах 60..700) [1 п. 6.79].
Высота защитной зоны над слоем взвешенного осадка принимается в пре-i iax 15 20 м.
Высота зоны взвешенного осадка выше перехода наклонных стенок освет-л~геля в вертикальные определяется по формуле
jm S Пдерт = Пдсв ~ ^защ ~ ^пир-
_ При недостаточной высоте heepm необходимо изменить величину угла а
Высота зоны взвешенного осадка должна быть в пределах 2 2.5 м и определяется по формуле
Определение продолжительности пребывания осадка в осадкоуплотнителе
Объем осадкоуплотнителя определяется по формуле
Количество осадка поступающего в осадкоуплотнитель. составит
гДе Qpaci = Чч и - производительность одного осветлителя. — Средняя концентрация осадка 5ср определяется по [1 табл. 19].
Продолжительность пребывания осадка в осадкоуплотнителе определяется
Дырчатые трубы для удаления осадка из осадкоуплотнителя размешаются по-^родольной оси дна. в том месте где сходятся наклонные стенки осадкоуп-ло :итеяя.
Диаметр труб рассчитывается из условия отведения накопившегося осадка а течение не более 15 20 мин при скорости движения осадка в трубе Vo не менее 1 мс и скорости в отверстиях не более 3 мс [1 п. 6.87] и должен быть не менее 150 мм.
Расход осадка на каждую трубу определяется по формуле
Площадь всех отверстий
Диаметр отверстий принимается равным не менее 20 мм тогда количество
fo Шаг отверстий определяется по формуле
Потери напора в отверстиях распределительных труб определяются по формуле
где f- коэффициент сопротивления определяемый по следующим формулам:
С = —г + - для прямолинейной распределительной трубы или коллектора К
с круглыми отверстиями с ответвлениями;
с = —j- -ь 1 - то же со щелями;
с = —гу - для прямолинейной сборной трубы работающей полным сечением: К
^ = —— + 3 — для сборного желооа со свободной поверхностью воды и
К*затопленными отверстиями
где К - коэффициент перфорации - отношение суммарной площади отверстий _или щелей к площади поперечного сечения прямолинейной трубы или коллектора или к площади живого сечения в конце сборного желоба 015 К 02; V- скорость движения воды в начале дырчатого углубления распределитель--чой трубы мс.
Потери напора по длине h2 в трубах подводящих воду в осветлитель определяются по [2].
Потери напора во взвешенном слое исходя из потерь I 2 см на 1м взведенного слоя осадка [1 п. 6.86] определяются по формуле
Потери напора в отверстиях водосборных лотков определяется по формуле
2g ~ Суммарные потери напора в осветлителе1
9. Расчет скорых фильтров
Вода поступающая для полного осветления на фильтры после выхода из —стойников или осветлителей должна содержать не более 8 12 мгл взвешен-jx веществ. После фильтрования мутность воды предназначенной для питьевых целей не должна превышать 15 мгл согласно СанПиН. Помимо взвешенных веществ фильтры должны задерживать большую часть микроорганизмов нижать цветность воды до допускаемой СанПиНом нормы - 20° снижать содержание в воде хлорорганических соединений если таковые образуются в результате предварительного хлорирования исходной воды.
Классификация скорых фильтров и их основные параметры приведены в тол.З. В практике водоподготовки как правило применяются скорые безнапорные фильтры с одно- или двухслойной фильтрующей загрузкой. Схема ско-Е "о фильтра приведена на рис.5.
Загрузка фильтров принимается по данным[1 табл. 21] поддерживающие слои-[1 табл. 22].
Суммарная площадь скорых фильтров определяется по формуле
Рф = Qcym НТш Vh ' ппр Япр ~ ппр тпр Уи )'
где qnp =3бшх] т - продолжительность промывкиравная ОД ч со определяется по[1 табл. 23]; Qcym — расчетная производительность станции м3сут; Тст — продолжительность работы станции в течение суток ч; VH — расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме мч принимаемая по [ I табл. 21 ]; ппр -число промывок каждого фильтра за сутки при нормальном режиме эксплуатации равное 2 (принимается 1 2 промывки в сутки); qnp ~ удельный расход воды на одну промывку одного фильтра м ч; тр - время простоя фильтра в свя- _ зи с промывкой принимаемое для фильтров промываемых водой и воздухом -05 ч[1. п. 6.98].
Количество фильтров на станциях производительностью более 1600 м7сут должно быть не менее четырех для станций производительностью более 8 10 тыс. м3сут количество фильтров определяется по формуле
При этом должно обеспечиваться соотношение
где N] - количество фильтров находящихся в ремонте определяется по [1 п. 6.95]; Уф — скорость фильтрования при форсированном режиме должна быть не более указанной в[I табл. 21].
Площадь одного фильтраF = Fp : Ыф 100..120м [1 п. 6.99].
Расчет распределительной системы фильтра
Распределительная система служит для равномерного распределения про- __ мывной воды по площади фильтра и для сбора профильтрованной воды. Количество промывной воды необходимой для одного фильтра:
Диаметр коллектора DKaa распределительной системы определяем по ре-хомендуемой скорости входа промывной Кжая = 08 12 мс [1 п. 6.106].
Площадь дна фильтра приходящаяся на каждое ответвление распредели—
тельной системы при расстоянии между осями ответвления т (рекомендуете*
принимать т = 025 035 м[1 п. 6.105]) и наружном диаметре коллектора ВкаЛч
где Ьф - длина фильтра.
—Расход промывной воды поступающей через одно ответвление определя
—Диаметр труб ответвлений dome принимаем по [2] таким чтобы скорость
движения воды в них не превышала рекомендуемую скорость 16 2 мс [1 п.
На ответвлениях трубчатого дренажа следует предусматривать при наличии поддерживающих слоев - отверстия диаметром 10..: 12 мм при их отсутствии - щели шириной на 01мм меньше минимального размера зерен фильт-—рующей загрузки [1 п. 6.105].
Общая площадь отверстий должна составить 025 05 % рабочей площади фильтра площадь щелей - 15 2 % рабочей площади фильтра [1 п. 6.105]. _ Отверстия располагаются в два ряда в шахматном порядке под углом 45° низу от вертикали. Щели должны размещаться равномерно поперек оси и по периметру трубы не менее чем в два ряда.
Общее количество ответвлений на каждом фильтре при расстоянии между )сями ответвлений 0 = 250 350 мм [1] составит h.
При длине каждого ответвления 1отв= Ьф - DKta шаг оси отверстий на от-^ветвг^нии должен составлять 150 200 мм по рекомендациям [1п. 6.105] меж-iy щелями - 20 мм.
Для удаления воздуха из трубопровода подающего воду на промывку фильтра в повышенных местах следует предусматривать установку стояков: оздушников диаметром 75 150 мм с установкой на них запорной арматуры .ли автоматических устройств для выпуска воздуха.
