Инновационное развитие систем водоснабжения и водоотведения парка водных развлечений

.

Получение трихлоризоциануровой кислоты с помощью реакции хлорноватистой кислоты с циануровой кислотой представлено следующим уравнением

3HOCl+C(O)NH-C(O)-H-C(O)NH - 3H₂O+C(O)-NCl-C(O)-NCl-C(O)-NCl.

2.6.2 Автоматические станции дозирования и контроля

В бассейнах ввод химреагентов в воду может производиться ручным способом и автоматическим способом. Ручной способ дешевле, но у него множество недостатков: нет постоянного слежения за качеством воды, концентрация химреагентов в бассейне изменяется скачкообразно, сложно отследить необходимость добавления химреагентов при изменении количества посетителей бассейна.

Эти недостатки исключаются при применении такого оборудования для бассейнов, как автоматические станции дозирования [14], которые осуществляют измерение уровня концентрации дезинфектора и определяют уровень рН. При несоответствии данных показателей установленным нормам, станция дозирования автоматически добавит строго необходимое количество химреагентов.

Станции дозирования представляют собой всю совокупность оборудования для бассейна (рисунок 12), необходимого для осуществления автоматического процесса дозации химреагентов - анализаторы, дозирующие насосы, датчики и т.д.

Классификация станций дозирования происходит по типу применяемого в бассейне основного дезинфектора: хлора (обозначение станций - Cl/pH).

В станциях дозирования предусмотрены также сигнализации, подающие сигнал о достижении концентрации химреагентов критических (минимального/ максимального) значений, а так же о работе дозирующих насосов дольше, чем заданный программой промежуток времени. В базовый состав большинства дозирующих станций входят так же оборудование для дозации коагулянта в бассейне - дозирующие насосы.

Подбор станции дозирования осуществляется по мощности дозирующих насосов, определяемой объемом чаши бассейна. Для небольших бассейнов подойдут перистальтические (шланговые) насосы. Для бассейнов с большим объемом потребуются мембранные насосы, способные работать при большом противодавлении.

Так как объемы чаш бассейнов взрослого 78,89 м³/ч и детского 17,67 м³/ч то подбираем автоматическую станцию пропорционального дозирования и контроля химических реагентов POOL GUARD 3 фирмы ETATRON D.S.

Технические характеристики:

- автоматическая станция пропорционального дозирования и контроля химических реагентов для частных и общественных бассейнов, объемом до 500 м³;

- контроль уровня pH и Cl (хлора);

- наилучшее соотношение цена/качество;

- мембранные дозирующие насосы со встроенными контроллерами pH и Cl;

- производительность насосов: 5 м³/ч - 7 бар;

- регулировка задержки запуска насосов;

- температурная компенсация;

- постоянная память, класс защиты: IP 65.

Дозирующие насосы для плавательных бассейнов

Для правильного подбора производительности дозирующих насосов воспользуемся таблицами расчета (таблица 3 и 4), приведенными ниже [13]

Таблица 3 Рекомендуемые усредненные данные для подбора насосов дозаторов для pH и хлора

Объем бассейна, м3	100	500	1000	2000	3000
Рекомендуемая производительность дозирующего насоса, м3/ч	Уровень pH	0,7-2	2-5	5-15	20	30-50
	Уровень Cl	0,7-2	2-10	25-30	50-60	100-120

Таблица 4 Рекомендуемые усредненные данные для подбора насосов для дозирования флокулянта, коагулянта

Объем бассейна, м3	100	500	1000	2000	3000
Рекомендуемая производительность дозирующего насоса, м3/ч	min 0,5 мл/м3/час	0, 5	1,00	1,50	2,00	3,50
	max 1,0 мл/м3/час	1,00	1,50	2,00	3,00	4,00

Таким образом, подбираем следующие насосы дозаторы:

Аквапарк взрослый: насос-дозатор для флокулянта и коагулянта: Q = =1 м³/ч, Н = 5 м; насос-дозатор средства для корректировки рН и хлорсодержа-щего реагента: Q = 2 м³/ч, Н = 5 м.

Аквапарк детский: насос-дозатор хлорсодержащего реагента, средства для корректировки рН, для флокулянта, для коагулянта: Q = 1 м³/ч, Н = 5 м.

2.7 Подбор и расчет оборудования для водоподготовки

2.7.1 Подбор фильтровального оборудования

Для сохранения своих качеств и соответствию стандартам, вода в бассейне должна полностью проходить через фильтровальное оборудование за 4-6 часов и таких циклов за сутки должно быть 4. Длительность фильтровального цикла напрямую зависит от:

- месторасположения бассейна (уличный или внутренний);

- нагрузки на бассейн (для индивидуального использования семьей или же бассейн в гостинице).

Чем больше нагрузка на бассейн и чем больше загрязняемость бассейна внешними факторами (для уличного бассейна это пыль, мусор, листья и т.д.) тем меньше времени должен быть оборот воды в бассейне.

Количество людей в бассейне исходя из максимальной нагрузки (2,7 м² поверхности бассейна на 1-го человека) не должно превышать эту нагрузку (рисунок 13).

Рисунок 13 - Напорный фильтр

Для аквапарка взрослого.

Зеркало бассейна S = 323 м².

Объем бассейна V = 355 м³.

Исходя из полученных данных, вычисляем производительность необходимой фильтровальной установки [12] (в данном случае - производительность насоса). Для этого нужно разделить объем бассейна на время оборота воды (в нашем случае примем t = 5 часов, т.к. бассейн закрытый общего пользования).

(1)

Подбираем 3 рабочих и один резервный насос производительностью 32 м³/ч, напор Н = 1,4 м.

Нам нужно подобрать фильтр под данный насос. При подборе фильтра нужно учитывать такие параметры фильтра, как скорость фильтрации. Для разных типов воды и разных бассейнов скорость фильтрации разная. Для общественных бассейнов с пресной водой скорость фильтрации 30 м/ч. Подберем к бассейну песчаный фильтр с max скоростью фильтрации 40 м/ч.

Итак, определим, какого диаметра нам нужен фильтр.

Фильтры, как известно, имеют либо шарообразную, либо цилиндрическую форму в зависимости от высоты засыпки.

