_отв

Принимаем отверстия d = 25мм площадь

Число отверстий на каждой трубе:

_отв

Отверстия располагаются в два ряда с шагом:

e₀=L_k/n_отв=8000/62=129 мм

Из камеры в горизонтальный отстойник воду отводят над затопленным водосливом. Верх стенки водослива располагают ниже уровня воды в отстойнике на величину:

где: - скорость движения воды через водослив, 0,05 м/сек;

- ширина камеры, 6м;

За стенкой водослива устанавливают подвесную перегородку, погруженную на 0,25-0,33 высоты отстойника, чтобы отклонить поток воды книзу. Скорость между стенкой водослива и перегородкой должна быть не более 0,03 м/сек.

5.5.5. Расчет скорых фильтров

Фильтрованием называется процесс прохождения осветляемой воды через слой фильтрующего материала. Фильтрование, так же как и отстаивание, принимают для осветления воды, т.е. для задержания находящихся в воде взвешенных веществ. Вода после выхода из отстойников должна содержать не более 8-12 мг/л взвешенных веществ. После фильтрования мутность воды, предназначенной для питьевых целей, не должна превышать 2 мг/л.

Помимо взвешенных веществ фильтры должны задержать большую часть микроорганизмов и микрофлоры и понижать цветность воды до требований ГОСТ, т.е. до 20⁰.

Двухслойный безнапорный фильтр представляет собой резервуар, загруженный слоями антрацита (верхний слой) с крупностью зерен 0,8-1,8 мм и толщиной слоя 0,4 м и кварцевого песка (нижний слой с крупностью зерен 0,5-1,2 мм и толщиной слоя 0,7м), согластно [1,табл.21].

Суммарная площадь скорых фильтров:

где Т - время работы станции в течение суток = 24 ч.;

v_р.н - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, согласно [1,табл.21], 0,7 м/час;

n - количество промывок каждого фильтра за сутки, 2;

w - интенсивность промывки, 14-16 л/(с*м²);

t₁ - продолжительность промывки, 0,12 ч;

t₂ - время простоя фильтра в связи с промывкой, 0,33 ч;

Число фильтров

Площадь одного фильтра:

, размер в плане 5,5х 6 м.

Скорость фильтрования воды при форсированном режиме составит:

где N₁ - количество фильтров, находящихся в ремонте, N₁=1;

Поддерживающий слой.

Поддерживающий слой из гравия имеет общую высоту 500мм и крупность зерен 2-40 мм [1,табл.22].

Потери напора в поддерживающих слоях при промывке фильтрующего слоя определяются по формуле:

h_п.с.=0,022*Н_п.с.*щ= 022*0,5*15=0,16 м

где, Н_п.с.- высота поддерживающего слоя, м;

Расчет распределительной системы фильтра.

В проектируемом фильтре распределительная система служит как для равномерного распределения промывной воды по площади фильтра, так и для сбора профильтрованной воды.

Интенсивность промывки принята w = 15 л/(сек*м²), согластно [1,табл.23].Тогда количество промывной воды, необходимо для одного фильтра:

Диаметр коллектора распределительной системы определяют по скорости входа промывной воды d_кол = 700 мм, что при расходе 495 л/сек соответствует скорости v_кол =1,13 м/сек ( в начале коллектора рекомендуется v_кол = 1-1,2 м/с).

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое отверстие распределительной системы при расстоянии между ними m=0,27м (m = 0,25 - 0,35) и наружном диаметре коллектора D_кол=700 мм, составит:

а расход промывной воды, поступающей через одно отверстие,

Диаметр труб ответвлений принимаем d_отв=80 мм (ГОСТ 3262-62), тогда скорость входа воды в отверстия будет v=1,7 м/с.

В нижней части ответвлений под углом 60⁰ к вертикале предусматриваются отверстия диаметром 10-12 мм.

Отношение площади всех отверстий в ответвлениях распределительной системы ?f₀ к площади фильтра F принимаем равным 0,25-0,30%

При площади одного фильтра F=33 м² суммарная площадь отверстий составит:

При диаметре отверстий д₀=14 мм, площадь отверстий f₀=1,54 см². Следовательно, общее количество отверстий в распределительной системе каждого фильтра:

Общее количество отверстий на каждом фильтре при расстоянии между осями отверстий 0,25 м составит:

Количество отверстий, приходящихся на каждое ответвление 536/44=12шт

При длине каждого отверстия l_отв=(6-0,7)/2=2,65 м шаг оси отверстий на ответвлении бедет равен:

Высота фильтра:

Н_ф= h_з + h_под.сл + h_в + h_доп =1,1+0,5+2+0,5 = 4,1 м

где h_з - высота слоя загрузки, [1,табл.21];

h_под.сл - поддерживающий слой гравия, [1,табл.22];

h_в - высота слоя воды под поверхностью загрузки, 2м;

h_доп - 0,5м;

5.5.6. Система для сбора и отвода промывной воды

Для сбора и отведения промывной воды устраиваются три желоба. Расстояние между осями желобов составляет 2 м [1,п.б.111]. Поперечное сечение желоба принимается: верхняя часть - прямоугольная, нижняя - треугольная.

Ширину желоба определяем по формуле:

где К_ж - коэффициент , принимаемый равным для пятиугольного желоба-2,1 [1,п.б.111];

q_ж - расход воды по желобу, м³/сек;

а_ж - отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, от 1 до 1,5;

Определим число желобов: n = 6 / 2.2 = 3 шт ,тогда расстояние между осями желобов составит: 6 / 3 = 2 м ( рекомендуется не более 2,2 м)

Расход промывной воды, приходящейся на один желоб:

Высота прямоугольной части желоба: h_пр = 0,75*B = 0,75*0,65=0,49 м

Полезная высота желоба: h = 1.25*B = 1.25*0,65 = 0,81 м

Конструктивная высота желоба ( с учетом толщины стенки) :

h_к = h + 0.08 = 0,81 + 0,08 = 0,89 м. Скорость движения воды в желобе v = 0,61 м/сек.

Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки при Н=1,5м и относительном расширении фильтрующей загрузки е = 30% по формуле:

Расход воды на промывку фильтра:

где Т_р - продолжительность работы фильтра между двумя промывками, равная

Т_р = Т₀ - (t₁+t₂+t₃) = 12-(0.1+0.33+0.17) = 11.4 ч

где Т₀ - продолжительность рабочего фильтроцикла, 8 -12 ч;

t₃ - продолжительность сброса первого фильтрата в сток;

w - интенсивность промывки;

N - количество фильтров, 10 шт;

5.5.7. Расчет сборного канала

Загрязненная промывная вода из желобов скорого фильтра свободно изливается в сборный канал, откуда отводится в сток.

