Станция очистки природных вод - водоподготовка

poyasnyak_vodopodgotovka.docx

Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный
архитектурно-строительный университет
Кафедра водоснабжения и водоотведения
Пояснительная записка
«Водоочистные сооружения»
Выбор технологической схемы водоочистки5
Расчет конструкции скорых фильтров6
1 Определение общей площади фильтров и их количества6
2 Определение строительной высоты скорых фильтров9
3 Расчет трубчатой дренажно-распределительной системы фильтра10
4 Расчет дырчатых труб для трубчатых ответвлений дренажно-распределительной системы12
5 Расчет системы сбора промывной воды в скорых фильтрах14
6 Расчет сборного бокового кармана скорых фильтров18
7 Расчет устройств для подачи воды на промывку скорых фильтров19
7.1 Расчет потерь напора при промывке скорых фильтров19
7.2 Расчет требуемого напора насоса для подачи промывной воды21
8 Определение диаметров трубопроводов для обвязки скорых фильтров22
Определение полной производительности очистной станции23
Расчет осветлителей со взвешенным осадком27
1 Определение размеров осветлителей в плане27
2 Расчет распределительной системы осветлителей со взвешенным осадком32
3 Расчет осадкоприемных окон33
4 Определение высотных размеров осветлителя34
5 Расчет осадкоуплотнителя36
6 Расчет устройств для сбора осветленной воды38
Расчет вертикального вихревого смесителя41
Расчет и построение высотно-технологической схемы49
Список использованных источников52
Геодезическая отметка площадки ОС
Общая жесткость мг-эквл
Полезная производительность ОС м3сут
Очистка природных вод и водоподготовка — комплекс физических химических и биологических процессов предназначенные для снижения содержания в воде вредных примесей и обогащения ее недостающими ингредиентами чтобы сделать ее пригодной для хозяйственно-питьевого промышленного или сельскохозяйственного использования.
Источником водоснабжения служит река назначение станции- приготовление воды питьевого качества в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения».
Целью данной курсовой работы является расчет и проектирование основных сооружений станций водоподготовки.
Выбор технологической схемы водоочистки.
Состав основных сооружений станции определяется параметрами качества исходной и очищенной воды (мутность мгл цветность с) а также производительность в м3сут.
Согласно исходным данным:
В соответствии с таблицей 10. СП 31 по данным параметрам выбрана схема основных сооружений:
Горизонтальные отстойники-скорые фильтры.
Расчет и проектирование скорых фильтров.
Расчет скорых фильтров производится на начальном этапе проектирования станции для того чтобы определить требуемый расход воды на их промывку.
На фильтры поступает вода прошедшая предварительное осветление на горизонтальных отстойниках при этом содержание взвешенных веществ в воде на фильтры не должно превышать 8-12 мгл для того чтобы скорые фильтр обеспечивал мутность очищенной воды не более 15 мгл.
Для расчетов фильтров необходимо выбрать тип и параметры их фильтрующей загрузки ( по таблице 15 СП 31) а также параметры поддерживающих слоев по таблице 14.
Для данной курсовой работы подобраны однослойные скорые фильтры с кварцевой загрузкой с эквивалентным диаметром зерен 07-08 мм высотой слоя 07-08 м со скоростью фильтрования при нормальном режиме 5 мч и со скоростью фильтрования при форсированном режиме 6 мч.
1 Определение общей площади фильтров и их количества.
Общая площадь скорых фильтров определяется по формуле:
где Qп – полезная производительность ОС м3сут по заданию равная 41000 м3сут;
Tст – продолжительность работы станции в течение суток равная 24 часа;
Vн – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме мч равная 6 мч;
nпр – число промывок одного фильтра в сутки принимается равным 2;
W – интенсивность промывки фильтра м3м2с принимаемая по табл. 16 СП 31.13330.2012 1 равная 0013м3м2с;
t1 – время промывки фильтра ч принимаемое по табл. 16 СП 31.13330.2012 1 равное 0083 ч;
t2 – время простоя фильтра в связи с промывкой принимаемое для фильтров промываемых водой 033 ч.
Определим общую площадь скорых фильтров по формуле (1):
В соответствии с пунктом 9.82 СП 31.13330.2012 1 количество фильтров определяется по формуле:
Определим количество фильтров по формуле (2):
При этом должно обеспечиваться выполнение следующего условия:
где N1 – число фильтров находящихся в ремонте принимаемое в соответствии с п. 9.78 СП 31.13330.2012 1 равное 1;
Vф – скорость фильтрования при форсированном режиме мч принимаемая по табл. 15 СП 31.13330.2012 1 равная 75 мч.