Площадь фильтрующего слоя S_ф, м², вычисляется по формуле

(2)

Диаметр фильтра D, м

. (3)

Скорость фильтрации - это отношение производительности насоса V, м³/ч к площади фильтра S_ф, м²

(4)

Площадь фильтра

Следовательно, диаметр фильтра

Исходя из приведенных расчетов, высоты слоя фильтрующей загрузки 1,0 м, и скорости фильтрации подбираем фильтр модели Servaqua [26].

Нам подойдет фильтр производства фирмы Servaqua диаметром 1200 мм.

Эквивалентный диаметр зерен фильтрующей загрузки - 0,4…0,8 мм.

Высота слоя фильтрующей загрузки - 1,0 м.

Число регенераций фильтров - 1 раз в сутки.

Удельный объем воды для промывки одного фильтра принят 4,0 м³ на 1 м² фильтрующей поверхности.

Промывка производится исходной водой «снизу - вверх» с интенсивностью 13 л/c·м² в течение 4 минут.

Отмывка фильтрующей загрузки производится исходной водой «сверху -вниз» со скоростью 17 м/ч в течение 2 минут.

Вывод на регенерацию фильтров осуществляется при достижении давления на манометре фильтра 0,16 МПа.

Максимально допустимое давление 0,25 МПа.

Расчет напорного фильтра ведется согласно [12].

Суммарная площадь фильтров F, м², определим по формуле

(5)

где	ф	-	продолжительность работы в течение суток, ф = 24 ч;
	vр.н	-	скорость фильтрования при нормальном режиме, vp.н = 17,93 м/ч;
	n	-	количество промывок каждого фильтра за сутки, принимаем п = 1;
	щ	-	интенсивность промывки, дм3/с•м2, щ = 13 дм3/с•м2;
	t1	-	продолжительность промывки, ч, t1 = 0,07 ч;
	t2	-	время простоя фильтра в связи с промывкой, ч, t2 = 0,33 ч.

Площадь одного фильтра при диаметре 1200 мм, F₁=1,13 м².

Количество фильтров N, шт, определим по формуле

(6)

Принимаем 4 фильтра площадью 1,13 м² каждый.

Для аквапарка детского.

Зеркало бассейна S = 52 м².

Объем бассейна V = 53 м³.

Исходя из полученных данных, вычисляем производительность необходимой фильтровальной установки (в данном случае - производительность насоса). Для этого нужно разделить объем бассейна на время оборота воды (для детского аквапарка t = 3 часа).

Подбираем 1 рабочий и один резервный насос производительностью 18 м³/ч, напор Н = 1,4 м.

Подберем к бассейну песчаный фильтр со скоростью фильтрации 40 м/ч. Тогда площадь фильтра равна

Диаметр фильтра

Выбираем фильтр производства фирмы Servaqua [26] диаметром 800 мм.

Суммарная площадь фильтров F, м², определим по формуле

Площадь одного фильтра при диаметре 800 мм, F₁= 0,5 м².

Количество фильтров N, шт, определим по формуле

Принимаем 2 фильтра площадью 0,5 м² каждый.

2.7.2 Расчет установок для обеззараживания воды УФ излучением

С целью обеззараживания воды в аквапарке после фильтровальной установки следует разместить УФ установки [34], которые предназначены для дезинфекции воды ультрафиолетовым излучением.

Такая дезинфекция является надежным, простым и дешевым способом. Использование его возможно везде, где есть бактериологическая угроза. УФ-обработка не оказывает отрицательного воздействия на вкус и запах воды.

При УФ-дезинфекции обрабатываемая вода облучается с помощью специальных ртутных ламп низкого давления[21]. УФ-лучи, испускаемые ртутно-кварцевой лампой, имеют длину волны 254 нанометра (253,7 нм), вызывают разрушение или дезактивацию ДНК и РНК микроорганизмов (которые являются главной составляющей всех организмов), препятствуя их жизнедеятельности и размножению на генетическом уровне. Это касается не только вегетативных форм бактерий, но и спорообразующих. Излучатель УФ низкого давления рассчитан на 8 000 - 12 000 рабочих часов (в зависимости от количества включений и условий эксплуатации).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 14 - Внешний вид и габаритные размеры установок УОВ-А

1 - корпус УОВ из нержавеющей стали; 2 - фотодатчик; 3 - блок электропитания и управления; 4 - входной патрубок с навесным фланцем; 5 - выходной патрубок с навесным фланцем; 6 - кран отбора проб; 7 - сливная пробка; 8, 9 - патрубки для подключения блока химической промывки; 10 - пробка выпуска воздуха

УФ установка для аквапарка взрослого

Исходя из расхода воды в аквапарке взрослом Q_цирк = 78,9 м³/ч, принимаем следующую установку: УОВ-30 Серия А (рисунок 14), производительностью 30 м³/час. В состав установок входят амальгамные УФ лампы типа TUV-40 низкого давления повышенной мощности. Компактные и высокоэффективные УФ системы на основе амальгамных ламп имеют большую производительность.

Оборудование серии А обеспечивает УФ дозу не менее 16 мДж/см². Ресурс бактерицидных УФ ламп 8000 часов. Оборудование изготавливается из нержавеющей стали. Бактерицидный поток лампы 10 Вт.

Проходя через камеру обеззараживания, вода, подвергается облучению ультрафиолетом, который уничтожает все находящиеся в воде микроорганизмы (бактерии, вирусы, простейшие и т.д.).

Обслуживание заключается в периодической замене УФ ламп и очистке камеры обеззараживания. Замена ламп производится примерно 1 раз в 1,5 года, промывка камеры обеззараживания производится - 1 раз в 3 месяца.

Устройство, принцип работы и обслуживание УФ оборудования: внутри камеры обеззараживания, изготовленной из нержавеющей стали, в кварцевых чехлах размещены бактерицидные УФ лампы. На корпусе имеются входной и выходной патрубок, УФ датчик, патрубки для автоматической промывки установки. Питание и система автоматики производиться с выносного пульту управления.

УФ оборудование компактно, экономично, просто и надежно в эксплуатации и обслуживании.

Оборудование имеет гигиенические заключения и сертификаты соответствия.

Оборудование предназначено для обеззараживания очищенной сточной воды, технической, оборотной, поверхностных вод.