Классификация фильтров
Характеристика фильтрующего слоя
Скорость фильтрования мч
Конструкции фильтров
высота фильтрующего слоя м
Безнапорные с кварц загрузкой
Прямоугол. или круг жб
Для полного осветления воды с коагулированной взвесью
Безнапорные с двухслойной загрузкой: антрацитовой (верхний слой) кварцевой (нижний ел.)
Безнапорные двухпо-точные (фильтры АКХ)
Напорные (Р6 атм): вертикальные горизонтальные
Стальные цилиндрические вертикальные горизонтальные
Для частичного осветления воды используют для технических целей
Напорные фильтры системы Г.Н. Никифорова Р>25 атн)
Стальные цилиндрические вертикальные
Для частичного осветления воды или для полного осветления воды с крупной взвесью
Рис.7. Схема скорого фильтра:
- слой фильтрующей загрузки; 2 - поддерживающий гравийный слой; 3 -дренажная распределительная система; 4 - сборно-распределительный лоток; 5 - сборный карман; 6 - трубопровод подачи воды на осветление; 7 -запорная арматура автоматического действия; 8 - трубопровод отвода промывной воды; 9 - трубопровод подачи воды на промывку фильтра; 10 -трубопровод отвода осветленной воды
На коллекторе фильтра также следует предусматривать стояки — воздушники диаметром 50 75 мм а их количество должно быть-при площади фильтра до 50 м2- один при большей площади - два: в начале и конце коллектора [1 п. 6.1091.
Расчет устройств для сбора и отвода воды при промывке
Для сбора и отведения промывной воды следует предусматривать желобе полукруглого или пятиугольного сечения размещаемых над поверхностью фильтрующей загрузки.
Расстояние между осями соседних желобов должно быть не более 22 м [1 JL 6.1-11].
Ширина желоба Вжел определяется по формуле
гае Чжея'- расход воды по желобу мэс; ажел - отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины принимаемое от 1 до 15; Кжел - коэффициент принимаемый для желобов с полукруглым лотком - 2; для пятиугольных желобов - 21:
где пжед - количество желобов определяется в зависимости от длины фильтра и расстояния между соседними желобами которое рекомендуется принимать не более 22 м.
Кромки всех желобов должны быть на одном уровне и строго горизонтальны. Лотки должны иметь уклон 001 к сборному каналу.
Высота прямоугольной части желоба hnp=075Вжел.
Полезная высота желоба h = 125Вжед.
Конструктивная высота желоба (с учетом толщины стенки) hK = h+008.
Скорость движения воды в желобах принимается 15 2 мс [1 п. 6.117].
Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов Нж определяется по формуле
где Из - высота фильтрующего слоя м; аз - относительное расширение фильтрующей загрузки принимаемое по [1 табл.23] %.
Если конструктивная высота желоба hK > Нж то в этом случае Нж увеличивается на столько чтобы расстояние от низа желоба до верха загрузки фильтра было 0005 006 м.
Расчет сборного канала
Загрязненная промывная вода из желобов скорого фильтра свободно изливается в сборный канал откуда отводится в сток.
При отводе промывной воды с фильтра сборный канал должен предотвращать создание подпора на выходе воды из желобов. Поэтому расстояние от дна желоба до дна бокового сборного канала должно быть не менее
где qKm - расход воды в канале мэс; Вкан - минимально допустимая ширина канала принимаемая равной 07 м.
Скорость движения воды в конце сборного канала при площади попереч
~ч * не должно быть менее 08 мс.
Определение потерь напора при промывке фильтра
Потери напора слагаются лз следующих величин:
- потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра
h -2'2 i кол рт У а2 ) 2g
где Укол - скорость движения воды в коллекторе мс; Vpm - скорость движения *~в аспределительных трубах мс; а - отношение суммы площадей всех отвергни распределительной системы к площади сечения коллектора; — - потери напора в фильтрующем слое высотой Нф по формуле 1Егорова
г" а = 076; в = 0017-параметры для песка с крупностью зерен 05 1 мм; а = 5; в = 0004 - параметры для песка с крупностью зерен 1.. .2 мм; со - интен-
сивнг лъ промывки лДс-м''); Нф - высота фильтрующей загрузки м;
- потери напора в гравийных поддерживающих слоях высотой Цпс по змуле проф. В.Т.Турчиновича
- потери напора в трубопроводе подводящем промывную воду к общему шектору распределительной системы определяются по формуле
Подбор насосов для промывки фильтров
Расход воды который должны подавать насосыравен расходу промывное щ.
Напор который должен развиват^ насос при промывке фильтра определя-е—я по формуле
где hz - геометрическая высота подъема воды от дна резервуара чистой воды до верхней кромки желобов над фильтром определяемая по формуле
где Нж - высота кромки желоба над поверхностью фильтра; Нф - высота загрузки фильтра (фильтрующий слой + поддерживающий слой); Нв - глубина аоды в резервуаре чистой воды (по схеме); h - суммарные потери напора;
кнл - запас напора (на первоначальное загрязнение фильтра и т.п.) равный 15 м. ЗЛО. Расчет контактных осветлителей
Контактные осветлители работающие по принципу контактной коагуляции применяются для одноступенчатой схемы очистки природных вод при любой производительности очистных сооружений для юсветления воды с содержанием взвешенных веществ до 120 мгл и цветностью не выше 120 град.
Фильтрующая загрузка контактных осветлителей устраивается из кварцевого песка и гравийного поддерживающего слоя. В практике водоподготовки применяются и безгравийные загрузки со щелевыми трубчатыми распределительными системами. Крупность зерен песка применяется 07 20 мм коэффициент неоднородности 25 эквивалентный диаметр зерен 13 10 мм высота фильтрующего слоя 20. ..23 м [1 табл. 25].
Грязеемкость загрузки контактных осветлителей в 10 12 раз больше чем грязеемкость скорых фильтров за счет того что движение воды происходит снизу вверх и в нижней части осветлителя где более крупная загрузка происходит задержание большей части взвешенных веществ. Промывка кон-такных осветлителей осуществляется током воды снизу вверх. Контактные ос-зетлители работают циклично. Фильтроцикл состоит из трех периодов: фильтрования промывки загрузки и сброса первого фильтрата. Продолжительность рабочего цикла при расчетной скорости фильтрования должна быть не менее 8 ч.
При расчете контактных осветлителей суммарная площадь фильтрования определяется с учетом времени сброса первого фильтрата:
?ф = Qcym ТШ Vn ~ ппр (Япр * ?пр Vu + 7ст ун №) >
где цт =36сот]; rj - продолжительность промывкиравная 01 ч; ш определяется по [1 табл. 26] л(см2); Qcym - расчетная производительность станции.
м3сут; Гдя - продолжительность работы станции в течение суток ч; н - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме мч принимаемая пс [1 п. 6.130]; ппт> - число промывок каждого фильтра за сутки при нормальном режиме эксплуатации равное 2 (принимается 1 2 промывки в сутки); qnP ~ удельный расход воды на одну промывку одного фильтра. м"Уч; хпр — время простоя фильтра в связи с промывкой принимаемое для фильтров промывае- мых водой и воздухом - 05 ч; гт — продолжительность сброса первого фильтрата мин. принимается ПО [I табл. 26]
Количество контактных осветлителей определяется по формуле
где Nj - количество осветлителей находящихся в ремонте определяется по [1 рп. 6.95]; Уф - скорость фильтрования при форсированном режиме мч которая должна быть не более указанной в п. 6.130 [1].
