Проектування очисних споруд у системі водопостачання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломний проект

На тему:

Проектування очисних споруд у системі водопостачання



ЗМІСТ

1. Завдання на проектування

2. Охорона джерел водопостачання від забруднення і виснаження

3. Розрахунково-конструктивна частина

3.1 Визначення розрахункових витрат води

3.2 Водозабірний вузол

3.2.1 Конструювання основних елементів водозабору

3.2.2 Розрахунок НС-1

3.2.3 Захист водозабору від придонної криги, шуги, рибозахист

3.3 Очисні споруди

3.3.1 Вибір технологічної схеми очистки води та складу ОС

3.3.2 Розрахунок реагентного господарства та хлораторної

3.3.3 Розрахунок змішувача

3.3.4 Розрахунок освітлювачів коридорного типу

3.3.5 Розрахунок швидких фільтрів

3.3.6 Побудова та розрахунок висотної схеми

3.4 Напірно-регулюючі ємкості

3.4.1 Розрахунок резервуарів чистої води

3.4.2 Розрахунок насосної станції другого підйому

4. Експлуатаційна частина

4.1 Опис технологічного процесу

4.2 Експлуатація очисних споруд

4.3 Норми технологічного режиму

4.4 Експлуатація руслового водозабору

4.5 Видалення з води запахів присмаків і розчинених газів

4.6 Боротьба з біологічним обростанням

4.7 Дефектна відомість

4.8 Графік ППО і ППР

5. Охорона праці та БЖД

5.1 Охорона праці

5.2 Техніка безпеки

5.3 БЖД об'єкту господарювання

6. Економічна частина

6.1 Техніко-економічні показники

6.2 Виробнича програма

6.3 Визначення собівартості очистки одного метра кубічного води

6.3.1 Кошторис річних експлуатаційних витрат

6.3.2 Розрахунок витрат на матеріали

6.3.3 Розрахунок витрат на електроенергію

6.3.4 Розрахунок амортизаційних відрахувань

6.3.5 Розрахунок фонду оплати праці робітників з нарахуванням

6.3.6 Розрахунок загально-виробничих витрат

Література



ВСТУП

Водні ресурси є національним багатством країни, однією з природних основ її економічного розвитку. Вони забезпечують усі сфери життя і господарської діяльності людини, визначають можливості розвитку промисловості і сільського господарства, розміщення населених пунктів, організації відпочинку й оздоровлення людей.

Вода -- це не тільки природний ресурс, а й елемент, який має яскраво виражену соціальну значимість.

Водопостачання, як галузь, забезпечує стабільне функціонування промисловості, задовольняє соціальні, гігієнічні, культурно-естетичні та інші потреби населення. Для забезпечення водою населення та промислово-господарського комплексу необхідно мати цілу низку споруд для забору води, її підйому, очищення, накопичування, транспортування, розподілу. Набір споруд залежить від наявності якісних показників водних джерел, вимог споживачів до води та їх кількості, складу самих споживачів, наявності обладнання, матеріалів тощо.

Середньодобове споживання води на 1 міського жителя України становить 320 літрів на добу, а у великих містах Європи -- 100--200 л. Крім того, під час транспортування втрачається приблизно 2 км³, що дорівнює річному стоку Південного Бугу.

В Україні 35 млн. жителів споживають воду з річкової системи Дніпра, де знаходяться 50 великих промислових центрів, 4 атомні електростанції, десятки тисяч підприємств промислового і сільськогосподарського профілю, 50 великих зрошувальних систем. Дніпро перетворився на гігантський накопичувач забруднених вод.

Централізованим водопостачанням в Україні забезпечене населення всіх міст і 86,4% селищ міського типу. У той же час централізованих систем каналізації й очисних споруд не миють 28 міст і майже третина селищ міського типу (392), а у 187 міських населених пунктах очисні каналізаційні споруди працюють неефективно, що призводить до щоденного скидання до5 млн. м³ забруднених стічних вод. Виробнича потужність усіх централізованих водопроводів сьогодні становить 25,7 млн. мі на добу, а каналізаційних очисних споруд 16,4 млн. мі. Це зумовлює неприпустиме збільшення диспропорції між потужностями водопроводу й каналізації і, як наслідок, більш інтенсивне забруднення джерел водопостачання.

Водопостачанням називається комплекс заходів, за допомогою яких забезпечуються всі потреби споживачів у воді в будь-якому населеному пункті або на будь-якому великому, розташованому за межами населеного пункту, підприємстві. До цих заходів належать: добування води; поліпшення її якості; підняття води насосним устаткуванням і транспортування її до місць споживання; розподіл її між споживачами зі створенням умов для більш зручного й доцільного забору води. Метою водопостачання є:

* забезпечення потреб населення у доброякісній воді;

* сприяння зменшенню кількості інфекційних захворювань;

* забезпечення випуску, поліпшення якості, зниження собівартості промислової продукції, сприяння збільшенню її кількості;

* забезпечення водою тваринницьких ферм;

* забезпечення потреби у воді під час гасіння пожеж;

* забезпечення поливання присадибних ділянок, вулиць, теплиць, газонів, парків тощо;

* забезпечення водою будників відпочинку, санаторно-курортних комплексів, майстерень, машино-тракторних станцій, локомотивних та вагонних депо тощо.

Потреби у воді. Вода в житті людини відіграє важливу роль. Для фізіологічних потреб людині на добу потрібно 2,5 л питної води, але ресурси прісної води на земній кулі далеко неоднакові і більш як 500 млн. осіб страждають від захворювань, спричинених дефіцитом або низькою її якістю. Водночас у цілому на земній кулі на одного мешканця на рік припадає більш ніж 1000 м³прісної води.

1. Завдання на проектування

Вихідні дані

Потреба міста 20000м3

Продуктивність станції 22000м3

Потреба реагентів:

Коагулянт 446,688т/рік

Флокулянт 8,03т/рік

Хлор 48,18 т/рік

Нст І -підйому:

Нст ІІ -підйому:



2. Охорона джерел водопостачання від забруднення і виснаження

Сучасний розвиток промисловості, сільського господарства, транспорту, а також ріст міст супроводжується великим скидом забруднених вод. При відсутності належних заходів із зниження забруднення води, природне розбавлення і самоочищення стає недостатньою. Великі концентрації шкідливих домішок перешкоджають самоочищенню води і її забруднення інтенсивно прогресує.

Тому, для збереження чистоти водойм, необхідно:

· забезпечити повну очистку комунально-побутових і промислових стоків;

· вдосконалювати і змінювати технологію промислового виробництва;

· розроблювати і впроваджувати маловодну і безводну технології;

· широко впроваджувати оборотне водопостачання, розширювати повторне використання очищених стічних вод;

· застосовувати раціональні способи і прийоми використання добрив і пестицидів;

· розробляти і здійснювати державні плани водоохоронних заходів в масштабах басейнів річок і водойм з урахуванням перспективного розташування продуктивних сил і засобів виробництва.

Наразі існують такі способи очищення стічних вод: механічна, фізико-хімічна, хімічна і біохімічна.