Расчетный бактерицидный поток определяется по формуле

, (7)

где Q_час. - расчетный расход обеззараживаемой воды в м³/ч;

б - коэффициент поглощения облучаемой воды в см^-1, равный: для бес-цветных подземных вод, получаемых из глубоких подземных горизонтов, 0,1 см^-1; для родниковой, грунтовой и инфильтра-ционной воды 0,15 см^-1; для обработанной воды поверхностных источников водоснабжения 0,3 см^-1;принимаем б = 0,3 см^-1;

k - коэффициент сопротивляемости облучаемых бактерий, прини-маемый равным 2500 мквт?сек/см²;

Р₀ - количество бактерий в 1 м³ воды, или коли-индекс воды, до облучения; максимальное расчетное бактериальное загрязнение исходной воды принимается равным коли-индексу Р₀ = 1000 (коли-титр составляет 1);

Р - количество бактерий в 1 м³ воды после облучения, или коли-индекс облученной воды, принимаемый ? 3 (т. е. коли-титр не менее 330);

з_п - коэффициент использования бактерицидного потока; принимается рав-ным: для установок с источником излучения погруженным 0,9;

з₀ - коэффициент использования бактерицидного излучения, зависящий от толщины слоя воды, ее физико-химических показателей и конструктивного типа установки; принимается равным 0,9.

Степень обеззараживания воды Р/Р₀ должна лежать в пределах ¹/₁₀₀₀ - ³/₁₀₀₀. Тогда

Вт.

Потребное число ламп TUV-40 будет

, (8)

где F_л - расчетный бактерицидный поток лампы, 10 Вт.

 шт.

Следовательно, установка типа УОВ-30 должна состоять из трех рабочих и одной резервной кассеты, по пять ламп в каждой. Принимаем всего (3 + 1)?5 = = 20 ламп.

Расход электроэнергии на обеззараживание воды, Вт·ч/м³

(9)

где N - мощность, потребляемая одной лампой, Вт; N = 40 Вт.

Длина рабочей части канала установки

м, (10)

где l - расстояние между кассетами, равное 0,4 м;

N - общее количество кассет.

УФ установка для аквапарка детского

Исходя из расхода воды в аквапарке детском Q_цирк = 17,67 м³/ч, принимаем следующую установку: УОВ-20 Серия А, производительностью 20 м³/час (рисунок 13).

Оборудование серии А обеспечивает УФ дозу не менее 16 мДж/см². Ресурс бактерицидных УФ ламп 8000 часов. Оборудование изготавливается из нержавеющей стали. Бактерицидный поток лампы F_л = 8 Вт.

Расчетный бактерицидный поток определяется по формуле

 Вт.

Потребное число ламп TUV-30 будет

шт.

Следовательно, установка типа УОВ-30 должна состоять из одной рабочей и одной резервной кассеты, по пять ламп в каждой. Принимаем всего (1 + 1)?5 = 10 ламп.

Расход электроэнергии на обеззараживание воды, Вт·ч/м³

Длина рабочей части канала установки

м.

2.7.3 Подбор оборудования для подогрева воды

Для постоянного поддерживания оптимальной температуры воды в бассейне на уровне 27 ^оС, необходимо подобрать рекуперативный проточный компактный теплообменный аппарат, в котором горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, теплообмен происходит через стенку [18]. При этом тепловой поток в каждой точке стенки сохраняет одно и то же направление. Если параметры теплоносителей на входах в теплообменник не изменяются, то при ламинарных течениях внутри, параметры теплоносителей будут независимы от времени. В этом случае, процесс теплопередачи имеет стационарный характер (рисунок 15).



Рисунок 15 - Теплообменник

1 - впуск нагреваемой воды; 2 - залив рабочей жидкости; 3 - выпуск остывшей воды; 4 - выход нагретой воды

Для подбора нагревателя необходимо знать, сколько энергии будет тратиться бассейном.

Во-первых, энергия необходима для подогрева наполненной свежей воды, т.к. изначальная температура воды составляет 10-15 ^оС, а необходимая температура для бассейна - 25-30 ^оС.

Во-вторых, тепловая энергия тратится на испарение и излучение (зависит от того, где находится бассейн - на улице или в помещении, какая температура окружающей среды и т.д.).

В-третьих, тепловой поток уменьшается за счет теплопроводности и нагрева окружающих конструкций.

Потери тепла:

1. потери тепла, связанные с выходом купающихся из бассейна, разбрызгиванием воды;

2. потери тепла Q, Вт/м², в связи с испарением и конвекцией на поверхности воды зависят от скорости движения воздуха:

- для защищенной местности (v = 1,0 м/с): Q_пот = 311 Вт/м²;

- для частично защищенной местности (v = 2,0 м/с): Q_пот = = 446 Вт/м²;

- для открытой местности (v = 4,0 м/с): Q_пот = 749 Вт/м²;

- для закрытого аквапарка (v = 0 м/с): Q_пот = 130 Вт/м².

Данные для расчета потерь тепла в аквапарке взрослом приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Данные для расчета потерь тепла в аквапарке взрослом

Показатели	Значения
Площадь бассейна S, м2	323
Температура воды в бассейне, °С	27
Средняя температура (с мая по сентябрь), °С	15,8
Температура свежей воды при доливании в бассейн, °С	10
Потери тепла в связи с каждого м2 поверхности воды Qпот, Вт/м2	130
Объем бассейна V, м3	355

Средняя дневная потребность в тепле Q_дн, Вт (кВт), для закрытого бассейна площадью 323 м²

Q_дн = Q_пот · S · 24; (11)

Q_дн = 130 · 323 · 24 = 1007760 Вт.

Т.е. в среднем на поддержание температуры воды в бассейне на уровне 27 ^оС в сутки требуется тепловая мощность Q_под = 42 кВт/ч.

Для учета первоначального нагрева воды в бассейне с 10 ^оС до 27 ^оС в течение 3-х суток потребуется мощность

Q_нагр= V_бас · 1,163 · (t_жел - t_нап)/ ф, (12)

где V_бас - объем бассейнa, л;

ф - длительность нагрева, ч;

t_жел - температура желаемая воды в бассейне, ^оС;

t_нап - температура наполняемой воды в бассейн, ^оС.

Q_нагр = 355000 · 1,163 · (27 - 10)/ 72 = 97482 Вт/ч.

Итого, общая мощность теплообменника должна быть не менее суммарной мощности затрат на нагрев воды и затрат на поддержание заданной температуры.

Q_общ = Q_нагр+ Q_под; (13)

Q_общ = 42 + 97,5 = 139,5 кВт.

