Водное хозяйство промпредприятия

водоснабжение ПП.dwg

Балансовая схема М1:1000
Площадка градирен М1:250
Чистая подпиточная вода
Площадка градирен M 1:250
В3 - производственная вода
кв - раствор кислоты
мв - раствор мкдного купороса
В4 - оборотная вода подающая
резервуары горячей воды
очистные сооружения грязных стоков
резервуары холодной воды
резервуары условно чистой воды
насосная станция оборотной воды
циркул. насосная станция и реагентное хозяйство
Разрез 1-1 Разрез 2-2
План реагентного хозяйства
Профиль самотечной сети В5
Труба 450-Д ГОСТ9583-75
Номер точки угла поворота
Труба 300-Д ГОСТ9583-75
Натурная отметка земли
Обозначение трубы и тип изоляции
Проектная отметка земли
Горизонтальный 1:1000
Труба 500-Д ГОСТ9583-75
Труба 550-Д ГОСТ9583-75
Труба900-Д ГОСТ9583-75
механическая мастерская
место хранения сухого реагента
емкость для хранения кислоты
комната оператора насосной станции
равная абсолютной отметке 100
здания реагентного хозяйства
принимаем отметку чистого пола
За относительную отметку 0
В1 - хозяйственно питьевая вода

КурсоваЯ Вода ПП.doc

Характеристика объекта водоснабжения .5
Выбор системы водоснабжения характеристика ..5
1. Балансовая схема 5
Охлаждающая система водоснабжения .5
1 Определение расчетных расходов 6
2 Температуры воды 6
3 Расчет градирен .6
4 Потери воды в системе 10
5 Гидравлический расчет водопроводной сети В – 4 11
6 Гидравлический расчет самотечной сети В – 5 .13
7 Определение емкостей резервуаров горячей и охлаждающей воды 15
8 Стабилизационная обработка воды 15
8.1 Борьба с карбонатными отложениями определение дозы кислоты 16
8.2 Обработка медным купоросом .18
8.3 Обработка хлором .19
9 Удаление взвешенных веществ на скоростных фильтрах Никифорова .21
10 Расчет циркуляционной насосной станции 22
Система промводоснабжения 24
1 Определение расчетных расходов .24
2 Очистные сооружения 24
3 Водозаборные сооружения .25
3.1 Выбор способа бурения и бурового оборудования ..25
3.2 Выбор типа фильтра и его расчет 25
3.3 Выбор скважинных насосов. Расчет потребного количества скважин 26
3.4 Определение требуемого напора насосов .27
4 Умягчение воды ..27
Список используемой литературы 31
К водоснабжению промышленных предприятий предъявляются повышенные требования: всемерное сокращение водопотребления экономное расходование свежей воды из источников максимальное сокращение или полное прекращение сброса сточных вод в водоемы.
Расходы воды потребляемой промышленным предприятием огромны. Вода расходуется для охлаждения с целью обеспечения технологического процесса или стойкости агрегатов работающих в зонах высоких температур. Она также входит в продукцию как ее элемент включая получение пара для выработки электроэнергии. Вода сопутствует различным процессам это так называемые подсобные нужды.
Нормальная работа предприятия во многом зависит от правильного снабжения водой. Перебой в подаче воды может привести к порче дорогого оборудования подача некачественной воды приводит к образованию отложений которые приводят к перерасходу топлива и порче оборудования трубопроводов и т. д.
Характеристика объекта водоснабжения
Объектом водоснабжения является предприятие текстильной промышленности находящееся в Кустанайской области. Предприятие состоит из 6 основных рабочих цехов где идет производство вспомогательных цехов водозаборных очистных сооружений очистных сооружений оборотной воды площадки градирен зданий реагентного хозяйства и др. На данном предприятии предусмотрена оборотное водоснабжение охлаждающих систем. В данной системе циркулирует 38500 м3сут воды. Максимальная температура горячей воды достигает 40 0С; температура охлажденной воды 27 0С. Количество воды необходимое для промышленного водоснабжения составляет 39700 м3сут.
Выбор системы водоснабжения характеристика
Для данного курсового проекта принимаем систему производственного водоснабжения одного (данного) предприятия с оборотом воды с механической подачей воды источником водоснабжения является подземная скважина.
Подаваемая вода используется для технологических целей для охлаждения объектов производства.
Для более точного расчета оборотных систем водоснабжения необходимо составлять графические схемы водного баланса всех потребителей промпредприятия. На схеме в масштабе 1:10000 показано количество воды получаемой и сбрасываемой каждым потребителем (6 цехов) теряемой безвозвратно в производстве на охладительных установках на очистных сооружениях.
В схеме указывается: направление движения воды; виды подводящих и отводящих коммуникаций; расположение потребителей; сооружения по охлаждению и очистки воды. Они составлены в абсолютных количествах м3сут.
Охлаждающая система водоснабжения
Наибольшее распространение среди охладительных устройств промышленных предприятий получили градирни. В данном курсовом проекте для охлаждения воды принимаются вентиляторные градирни.
Вентиляторные градирни обеспечивают наиболее глубокое охлаждение воды. По сравнению с башенными вентиляторные градирни имеют меньшую строительную стоимость и допускают большие площади орошения что позволяет более компактно размещать их на площадках промпредприятий. Однако вентиляторные градирни более электроемки и могут размещаться только с подветренной стороны для предотвращения обледенения зданий и сооружений вследствие образующегося тумана.
Площадку градирен следует выбирать с учетом розы ветров и на наиболее низкой части территории с минимальным заглублением самотечной сети.
Схема вентиляторной градирни представлена в приложении А.
1 Определение расчетных расходов
Общее количество воды циркулирующей в замкнутом цикле должно равняться сумме расходов отдельных потребителей указанных в задании.
Q = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6 м3сут (1)
Q = 9600+7200+5400+800+13100+2400=38500 м3сут
Учитывая коэффициент часовой неравномерности Кчас =1 то часовой расход будет равен Q 24=3850024=160416 м3час. Потери воды учитываются только на градирнях потери воды внутри цикла отсутствуют.
Температура горячей воды принимается как средняя температур определяется:
t1 – t6 – температуры горячей воды выходящей из соответствующих цехов.
Q1 - Q6 – расходы горячей воды выходящей из соответствующих цехов.
Температура t2 поступающая к цехам после охлаждения определяется как минимальная температура для цехов. Принимается 27 0С ( по заданию).
Градирня представляет собой сооружение для охлаждения воды в оборотных системах водоснабжения.
В данном курсовом проекте применяются вентиляторные градирни т. е. те через которые воздух прокачивается нагнетательными или отсасывающими вентиляторами.
Выбор типа градирен по технологическим расчетам с учетом заданных в проекте расходов воды и количества тепла отнимаемого от продуктов аппаратов и охладительного оборудования температур охлаждаемой воды и требование к устойчивости охладительного эффекта метеорологических параметров инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства градирен условий размещения охладителя на площадки строительства градирен характера застройки окружающей территории и транспортных путей химического состава добавочной о оборотной воды санитарно-гигиенических требований к нему технико-экономических показателей процесса строительства.
Вентиляторные градирни следует применять в системах оборотного водоснабжения требующих устойчивого и глубокого охлаждения воды при высоких удельных гидравлических и тепловых нагрузках.
Расчет сводится к определению числа градирен.
Градирня вентиляторная отдельно стоящая:
Вентилятор 2ВГ 70 Л=-23593*10-12
При V1=268 0С Рп =351 кПа γп =2552 кгм3
При t1=397 0С Рп =762 кПа γп =5045 кгм3
При t2=270С Рп =356 кПа γп =258 кгм3
При tср=3325 0С Рп =5102 кПа γп =36175 кгм3
Плотность атмосферного воздуха:
По формуле 8 [1] определяем удельные энтальпии воздуха:
По формуле 10 [1] определяем поправку удельной энтальпии воздуха:
По формуле 6 [1] определяем коэффициент К:
По формуле 5 [1] определяем вспомогательную расчетную величину U:
По формуле 4 [1] определяем вспомогательную расчетную величину Y:
По формуле 7 [1] определяем вспомогательную расчетную величину R:
По формуле 13 [1] определяем относительный расход воздуха в градирне λ:
Х – вспомогательная расчетная величина определяется по графику 23[1] Х=17
По формуле 18 [1] определяем коэффициент аэродинамического сопротивления элементов градирни не зависящий от плотности орошения 1:
По формуле 19 [1] определяем коэффициент аэродинамического сопротивления зависящий от плотности орошения 2:
По формуле 15 [1] определяем вспомогательную расчетную величину ав:
По формуле 16 [1] определяем вспомогательную расчетную величину bв:
формуле 16 [1] определяем вспомогательную расчетную величину cв:
Определяем вспомогательную расчетную величину р1:
Определяем вспомогательную расчетную величину р2:
Определяем вспомогательную расчетную величину D:
D=p12 + p23 = -25679*1027 (19)
Определяем вспомогательную расчетную величину rp:
По таблицам Брадиса: φ 60 6 φ3 =20 2
Определяем плотность орошения в градирне qж:
По формуле 21 [1] определяем число градирен:
По формуле 22 [1] определяем подачу воздуха вентилятором:
=124*106 подача воздуха от реального вентилятора составляет: =129*106. Отклонение составляет:
Итак отклонение составит 387%
Принимаем к установке 2-е градирни:
4 Потери воды в системе
Р – количество добавляемой воды
Р1 Р2 Р3 – потери воды соответственно на испарение капельный унос и продувку выраженные в % от расхода оборотной воды.
Потери воды на испарение:
Δt – разность температур оборотной воды в градирнях в 0С;
К – коэффициент принимаемый в зависимости от температуры воздуха.
Р2 – принимается по [2] =015%
Р3 – принимается по заданию =13%
Р2- 5775 м3сут Р=117425 м3сут
5 Гидравлический расчет водопроводной сети В - 4
Напорная сеть охлаждающей воды проектируется кольцевой. В каждом цехе предусматривается два ввода от кольцевой сети. гидравлический расчет производится на один расчетный случай при нормальном режиме водоподачи.
