Очистка природной воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Расчет очистных сооружений

1.1 Определение полной производительности очистных сооружений

1.2 Реагентное хозяйство

1.2.1 Определение доз реагентов

1.2.2 Мокрое хранение коагулянта

1.2.2.1 Баки-хранилища

1.2.2.2 Расходные баки

1.3 Дозирование реагентов в обрабатываемую воду

1.4 Выбор методов обработки воды и состава основных технологических сооружений

1.5 Смесители

1.6 Двухступенчатое фильтрование

1.6.1 Контактные префильтры

1.6.2 Скорые фильтры

1.7 Повторное использование промывной воды

1.8 Песковое хозяйство

1.9 Обеззараживание воды хлорированием

2. Основные положения компоновки водоочистной станции

3. Проектирование генерального плана очистных сооружений

4. Зоны санитарной охраны

Заключение

Список использованных источников

Введение

На основании задания, выданного преподавателем, была выбрана схема очистки воды, а также рассчитаны и запроектированы основные технологические сооружения станции очистки воды.

Проект состоит из пояснительной записки и чертежей, на которых представлены: генплан водоочистной станции, план станции очистки, два разреза и высотная схема очистных сооружений.

При выполнении проекта я руководствовался действующими нормами и правилами СНиП, правилами технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения.

1 Расчет очистных сооружений

1.1 Определение полной производительности очистных сооружений

Полная производительность станции очистки воды Qсут, м3/сут, была определена по формуле

(1)

где ? - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды;

? = 1,035 при повторном использовании промывной воды [1, п. 6.6];

Qn - полезная производительность станции в сутки максимального водопотребления, м3/сут;

Qn = 55000 м3/сут.

.

Коммуникации станции водоподготовки были рассчитаны на возможность пропуска воды на 20-30% больше расчетного, т.е на .

1.2 Реагентное хозяйство

В реагентном хозяйстве осуществляется хранение растворов реагентов и дозирование их в обрабатываемую воду.

В данном курсовом проекте принято мокрое хранение коагулянта, которое выгодно отличается от сухого чистым автоматизированным производством с небольшой трудоемкостью.

1.2.1 Определение доз реагентов

Доза коагулянта для цветных вод Дк, мг/дм3, была определена по формуле

(2)

где Ц - цветность воды, град.

.

При обработке мутных вод доза коагулянта была определена по [1, табл. 16] и составила: .

Поскольку обработке будут подвергаться мутные и цветные воды, то в расчетах принята большая из полученных доз, т.е. .

Доза подщелачивающего реагента (извести) Дщ, мг-экв/л, была определена по формуле

(3)

где Кщ - коэффициент, равный для извести (по СаО) - 28;

ек - эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг/мг-экв;

ек = 57 мг/мг-экв для Al2(SO4)3;

Щ0 - минимальная щелочность воды, мг-экв/л;

Щ0 = 1,9 мг-экв/л.

.

Поскольку получено отрицательное значение Дщ, то подщелачивание не производится.

Суммарная мутность воды для очистки с учетом введения коагулянта Св, мг/дм3, была определена по формуле

(4)

где М - мутность исходной воды, мг/дм3;

М = 150 мг/дм3;

Кк - коэффициент, принимаемый для сернокислого алюминия - 0,5.

.

1.2.2 Мокрое хранение коагулянта

Поскольку проектируемые водопроводные очистные сооружения находятся в Новосибирской области, а в Новосибирске расположен завод, производящий коагулянт в виде раствора, то на станцию будет завозиться именно жидкий коагулянт.

При этом раствор сначала будет перекачиваться в баки-хранилища, а затем, по мере надобности, в расходные баки.

При расчете сооружений для мокрого хранения в начале был определен суточный расход реагента в товарной продукции G, т/сут, по формуле

(5)

где вр - концентрация раствора коагулянта, %;

вр = 20 %.

.

Доставляться раствор коагулянта будет десятитонной машиной каждый день.

1.2.2.1 Баки-хранилища

Объем баков хранилищ Wб.х., м3, был определен по формуле

(6)

где Т - время хранения коагулянта, сут, [1, п. 6.202];

Т = 30 сут;

? - плотность раствора, т/м3;

? = 1 т/м3.

.

В эксплуатацию принимаем три бака хранилища по 150 м3, один из них резервный.