Распределительную систему контактных осветлителей проектируют в со-—ответствии с [1 табл. 27]. Расчет трубчатой распределительной системы контактного осветлителя и желобов для сбора и отвода промывной и осветленной воды аналогичен расчету подобных устройств скорых фильтров. — Расчет потерь напора при промьшке контактного осветлителя и определение расчетного напора для подачи промывной воды производится аналогично изложенному в разделе 3.9.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
СНиП 2.04.02-84*.Водоснабжение. Наружные сети и сооружения
Госстрой СССР. - М.: ШГГП Госстроя СССР 2000. '
Шевелев Ф.А.. Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета
водопроводных труб —М.: Стройиздат 1995.
Ыиколадзе Г.И. Технология очистки природных вод: Учеб. для ву
зов.- М.: Высшая школа 1987.
Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов Л.А.
Кульский М.Н. Булава И.Т. Гороновский и др.- Киев: Буд1вельник 1972.
Кульский Л.А. Строкач П.П. Технология очистки природных вод:
V4e6. для вузов. - Киев: Вища школа 1986.
Растворимость веществ применяемых при обработке воды
Технологические схемы и оборудование для приготовления активированной кремнекислого (АК)
Раствор АК рекомендуется готовить в установках периодического или непрерывного действия путем обработки раствора жидкого стекла хлором или очищенным сульфатом алюминия. При расчетном расходе раствора АК на обработку воды до 3 5 кгч (по S1O2) более экономично применять установки периодического действия при большем - аппараты непрерывного действия.
Установка для периодического приготовления АК хлорирование рас
твора жидкого стекла состоит из заводской аппаратуры: двух хлораторов
типа ЛК-10 двух центобежных насосов и двух рабочих баков изготовляемых
на месте. В каждом из них поочередно приготавливают 15%-ный раствор (по
SiCh) жидкого стекла. Активация происходит в результате насыщения рас
твора газообразным хлором в эжекторе хлоратора. Одновременно с золем АК
в растворе образуется гипохлорит натрия используемый для хлорирования
воды. Циркуляция раствора через эжектор хлоратора (1.. .2 ч) осуществляется
центробежным насосом. После полимеризации протекающей при выдержи
вании раствора в течение 1 2 ч его разбавляют водой до 05%-ной концен-—
трации по StO2 и используют в технологическом процессе.
Для непрерывного приготовления раствора АК хлорированием жидкого стекла применяют аппарат ДАК-10.
Техническая характеристика аппарата ДАК-10
для непрерывного приготовления раствора АК
хлорированием жидкого стекла
Производительность по S1O2 кгч'3 11
Точность дозирования золя %2.5
Расход жидкого стекла лч65 30
Расход хлора кгч1 5-»
Давление воды ати25 б
Потребляемая мощность кВт03—
Габариты аппаратуры мм.1600x600x440
Характеристика оборудования для приготовления растворов АК при активации жидкого стекла сульфатом алюминия
для рабочего раствора жидкого стекла
Производительность установки оо SiO2 кгч
Марка насоса-дозатора
Объем изготовляемых баков м
для рабочего раствора сульфата алю-миния
Вода для разбавления
Рис. 1. Схема установки для приготовления активированной кремнекнслоты (Л К) с применением раствора сульфата алюминия или серной кислоты:
2 - баки для приготовления рабочих растворов жидкого стекла и сульфата алюминия (серной кисло] ы): 3 4 - насосы-до заторы; 5 -смеситель-реактор; 6 -- зрельник-полимернм-тор; 7 - рогаче ф
Техническая характеристика известегасителъных аппаратов
Термомеханическая барабанная
«Микка» периодическою действия
Производительность по извести тч
Мощность э пектро двигателя кВт
Габаритные размеры м: длина ширина высота
Значения величин удельного веса сухого воздуха кгм3
Приложение 4 Таблица I
Значение р при температуре в С_
_4664 _699Г 9328 " 11660
Значения коэффициента fi в зависимости от величины G
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ
ОБЪЁМ И СОСТАВ ПРОЕКТА4
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА .
1.Определение полной производительности очистных сооружений5
2.Выбор метода обработки воды и состава технологических
3.Составление высотной схемы очистных сооружений водоснабжения 7
4.Расчет реагентного хозяйства
4.1.Определение расчетных доз реагентов7
4.2.Расчет оборудования реагентного хозяйства10
4.3.Расчет складов реагентов14
5.Расчет смесителей15
5.1.Расчет перегородчатого смесителя15 —
5.2.Расчет вертикального вихревого смесителя17
6.Расчет камер хлопьеобразования19
6.1.Расчёт перегородчатых камер хлопьеобразования с вертикальной
6.2.Расчет перегородчатой камеры хлопьеобразования с
горизонтальной циркуляцией воды21
6.3.Расчёт камеры хлопьеобразования вихревого типа23
6.4.Расчет встроенной камеры хлопьеобразования со взвешенным слоем
7.Расчет отстойников-27 —
7.1.Расчет горизонтальных отстойников27
7.2.Расчет вертикального отстойника32
7.3.Расчет радиальных отстойников35
8. Расчет коридорного осветлителя со слоем взвешенного осадка38
Расчет скорых фильтров45
10. Расчет контактных осветлителей52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК54 —
ПРИЛОЖЕНИЯглг.—т..:т:.:;.'.у.'..:-.:.~ ^7 ' :55
Елена Валентиновна Николаенко Надежда Игоревна Ходоровская
Редактор Н.М.Лезина Техн.редактор А.В.Миних
Издательство Южно-Уральского государственного университета
ИД № 00200 от 28.0999. Подписано в печать 22.12.2003. Формат 60x84 116. Печать офсетная. Усл.печ.л. 372. Уч.-изд. л. 388. Тираж 100 экз. Заказ 56993. Цена 24 р.
УОП Издательства. 454080 г.Челябинск пр. им.В.И.Ленина. 76.

icon опв курсовая.dwg

опв курсовая.dwg
08.02-319.103-06.10. КП
Подача воды для приготовления
Высотная схема очистной станции
Перегородчатый смеситель
Контактные префильтры
Насос подачи хлорной воды
Расходные баки раствора коагулянта
Растворные баки раствора коагулянта
Расходные баки флокулянта
Насос-дозатор растворов
Экспликация сооружений
Условные обозначения трубопроводов
Подача промывных вод
Насос подачи воды для приготовления р-в
Экспликация оборудования
Бункер для хранения чистого отсортированного песка
Контактные пресфильтры
Экспликация помещений
Средоварочная и моечная
Контрольная лаборатория
Маст-ая для рем-та мелкого обор-я
Пом. для хр-я посуды и реактивов
Душ и санитарно-технический узел
Комната для дежурного персонала
Генплан площадки очистных сооружений
Основное здание фильтровальной станции
Здание реагентного хозяйства
Подача воды для приготовления реагентов
Отвод воды из смесителя в камеру хлопьеобразования
ИВ-564.270112.336.21 КП
Очистка природных вод
Резервуар чистой воды
Насосная станция промывных вод
Воздуходувная станция
Насосная станция второго подъема
Здание микрофильтров и смесителя
Насосная станция первого подъема
Склад реагентного хозяйства
Резервуар промывных вод
Здание контактных префильтров

icon Очистка природных вод.doc

Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский Государственный Университет» (НИУ)
Заочный Инженерно-экономический факультет
Кафедра «Водоснабжения и водоотведения»
Пояснительная записка
«Очистные сооружения водопровода»
Русин Д. Н. Очистные сооружения водопровода: Курсовой проект. – Челябинск: ЮУрГУ 2013. – 40 с.