Проверим количество фильтров на выполнение условия приведенного в формуле (3):
Условие выполняется значит количество фильтров определено верно.
Для станции фильтрования рекомендуется принимать площадь одного фильтра не более 100 м2.
Площадь одного фильтра рассчитывается по формуле:
Определим площадь одного фильтра по формуле (4):
Так как площадь одного фильтра получилась больше 30 м2 принимаем скорый фильтр с центральным карманом приведенный на рисунке 1.
— песок; 2 — гравий; 3 — дренажная система из дырчатых труб; 4 — сборные желоба для отвода промывной воды; 5 — подача осветляемой воды на фильтр; 6 — отвод профильтрованной воды; 7 — подача воды для промывки фильтра; 8 — отвод промывной воды; 9 — центральный канал. Работа фильтра: при фильтровании задвижки а б открыты в г — закрыты; при промывке задвижки аб закрыты в г — открыты.
Исходя из полученного значения площади одного скорого фильтра определяем длину Lф и ширину Bф фильтра Lф = 6 м следовательно Bф = 12м.
2 Определение строительной высоты фильтра.
Строительная высота скорых фильтров определяется по формуле:
H = Нпс + Нз + Нв + Нс м
где Нпс – общая высота поддерживающих слоев м принимаемая по табл. 14 СП 31.13330.2012 1 равная 025 м;
Нз – высота слоя загрузки м равная 08 м;
Нв –высота слоя воды над загрузкой принимаемое в соответствии п. 9.87 СП 31.13330.2012 1 равное 2 м;
Нс – высота строительного борта над расчетным уровнем воды равное 05 м.
Определим строительную высоту скорых фильтров по формуле (5):
Н = 025 + 08 + 2 + 05 = 355 м
3 Расчет трубчатой дренажно-распределительной системы фильтра
Дренажная система фильтра работает в двух режимах:
)При нормальной работе фильтра она собирает и выводит из фильтра очищенную воду
)При промывки в нее поступает и распределяется по площади фильтра промывная вода.
Так как расход промывной воды на много больше чем расход поступающей в фильтр на очистку то и расчет дренажной системы производится на пропуск промывного расхода.
Расчетный расход промывной воды на один фильтр определяется по формуле:
где fф – площадь одного фильтра м2;
W – интенсивность промывки фильтра лм2с равная 13 лм2с.
Определим расчетный расход промывной воды на один фильтр по формуле(16):
Qпр = 13 · 3253 = 4229 лс =
По найденному значению Qпр вычисляем требуемую площадь живого сечения центрального коллектора дренажно-распределительной системы по формуле:
где Vкол - скорость движения воды при промывке в начале коллектора равная 1 мс.
Определим требуемую площадь живого сечения коллектора дренажно-распределительной системы по формуле (7):
Для фильтров с центральным карманом исходя из площади коллекторов определяются его размеры. Принимаем высоту коллектора 08м чтобы в него могла зайти труба под водопромывной воды.
К данному центральному коллектору дренажной системы присоединяются трубы ответвлений.
Ответвления укладываются с шагом a= 025-035м таким образом площадь фильтра приходящаяся на одно отверстие может быть вычислена по формуле:
где Lотв – длина ответвления для скорых фильтров с боковым карманом равная длине фильтра Lф = 3 м.
Определим площадь фильтра приходящаяся на одно ответвление по формуле (9):
fотв = 3 · 035 = 105 м2
Зная fотв рассчитываем расход промывной воды через одно ответвление по формуле:
где W – интенсивность промывки фильтра лм2с принимаемая по табл. 16 СП 31.13330.2012 1 равная 13 лм2с.
Определим расход промывной воды через одно ответвление по формуле (10):
Диаметр труб ответвлений определяется по формуле:
где Vотв – скорость движения воды в трубе ответвления принимается в пределах 16-2 мс принимаем 18 мс.
Определим диаметр труб ответвлений по формуле (11):
Принимаем трубы ответвления d=100 мм.
На трубопроводах ответвлений расположенных равномерно в шахматном порядке отверстия с шагом 015-02 м.
5 Расчет устройства для сбора и отвода промывной воды.
Сбор промывной воды с площади фильтра осуществляется желобами расположенных на определенной высоте над слоем загрузки. Для расчета желобов необходимо расположить их по площади фильтра учитывая что максимальное расстояние между осями желобов не превышает 22 м.