1.2.2.2 Расходные баки

Объем расходных баков при мокром хранении W, м3, был определен по формуле

(7)

где q - часовая производительность станции, м3/ч;

q = 2371,9 м3/ч;

t - время, на которое заготавливается раствор коагулянта, ч, [1, п. 6.22];

t = 8 ч (продолжительность смены);

в - процентная концентрация раствора коагулянта, %;

в = 4 % (для возможности реконструкции).

.

В эксплуатацию принимаем два расходных бака по 17 м3, один из них резервный.

Конфигурация баков в плане принята квадратной. Соотношение высоты Н, м, и размера стороны в плане В, м, принято Н/В = 3/2, поэтому высота и сторона в плане были определены по формулам

(8)

(9)

Для баков-хранилищ: ; .

Для расходных баков: ; .

Окончательные размеры баков (с учетом строительного превышения высоты над уровнем жидкости не менее 0,3 м): ; (для баков-хранилищ) и ; (для расходных баков).

При размещении всех баков реагентного хозяйства был оставлен проход между ними и стеной шириной 1 м.

Разбавление концентрированного раствора коагулянта производится с помощью сжатого воздуха, который подается по воздушным распределительным системам, выполненным из полиэтиленовых труб с отверстиями.

Расход сжатого воздуха в расходных баках был определен по интенсивности 4 л/с?м2, что составило порядка 20 л/с или 70 м3/час для каждого бака. Исходя из этого, диаметр коллектора составил 63 мм при скорости воздуха в нем 6,4 м/с. При расстоянии между воздушными трубами в баках 150 мм их количество равно 13, поскольку ширина бака 2,2 м. Диаметр воздушных труб составил 16 мм при скорости воздуха в них 7,7 м/с. Диаметр отверстий в воздушных трубах составил 3 мм при скорости выхода воздуха 30 м/с. Конструкции баков приняты с учетом требований [1, п. 6.25-6.27].

По общему расходу воздуха в 140 м3/час по [2] были приняты в эксплуатацию две воздуходувки марки ВК-1,5 с подачей 94,8 м3/час каждая, также предусмотрена резервная воздуходувка.

1.3Дозирование реагентов в обрабатываемую воду

Дозирование растворов коагулянтов и флокулянтов производится дозаторами различных типов [2, стр. 193-199]. В данном курсовом проекте рассмотрены плунжерные насосы-дозаторы типа НД. Их регулирующий механизм обеспечивает плавное бесступенчатое изменение подачи, как на ходу, так и при выключенном электродвигателе. Погрешность в дозировании не превышает 0,5 %.

Насосы-дозаторы могут объединяться в двух- и многоплунжерные агрегаты с присоединением к одному электродвигателю, образуя дозировочные агрегаты. Такими агрегатами можно одновременно дозировать два или три реагента.

По сравнению с автоматическими дозаторами плунжерные насосы-дозаторы имеют меньшую потребляемую мощность, что в конечном счете отразится в меньших денежных затратах.

Производительность дозатора растворов qд, л/час, была определена по формуле

(10)

.

По [3, таблица 2] в эксплуатацию принят насос марки НД-2500/10.

1.4 Выбор методов обработки воды и состава основных технологических сооружений

Методы обработки воды, состав и расчетные параметры сооружений водоподготовки были установлены в зависимости от качества воды в источнике, назначения водопровода, производительности станции и местных условий.

Выбор состава сооружений станции водоочистки для осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды открытых источников водоснабжения зависит от методов ее обработки и был произведен по [3, таблица 3].

На основании данных по мутности и цветности исходной воды (180 мг/дм3 и 50 град соответственно), а также производительности станции () было принято решение об использовании самой надежной схемы очистки, включающей контактные префильтры и скорые фильтры (двухступенчатое фильтрование). Этот выбор обусловлен также возможностью параллельного использования сооружений очистки или выключения одной ступени из работы при поступлении вод меньшей загрязненности.

1.5 Смесители

Смесительные устройства включают устройства ввода реагентов, обеспечивающие быстрое распределение реагентов в трубопроводе или канале подачи воды на сооружения [1, п. 6.42] и смесители, обеспечивающие последующее интенсивное смешение реагентов с обрабатываемой водой.

В качестве устройства для ввода реагентов по [2, таблица III.22] в эксплуатацию принята деталь ввода марки ВРк-25, рассчитанная на расход раствора реагента до 2,5 м3/час.

Смесительные устройства должны обеспечивать последовательный, с необходимым разрывом времени ввод реагентов [1, п. 6.17-6.18].