Поскольку фильтр имеет площадь f = 33м² ‹ 40 м², он устроен с боковым сборным каналом, непосредственно примыкающим к стенке фильтра. При отводе промывной воды с фильтра сборный канал должен предотвращать создание подпора на выходе воды из желобов.

Поэтому расстояние от дна желоба до дна бокового сборного канала должно быть не менее:

где q_кан - расход воды в канале , 0,495 м³/сек;

b_кан - минимальная допустимая ширина канала, согласно [1,П.6.112] принимается 0,7 м;

Скорость движения воды в конце сборного канала при размерах поперечного сечения f_кан = 0,7*0,7=0,49 м², составит v_кан = q_кан / f_кан = 0,495/0,49=0,8 м/сек, что примерно отвечает рекомендуемой минимальной скорости, v = 0.8 м/сек.

5.5.8.. Определение потерь напора при промывке фильтра

Напор, под которым подается вода для промывки фильтра, должна быть не менее:

где Н_г - геометрическая высота подъема воды;

Н_г = 4,5+0,7+1,1=6,3 м

где 1,5- высота загрузки;

0,7 - высота над поверхностью загрузки;

?h - сумма потерь напора при промывки фильтра;

где h_р.с - потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра;

где а- отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения коллектора, 0,25;

v_кол - скорость движения воды в коллекторе в м/сек;

v_р.т - то же, в распределительных трубах в м/сек;

h_ф - потери напора в фильтрующем слое, 1м;

h_п.с - потери напора в гравийных поддерживающих слоях;

h_п.т - потери напора в трубопроводе;

h_п.т = i*l =100*0,00649=0,65 м

при q = 435 л/сек, d = 600 мм и v = 1,77 м/сек гидравлический уклон i = 0,00649, общая длина трубопровода 100 м

h_о.с - потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах, 0,4 м;

h_м.с - потери напора на местные сопротивления, 0,6 м;

5.5.9.Подбор насосов для промывки фильтра

Для подачи промывной воды в качестве 495 л/сек принято два одновременно действующих центробежных насоса марки 12НД с производительностью 720 м³/ч (200 л/с) каждый с напором 21 м, при скорости вращения n=960 об/мин. Мощность на валу насоса 48 кВт, мощность эл. двигателя 55 кВт, КПД насоса 0,87.

Кроме двух рабочих насосов принят один резервный агрегат.

5.5.10. Расчет отделения хлораторной

Для интесификации хода коагулянта и обесцвечивания, а также для улучшения санитарного состояния сооружений рукомендуется проводить хлорирование воды.

Доза первичного хлорирования Д_х1 = 4 мг/л;

Доза вторичного хлорирования Д_х2 = 1 мг/л;

Определим суточный расход хлора: расход хлора для предварительного хлорирования воды при Д_х1 = 4 мг/л равен:

расход хлора для предварительного хлорирования воды при Д_х2 = 1 мг/л;

равен:

Общий расход хлора равен 8,4+2=10,4 кг/ч, или 250 кг/сут

Помещение хлораторной разделено глухой стенкой на две части (хлора торная и аппаратная) с самостоятельными запасными выходами наружу из каждой

В хлораторной устанавливают три вакуумных хлоратора ЛОНИИ-100 производительностью до 10 кг/ч с газовым измерителем. Два хлоратора являются рабочими, а один служит резервным.

В аппаратной кроме хлораторов устанавливаются три промежуточных хлорных баллона. Они требуются в больших установках для задержания загрязнений перед поступлением хлорного газа в хлоратор из расходных хлорных баллонов.

Число расходных хлорных баллонов:

n_бак=Q_хл/S_бак=10,4/0,5=21 шт.

где S_бак=0,5 - 0,7 кг/ч - съем хлора с одного баллона без искусственного подогрева при температуре воздуха в помещении 18⁰С.

Для уменьшения количества расходных баллонов в хлораторной устанавливаются стальные бочки - испарители диаметром D=0,746 м и длиной L =1,6 м. Такая бочка имеет емкость 500 л и вмещает до 625 кг хлора. Съем хлора с 1 м² боковой поверхности бочек составляет S_хл=3 кг/ч. Боковая поверхность бочки при принятых выше размерах составит 3,65 м².

Таким образом, съем хлора с одной бочки будет

q_б=F_б*S_хл=3.65*3=10.95 кг/ч

Для обеспечения подачи хлора в количестве 15,83 кг/ч нужно иметь 10,4/10,95=1 бочки испарителя. Чтобы пополнить расход хлора из бочки, его переливают из стандартных баллонов емкостью 55 л, создавая разрежение в бочках путем отсоса хлор газа эжектором. Это мероприятие позволяет увеличить съем хлора до 5 кг/ч с одного баллона и, следовательно, сократить количество одновременно действующих расходных баллонов до 10,5/5 2 шт

Всего за сутки потребуется баллонов с жидким хлором:

250/55=5 баллона

где: 55 л - объем одного баллона

В помещении хлораторной предусматриваются резервные баллоны в количестве 50% суточной потребности т.е. 2 баллона.

Основной запас хлора хранится вне очистной станции, на расходных складах, рассчитанных на месячную потребность в хлоре.

n=250*30/55=136 баллонов

Доставка баллонов с расходного склада на очистную станцию производится автомашиной.

Вентиляцию хлораторной и склада предусматриваем общеобменную с 12 - ти кратным обменом воздуха в час.

Загрязненный воздух отсасывается из нижней зоны через подпольные каналы с решетками и выбрасывается в атмосферу через шахту, возвышающуюся на 5 м над крышей здания.

5.5.11. Расчет сооружений повторного использования воды.

Принято повторное использование промывной воды фильтров с кратковременным отстаиванием ее в аккумулирующих емкостях, предназначенных для приема залповых сбросов.

На одну промывку фильтра расход воды составляет:

q=F*щ*60*t₁=33*15*60*7=208м³

где, t₁ - продолжительность промывки, 7 мин;

Следовательно приняты две аккумулирующие емкости по 210 м³ каждая.

Полагая, что повторно используется 80% промывной воды, а 20% воды сбрасывается с осадком в сток, определяем параметры насосной установки:

а) насос для перекачки осветленной воды на очистные сооружения:

где t - продолжительность перекачки, 30 мин=0,5ч [12, табл.43];

б) насос для перекачки шламовой воды из резервуара в канализацию:

где t - продолжительность перекачки, 15 мин=0,25ч [12, табл.43];

Для выполнения обеих операций принимаем четыре обнотипных насоса ( три рабочих и один резервный) марки 12Д-19-60 производительностью по 150 л/с, напором 15 м, скоростью вращения 1450 об/мин и КПД 0,8.

9.5.12. Песковое хозяйство.