По расчетным параметрам подбираем теплообменник фирмы ОVB [20], т.к. он является компактным, удобным и надежным в эксплуатации. В таблице 6 указаны типоразмеры теплообменников ОVB.

Таблица 6 - Телообменники фирмы OVB

Наименование	Размер, мм	Производительность, кВт
ОVB 45	302	13
ОVB 70	402	20
ОVB 130	502	38
ОVB 180	386	53
ОVB 250	512	73
ОVB 300	646	88
ОVB 500	1106	145
ОVB 1000	969	293

Исходя из таблицы 6 подбираем теплообменник мощностью 146 кВт ОVB-500.

Данные для расчета потерь тепла в аквапарке детском приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Данные для расчета потерь тепла в аквапарке детском

Показатели	Значения
Площадь бассейна S, м2	323
Температура воды в бассейне, °С	27
Средняя температура (с мая по сентябрь), °С	15,8
Температура свежей воды при доливании в бассейн °С	10
Потери тепла в связи с каждого м2 поверхности воды Qпот, Вт/м2	130
Объем бассейна V, м3	355

Средняя дневная потребность в тепле Q_дн, Вт (кВт), для закрытого бассейна площадью 323 м²

Q_дн= 130 · 52 · 24 = 37440 Вт.

Т.е. в среднем на поддержание температуры воды в нашем бассейне на уровне 27 ^оС в сутки требуется тепловая мощность Q_под = 1,6 кВт/ч.

Для учета первоначального нагрева воды в бассейне с 10 ^оС до 27 ^оС в течение 3-х суток потребуется мощность

Q_нагр= 53000 · 1,163 · (27 - 10)/ 72 = 14554 Вт/ч.

Итого, общая мощность теплообменника должна быть не менее суммарной мощности затрат на нагрев воды и затрат на поддержание заданной температуры.

Q_общ= Q_нагр+ Q_под; (14)

Q_общ = 14,6 + 1,6 = 16,2 кВт.

По этому параметру подбираем исходя из таблицы 6 теплообменник мощностью 20 кВт ОVB-70 [20].

2.8 Автоматизация технологического процесса водооборота в парке водных развлечений

Дальнейший технический прогресс и развитие современных систем водоснабжения и водоотведения невозможен без внедрения и совершенствования автоматизации производственных процессов. Автоматизация является формой организации производственного процесса в целом, при этом совокупность технических средств, используемых для автоматизации процесса, совместно с объектами управления образуют систему управления [23].

Одними из важных функций автоматизации является: автоматический контроль и управление технологическими процессами. Автоматизация систем водоочистки уменьшает долю ручного труда, улучшает безопасность работы за счет применения дистанционного управления процессами. В результате этого повышается престижность работы персонала, облегчается труд производственного персонала за счет автоматизации рутинных работ и применения программ-советчиков [24].

В данном дипломном проекте объектом автоматизации является бассейн, оснащенный всем необходимым оборудованием для комфортного и безопасного отдыха.

Парк водных развлечений - это сложное гидротехническое сооружение, состоящее из ванны для плавания, специальных технических помещений, оснащенных инженерными системами оборудования водоподготовки и подогрева воды, электрооборудования, насосного оборудования, автоматических систем управления технологическими процессами, а также системами вентиляции и кондиционирования воздуха.

Дополнительное оборудование бассейна включает в себя гидромассажные ванны, горки, устройства искусственного течения, водопады и гейзеры.

Поскольку вода в бассейне постоянно подвергается различным загрязнениям (пыль, остатки мыла, косметика и т.д., а также бактерии и микробы), системы очистки воды, должны непрерывно осуществлять рециркуляцию и фильтрацию воды а также проводить ее постоянное обеззараживание, чтобы обеспечить максимально возможный комфорт и безопасность.

Кроме того, искусственные водопады, донные гейзеры, гидромассажные ванны, представляющие дополнительное оборудование, требуют диагностики и контроля.

В целях обеспечения комфорта купающихся, необходимо поддерживать гигиенические требования к микроклимату в помещении бассейна. При их несоблюдении, в результате значительного испарения влаги с водной поверхности, при отсутствии регулирования влажности и воздухообмена, в помещении возникает «эффект тропиков». Из-за высокой влажности становится трудно дышать, происходит конденсация влаги на холодных поверхностях, образование ржавчины, грибка и плесени, что приводит к повреждению конструкций и материалов помещения.

Задачей системы автоматизации бассейна является обеспечение комфортных и безопасных условий для отдыхающих, что достигается за счет применения климатической и гидротехнической систем.

Гидротехнические системы решают задачи поддержания уровня в чаше (наполнения и опорожнения), температурного регулирования, а также фильтрации и обеззараживания.

Параметры микроклимата поддерживаются системой приточно-вытяжной вентиляции. С ее помощью осуществляется поддержание заданного темпертурно-влажностного режима в помещении бассейна, а также обеспечивается необходимая кратность воздухообмена.

Подсистема контроля и поддержания уровня (подпитка) включает в себя: подпиточный бак с контролем уровня, погружной насос, фильтровальные насосы электромагнитный клапан подпитки, вспомогательный насос для опорожнения бассейна, датчик давления в накопительных баках для полива, трёхходовой клапан, датчик протока и т.д. Эта подсистема обеспечивает оптимальный водообмен, контроль за уровнем воды, заполнение и долив воды через форсунки.

Подсистема температурного регулирования, подогрева воды в бассейне включает в себя: теплообменник, циркуляционные насосы греющего контура, подающий насос, регулирующий аналоговый клапан, датчик температуры воды в бассейне, фильтровальные насосы, они же отвечают за циркуляцию воды в бассейне. Подогрев воды в бассейне начинается после ударного хлорирования и осуществляется посредством подачи в греющий контур воды из котельной насосами и регулируется клапаном. Включение насосов происходит только после срабатывания датчика протока, соответственно отключение насосов произойдёт при прекращении протока воды через теплообменник. Контроль за температурой осуществляется по датчику температуры в бассейне.

Управление оборудованием аттракционов и подводным освещением аквапарка взрослого осуществляется из щита от ЩАУ-А-1 и дистанционно непосредственно из зала бассейна от центрального пульта управления (рисунок 16). Управление по аквапарку детскому осуществляется аналогично от ЩАУ-А2 и пульта управления дистанционно.