Механічна очистка служить для відокремлення нерозчинних речовин шляхом проціджування, відстоювання, фільтрування і центрифугування. Застосовують її, як попередню перед іншими способами очистки, або у випадках, коли стічні води, які пройшли через згадані пристрої, використовують з метою виробництва чи, якщо можливо, їх скидають у водойму. Воду, яка пройшла механічну очистку, як правило хлорують.

Хімічні і фізико-хімічні способи застосовують для очистки виробничих стічних вод від колоїдних і розчинних речовин. Для цього, у відповідності з характером забруднення, у воду вводять спеціальні реагенти, пропускають повітря чи пару, використовують електроліз та іонообмінні матеріали.

Біохімічна очистка основана на властивості деяких організмів використовувати для свого розвитку органічні речовини стічних вод. Цей спосіб використовують після того, як стічна вода очищена від мінеральних і нерозчинних органічних речовин. Він дозволяє майже повністю видалити забруднення органічного походження. Біохімічну очистку проводять в природних умовах - на полях зрошення, а також в штучних умовах - в біологічних фільтрах.

Охорона води від забруднення добривами і пестицидами. Забруднення водойм не є обов'язковим супутником інтенсифікації сільськогосподарського виробництва. Більш того, при правильне використання мінеральних добрив покращує структуру ґрунту і підвищує його стійкість до водної і вітрової ерозії.

Для запобігання попадання добрив у водойми необхідно:

· дотримувати відповідність норм кількості добрив потребі рослин;

· встановлювати оптимальні терміни внесення добрив;

· вносити добрива в подрібленому вигляді в період вегетації рослин;

· вносити добрива разом із зрошувальною водою, що зменшує їх дозу.

Для обмеження попадання пестицидів у водні об'єкти необхідно:

· вдосконалювати систему їх застосування;

· застосовувати стрічкову чи крайову обробку замість суцільної;

· ширше застосовувати біологічні методи захисту рослин;

· розробляти менш шкідливі види пестицидів;

· забороняти хімічну обробку за допомогою авіації.

Використання стоків тваринницьких комплексів. Задача боротьби з пагубною дією тваринницьких стоків на водні об'єкти довгий час рахувалась важкою із-за великої їх кількості, складності утилізації і вивозу, трудності забезпечення санітарного стану гноєсховищ. Ця проблема не вирішена і зараз для більшості невеликих і неспеціалізованих господарств.

Захист води від забруднення синьо-зеленими. “Цвітіння” води в результаті інтенсивного розвитку синьо-зелених водоростей явище закономірне. Воно виникає в результаті діяльності людини з формування біоценозів, створення водосховищ і т.п.

До заходів, які регулюють розвиток синьо-зелених можна віднести такі:

· різке зменшення притоку харчових продуктів у водойму за рахунок поверхневих змивів і стічних вод;

· видалення водоростей з подальшим їх використанням в господарських цілях;

· локальне видалення мулових відкладень, які акумулюють значні запаси біогенних елементів;

· підвищення ступеня кисневого насичення природних шарів води за рахунок додаткової аерації.



3. Розрахунково-конструктивна частина

3.1 Визначення розрахункових витрат води

Водоочисна станція проектується з урахуванням її рівномірної роботи на протязі доби. Повна продуктивність станції включає водо потребу міста в добу максимального водоспоживання і витрати води на власні потреби станції.

Q_вп =Q _міста · k_в.п.

де: Q _міста - водо потреба міста, м³/добу;

k_в.п. - коефіцієнт, що враховує витрати води на власні потреби станції.

k_в.п.= 1,03 - 1,1, відповідно до завдання k_в.п.= 10% = 1,1

Q_вп = 20000·1,1 = 22000 м³/добу

3.2 Характеристика джерела водопостачання

Джерелом водопостачання є річка зі швидкістю течії 0,8 м/с, висотою хвилі 0,4м, стійким льодовим режимом з товщиною криги 0,5м. Горизонти води в річці РВВ = 240,0м і РНВ = 234,0м при амплітуді коливань рівнів 6,0м.

Параметри якості води в річці:

каламутність М =270 мг/дм³

кольоровість Ц = 35 градусів

лужність Щ_о = 2,9 мг-екв/дм³

запах і присмак - 3 бали



3.2 Водозабірний вузол

3.2.1 Конструювання основних елементів водозабору

Оскільки береги річки пологі і ґрунти м'які, а коливання рівнів води 6,0м, то приймаємо русловий водозабір роздільного типу.

Водозабір розташовуємо за містом вище за течією. Навколо водозабору передбачене влаштуванням зон санітарної охорони.

Береговий колодязь проектуємо круглим в плані із залізобетону. Вода в береговий колодязь попадає за допомогою самопливних ліній від оголовка що занурений у річку. Береговий колодязь поділений на водоприймальну і всмоктувальну секції, відокремлені сітками.

Мал. 3.1 Принципіальна схема руслового водозабору роздільного типу при м'яких ґрунтах

1 - русло річки;

2 - затоплений водоприймальний оголовок;

2 - водоприймальні вікна, перекриті сміттезатримувальними решітками;

3 - самопливні водоводи;

4-а - сифонні водоводи;

4 - береговий сітковий колодязь;

5 - водоочисні сітки;

6 - службовий павільон;

7 - всмоктувальні лінії насосів;

8 - насосна станція І підняття;

10 - трубопровід для подачі води на промивку самопливних водоводів.

Визначаємо продуктивність однієї секції:

Q_c =

де: Q_в.в. - продуктивність водоочисного комплексу, м³/добу;

Q_c= = 0,12м/с

Визначаємо площу однієї решітки за формулою:

W_бр = · K · 1,25

де: 1,25 - коефіцієнт, що враховує забруднення решітки;

V- середня швидкість руху води у водоприймальному вікні, V= 0,2 - 0,6 м/с;

К - коефіцієнт стиснення площі вікна стержнями решітки визначається за формулою:

K =

де: a - відстань між стержнями, а = 50 мм;

d - товщина стержнів, d = 6 - 10 мм.

K == 1,16

W_бр =· 1,16 · 1,25 = 0,35 м²

Приймаємо розміри решітки. Втрати напору в гратах решітки приймаємо 0,1.

Розрахунок сіток ведемо за формулами:

W_с= · K · 1,25

де:V- середня швидкість руху води в отворах сітки, V= 0,2 - 0,4 м/с;

К - коефіцієнт стиснення площі вікна стержнями решітки визначається за формулою:

K =

де: а - відстань між дротом сітки в просвіті, а = 2 -10 мм;

d - діаметр дроту, d= 1 - 2 мм;

K = = 1,78

W_с= · 1,78 · 1,25 = 0,67 м²

Величину плоских сіток приймають залежно від розмірів вікна. Втрати напору в сітці приймаємо 0,1 м.

Розміри решіток:

прохідний отвір вікна 600 х 800

висота Н = 1050

ширина L = 700

маса 33 кг

Розміри плоских сіток:

розмір 1000 х 800

висота Н = 930

ширина L = 1130

маса 53,5 кг

Приймаємо сталеві трубопроводи діаметром d=500мм зі швидкістю V=1,22 м/с, 1000і = 3,79. В межень вся витрата буде пропускатись двома самопливними трубопроводіми зі швидкістю V=6,1 м/с, 1000і = 1,05.