Кварцевый песок, используемый в качестве загрузки фильтра, должен быть очищен от примесей и иметь определенный гранулометрический состав.

В установках пескового хозяйства предусматривается подготовка карьерного песка для первоначальной загрузки фильтров, так и для ежегодной его догрузки в размере 10% общего объема песчаного фильтрующего материала.

Объем песка,загружаемого в фильтры перед пуском станции из восьми фильтров площадью по 33 м² каждый и высотой фильтрующего слоя 1,2 м составит:

W_n=8*1.2*33=290 м³

Готовая потребность в дополнительном песке (10%-ная догрузка):

W_д=290*0,1=29,0 м³

Принимаем, что в карьерном сырье содержит 55% песка, пригодного для загрузки фильтра.

Тогда потребность в карьерном сырье перед пуском станции будет:

а годовая потребность в песке для его дозагрузки в фильтры:

Песковая площадка принята асфальтированная с размером в плане 26Х20 м.

Глава 6. Водопроводная сеть и водоводы

6.1. Общие сведения

Трассировка водопроводной сети обусловлена выполнением следующих основных правил:

Водопроводная сеть должна равномерно охватывать всех потребителей воды.

2. Сети водопровода должны иметь возможно наименьшую строительную стоимость, для чего подачу воды в заданные точки необходимо производить по кратчайшим направлениям, с тем чтобы обеспечить наименьшую длину водопроводных сетей.

3. Водопроводная сеть должна обеспечивать бесперебойность подачи воды потребителям, как при нормальной работе, так и при возможных авариях на отдельных участках.

На территории города главные магистрали водопроводной сети трассируем по основному направлению движения воды. Магистрали соединены перемычками, обеспечивающими перераспределение воды между магистралями при авариях.

Транзитные магистрали предусмотрены для транспортирования воды от точки питания сети к наиболее удаленным ее точкам, а так же в распределительную сеть.

6.2. Расчет водопроводной сети на случай максимального водозабора

6.2.1. Расчетная схема отбора воды.

Водопроводная сеть - кольцевая с водонапорной башней в начале сети; башня располагается на естественной возвышенности на отметке 107,3 м.

Максимальное водопотребление приходится на промежуток времеми с 21 до 22 часов. В этот час город потребляет 5,28% от Q_{сут.мах}, т.е.2238,57 м³/ч = 622 л/с, в том числе предприятия:

Q_пр№1 = 162 м³/ч = 45 л/с

Q_пр№2 = 208 м³/ч = 58 л/с

Суммарное потребление воды предприятиями: Q_пр = 103 л/с

Тогда расход воды, равномерно распределенного по территории города, составит:

Q = Q_расч - Q_пр = 622 - 103 = 519 л/с

Удельный отбор, т.е. отдача воды сетью на 1 м ее длины, определяем по формуле:

где ?l - сумма длин участков сети, м.

Путевые расходы воды по участкам сети:

или заменяя их узловыми расходами воды:

где l_узл - сумма длин участков, приходящих к узлу.

Результаты определения узловых расходов приведены в табл. 6.1 и на рис.6.1.

Узловые расходы воды.

Таблица 6.1

Номер узла	Номера участков, примыкающего к узлу	Сумма длин участков, примыкающих к узлу l	Qузл	Qпр
		м	л/с	л/с
1	1-2,1-5	1375		22
2	2-1,2-3,2-7	2065		33,04
3	3-2,3-8	1190		19,04	45
4	4-5,4-9	1300		20,8
5	5-1,5-4,5-6,5-10	2650		42,4
6	6-5,6-7,6-12	1375		22
7	7-2,7-6,7-8	1315		21,04
8	8-3,8-7,8-14	1615		25,84
9	9-4,9-10,9-16	1925		30,8
10	10-5,10-9,10-11,10-17	2775		44,4
11	11-10,11-12,11-18	1575		25,4
12	12-6,12-11,12-13	1315		21,04
13	13-12,13-14,13-19	1265		20,24
14	14-8,14-13,14-15	1095		17,52
15	15-14,15-20	970		15,52
16	16-9,16-17	1350		21,6
17	17-10,17-16,17-18	2240		35,84
18	18-11,18-17,18-19	2170		34,72	58
19	19-13,19-18,19-20	1825		29,2
20	20-15,20-19	1020		16,32
Итого:		32410		519	103
Всего:				622

Определение расчетных расходов воды по участкам сети.

При начальном потокораспределении должны быть выполнены два основных требования:

1. обеспечение надежности работы сети путем распределения воды по основным параллельным магистралям примерно равными потоками, что, в свою очередь, обеспечивает взаимозаменяемость этих участков в случае аварии;

2. соблюдение баланса расходов воды в узлах, чтобы сумма всех расходов, приходящих к узлу, равнялась сумме расходов, вытекающих из этого узла, включая собственно узловой расход.

Начальное потокораспределение представлено на рис.6.1.

Определение диаметров труб участков сети.

Максимальная надежность сети обеспечивается путем назначения равных диаметров в пределах каждого характерного сечения сети, что обеспечивает взаимозаменяемость транзитных магистралей.

Диаметры перемычек, осуществляющих переброску транзитных расходов воды при авариях на магистралях, назначаются конструктивно и принимаются равными диаметрам магистральных участков, следующих за данными перемычками.

Для водопроводной сети применяются чугунные водопроводные трубы (ГОСТ 21053-75).

Наивыгоднейшие диаметры участков сети вычисляется с помощью компьютера. Данные диаметры принимаются одинаковыми и для случая максимального водоразбора при пожаротушении.

Учитывая экономический фактор и предельно-допустимые значения скоростей течения воды подобраны экономически наивыгоднейшие диаметры труб участков сети.

Потери напора в трубах определяем по формуле:

h = S₀*L*Q² = S* Q²

где S₀ - удельное сопротивление трубопровода, При скорости движения воды в трубах < 1,2 м/с, вводится поправочный коэффициент д ,

L - длина трубопровода;

Q - расчетный расход воды в трубопроводе;

S - полное сопротивление трубы длиной l;

Диаметр труб и потери напора при первоначальном потокораспределении приведены на рис.6.1.

6.3. Гидравлическая увязка сети на случай максимального водоразбора.

Гидравлическая увязка кольцевой водопроводной сети с водопроводной башней (контур 1) в начале производится на компьютере. Результаты вычислений сводим в табл. 6.2.

Гидравлическая увязка сети на случай максимального водоразбора.

Таблица 6.2.