Пульт управления предназначен для контроля и регулирования уровня воды в буферных емкостях переливных бассейнов [28]. В соответствии с этим в ПУ предусмотрено подключение следующих видов нагрузки, которыми она управляет в зависимости от сигналов пяти датчиков уровня:

- нагрузка 1 - электрическое устройство (может быть лампа красного цвета или звонок) способное сигнализировать о возникновении аварийной ситуации по достижению уровня воды в переливной емкости сверх допустимого предела. Максимальный ток нагрузки 2 А;

- нагрузка 2 - электромагнитный клапан (или другое устройство) используемый для долива воды в переливную емкость. Максимальный ток нагрузки 10 А;

- нагрузка 3 - управление циркуляционными насосами осуществляется по нижнему уровню воды (от датчиков уровня) в балансовых емкостях для предотвращения сухого хода насосов. Максимальный ток нагрузки 10 А.

Пять датчиков уровня поставляются в комплекте.

Регулирование уровня воды в балансовых емкостях взрослого аквапарка осуществляется от пульта управления ПУ-В5.1 по сигналам датчиков уровня установленных непосредственно в балансовых емкостях. Исполнительным механизмом служит электромагнитный клапан подающий воду на каждую спаренную секцию балансовых емкостей. Высота установки датчиков определяется при проведении пусконаладочных работ.

Аналогично выполняется управление циркуляционными насосами и электромагнитными клапанами для аквапарка детского.

С целью предотвращения перелива воды в балансовых емкостях по верхнему датчику уровня предусматривается свето-звуковая сигнализация.

Автоматизация системы водоснабжения аквапарка представлена на рисунке 17.

3. Совершенствование системы водоотведения парка водных развлечений

3.1 Характеристика системы водоотведения

В зависимости от типа и назначения бассейнов, а также местных условий, т. е. наличия или отсутствия наружной сети канализации и водостока населенного пункта для сбора и отведения бытовых и технологических сточных вод, различают следующие системы внутренней канализации [17]:

- с отводом сточных вод в наружные сети населенного пункта - объединенные и раздельные;

- с очисткой сточных вод местными установками - раздельные.

Загрязненные воды собираются от душевых установок и санитарных приборов бытовых помещений бассейна, в результате мытья полов, чистки и дезинфекции обходных дорожек и ножных ванн.

При проектировании внутренней канализации в первую очередь решается будут ли сточные воды сброшены в сеть населенного пункта или направлены на локальные (местные) очистные сооружения. При наличии наружных сетей канализации населенного пункта целесообразно проектировать объединенную внутреннюю канализационную сеть бассейна с отведением всех сточных вод в сеть населенного пункта. Однако в этой схеме внутренней канализации следует предусматривать объединение сточных вод от промывки фильтров, от реагентного хозяйства и очистки ванны бассейна со сточными водами от душевых устройств. Это дает возможность нейтрализовать кислые стоки от технологического оборудования щелочными водами от душевых устройств.

Сточные воды от туалетов, ножных ванн и обмывочных душей, мытья полов отводят в систему бытовой канализации. В неканализованных населенных пунктах внутренняя система водоотведения должна быть раздельной.

Внутреннюю бытовую сеть канализации проектируют в соответствии с требованиями СНиП [4]. Если отвод сбросных сточных вод в канализацию или водосток самотеком невозможен, то используют приемные резервуары с насосными или пневматическими установками для перекачки в городскую сеть (рисунок 18).

Вместимость приемных резервуаров определяется в зависимости от максимального притока сточных вод и режима работы автоматически включаемых насосов (не более 6 включений в 1 ч). Ее можно также рассчитать в соответствии с графиками притока сточных вод и работы насосов.

Система водоотведения должна обеспечить удаление за пределы здания загрязненных, хозяйственно-бытовых и сточных вод. При наличии в населенном пункте ливневой канализации (водостока) стоки целесообразно канализовать раздельно. Сточные воды от санузлов, умывальников, ванн и душевых установок, а также стоки после санитарной обработки ванны бассейна (чистки стен и дна) и промывки фильтров отводят в сеть внутренней канализации, а сточные воды от опорожнения ванны, бассейна и отвода атмосферных осадков - в сеть внутренних водостоков. В зависимости от отметок дна чаши бассейна и лотка коллектора городского водостока водоотведение из чаши может осуществляться самотеком или с помощью насосов.



Рисунок 18 - Система водоотведения аквапарка

3.2 Подбор материала труб для системы водоотведения

Современные трубы изготавливаются из легких, прочных и долговечных полимерных (пластиковых) материалов - полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена [16]. Пластиковые трубы, в отличие от металлических, не подвержены коррозии, имеют легкий вес и длительный ресурс эксплуатации, обладают высокими шумоизоляционными свойствами. За счет легкого веса такие трубы требуют меньших затрат на транспортировку.

Дополнительные преимущества пластиковых труб в том, что они устойчивы к деформациям и имеют более гладкую поверхность, чем у труб из металла. Отток воды и отходов по таким трубам осуществляется быстро, без шума, а на стенках не скапливаются отложения, что существенно снижает вероятность засорения. Срок службы труб из полимерных материалов составляет порядка 50 лет. В сравнении с металлическими трубами, выдерживающими не более чем десять-пятнадцать лет эксплуатации, преимущество имеют пластиковые трубы .

Установка и монтаж канализационной системы, в устройстве которой используются пластиковые трубы, отличаются простотой исполнения. Сборка пластиковых труб осуществляется с помощью муфт и фитингов - специальных соединительных элементов, предназначенных для стыковки, герметизации труб, выполнения перехода между трубами разного диаметра, поворота и разветвления трубопровода. Фитинги особой конструкции позволяют осуществить соединение пластиковых и металлических канализационных труб, обеспечивая качество и надежность монтажа.

Вид труб, их диаметр и толщина определяются условиями эксплуатации. Для устройства подземных канализационных систем используются толстостенные трубы из пластика. Толщина их стенок может составлять от 3,2 мм и выше. Толстостенные трубы способны выдерживать большие нагрузки и кратковременное воздействие высоких температур. В остальных случаях используются трубы с меньшей толщиной стенки.

Переход для труб с пластика на чугун с эластичной манжетой предназначен для жесткого и герметичного соединения канализационных раструбных труб ПВХ или ПП с чугунными, стальными или пластиковыми раструбными или безраструбными трубами.