В данном курсовом проекте рассмотрено применение гидравлического вертикального (вихревого) смесителя (рисунок 1). Этот выбор обусловлен достаточно большой производительностью станции () и нежеланием расходовать денежные средства на электроэнергию при использовании механических смесителей.

1 - подача воды; 2 - водоприемные отверстия; 3 - водосборный лоток; 4 - отвод воды; 5 - подача реагентов Рисунок 1 - Вертикальный смеситель

В эксплуатацию принят один вертикальный смеситель, состоящий из двух секций, каждая из которых рассчитана на расход до 1500 м3/час, а часовая производительность станции q = 2371,9 м3/час. Резервные смесители не предусматриваются, но запроектирован обводной трубопровод в обход смесителя. Смесители имеют спускные трубы.

Вихревые смесители применяются на станциях любой производительности при очистке воды с крупнодисперсными взвешенными веществами и при использовании реагентов в виде суспензий или частично осветленных растворов. Они приняты в виде конического диффузора с углом между наклонными стенками 40? [1, п. 6.45].

Площадь смесителя в верхней вертикальной части S, м2, была определена по формуле

 (11)

где Q - количество воды, проходящее через данное отделение, м3/с;

Q = 0,33 м3/с;

V - скорость восходящего потока воды, м/с;

V = 0,035 м/с.

.

Скорость воды в стальном трубопроводе диаметром 800 мм, подающем воду в смеситель, принята 1,32 м/с по [4]. Диаметр подводок составил 600 мм при скорости воды в них 1,13 м/с. Скорость восходящего потока воды под водосборным устройством 35 мм/с, скорость движения воды в водосборном лотке 0,6 м/с.

Высота верхней части смесителя с вертикальными стенками 1,5 м. Ширина лотка принята 0,5 м, уклон дна лотка - 0,02. Диаметр отводящих труб от каждой секции смесителя принят 700 мм при скорости 0,86 м/с, а диаметр коллектора - 1000 мм при скорости 0,85 м/с.

1.6 Двухступенчатое фильтрование

Двухступенчатое фильтрование применяется при мутности исходной воды до 300 мг/л и любой производительности станции. При этой схеме вода вначале фильтруется через контактный префильтр, а затем через скорый фильтр (вторая ступень).

1.6.1 Контактные префильтры

В качестве контактного префильтра используются контактные осветлители типа КО-3 с водо-воздушной промывкой (рисунок 2). Контактные осветлители - это фильтровальные аппараты, использующие принцип контактной коагуляции и фильтрующие воду в направлении убывающей крупности зерен загрузки. Применяются в качестве единственной ступени очистки при количестве взвеси в воде, с учетом коагулянта, до 120 мг/л [1, таблица 15].

1 - водяная распределительная система; 2 - воздушная распределительная система; 3 - коллектор воздушной системы; 4 - струенаправляющий выступ; 5 - пескоулавливающий желоб

Рисунок 2 - Контактный осветлитель КО-3

На станции при контактном осветлении воды были предусмотрены сетчатые барабанные фильтры и входная камера, обеспечивающая требуемый напор воды, смешение и контакт воды с реагентами, а также выделение из воды воздуха (рисунок 3).

1 - канал исходной воды; 2 - камера сетки или микрофильтра; 3 - сборный канал; 4 - сетки; 5 - контактная камера

Рисунок 3 - Входная камера

Объем входной камеры V, м3, определялся по времени пребывания воды в ней не менее 5 минут по формуле

(12)

.

Камера секционирована на два отделения.

Подбор барабанных сеток производился по [2, таблица 1.14]. В эксплуатацию приняты две рабочие сетки из нержавеющей стали с использованием галунного плетения с размером отверстий около 35 мкм и поддерживающие сетки из нержавеющей стали с отверстиями 2х2 мм.

Размер сеток (диаметр 3 м, длина 2,8 м) был определен по [2, таблица 1.7] в соответствии с расчетной производительностью каждой из них в 1186 м3/ч.

Превышение уровня воды во входных камерах над уровнем в контактных префильтрах Ну, м, определялось по формуле

(13)

где hз - предельно допустимая потеря напора в слое загрузки, принимаемая равной высоте его слоя, м;

hз = 2,5 м;

hс - сумма всех потерь напора по пути движения воды от входной камеры до префильтров, м, [1, 6.219];

hс = 0,2 м.

.

Поскольку отсутствуют технологические исследования, то основные параметры работы контактного префильтра приняты по [1, п. 6.142] и [3, таблица 4].