№ контура	№ участка	Длина участка	Диаметр	Расход	Скорость течения воды	Потери напора
номер	номер	м	мм	л/с	м/с	м
1	2	3	4	5	6	7
1	В.Б-4	250	600	310,78	1,1	0,69
	В.Б-4	250	600	310,78	1,1	0,69
						?h =0
2	5-1	500	350	103,18	1,07	2,65
	1-2	875	300	81,18	1,15	6,5
	7-2	450	150	2,65	0,5	-1,2
	6-7	125	300	87,12	1,15	-1,07
	5-6	875	350	126,11	1,21	-6,96
						?h =-0,08
3	7-2	450	150	2,65	0,5	1,2
	2-3	740	250	50,79	1,03	5,66
	8-3	450	150	13,25	0,75	-3,51
	7-8	740	300	63,43	0,9	-3,36
						?h =-0,01
4	4-5	700	600	302,12	1,07	1,83
	5-10	575	200	30,43	0,97	5,15
	4-9	600	600	298,64	1,06	-1,53
	9-10	725	400	175,26	1,25	-5,46
						?h = -0,01
5	5-6	875	350	126,11	1,21	6,93
	6-12	375	150	16,99	0,96	4,8
	11-12	200	250	34,27	0,7	-0,7
	5-10	575	200	30,43	0,97	-5,15
	10-11	875	350	116,55	1,21	-5,92
						?h = -0,04
6	6-7	125	300	87,12	1,23	1,07
	7-8	740	300	63,43	0,9	3,36
	8-14	425	200	24,35	0,77	2,43
	6-12	375	150	16,99	0,96	-4,8
	12-13	740	250	30,22	0,62	-2
	13-14	100	200	7,68	0,38	-0,06
						?h = 0
7	9-10	725	400	175,26	1,31	5,46
	10-17	600	300	44,74	0,63	1,33
	9-16	600	350	92,58	0,96	-2,56
	16-17	750	300	70,98	1	-4,26
						?h = -0,03
8	10-11	875	350	116,55	1,21	5,92
	11-18	500	300	57,08	0,81	1,84
	10-17	600	300	44,74	0,63	-1,35
	17-18	890	300	79,88	1,13	-6,4
						?h = -0,01
9	11-12	200	250	34,27	0,7	0,7
	12-13	740	250	30,22	0,62	2
	13-19	425	100	2,29	0,34	0,85
	11-18	500	300	57,08	0,81	-1,84
	18-19	780	300	44,24	0,63	-1,72
						?h = -0,01
10	13-14	100	200	7,68	0,24	0,06
	14-15	570	200	14,51	0,46	1,16
	13-19	425	100	2,29	0,34	-0,85
	19-20	620	300	17,33	0,25	-0,21
	15-20	400	100	1,01	0,13	-0,16
						?h = 0

Невязка по внешнему контуру:

?h_к = h_4-5 + h_5-1 + h_1-2 + h_2-3 - h_3-8 + h_8-14 + h_14-15 +h_15-20 - h_4-9 - h_9-16 - h_16-17 - h_17-18 - h_18-19- h_19-20 - h_20-15 = 1,83+2,65+6,5+5,66-3,51+2,43+1,16-1,53-2,56-4,26-6,4-1,72-0,21-0,16=-0,12м

Результаты расчетов соответствуют:

1. Потери напора в кольцах: в пределах 0,5м

2. Невязка по внешнему контуру - 1,5 м.

7.4. Поверочный расчет сети на случай максимального водоразбора при пожаротушении.

При пожаротушении допускается повышение расчетных расходов воды больше предельных экономических, т.к. пожары продолжаются сравнительно недолго и это не отражается на экономике сети.

Выбор предполагаемых точек пожара производится из соображений подачи воды на тушение пожара в самые отдаленные точки сети. Принимается, что тушение пожара осуществляется в узлах 3,15 и 20.

Во время тушения пожара в сеть необходимо подавать рас ход воды:

Q_{расч.пож}= Q_мах+ Q_пож= 622 + 135 = 757 л/с

7.5. Гидравлическая увязка сети на случай максимального водоразбора при пожаротушении.

Гидравлическая увязка сети на случай максимального водоразбора при пожаротушении производится также на компьютере, результаты вычисление сводим в табл. 6.3

Первоначальное распределение потоков воды при пожаре осуществляем с учетом тех же требований, что при максимальном водоразборе. Схема сети с первоначальным распределением потоков воды показана на рис. 6.2.

авлическая увязка сети на случай максимального водоразбора при пожаротушении.

Таблица 6.3.

№ контура	№ участка	Длина участка	Диаметр	Расход	Скорость течения воды	Потери напора
номер	номер	м	мм	л/с	м/с	м
1	2	3	4	5	6	7
1	В.Б.-4	250	600	378,28	1,34	1,02
	В.Б.-4	250	600	378,28	1,34	1,02
						?h = 0
2	5-1	500	350	134,5	1,4	4,5
	1-2	875	300	112,5	1,59	12,48
	7-2	450	150	4,7	0,6	-3,79
	6-7	125	300	117,1	1,66	-1,93
	5-6	875	350	161,62	1,68	-11,38
						?h = -0,12
3	7-2	450	150	4,7	0,6	3,79
	2-3	740	250	84,16	1,71	15,53
	8-3	450	150	24,88	1,41	-12,37
	7-8	740	300	91,36	1,29	-6,96
						?h = -0,01
4	4-5	700	600	375,82	1,33	2,83
	5-10	575	200	37,31	1,19	7,74
	4-9	600	600	359,94	1,27	-2,22
	9-10	725	400	217,84	1,73	-8,44
						?h = -0,09
5	5-6	875	350	161,62	1,68	11,38
	6-12	375	150	22,51	1,27	8,44
	11-12	200	250	52,62	1,07	-1,04
	5-10	575	200	37,31	1,19	-7,74
	10-11	875	350	155,63	1,62	-10,55
						?h = 0,49
6	6-7	125	300	117,1	1,66	1,93
	7-8	740	300	91,36	1,29	6,96
	8-14	425	200	40,64	1,29	6,78
	6-12	375	150	22,51	1,27	-8,44
	12-13	740	250	54,09	1,1	-6,41
	13-14	100	200	29,46	0,98	-0,84
						?h = -0,02
7	9-10	725	400	217,84	1,73	8,44
	10-17	600	300	55,12	0,78	2,05
	9-16	600	350	11,3	1,16	-3,7
	16-17	750	300	89,7	1,27	-6,8
						?h = -0,01
8	10-11	875	350	155,63	1,62	10,55
	11-18	500	300	77,81	1,1	3,41
	10-17	600	300	55,12	0,78	-2,05
	17-18	890	300	108,98	1,54	-11,91
						?h = 0
9	11-12	200	250	52,62	1,07	1,16
	12-13	740	250	54,09	1,1	6,41
	13-19	425	100	4,39	0,59	3,12
	11-18	500	300	77,81	1,1	-3,41
	18-19	780	300	94,07	1,33	-7,78
						?h = -0,5
10	13-14	100	200	29,46	0,94	0,84
	14-15	570	200	52,58	1,67	15,25
	13-19	425	100	4,39	0,59	-3,12
	19-20	620	300	69,26	0,98	-3,35
	15-20	400	100	7,94	1,02	-9,6
						?h = 0,02

Невязка по внешнему контуру:

?h_к = h_4-5 + h_5-1 + h_1-2 + h_2-3 - h_3-8 + h_8-14 + h_14-15 +h_15-20 - h_4-9 - h_9-16 - h_16-17 - h_17-18 - h_18-19- h_19-20 - h_20-15 = 2,83+4,5+12,48+15,53-12,37+6,78+15,25-2,2-3,7-6,8-11,91-7,78-3,35-9,6=-0,34м

7.6. Гидравлический расчет водоводов.