Расход промывной воды приходящийся на один желоб определяется по формуле:
где nж – количество желобов в фильтре назначаемое исходя из оптимального расстояния между осями желобов в фильтре равного 2 м согласно п. 9.93 СП 31.13330.2012 1 следовательно количество желобов равно 3. Схема расположения желобов в фильтре приведена на рисунке 2.
Определим расход промывной воды приходящийся на один желоб по формуле (13):
Расстояние от оси желоба до стенки фильтра принимается равным 09 м.
Рисунок 2 – Схема расположения желобов в скором фильтре с боковым карманом
Зная расход воды приходящийся на один желоб назначают его размеры. Поперечное сечение желоба для скорого фильтра с боковым карманом следует предусматривать пятиугольным с треугольным дном (см. рисунок 3).
Рисунок 3 – Желоб пятиугольного сечения с треугольным дном
Дну желоба придается уклон 001 по ходу движения воды. Параметр х м (см. рисунок 3) определяется по формуле:
где kжел - коэффициент принимаемый исходя из п. 9.93 СП 31.13330.2012 1 для пятиугольных желобов равный 21;
ажел – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины принимаемое исходя из п. 9.93 СП 31.13330.2012 1 равное 15.
Определим параметр х по формуле (14):
Зная параметр x определяем ширину желоба по формуле:
Определим ширину желоба по формуле (15):
Вжел = 2 · 03 = 06 м
Высота прямоугольной части желоба определяется по формуле:
Определим высоту прямоугольной части желоба по формуле (16):
hпр = 15 · 03 = 045м
Полезная высота определяется по формуле:
Определим полезную высоту по формуле (17):
hж = 045 + 03 = 075 м
Полезная высота в конце желоба с учетом уклона определяется по формуле:
Определим полезную высоту в конце желоба с учетом уклона по формуле(18):
hк = 075 + 3 · 001 = 078 м
Низ желоба должен находиться над поверхностью загрузки на расстоянии 005 м а верх желоба на 03 м выше расширившейся при промывке фильтрующей загрузки. Поэтому кромку желоба над поверхностью загрузки размещают на высоте Δhж где Δhж - большее из значений определяемых по формулам:
где Hз – высота фильтрующей загрузки равная 08 м;
aз – степень расширения загрузки при промывке в % принимаемая по табл. 16 СП 31.13330.2012 1 равная 30 %.
По данным расчета можно определить высотное положение желоба в фильтре.
6 Расчет и подбор оборудования для подачи воды на промывку скорых фильтров.
В качестве устройства для подачи промывной воды принимаются центробежные насосы. Рекомендуемое количество насосов равно 2 (1 рабочий и 1 резервный).
Напор насосов зависит от взаимного расположения фильтров и РЧВ и потерь напора которые складываются из потерь в коммуникациях от РЧВ до фильтра и потерь напора в самом фильтре.
6.1 Расчет потерь напора при промывке скорых фильтров
Потери напора в распределительной системе фильтра определяются по формуле:
где кол - коэффициент гидравлического сопротивления принимаемый согласно п. 9.90 СП 31.13330.2012 1 принимаем равным 16.
Определим потери напора в распределительной системе фильтра по формуле(22):
Потери напора в поддерживающих гравийных слоях скорых фильтров определяются по формуле:
hпс = 0022 · Hпс · W м
Определим потери напора в поддерживающих гравийных слоях скорых фильтров по формуле (23):
hпс = 0022 · 055 · 13 = 015м
Потери напора в фильтрующей кварцевой загрузке скорых фильтров определяются по формуле:
hз = (a + b · W) · Hз м
где a и b – параметры равные для кварцевого песка с размером зерен 051 мм соответственно 076 и 0017;
W – интенсивность промывки фильтра лм2с принимаемая по табл. 16 СП 31.13330.2012 1 равная 13 лм2с.
Определим потери напора в фильтрующей кварцевой загрузке скорых фильтров по формуле (24):
hз = (076 + 0017 · 13) · 08 = 078 м
Общие потери напора при промывке скорого фильтра определяются по формуле:
hф = hрс + hпс + hз м
Определим общие потери напора по формуле (25):
hф = 015 + 015 + 078 = 108м
Потери напора в трубопроводе подводящем промывную воду к коллектору распределительной системы находим пользуясь таблицами Шевелева 5. При этом диаметр трубопровода промывной воды должен обеспечить скорость движения воды 1520 мс. При расходе 4229 лс подобран стальной трубопровод диаметром 600 мм с уклоном 00075 и со скоростью 15 мс что в пределах нормы.