Общая площадь контактных префильтров F, м2, определялась с учетом пропуска расхода воды на промывку скорых фильтров второй ступени по формуле

(14)

где Q - полезная производительность станции, м3/сут;

Q = 55000 м3/сут;

nпр - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме;

nпр = 2;

?/ - средняя интенсивность промывки скорого фильтра с двухслойной загрузкой, л/с?м2, по [1, 6.114];

?/ = 5 л/с?м2;

tпр/ - время промывки скорого фильтра, ч;

tпр/ = 0,15 ч;

Fф - общая площадь фильтрования на скорых фильтрах, м2, была определена по формуле

(15)

где Тст - продолжительность работы станции в течение суток, ч;

Тст = 24 ч;

Vн/ - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч, по [1, таблица 21];

Vн/ = 8,5 м/ч (для скорых фильтров с двухслойной загрузкой);

?пр - время простоя фильтра в связи с промывкой, ч;

?пр = 0,5 ч (при использовании водо-воздушной промывки);

.

? - средняя интенсивность промывки префильтра, л/с?м2, по [1, 6.133];

? = 4,5 л/с?м2;

tпр - время промывки префильтра, ч;

tпр = 0,23 ч;

Vн - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч, по [1, 6.142];

Vн = 6 м/ч (для префильтров).

.

Количество префильтров N определялось по формуле

(16)

(число префильтров округлено в большую сторону для возможности увеличения производительности станции).

Скорость при форсированном режиме Vф, м/ч, определялась по формуле

(17)

где N1 - количество префильтров в ремонте;

N1 = 1 (при N<20).

.

Скорость фильтрования при форсированном режиме входит в диапазон скоростей, указанных в [3, таблица 4].

При устройстве 11 префильтров площадь каждого из них будет составлять порядка 40 м2, что вполне устроит технологов в плане простоты эксплуатации.

Полная высота префильтра Н, м, была определена по формуле

(18)

где L0 - толщина фильтрующего слоя, м;

L0 = 2,5 м;

Нв - слой воды над загрузкой, м;

Нв = 0,6 м (с учетом H1 = 0,52 м при расходе промывной воды на 1 м водослива в 40 л/(с?м) по [3, таблица 5]);

hс - превышение строительной высоты над уровнем воды, м;

hс = 0,5 м.

.

При выключении префильтра на промывку скорость фильтрации на остальных V/, м/ч, принята повышающейся. При этом ее значение было определено по формуле

(19)

где F/ - общая площадь контактных префильтров за вычетом промывающегося префильтра, м2;

F/ = 400 м2.

, что не превышает скорости при форсированном режиме.

Дренажная система префильтров была рассчитана по промывному расходу qпром, л/с, по формуле

(20)

где ? - максимальная интенсивность промывки префильтра, л/с?м2;

? = 6 л/с?м2;

F1 - площадь одного префильтра, м2;

F1 = 40 м2.

.

Дренажная система расположена непосредственно в толще фильтрующей загрузки, поскольку в эксплуатацию приняты трубы фирмы Экотон, не требующие поддерживающих слоев.

Диаметр пластмассового коллектора, расположенного в кармане префильтра, был определен по [4] и составил 630 мм при скорости 0,9 м/с.

Поскольку размеры контактного префильтра в плане составляют 6х6,5 м, то при расстоянии между трубами ответвлений дренажной системы в 300 мм их количество было принято 19. При этом через одну трубу будет проходить расход воды в 12,5 л/с. С учетом этого по [4] были подобраны пластмассовые трубы диаметром 125 мм при скорости 1,52 м/с. На ответвлениях предусмотрены отверстия диаметром 10 мм, расположенные в шахматном порядке. При расстоянии между отверстиями 150 мм их общая площадь составляет порядка 0,5 % рабочей площади префильтра. Расстояние от низа ответвления до дна префильтра принято 250 мм (с учетом диаметров коллектора и труб ответвлений).

Потери напора в распределительной системе h, м, зависят от ее устройства. В трубчатой распределительной системе они были рассчитаны по формуле

(21)

где ? - коэффициент гидравлического сопротивления, который был определен по формуле

(22)

где Кп - коэффициент перфорации, равный отношению суммарной площади отверстий к площади поперечного сечения трубы;

Кп = 0,75.

;

Vк - скорость движения промывного расхода в начале коллектора, м/с;

Vк = 0,9 м/с;

Vотв - средняя скорость на входе в ответвления, м/с;

Vотв = 1,52 м/с.

.

Потеря напора в загрузке префильтра примерно равна высоте фильтрующего слоя, т.е. 2,5 м.