Визначаємо втрати напору при подаванні води одним самопливним водоводом:

= + 0,1 +, м

де: 0,1 - втрати напору в решітках, м;

- втрати напору в самопливних трубопроводах

= • (/1000) = 3,79 • (80/1000) = 0,3м

- втрати напору на місцевих опорах, яка визначається за формулою:

= ? • = 2,35 •= 0,18м

де: ? - сума коефіцієнт місцевих опорів, прийм. ? = 2,35;

= 0,3 + 0,1 + 0,18 = 0,58 м

Визначаємо втрати напору при подачі води двома самопливними водоводами:

= + 0,1 +, м

де: де: 0,1 - втрати напору в решітках, м;

- втрати напору в самопливних трубопроводах

= • (/1000) = 1,05 • (80/1000) = 0,08 м

- втрати напору на місцевих опорах, яка визначається за формулою:

= ? • = 2,35 •= 0,045 м

= 0,08 + 0,1 + 0,045 = 0,23 м

Відмітка рівня води у водоприймальній камері берегового колодязя під час межень:

= РВВ - = 240,0 - 0,58 = 239,42м

В повінь:

= РНВ - = 234,0 - 0,23 = 233,77м

Відмітка найнижчого рівня води у водоприймальній камері в період відключення одного самопливного водоводу на ремонт або промивання при горизонті низьких вод:

= РНВ - = 234,0 - 0,58 = 233,42м.

Відмітка рівня води у всмоктувальній камері в повінь:

= - 0,1 = 239,42 - 0,1 = 239,32м

в межень при роботі двох самопливних водоводів:

=- 0,1 = 233,77 - 0,1 = 233,67 м.

Відмітку верху сіток приймаємо на 0,15м нижче найнижчого рівня води у водоприймальній камері:

=- 0,15 = 233,42 - 0,15 = 233,27м

Низ сіток буде знаходитись на відмітці:

=- = 233,27 - 0,93 = 232,34м

Отже відмітка дна берегового колодязя у всмоктувальній камері:

=- 0,5 = 232,34 - 0,5 = 231,84 м

де: 0,5 - висота порогу перед сітками.

Відмітка дна приямка для збирання осаду:

=- 0,3 = 231,84 - 0,3 = 231,54м

де: 0,3 - глибина приямка

Відмітка верху самопливних водоводів при вході їх в береговий колодязь:

= - 0,5 = 232,34 - 0,5 = 231,84 м

Відмітку підлоги службового павільйону приймаємо на 0,15м вище відмітки поверхні землі біля колодязя:

Z₁₁=Z_ПЗ-0,15=240,5- 0.15=240,35 м.

Тоді глибина берегового колодязя буде:

H=Z₁₁-Z₉ = 240,35 - 231,54 =8,81 м.

Мінімальна глибина води в усмоктувальній камері:

H_min=Z₆- Z₉ = 233,27-231,54= 1,73 м

Діаметр усмоктуючих трубопроводів визначаємо за орієнтовною швидкістю V=1,5м/с:

D = = = 0,32м

Приймаємо трубопроводи діаметром 300мм.

Усмоктуючі трубопроводи: Напірні трубопроводи:

Q=110 л/с; Q=110л/с;

V_в.у.=1,45м/с; V_в.н.=2,07м/с;

1000i_в.у.= 10,2; 1000i_в.н.= 26,5;

D_в.у.=300 мм; D=250мм;

H_в.у.= 0,03м. h_в.н.=0,689м.

3.2.2 Розрахунок НС-1

Рис. 3.3 Планова розрахункова схема всмоктувальних комунікацій

1 - спільні всмоктувальні лінії,

2 - всмоктувальний колектор,

3 - всмоктувальні лінії насосів.

Насоси насосних станцій першого підйому забирають воду з джерела водопостачання і подають її на водоочисну станцію, в РЧВ, а іноді безпосередньо у водопровідну мережу. Для забезпечення оптимального режиму роботи очисних споруд подачу насосної станції 1-го підйому на протязі доби вважають рівномірною, тому середня годинна подача одного насоса визначається за формулою:

Q = , м³/добу

де n - число робочих насосів (мінімальне - 2);

Q = = 458,335 м³/добу

Необхідний напір насосів визначається за формулою:

H = - + h_ву + h_вс + h_Нст,м

де:- максимальна відмітка води очисних споруд (змішувач), м;

- мінімальна відмітка води (найнижча відмітка в береговому

колодязі), м;

h_вс - втрати напору в напірних лініях, м;

h_ву - втрати напору в усмоктуючих лініях, м;

h_Нст- втрати напору в комунікаціях насосної станції, приймаємо

= 1-2 м;



H = 253 - 233,27+ 0,045 + 0,23 + 1,5 = 21,5 м

Встановлюємо два - робочі і один - резервний насоси марки Д

Q_ф = 916,67 м³/год

H_ф = м

N = кВт

n = об/хв

з =%

Д_р.к.= мм

Дh_доп.= м

3.2.3 Захист водозабору від природної криги, туги, рибозахист

Водоприймальні отвори мають бути захищені або самі запобігати потраплянню шуги і риби (особливо молоді) до водозабору. Шуга може повністю закупорити водозабір і вивести його з ладу. Риба, яка потрапляє до водозабору здебільшого гине, через що зменшуються рибні запаси і ускладнюється робота водозабору та інших споруд.

Найбільш поширеним засобом захисту є забезпечення дуже малих швидкостей входу води у отвори, а також утворення отворів фільтрувального типу, в яких вода проходить крізь шар пористого завантаження (щебінь, пінополістирол тощо). Проте в складних умовах захист отворів від шуги та риби забезпечується більш складними заходами.

Для боротьби з шугою треба правильно вибрати місце розташування водозабору, а також тип і конструкцію елементів водозабору (берегові замість руслових, ковшові водозабори, два водозабори по 50% продуктивності, обертальні сітки тощо); спрямляти русло річки на ділянці водозабору; змінювати динамічний стан потоку, будуючи струмененапрямні дамби і споруди; при невеликій кількості шуги використовувати решітки з гідрофобних матеріалів (дерево, ебоніт) або покривати металеві стержні гідрофобізуючими матеріалами (кам'яновугільна смола, гума, нафтобітум тощо); використовувати плавучі відокремлювалні пристрої (заводь, шуговід бійні короби); промивати решітки зворотною течією води або здійснювати їх механічне очищення; обігрівати решітки електрострумом, парою або гарячою водою, яку скидають перед водозабором і яка становить до 20% його витрати.

Рибозахисних заходів вживають на водоймах рибогосподарського призначення. За своєю природою їх поділяють на механічні, гідравлічні, фізіологічні.

Механічні перешкоди на шляху руху риби виконують у вигляді сітчастих затрат, жалюзей, фільтрів з кам'яних накидів, рослинних фільтрів, плетіння, решіток, плоских сіток, сіток із рибовід-водами, сітчастих барабанів тощо. Усі вони мають невеликі отвори, крізь які не може пройти риба, вода ж проходить з невеликою швидкістю. Ці пристрої найнадійніші і найпростіші, але вони можуть завдати шкоди окремим особинам риби.