Потери напора в трубопроводе определяются по формуле:
hтр = 115 · i · L м
где L – общая длина трубопровода подводящего промывную воду к коллектору распределительной системы равная 70-80 м;
i – уклон трубопровода равный 00075.
Определим потери напора в трубопроводе по формуле (26):
hтр = 115 · 00075 · 0004 = 035 м
6.2 Расчет требуемого напора насоса промывной воды и подбор насосов промывной воды.
Напор который должен развивать насос для промывки фильтров определяется по формуле:
Hнас = hф + hтр + hн + Hг м
где hн – неучтенные потери напора принимаются равными 3 м;
Hг – высота подъема воды от минимального уровня неприкосновенного запаса в РЧВ до уровня кромки желобов определяется по формуле:
Hг = hрчв-ф + Hпс + Δhж + Hз м
где hрчв-ф – высота подъема воды от минимального уровня неприкосновенного запаса в РЧВ до уровня низа поддерживающих слоев фильтра принимаемая равной 6 м.
Определим высоту подъема воды от минимального уровня неприкосновенного запаса в РЧВ до уровня кромки желобов по формуле (28):
Hг = 6 + 055 + 054 +08 = 789 м
Определим напор который должен развивать насос для промывки фильтров по формуле (27):
Hнас = 108 + 035 + 3 + 789 = 1232 м
Исходя из полученного значения напора 1232 м и расхода 4229 лс принимаем два насоса (1 рабочий и 1 резервный) марки D2000-21-2
7 Определение диаметров трубопроводов для обвязки скорых фильтров
Подбор диаметров трубопроводов для обвязки скорых фильтров проводится по таблицам Шевелева 5. Трубы стальные. Подобранные в соответствии с расходом значения диаметров и скоростей трубопроводов отобразим в таблице 1.
Таблица 1 – Определение диаметров трубопроводов для обвязки скорых фильтров
Наименование трубопровода
Трубопровод подающий воду на все фильтры (на фильтрование)
Трубопровод отводящий отфильтрованную воду со всех фильтров
Трубопровод подающий воду на очистку на один фильтр
Трубопровод отводящий очищенную воду с одного фильтра
Трубопровод подающий воду на промывку фильтра
Трубопровод отводящий промывную воду
Определение полной производительности очистной станции.
Полная производительность ведется в двух расчетах: в паводок и в межень. В конечном итоге все полученные значения показателей сводятся в таблицу 2.
Полная производительность станции определяется по формуле:
Qр = (Qп + Qф) · k м3сут
где Qф – расход воды от промывки фильтров возвращаемый в голову очистных сооружений определяемый по формуле (30);
k – коэффициент учитывающий расход воды на промывку осветлителя определяемый по формуле (32).
Qф = Fф · qпр · nпр м3сут
где qпр – удельный расход воды на промывку одного фильтра определяемый по формуле (31).
qпр = 006 · W · tпр м3м2
где tпр – время промывки фильтра равное 5 мин.
Определим удельный расход воды на промывку одного фильтра по формуле(31):
qпр = 006 · 13 · 5 = 3.9 м3м2
Определим расход воды от промывки фильтров возвращаемый в голову очистных сооружений по формуле (30):
Qф = 292.8 · 2· 3.9 = 2279.16 м3сут
где kр – коэффициент разбавления осадка в осветлителе при его удалении равный 15 согласно п. 9.60 СП 31.13330.2012 1;
ср – средняя концентрация твердой фазы в осадке принимаемая по табл. 12 СП 31.13330.2012 1 и равная в паводок 50000 гм3 в межень 50000 гм3;
Cоч – концентрация взвешенных веществ в осветленной воде после осветлителей равная 15 мгл;
Cв – концентрация взвешенных веществ поступающих в воду с учетом введения в нее реагентов определяемая по формуле (33).
Cв = М + kс + Дк + 025 · Ц + Ви мгл
где Ц – цветность исходной воды данная в исходных данных;
kс – коэффициент учитывающий вид коагулянта равный 055 для сернокислого алюминия;
М - мутность исходной воды исходной воды данная в исходных данных;
Дк – доза коагулянта определяемая по табл. 9.2 СП 31.13330.2012 1 принимаем равной в паводок 70 мгл в межень 50 мгл;
Ви – количество нерастворимых взвешенных веществ в воде вносимых вместе с известью определяемое по формуле (34).
где Ди – доза извести определяемая по формуле (35);
kи – долевое содержание CaO в извести равное 05.