Целью расчета сети В4 является определение экономически наивыгоднейших диаметров труб всех ее участков и потерь напора в них.
При проектировании участки сети можно рассматривать как независимо работающие линии.
Для расчета необходимо знать расход на участке конфигурацию сети длины участков и отборы воды в сетях.
Сеть проектируем из стальных электросварных труб ГОСТ 10704-76 и ГОСТ 8696-74.
Глубина заложения сети: Нпр + 03м =2+03=22м.
Схема потокораспределения показана в приложении И.
6 Гидравлический расчет самотечной сети В – 5
Сеть В 5 предназначена для сбора горячей воды поступающей от отдельных цехов и транспортирования ее в резервуары горячей воды. Сеть самотечная.
Целью расчета сети В5 является определение экономически наивыгоднейших диаметров труб всех ее участков уклонов и определение минимальных глубин заложения трубопроводов наполнения и скорости течения воды в них.
Для расчета необходимо знать расход на участке глубину заложения длины участков и отметки поверхности земли.
Сеть проектируем из чугунных раструбных труб ГОСТ 10704-76 и ГОСТ 8696-74.
7 Определение емкостей резервуаров горячей и охлаждающей воды
Резервуар горячей воды необходим для сбора и хранения 30 минутного запаса горячей воды которая поступает в него по самотечным линиям от цехов.
Для проектирования принимаем 1 прямоугольный сборный железобетонный заглубленный резервуар. Объем воды в резервуаре определяется:
- общий расход циркуляционной воды за сутки из всех цехов.
Принимаем к проектированию резервуар 14 х 14 х 6 м. Схема резервуара –Приложение Д.
Резервуар охлажденной воды необходим для сбора и хранения 30 минутного запаса холодной воды которая поступает в него из градирен.
Для проектирования принимаем 2 прямоугольных сборных железобетонных резервуаров расположенных под каждой градирней. Объем воды в резервуаре определяется:
Резервуары располагаются непосредственно под градирнями. Резервуары имеют общую стенку в которой предусмотрена система перелива для того чтобы резервуары работали как сообщающиеся сосуды.
Принимаем к проектированию резервуары 12 х 12 х 3 м. Схема резервуара –Приложение А.
8 Стабилизационная обработка воды
Стабильность воды является одним из основных показателей ее качества. Стабильной называется вода которая при длительном контакте с металлическими и бетонными поверхностями не изменяет своего состава. Стандартом предусмотрен критерий для характеристики различных вод так называемый индекс стабильности:
рН0 – рН воды в естественном состоянии;
Значение рНs определяю путем расчетов на основании данных анализа воды по формуле:
рНs=f1(t)- f2(Ca2+)- f3(Щ)+ f4(Р) (31)
f1(t); f2(Ca2+); f3(Щ); f4(Р) – величины зависящие соответственно от температуры воды содержания в ней кальция щелочности воды и общего солевого содержания. Эти величины определяют по номограмме рис. 95 [3].
рНs= 195-21-18+9=705
J = 72 – 705=195 > 0
Т.к. индекс стабильности больше 0 то вода склонна к отложению карбоната кальция.
Отложения образующиеся в системах оборотного водоснабжения на поверхностях оборудования и трубопроводах состоят в основном из карбоната кальция и лишь в необходимом количестве могут содержать карбонат и гидроокись магния.
Стабилизационная обработка воды при положительном индексе насыщения сводится к подкислению серной кислотой. При подкислении щелочность воды снижается и выделяется свободная углекислота что описывается уравнением:
НСО3- + Н+ -- СО2 + Н2О
Карбонат кальция выпадает из воды при избытке НСО3- и недостатке СО2 поэтому путем соответствующей дозировки кислоты можно добиться того чтобы индекс стабильности стал равен нулю и выпадение карбоната кальция из воды не происходило.
8.1 Борьба с карбонатными отложениями определение дозы кислоты
Схема по подкислению воды представлена в приложении Ж.
При подкислении воды дозу кислоты Дкис мгл следует определять:
- содержание кислоты Н2SO4 в технической кислоте;
- эквивалентный вес кислоты мгмг-экв для серной кислоты -49;
- щелочность добавочной воды мг-эквл =62;
- щелочность оборотной воды устанавливающаяся при обработке воды кислотой мг-эквл;
Ку – коэффициент концентрирования солей не выпадающих в осадок определяемый:
Ку = (Р1+ Р2+ Р3)( Р2+ Р3) (34)
Р1 Р2 Р3 –потери воды на испарение унос ветром и сброс % расхода оборотной воды;
Ку = (16+015+13)(015+13)=21%
Щелочность оборотной воды определяют:
– величина зависящая от общего солесодержания оборотной воды Sоб и температуры охлажденной воды t2=270С принимается по таб. 1 [2] =10225;
- концентрация кальция в добавочной воде мгл =120;
- концентрация двуокиси углерода в охлажденной воде мгл принимается по таб. 2 [2] =76;
- концентрация двуокиси углерода в добавочной воде мгл =51.
Sдоб – солесодержание добавочной воды мгл.
Sоб= 980* 21=2058 мгл
Расход кислоты на обработку добавочной воды определяется:
Кислота 100% хранится в бочке для хранения кислоты откуда насосом для подачи концентрированной кислоты НД 40016 перекачивается в бак мерник.
Для замера и дозирования кислоты устанавливают бак мерник. Емкость бака определяется:
Т – число работы бака по заготовке:
ρ – плотность кислоты;
Принимаем к установке стандартный бак мерник емкостью 500 л.
Диаметр бака 810 мм;
Высота конической части 205 мм.
Затем концентрированная кислота попадает в расходные баки. Там кислота разбавляется до 5% расхода и насосом дозатором НД-40016 перекачивается в трубопровод подпиточной воды.
Расходных бака принимается 2емкостью:
Принимаем два бака емкостью 500 л.
8.2 Обработка медным купоросом
Обработка воды раствором медного купороса направлена главным образом на борьбу с водорослями развивающимися в градирнях на водораспределительных трубах и лотках оросителях стойках каркасах. Введенная в воду сернокислая медь диссоциирует на ионы:
СuSO4 == Cu2+ +SO42-
Ион меди быстро проходит через оболочку клетки водоросли и разрушающее действует на внутриклеточное вещество или осуществляет коагуляцию на ней белка вследствие чего нарушается обмен веществ между внешней средой и организмом.
Поскольку водоросли развиваются в основном в теплый период года и сравнительно медленно воду медным купоросом обрабатывают периодически 3-4 раза месяц в период с апреля по октябрь. Продолжительность обработки 1 час.
Медный купорос вводят в обрабатываемую воду в виде 2-5 % раствора приготовляемого в баке-мешалке емкость которого определяется:
Dку – доза медного купороса считая по сухому продукту = 5 гм3;
- количество обрабатываемой воды м3ч;
b – концентрация раствора медного купороса в растворном баке 5%;
Принимаем типовой бак мешалку объемом 1 м3 с плоским днищем и пропеллерной мешалкой.
Расход медного купороса на одну обработку составит:
На станции необходимо хранить запас медного купороса на 6 месяцев. Он составит 8*4*6=192 кг.
Для подачи купороса в резервуар горячей воды принимаем насос дозатор НД-40016.
Устройство для растворения и дозирования купороса состоит обычно из растворного бака мешалки дозатора. Схема установки для медного купороса представлена в приложении В.
8.3 Обработка хлором
Хлорирование оборотной воды направленно на борьбу с развитием бактерий в теплообменных аппаратах трубопроводах и на градирнях. Производится оно периодически заданными дозами хлора вводимыми в оборотную воду без выключения теплообменных аппаратов из работы. Необходимую дозу хлора устанавливают по хлоропоглощаемости воды. При отсутствии этих данных ее можно рассчитать по формуле:
ДCl = ХП*Ку + 2 (43)
ХП – хлоропоглощаемость воды добавляемой в систему мгл для подземных вод принимаем 3 мгл;
Ку - коэффициент концентрирования солей не выпадающих в осадок =21%
ДCl = 3*21 + 2 = 83 мгл
Необходимый расход хлора кгсут можно определить по формуле:
- расход охлаждающей воды м3ч =160416 м3ч;
t – продолжительность одного периода введения хлора мин 60 мин;
n – количество периодов введения хлора в течении суток 1 раза в сутки.
Воду хлором обрабатывают периодически 3-4 раза месяц.
При периодической обработке воды хлорная вода собирается в бак откуда она периодически выпускается к месту хлорирования. Емкость бака для хлорной воды определяется:
- расход охлаждающей воды в м3ч;
t - продолжительность периода хлорирования мин;
γ – плотность раствора хлора принимается равной 1 тм3.
Хлор поступает и хранится в баллонах съем хлора с одного баллона составляет Sб =07 кгч. Требуемое число баллонов:
N =qSб = 13307=19 баллоновчас (46)
В месяц хлорирование происходит 4 раза по одному часу.
На станции должен храниться запас хлора на 1 месяц который составит 19*4=76 баллонов.
Схема хлорирования воды представлена в приложении З.
Дозирование и введение хлора осуществляется с помощью хлоратора. Производительность хлоратора определяется:
Принимаем к установке 2-а хлоратора ЛОНИ-100 с ротаметром РС-3 производительностью 7 кгчас.
Хлораторная установка находится в отдельностоящем помещении -хлораторной. Баллоны с хлором хранятся в этом же помещении.
9 Удаление взвешенных веществ на скоростных фильтрах Никифорова
Напорные фильтры широко используются в промышленной водоподготовки для осветления воды с содержанием взвешенных веществ до 20 мгл.
В практике водоподготовки для глубокого осветления получили распространение сверхскоростные фильтры Никифорова.