В данном курсовом проекте разработана схема очистки воды из озера и запроектированы очистные сооружения водоснабжения для населенного пункта.
Определение производительности очистной станции .6
Выбор и обоснование технологической схемы очистки воды
и состава очистных сооружений .8
1 Составление высотной схемы очистных сооружений ..9
2 Основные положения компоновки очистной станции ..9
Расчет сооружений реагентного хозяйства 11
1 Расчет дозы коагулянта 11
2 Расчет дозы флокулянта .. .11
3 Расчет дозы подщелачивающего реагента .11
4 Расчет основных сооружений реагентного хозяйства .12
4.1 Расчет установки для приготовления раствора коагулянта .12
4.2 Расчет установки для приготовления раствора флокулянта 13
4.3 Расчет воздуходувок и воздухопроводов ..14
4.4 Подбор насосов-дозаторов реагентов 15
4.5 Расчет складов реагентов 15
Расчет основных сооружений очистной станции 17
1 Расчет микрофильтров 17
2 Расчет смесительного устройства 17
3 Расчет осветлителя со взвешенным слоем осадка ..20
4 Расчет скорых фильтров ..27
5 Расчет установки для обеззараживания воды . .35
Расчет основных трубопроводов очистной станции . 38
Список использованной литературы .. ..40
Целью данного курсового проекта является разработка технологической схемы очистки природных вод озера расчет основных сооружений станции водоподготовки а также реагентного хозяйства: основных доз необходимых реагентов и складов для их хранения для того чтобы довести показатели воды источника до требований санитарных норм и сделать воду пригодной для питьевого водоснабжения.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОЧИСТНОЙ СТАНЦИИ
Станция водоподготовки рассчитывается на равномерную работу в течение суток максимального водопотребления причем предусматривается возможность отключения отдельных сооружений для профилактического осмотра чистки текущего и капитального ремонтов (п. 6.7 [1]).
Полная производительность очистной станции определяется максимальным суточным расходом воды с учетом расхода воды на собственные нужды станции по формуле
Q = α·Q max сут. + Qдоп (1.1)
где α – коэффициент учитывающий расход на собственные нужды очистной станции принимаем α = 114 (без повторного использования промывной воды) (п. 6.6 [1]);
Q max сут.= 118138 м3сут
Qдоп - расход который учитывает воду на пожаротушение в населенном пункте м³сут
где q – расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар; для числа жителей в населенном пункте 292925 человек q = 35 лс (табл. 5 [1]);
n – число одновременных пожаров которые могут возникнуть в населенном пункте n = 3 (табл. 5 [1]);
t – продолжительность тушения пожара t=3 ч (п. 2.24 [1]);
Т – время восстановления пожарного объема воды Т = 24 ч (п. 2.24 [1])
Qдоп = 36*35*3*3 = 1134 м³сут = 4725 м³ч
Тогда Q = 114·118138+ 1134 = 13581132 м³сут = 56588 м³ч
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ И СОСТАВА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Метод обработки воды состав и расчетные параметры сооружений водоподготовки и расчетные дозы реагентов устанавливаются в зависимости от качества воды в источнике. Безреагентную обработку воды допускается устраивать при мутности не более 50 мгл и цветности не более 20 – 30 градусов в паводковый период [1]. Поскольку в паводковый период мутность источника водоснабжения составляет 120 мгл а цветность – 80 градусов то требуется реагентная обработка воды.
Вода из озера поступает на хозяйственно - питьевые нужды населения поэтому источник водоснабжения относится 1 категории надежности. В соответствии с нормами СанПиН на питьевую воду принимается схема полного осветления воды.
По числу ступеней технологических процессов – двухступенчатое фильтрование: контактные префильтры и скорые фильтры;
По характеру движения обрабатываемой воды – самотечная (безнапорная): вода движется под гидростатическим давлением из одного сооружения в другое за счет разности отметок.
Основными сооружениями в соответствии с исходными данными являются контактные префильтры и скорые фильтры (табл. 15 [1]).
Поскольку содержание планктона в воде более 1000 клмл (2550 клмл) то на станции водоподготовки предусматривается предварительное осветление на микрофильтрах.
Привкусы и запахи в пределах нормы поэтому специальной обработки воды не требуется.
Содержания фтора недостаточно но применение реагентной обработки воды позволяет довести концентрацию фтора до требований СанПиНа. Окисляемость больше нормы следовательно применяем двукратное хлорирование.
Содержание железа и жесткость воды источника не превышают нормативных показателей.
1 Составление высотной схемы очистных сооружений
При проектировании станции водоочистки в целях уменьшения строительной стоимости необходимо технологические сооружения максимально приспособить к рельефу местности. Для этого составляется высотная схема сооружений на которой показываются отметки уровней воды в различном оборудовании применяемом в выбранной технологической схеме. Она представляет собой графическое изображение в профиле сооружений станции с взаимной увязкой высоты их расположения.
Для предварительного высотного расположения сооружений потери напора примем в соответствии с п. 6.219 [1] а дальнейшие расчеты уточнят
расположение сооружений.
Потери напора в сооружениях и соединительных коммуникациях принимаем следующими:
- в коммуникациях от микрофильтров к смесителям – 0.2 м;
- на микрофильтрах- 0.5м
- в гидравлических смесителях -0.5 м
- в коммуникациях от смесителя к контактным префильтрам – 0.3 м;
- в коммуникациях от контактных префильтров к скорым фильтрам – 0.3 м;
- в скорых фильтрах - 3 м;
- в коммуникациях от скорых фильтров к резервуарам чистой воды – 1 м.
Найденные отметки уровня воды в каждом отдельном элементе очистных сооружений принимаются как заданные в последующих расчетах.
2 Основные положения компоновки очистной станции
Станция очистки воды представляет собой сложный комплекс различных взаимосвязанных инженерных сооружений. Выбор строительной площадки для такого комплекса и размещение на ней отдельных сооружений осуществляется в соответствии с их специфическими особенностями. Размеры выбранной площадки предусматривают не только удобное размещение всех основных и вспомогательных сооружений помещений и коммуникаций но и возможность их расширения при дальнейшем развитии станции.
Рельеф местности обеспечивает 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.