Диаметр коммуникаций, обслуживающих блок префильтров при форсированном режиме работы, был подобран по [4] таким образом, чтобы скорость в них не превышала 1,5 м/с. Подвод и отвод промывной воды осуществляется пластмассовыми трубами диаметром 450 мм при скорости 1,92 м/с.

Для промывки префильтров используется очищенная вода.

Водо-воздушная промывка префильтров осуществляется при следующем режиме: продувка воздухом с интенсивностью 18 л/с?м2 в течение 2 минут, затем совместно водо-воздушная промывка с прежней интенсивностью подачи воздуха и подачей воды 3 л/с?м2 в течение 7 минут и последующая подача воды (без воздуха) с интенсивностью 6 л/с?м2 в течение 7 минут.

При водо-воздушной промывке необходимо применять систему горизонтального отвода промывной воды с пескоулавливающим желобом, образованным двумя наклонными стенками - водосливной и отбойной (рисунок 4).

1 - струенаправляющий выступ; 2, 3 - отбойная и переливная стенки пескоулавливающего желоба; 4 - щель для возврата задержанного песка; 5 - фильтрующая загрузка; а = 20 мм; в = 40 мм.

Рисунок 4 - Горизонтальный отвод воды

Вода на промывку подается специальными промывными насосами. Этот выбор обусловлен возможностью применения при аварийных ситуациях неограниченного числа промывок, что невозможно при использовании бака.

Максимальная производительность промывного насоса qн, м3/ч, была определена по формуле

(23)

.

Необходимый напор промывного насоса Hн, м, определялся с учетом потерь напора в коммуникациях по [4], распределительной системе - 0,3 м и фильтрующей загрузке - 2,5 м. В эксплуатацию приняты два насоса марки Д500-36, работающие параллельно, также предусмотрен один резервный насос. Таким образом при промывке с воздухом с интенсивностью 3 л/с?м2 в течение 7 минут будет работать один насос, а затем при промывке без воздуха с интенсивностью 6 л/с?м2 в течение 7 минут оба.

Отверстия в трубах воздушной распределительной системы располагаются в шахматном порядке под углом 45? вниз. Диаметр отверстия принят 4 мм, расстояние между ними 150 мм. Скорость движения воздуха в пластмассовых трубах диаметром 63 мм принята 13 м/с, на выходе из отверстий 45 м/с. Скорость в коллекторе диаметром 250 мм принята 14,7 м/с.

Для подачи воздуха при водо-воздушной промывке предусмотрена воздуходувка марки ТВ-42-1,4, которая была подобрана по [3, таблица 1] по подаче воздуха 2500 м3/час. Также необходима установка резервной воздуходувки.

Перед подачей воды на скорые фильтры второй ступени производится смешение фильтрата одновременно работающих префильтров.

1.6.2 Скорые фильтры

Вода, поступающая на скорые фильтры после контактных префильтров, имеет мутность не более 15 мг/л, а после фильтрации для хозяйственно-питьевых целей не превышает 1,5 мг/л.

Фильтры (рисунок 5) и их коммуникации были рассчитаны на работу при нормальном и форсированном режимах (когда один фильтр отключен на ремонт). В эксплуатацию приняты скорые фильтры с двухслойной загрузкой в связи с уменьшенной скоростью фильтрования и увеличенным временем межпромывочного цикла.



1 - дренажно-распределительная система; 2 - фильтрующая загрузка; 3 лотки; 4 - карман.

Рисунок 5 - Скорый фильтр

Параметры фильтрующей загрузки и работы фильтра были приняты по [3, таблица 4], поскольку отсутствовали технологические исследования.

Общая площадь фильтрования Fф, м2, определялась по формуле

(24)

где Vн - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

Vн = 8,5 м/ч;

nпр - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме;

nпр = 2;

? - интенсивность промывки, л/с?м2;

? = 15 л/с?м2;

tпр - время промывки, ч;

tпр = 0,1 ч;

?пр - время простоя фильтра в связи с промывкой, ч;

?пр = 0,33 ч (для фильтров, промываемых водой).

.

Количество фильтров Nф определялось по формуле

(25)

(число фильтров округлено в большую сторону для возможности увеличения производительности станции).

Скорость при форсированном режиме Vф, м/ч, определялась по формуле

(26)

где N1 - количество фильтров в ремонте;

N1 = 1 (при N<20).

.

Скорость фильтрования при форсированном режиме входит в диапазон скоростей, указанных в [3, таблица 4].