Этот фильтр представляет собой вертикальный стальной резервуар цилиндрической формы внутри которого размещен второй цилиндр меньшего диаметра. Кольцевое пространство между стенками обоих цилиндров радиально расположенными перегородками разделено на 8 отсеков-фильторов с песчано-гравийной загрузкой. Из восьми фильтров постоянно работает только 7 фильтров один промывается. Последовательное переключение производится автоматически.
Полная производительность фильтра в течении одного цикла определяется:
F – фильтрующая поверхность 314 м2;
V – скорость фильтрования мч 25;
t – продолжительность полезной работы фильтра в мин 62;
Число фильтров необходимое для фильтрования воды:
N==128381=15 принимаем 2 фильтра диаметром 2м. (50)
- расход охлаждающей воды м3ч которая проходит через фильтры 8% от общего расхода =1283 м3ч;
Расход промывной воды в течение цикла составит:
– интенсивность промывки лс*м2;
tп – продолжительность промывки =6 мин.
Полезная производительность установки м3час определяется:
t – Длительность фильтрования 62 мин;
Q=(81-1583)*6260=6734 м3час
10 Расчет циркуляционной насосной станции
В оборотных системах водоснабжения предусматривают циркуляционные насосные станции для подачи отработавшей горячей воды на градирни а также для возврата охлажденной воды в цехи на технологические нужды. В связи с этим на циркуляционных станциях устанавливают две группы насосов. Циркуляционные станции размещают в непосредственно близости от водоохладительных сооружений. Вода к резервуарам горячей воды подходит по самотечной сети В5. Работа циркуляционной станции бесперебойная. Для обеспечения надежной работы циркуляционные насосы устанавливают под залив поэтому циркуляционная насосная станция находится ниже уровня земли поэтому оси насосов подающих горячую воду на градирне располагаются на отметке 90133 оси насосов подающих холодную воду в сеть В-4 располагаются на отметке 957. Что позволяет установить все насосы под залив.
Схема циркуляционной насосной станции представлена в приложении Б.
Насосы горячей воды подбираются из расчета часовой производительности и напора необходимого для подачи воды на градирни. Напор необходимый для подачи:
Н = Нг+h =175+1=185 м. (53)
Нг- геометрическая высота;
h – потери по длине.
Принимаем к установке насосы марки Д 2-а рабочих 2-а резервных. Устанавливаем насосы: 12НДс-60
Насосы холодной воды подбираются из расчета часовой производительности и напора необходимого для подачи воды потребителю. Напор необходимый для подачи:
Н= Нг+h+Нсв =73+1123+30=38423 м. (54)
Нсв – свободный напор в наивысшей точке сети;
h – потери по длине (пъезолинии);
Производительность: 900 м3час;
Электродвигатель: АО-113-45
В насосной станции необходимо предусмотреть следующее необходимое оборудование: дренажные насосы грузоподъемное оборудование.
Дренажные насосы: необходимы для удаления воды фильтрующейся через стены здания утечек через сальники насосов изливающейся при ремонте оборудования.
Для сбора дренажных вод в машзале устраивается дренажный колодец объем которого принимается равным 10-15 минутной производительности дренажного насоса. У стен здания располагаются дренажные лотки подводящие дренажные воды к колодцу. Пол устраивается с уклоном 0002-0005 к дренажным лоткам. Для удаления воды принимаем дренажный насос ГНОМ.
W к=Q*t=43*10=43 л=0043 м3 (55)
W к-объем дренажного колодца м3
Q- производительность дренажного насоса м3час
t- время за которое насос выкачает воду из колодца.
Дренажных насоса предусматриваем 4 2-а рабочих находящихся в помещениях насосов горячей и холодной воды 2-а резервных находящихся на складе.
Грузоподъемное оборудование - кран-балка или мостовой кран предусматривается для подъема насосов электродвигателей задвижек и т.д. и устанавливается в павильоне над оборудованием насосных
Для выбора основного грузоподъемного оборудования следует определить наиболее тяжелые элементы оборудования. Для обслуживания принимаем кран – балку грузоподъемностью 5 т учитывая вес насосов и электродвигателей.
В помещении реагентного хозяйства так же предусматриваем грузоподъемное оборудование принимаем 2-е тали грузоподъемностью 1т.
Система промводоснабжения
В данном курсовом проекте применяется схема оборотного промводоснабжения. Эта схема имеет преимущества перед прямоточной системой:
В водоем сбрасывается значительно меньшее количество отработанной воды;
Из водоисточника забирается меньшее количество воды.
Промышленная вода необходимая для технологического процесса поступает в цеха участвует в технологическом процессе и затем сбрасывается в водоотводящую сеть. По водоотводящей сети данная вода транспортируется на очистные сооружения грязных стоков. Там эта вода очищается до получения необходимых показателей качества для данного производства. Затем очищенная вода поступает в резервуары чистой воды откуда забирается насосной станцией оборотной воды и по напорной сети поступает в цеха и опять участвует в технологическом процессе.
Оборонная промышленная вода постоянно пополняется свежей водой т.к. часть ее идет на технологический процесс.
Общее количество воды которое необходимо подать потребителям (цехам) должно равняться сумме расходов отдельных потребителей указанных в задании.
Q = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6 м3сут (56)
Q = 5400+900+6400+10900+8900+7200=39700 м3сут
Потери воды в системе в связи с технологическим процессом задаются по заданию и составляют для всех цехов 11371 м3сут.
Потери воды в системе связанные с испарением воды на градирнях рассчитываются в пункте и составляют 117425 м3сут.
2 Очистные сооружения
Подпиточная вода забирается из скважин расположенных в 25 км от предприятия. Качество забираемой воды соответствует качеству воды необходимой для нужд производства и отвечает качествам оборотной воды по всем показателям. Следовательно предприятие не нуждается в устройстве очистных сооружений водоподготовки.
Промышленная вода для пятого цеха не отвечает требуемым показателям по жесткости. Жесткость воды необходимо снизить до 01 мгл. Для этого только для данного цеха предусматриваем умягчение воды на натрий-катионитовых фильтрах. Фильтры устанавливаем непосредственно в цехе.
3 Водозаборные сооружения
Забор воды производим из скважин расположенных 25 км восточнее предприятия. Следовательно проектируем подземный водозабор.
3.1 Выбор способа бурения и бурового оборудования
При выборе способа бурения скважин на воду когда водоносный горизонт находится на глубине 100 150 м может быть использован как высокопроизводительный роторный способ бурения так и ударно – канатный способ следует обратить внимание на изученность водоносных горизонтов. В недостаточно изученных гидрогеологических условиях скважин следует выбирать ударно- канатный способ. Этому же способу следует отдавать предпочтение когда предполагается использовать несколько водоносных горизонтов. Во всех других случаях экономически более выгодным оказывается роторный способ бурения. Исключение составляют скважины инфильтрационного водозабора имеющие как правило глубину до 40 м тогда способ бурения не оказывает существенного влияния на технико-экономические показатели.
Принимаем ударно-канатный способ бурения тип станка УКС – 30 с начальным диаметром бурения 900 мм. Трубы устанавливаются длиной по 35 м после чего последующая труба принимается меньшим сортаментом.
Итак глубина скважины составляет 102 м значит до водоносного слоя дойдет труба диаметром 700 мм следовательно диаметр фильтра составит 700 мм а диаметр напорной трубы 600мм.
3.2 Выбор типа фильтра и его расчет
Принимаем фильтр с трубчатым каркасом и водоприемной поверхностью из сетки.
Расход через фильтр Qф м3сут определяется по формуле:
Fф – площадь фильтрующей поверхности фильтра м2
Vф – скорость фильтрации мсут
Dф – диаметр фильтра м
lф – длина фильтрующей части фильтра м
m – высота водоносного слоя 22 м;
Кф – коэффициент фильтрации
- отношение частиц слоя обсыпки примыкающего к стенкам фильтра к среднему диаметру частиц водоносного слоя.
lф = α*m=08*22=176 м
Fф = *Dф*lф =314*06*176=3316 м2
Qф=Vф*Fф =50*3316=16579 м3сут=69 м3ч
3.3 Выбор скважинных насосов.
Расчет потребного количества скважин
После определения максимальной пропускной способности фильтра скважины определим расход насоса установленного в скважине. Нужно стремится к тому чтобы производительность устанавливаемого насоса была не больше расчетной пропускной способности фильтра Qmax. Исключение может составить лишь случай если более высокопроизводительный насос выбранный для установки будет обладать меньшей мощностью. В этом случае предполагается работа насоса с прикрытой задвижкой или с измененным числом оборотов электродвигателя.
Поскольку фактический дебет скважины равен производительности установленного в ней насоса то общее число рабочих скважин определим как:
где Qв – заданная производительность водозабора м3сут
Qн – производительность выбранного насоса м3 сут
Количество резервных скважин определяется по формуле:
n’ = 0.2*n=02*10=2 (62)
Общее количество скважин: 12
3.4 Определение требуемого напора насосов
Вода забираемая из скважины без предварительной очистки сразу подается в сеть В-3 по напорным трубопроводам D 500 мм протяженностью 25 км. Вода необходима:
Для подпитки циркуляционной охлаждающей воды. Данный расход составляет 117425 м3сут. Данная вода поступает в резервуары холодной воды.
Для подпитки циркуляционной производственной воды. Данный расход составляет 11371 м3сут. Данная вода поступает в резервуары условно чистой воды.
Резервуары условно чистой воды находятся на более высокой геометрической отметке. Следовательно напор насосов первого подъема будет рассчитываться по формуле:
Hтр = Hгеом+h =88+535 =9335 м (63)
Нгеом – геометрическая высота подачи воды;
h – суммарные потери напора в водоводе от скважины до резервуаров условно чистой воды 535м;
Hгеом = Zручв-Zскваж =101-13=88 м (64)
Zручв – уровень воды в резервуаре условно чистой воды 101.00.