где ек - эквивалентная масса коагулянта мгмг-экв принимаемая для A
Що – щелочность исходной воды данная в исходных данных;
kщ - коэффициент согласно п. 9.16 СП 31.13330.2012 1 для извести (по СаО) равный 28.
Определим дозу извести в паводок и в межень по формуле (35):
Так как доза извести в паводок и в межень получились отрицательными то количество нерастворимых взвешенных веществ в воде вносимых вместе с известью определяемое по формуле (34) определять не нужно.
Определим концентрацию взвешенных веществ поступающих в воду с учетом введения в нее реагентов в паводок и в межень по формуле (33):
Св пав = 900 + 055 · 50 + 025 · 65 = 954.75 мгл
Св меж = 400 + 055 · 50 + 025 · 50 = 440 мгл
Определим коэффициент учитывающий расход воды на промывку осветлителя в паводок и в межень по формуле (32):
Определим полную производительность очистной станции в паводок и в межень по формуле (29):
Qp пав = (41000 + 2279.16) · 1028 = 44490.97 м3сут
Qp меж = (41000 + 2279.16) · 1012 = 43798.5 м3сут
Таблица 2 – Расчетные значения полученные в результате определения полной производительности очистной станции
Мутность в источнике М мгл
Расчет общей площади всех отстойников
Горизонтальные отстойники применяются при производительности очистных сооружений более 30000 м3сут. Конструктивно они представляют собой прямоугольные резервуары разделенные продольными перегородками на ряд секций шириной 6 или 3 м. При количестве секций менее шести следует предусматривать одну резервную.
1 Расчет общей площади всех отстойников
Площадь всех отстойников расчитывается по формуле (36)
Где: =13- коэффициент объемного использования отстойника
= Гидравлическая крупность принимаем 055 ммc
q = расчетный расход отстойника определяется по формуле (37):
Определяем расчетный расход отстойника по формуле (37):
Определим площадь всех отстойников по формуле (36)
2 Расчет длины отстойников
Длина отстойников расчитывается по формуле (38):
где Vср – средняя скорость движения воды принимаем 10 ммc
Hср – средняя высота зоны осаждения принимаем 35 м.
Определяем длину отстойников по формуле (38):
Проверим удовлетворение полученных величин по формуле (39):
LH = 63.63.5=18.1720
3 Расчет ширины секции отстойника
Согласно СП 31.13330.20121 принимаем ширину секции 6 м тогда число секций рассчитывается по формуле (40):
Найдём число секций по формуле (40):
N=1271.1(35636)=5 штук
При N6 необходимо предусмотреть 1 резервную секцию секций ровно 6 штук.
Расчетный расход воды на один отстойник определяем по формуле (41):
Определим расход по формуле (41):
Qrol=1853756=308.95
Для определения высоты отстойников необходимо помимо принятой ранее высоты зоны осаждения Hср знать высоту осадочной части отстойника Нос. Для этого необходимо рассчитать объем осадка предварительно приняв в соответствии с пп. 6.70 6.71 способ удаления осадка ( наиболее распространенным является гидравлический способ удаления) продолжительность накопления осадка (т.е период работы отстойника между чистками) и длительность сброса осадка (20-30 мин).
Объем осадка выпавшего за период между чистками определяем по формуле (42):
W= qrol(Cисх-Соч) Т
Определяем объём выпавшего осадка по формуле (42):
W=308.95(900-10)1250000=65.89
Вместимость призматической части отстойников (43):
Определим объём призматической достаточно для полного накопления осадка за 12 ч.
4 Расчет высоты отстойника.
Высота отстойника в начале отстойника рассчитывают по формуле (44):
Hн=Нср+Нпч+iL+Нстр м
Высота отстойника в конце отстойника рассчитывают по формуле (45):
Высота отстойника рассчитывается соответственно по формулам (44) и (45):
Нн=35+15+0005638+05=5818 м
Расстояние между полупогружной перегородкой и водобойной стенкой принимается равным 3 м высота водобойной стенки принимается на 03-05 м выше осадкоотводящих труб. Ширина канала принимается конструктивно но не менее 1 м. Общая длина блока отстойников и КХО при этом должна быть кратна 3.
5 Расчет системы удаления осадка из отстойника.
Количество осадка удаляемого из одного отстойника определяем по формуле (46):
Pос=qrolT(Cв-Соч)106
Количество удаляемого осадка определяем по формуле (46):
Pос=3089512(900-10) 106
Расход воды сбрасываемой вместе с осадком определяется по формуле (47):
Где: К= коэффициент разбавления принимаем 103
N=количество труб для удаления осадка принимаем 2шт.