Вокруг площадки очистных сооружений предусмотрена санитарная зона охраны.
На генплане станции очистки воды дано расположение основных сооружений включая резервуары чистой воды и ряд вспомогательных сооружений. На генплане нанесены все основные пути и коммуникации – дороги и трубопроводы.
РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА
1 Расчет дозы коагулянта
Дозу коагулянта ДК мгл в расчете на Al2(SO4)3 (по безводному веществу) найдем по формуле (п. 6.16 [1]):
где Ц – цветность обрабатываемой воды Ц = 80 град.
ДК = 4√80 = 3577 мгл
Таблица 16 [1] рекомендует для воды мутностью 120 мгл принять дозу безводного коагулянта 30-40 мгл.
Таким образом принимаем наибольшее из этих значений т. е.
2 Расчет дозы флокулянта
Доза флокулянта полиакриламида (ПАА) по безводному продукту при вводе его перед контактными осветлителями при одноступенчатой схеме равна 03 мгл. (п. 6.17 [1])
Флокулянты вводятся в воду через 2-3 минуты после введения коагулянта.
3 Расчет дозы подщелачивающего реагента
Для улучшения процесса хлопьеобразования при недостаточной щелочности воды ее следует подщелачивать. Определим дозу подщелачивающего реагента по формуле:
где Кщ – коэффициент равный для извести (по СаО );
Дк - максимальная доза безводного коагулянта в период подщелачивания мгл;
ек – эквивалентная масса безводного коагулянта равная для A
Щ0- минимальная щелочность воды мг-эквл.
Дщ=20*(4057-1)+1= - 496 мгл
Так как доза подщелачивающего меньше нуля то подщелачивание не требуется.
Концентрация взвешенных веществ в воде поступающей на осветление:
где М – количество взвешенных веществ в исходной воде мгл;
Кк – коэффициент принимаемый для очищенного сернокислого алюминия – 05;
Дк – доза коагулянта по везбодному продукту мгл;
Ц – цветность исходной воды градусы;
Ви – количество нерастворимых веществ вводимых с известью мгл.
Поскольку подщелачивание воды не требуется то Ви не учитывается.
Св = 120+0540+02580 =120+20+20 160 мгл.
4 Расчет основных сооружений реагентного хозяйства
4.1 Расчет установки для приготовления раствора коагулянта
Суточный расход тсут товарного коагулянта определяется по формуле:
где Дк – расчетная доза коагулянта гм3;
Рс – содержание безводного продукта в коагулянте %
Qк =13581132*4010000*15=3622 тсут
Объем м3 расходных баков определяется:
Где q- расчетный расход воды м3ч;
n-время на которое заготавливается раствор коагулянта;
Дк- расчетная доза коагулянта гм3;
b- концентрация раствора коагулянта в расходных баках принимается согласно п.6.21 [1];
- плотность раствора коагулянта принимается равной 1тм3.
Wp=56588*12*4010000*10*1 27
Принимаем 6 расходных бака емкостью 4.5 м³ высотой 1.5 м размерами 2×1.5 м. Растворные баки в нижней части проектируются с наклонными стенками под углом 45º к горизонтали. Для опорожнения баков и сброса осадка предусматриваются трубопроводы диаметром 150 мм.
Днища расходных баков имеют уклон 001 к сбросному трубопроводу диаметром 100 мм.
Объем растворных баков:
W’p= 5658.8*720*4010000*24*1 679 м3
Принимаем 14 растворных бака объемом 48 м³ высотой 3 м размерами 4×4 м.
4.2 Расчет установки для приготовления раствора флокулянта
) Суточный расход тсут товарного флокулянта определяется по формуле
где Рс – содержание безводного продукта в флокулянте %.
Qф=13581132*0.510000*8 = 085 тсут = 35.42 кгч
) Объем м3 расходных баков определяется по формуле
где q – расчетный расход воды м3ч;
n – время на которое заготавливается раствор флокулянта;
в – концентрация раствора флокулянта в расходных баках принимается согласно п.6.30 [1];
r – плотность раствора флокулянта (1000 кгм3).
WP =5658.8*48*0510000*01*1=13581121000= 13581 м3
При концентрации раствора 01% он хранится не более 2 суток (п. 6.31[1]).
Принимаем 6 бака объемом 2312 м 3. Высота бака 2 м размеры в плане 34×34 м
4.3 Расчет воздуходувок и воздухопроводов
Для перемешивания растворов применяем сжатый воздух. Интенсивность подачи воздуха для растворения коагулянта принимаем 10 л(см2) для перемешивания коагулянтов в расходных баках принимаем 5 л(см2 )
Определим расход воздуха по формуле:
где F – площадь бака м2;
q – интенсивность подачи воздуха л(см2);
n – количество баков.
Для растворных баков расход составит:
Для расходных баков коагулянта расход составит:
Для расходных баков флокулянта расход составит:
Расход воздуха определим как сумму расходов на растворные и расходные баки.
Q = 2240+90+346.8 =2676.8 лс = 160.6 м3мин.
Принимаем к расчету 19 рабочих и 7 резервных воздуходувок BL-520-670 с производительностью 867 м3мин. р=0067 МПа
Зная расход воздуха определим диаметр трубопроводов по формуле:
где W – производительность воздуходувки м3мин; р – давление развиваемое воздуходувкой МПа; V – скорость движения воздуха (принимаем 12 мс).
Потери давления МПа по длине в воздухопроводе определим по формуле: (3.2.3.3.)
где - коэффициент сопротивления воздуха при 00С принимаем равным 1058 по методическим указаниям [3]; G – вес воздуха проходящего через воздухопровод в течение часа кгч определяемый по формуле:
где g – ускорение свободного падения мс2; ρ – плотность воздуха при 0оС принимаем равную 1251 кгм3 согласно методическим указаниям [3]; d – диаметр трубопровода м.
Потери давления Р2 на местные сопротивления составляют 13 % от потерь по длине то есть 041МПа.
4.4 Подбор насосов-дозаторов реагентов
Для надежной работы реагентного хозяйства требуются следующие агрегаты:
) Для подачи раствора коагулянта подбираем автоматический дозатор производительностью до 15 м3ч.
) Для подачи раствора флокулянта подбираем насос-дозатор марки 1В610Х производительностью 045–43 м3ч. [2]
4.5 Расчет складов реагента
Склад рассчитывается на хранение 30-суточного запаса реагентов (п. 6.202 [1]).
Площадь склада определяется:
581132*40*30*1.1510000*15*1.4*2
где Т- продолжительность хранения материалов на складе сут;
- коэффициент для учета дополнительной площади на складе равный 115;
- объемный вес при загрузке навалом тм3;
hк- допустимая высота слоя реагента м;
Общая площадь складов для хранения запаса реагентов:
где Fк- площадь склада коагулянта
Fф- площадь склада флокулянта
Размеры общего склада принимаются с запасом 20%. Тогда размер склада будет равен 5606 м2.