Zскваж – минимальный уровень воды в скважине 13.00
По требуемому напору (100 м) и производительности (55 м3 час) подбираем насос SP45-21 диаметр которого 154 мм диаметр двигателя 186 максимальная длина насоса 2397 длина двигателя 1015.
Вода потребителю транспортируется по двум напорным трубопроводам диаметром 500 мм каждый.
Промышленная вода для пятого цеха не отвечает требуемым показателям по жесткости. Жесткость воды необходимо снизить до 01 мгл. Для этого для данного цеха предусматриваем умягчение воды на натрий-катионитовых фильтрах. Фильтры устанавливаем непосредственно в цехе.
Натрий-катионитовый метод следует применять для умягчения подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5-8 мгл и цветностью не более 300. При натрий-катионитовом методе щелочность воды не изменяется. При одноступенчатом натрий-катионировании общая жесткость воды может быть снижена до 005-01 г-эквм3.
Схема натрий-катионитового фильтра представлена в приложении К.
Объем катионита в фильтрах первой ступени следует определять:
- расход умягченной воды м3ч 3708;
- общая жесткость исходной воды г-эквм3;
- число регенераций одного фильтра в сутки принимается 2 регенерации;
- рабочая объемная емкость катионита при натрий-катионировании г-эквм3 следует определять:
α – коэффициент эффективности регенерации натрий-катионита учитывающий неполноту регенерации катионита определяется по таб.1 [2];
- коэффициент учитывающий снижение объемной емкости катионита по Са2+ и Мg2+ вследствие частичного задержания катионитов Na+ принимается по таб.2 [2];
- полная объемная емкость катионита г-эквм3 принимается для сульфатоугля крупностью 05-11 мм – 500 г-эквм3;
- удельный расход воды на отмывку катионита принимается для КУ-2 крупностью 08-12 мм – 4;
Площадь катионовых фильтров первой ступени определяется:
- высота слоя катионита в фильтре принимается 2м.
Количество фильтров принимают: рабочих не менее 2 резервных 1.
Принимаем фильтры типа ФИПа 1-30-6 площадь одного фильтра 71 м2
Количество фильтров:
N=fk =981571=138=14 фильтров (68)
Скорость фильтрования воды через катионит для напорных фильтров первой ступени не должна превышать 15 мч.
Потеря напора в напорных катионитовых фильтрах принимается по таб. [3] и она составляет 55 м.
Интенсивность подачи воды для взрыхления катионита при крупности 05-11 мм принимаем 4 л(с*м2).
Регенерацию загрузки катионитовых фильтров следует предусматривать технической поваренной солью. Расход поваренной соли на одну регенирацию натрий-катионитового фильтра первой ступени следует определять:
- площадь одного фильтра м2;
- высота слоя катионита в фильтре м;
- рабочая объемная емкость катионита эквм3;
ас – удельный расход соли на 1 г-экв рабочей объемной емкости катионита принимается 120-150 гг-экв для фильтров первой ступени;
Скорость фильтрации регенерационного раствора через катионит фильтров первой ступени следует определять 3-4 мч.
Так как количество соли необходимое на регенерацию фильтров составляет более 50 кгсут предусматриваем мокрое хранение соли.
Хранение поваренной соли предусматриваем в помещении где находятся фильтры. Запас соли необходимый для работы фильтров в течение 15дней:
Q = 34755*2*14*15=145970 кг (70)
Схема солевого хозяйства для регенерации Na – катионитовых фильтров представлена в приложении Г.
Объем баков для мокрого хранения соли Wмх в м3 определяется:
Q – расход воды на Na – катионитовые фильтры в м3сут;
Ж0 – удаляемая при Na – катионировании жесткость воды в г-эквм3;
а – удельный расход соли на регенерацию катионита;
b – концентрация раствора 26%;
γ – плотность раствора соли 1197
m –число дней хранения запаса соли.
Принимаем к установке 1 бак объемом 4608 м3 с размерами 14 х 14 высотой 32 м.
Число регенераций каждого фильтра в сутки 2-а раза. Межрегенерационный период работы фильтра составит:
tрег –время регенерации натрий-катионитовых фильтров принимают 2-а часа.
Количество одновременно регенерируемых фильтров определяется:
Т. к. Nop =3 то одновременно регенерировать будут 3-и фильтра. Расход соли перед подачей его на регенерацию следует осветлять на солерастворителях.
Следовательно принимаем к установке 3-и солерастворителя емкостью 09 м3 площадь фильтра 076 м2 высота слоя загрузки 500 мм.
После солерастворителя 26% раствор соли попадает в расходный бак крепкого раствора соли объем которого определяется:
Принимаем к установке бак диаметром 3м высотой 44 м.
Расчет расходов воды на собственные нужды
Расход 100% соли Qc на одну регенерацию определяют:
Принятый удельный расход соли должен обеспечить заданную остаточную жесткость фильтра и целесообразную обменную способность катионита.
Суточный расход технической соли Qcc определяют:
5- содержание NaCl в технической соли.
Расход воды на регенерацию натрий катионитовых фильтров слагается из:
Расход воды на взрыхляющую промывку:
I – интенсивность взрыхляющей промывки принимается 4 лс *м2
tвз – продолжительность взрыхляющей промывки 15 мин.
Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли:
b – концентрация регенерационного раствора принимаемая 8%;
γ – удельный вес регенерационного раствора 1056.
Расход воды на отмывку катионита определяется:
- удельный расход воды на отмывку катионита 4 м3м3
Расход воды на регенерацию одного фильтра без использования отмывочной воды на взрыхляющую промывку составит:
Q=++=25.56+4.1+56.8=86.46 м3
Суточный расход фильтров на регенерацию фильтров составит:
Список используемой литературы
Пособие по проектированию градирен. М 1989.
СНиП РК 4.01-02-2001
Л.А. Кульский М.Н. Булова И.Т. Гороновский П.И. Смирнов «Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов». Киев 1972.
Справочник проектировщика СТРОЙИЗДАТ 1977.
Н.Н. Абрамов «Водоснабжение» М 1982.
А.Ф. Шаболин «Оборотное водоснабжение промышленных предприятий» М 1972.
Справочник монтажника «Оборудование водопроводно-канализационных сооружений» М 1979.

Водное хозяйство промпредпр.doc

Характеристика объекта водоснабжения 5
Выбор системы водоснабжения 5
1. Характеристика систем водоснабжения 5
2. Балансовая схема 5
Охлаждающая система . . 5
1. Определение параметров расчета . .5
2. Расчет градирен . . .6
2.1. Потери воды в системе ..8
3. Гидравлический расчет водопроводной сети (В4) . ..9
4. Гидравлический расчет самотечной сети (В5) . .11
5. Определение емкости резервуара горячей воды (РГВ) и резервуара охлажденной воды (под градирни) 13
6. Обработка подпиточной и циркуляционной воды 13
6.1. Борьба с карбонатными отложениями 13
6.2. Расчет режимов обработки охлаждающей воды 14
6.3. Обработка медным купоросом CuSO4 15
6.4. Обработка хлором .16
6.5. Удаление взвешенных веществ (флотация на сверхскоростных фильтрах Никифорова) 17
7. Расчет циркуляционной насосной станции 18
7.1. Гидравлический расчет водоводов соединяющих с кольцевой сетью
циркуляционную насосную станцию .19
Система промышленного водоснабжения 21
1. Определение расчетных расходов .. 21
2. Очистные сооружения (выбор схемы очистки построение высотной схемы) 21
3. Водозаборные сооружения (скважины) 21
3.1. Выбор способа бурения и бурового оборудования скважины ..21
3.2. Выбор типа фильтра и его расчет .22
3.3.Подбор скважинных эксплуатационных насосов расчет требуемого количества скважин 23
3.4.Гидравлический расчет трубопроводов. Уточнение марки насосов ..24
4. Реагентное умягчение воды 24
4.1. Расчет осветлителей со взвешенным осадком 26
Список литературы .. 28
Приложение А. Потокораспределение .. . 29
Приложение Б. План циркуляционной насосной станции (ЦНст.) . 30
)Генплан промпредприятия с сетями В3 В4 В5;
)Площадка градирен в М 1:200 (1:500);
)Реагентное хозяйство.
В данном курсовом проекте выполнен расчет оборотной системы промышленного предприятия и спроектирована организация локальной системы оборотного водоснабжения отдельного цеха № 5.
Оборотная система водоснабжения принята для того чтобы предприятие потребляло как можно меньше свежей воды из источников водоснабжения. Эта система позволяет очищать или охлаждать воду до нужного качества и возвращать в технологический процесс для дальнейшего использования.
Так циркуляционная вода загрязняется а к ее качеству предъявляются некоторые требования то в данном проекте разработаны методы обработки оборотной и добавочной воды то есть осветление стабилизация умягчение. Осуществляется также продувка (сброс воды из системы) с одновременным пополнением циркуляционной системы подпиточной водой.
Характеристика объекта водоснабжения
Объектом водоснабжения является промышленное предприятие которое состоит из 6 рабочих цехов. Предприятие находится в Мангистауской области. На территории предприятия находятся вспомогательные помещения водозаборная скважина очистные сооружения оборотной промышленной и циркуляционной воды насосные станции оборотной и циркуляционной воды резервуары холодной и горячей воды площадка градирен здание реагентного хозяйства. Предусмотрена оборотная система охлаждающей воды. Количество циркуляционной воды 57700 м3сут воды идущей на промышленные нужды водоснабжения – 40890 м3сут. Температура воды после технологического процесса – 39 оС температура охлажденной воды после градирен – 25 оС.
Выбор системы водоснабжения
1. Характеристика системы водоснабжения
В целях сокращения расхода воды предусматривается оборотная система водоснабжения. Так как вода после использования ее для технических целей охлаждения нагревается до температуры 39 оС то требуется только снизить ее температуру чтобы опять запустить ее в технологический процесс. Поэтому так как забор свежей воды из природного источника – скважины ограничен то воду сбрасываемую предприятием экономически целесообразно охлаждать и подавать снова для использования на том же предприятии. При этом из источника добавляется только некоторое количество свежей воды для восполнения потерь при обороте и охлаждении.