Pт=средняя концентрация твердой фазы в осадке 5%
T= продолжительность сброса осадка из одного отстойника принимаем 05ч
Определяем количество осадка по формуле (46):
Qос= 1033291001250.5=67.7
По таблице Шевелёва подбираем осадкоотводящие трубы с D=150 мм V=0.94 мс
Для забора осадка на данных трубах размещают отверстия с диаметром не менее 25 мм с шагом 300-500 мм. Отверстия расположены в шахматном порядке под уклоном 45°
В качестве устройства сбора осветвленной воды применяют систему горизонтальных дырчатых труб с длиной 2L3= 263.63=42.4 м. Скорость принимаем V=0.6-0.8 мc. Для забора воды в трубах устраивают отверстия расположенные горизонтально по оси трубы. Диаметр отверстий должен быть не менее 25 мм расстояние между осями труб не менее 3 м.
Расчетный расход воды для одной трубы находим по формуле (47):
Qсбр=13qrol(3.62) лc (47):
Расход находим по формуле (47):
Qсбр=1330895362=5578 лc
По таблице Шевелёва принимаем 2 сборных трубопровода с диаметром D=300 мм и со скоростью V=0.71 мc
Расчет камеры хлопьеобразования ( КХО )
КХО со слоем взвешенного осадка являются наиболее распространенным типом камер реакции в схемах с горизонтальными отстойниками. Правда в последнем издании 1 применение таких камер ограничено минимальной мутностью исходной воды 50 мгл однако если иметь ввиду замутнение поступающей на станцию воды с осадком из отстойников то область использования таких КХО практически не ограничена.
1 Определение общей площади КХО.
Определим общую площадь КХО по формуле (48):
Fкхо= Qр(243600v) (48)
Где V- скорость восходящего движения воды в камере принимаем 09 ммc
Определим площадь КХО по формуле (48):
Fкхо= 444901724360000009=57214
Количество КХО принимаем по числу отстойников n=5 шт.
Определим площадь одной камеры по формуле (49):
fкхо=Fкхоn= 572145=11443
Ширина камеры принимается по ширине отстойника Вот=Вкхо=6м тогда длина КХО - Lкхо=fкхоВкхо= 114436=1907 м (50)
Высоту КХО: Нкхо=Hн+hкхо м (51):
Где: hкхо= потери напора в КХО принимаем 05 м.
Найдём высоту КХО по формуле (51):
Нкхо=5818+05=6318 м.
Вычислим время пребывания воды в КХО по формуле (52):
t = (Нкхо-hстр)fкхо(q60)= (6.318-0.5)114.430.160=110.95 мин.
q = расход воды на одну камеру определяем по формуле (53):
q = 44490.172436005= 0.1
Данное время пребывания воды в КХО удовлетворяет условию t>20 мин.
2 Расчет распределительных труб КХО
Распределительные трубы проектируют в следующей последовательности.
Вычисляют расчетный расход воды приходящийся на один трубопровод по формуле (54):
Где nтр= число перфарированных труб при ширине 6 м принимают n=3.
Вычислим расход одной трубы по формуле (54):
Qтр = 1003= 3333 лс (54)
Рекомендуемая скорость движения воды V=0.5-0.6 мc. По таблице Шевелёва принимаем трубу D = 350 мм. На трубе распределяют отверстия с D=25 мм трубы имеют телескопический вид и уменьшают диаметр через каждые 13Lкхо на сортамент. Принимаем трубы с диаметрами 350 300 и 250 мм.
Для того чтобы создать устойчивый взвешенный слой в КХО поток воды должен быть строго вертикальным. С этой целью по длине камеры хлопьеобразования через каждые 25-3 м устраивают вертикальные перегородки. Верхняя часть перегородки должна быть затоплена на глубину h которую расчитывают по формуле (55):
h = ql(LкхоВкхоvr) м (55)
где: Vr= скорость горизонтального движения воды принимаем 004 мс
l= расстояние от начала КХО до расчетной перегородки м.
К расчету примем пять стенок. Рассчитаем расстояние от воды до стенки по формуле (55):
h 1 = 01 3 (19076 0004)= 0065 м.
h 2 = 06 (19076 0004) = 0131 м.
h 3 = 09 (19076 0004)= 0196 м.
h 4 = 12 (19076 0004)= 0262 м.
h 5 = 15 (19076 0004)= 0328 м.