Гідравлічні пристрої з погляду охорони риби кращі, проте потребують складних інженерних вирішень і постійного контролю збоку експлуатаційного персоналу. До них належать різноманітні струмененапрямні пристрої, за допомогою яких у водотоках створюються гідравлічні умови для спрямованого руху риби в районі водозабору. Найпростіші з них -- це заводі, жалюзі, відбійні козирки.

Біологічні рибозагороджувачі відлакують рибу завдяки різноманітним подразникам. Вони являють собою системи, які утворюють у воді електричні, світлові, звукові поля, завіси з повітряних бульбашок тощо.

3.3 Очисні споруди

3.3.1 Вибір технологічної схеми очистки води та складу ОС

Метод очистки вибирають за продуктивністю водоочисної станції, показниками вихідної води, а також враховуючи техніко економічні нормативи. Згідно таблиці 15 СНІП 2.04.02-08 в даному курсовому проекті булоприйнято двоступеневу схему очистки води з освітлювачами коридорного типу таз швидкими фільтрами, оскільки Q_ВВ = 22000 м³/добу; каламутністьК= 270^МЛ/дм³;кольоровість Ц = 35°. Також в проекті використаний реагентний метод обробки води.

1 - насосна станція першого підйому;

2 - реагентний цех;

3 - змішувач;

4 - хлораторна;

5 - освітлювач коридорного типу;

6 - швидкий фільтр

7 - резервуар чистої води

8 - насосна станція другого підйому.

3.3.2 Розрахунок реагентного господарства та хлораторної

Для видалення домішок у воду додають різні реагенти, тип яких приймають залежно від якості води. За реагентного методу обробки води для прискорення процесу її прояснення у воду додають коагулянти. Необхідною умовою повноти протікання гідролізу є наявність у воді певного лужного резерву, оскільки при її недостачі гідроліз затримується, а в проясненій воді з'являються невикористані вільні іони алюмінію або заліза. У таких випадках воду необхідно штучно підлужувати. Для інтенсифікації процесу коагуляції застосовують різні флокулянти, до яких належать неорганічні або органічні високомолекулярні сполуки, що сприяють утворенню макромолекул адсорбованого або хімічно зв'язаного полімеру.

В даному курсовому проекті в якості коагулянта використовуємо сірчано - кислий алюміній Al₂(SO₄)₃ · 18H₂O. В період цвітіння водойми для інтенсифікації процесу додаємо флокулянт поліакриламід (ПАА).

Дозу коагулянту для високо кольорових вод визначаємо за формулою:

Д_к = 4 · , мг/дм³

де Ц - кольоровість вихідної води, град;

Д_к = 4 · = 24 мг/дм³

Для обробки висококаламутних вод дозу коагулянту визначаємо за таблицею. В якості розрахункової дози коагулянту приймаємо більше значення.

Доза коагулянта при обробці даної води становить 47 мг/дм³.

Визначаємо дозу підлужуючого реагента за формулою:

Д_щ = · К, мг/дм³

де: Л_о - лужність природної води, мг-екв/дм³;

1 - надлишкова лужність води, що необхідна для нормального протікання процесу коагуляції;

Д_к- розрахункова доза коагулянту, мг/дм³;

Ек - еквівалентна маса коагулянту, яка дорівнює для АІ₂(50₄)з - 57,

К - еквівалентна маса лугу, яка дорівнює для вапна (СаО) - 28;

Д_щ = · 28 = - 30,1мг/дм³



Якщо величина Д_щ від'ємна, то це означає, що підлужування не потрібне і оброблювана вода має достатній природній запас лужності.

При використанні флокулянтів дозу ПАА приймаємо дозу 1,0 мг/дм³.

Добові витрати коагулянту визначаємо за формулою:

G= == 1,034 т

Тоді місячна потреба коагілянту становитиме:

Gміс = G • 1,2 • 30 = 37,224 т

Для приготування розчину коагулянту застосовують спеціальні установки, до складу яких входять розчинні і витратні баки. Ємність розчинного бака визначаємо за формулою:

W_p= , м³

де:b_p - концентрація розчину коагулянта до кінця розчинення,b_р = 10-17%;

q - розрахункова витрата води, м³/год;

г - густина розчину коагулянту, приймаємо г = 1,1 т/м³;

n - час, що витрачається на повний цикл приготування розчину коагулянта,

n = 10-12 год;

W_p = = 15,7м³

Приймаємо кількість баків не менше 2-х, при цьому визначаємо об'єм одного баку:

W₁=W_p/3, м³

W₁= 15,7/3 = 5,25 м³

Підбираємо розміри баків 1,8х1,8х1,7, м.

Ємність витратного баку визначаємо за формулою:

W_В = , м³

де: b - концентрація робочого розчину коагулянта, b = 4 - 10%;

W_В = = 31,4 м³

Приймаємо кількість баків не менше 2-х, при цьому визначаємо об'єм одного баку:

W_B1 = = 7,85м³

Підбираємо розміри баків 2х2х2, м.

Загальний об'єм баків - сховищ складе:

Wc = 1,6(Gм - Пк)

де: Пк - об'єм одноразової поставки коагулянту

Wc = 1,6 (93,06 - 120) = - 43,1

Кількість баків - сховищ приймаємо = 3шт.

Тоді об'єм одного бака становить:



= = = 14,4м³

Приймаємо розміри баків: 2,5х2,5х2,3

Знезаражування або дезінфекція води застосовується для знищення в ній хвороботворних та інших мікроорганізмів і вірусів до нормативів придатності її для питних потреб. З метою підтримання споруд водопідготовки в належному санітарному стані, а також для покращення процесу коагуляції застосовують попереднє знезаражування.

Для попередніх розрахунків хлорного господарства необхідну дозу хлору для знезараження води слід приймати: для води, що надходить на водоочисну станцію 3-5 мг/дм³; для фільтрованої води з поверхневих джерел 2-3 мг/дм³. Тривалість контакту хлору з водою - 30 хв. Дозу хлору для попереднього хлорування приймають в межах 3-10 мг/дм³.

Розрахункову годинну витрату хлору визначаємо за формулами:

=

=

де: , - відповідно, дози хлору, що додаються при попередньому і

остаточному хлоруванні, мг/дм³;

Q_вв - продуктивність водоочисної станції, м³/добу;

= = 3,7 кг/год

= = 1,8 кг/год

Сумарна витрата хлору становитиме:

q_заг = +

q_заг = 3,7 + 1,83 = 5,5 кг/год

Добова витрата хлору становить:

= 5,5 • 24 = 132 кг/доб

Необхідна кількість балонів ємністю 55л на добу:

П_б = /W • 1.25 = 132/55•1,25 = 2шт

Кількість витратних балонів у хлораторній:

= = =10шт

де: W - кількість хлору, яку знімають з одного балона 0,5-0,7 кг/год

У витратному складі кількість балонів складе:

= = = 58 шт

Витрати води на роботу хлоратора:

q_в = q_заг • 0,5 = 5,5 • 0,5 = 2,75 м³/год

де: 0,5- витрата води на 1кг хлору

Введення хлору для знезараження здійснюється безпосередньо в трубопровід перед резервуаром чистої води. В резервуарі забезпечується 30-хвилинний контакт хлору з водою. Для попереднього хлорування приймаємо хлоратор марки ЛК 10С: 1-робочий, 1-резервний.