В качестве охлаждающих устройств запроектированы противоточные вентиляторные градирни. Свежая вода расходом 21349 м3сут подается в резервуар градирни в котором собирается охлажденная вода.
Для более точного расчета оборотной системы водоснабжения составляем графическую схему водного баланса всех потребителей промпредприятия приведенную на листе 1. На схеме в масштабе показано количество воды получаемой и сбрасываемой каждым потребителем а также теряемой безвозвратно в производстве на охладительных установках на очистных сооружениях и т.д.
В схеме указано: направление движения воды; виды подводящих и отводящих коммуникаций; расположение потребителей; сооружения по охлаждению и очистке воды. Потоки воды составлены в абсолютных количествах циркуляционной воды в еденицу времени то есть в м3сут.
Вентиляторные градирни обеспечивают наиболее глубокое охлаждение воды. По сравнению с башенными вентиляторные градирни имеют меньшую строительную стоимость и допускают большие площади орошения что позволяет более компактно размещать их на площадках промпредприятий. Однако вентиляторные градирни более электроемки и могут размещаться только с подветренной стороны для предотвращения обледенения зданий и сооружений вследствие образующегося тумана.
Площадка градирен выбирается с учетом розы ветров и на наиболее низкой части территории с минимальным заглублением самотечной сети.
1. Определение параметров расчета
Общее количество воды циркулирующей в замкнутом цикле равняется сумме расходов отдельных потребителей:
Часовой расход учитывая коэффициент неравномерности kчас = 1 равен 2404 м3ч.
Температура горячей воды t1 = 390С принимается по заданию.
Температура воды после охлаждения на градирнях t2 = 250С принимается по заданию. В качестве температуры охлажденной воды берется самое низкое значение до которого нужно охладить воду.
2. Расчет противоточных вентиляторных градирен
Технологический расчет можно условно разделить на два этапа:
)определяется удельный расход воздуха λ;
)плотность орошения qж и число градирен (секций) N.
Требуется определить число градирен при следующих расчетных данных:
t1 = 39 0С; t2 = 25 0С; 1 = 295 0С; φ1 = 056; Рб = 102 кПа (767 мм рт.ст.).
Принимаем вентиляторную отдельно стоящую градирню: fор = 144 м2; hор = 470 м.
Ороситель капельно-пленочный (2 см. черт. 18.).
По табл. 11 2: А = 032 м-1; m = 0733; kop = 008610-3 м2чкг; с.о = 464 м-1.
Водоуловитель № 2 (см. черт. 19 2) – по табл. 5 в.у = 380.
Вентилятор 2ВГ 70: по табл. 13 2 Л = -2359310-12 кгч2м8; М = 3873510-6 кгчм5; dв = 2013 кгм2; по черт. 29 2 при гр = 15. Длина воздухораспределителя l при двухпоточной градирне (входные окна для воздуха с двух противоположных сторон) равна ширины градирни т.е. l = 3 м.
Первый этап расчета. Для определения величины λ вычисляются вспомогательные значения Y U и R по формулам:
где – удельная энтальпия воздуха определяется в зависимости от величин t1 и Рб при φ = 100 % кДжкг (ккалкг);
– удельная энтальпия воздуха определяется в зависимости от величин t2 и Рб при φ = 100 % кДжкг (ккалкг);
– удельная энтальпия воздуха определяется в зависимости от величин 1 φ1 и Рб кДжкг (ккалкг);
– поправка к уделной энтальпии воздуха кДжкг (ккалкг) вычисляется по формуле:
При 1 = 295 0С по табл. 9 = 4124 кПа (4205 кгсм2); = 29510-3 кгсм3.
Плотность влажного атмосферного воздуха γ1 определяется по графику черт. 28 или по формуле:
при t1 = 39 0С; = 6992 кПа (713 кгсм2); = 48710-3 кгсм3;
при t2 = 25 0С; = 3168 кПа (323 кгсм2); = 29010-3 кгсм3;
при tср = 32 0С; = 4756 кПа (485 кгсм2); = 33910-3 кгсм3.
По формуле (8) или номограмме черт. 21 2:
По формуле (9) или номограмме черт. 21 2:
Величина вычисляется по формуле:
По графику чертеж 24 25 2 определяем вспомогательную величину х по значениям Y и R:
Второй этап расчета. На этом этапе технологического расчета определяем плотность орошения qж кг(м2ч) и по ней число градирен (секций) N.
Плотность орошения определяется по уравнению:
Уравнение (14) с численными значениями коэффициентов имеет вид:
Принимаем к установке три градирни.
Номинальная подача вентилятора воздуха. Отклонение от номинальной подачи составляет 13 % что можно считать допустимым.
Вентиляторные градирни размещаем на площадке промпредприятия с подветренной стороны для предотвращения обледенения зданий и сооружений вследствие образующегося тумана.
Площадку для размещения градирен выбираем с учетом розы ветров и на наиболее низкой части территории с минимальным заглублением самотечной сети.
2.1. Потери воды в системе
Часть оборотной воды выводится из системы вследствие испарения часть теряется в ввиде капельного уноса. Оборотная вода также расходуется на продувку систем. Все эти потери компенсируются добавлением в систему свежей воды.
где Р – количество добавляемой воды;
Р1Р2Р3 – потери воды соответсвенно на испарение капельный унос и продувку % от расхода оборотной воды.
Потери воды на испарение:
где – разность температур оборотной воды градирне (t1-t2 = 39-25 = 14 oC);
k – коэффициент принимаемый в зависимости от температуры воздуха 1 = 295 0С (k=015).
Потери воды на унос составляют в вентиляторных градирнях с водоуловителями 02-05.
Объем потерь воды на продувки принимаем по заданию .
3. Гидравлический расчет водопроводной сети В4
Сеть горячей воды проектируется самотечной из керамических асбестоцементных или железобетонных труб. При ее трассировке проектируем не менее двух выпусков. Гидравлический расчет сети ведется по сосредоточенным расходам затем строим профиль самотечной сети.
Целью расчета сети В4 является определение экономически наивыгоднейших диаметров труб на участках сети и потерь напора в них.
Сеть проектируем из труб по ГОСТ 8696-74.
Глубина заложения сети: Нпр + 03 м = 19 + 03 = 22 м.
Гидравлическую увязку сети проводят только по магистральным линиям.
Определяем потери напора в трубах с минимальным требуемым напором насосной станции II подъема используемые при расчете систем подачи и распределения воды. Потери напора при движении воды по трубам пропорциональны их длине и зависят от диаметра труб расхода воды (скорости течения) характера и степени шероховатости стенок труб (то есть от типа и материала труб) и от области гидравлического режима их работы.
Потери напора на расчетном участке сети можно определить с учетом сопротивления сети S. Потери напора в сети: h = Sq2 м.
где S0 – удельное сопротивление зависит от диаметра труб;
поправочный коэффициент с расчетным значением S0 учитывающий неквадратичную зависимость потерь напора от скорости.
Расход невязки (увязочный расход):
где h – невязка в кольце потерь напора;
арифметическая сумма произведений расходов каждого участка в кольце на его сопротивление.
Знак “–” перед дробью показывает что увязочный расход необходимо провести по кольцу в направлении обратном знаку полученной увязки то есть разгрузить перегруженные участки и нагрузить недогруженные.
Весь процесс гидравлической увязки основан на том чтобы сумма потерь напора в кольце сети равнялась нулю т.е. не должно быть перегруженных и недогруженных участков сети. Для практических расчетов допускается по методу Лобачева – Кросса.
Гидравлический расчет водопроводной сети В4 выполнен в таблице 1.
Схема потокораспределения показана в приложении А.
4. Гидравлический расчет самотечной сети В5
Напорная сеть охлажденной воды проектируем кольцевой. В каждом цехе предусматриваем два ввода от участков кольцевой сети.
Гидравлический расчет водопроводной сети производится на один расчетный случай по фиксированным расходам.
По результатам гидравлического расчета сети строим пьезометрические линии и определяем напор первой группы насосов циркуляционной насосной станции.
Целью расчета сети В5 является определение экономически наивыгоднейших диаметров труб на участках сети определение минимальных глубин заложения трубопроводов наполнения и скорости течения воды в трубопроводе.
Сеть проектируем из чугунных труб ГОСТ 8696-74.
Минимальная глубина заложения трубы от поверхности земли до лотка трубы
Hmin = hпр - (03 – 05) 07м + D
Hmin = 19 – 03 = 16 м
где D – проектируемый диаметр трубы м;
hпр – глубина промерзания м;
– для диаметра 500 мм;
- для диаметра > 500 мм;
– глубина заложения трубы от поверхности земли до верха трубы.
Гидравлический расчет самотечной сети В5 выполнен в таблице 2.
5. Определение емкости резервуара горячей воды (РГВ) и резервуара охлажденной воды (под градирни)
Резервуар горячей воды необходим для сбора и хранения 30-40 минутного запаса горячей воды которая поступает в него по самотечным линиям от цехов.
В проекте принят 1 прямоугольный сборный железобетонный заглубленный резервуар.
Объем воды в резервуаре определяется исходя из 15-20 мин подачи воды насосом:
где Qцир – общий расход циркуляционной воды из всех цехов м3ч;
t – время нахождения горячей воды в резервуаре ч.
Принимаем резервуар с размерами (10х10х4) м (16х16х5) м.
Резервуар охлажденной воды необходим для сбора и хранения 30-40 минутного запаса холодной воды которая поступает в него из градирен.
К проектированию принимаем 3 прямоугольных сборных железобетонных резервуаров расположенных под каждой градирней. Объем воды в резервуаре определяется:
Резервуары располагаются непосредственно под градирнями. Резервуары имеют общую стенку в которой предусмотрена система перелива для того чтобы резервуары работали как сообщающиеся сосуды.