С учетом категории системы водоснабжения по степени обеспеченности подачи воды в город прокладываются два водовода. Применяются стальные электросварные трубы по ГОСТ 10704-76.

Водоводы рассчитываются на характерные случаи их работы, соответствующие режимам расходования воды из сети:

· водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью:

- максимальный водоразбор;

- максимальный водоразбор при пожаротушении;

· водоводы II подъема:

- максимальный водоразбор;

- максимальный водоразбор при пожаротушении.

Потери напора в участках определяются по формуле:

h = 1000i * L, где:

1000i - пьезометрический уклон

L - длина участка водовода, м.

Результаты расчетов приведены в таблице 6.4.

Расчет водоводов.

Таблица 6.4.

Водовод:	Общий расход	Расчет. расход	Диаметр	Скорость течения	Потери напора
Наиме-нование.	Длина	Кол-во
	м	штук	л/с	л/с	мм	м/с	м
Случай максимального водоразбора
от НС-II до ВБ	3000	2	539	270	600	0,96	5,22
от ВБ до сети	250	2	622	311	600	1,05	0.55
Случай максимального водоразбора при пожаротушении
от НС-II до ВБ	3000	2	757	378,5	600	1,24	9,36
от ВБ до сети	250	2	757	378,5	600	1,24	0,78

6.7. Построение профиля пьезометрических линий

Для определения высоты водонапорной башни (при условии обеспечения во всех точках сети требуемых свободных напоров) вычисляются пьезометрические отметки в узлах сети и строится профиль пьезометрических напоров для двух случаев работы сети.

Пьезометрические отметки вычисляем следующим способом. На генплане города намечаем самую неблагоприятную точку на сети в части обеспечения требуемых свободных напоров, т.е. самую удаленную или расположенную на самой высокой отметке. Пьезометричесакя отметка в этой точке равна:

П=Z + H_тр

Где, Z - отметка поверхности земли в диктующей точке;

Н_тр - требуемый свободный напор. При максимальном водоразборе он равен 30 м, а при пожаре - 10 м.

За диктующие точки принимаем: при максимальном водоразборе - точку 3 как расположенную на самой высокой отметке, а при пожаре - точка 15.

Затем определяем пьезометрическую отметку П_i для точки, расположенной на противоположном конце участка:

П_i = П ± h_i-k

где П_i - пьезометрическая отметка в диктующей точке;

h_i-k - потери напора на участке;

Пьезометрические отметки для всех других точек определяем по формуле:

П_i-1 = П_i ± h_i-k

где П_i - вычисленная ранее пьезометрическая отметка для точки, находящейсяна противоположном конце участка от искомой точки.

При вычислении пьезометрических отметок учитываем направление движения воды на участке: если вода движется от диктующей точки или от точки, для которой определена пьезометрическая отметка, к точке на противоположном конце учаска, для которой определяем П, к диктующей точке или к точке , для котороц уже определена П , то потери напора прибавляются. Направление движения воды по участкам определяем по расчетным схемам водопроводной сети.

Свободный напор в узлах сети определяем по формуле:

Н_св = П_i - Z_i

где П_i - пьезометрическая отметка;

Z_i - отметка поверхности земли;

Результаты вычислений пьезометрических отметок и свободных напоров в узловых точках, приведенные в табл.6.5.

Пьезометрические отметки и свободные напоры в узловых точках

Таблица 6.5.

№ узла	Геодезическая отметка земной поверхности	Максимальный водоразбор	Максимальный водоразбор при пожаротушении
		Пьезометричес-кая отметка	Нсв	Пьезометричес-кая отметка	Нсв
Первая ветвь
В.Б.	107.3	141,62	34	141,62	34
4	100,8	136,33	35,53	139,62	38,82
5	97	134,5	37,5	136,79	39,79
1	96,8	131,85	35,05	132,28	35,48
2	91	125,37	34,37	119,8	28,8
3	86,8	124,32	32,92	104,28	17,48
8	88	123,15	35,15	116,52	28,52
14	87,5	120,71	33,21	109,73	22,23
15	84,5	119,55	35,05	94,5	10
Вторая ветвь
В.Б.	107.3	141,62	34	141,62	34
4	100,8	136,33	35,53	139,62	38,82
9	95	134,8	39,8	137,39	42,39
16	87	132,24	45,24	133,69	46,69
17	98	128	30	127	29
18	85	121,6	36,1	115,09	29,59
19	86	119,92	33,92	107,09	21,49
20	82,8	119,71	36,91	104,09	21,29
15	84,5	119,55	35,05	94,5	10

Высота ствола водонапорной башни: 107,3-141,62=34 м

По данным табл.6.5 строим профиль пьезометрических напоров в сети.

Глава 7. Насосные станции , резервуары и водонапорная башня

7.1. Режим работы насосов

Для определения регулирующей вместимости бака водонапорной башни и резервуара чистой воды, а также гидравлического расчета водоводов 2-го подъема необходимо задаться режимом работы насосов станции 1-го и2-го подъемов.

Режимы подачи воды насосной станции 1-го подъема, а также поступление воды с очистных сооружений в резервуары чистой воды принимаем равномерными в течение суток, ( 4,17% Q_{сут.мах}). Режим работы насосов 2-го подъема принимаем равномерно ступенчатым, по возмажности приближенным к графику водопотребления и с учетом подбора наименьшего числа типов и числа насосов.

С учетом графика водопотребления принимаем двухступенчатый график работы насосов:

С 0 до 5 - 2,6%; с 6 до 24 - 4,58%Q_{сут.мах}.

Таким образом, в сутки насосы 2-го подъема подают в город воды:

(2,6*5)+(4,58*19)= 100%

7.2. Определение вместимости бака водонапорной башни

Полная вместимость бака водонапорной башни складывается из регулирующей вместимости W_рег и противопожарного запаса W_пож. Регулирующая вместимость бака определяется путем совмещения ступенчатых графиков подачи воды насосами 2-го подъема и режима водопотредления.