Жесткое и герметичное соединение между раструбными пластиковыми и безраструбными чугунными/стальными трубами осуществляется благодаря конусной конструкции резиновой манжеты и её многоуровневым эластичным лепесткам.

Для того чтобы выбрать наиболее приемлемый вариант канализацион-ных труб воспользуемся тендерным предложением.

3.2.1 Тендерное предложение

Тендерные предложения на приобретение и установку ПЭ труб предполагают количественное (денежное) выражение преимуществ и недостатков рассматриваемых вариантов, где главным критерием выступают финансовые преимущества для заказчика, а основными группами факторов - временные и ценовые [33].

Ценовые факторы подразделяются на 3 группы:

- технические параметры;

- проектные решения;

- гарантийное обслуживание.

Первая группа используется для расчёта дополнительных расходов и убытков в зависимости от диаметра условного прохода, предела измерения расхода, характеристики измеряемой среды. В зависимости от проектных решений цена подлежит корректировке с учётом гарантийных обязательств.

Пакет тендерных документов включает в себя:

- приглашение к участию в торгах;

- инструкцию для участников торгов;

- форма контракта;

- форма (бланк) тендерных предложений;

- приложение к форме (бланку) тендерного предложения.

Таким образом, согласно разработанного тендерного предложения рассматриваются оферты Компании КТЗ КИРАННА, Компании "Вавин", Борисовского завода пластмассовых изделий.

3.2.2 Предложения фирм-оферентов на поставку труб для отвода бытовых стоков

Оферта Кохановского трубного завода

Трубы Кохановского завода БЕЛТРУБПЛАСТ применяются для внутренних систем водоотведения. Они отличаются высокой прочностью и пропускной способностью (рисунок 19).

Характеристика труб ПЭ 100 приведена в таблице 8.

Таблица 8 - Характеристики труб ПЭ 100

Наименование	ПЭ 100
Упоры	не требуется
Угол поворота	более 2 ° (120 Д)
Слабые грунты	применяются
Эластичность	вся плеть
Линейное расширении	за счет змейки
Монтаж в зимних условий	до - 20 °С
Прокладка на переходах и дюкерах	ПНД
Испытательные участки	до 1,5 км.
Потери при гидравлических испытаниях (Д 500)	1,1 - 1,15 дм3/мин
Относительное увеличение напряжения в зависимости от абразивного износа	0,3 %
Скорость распространения волны давления (гидроудар)	246 м/с

Оферта компании "Вавин"

Компания "Вавин" производит трубы поливинилхлоридные для внутренних трубопроводов классов давления PN 6 и PN 10 в диапазоне типоразмеров от 16 до 630 мм (рисунок 20).

Трубы компании "Вавин" имеют низкий вес, высокую прочность, устойчивость против коррозии, хорошие гидравлические свойства, высокое сопротивление проникновению водяных паров и хорошую химическую устойчивость.

Трубы пригодны как для стыковой сварки контактным нагревом, так и для сварки нагревом от вмонтированной электроспирали.

Автоматически регулируется время разогрева фасонных частей с вмонтированной электроспиралью.

Исследования новых сырьевых материалов привели к созданию полиэтиленовых (ПЭ) труб с более высокими эксплуатационными свойствами и с меньшей толщиной стенок, благодаря чему увеличивается пропускная способность, уменьшается время сварки и снижается вес.

Оферта компании Центропласт

Трубы компании Центропласт применяются для устройства водоотводящих, ливневых, дренажных сетей. изготовлены из непластифицированного поливинилхлорида (PVC-U) (рисунок 21).

Преимущества материала в том, что:

- система канализации является необыкновенно легкой и удобной при монтаже;

- высокое качество материала обеспечивает трубам и фасонным частям относительно высокую прочность;

- высокая плотность соединений;

- высокая химическая устойчивость;

- гладкая поверхность.

- полная коррозионная устойчивость;

- малый вес;

- высокая гладкость поверхности стенок;

Таблица 9 - Характеристики труб PVC-U

Наименование	PVC-U
Плотность, г/см	1,38 - 1,45
Устойчивость на растяжении при 20 °С, Н/мм	50-60
Модуль упругости, Н/мм	1200
Удлинение при разрыве, %	10-15
Коэффициент линейного расширения, 1/°C	0,00008
Температура размягчения по Викату, °C	более 79
Устойчивость к воздействию электротока, В	более 10
Ударная вязкость при 5 °С, %	5
Ударная вязкость при 20 °С, %	10
Водопоглощение, мг/см	менее 4
Линейная стабильность материала, %	max 5

Оферта борисовского завода пластмассовых изделий

Борисовский завод занимается изготовлением труб, применяемых для систем водоотведения, а также для трубопроводов, транспортирующих воду и другие жидкие и газообразные вещества (рисунок 22). Материал труб для канализации - полипропилен, стоек к механическим нагрузкам и воздействию агрессивны сред.

Трубы сертифицированы для применения на территории Беларуси, Российской Федерации, Украины и Молдавии.

Трубы обладают повышенной термостойкостью, а также химической стойкостью и небольшим весом.

Применение трубопроводов обосновывается следующими факторами:

1. легкость монтажа;

2. отсутствие необходимости в особых приспособлениях или инструментах;

3. высокая скорость сборки;

4. минимальная потеря напора, а также отсутствие отложений и бактериальной флоры, благодаря особенностям внутренних поверхностей;

5. высокие электроизоляционные свойства материала;

6. простота транспортировки и складирования, благодаря малому весу изделия;

7. трубы не подвержены коррозии.

Срок эксплуатации труб - 50 лет.

Вывод: произведя анализ, представленных предложений фирм-оферентов, к проектированию сети водоотведения принимаются трубы Борисовского завода пластмассовых изделий, удовлетворяющие экономическим и экологическим требованиям современного строительства.

4. Проект производства работ по монтажу оборудования для водоподготовки

В данном дипломном проекте разработан проект производства работ по монтажу, наладке и испытанию оборудования для водоподготовки, а также монтажу насосного оборудования и трубопроводов.

4.1 Соединение полиэтиленовых труб

Надежная эксплуатация полиэтиленовых трубопроводов обеспечивается высококачественными характеристиками самих труб, а также применяемыми при монтаже соединительными элементами.

Наиболее распространые методы соединения полиэтиленовых труб:

- сварка.