Принимаем 3 резервуара с размерами (12х12х3) м.
6. Обработка подпиточной и циркуляционной воды
6.1. Стабилизационная обработка охлаждающей воды
Стабильная вода – это вода которая не вызывает коррозию поверхностей с которыми она соприкасается и не выделяет на них осадка карбоната кальция.
Определяем стабильность воды с помощью индекса насыщения карбонатом кальция:
где рН – водородный показатель воды идущей на подпитку;
рНs – рН равновесного насыщения исследуемой воды карбонатом кальция 3:
f1(t) – функция температуры воды t = 10oC (вода из скважины);
f2(Са2+) – функция концентрации в воде катиона кальция С(Са2+);
f3(Щ) – функция щелочности воды ;
f4(Р) – функция прокаленного растворенного осадка (общего солесодержания)
Р = 1080 мгл = 108 гл.
рНs – водородный показатель насыщения воды карбонатом кальция определяемый по номограмме рис. 1 1.
Так как вода передаваемая по трубам имеет положительный индекс стабильности то она способна отлагать на стенках труб и аппаратуры контактирующей с ней карбонат кальция. Для предупреждения зарастания труб карбонатом кальция предусматриваем обработку воды серной кислотой.
6.2. Расчет режимов обработки охлаждающей воды для предотвращения
карбонатных и сульфатных отложений
При подкислении воды определяем дозу кислоты Дкис мгл в расчете на добавочную воду:
где – коэффициент определяемый по номограмме рис. 3 1;
е – эквивалентная масса кислоты для серной кислоты Н2SO4 – 49 мгмгэкв;
С – содержание активной части в товарной кислоте 98 %;
Щдоб – щелочность добавочной воды мгэквл;
Щоб – щелочность оборотной воды устанавливающаяся при обработке воды кислотой мгэквл:
– величина зависящая от общего солесодержания оборотной воды Sоб и температуры охлажденной воды t2 принимаем по табл. 1 1;
(Са)доб – концентрация кальция в добавочной воде мгл;
(СО2)охл – концентрация двуокиси углерода в охлажденной воде мгл определяем по табл. 2 в зависимости от щелочности добавочной воды и коэффициента упаривания воды в системе kу; (664)
kу – коэффициент концентрирования (упаривания) солей не выпадающих в осадок:
Р1 Р2 Р3 – потери воды из системы на испарение унос ветром и сброс (продувку) % от расхода оборотной воды.
Сульфат кальция не выпадает если произведение активных концентраций ионов Са2+ и SO42- оборотной воде не превышает произведение растворимости сульфата кальция:
где fи – коэффициент активности двухвалентных ионов принимаем по табл. 3 1 в зависимости от величины -ионной силы раствора (охлажденной воды) гионл:
СНСО3 СNa CMg CCa – концентрация ионов бикарбонатных натрия магния и кальция в добавочной воде гионл;
СCl’ CSO4’ – концентрация ионов хлоридного и сульфатного в подкисленной добавочной воде гионл:
принимаем при подкислении серной кислотой:
Дкис – доза кислоты мгл определяемая по формуле (3.1);
ПРCaSO4 – произведение растворимости сульфата кальция при температуре воды 25-60 оС равно 2410-5.
Так как произведение активных концентраций ионов Са2+ и SO42- в оборотной воде не превышает растворимости ПР сульфата кальция то он в осадок не выпадает.
Солевое содержание циркуляционной воды считается стабильным если количество солей удаляемых из системы при продувке и в результате уноса воды из охладителей будет равно количеству солей приносимых с добавочной водой:
где Сдоб Сцир – концентрация солей жесткости соответсвенно в добавочной и циркуляционной воде.
Расход кислоты на обработку подпиточной воды определяется:
Концентрированная серная кислота H2SO4 хранится в цистерне куда подается сжатый воздух. Цистерна типовая объемом 6-10 м3. С помощью нагнетания воздуха поддерживается определенный уровень кислоты в баке-мернике. После бака установлен эжектор для подачи кислоты нужной концентрации.
Для замера и дозирования расходуемой кислоты устанавливаем бак мерник. Емкость бака определяется:
где Т – число часов работы бака по заготовке. Бак дозатор заполняется один раз в сутки.
ρ – плотность кислоты 98 % концентрации.
Принимаем к установке 1 бак-мерник емкостью 90 л кислоты.
Установку для подкисления воды проектируем по схеме
Эжектор в схеме принимаем типовой с условным диаметром входа и выхода 4050 мм при расходе рабочей воды 40-50 м3ч и давлением 3-5 атм.
Расход кислоты из бака в обрабатываемую воду составляет:
6.3. Обработка медным купоросом CuSO4
Обработка воды раствором медного купороса направлена главным образом на борьбу с водорослями развивающимися в градирнях на водораспределительных трубах и лотках оросителях стойках каркасах.
Поскольку водоросли развиваются в основном в теплый период года и сравнительно медленно воду медным купоросом обрабатывают периодически 3-4 раза месяц. Продолжительность обработки 1 час.
Медный купорос вводим в обрабатываемую воду перед поступлением ее на градирни в виде 2-5 % раствора. Расход оборотной воды:
Объем бака-мешалки для растворения купороса проектируем на расход обрабатываемой воды в течение Т = 1 ч концентрация раствора – 5 %.
Расход медного купороса на одну обработку составит:
На станции необходимо хранить запас медного купороса на 6 месяцев с учетом введения его в воду 4 раза в месяц. W = 12 · 4 · 6 = 2885 кг.
Емкость растворного бака составит:
где ДCuSO4 – доза медного купороса считая по сухому продукту мгл;
Qоб – количество обрабатываемой воды м3ч;
b – концентрация раствора медного купороса в растворном баке 5%.
Принимаем типовой бак мешалку емкостью 1 м3 с плоским днищем и пропеллерной мешалкой.
Размеры бака: D = высота = .
Для подачи купороса в резервуар горячей воды принимаем насос дозатор НД-
Устройство для растворения и дозирования купороса состоит из растворного бака-мешалки и дозатора. Установка для медного купороса см. приложение
6.4. Обработка хлором
Хлорирование оборотной воды направленно на борьбу с развитием бактерий в теплообменных аппаратах трубопроводах и на градирнях. Производится оно периодически заданными дозами хлора вводимыми в оборотную воду без выключения теплообменных аппаратов из работы. Необходимую дозу хлора устанавливают по хлоропоглощаемости воды. При отсутствии этих данных ее рассчитываем по формуле:
где ХП – хлоропоглощаемость воды добавляемой в систему для подземных вод принимаем 3 мгл;
kу - коэффициент концентрирования солей не выпадающих в осадок %.
Доза хлора по 1 принимается в пределах 7-10 мгл.
Суточный расход хлора для обработки охлаждающей воды составит кгсут:
где Qохл – расход охлаждающей воды м3ч;
t – продолжительность одного периода введения хлора 1 ч;
n – количество периодов введения хлора в течении суток 1 раз в сутки.
Воду хлором обрабатывают периодически 3-4 раза месяц в течение 1 часа.
При периодической обработке воды хлорная вода собирается в бак откуда она периодически подается к месту хлорирования. Подача хлорной воды от хлораторов производится в приемную камеру охлажденной воды.
Емкость бака для хлорной воды определяется:
γ – плотность раствора хлора принимается равной 1 тм3.
Принимаем хлоратор марки ЛОНИИ-100. Общий расход хлора составляет 20 кгч.
Для хлораторной такой производительности предусматривается доставка хлора в контейнерах (бочках). Требуемое число бочек вместимостью 800 л диаметром 800 мм и длиной 2020 мм:
где Sбоч – выход хлора из одной бочки 3 кгч с 1 м2 площади боковой поверхности бочки;
Fбоч – площадь поверхности бочки м2.
Принимаем 2 бочки для обеспечения полученной производительности в 1 час.
Число бочек подлежащих хранению на расходном складе хлора в течение месяца:
Дозирование и введение хлора осуществляется с помощью хлоратора. Производительность хлоратора равна суточному расходу хлора qхл = 20 кгч.
Принимаем к установке 2 хлоратора ЛОНИИ-100 производительностью 10 кгчас.
Хлораторные установки устраивают в пристройках к насосным станциям оборотной воды. Бочки с хлором хранятся там же.
Хлорное хозяйство должно обеспечить прием хранение испарение жидкого хлора дозирование газообразного хлора с получением хлорной воды.
6.5. Удаление взвешенных веществ (флотация на сверхскоростных фильтрах Никифорова)
Механические примеси после обработки воды реагентами удаляются из циркуляционной воды фильтрование на сверхскоростных фильтрах Никифорова . Данный фильтр принят потому что к прозрачности фильтрата не предъявляется особо высоких требований. Поэтому требуется грубое осветление воды для производственных нужд. Вода через фильтры проходит под напором так как при удалении взвешенных веществ происходят значительные потери напора. Из-за быстрого засорения фильтрующего материала промывка фильтров производится автоматически.
В технологическом процессе происходит незначительное загрязнение циркуляционной воды. Находящиеся при этом в воде взвешенные вещества могут привести к выходу из строя некоторого оборудования. В таком случае к воде предъявляются требования по взвешенным веществам которые не должны превышать 10 мгл.
Общая производительность фильтров составляет 8-10 % от циркуляционного расхода:
где tp – продолжительность полезной работы фильтра мин;
– средняя скорость фильтрования мч.
Принимаем фильтры d = 25 м.
Полезная площадь фильтра:
По заданному и рассчитанному расходу находим количество фильтров:
Принимаем к проектированию 2 рабочих фильтра.
Определяем площадь фильтров с учетом принятого их количества:
Интервал между промывками 2-х смежных фильтров tи = 1 мин; продолжительность операций связанных с промывкой фильтра tо = 10 мин а продолжительность промывки tпр = 6 мин. Интенсивность промывки фильтров .