Результаты расчетов сводим в табл.7.1.

Определение регулирующей (аккумулирующей) вместимости бака водонапорной башни.

Таблица 7.1

Часы суток	Хозяйственно-питьевое водопотребле-ние города, %	Подача насосами 2-го подъема, %	Режим водопотребления,%
			Поступле-ние	расход	остаток
1	2	3	4	5	6
0-1.	3,21	2,6		0,61	1,01
1-2.	2,33	2,6	0,27		1,28
2-3.	2,33	2,6	0,27		1,55
3-4.	2,33	2,6	0,27		1,82
4-5.	3,18	2,6		0,58	1,24
5-6.	3,84	4,58	0,74		1,98
6-7.	5,09	4,58		0,51	1,47
7-8.	4,66	4,58		0,08	1,39
8-9.	5,26	4,58		0,68	0,71
9-10.	5,09	4,58		0,51	0,18
10-11.	4,76	4,58		0,18	0
11-12.	4,47	4,58	0,11		0,11
12-13.	3,93	4,58	0,65		0,76
13-14.	3,79	4,58	0,79		1,55
14-15.	3,65	4,58	0,93		2,48
15-16.	4,56	4,58	0,02		2,5
16-17.	4,89	4,58		0,31	2,19
17-18.	4,68	4,58		0,1	2,09
18-19.	4,38	4,58	0,2		2,29
19-20.	4,85	4,58		0,27	2,02
20-21.	5,01	4,58		0,43	1,59
21-22.	5,28	4,58		0,7	0,89
22-23.	4,93	4,58		0,35	0,54
23-24.	3,5	4,58	1,08		1,62

Из приведенной таблицы видно, что наибольший остаток воды в баке приходится на 15-16 ч. и составляет 2,5% Q_{сут.мах}, следовательно,

Противопожарный запас воды W_пож на 10-минутную продолжительность тушения одного наружнего и одного внутреннего пожаров:

где q_{пож.нар} - пожарный расход на тушение одного наружнего пожара в городе, 40л/с;

q_{пож.внут} - расход внутри здания из пожарного крана, принято ранее 5 л/с;

Полная вместимость бака водонапорной башни равна:

W_б = W_рег+ W_пож.= 1088 м³

К установке принимаем типовую железобитонную башню, вместимостью бакаа которой - 1100 м³.

Размеры бака принимаем с таким расчетом, чтобы отношения высоты слоя воды к диаметру было в пределах 0,7. Тогда диаметр бака равен:

Д = 1,25³v W_б = 1,25³v 1088 = 13 м, а высота слоя воды Н = 9 м

7.3. Определение вместимости резервуаров чистой воды

Полная вместимость резервуаров чистой воды (в м³) определяется по вормуле:

W_р=W_рег.р+W_пож.р+W_ф

где W_рег.р - регулирующий запас воды;

W_пож.р - противопожарный запас;

W_ф - запас воды на промывку фильтровпринимаем равным 2121 м³ ,согластно расчету очистных сооружений;

Результаты расчетов W_рег.р приведены в табл. 7.2.

Вместимость резервуара чистой воды

Таблица 7.2

Часы суток	Подача насосами 1-го подъема, %	Подача насосами 2-го подъема, %	Поступление воды в РЧВ	Расход воды из РЧВ	Остаток воды в РЧВ
1	2	3	4	5	6
0-1	4,17	2,6	1,57		1,57
1-2	4,17	2,6	1,57		3,14
2-3	4,17	2,6	1,57		4,71
3-4	4,17	2,6	1,57		6,28
4-5	4,17	2,6	1,57		7,85
5-6	4,17	4,58		0,41	7,44
6-7	4,17	4,58		0,41	7,03
7-8	4,17	4,58		0,41	6,62
8-9	4,17	4,58		0,41	6,21
9-10	4,17	4,58		0,41	5,8
10-11	4,17	4,58		0,41	5,39
11-12	4,17	4,58		0,41	4,98
12-13	4,17	4,58		0,41	4,57
13-14	4,17	4,58		0,41	4,16
14-15	4,17	4,58		0,41	3,75
15-16	4,17	4,58		0,41	3,34
16-17	4,17	4,58		0,41	2,93
17-18	4,17	4,58		0,41	2,52
18-19	4,17	4,58		0,41	2,11
19-20	4,17	4,58		0,41	1,7
20-21	4,17	4,58		0,41	1,29
21-22	4,17	4,58		0,41	0,82
22-23	4,17	4,58		0,41	0,41
23-24	4,17	4,58		0,41	0.00

Из таблицы видно, что наибольший остаток воды в РЧВ приходится на период с 23 до 24 часов и составляет 7,85 % Q_{сут.мах}., следовательно:

Неприкоснавенный противопожерный запас воды определяем из расчета подачи воды на тушение пожара в течение трехчасового периода наибольшего водопотребления по формуле:

где Q_пож - расход воды на тушение наружных плжаров, Q_пож = 135 л/с;

3* Q_ч.мах - расход воды на три смежных часа наибольшего водопотребления, т.е. с 20 до 22ч.

3* Q_ч.ср - приток воды в резервуар принимаем равным трем среднечасовым, т.е. 4,17% Q_{сут.мах}.*3

Запас воды на собственные нужды очистных сооружений может быть принят в размере 5-8% от Q_{сут.мах}., следовательно:

W_ф =42421*5/100=2121 м³

Полная вместимость резервуара чистой воды:

W_р = 3030+2393+2121=8060 м³

Принимаем два типовых железобетонных резервуара вместимостью 4030 м³ каждый, с размерами в плане 30X30м, высота слоя воды - 4,5 м.

7.4. Определение напора насосов I подъема

Напор насосов I подъема определяется по формуле:

Н = Н_г + h_в + h_н + h_l+ h_м +1=16+1+2+2,49+0,249+1=22,8 м

где Н_г - геометрическая высота подъема воды насосами, м:

Н_г = Z_ос - Z_вз=88-72=16 м;

где Z_ос - уровень воды в смесителе очистной станции, м;

Z_вз - минимальный уровень воды в береговом колодце, водозабора м;

h_в - потери напора во всасывающих водоводах и во всасывающих коммуникациях насосной станции, принимаются равными 1,0 м [4, п.14.3];

h_н - потери напора в напорных коммуникациях внутри насосной станции, принимаются равными 2 м [4, п.14.3];

1 - запас напора на излив воды из трубопроводов, м;

Потери напора в напорных водоводах (по длине) определяются по формуле:

h_L = i * L=2,49 м

где i - пьезометрический уклон, принимается при диаметре напорного водовода d=500 мм и расходе воды Q=270 л/с;

L - длина водовода, 600м;

Потери напора на местные сопротивления в напорных водоводах принимаются в размере 10% от потерь напора по длине:

h_м = 0,1 * h_L =0,1*2,49=0,249 м

Принимаются два рабочих и два резервных насоса марки Д 1250-65 , n = 980 об/мин. Характеристика насосов: D_р.к =460 мм;

?h_g = 5 м;

N = 80 кВт;

h = 26 м;

8.5. Напор насосов II подъема.