Для остаточного хлорування приймаємо хлоратор марки ЛК 10С: 2-робочий, 1-резервний:

ХАРАКТЕРИСТИКА	ЛК 10С Для попереднього хлорування	ЛК 10С Для остаточного хлорування
Продуктивність по хлору, кг/год	0,85-5,5	0,85-5,5
Витрата води, м3/год	3-5	3-5
Тиск води перед хлоратором, МПа	0,18-0,5	0,18-0,5
Найбільша концентрація хлорної води, г/дм3	1,5	1,5
Діаметр патрубка відведення хлорної води, мм	38	38
Діаметр трубопроводу підведення води, мм	25	25
Маса, не більше, кг	12,5	12,5
Габаритні розміри, мм:
висота	530	530
довжина	230	230
ширина	60	60

3.3.3 Вихровий (вертикальний) змішувач

Вихровий (вертикальний) змішувач - це круглий або квадратний у плані резервуар з конічною чи пірамідальною нижньою частиною. Центральний кут міжнахиленими стінками а = 30 - 40°. Вода у змішувачі перемішується завдяки створенню вихрового руху внаслідок зміни швидкості висхідного потоку води від 1-1,5 м/с при вході у змішувач до 25 мм/с на рівні водозбірних пристроїв.

Площа поперечного перерізу циліндричної часини змішувача:

f_ц=

де: v- швидкість потоку в циліндричній частині змішувача, приймаємо

v= 30 - 40 мм/с;

q - продуктивність водоочисної станції, м³/год;

f_ц= = 10,2 м²

Діаметр змішувача становитиме:

D =

D == 3,6 м

Діаметр вхідного отвору змішувача приймаємо рівним діаметру підвідного трубопроводу. При витраті q = 254л/с і v= 1,49м/с, 1000і = 6,4 діаметр d=450 мм підвідного трубопроводу

Висота конічної частини змішувача при куті конусності 40° буде дорівнювати:

h_к =

h_к = =4,63м

Об'єм конічної частини змішувача становитиме:

W_к = · р · h_к · , м³

W_к = · 3,14· 4,63 · = 17,88м³

Тоді повний об'єм змішувача складе:

W =

де: t - тривалість перебування води в змішувачі, приймаємо t = 2 хв.

W = = 30,56м³

Необхідний об'єм циліндричної частини:

W_ц = W - W_к, м³

W_ц = 30,56 - 17,88 = 12,68м³

При площі циліндричної частини змішувача f_ц, м², необхідна його висота складе:

h_ц =

h_ц = = 1,24 м

Загальна висота змішувача буде:

h_заг = h_к + h_ц, м.

h_заг = 4,63 +1,24 = 5,87м

Збір води здійснюється у верхній частині змішувача трьома дірчастими трубами.

q_тр = 85л/с q = 254

d = 400ммd = 600 мм

V= 0,63м/с V= 0,85м/с

1000і = 1,48 1000і = 1,53

3.3.4 Освітлювачі із шаром завислого осаду

Освітлювачі із завислим осадом застосовують для видалення з води колоїдних та завислих домішок після обробки води коагулянтами і флокулянтами. В основу роботи освітлювачів покладено принцип контактної коагуляції у шарі завислого осаду, що формується з гідроксидів алюмінію або заліза. Цей шар виконує роль фільтра, сприяє кращому проясненню та знебарвленню води внаслідок більш повного використання адсорбційної ємкості пластівців.

Освітлювачі проектуються круглої в плані форми. При надходженні води з добавленими реагентами в споруду передбачаються пристрої для видалення повітря і газів. Вода рівномірно розподіляється по всьому перерізу освітлювача за допомогою дірчастих труб, а освітлена вода збирається за допомогою жолобів, розташованих біля верхніх країв освітлювачів. Осад, який поступово накопичується у завислому шарі освітлювача, відбирається у спеціальні ємкості - осадоущільнювачі.

Задаємося кількістю освітлювачів N (прийм. N = 6). Тоді продуктивність кожного з них складе:

q_осв = , м³/год

де q_год - продуктивність водоочисної станції, м³/год.

q_осв = = 229,17 м³/год

Кількість завислих речовин у воді, яка надходить в освітлювачі.

С = К + К_ф · Д_к + 0,25 · Ц + В_1,мг/дм³

де К - каламутність води, мг/дм³;

К_ф - коефіцієнт, що враховує кількість нерозчинених речовин,

що вносяться коагулянтом, для очищеного К_ф= 0,55, для неочищеногоК_ф = 1,3;

Д_к - доза коагулянту, мг/дм³;

Ц - кольоровість води, град.;

В₁ - кількість нерозчинених домішок, що вносяться з вапном,

В₁ = (0,4….1) • Д_к, мг/дм³;

т - концентрація завислих речовин в освітленій воді, приймається в межах 8 - 12 мг/дм³;

Т - період роботи між скидуваннями осаду, приймаємо10 діб;

С = 270 + 0,55 47 + 0,25 35 = 304,6мг/дм³

Площа зони освітлення:

F_осв = , м²

де: К - коефіцієнт розподілу води між освітлювачем і осадоущільнювачем;

v_осв - швидкість висхідного потоку води над шаром завислого осаду

в зоні освітлення, м/с;

F_осв = = 62,82м²

Тоді площа зони відокремлення осаду:

F_від = , м²

де: б - коефіцієнт зниження швидкості вихідного потоку води в ній у порівнянні зі швидкістю потоку води в зоні освітлення,б = 0,9.

F_від = = 23,29м²



Загальна площа освітлювача:

F = F_осв + F_від, м²

F = 62,82 + 23,29 = 86,11м²

При довжині освітлювача В = 4,5м, ширина секції зони освітлення дорівнє b_кор = 4,65,м а ширина вертикального осадо ущільнювач b_o.y = 3,45,м. Приймаємо на початку діаметр телескопічного колектора для підводу води в кожен коридор освітлювача d₁, мм і з другої половини d₂, мм, при витраті q_осв/2, л/с і орієнтовній швидкості v_т = 0,5 - 0,6 м/с, визначаємо також обидва значення 1000і.

Q = 31,83л/с

d₁ = 250мм

d₂ = 200 мм

V₁ = 0,6м/с

V₂ = 0,93м/с

1000i₁ = 2,491000i₂ = 7,39

Площа отворів при швидкості руху води в них 1,5 - 2 м/с дорівнює:

f_отв = , м²

де: q_осв - продуктивність водоочисної станції, м³/с.

f_отв = = 0,00775 м²

При діаметрі отворів 15 - 25 мм кількість дорівнюватиме:

n = , шт.



n = = 25,шт.

Отвори розташовуємо в два ряди, тоді при довжині освітлювача В, відстань між ними (крок) дорівнюватиме:,мм.

= 0,36 мм

Збір освітленої води з кожного коридору здійснюється двома жолобами прямокутного перерізу.