При устройстве девяти фильтров площадь каждого из них будет составлять порядка 32 м2, что вполне устроит технологов в плане простоты эксплуатации.

Полная высота фильтра Нф, м, была определена по формуле

(27)

где L0 - толщина фильтрующих слоев, м;

L0 = 1,5 м;

Нв - высота водяной подушки над загрузкой, м;

Нв = 2 м;

hс - превышение строительной высоты над уровнем воды, м;

hс = 0,5 м.

.

При выключении фильтра на промывку скорость фильтрации на остальных Vф/, м/ч, принята повышающейся. При этом ее значение было определено по формуле

(28)

где Fф/ - общая площадь скорых фильтров за вычетом промывающегося фильтра, м2;

Fф/ = 256 м2.

, что не превышает скорости при форсированном режиме.

Дренажная система фильтров была рассчитана по промывному расходу qпром, л/с, по формуле

(29)

где F1 - площадь одного фильтра, м2;

F1 = 32 м2.

.

Диаметр коллектора определялся по [4] и составил 800 мм при скорости 0,95 м/с.

Поскольку размеры скорого фильтра в плане составляют 5,5х5,8 м, то при расстоянии между трубами ответвлений дренажной системы в 290 мм их количество было принято 19 в каждую сторону. При этом через одну трубу будет проходить расход воды в 12,5 л/с. С учетом этого по [4] были подобраны пластмассовые трубы диаметром 125 мм при скорости 1,52 м/с. На ответвлениях предусмотрены отверстия диаметром 10 мм, расположенные в шахматном порядке. При расстоянии между отверстиями 150 мм их общая площадь составляет порядка 0,5 % рабочей площади фильтра. Расстояние от низа ответвления до дна фильтра принято 340 мм (с учетом диаметров коллектора и труб ответвлений).

Потери напора в распределительной системе h, м, зависят от ее устройства. В трубчатой распределительной системе они были рассчитаны по формуле

(30)

где ? - коэффициент гидравлического сопротивления, который был определен по формуле

(31)

где Кп - коэффициент перфорации, равный отношению суммарной площади отверстий к площади поперечного сечения трубы;

Кп = 0,38.

;

Vк - скорость движения промывного расхода в начале коллектора, м/с;

Vк = 0,95 м/с;

Vотв - средняя скорость на входе в ответвления, м/с;

Vотв = 1,52 м/с.

.

Потеря напора в загрузке фильтра примерно равна высоте фильтрующих слоев, т.е. 1,5 м.

Диаметр коммуникаций, обслуживающих блок фильтров при форсированном режиме работы, был подобран по [4] таким образом, чтобы скорость в них не превышала 1,5 м/с. Подвод и отвод промывной воды осуществляется пластмассовыми трубами диаметром 630 мм при скорости 1,85 м/с.

Для удаления воздуха при промывке на коллекторе предусмотрен один воздушник диаметром 50 мм, поскольку площадь фильтра меньше 50 м2.

Для промывки фильтров используется очищенная вода. Для сбора и отвода промывной воды предусмотрены желоба полукруглого сечения. В эксплуатацию принято два желоба при расстоянии между их осями 1,8 м.

Ширина желобов Вж, м, была определена по формуле

(32)

где Кж - коэффициент, зависящий от сечения желоба;

Кж = 2 (для полукруглого сечения);

qж - расход воды по желобу, м3/с, равный половине qпром;

qж = 0,24 м3/с;

aж - отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины;

aж = 1,5.

Лотки желобов имеют уклон 0,01 к сбросному каналу.

Расстояние от дна желоба до дна сборного канала фильтра Нкар, м, было определено по формуле

(33)

где Вкар - ширина кармана, м;

Вкар = 1 м.

.

Нкар исключает подпор, и взвешенные вещества не оседают обратно на фильтр.

Расстояние от поверхности фильтрующего слоя загрузки до верхней кромки желобов Нж, м, было определено по формуле

(34)

где L0 - высота фильтрующего слоя, м;

L0 = 1,5 м;

е - относительное расширение фильтрующей загрузки в процентах по [3, таблица 4];

е = 50 %.

.

Производительность промывного насоса qн, м3/ч, была определена по формуле

 (35)

.

Необходимый напор промывного насоса Hн, м, определялся с учетом потерь напора в коммуникациях по [4], распределительной системе - 0,9 м и фильтрующей загрузке - 1,5 м. В эксплуатацию принят насос марки Д2000-21, также предусмотрен один резервный насос.