Полный напор насосов определяется по формуле:

Н = (Z_вб - Z_рчв) + Н_вб + Н_б + h_i + h_н,= (107,3-80,75)+34+9+1,5+5,22+2=78,27 м

где Z_вб - отметка поверхности земли у водонапорной башни, м;

Z_рчв - отметка минимального уровня воды в резервуарах чистой воды при сохранении неприкосновенного запаса воды, м;

Н_вб - высота водонапорной башни, м;

Н_б - максимальная высота слоя воды в баке водонапорной башни, м;

h_i - потери напора во всасывающих водоводах и коммуникациях насосной станции, соответствующих подаче насосной станцией в период максимального водоразбора, принимаются равными 1,5 м [4];

h_н - потери напора в водоводах от насосной станции до водонапорной башни, определены в гл.7, и в напорных коммуникациях внутри насосной станции при расходах, соответствующих подаче насоса в период максимального водоразбора, принимаются равными 2 м [4, п.14.3].

В соответствии с [1] работа насосной станции II подъема должна быть проверена на подачу воды при тушении пожара.

Требуемый напор насосов в период тушения пожаров определяется по формуле:

Н_п = Н_гп + h_вп + h_нп + Н_св.п= (141,62-78,25)+1,5+2+9,36+10=86,23 м

где Н_гп - геометрическая высота подъема воды при пожаротушении, т.е. разность отметок земли в расчетной (диктующей) точке пожара и минимального уровня воды в резервуарах чистой воды (отметка дна), м;

h_вп - потери напора во всасывающих водоводах и коммуникациях насосной станции при пожаротушении, принимаются равными 1,5 м [4, п.14.3];

h_нп - потери напора в напорных коммуникациях внутри насосной станции, принимаются равными 2 м, и по пути от насосной станции до расчетной точки (в водоводах и сетях) при пожаротушении, определены в гл.7;

Для обеспечения подачи расчетных расходов воды принимаются в часы максимального водопотребления два рабочих и два резервных насоса.

Принимаются насосы марки Д 1250-125 , n = 1450 об/мин .

Характеристика насосов: D_р.к =570 мм;

?h_g = 5 м;

N = 400 кВт;

h = 110 м;

Глава 8. Автоматизация технологического процесса.

Автоматизация процесса коагулирования воды.

Одним из первых этапов процесса очистки воды является коагулирование. Иногда одновременно с коагулированием устраняется излишняя жёсткость воды путём подщелачевания её известью. В воду могут вводиться и другие реагенты (твёрдые, жидкие и газообразные) для устранения излишнего количества солей железа, марганца и кремния, а также для устранения привкусов и запахов.

В установках коагулирования воды автоматизируется управление механизмами внутристанционного транспортирования, дробления и дозирования реагентов. Дозирование реагентов производится в сухом виде или в виде водных растворов и суспензий.

Механизация и автоматизация разгрузки и внутристанционного транспортирования химических реагентов обеспечивает бесперебойную и более точную подачу реагентов, от чего зависит качество очистки воды; упрощает эксплуатацию сооружений; сокращают численность обслуживающего персонала; устраняют пыль в рабочих помещениях станции; снижают потери реагентов. В последние годы получает внедрение мокрое транспортирование коагулянта, значительно упрощающее автоматизацию реагентного хозяйства на очистных станциях.

При использовании на станциях сухого коагулянта его дозирование может осуществляться в сухом виде или после предварительного растворения в баках. Дозаторы (иногда их называют питателями) сухого коагулянта бывают объёмные и скоростные. Объёмные отмеривают равные порции коагулянта и регулируют число порций, вводимых в воду в единицы времени. Скоростные подают измельчённый коагулянт непрерывным потоком с заданной скоростью.

Сухое дозирование коагулянта не получило широкого внедрения, на водопроводных станциях обычно применяется мокрое дозирование. В этом

случае грубоизмельчённый коагулянт загружается в растворные баки, где получается раствор примерно 20%-ной крепости. Дальше в расходных баках крепость раствора доводится примерно до 10%, и в таком виде он поступает в дозирующее устройство.

Действие автоматических устройств для мокрого пропорционального дозирования реагентов в точном соответствии с количеством обрабатываемой воды может быть основано на изменении площади отверстия, через которое поступает раствор, пропорционально количеству обрабатываемой воды; на изменении напора, под которым вытекает раствор из какого-либо отверстия, пропорционально количеству воды; на объёмном отмеривании; на объёмном вытеснении. На многих водопроводных станциях построены установки для механизации и автоматизации загрузки, растворения и мокрого дозирования коагулянта, в основу которых положен автоматический дозатор системы Чейшвили-Крымского.

В установке принята периодическая загрузка баков сухим коагулянтом. При колебании концентрации раствора в определённых заданных пределах периодическая загрузка даёт наиболее рациональное решение. Одновременная загрузка коагулянта в баки, ёмкость которых рассчитана на суточный расход, требует громоздких сооружений и значительного расхода энергии на перемешивание раствора. Непрерывная загрузка коагулянта элеватором неприемлима, так как производительность элеватора не остаётся постоянной при различной крупности сухого коагулянта. Даже небольшое несоответствие между производительностью элеватора и расходом коагулянта в растворённом состоянии приведёт или к переполнению бака сухим коагулянтом, или к чрезмерному понижению концентрации.

Общая схема установки приведена на листе N 8. Загрузка коагулянта производится в бункер 9 автомобилями-самосвалами. Далее коагулянт элеватором 8 подаётся в камеру 7, имеющую дырчатое дно. В эту камеру для растворения коагулянта подаётся вода. Подача воды регулируется дроссельным клапаном 5 с поплавковым устройством. Перемешивание раствора производится с помощью сжатого воздуха, подаваемого от воздуходувки 10 в сеть перфорированных труб, уложенных на дне бака 6. В условиях периодической загрузки коагулянта в камеру 7 концентрация забираемого из бака 6 раствора будет медленно повышаться или понижаться в определённых заданных пределах. Контроль концентрации раствора осуществляется ареометром 3 с электрическим индукционным датчиком 2. К датчику подключены вторичный прибор для измерения и регистрации концентрации коагулянта и контактная система, регулирующая работу элеватора 8. Ареометр измеряет концентрацию раствора в устроенном для этой цели баке 4.