Полная производительность фильтров Qобщ в течение цикла фильтрования:
Расход промывной воды в течение одного цикла:
Расход промывной воды в % от общего расхода:
Полезная производительность фильтров за фильтроцикл:
Производительность одного фильтра составит:
Полезная производительность всех фильтров отнесенная к одному часу ее работы:
а производительность одного фильтра:
7. Расчет циркуляционной насосной станции
В оборотных системах водоснабжения предусматривают циркуляционные насосные станции для подачи отработавшей горячей воды на градирни а также для возврата охлажденной воды в цехи на технологические нужды. В связи с этим на циркуляционных станциях устанавливают две группы насосов. Циркуляционные станции размещают в непосредственной близости от водоохладительных сооружений. Вода к резервуарам горячей воды подходит по самотечной сети В5. Работа циркуляционной станции бесперебойная. Для обеспечения надежной работы циркуляционные
насосы устанавливают под залив поэтому циркуляционная насосная станция находится ниже уровня земли. Ось насосов подающих горячую воду на градирни располагается на отметке; ось насосов подающих холодную воду в сеть В-4 располагаются на отметке. Это позволяет установить все насосы под залив.
Таким образом на станции проектируем две группы насосов. Первая группа насосов обеспечивает подачу охлажденной воды потребителю вторая – подает теплую воду на охладительные устройства.
Насосы холодной воды подбираются из расчета часовой производительности 24042 м3ч и напора необходимого для подачи воды на градирни. Напор развиваемый насосом:
где Нг1 – геометрическая высота подъема воды Нг1 = Z1-Z3 =
Нсв1 – максимальный свободный напор у потребителя м;
hп.в.1 – потери напора во всасывающем трубопроводе охлажденной воды м;
hп.н.1 – потери напора в напорном трубопроводе и в водоводах охлажденной воды м.
Принимаем к установке 2 рабочих и 2 резервных насоса марки Д1250-65 (12НДс).
Насосы горячей воды подбираются из расчета часовой производительности 24042 м3ч и напора необходимого для подачи воды на градирни. Напор развиваемый насосом:
где Нг11 – геометрическая высота подъема воды Нг11 = Z4-Z2 =
Z2 – определяется в результате гидравлического расчета самотечной сети теплой воды;
Z4 – отметка расположения распределительной системы градирни;
hп.в.11 – потери напора во всасывающем трубопроводе м;
hп.н.11 – потери напора в напорном трубопроводе и в распределительной системе градирни м.
Производительность – 1000 м3ч;
Электродвигатель – А3-315М-4.
циркуляционную насосную станцию
РХВ (резервуар холодной воды) – Циркуляционная насосная станция
всасывающие водоводы l = 50 м
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений ( = 1) м;
l – длина всасывающего водовода м.
Циркуляционная насосная станция – подача воды потребителю
напорные водоводы l = 1000 м
где l – длина напорного водовода м.
В насосной станции предусмотривается необходимое грузоподъемное оборудование и дренажные насосы.
Дренажные насосы: необходимы для удаления воды изливающейся при ремонте оборудования утечек через сальники насосов. Для сбора дренажных вод в машинном зале устраивается дренажный колодец объем которого принимается равным 10-15 минутной производительности дренажного насоса. Для стока дренажных вод в колодец у стен здания устраиваются дренажные лотки. Пол проектируется с уклоном 0002-0005 к дренажным лоткам.
Для удаления воды принимаем дренажный насос марки ВК-424.
где Wк – объем дренажного колодца м3;
Q – производительность дренажного насоса м3ч;
t – время за которое насос выкачивает воду из колодца 10 мин.
Принимаем 4 дренажных насоса: 2 рабочих находящихся в помещениях насосов горячей и холодной воды и 2 резервных находящихся на складе.
Учитывая вес насосов и электродвигателей принимаем кран-балку грузоподъемностью 5 т.
В помещении реагентного хозяйства предусматриваем электроталь грузоподъемностью 2 т.
Схема циркуляционной насосной станции представлена в приложении
Система промышленного водоснабжения
В данном курсовом проекте применяется схема оборотного водоснабжения воды на предприятии. Так как при такой системе в водоем сбрасывается значительно меньшее количество отработанной воды; из водоисточника забирается меньшее количество воды.
Промышленная вода необходимая для технологического процесса поступает в цеха участвует в технологическом процессе и затем сбрасывается в водоотводящую сеть. По водоотводящей сети данная вода транспортируется на очистные сооружения грязных стоков. Там эта вода очищается
до получения необходимых показателей качества для данного производства. Затем очищенная вода поступает в резервуары чистой воды откуда забирается насосной станцией оборотной воды и по напорной сети поступает в цеха снова участвуя в технологическом процессе.
Так как часть оборотной промышленной воды теряется в технологическом процессе то ее следует пополнять свежей водой из скважины.
1. Определение расчетных расходов
Общее количество воды которое необходимо подать потребителям (цехам) должно равняться сумме расходов отдельных потребителей указанных в задании с учетом потерь воды в технологическом процессе и коэффициента часовой неравномерности kчас = 15.
Данный расход воды идет на технологические нужды промышленного водоснабжения и на подпитку охлажденной воды с градирен.
Потери воды в системе в связи с технологическим процессом задаются по заданию и составляют для всех цехов в целом 95925 м3сут.
2. Очистные сооружения
Подпиточная вода забирается из скважин расположенных в 25 км севернее предприятия. Качество забираемой воды соответствует качеству воды необходимой для нужд производства и от
вечает качествам оборотной воды по всем показателям. Следовательно предприятие не нуждается в устройстве очистных сооружений водоподготовки.
3. Водозаборные сооружения (скважины)
Забор воды производим из скважин расположенных в 25 км севернее объекта потребления. Проектируем подземный (скважинный) водозабор. В расчете принимаем совершенную скважину питаемую безнапорными водами.
3.1. Выбор способа бурения и бурового оборудования скважины
Способ бурения водозаборных скважин выбираем в зависимости от глубины и диаметра скважины вида пород проходимых при бурении степени изученности гидрогеологических условий района бурения характеристики намеченного к постоянной эксплуатации водоносного пласта наличия воды и высококачественной глины для бурения типа и конструкции фильтра устанавливаемого в скважине.
Так как гидрогеологические условия скважин достаточно изучены то экономически более выгодным оказывается роторный способ бурения скважин.
При роторном способе бурения требуется подавать промывочную жидкость которая удаляет из забоя продукты бурения охлаждает рабочий инструмент и удерживает стенки скважины от обрушения за счет гидростатического давления.
Принимаем роторное бурение с обратной промывкой (промывочная жидкость подается в забой между стенками скважины засасываясь в ствол бурильной колонны откуда по шлангам находя-
щихся в бурильных трубах сбрасывается в отстойник) поскольку скважина принимается большого диаметра (так как применяем фильтр с гравийной обсыпкой) глубиной до 300 м в породах без включения валунов и большого количества крупной гальки.
Станки для бурения скважин принимаем по таблице 21 11. Тип установки принимаем 2БА-15К где начальный диаметр бурения 1270 мм глубина бурения 300 м.
3.2. Выбор типа фильтра и его расчет
Конечный диаметр скважины Dэ то есть эксплуатационной колонны в которой размещают фильтр и водоподъемник зависит от габаритов оборудования и способа бурения. При роторном способе бурения Dэ должен превосходить диаметр фильтра на 100 мм (п. 5.17) 1.
Минимальный диаметр эксплуатационной обсадной колонны принимаем исходя из условий установки в ней насосов.
Диаметр обсадных труб скважин примем из возможности опускания в них погружных насосов с подачей Qн = 1006 м3ч и создания необходимых условий для отбора воды из скважин. Минимальный диаметр обсадных труб
где dдв – диаметр двигателя насоса ЭЦВ12-160-100 который в первом приближении лучше всего подходит для откачки воды из запроектированной скважины;
– допускаемый размер щели между обсадными трубами и двигателем насоса равный 25 мм.
Принимаем стандартный размер обсадных труб .
Тип фильтра принимаем в зависимости от характеристики водовмещающих пород используемого пласта. Он служит для крепления стенок водозаборной скважины в пределах водоносного пласта и предупреждения выноса частиц водоносной породы в колодец при фильтровании воды.
Тип и конструкцию фильтра выбираем в зависимости от характера водоносных пород глубины скважины расхода воды из скважины качества забираемой воды условий и режима эксплуатации скважины.
Тип фильтра принимаем каркасно-стержневой с песчано-гравийной двухслойной обсыпкой (гравийный фильтр).
Диаметр частиц обсыпки гравийных фильтров определяем по формуле
где d50 – средний диаметр частиц грунта мм принимаем в пределах (01÷025)мм;
D50 – средний диаметр частиц обсыпки мм.
Толщина слоев обсыпки в гравийных засыпных фильтрах принимаются не менее 50 мм ( = 2·50 = 100 мм).
Длину рабочей части фильтра принимаем в зависимости от мощности водоносного пласта m водонепроницаемости пород kф производительности скважин Q и конструкции фильтра.
В водоносных пластах мощностью больше 10 м можно принимать
где коэффициент α = (05÷08).
Размеры фильтра определяем исходя из условий создания допускаемых скоростей движения воды при поступлении ее из водоносного пласта в скважину.
Пропускная способность фильтра
Допускаемую скорость фильтрации при выходе воды из пласта в фильтре определяем по формуле для гравийных фильтров
где kф – коэффициент фильтрации принимаем по табл. 22 11 в зависимости от вида водоносной породы – песок мелкозернистый мсут.
Площадь фильтрующей поверхности фильтра м2
где Dф – диаметр фильтра м;
lф – длина рабочей части фильтра м.
В гравийном фильтре за Dф принимают диаметр внешнего контура обсыпки то есть диаметр цилиндрической поверхности водоносной породы прилегающей к фильтру. Следовательно диаметр фильтра .