Витрата води на кожен жолоб:

q_ж = , м³/год

q_ж = = 28,26 м³/год

Їхні габарити визначаються зі співвідношень:

x = 0,45 ·

h_поч =1,5 · x

h_кін = 2,5 · х

де: х - половина ширини жолоба,м;

h_почі h_кін - висота жолоба на початку і в кінці,м.

х = 0,45 · 0,00785^0,4 = 6,5см

h = 1,5 · 6,5 + 5 = 14,75см

h_кін = 2,5 ·6,5 + 5 = 21,25 см

Сумарна площа отворів на кожному жолобі визначається за швидкістю руху води через отвори. Приймаємо швидкість руху води в отворах рівною v_ж= 1 м/с, тоді:

f_отв.ж.= , м²

де: q_ж - витрата води на один жолоб, м³/с;

f_отв.ж.= = 0,00785м²

При діаметрі отворів 20 - 30 мм кількість їх дорівнює:

n_отв =

де: q_ж - витрата води на один жолоб, м³/с;

n_отв = = 16

Крок отворів при довжині жолоба В дорівнює:

В/ n_отв = = 0,28 м.

Для відведення води з осадоущільнювача встановлюємо дві перфоровані труби. Витрата води через кожну з них складе:

q_відв =

q_відв = = 19,86 л/с



За витратою q_відв підбираємо діаметр труб так, щоб швидкість на виході з них не перевищувала 0,5 м/с.

d = 125

v = 0,4 м/с

1000і=288

Площа отворів в кожній збірній дірчастій трубі при швидкості води в них 1,5 м/с повинна дорівнювати:

f_отв = = 0,0066, м²;

при d = 10

- 20 мм їх число становитиме:

n = , шт.

n = = 21 шт

Крок отворів дорівнює:

е = В/n, м.

е = = 0,21м

Висоту освітлювача визначаємо з виразу:

h_осв =

h_осв = = 8,55м

де: б - центральний кут, утворений прямими, проведеними від осі

водорозподільчого колектора до верхніх точок кромок водозбірних жолобів, прийм. б ? 30°;

Висота пірамідальної частини освітлювача складе:

h_пір =

де: а - розмір дна освітлювача під колектором, а = 0,5;

б₁ - кут нахилу стінок коридору, прийм. б₁ = 60 - 70°.

h_пір = = 3,32 м

При товщині захисного шару 1,5м і висоті осадовідвідних вікон 0,2м розмір вертикальних стінок освітлювача в межах завислого шару буде дорівнювати:

h_верт = h_осв - 0,2 - 1,5 м,

h_верт = 8,55 - 0,2 - 1,5 = 6,85 м,

а загальна висота зони завислого осаду:

h_в.о. = h_вент +

h_в.о.= 6,85 + = 8,51 м

Робочий об'єм осадоущільнювача до відмітки рівня завислого шару дорівнює:

W = B ·



W = 4,5 · = 132,12 м³

Кількість завислих речовин, які надходять в осадоущільнювач, складе:

q_ос = , кг/год

q_ос = 0,3046· 152,78 = 46,54 кг/год

Час накопичення осаду при цьому складе:

T = > 4 - 6 год,

T = = 56,78 год

де: д_ср - середня концентрація осаду, при тривалості ущільнення 4-6 год і при відповідному значенні С, кг/м³

При швидкості руху води в осадовідвідних вікнах

V_вік = 10-15 мм/с = 36-54 м/с переріз їх складе:

f_о.в. =

f_о.в. = = 0,14м²

Приймаючи висоту вікна 0,2м визначаємо їхню загальну довжину:

l = , м.

l = = 0,7м

Проектуємо з кожної сторони осадоущільнювача по горизонталі 4 вікна довжиною: l/4 = 0,35 м.

Для видалення осаду з осадоущільнювача передбачені дирчаті труби, які укладаються по повздовжній осі дна в місцях сходження нахилених стінок осадоущільнювача. Якщо прийняти час спорожнення осадоущільнювача t = 15 - 20хв (1/4 - 1/6 год), то кожна труба повинна забезпечити витрату:

q_тр =

q_тр = = 400м³/год = 111,1л/с

Відповідно до норм, в трубах, які відводять осад, потрібно створювати швидкість не менше 1 м/с, а діаметр труб приймати не менше 150 мм. Приймаючи діаметр труби при витраті q_тр, л/с, швидкість в кінці труби повиинна бути v_тр ? 1 м/с.

d = 400мм

V = 0,83м/с

1000і = 2,46

Сумарна площа отворів при швидкості руху осаду через них v_отв ? 3 м/с складе:

Уf_о.в. = · 10000

Уf_о.в. = · 10000 = 444см²

При мінімально допустимому діаметрі отворів 20 мм площа кожного з них складе f_о = 3,14 см², тоді кількість отворів: n_о = ? f_о.в./f_о= 141,4 = 142шт. крок між ними складе В/n_о= 3см

Втрата води при спорожненні осадоущільнювача визначається за формулою:



Р_ос = · 100%

Р_ос = · 100%= 1,473

де: m - вміст завислих речовин у воді після освітлювача, m = 8 - 12 мг/дм³;

Втрати напору в отворах розподільчих трубопроводів визначаються за формулою:

h₁ = о ·

де: о - коефіцієнт місцевого опору, для отворів прийм. о = 2,0;

h₁ = 2 · = 0,41м

Втрати напору по довжині в телескопічних трубах, які підводять воду в освітлювач, визначаємо: на ділянці колектора d₁ і довжині l = В/2 =2,25 м втрати h_l = 1000і₁ • l = 1,76 •0,00225 = 0,004, м; на ділянці d₂:

h₂ = 1000і₂ • l = 4,29 + +0,00225 = 0,0097м.

h₂ = 0,004+0,0097=0,0137м

Втрати напору в завислому шарі, виходячи із втрат 1см на 1м завислого шару осаду, складуть:

h₃ = 1 • h_в.о. м.

h₃ = 0,00225 · 8,51 = 0,019м

Втрати напору в отворах водозбірних лотків:

h₄ = 2 ·

h₄ = 2 · = 0,41м

А втрати напору по довжині у водозбірних лотках по довжині орієнтовно можна прийняти h₅ = 0,06м.

Сумарні втрати напору в освітлювача складуть:

?h = h_l + h₂ + h₃ + h₄, м.

?h = 0,41 + 0,00137 + 0,019 + 0,41+ 0,06 = 0,9м

3.3.5 Розрахунок швидких фільтрів

Швидкі фільтри влаштовують при реагентній обробці води для повного прояснення та знебарвлення води, яка надходить із відстійників або прояснювачів із завислим осадом. Вода, що надходить на швидкі фільтри, не повинна містити завислих речовин більше 12-25 мг/дм³, а після фільтрування - не більше 1,5 мг/дм³.Цей процес здійснюється шляхом пропускання води крізь шар дрібнозернистого фільтруючого матеріалу певної висоти. Швидкий фільтр являє собою прямокутній в плані залізобетонний резервуар, завантажений фільтруючим шаром зернистого матеріалу з підтримуючими шарами гравію, під якими розміщена дренажна система для збору фільтрованої води і рівномірного розподілу промивної води. У верхній його частині закріплені жолоби для збору брудної промивної води, по ним же підводиться освітлювана вода з відстійників. Вздовж фільтра розміщується арматура управління.