1.7 Повторное использование промывной воды

Повторное использование промывных вод фильтров произведено в соответствии с [1, п. 6.4].

При двухступенчатом фильтровании были предусмотрены отстойники. В них производится отстаивание промывной воды в течение двух часов. За это время промывке подвергнутся два префильтра и один скорый фильтр.

Объем воды, необходимый для промывки двух префильтров, Vпр, м3, был определен по формуле

(36)

где Fпр - площадь префильтра, м2;

Fпр = 40 м2;

?1 - интенсивность подачи воды при одновременной подаче воздуха, л/с?м2;

?1 = 3 л/с?м2;

t1 - время подачи воды с интенсивностью ?1, с;

t1 = 420 с;

?2 - интенсивность подачи воды без подачи воздуха, л/с?м2;

?2 = 6 л/с?м2;

t2 - время подачи воды с интенсивностью ?2, с;

t2 = 420 с.

.

Объем воды, необходимый для промывки скорого фильтра, Vф, м3, был определен по формуле

(37)

где Fф - площадь фильтра, м2;

Fф = 32 м2;

? - интенсивность подачи воды, л/с?м2;

? = 15 л/с?м2;

t - время подачи воды, с;

t = 360 с.

.

Таким образом, общий объем промывных вод, поступающих в отстойники в течение двух часов, составляет 475 м3, т.е. приблизительно три порции воды по 160 м3. Для осуществления равномерной перекачки промывной воды в эксплуатацию принято два отстойника, рассчитанных на две порции воды каждый, т.е. на 320 м3.

Трубчатая система, через которую забирается осветленная вода, рассчитана на расход 44 л/с и состоит из двух перфорированных труб диаметром 250 мм при скорости 0,67 м/с [4]. Трубы расположены на 1/5 высоты отстойника, считая от дна. При этом они смогут забрать только 80 % воды. Диаметр коллектора принят 315 мм при скорости 0,74 м/с.

Перекачка осветленной промывной воды осуществляется насосом марки Д200-36 в голову очистных сооружений.

1.8 Песковое хозяйство

На станции очистки был предусмотрен резерв фильтрующего материала в количестве 10% от всего объема фильтрующей загрузки и замены фильтрующей загрузки одного фильтра во время аварии, поскольку их количество < 20. С учетом этого объем необходимого песка составил 240 м3, а антрацита - 30 м3.

1.9 Обеззараживание воды хлорированием

Обеззараживание воды на станции будет осуществляться жидким хлором из-за его простоты, эффективности и относительно невысокой цены.

На станции предусмотрено применение двойного хлорирования. Первичное хлорирование осуществляется с целью улучшения процесса коагуляции, окисления органических и легкоокисляющихся неорганических веществ и для улучшения санитарного состояния сооружений. Хлор вводится в голову сооружений за 2 мин до ввода реагентов. Доза для первичного хлорирования принята по [1, п. 6.18] и составляет 6 мг/л.

Вторичное хлорирование осуществляется с целью окислительного обеззараживания воды и создания в воде остаточного хлора для борьбы с вторичными загрязнениями воды. Доза хлора для вторичного хлорирования принята согласно [1, п. 6.146] и составляет 2,5 мг/л.

Расход хлора qхл, кг/ч, для каждого этапа его ввода был определен по формуле

(36)

где q - часовой расход воды на станции, м3/ч;

q = 2372 м3/ч;

Дхл - доза хлора, мг/л.

(для первичного хлорирования).

(для вторичного хлорирования).

По этим данным в эксплуатацию были приняты современные хлораторы, выгодно отличающиеся от устаревших марки ЛОНИИ-100 меньшими габаритами, системой саморегулирования отбора хлора, предохранительным клапаном и клапаном точной настройки, а также увеличенной точностью дозирования, что позволяет обеспечить надежность при низких дозах хлора без опасности снижения его остаточной концентрации ниже допустимой. Хлораторы подобраны отдельно для каждого ввода, т.е. в хлораторной будет две группы хлораторов. Также запроектирован один общий резервный хлоратор на две точки ввода согласно.

В связи с достаточно большой производительностью на станцию хлор будет поступать в контейнерах.

Съем хлора с контейнера составляет 3 кг/ч с квадратного метра боковой поверхности.

Количество контейнеров в установке n было определено по формуле

(37)

где Sкон - съем хлора с одного квадратного метра поверхности контейнера, кг/ч;

Fк - площадь боковой поверхности контейнера, м2;

Fк = 5,9 м2 (при наружном диаметре контейнера 970 мм и длине корпуса 1920 мм [3, таблица 6]).