- электросварка при помощи электромуфт.

- механическое соединение при помощи компрессионных фитингов.

1. Электросварка

Процесс электросварки выполняется в соответствии с международным стандартом DVS 2207. Сварка, в способе соединения электросваркой, производится за счет термического сопротивления в отсеке муфты [29]. После укладки труб в муфту, концы сварочного аппарата присоединяются к термостойким концам муфты, а затем нагреваются переменным током. Так как толщина стенок муфты больше, чем толщина стенок труб - в результате температурный нагрев стенок труб выше, чем стенок муфты. Из-за этой разницы нагрева, внутри трубы образуется давление. В результате воздействия давлением на трубу и давления появившегося внутри трубы осуществляется процесс сварки (рисунок 23).

Так как машины, используемые для электросварки достаточно легки, они способны выполнять сварку с различных параметров, а также корректировать сварку по необходимости.

- скорость потока растворов по ПЭ трубе соединенной электросваркой 190 °С/5 кг. Показатели скорости потока для соединяемых труб и муфты должны быть в таких пределах. Свариваются трубы, имеющие одинаковую скорость потока;

- область, на которой будет производиться сварка должна быть устойчива к природным воздействиям. (Таким как - снег, дождь, ветер, действие солнца и т.д.);

- температура окружающей среды при сварке должна быть между 5 єС и 50 єС;

- обычно на сварочных аппаратах имеются определители для маркировок, а также параметры сварки есть на фитингах. Загружаться в аппарат могут не только параметры сварки с маркировок, но также вручную можно загрузить параметры сварки фитингов, после чего можно производить сварку.

Изначально в сварочных аппаратах, имеются ручки для определения маркировок. Параметры сварки фитингов подлежащих сварке указываются в коде или же приклеены на муфту, либо на упаковку.

Проверка давления проводится через час по окончании процесса сварки, после полного охлаждения труб. Проверка давления производится в соответствии с DIN 4279/1.1.5хPN давления приемлемого для труб. Если давление не понизилось - значит, проверка прошла успешно.

Процедура электросварки

В границах ввода указанные на трубе, входят края которые необходимо сварить - отрезать необходимо правильно и гладко. Затем поместить внутрь часть для сварки до наклонного предела.

Перед сваркой поверхность подлежащую сварке необходимо хорошо очистить, соскоблить разного рода окисления.

Детали для сварки необходимо распаковать непосредственно перед сваркой, также можно протереть их техническим спиртом, а после подготовки к сварке поверхности труб и фитингов трогать не желательно.

После этого фитинг для сварки помещается до наклона.

Концы электросварочного аппарата закрепляют и направляют вверх. Гнезда сварочного аппарата подготавливаются к сварке.

Поле того, как из машины поступил сигнал о готовности (штрих) код или же показатели вводятся вручную.

2. Гнездовая сварка

Особенность данного способа в том, что внешняя поверхность трубы и внутренняя поверхность фитинга, изготовленных из одинакового ПЭ материала, нагреваются неклеящимися алюминиевыми формами одновременно. После тщательной плавки поверхностей нагревающая форма удаляется, а труба и фитинг прикрепляются друг к другу. Расплавленные поверхности соединяются и охлаждаются до однородного состояния. В принципе, соединять можно лишь материалы одного типа (ПЭ и ПЭ). Хотя трубы малого диаметра и фитинги также можно соединить при помощи данного метода. Он часто используется в соединении сантехнических труб и фитингов.

3. Фланцевое соединение

Способ соединения фланцем используется при необходимости соединения ПЭ труб с такими элементами как стальная труба, клапан, насос, конденсор или в случае если трубопровод необходимо разобрать в определенной части на определенное время. После того, как стальное кольцо, называющееся фланцем, будет закреплено на ПЭ трубе, у трубы появится край для поддерживания этого фланца, называющийся фланцевый переходник, который приваривается к краю трубы стыковой сваркой. Две линии труб, которые необходимо соединить помещаются напротив друг друга, а затем помещается прокладка между их краями, соединение фланцев осуществляется при помощи болтов и гаек. Внимание нужно уделить тому, что болты необходимо закручивать не по кругу, а в противоположных рядах. Особенно важно не толкнуть трубу во время закрутки болтов для предупреждения перенагрузки.

4. Соединение с помощью переходника

Трубы соединяют переходником после вертикального разреза по оси, а края подрезают конусом под углом примерно 15 є и труба ввинчивается в соединение до точки возвышения. Затем помещают обе трубы и вручную закручивают болты, чем и достигается соединение. Если диаметр трубы 40 мм и выше лучше вкручивать болты специальной отверткой, чем руками. Переходники выдерживают давление до 20 атмосфер, но не рекомендованы для труб с диаметром, превышающим 110 мм.

5. Механическое соединение при помощи компрессионных фитингов

Применяется для монтажа трубопроводов диаметром меньше 110 мм.

Данный метод позволяет быстро и надежно вручную без посторонней помощи произвести сборку водопроводной сети. Фитинги удобны при работе, компактны, имеют специфическую обтекаемую форму без углов и выступов.

Монтаж не требует разборки фитинга и основан на методе простого вталкивания в фитинг с последующим автоматическим захватом и герметизацией трубы.

На рисунке 27 показано, как можно в три стадии осуществить фиксацию трубы с фитингом.

Данный вид соединений в соответствии с международными стандартами рассчитан на непрерывную эксплуатацию в течение 50 лет в водопроводных сетях с рабочим давлением до 16 атмосфер, может монтироваться при температуре -- 20°С и эксплуатироваться в диапазоне температур от 0°С до +40°С.

4.2 Определение объемов работ и потребности в строительных материалах, конструкциях и оборудовании

Объемы работ определяются прямым подсчетом на основаниии архитектурных чертежей. Они приведены в таблице 10, в которой наименование и единицы измерения работ установлены в соответствии с [5].