Визначаємо загальну площу фільтрів:

F =

де Q_ВВ - продуктивність водопровідної станції, м³/добу;

Т - час роботи очисних споруд на протязі доби, Т = 24 год;

V_рн - розрахункова швидкість фільтрації, м/с.

n - число промивок кожного фільтра, прийм. 2;

w - інтенсивність промивки, прийм. л/с • м²

t₁ - тривалість промивки фільтра, год,

t₂ - час простою фільтра у зв'язку із промивкою, прийм. для

однопоточних фільтрів - 0,33 год;

F = = 98,96 м²

Число фільтрів орієнтовно визначаємо за формулою:

N = ·

N = · = 5 шт

Виходячи з прийнятого числа фільтрів, площа кожного з них складе:

f = ,мІ.

f = = 19,6 мІ.

Приймаємо розміри фільтруючої поверхні ab, м. 4x 5

Розмір фракцій фільтруючого матеріалу і висоту шару завантаження приймаємо 1,4м

Швидкість фільтрації при форсованому режимі визначається за формулою:

V_рф = · V_рн



де N₁ - кількість фільтрів, що перебувають в ремонті, при N ? 20 - 1 фільтр, при N>20 - 2 фільтра;

V_рф = · 6 =12,5 м/год

Швидкість фільтрації при форсованому режимі відповідає вимогам, то кількість фільтрів вибрана вірно.

Для розрахунку розподільчої системи визначаємо кількість води, необхідну для промивки одного фільтра:

q = f · w, л/с

q =19,6 · 15 = 294 л/с

Діаметр центрального колектора D₁, мм, визначаємо за швидкістю руху промивної води V_к = 0,8-1,2 м/с.

D₁ = 600

V = 0,99м/с

1000і = 2,04

Якщо прийняти відстань між осями відгалужень дренажу від колектора l = 0,25 м, то площа фільтра, що припадає на кожне відгалуження розподільчої системи, при прийнятому зовнішньому діаметрі колектора визначається з виразу:

f_відг = · l,м²

f_відг = · 0,25 = 0,55 м²

Витрата води на одне відгалуження буде складати:

q_відг = f_відг · w, л/с.

q_відг = 0,55· 15 = 8,25 л/с.

За витратою q_відг і орієнтовною швидкістю руху води біля входу у відгалуження V_відг = 1,6-2,0 м/с, визначаємо діаметр труб відгалужень.

D = 60мм

V = 2,16м/с

1000і = 157,9

Сумарна площа отворів в трубах відгалужень фільтра:

f_отв = f · l / 100, мІ.

f_отв = 19,6· 0,25 / 100 = 0,049 мІ.

При діаметрі отворів 10-12 мм, кількість отворів в дренажі одного фільтра буде дорівнювати:

f_отв•4/3,14•d_отв = 9 шт.

Число відгалужень у фільтрі можна визначити з виразу: 2 • (a /l) = 40.

При довжині відгалужень (b - d) / 2 = (5-0,7)/2 = 2,15м, м ? 150-200мм можна визначити крок отворів. Отвори розташовують в два ряди в шаховому порядку під кутом 45° до вертикальної осі труби.

При розрахунку жолобів для збору і відводу промивної води приймаємо відстань між їх осями не більше l_ж = 2,2 м. Кількість жолобів при цьому дорівнює: b / l_ж = 5/2,2 =2,27

Знаходимо відстань від кромок жолобів до рівня фільтруючого завантаження:

h_ж = + 0,25, м

де Н - висота фільтруючого шару,м;

e - відносне його розширення при промивці, прийм. 45;

h_ж = + 0,25 = 0,313 м

Визначаємо витрату води через один жолоб при промивці за формулою:

q_ж = , л/с

де w - максимальна інтенсивність промивки, л/с • м²;

l_ж - відстань між осями жолобів (не більше 2,2 м);

а - довжина жолоба, м;

q_ж = = 0,15 м³/с

Ширину жолоба визначаємо за формулою:

В = К · , м

де К - коефіцієнт для п'ятикутного перерізу приймаємо 2,1.

б - відношення висоти прямокутної частини жолоба до половини його ширини, приймаємо 1 - 1,5;

В = 2,1 · = 0,54м

Висота прямокутної частини жолоба визначається за формулою:



h_пр = 0,75 · B, м

h_пр = 0,75 · 0,54 = 0,4 м

Корисна висота жолоба складе:

h = 1,25 · B, м.

h = 1,25 · 0,54 = 0,675 м.

З урахуванням товщини стінки, висота жолоба:

h_к = h + 0,05, м.

h_к = 0,675 + 0,05 = 0,725 м.

Тривалість роботи фільтра між промивками складе, год:

Т_роб = Т/2 - (t₁ + t₂ + t₃),год

де t₃ - тривалість скиду першого фільтрата в сток, прийм. 0,17 год.

Т_роб = 24/2 - (0,1 + 0,33 + 0,17) = 11,4 год

Визначаємо витрату води на промивку фільтра:

Р_ф = ·100%

де w - витрата води на одну промивку, м³/год;

q - розрахункова витрата води, м³/год;

Р_ф = = 7,09%

Втрати напору при промивці фільтра визначаємо в такій послідовності:

в дренажній системі великого опору:

h_д= ·

де V_k - швидкість на початку колектора, м/с;

V_відг - швидкість на початку бокового відгалуження, приймаємо 1,6 - 2,0 м;

K_w - відношення суми площ отворів дренажної системи до площі поперечного перерізу колектора;

K_w= f_отв/р · (D₁/2)² = 0,2

h_д= · = 4,48м

в підтримуючих шарах гравію:

h_пш = 0,022 · Н_шг · w, м

де Н_ш.г. - висота шару гравію, м;

w - розрахункова інтенсивність промивки, л/с • м²;

h_пш = 0,022 · 0,5 ·15 = 0,165 м

у фільтруючому шарі:

h_ф = · H_ф

де: a' і b' - пераметри, відповідно рівні 0,76 і 0,017, для кварцевого піску

з розміром зерен 0,5 - 1,2 мм; 0,85 і 0,004 - для зерен 1 - 2 мм;

h_ф = · 1,4 = 1,421м

в трубопроводі, що підводить промивну воду до загального колектора розподільчої системи, придовжині трубопровода 50 м і відповідному діаметрі:

H_тр = l· 1000i, м

H_тр = 50/1000 · 3,27 = 0,1635 м

5) на місцеві опори в фасонних частинах і засувках:

У_м.о. = Ук ·

де ?К - сума опорів,

?К = К₁ + К₂ + К₃;

К₁ = 0,28 (для однієї засувки, встановленої на трубопроводі);

К₂ = 0,992 (для 3-ох відводів, встановлених під кутом 90°);

К₃ = 0,93 (для трійника);

?К = 0,28 + 0,992 + 0,93 = 2,202

h_м.о. =2,202 · = 0,106

Після цього підраховуємо суму втрат напору при промивці фільтра.