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ СООРУЖЕНИЙ ОЧИСТНОЙ СТАНЦИИ
1 Расчет микрофильтров
Основная цель микрофильтров – предварительная очистка воды с целью выделения из нее планктона до поступления ее на водоочистные сооружения.
Применение микрофильтров предусматривается в тех случаях когда период цветения водоема длится более одного месяца в году и среднемесячная концентрация клеток планктона в природной воде превышает 1000 клеток в 1 мл. В данном случае концентрация клеток планктона составляет 2550 клмл.
Расчетное число микрофильтров определяется по формуле:
где Q – производительность очистной станции;
q – производительность микрофильтра.
Примем микрофильтр производительностью 12000 м3сут. Размеры барабана 153 м; размеры барабана: диаметр – 1550 мм длина – 3370 мм; размеры камеры: длина – 4196 мм; ширина – 2660 мм расстояние от оси до дна – 1000 мм.
N=1358113212000=11.18=12
Необходимо предусмотреть установку двенадцати рабочих микрофильтров и четыре резервных.
2 Расчет смесительного устройства
Смесительные устройства предназначены для быстрого и равномерного распределения реагентов в обрабатываемой воде что способствует более благоприятному протеканию последующих реакций. Для эффективного смешения реагентов с водой необходимо обеспечить турбулентное движение ее потока.
При данной производительности станции Q = 56588 м³ч примем 4 гидравлических вертикальных смесителя (резервные предусматриваются).
Они устраиваются прямоугольными в плане с пирамидальным днищем с углом наклона между стенками днища 30 400. Подвод воды предусматривается сбоку в нижнюю наклонную пирамидальную часть. Скорость выхода воды из подводящего трубопровода в нижнюю часть принимается в пределах 1-12 мс. Скорость восходящего потока воды на уровне водосборного устройства (вверху) смесителя 0025 мс скорость движения воды в конце водосборного лотка принимается равной 06 мс.
В смесителе предусматривается переливной трубопровод а также трубопровод для опорожнения и выпуска осадка.
Расчет смесителя сводится к определению его линейных размеров.
Площадь горизонтального сечения м2в верхней части смесителя определим по формуле:
где q – часовой расход воды q=565884=14147 м³ч;
Vв – скорость движения воды в прямоугольной части мч
Принимаем квадратный в плане смеситель. Тогда ширина м в верхней части:
Размеры нижней части принимаем исходя из размера подводящего трубопровода диаметр которого принят по скорости движения воды 10мс d=600 мм.
Высота м нижней пирамидальной части смесителя определяется по формуле:
где bн – ширина нижней части смесителя равная диаметру подающего трубопровода;
α – угол между наклонными стенками днища α=300
Объем м³ пирамидальной части смесителя определяется по формуле
Полный объем м³ смесителя
где t – время пребывания воды в смесителе не более 2 мин
Тогда объем верхней части смесителя
Высота верхней части смесителя:
Расчет сборных отводящих лотков смесителя
Площадь м2 живого сечения лотка определяется по формуле
где V – скорость движения воды в лотке V=06 мс;
n – число водосборных лотков n=8
Задаваясь шириной лотка b находим высоту слоя воды в нем по формуле
Уклон дна лотка принимается равным i=0.02. Площадь всех затопленных отверстий в стенах сборных лотков составит
где V0 – скорость движения воды через отверстия V0=1 мс
Задаваясь размерами одного отверстия
находим их количество
Расстояние между осями отверстий определяется из соотношения
где P – внутренний периметр лотка P=29 м
3 Расчет префильтров
При данных производительности станции Qcym = 13581132 м³сут и мутности М=120мгл целесообразно применение Контактных префильтров. Конструкция контактных префильтров аналогична конструкции контактных осветлителей с поддерживающими слоями и водовоздушной промывкой. Работа контактных осветлителей и префильтров основана на использовании явления контактной коагуляции. Применяется данный вид фильтров при любой производительности мутности не выше 300 мгл и цветности не выше 120 град.
Фильтрующая загрузка контактного префильтра устраивается из кварцевого крупнозернистого песка и гравийного поддерживающего слоя. В практике водоподготовки встречаются и безгравийные загрузки со щелевыми трубчатыми распределительными системами. Крупность зерен песка применяется 07 2 мм. коэффициент неоднородности 25 эквивалентный диаметр зерен 13 1 мм. высота фильтрующего слоя 2 23 м.
При расчете суммарная площадь фильтрования определяется с учетом времени сбора первого фильтра
Fф= Qсут (Tст Vн – nпр (qпр + пр Vн + ст Vн 60)) (4.3.1)
Fф= 13581132 (24*7-2(54+05*7+12*760)=92138
где qпр =36 = 54 м³ч; 1 - продолжительность промывки равная 01 ч; - определяется по [1 табл. 26] л(см2); Qcym - расчетная производительность станции м3сут; Tст - продолжительность работы станции в течение суток ч; Vн - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме мч принимаемая по [1 п. 6.130]; nпр - число промывок каждого фильтра за сутки при нормальном режиме эксплуатации равное 2 (принимается 1 2 промывки в сутки); qпр - удельный расход воды на одну промывку одного фильтра м3ч; пр — время простоя фильтра в связи с промывкой принимаемое для фильтров промываемых водой и воздухом - 05 ч; ст — продолжительность сброса первого фильтрата мин. принимается ПО [I табл. 26]
Количество контактных префильтров определяется по формуле
При этом должно обеспечиваться соотношение
Vф=Vн Nф(Nф-NI) (4.3.3)
где NI - количество префильтров находящихся в ремонте определяется по [1 п. 6.95] = 1; Vф - скорость фильтрования при форсированном режиме мч которая должна быть не более указанной в п. 6.130 [1].
Так как нам нужно чтобы Vф было меньше 95 мч то данное условие можно считать выполненным.
1 Определим площадь одного фильтра при этом она должна быть не более 100 – 120 м (п. 6.99 [1])
При этом длина фильтра составит L = 7 м ширина B = 877 м с центральным карманом для сбора осветленной воды.
Расчет распределительной системы контактного префильтра (по промывной воде)
1 Определение количества промывной воды необходимой на одну промывку одного фильтра найдем по формуле
где - интенсивность подачи воды равная 15 л(с·м²).
2 По таблице Шевелева [6] учитывая что скорость движения воды в коллекторе находится в пределах 0.8 1.2 мс и расход промывной воды для секции одного фильтра равен 9213 лс определим диаметр коллектора распределительной системы. Подбираем стальные трубы диаметром 900 мм (V=139 мс).
3 Определим площадь фильтра приходящуюся на одно ответвление по формуле
где L – длина фильтра равная 989 м;
- диаметр коллектора распределительной системы =07 м;
- расстояние между осями ответвлений =03 м (п. 6.105 [1]).
4 Определим расход промывной воды поступающий через 1 ответвление распределительной системы
Диаметр распределительных труб определим по таблице Шевелева [6] учитывая что скорость движения через отверстия находится в пределах 1.6 2 мс. Подбираем стальные трубы диаметром 100 мм (V=171 мс).
5 Общую площадь отверстий на распределительных трубах примем равной 03% от рабочей площади фильтра (п. 6.105 [1]) то есть 0184 м².