Потребный диаметр фильтра D= 082 м. В качестве каркаса фильтра принимаем перфорированную трубу с Dн = 720 мм. Толщина гравийной обсыпки – 50 мм. Чтобы предупредить обнажения верхних отверстий каркаса фильтра при эксплуатации в результате осадки гравия гравийную обсыпку необходимо устраивать на 50 см выше его перфорированной поверхности.
3.3. Подбор скважинных эксплуатационных насосов
расчет требуемого количества скважин
Количество рабочих скважин определяем в зависимости от расчетного расхода воды из скважины Qрасч и возможного дебита одной скважины
где Qвз – заданная производительность водозабора с учетом kчас = 15 м3ч:
Qн – производительность выбранного насоса м3ч.
Возможный дебит одной скважины
где qуд – удельный дебит скважины определяемый с учетом его уменьшения вследствие возможного взаимодействия скважин м3ч;
Sвозм – величина возможного понижения статического уровня воды м.
Зависит от высоты столба воды (Нв) устанавливающегося в скважине после вскрытия эксплуатационного водоносного горизонта мощности водоносного пласта (m) и оптимальных экономических условий работы колодца. Для скважины оборудованной фильтром при Нв ≥ 2m ориентировочно принимаем
Количество резервных скважин принимаем в зависимости от числа рабочих скважин и категории водозабора I 1 которую устанавливают по требуемой надежности действия и характеру непрерывности подачи воды
Оптимальные расстояния между водозаборными скважинами от которых зависит величина их взаимодействия устанавливают на основании технико-экономических расчетов. Ориентировочно расстояние R = 74 м принимаем по таблице 24 11.
Насосы устанавливаемые в скважинах для постоянной эксплуатации подбирают по расходу воды из одной скважины Qс и напору Нр определяемому по формуле
где Нг – геометрическая высота водоподъема измеряемая от статического уровня воды в скважине Zст до уровня воды резервуара Zст в который она подается
где Zр – отметка уровня воды в резервуаре м;
Zст – отметка статического уровня воды в скважине м.
Sр – расчетное понижение статического уровня воды в скважине при расходе из нее Qн; для скважины питаемой напорными водами
– сумма потерь напора на пути движения воды от водоносного пласта до резервуара.
При вычислении величины учитываются потери напора в фильтре скважины в щели между электродвигателем и обсадной колонной в водоподъемных трубах от скважины до резервуара.
Потери напора в фильтре м
где Qс – расход воды из скважины м3сут.
Потери напора в щели между погружным электродвигателем и эксплуатационной обсадной колонной м
Dс – внутренний диаметр эксплуатационной колонны м;
Dэ = диаметр электродвигателя м;
Qс – расход воды забираемый из скважины лс.
3.4. Гидравлический расчет трубопроводов. Уточнение марки насосов
Зная количество скважин и расстояние между ними можно принять схему сборных водоводов – линейную (тупиковую).
Проектируем линейную схему в две нитки. В случае выхода из работы одной нитки на ремонт или при аварии обеспечивается подача воды на сборный узел по другой нитке в размере 70 % расчетного расхода воды.
Для повышения надежности работы водозабора все участки его сборного водовода выполняются из чугунных труб.
Вода потребителю транспортируется по двум напорным трубопроводам диаметром 600 мм каждый.
Вода идущая на нужды промышленного водоснабжения в цехе № 5 не отвечает требуемым показателям по жесткости. Следовательно чтобы снизить уровень жесткости в цехе № 5 до
Жо = 1 мгэквл требуется реагентное умягчение воды известково-содовым методом так как остаточная жесткость при этом способе умягчения составляет 05-1 мгэквл а щелочность 08-12 мгэквл. Установки для умягчения устанавливаем непосредственно в цехе.
В состав установок для известково-содового умягчения воды входят:
Реагентное хозяйство (устройства для приготовления и дозирования растворов реагентов – извести и соды для устранения жесткости воды коагулянта FeSO4 для ускорения осаждения взвеси;
Камеры хлопьеобразования;
Осветлители со взвешенным осадком;
Устройства для стабилизационной обработке воды.
Схема установки реагентного умягчения представлена
Находим количество воды подлежащей умягчению qу выраженное в % от общего количества воды:
где Жо.исх – общая жесткость исходной воды мгэквл;
Жос – общая жесткость воды подаваемой в сеть потребителю мгэквл;
Жу – жесткость умягченной воды мгэквл.
Следовательно умягчению подлежит 100 %-ный расход подаваемой потребителю воды.
Производительность установки Qсут = 5400 м3сут Qчас = 225 м3час.
Общая жесткость исходной воды определяется по содержаниию в ней ионов Ca2+ и Mg2+:
Карбонатная жесткость воды:
Следовательно некарбонатная (постоянная) жесткость:
Содержание в исходной воде свободной углекислоты СО2 = 3 мгл при рН = 73 щелочности Що = Жк = 66 мгэквл и температуре воды 10оС.
Мутность исходной воды 3 мгл цветность отсутствует.
Допустимая мутность воды после умягчения не должна превышать 10 мгл.
При декарбонизации и известково-содовом умягчении воды в умягченную воду вводим известь в виде известкового молока.
Определяем дозу извести (для устранения карбонатной жесткости воды) в пересчете на СаО:
При соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью
где СО2 – концентрация свободной двуокиси углерода мгл;
Са2+ – содержание в воде кальция мгл;
Дк – доза коагулянта FeSO4 (железный купорос) мгл:
С – количество образующейся при умягчении воды взвеси в пересчете на сухое вещество;
m – 70 % содержание СаО в технической извести.
ек – эквивалентная масса активного вещества коагулянта для FeSO4 = 76 мгмгэкв;
– избыток извести вводимый для полноты реакции.
Коагулянт и известь вводятся одновременно.
Расчетная доза соды в пересчете на Na2CO3:
При проектировании установок для приготовления известкового молока предусматривается: бункер для приема извести дробилку известегасильное устройство классификатор баки для известкового молока с устройствами для непрерывного перемешивания и средства для транспортирования сухой извести и известкового молока.
Весовые количества реагентов – извести Gи соды Gс и железного купороса Gк требуемые для умягчения и осветления:
где Ки – содержание СаО в товарной извести II сорта;
Кс – содержание Na2CO3 в товарной соде;
Кк – содержание FeSO4 в товарном коагулянте.
Принимаем вертикальные (вихревые) смесители.
4.1. Расчет освтлителей со взвешенным осадком
Принимаем осветлитель типа ЦНИИ-3 (автор Е.Ф. Кургаев) Q = 150 м3ч с поддонным осадкоуплотнителем и распределением воды опускными трубами.
Расход воды Qсут = 5400 м3сут Qчас = 225 м3ч. Принимаем 2 осветлителя с расходом воды Qосв = 1125 м3ч qсек = 3125 лс каждый. Количество образующейся при умягчении взвеси С = 10446 мгл.
При постоянном расходе воды наибольшая площадь осветлителя (с учетом осадкоотводящих труб) равна:
где Fосв – площадь зоны осветления м2;
f – суммарная площадь сечения осадкоотводящих труб м2;
k – коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем табл. 26 4;
q – расчетный расход осветляемой воды м3ч;
– скорость восходящего потока воды в зоне осветления мч.
Количество воды расходуемой при сбросе осадка:
где С – максимальная концентрация взвешенных веществ мгл;
m – количество взвеси в воде выходящей после обработки в осветлителе мгл;
– средняя концентрация взвешенных веществ в осадкоуплотнителе по 1 при Т = 4 часа;
kp – коэффициент разбавления осадка при его удалении равный 12-15.
Подводящий стальной трубопровод принят с внутренним диаметром d = 200 мм (по ГОСТ 10704-76) по расходу qсек = 3125 лс и скорости движения воды = 091 мс dнар = 219 мм 1000i = 708 м.
Для освобождения воды от пузырьков воздуха принимаем воздухоотделитель диаметр которого равен:
где – скорость нисходящего движения воды в воздухоотделителе не более 005 мс.
Принимаем Dв = 1200 мм (отрезок стальной трубы высотой 155 м). Объем воздухоотделителя (без учета конической части):
Фактическое пребывание воды в воздухоотделителе:
Принимаем t1 = 60 сек.
Опускная труба принята диаметром 250 мм при расходе воды 3125 лс = 059 мс 1000i = 239 м.
От вертикальной опускной трубы идут 4 ответвления пропускающих расход воды 781 лс каждое; диаметр ответвления 125 мм = 056 мс 1000i = 524 м.
Избыточный осадок непрерывно поступает в осадкоуплотнитель по вертикальным осадкоотводящим трубам. Наибольший суммарный расход воды поступающей в осадкоуплотнитель по 4 осадкоприемным трубам равен:
где Qосв – расход воды на один осветлитель м3ч;
k – коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем k = 07 (при умягчении).
Принимаем 4 стальные осадкоприемные трубы d = 250 мм.
Площадь поперечного сечения осадкоотводящих труб
Диаметр осветлителя:
СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Стройиздат 1985.
Пособие по проектированию градирен. М 1989.
Николадзе Г.И Минц Д.М. Кастальский А.А. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. – М. Высш. шк. 1984.
Л.А. Кульский М.Н. Булова И.Т. Гороновский П.И. Смирнов Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов. Киев 1972.
Н.Н. Абрамов «Водоснабжение» М 1982.
А.Ф. Шабалин «Оборотное водоснабжение промышленных предприятий» М 1972.
Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений М. 1979.
Водное хозяйство промышленного предприятия: Методические указания к выплнению курсового проекта ВКТУ; Тамимдарова Н.А. Хапина В.И. – У.-К. 1997.
Старинский В.П. Михайлик Л.Г. Водозаборные и очистные сооружения коммунальных водопроводов: Учеб. Пособие. – Минс 1989.
Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчеты. – М. 1971.
Проектирование и расчет устройств водоснабжения Белан А.Е. Хоружий П.Д. – Киев 1981.