Расчет вертикального вихревого смесителя
Смеситель является первым сооружением в технологической схеме водоподготовки и служит для обеспечения быстрого и полного смешения поступающей на станцию воды с коагулянтом.
В курсовой работе принят к проектированию вихревой вертикальный смеситель круглый в плане.
В соответствии с рекомендациями СП 31 количество смесителей на станции должно быть не менее двух а расход приходящий на смеситель не более 1500 м3ч.
Так как на проектируемой станции часовой расход поступающей воды составляет 185375 м3ч то принимаем 2 смесителя.
– подача воды из водозабора; 2 – отвод воды от смесителя к сооружению очистки; 3 – ввод раствора коагулянта; 4 – отверстия для сбора воды в лоток; 5 – водосборный лоток; 6 – карман для приема вода из водосборного лотка.
Рисунок 6 – Конструкция вертикального вихревого смесителя
Расход воды приходящий на один смеситель определяется по формуле:
Определим расход воды приходящий на один смеситель по формуле (56):
Площадь верхней части смесителя определяется по формуле:
где Vвосх – скорость восходящего движения воды в смесителе согласно п. 9.36 СП 31.13330.2012 1 равная 003 мс.
Определим площадь верхней части смесителя по формуле (64):
Диаметр верхней части смесителя определяется по формуле:
Определим диаметр верхней части смесителя по формуле (58):
Диаметр входного отверстия смесителя равен диаметру подводящей трубы (позиция 1 рисунок 6) который определяется по формуле:
где Vн – скорость воды в подводящем трубопроводе согласно п. 9.36 СП 31.13330.2012 1 равная 12 мс.
Определим диаметр входного отверстия смесителя по формуле (66):
Принимаем трубу d= 500 мм (условный диаметр) наружный диаметр этой трубы dн = 530 мм.
Площадь нижней конической части цилиндра определяется по формуле:
Определим площадь нижней конической части цилиндра по формуле (67):
Высота нижней части смесителя определяется по формуле:
где α – угол между наклонными стенками согласно п. 9.36 СП 31.13330.2012 1 равная 30 - 45.
Определим высоту нижней части смесителя по формуле (61):
Объем нижней части смесителя определяется по формуле:
Определим объем нижней части смесителя по формуле (69):
Общий объем смесителя определяется по формуле:
где t – время пребывания воды в смесителе согласно п. 9.40 СП 31.13330.2012 1 равное 1-2 мин.
Определим общий объем смесителя по формуле (70):
Объем верхней части смесителя определяется по формуле:
Определим объем верхней части смесителя по формуле (64):
Wв = 1544 – 108 = 464 м3
Высота верхней части смесителя определяется по формуле:
Определим высоту верхней части смесителя по формуле (65):
Общая высота смесителя определяется по формуле:
hсм = hн + hв + hстр м
где hстр – строительная высота над расчетным уровнем воды равная 05 м.
Определим общую высоту смесителя по формуле (66):
hсм = 324 + 18 + 05 = 554 м
Сбор воды из смесителя осуществляется в его верхней части периферийным лотком через затопленные отверстия (позиции 4 и 5 рисунок 6).
Площадь одного водосборного лотка определяется по формуле:
где Vл – скорость движения воды в конце водосборного лотка согласно п. 9.36 СП 31.13330.2012 1 равная 06 мс.
Определим площадь одного водосборного лотка по формуле (74):
Площадь всех затопленных отверстий определяется по формуле:
где Vо – скорость движения воды в затопленных отверстиях согласно п. 9.36 СП 31.13330.2012 1 равная 1 мс.
Определим площадь всех затопленных отверстий по формуле (75):
Диаметр одного отверстия dо принимается в пределах от 50 до 100 мм. Принимаем диаметр одного отверстия равный 80 мм.
Площадь одного отверстия определяется по формуле:
Определим площадь одного отверстия по формуле (76):
Зная общую площадь затопленных отверстий и площадь одного затопленного отверстия определим количество затопленных отверстий по формуле:
Определим количество отверстий по формуле (70):
Ширина водосборного лотка принимается в пределах от 03 до 05 м. Принимаем ширину водосборного лотка bл = 05 м.
Высота водосборного лотка определяется по формуле:
Определим высоту водосборного лотка по формуле (78):
Шаг между осями затопленных отверстий определяется по формуле:
где Pст – периметр стенки смесителя определяемый по формуле (80).