?h = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ +h₅, м

?h = 4,48 + 0,165 + 1,421 + 0,1635+0,106 = 6,34м

Необхідний напір промивного насоса:

Н = h₂ + ? h + h_з.н., м

при h_з.н. = 1,5 м - запас напора;

Н = 0,165 + 6,34+ 1,5 = 8,005м

Продуктивність промивних насосів визначається за формулою:

Q_нас = 3,6 • F· w, м³/год

Q_нас = 3,6 · 98,96 · 0,015 = 5,34м³/год

3.3.6 Розрахунок та побудова висотної схеми очисних споруд

При проектуванні станцій освітлення і знебарвлення води з метою зменшення будівельної вартості необхідно технологічні споруди максимально прилаштувати до рельєфу місцевості. Для цього складають висотну схему споруд. Вона має вигляд повздовжнього профілю, на якому вказується висота споруд за ходом руху води на ділянці станції і встановлюється залежність між абсолютними відмітками рівнів води у технологічних спорудах.

Висотну схему починають складати з найнижчої споруди - резервуара чистої води. При визначенні відміток рівнів води на всіх спорудах водоочисної станції за початкову приймають відмітку поверхні землі площадки водоочисної станції Z₁ біля РЧВ. Відмітку найвищого рівня води в РЧВ Z₂ приймають за економічними і санітарними міркуваннями на 0,5 м вище відмітки Z₁. Потім, враховуючи втрати напору в трубопроводах і спорудах, визначають відмітки рівнів води у всіх спорудах водоочисної станції. Орієнтовно ці втрати напору можна приймати за табл. 5.15. Для зменшення будівельної вартості водоочисної станції її окремі технологічні споруди необхідно розташовувати з урахуванням можливості самопливного відведення стічних вод і осадів із всіх споруд.

3.4 Напірно-регулюючі ємності

3.4.1 Розрахунок резервуарів чистої води

Для забезпечення надійності водопостачання в одному вузлі повинно бути не менше двох резервуарів одного призначення. При відключенні одного резервуару в іншому повинно зберігатись не менше 50% пожежного і аварійного запасів води.

Таблиця

Визначення залишків води в РЧВ

Години доби	Подача Н.ст І,%	Подача Н.ст ІІ,%	Надходження в РЧВ	Витрати з РЧВ	Залишок води в РЧВ
0-1	4,16	2,0	2,16	-	6,84
1-2	4,16	2,0	2,16	-	9,00
2-3	4,16	2,0	2,16	-	11,16
3-4	4,16	2,0	2,16	-	13,32
4-5	4,16	4,0	0,16	-	13,48
5-6	4,16	4,0	0,16	-	13,64
6-7	4,16	4,0	0,16	-	13,80
7-8	4,16	4,0	0,16	-	13,96
8-9	4,17	6,0	-	1,83	12,13
9-10	4,17	6,0	-	1,83	10,30
10-11	4,17	6,0	-	1,83	8,47
11-12	4,17	6,0	-	1,83	6,64
12-13	4,17	5,0	-	0,83	5,81
13-14	4,17	5,0	-	0,83	4,98
14-15	4,17	5,0	-	0,83	4,15
15-16	4,17	5,0	-	0,83	3,32
16-17	4,17	5,0	-	0,83	2,49
17-18	4,17	5,0	-	0,83	1,66
18-19	4,17	5,0	-	0,83	0,83
19-20	4,17	5,0	-	0,83	0
20-21	4,17	4,0	0,17	-	0,17
21-22	4,17	4,0	0,17	-	0,34
22-23	4,17	2,0	2,17	-	2,51
23-24	4,17	2,0	2,17	-	4,68

Об'єм РЧВ визначається за формулою:

W_РЧВ = W_рег + W_пож + W_ав + W_вп, м³

де:W_рег - регулюючий об'єм, м³;

W_пож - протипожежний запас, м³;

W_ав - аварійний запас, м³;

W_вп - об'єм води на власні потреби очисних споруд на період пожежі, м³;

Регулюючий об'єм визначаємо за формулою:

W_рег = , м³

де а - максимальний залишок води в РЧВ,%;

W_рег = = 3071,2 м³

Протипожежний запас води визначаємо з розрахунку на 10-хвилинну тривалість гасіння однієї зовнішньої і однієї внутрішньої пожеж при одночасних найбільших витратах на інші потреби міста:

W_пож = ,м³

де: q_зовн.п. - витати на гасіння зовнішньої пожежі, приймається в залежності від чисельності населення і поверховості забудови, л/с; для розрахунку прийм. q_зовн.п.=35 л/с за умови одночасного виникнення 2-х пожеж;

q_вн.п. - витрати води на гасіння внутрішньої пожежі, прийм. 2,5л/с на одну пожежу (кількість пожеж залежить від кількості жителів і поверховості забудови), л/с;

t - час поповнення запасів води в резервуарі на час гасіння пожеж, для систем водопостачання І і ІІ категорії надійності приймають t = 3 год;

W_пож = = 810м³

Аварійний запас РЧВ можна обчислити за формулою:

W_ав = ,м³

де: a, b, c - об'єм води, що споживається за три суміжні години найбільшого водоспоживання,%;

W_ав = = 420 м³

Витрати води на власні потреби водоочисної станції визначають за формулою:

W_вп = Q_{доб.мах} · б,м³

де: мб - коефіцієнт витрат води на власні потреби, частка від Q_доб.maх; б=0,1....0,15;

W_вп = 22000 · 0,1 = 2200м³

W_РЧВ = 3071,2 + 810+ 420+ 2200 = 6501,2 м³



Приймаємо два резервуара чистої води, при цьому об'єм кожного становитиме:

W_1РЧВ = ,м³

W_1РЧВ = = 3250,6м³

Відповідно до визначеного об'єму визначаємо корисний та номінальний об'єми РЧВ та їх основні розміри 36х24х4,84м

3.4.2 Розрахунок насосної станції другого підйому

Середня годинна подача одного насоса визначається за формулою:

Q = , м³/добу

де n - число робочих насосів (мінімальне - 2);

Q = = 187,9 м³/добу

Необхідний напір насосів визначається за формулою:

H = - + h_ву + h_вс + h_Нст,м

де:- максимальна відмітка води очисних споруд (змішувач), м;

- мінімальна відмітка води (найнижча відмітка в береговому

колодязі), м;

h_вс - втрати напору в напірних лініях, м;

h_ву - втрати напору в усмоктуючих лініях, м;

h_Нст- втрати напору в комунікаціях насосної станції, приймаємо

= 1-2 м;

H = 281 - 246 + 0,23 + 1,5 = 36,73 м

Встановлюємо два - робочі і один - резервний насоси марки Д

Q_ф = 833,34 м³/год

H_ф = м

N = кВт

n = об/хв

з =%

Д_р.к.= мм

Дh_доп.= м

водопостачання очисний насосний водозабір



4. Експлуатаційна частина

4.1 Опис технологічного процесу

Вода, що надходить вода по стальним трубопроводам надходить у змішувач. Для інтенсифікації процесів осідання завислих, колоїдних і високомолекулярних речовин, що знаходяться в поступаючій воді, яка обробляється, використовується коагулянт - сірчанокислий алюміній. Розчин реагенту, що пройшов дозатор, вводиться в трубу яка подає воду перед змішувачем або в головну частину змішувача.