Число ответвлений 40 штук тогда площадь отверстий на каждом ответвлении равна 0184: 40=00046 м².
Так как присутствует поддерживающие слои то на ответвлениях трубчатого дренажа предусматриваем отверстия диаметром 10 мм (п. 6.105 [1]). Тогда количество отверстий на одном ответвлении найдем по формуле
где - площадь отверстий на одном ответвлении м²;
- диаметр отверстия м.
Отверстия располагаются в два ряда в шахматном порядке под углом 45° к низу от вертикали. Расстояние между осями отверстий 150 мм (п. 6.105 [1]).
Расчет устройства для сбора и отвода воды при промывке.
Для сбора и отвода воды при промывке в конструкции скорых фильтров предусматриваются сборные желоба полукруглого сечения. Расстояние между осями соседних желобов должно быть не более 22 м (п. 6.111[1]). Примем его равным 2 м.
1 Ширину желоба найдем по формуле
где Кжел – коэффициент принимаемый для желобов с полукруглым лотком равным 2 (п. 6.111 [1]);
- отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины равное 15;
- расход воды по желобу м³с
qжел=q : nжел (4.3.10)
где nжел – кол-во желобов определяется в зависимости от длины фильтра и расстояния между соседними желобами; которое рекомендуется принимать не более 22 м
2 Высота прямоугольной части желоба равна
hпр = 075В жел = 075·0544 = 0408 м (4.3.11)
Полная высота желоба
hполн = 125В жел = 1250544= 068 м (4.3.12)
Конструктивная высота желоба
hк = h полн+008 = 068+008 = 0688 м (4.3.13)
3 Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до верхней кромки желоба определяется по формуле:
где Нз- высота фильтрующего слоя м;
а – относительное расширение фильтрующей загрузки принимаемое 30% (табл. 23 [1]);
– конструктивная высота.
Полученное значение сравниваем с конструктивной высотой желоба получаем что hк =0688= Нж = 0.7 м. Следовательно никаких поправок вводить не нужно.
Лотки желобов должны иметь уклон 001 к сборному каналу (п. 6.111 [1]).
Расчет сборного кармана
При отводе промывной воды сборный карман должен предотвращать создание подпора на выходе из желоба. Расстояние от дна желоба до дна канала Нкан определяется по формуле
где - расход воды по каналу м³с;
Вкан – ширина канала принимаемая 10 м.
Скорость движения воды в конце сборного канала при площади поперечного сечения
должна быть не меньше 08мс.
Определение потерь напора при промывке фильтров
h = h1+h2+h3+h4 (4.3.18)
где h1 – потери напора в ответвлениях труб распределительной системы которые следует определять по формуле
где - коэффициент перфорации – это отношение суммарной площади всех отверстий распределительной системы к площади сечения коллектора
= 0184× 4 314 × 062 = 0651;
- скорость движения воды в коллекторе = 107с;
- скорость движения воды в распределительных трубах;
h2 – потери напора в поддерживающем слое определяемые по формуле
h2 = 0022Нп.с.W (4.3.20)
где Нп.с – высота поддерживающего слоя
h2 = 002204015 = 013
h3- потери напора в фильтрующей загрузке определяемые по формуле
где и - коэффициенты принимаемые в зависимости от крупности зерен фильтрующей загрузки для песчаной загрузки с крупностью зерен 0.5 1 мм =076 =0017;
Нф - высота фильтрующего слоя Нф = 1.4 м
h3 = (073+001715)14 = 142 м
h4 - потери напора в трубопроводе подводящем промывную воду к общему коллектору d =500 V = 1 мс (1000i = 215) распределительной системы фильтра при длине 250 м принимаются равными 0.53 м
h = 0511+013+142+053 = 2591 м
Подбор насосов для промывки фильтров
Насос для подачи промывной воды выбирается по расходу и требуемому напору.
Требуемый напор определяется по формуле
Н = hг+h+hзап (4.3.22)
где hг - геометрическая высота подъема воды равная 10 м;
hзап – запас напора равный 1.5 м.
Н = 10+2591+15 = 14091м
Определим продолжительность фильтроцикла (работы фильтра между двумя промывками) по формуле
где - продолжительность рабочего фильтроцикла принимаем =12 ч;
- продолжительность промывки фильтра = 009 ч;
- время простоя фильтра в связи с промывкой = 033 ч.
Тр = 12 - (0.09+0.33) = 116 ч
Определим расход воды на промывку фильтра
5 % от производительности станции идет на промывку контактных префильтров.
Промывная вода от фильтров должна поступать в резервуары промывных вод которых необходимо 2 каждый на промывку 1 фильтра в течение 10 минут [1]
4 Расчет скорых фильтров
Фильтрование воды является одним из основных методов позволяющим довести качество природной воды до требований СанПиН на питьевую воду.
Скорые фильтры предназначены для удаления из воды взвешенных и коллоидных веществ после укрупнения их коагулированием в прочные агрегаты задерживаемые зернистой загрузкой.
Основные характеристики принятых к расчету скорых фильтров
-Фильтрующая загрузка (кварцевый песок):
крупность зерен 0.8-1 мм
-Поддерживающий слой (гравий):
крупность зерен 5-40 мм
-Скорость фильтрования:
при нормальном режиме 7 мч
при форсированном режиме 8 мч
-Подача промывной воды:
интенсивность 15 л(см²)
продолжительность промывки 5.5 мин
Принимаем к расчету скорые фильтры с однослойной загрузкой из кварцевого песка диаметром 08-1 мм интенсивность промывки при этом составляет 15 л(с·м²) продолжительность промывки – 55 мин (таблица 23 [1]).
Определение размеров фильтра
1 Общую площадь фильтров определим по формуле
где Qсут – полезная производительность станции Q = 13581132 м³сут;
Тст – продолжительность работы станции в течение суток Тст =24 ч;
- расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме принимаемая по таблице 21 [1] = 7 мч;
nпр – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации nпр = 2;
qпр – удельный расход воды на одну промывку одного фильтра который равен произведению интенсивности промывки на ее продолжительность то есть
– продолжительность промывки равная 01ч;
- интенсивность промывки равная 15 л(см²)
пр – время простоя фильтра в связи с промывкой принимаемое для фильтров промываемых водой - 033 ч.
2. При производительности станции более 8-10 тыс. м³сут [1] количество фильтров следует определять по формуле
При этом скорость фильтрования при форсированном режиме не должна превышать 9.5 мч (таблица 21 [1]). Проверим это условие соотношением
где - число фильтров находящихся в ремонте на станциях с
количеством фильтров до 20 предусматривается возможность выключения на ремонт одного фильтра (п. 6.95 [1]) то есть= 1;
3 Определим площадь одного фильтра при этом она должна быть не более 100 – 120 м (п. 6.99 [1])
При этом длина фильтра составит L = 7 м ширина B = 848 м с центральным карманом для сбора осветленной воды
Расчет распределительной системы фильтра (по промывной воде)
2 По таблице Шевелева [6] учитывая что скорость движения воды в коллекторе находится в пределах 0.8 1.2 мс и расход промывной воды для секции одного фильтра равен 890 лс определим диаметр коллектора распределительной системы. Подбираем стальные трубы диаметром 700 мм (V=107 мс).