Периметр стенки смесителя определяется по формуле:
Определим периметр стенки смесителя по формуле (80):
Pст = 314 · 33 = 10 м
Определим шаг между осями затопленных отверстий по формуле (79):
Расчет и построение высотно-технологической схемы
Высотная схема представляет собой графическое изображение в профиле всех сооружений станции с взаимной увязкой высоты их расположения на местности.
Составление высотной схемы начинают с наиболее низко расположенного сооружения – резервуара чистой воды. При проектировании высотной схемы максимальная отметка уровня воды в резервуаре чистой воды принимается за исходную минимальную. Затем в зависимости от этой отметки определяются отметки уровня воды в других сооружениях с учетом габаритов этих сооружений потерь в соединяющих трубопроводах и потерь в самих сооружениях.
Расчёт ведётся для основных сооружений с учётом того что необходимо стремиться к безнапорному движению воды между сооружениями.
Высотная схема строится в абсолютных отметках с соблюдением вертикального масштаба М 1:100.
Отметка земли данная в исходных данных Zзем = 86
Абсолютная отметка уровня воды в РЧВ определяется по формуле:
Zmax.РЧВ = Zзем + 05
Zmax.РЧВ = 86 + 05 = 865м
Абсолютная отметка уровня воды в фильтре определяется по формуле:
Zф.вод. = Zmax.РЧВ + hком + hф-рчв
Zф.вод. = 865 + 14 + 35 = 914м
Абсолютная отметка уровня воды в отстойнике определяется по формуле:
Zотст. = Zф.вод. + hком
Zосв.вод. =914 + 14+08 = 936 м
Абсолютная отметка уровня воды в КХО определяется по формуле:
Zкхо. = Zотст. + hкхо
Zкхо = 936+ 02 = 938м
Абсолютная отметка уровня воды в смесителе определяется по формуле: (78)
Таким образом разница между уровнем воды в РЧВ и уровнем воды в смесителе составила 87 м.
В данной курсовой работе рассчитана и запроектирована станция водоподготовки хозяйственно-питьевого водоснабжения с поверхностным источником водоснабжения. Запроектированная станция обеспечивает качество воды удовлетворяющее требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения».
Мною получены знания определения расчётных параметров произведён подбор и расчёт сооружений очистки с учётом особенностей показателей исходной природной воды.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
СП 31.13330.2012. Свод правил. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция взамен СНиП 2.04.02-84.
СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: Санитарные правила и нормы. – М. : ИИЦ Госкомсанэпиднадзора РФ 2001.
ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные.
ГОСТ 21.205-2016 Система проектной документации для строительства (СПДС). Условные обозначения элементов трубопроводных систем зданий и сооружений.
Шевелев Ф. А. Шевелев А. Ф Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. пособие. – 6-е изд. доп. и перераб. – М.: Строиздат 1984. – 116 с.

vodopodgotovka.dwg

Горизонтальные отстойники и КХО
Высотно-технологическая схема
Условные обозначения
Вертикальный вихревой смеситель
Горизонтальный отстойник и КХО
Реагентное хозяйство
Сооружение по обработке осадка
Резервуар-усреднитель с встроенной песколовкой
Насосная станция 2-го подъёма
Насос подачи хозяйственно-питьевой воды потребителю
Насос подачи промывной воды на фильтр
Насос подачи осадка от осветленной промывной воды
скорых фильтров в сооружения по обработке осадка
Насос подачи осветленной промывной воды скорых
фильтров в голову сооружений
Насос подачи осадка из отстойника в сооружения по
Насос подачи осветленной воды из сооружений по
обработке осадка в голову сооружений
Горизонтальные скорые фильтры с центральным каналом
Смесь коагулянта с водой М 1:100
Водоподготовка (очистка природных вод)
Станция очистки природных вод
Горизонтальные отстойники
В35-трубопровод подачи осветленной воды из поверхностных источников
В34-трубопровод подачи воды из поверхностных источников
В1-трубопровод подачи хоз.-питьевой воды
В41-трубпроводподачи раствора коагулянта
В42-трубопровод подачи хлора
В43-трубопровод подачи воды на промывку скорых фильтров
В44-трубопровод подачи осветленной промывной воды скорых фильтров в голову сооружений
В45-трубопровод подачи осветленной воды из сооружений по обработке осадка в голову сооружений
К41-трубопровод отвода промывной воды от скорых фильтров
К42-трубопровод отвода осадка от осветлителя
К43-трубопровод отвода осадка от осветленной промывной воды скорых фильтров
ННГАСУ 270112-2020 НВК