.

На складе будет храниться тридцати суточный запас контейнеров, количество которых N было определено по формуле

(38)

где G - вес сжиженного хлора в контейнере, кг, по [3, таблица 6];

G = 1250 кг.

реагент санитарный водоочистной дозирование

2 Основные положения компоновки водоочистной станции

Компоновка основных и вспомогательных сооружений была выполнена с учетом удобства и экономичности их эксплуатации, бесперебойности работы, возможности расширения и минимальных капитальных вложений при строительстве.

При этом были соблюдены следующие основные требования.

1. Все элементы станции очистки были расположены компактно в виде единого комплекса.

2. Компактность не является причиной тесноты, затрудняющей строительство, монтаж, эксплуатацию и плановое расширение очистных сооружений с учетом возможностей проектирования дополнительных элементов и строительства для них помещений.

3. Соблюдено удобное расположение по отношению к основным сооружениям помещений реагентного и пескового хозяйства.

4. Обеспечены соответствующие габариты проходов между отдельными агрегатами (до одного метра).

5. Сторона зданий, в направлении которой намечено производить расширение станции, не загромождена постройками постоянного типа и подземными сооружениями.

6. Запроектированы системы обводных коммуникаций, обеспечивающих возможность подачи воды при авариях, а также при отключениях отдельных видов сооружений станции.

7. При проектировании очистной станции с целью снижения ее строительной стоимости необходимо технологические сооружения максимально приспособить к рельефу местности. Для этого была составлена высотная схема, представляющая графическое изображение в профиле всех сооружений с взаимной увязкой высоты их расположения. Высотная схема станции обработки воды обеспечивает самотечное движение воды в любое время года.

3 Проектирование генерального плана очистных сооружений

Очистная станция ограждена сплошным забором высотой 3 м (с расстоянием до основных сооружений не менее 30 м), а также окружена поясом зеленых насаждений. Доступ посторонних лиц категорически запрещен.

На плане площадки расположены основные производственные сооружения. Кроме них также показаны резервуары чистой воды, насосная станция второго подъема, песковое хозяйство, отстойники для отстаивания промывной воды, хлораторная.

На генплане также показаны основные коммуникационные трубопроводы, дороги.

Территория станции озеленена, площадка имеет асфальтированные дороги, подъездные пути и пешеходные дорожки ко всем объектам.

4 Зоны санитарной охраны

Для обеспечения санитарной надежности водопровода хозяйственно-питьевого назначения должна предусматриваться организация зоны санитарной охраны в соответствии с [1, гл. 10].

Зона водопроводных сооружений состоит из первого пояса и полосы (при расположении водопроводных сооружений за пределами второго пояса источника водоснабжения).

Граница первого пояса зоны водопроводных сооружений совпадает с ограждением площадки сооружений и предусмотрена на расстоянии:

от стен резервуаров фильтрованной (питьевой) воды, фильтров, контактных осветлителей - не менее 30 м;

от стен остальных сооружений - не менее 15 м.

На территории первого пояса зоны площадки водопроводных сооружений предусмотрены санитарные мероприятия, указанные в [1, п. 10.21, 10.24], а также сторожевая охрана и технические средства охраны согласно [1, п. 14.5].

Санитарно-защитная полоса вокруг первого пояса зоны водопроводных сооружений, расположенных за пределами второго пояса зоны источника водоснабжения, имеет ширину не менее 100 м.

В пределах санитарно-защитной полосы площадок водопроводных сооружений предусмотрены санитарные мероприятия согласно [1, п. 10.32].

Заключение

Выполнение курсового проекта “Очистка природной воды” явилось основным средством закрепления пройденного по данному разделу теоретического материала, с одновременным развитием навыков самостоятельной работы в области проектирования.

Список использованных источников

1 СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой России. -М.: ГУП ЦПП, 1998. - 128 с.

2 Оборудование водопроводно-канализационных сооружений: Справочник монтажника./ под ред. А.С. Москвитина - М.: Стройиздат, 1979. - 430 с.

3 Очистка природной воды: Метод. указ. / Сост.: Б.М. Гохман, Л.Р. Ланге: СибГИУ. - Новокузнецк, 2005. - 48 с.

4 Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. пособие/ Ф.А. Шевелев, А.Ф. Шевелев. - М.: Стройиздат, 1984. - 116 с.

Размещено на Allbest.ru