где L – длина фильтра равная 7 м;
5 Общую площадь отверстий на распределительных трубах примем равной 03% от рабочей площади фильтра (п. 6.105 [1]) то есть 0178 м².
Число ответвлений 20 штук тогда площадь отверстий на каждом ответвлении равна 0178: 20=000445 м².
qжел=q : nжел (4.4.9)
hпр = 075В жел = 075·0544 = 0408 м (4.4.10)
hполн = 125В жел = 1250544= 068 м (4.4.11)
hк = h полн+008 = 068+008 = 0688 м (4.4.12)
должна быть не меньше 08мс принимаем равной 08 мс.
h = h1+h2+h3+h4 (4.4.17)
= 0178× 4 314 × 062 = 063;
h2 = 0022Нп.с.W (4.4.19)
h = 0531+013+142+053 = 2611 м
Н = hг+h+hзап (4.4.21)
Н = 10+2611+15 = 14111м
Подбираем центробежный насос для подачи промывной воды к скорым фильтрам марки Д 1250-65 производительностью 1022 м³ч напором 58 м [5].
1 % от производительности станции идет на промывку скорых фильтров.
5 Расчет установки для обеззараживания воды
Обеззараживание воды направлено на улучшение воды в бактериологическом плане.
Для цели обеззараживания воды применяется жидкий хлор получаемый при сжигании хлор - газа.
В данном случае используется двухкратное хлорирование: первичный хлор вводится перед микрофильтрами для снижения окисляемости воды вторичный – после скорых фильтров на последней стадии обработки воды перед резервуарами чистой воды для целей обеззараживания.
Принимаем следующие дозы хлора: при поступлении исходной воды на станцию – 4 мгл и после фильтрования – 2 мгл.
Расчетный часовой расход хлора составит
=(сутДCl)(241000) (4.5.1)
где ДCl – доза хлора гм³.
Принимается бочка-испаритель емкостью 500 л вмещающая до 625 кг хлора. Съем хлора с такой бочки составляет около 10 кгч. Для пополнения расхода хлора в бочке его переливают из стандартных баллонов емкостью 50 л вместимостью 70 кг хлора длиной корпуса 1700 мм и длиной сифонной трубки 1575 мм.
Принимаем 2 дозирующих аппарата-хлоратора для ввода хлора до и после очистки.
Производительность хлоратора вначале сооружений
Подбираем хлоратор АХВ-1000. Производительность по хлору такого аппарата составляет до 81 кгч. Размеры хлоратора 570×210×670 мм [4].
Производительность второго хлоратора составит
Подбираем хлоратор той же марки и производительности.
Для каждого рабочего хлоратора предусматривается один резервный (п. 6.152 [1]).
Площадь хлораторной принимается 20 м². Хлораторы крепятся штырями на расстоянии 25 см от стены. Расстояние между установленными аппаратами принимается 70 см.
Хлоропроводы для транспортирования жидкого хлора выполнены из бесшовных стальных труб. Количество хлоропроводов равно двум один – резервный (п. 6.153 [1]).
Расход хлора для предварительного хлорирования 2263 кгч или 2007м³с при плотности жидкого хлора 14 тм³ (п. 6.153[1]). Скорость жидкого хлора в трубопроводе составляет 08 мс (п. 6.153 [1]).
Диаметр трубопровода найдем по формуле
где - расход хлора м³с;
- скорость движения хлора в трубопроводе мс;
– коэффициент к расчетному расходу хлора (п. 6.153 [1]).
Принимаем диаметр трубопровода 6 мм. Диаметр хлоропровода для подачи хлора перед резервуарами чистой воды принимаем 6 мм.
Основной запас хлора хранится на складе который отделяется от хлораторной глухой стеной без проемов (п. 6.147 [1]).
Склад рассчитывается на месячную потребность хлора при его хранении в баллонах емкостью 50 л и массой хлора в каждом из них 70 кг.
При суточной потребности 814.8 кг за месяц эта потребность составит 24444 кг или 349 баллонов. Площадь занимаемая одним баллоном составляет 003 м² тогда площадь склада равна 3656 м2. Принимаем площадь склада с учетом возможного расширения 500 м².
Общие размеры помещения хлорного хозяйства с учетом возможного расширения принимаем 62×67 м то есть общая площадь составит 4154 м².
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОЧИСТНОЙ СТАНЦИИ
По таблице предельных расходов [6] для экономического фактора Э = 0.5 принимается диаметр каждого трубопровода. Гидравлический расчет трубопроводов представлен в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Гидравлический расчет трубопроводов
Напорные трубопроводы
От насосной станции 1-го
подъема к микрофильтрам
Подача промывной воды к микрофильтрам
промывной воды к скорым фильтрам из РЧВ
Подача коагулянта от расходных баков в смеситель
Подача флокулянта от расходных баков в смеситель
Безнапорные трубопроводы
От микрофильтров к смесителям
Смеситель-осветлитель со взвешенным слоем осадка
Осветлитель со взвешенным слоем осадка - скорые фильтры
Скорые фильтры – РЧВ
Трубопровод отвода промывных вод от микрофильтров
Трубопровод промывной воды от скорых фильтров до резервуара для промывных вод
В данном курсовом проекте были запроектированы очистные сооружения водоснабжения для населенного пункта источником водоснабжения которого является озеро.
Подбор и расчет очистных сооружений а также необходимых доз реагентов производился в соответствии с нормативными документами.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СНиП 2.04.02–84* Водоснабжение. Наружные сети и сооруженияГосстрой России. – М.: ГУП ЦПП. 2001. – 128 с.
Кульский Л.А. Булава М.Н. и др. Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов. – (Издание 2-ое переработанное и дополненное) Киев 1972. – 424 с.
Николаенко Е. В. Ходоровская Н. И. Очистка природных вод. Учебное пособие по курсовому проектированию. - Челябинск: Издательство ЮУрГУ 2003. – 60 с.
Справочник по очистке природных и сточных вод Л. Л. Пааль Я. Я. Кару Х. А. Мельдер Б. Н. Репин. – М.: Высш. шк. 1994. – 336 с.: ил
Журба М.Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. 2 том. Очистка и кондиционирование природных вод. – (Издание 2-ое переработанное и дополненное) М.: Издательство Ассоциации строительных вузов 2004. – 424 с.
Шевелев Ф. А. Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – М.: Стройиздат 1995. – 176 с.

icon План здания.cdw

План здания.cdw
АС-412.270112.8330.05 .КП
Помещение для хранения посуды и реактивов
Экспликация помещений
Средоварочная и моечная
Санитарно-технический узел
Комната для дежурного персонала
Контрольная лаборатория
Мастерская для текучего ремонта
Местный пункт управления
Экспликация оборудования
Бункер для хранения песка
Бункер для хранения антрацита
up Наверх