Таблица 10- Ведомость объемов работ

№ п. п.	Наименование работ	Единица измерения	Объем работ
1	Устройство опалубки под фундаменты оборудования и насосных агрегатов	1 м2	2,46
2	Бетонирование фундаментов под оборудование и насосы	1 м3	0,48
3	Монтаж сети трубопроводов и арматуры	1 пог.м,	52
4	Монтаж балансовых емкостей	1 шт	6
5	Монтаж насосных агрегатов	1 шт	16
6	Монтаж системы фильтрации	1 шт	6
7	Монтаж установки для обеззараживания воды	1 шт	6
8	Монтаж теплообменного блока	1 шт	2
9	Гидравлическое испытание системы
10	Пусконаладочные работы

Потребность в строительных конструкциях, деталях, полуфабрикатах и материалах определяем на основании ведомости объемов работ и норм расхода на единицу измерителя работ. В качестве норм расхода принимаем данные [5].

4.3 Определение методов производства работ

Для транспортирования стальных емкостей, труб, трубопроводной арматуры и насосных агрегатов используем грузовой автомобиль грузоподъёмностью 3 т.

Для монтажа всех строительных конструкций используем существующую кран-балку грузоподъёмностью 5 т.

Выбор методов производства работ описывается для комплексной механизации всех основных и вспомогательных процессов. Методы производства работ определяются характеристикой объекта, объёмами, темпами, условиями производства, перечнем строительно-монтажных работ, временем года и другими факторами. Также на методы производства работ влияют организационные факторы, сроки работ, фронт работ, наличие конкретных машин и условий формирования их комплектов, возможности производственной базы, строительных организаций и т.д.

В связи с небольшими объёмами работ все операции по бетонированию, монтажу трубопроводной сети и арматуры выполняются рабочими соответствующей квалификации вручную.

Работа бригад на объекте ведётся в соответствии с технологической пос-ледовательностью строительных процессов, причём каждая предыдущая бригада должна обеспечить фронт работ последующей.

4.4 Составление календарного плана и графика производства работ по монтажу

Основными вопросами организации строительства, которые решаются при составлении календарного плана, являются:

а) окончание строительства в нормативный срок;

б) непрерывное и равномерное использование ресурсов;

в) максимальное совмещение работ.

Календарный план устанавливает целесообразную последовательность, взаимную увязку работ, а также определяет потребность в рабочих кадрах, материалах, машинах и механизмах для осуществления строительства.

Основное назначение календарного плана - составление графика процесса строительства, в котором указываются все виды работ и исполнители.

Исходными данными для разработки календарного плана служат:

1. материалы проекта (генеральный план, строительная и сметная части проекта);

2. нормативная или заданная продолжительность отдельных видов работ;

3. объемы работ, их стоимость и ресурсоемкость;

4. сведения об условиях поставки готовых изделий, материалов и оборудования;

5. принятые решения по методам организации строительства и методы производства основных работ.

Для составления календарного графика необходимо разработать календарный план. Он разрабатывается в следующей последовательности:

1. составляется перечень (номенклатура) работ;

2. в соответствии с номенклатурой по видам работ определяется их объем;

3. производиться выбор методов производства основных работ и ведущих машин;

4. рассчитывается нормативная трудоемкость;

5. определяется состав бригад и звеньев;

6. определяется технологическая последовательность выполнения работ;

7. определяется продолжительность работ и их совмещение, корректи-руется число исполнителей и сменность;

8. сопоставляется расчетная продолжительность с нормативной.

Календарный план производства работ на объекте состоит из двух частей: расчетной в виде таблицы и графической. График производства работ наглядно отображает ход работ во времени. На основании календарного графика составляется график движения рабочей силы. Календарный график и график движения рабочих сил представлены на листе 8.

Затраты труда Т, чел.-дн., определяются по формуле

, (15)

где Н_в - норма времени, определяемая по СНБ;

V - объём работ;

8,2 - продолжительность смены, ч;

n - число смен в сутки.

Продолжительность работ, выполняемых вручную Пр, дни, рассчитывается по формуле

, (16)

где N - количество смен.

Календарный план представлен в таблице 10.

4.5 Гидравлическое испытание трубопроводов

Напорные трубопроводы испытывают на прочность и плотность после монтажа. На прочность - внутренним давлением, на плотность - пневматическим способом.

Пневматический способ испытывают трубопроводы, предназначенные для эксплуатации под внутренним давлением: до 16 кг·с/см² - стальные и полиэтиленовые трубы и до 5 кг·с/см² - чугунные, железобетонные и асбестоцементные.

Испытание производится в 2 стадии на участках длиной не более 1 км. При предварительном испытании давление должно быть более расчетного рабочего. Смотр трубопровода производится через 3 минуты после начала испытания. Устранение дефектов происходит при сбросе давления до 0 через 20-30 минут.

Последовательность испытания:

1. Давление доводится до давления, большего чем расчетное рабочее и выдерживается 30 минут.

2. Давление резко повышают и выдерживают еще 30 минут

3. Производится анализ падения давления по приборам. Если не было резких падений давления, то трубопровод выдержал окончательное испытание.

Для трубопроводов бассейна после окончательного испытания осуществляется промывка и дезинфекция трубопровода:

1. промывка питьевой водой со скоростью более 1 м/с с полным наполнением сечения трубопровода до полного воды от мути и примесей - предварительная промывка.

2. в воде разбавляют хлор, концентрацией 40 мг/л и заполняют трубопровод. Хлорная вода должна находиться в трубопроводе не менее суток.

3. после хлорирования трубопровод промывают питьевой водой с полным заполнением сечения трубопровода до остаточного содержания хлора в воде не более 1 мг/л.

4. отбирают пробы и оформляют акт о продолжительности испытания, предварительной промывке, хлорировании и окончательных результатах.

В данном дипломном проекте для окончательного испытания принимаем пневматический способ.

5. Мероприятия по охране природы и рациональному использованию водных ресурсов

Строительное производство связано с возведением объектов в конкретных условиях окружающей среды, может оказывать на нее отрицательное влияние: разрушение плодородного слоя почвы при земляных работах, частичная ликвидация растительности, появление строительного мусора и пр. Кроме того, строители используют природные ресурсы, разрабатывая песчаные и гравийные карьеры, потребляя воду и используя грунты для различных насыпных сооружений. Строительство связано с применением крупных парков строительных машин, при работе которых в атмосферу выбрасываются большие количества газов и газообразных веществ. Все это делает необходимым планировать и осуществлять систему мероприятий по охране внешней среды и рациональному использованию природных ресурсов. При планировании этих мероприятий исходят из данных пятилетних планов по охране природы, проектов организации строительства и производства работ, планов технического развития и схем расположения зеленых насаждений и водных ресурсов на территории строительных площадок [19].