Раствор из бака 6 забирается насосом 13 и подается через регулирующий вентиль с электроприводом 14 в трубопровод, по которому вода поступает из реки в смеситель 11. Перед регулирующим вентилем установлен тройник, через который часть раствора непрерывно подается в бак 4. А из него по переливной трубе раствор отводится в бак 7. Этим обеспечивается контроль концентрации рабочего раствора коагулянта перед подачей его в воду. Ввод раствора коагулянта в трубу под напором обеспечивает быстрое и полное перемешивание его с водой.

В состав дозатора входят равновесный электронный мост ЭМД-217 и датчик электропроводности 12, включающий две измерительные и одну компенсационную электролитические ячейки. К одной из измерительных ячеек подводится вода из трубопровода до введения в нее раствора коагулянта, а к другой - после введения коагулянта. Электропроводность воды, в которую введен коагулянт, больше, чем без коагулянта. Разность электропроводности воды в электролитических ячейках можно принять как добавочную электропроводность коагулянта и по ее величине определить количество коагулянта в воде. Компенсационная ячейка, включающая постоянное сопротивление, служит для устранения влияния измерений температуры воды. Происходит это путем обтекания постоянного сопротивления компенсационной ячейки водой из измерительной ячейки. Изменение температуры воды вызывает изменение постоянного сопротивления, что учитывается в электронном мосте.

Контактная система равновесного моста управляет работой электрифицированного вентиля 14. Вся контрольно-измерительная и управляющая аппаратура размещается на пульте 1. Для обеспечения бесперебойности работы установки предусмотрены два бункера, два растворных бака, два насоса и две воздуходувки.

Как видно из электрической схемы дозирующей части установки ( лист № 8), трансформатор Тр, питающий электролитические ячейки, имеет три вторичные обмотки. Средняя точка одинаковых обмоток соединена со средней точкой измерительных ячеек 1 и 2 через постоянное сопротивление R₀.

Отдельная обмотка трансформатора включена последовательно с компенсационной ячейкой 3 и реохордом Р электронного моста переменного тока ЭМД-127. К усилителю моста Ус подводится разность между напряжением на включенном в данный момент сопротивления реохорда Р и напряжением от сопротивления.

Автоматический дозатор поддерживает заданную дозу коагулянта с помощью автоматического электронного равновесного моста, имеющего систему контактов, которые замыкаются при отклонении стрелки, связанной с реохордом, от установленной (по шкале прибора) дозы коагулянта. Поскольку сопротивление включенного участка реохорда Р определяется положением скользящего по нему контакта, отклонение стрелки будет прямопропорционально количеству коагулянта в воде. Проходящей через измерительную ячейку 2.

Равновесный мост, действуя на электропривод регулирующего вентиля с помощью контактов регулятора, автоматически поддерживает заданную дозу коагулянта. Следовательно, для дозатора Чейшвили-Крымского не нужно постоянства концентрации раствора коагулянта. Изменение концентрации автоматически компенсируется большим или меньшим открытием регулирующего вентиля. Необходимо только, чтобы концентрация была выше некоторого предела, определяемого пропускной способностью устройств для подачи раствора коагулянта в воду.

Таким образом, при применении дозаторов этого типа отпадает необходимость в устройстве отдельных баков для приготовления раствора и отдельных расходных баков; достаточно иметь только один небольшой растворный бак. Однако надо обеспечить такие условия работы, чтобы скорость растворения коагулянта превышала его наибольший расход.

На Ленинградской главной водопроводной станции при непрерывном растворении оказался достаточным бак емкостью до 30 м³ на 1 тонну коагулянта в 1 час, тогда как до автоматизации требовался бак вместимостью не менее 300 м³ на такое же количество коагулянта.

Применяемый в схеме контактный ареометр имеет контакты, замыкающиеся при снижении концентрации раствора коагулянта ниже заданного предела. На плоту ареометра, плавающем в баке с раствором коагулянта, укреплена герметически закрытая катушка индукционной телеметрической системы. При изменении концентрации, а следовательно, и объемной массы раствора коагулянта изменяется взаимное расположение катушки и сердечника, что вызывает соответствующее изменение положения стрелки вторичного прибора, соединенного с индукционной катушкой ареометра. В качестве вторичного прибора используется Э-280 (указывающий) или Э-612 (регистрирующий). Электрическая схема ареометра включает задатчик и усилитель с поляризованным реле. Задатчик представляет собой обычный реостат с сопротивлением около 1500 Ом. Подвижной контакт задатчик устанавливается в такое положение, при котором распределение напряжения на секциях реостата получается таким же, как и распределение напряжения на секции индукционной катушки ареометра при заданной концентрации. В этом случае напряжение между средней точкой задатчика и средними точками катушки и вторичного прибора, подаваемое на вход усилителя, равно нулю. В случае понижения концентрации раствора коагулянта изменяется напряжение на индукционных катушках и на вход усилителя окажется поданным напряжение, под действием которого поляризованное реле замкнет свой контакт. Если же произойдет увеличение концентрации раствора коагулянта сверх заданной, то напряжение на входе усилителя будет иметь фазу, сдвинутую на 180⁰, вследствие чего поляризованное реле разомкнет контакты.

Пуск и установка элеватора осуществляется автоматически. При понижении концентрации раствора коагулянта в баке до заданного предела замыкаются контакты ареометра КА и включается реле пуска элеватора РЗ, которое своими контактами замкнет цепь магнитного пускателя одного из двух элеваторов в зависимости от положения переключат

Опыт применения дозатора коагулянта Чейшвили-Крымского показал, что этот дозатор может использоваться лишь при очистке воды невысокого
(до 150 … 200 мг/л) солесодержания, что является его существенным недостатком. К другим его недостаткам относятся большое запаздывание в регулировании, нарушение работы электролитических ячеек при отложении в них осадка, сложность принятой температурной компенсации. Для успешной работы дозатора необходимо квалифицированное обслуживание

Глава 10.Автоматизация технологического процессов.

Автоматизация процеса коагулирования воды.

Одним из первых этапов процесса очистки воды является коагулирование. Иногда одновременно с коагулированием устраняется излишняя жёсткость воды путём подщелачевания её известью. В воду могут вводиться и другие реагенты ( твёрдые, жидкие и газообразные) для устранения излишнего количества солей железа , марганца и кремния, а также для устранения привкусов и запахов.

В установках коагулирования воды автоматизируется управление механизмами внутристанционного транспортирования, дробления и дозирования реагентов. Дозирование реагентов производится в сухом виде или в виде водных растворов и суспензий.

Механизация и автоматизация разгрузки и внутристанционного транспортирования химических реагентов обеспечивает бесперебойную и более точную подачу реагентов, от чего зависит качество очистки воды; упрощает эксплуатацию сооружений; сокращают численность обслуживающего персонала; устраняют пыль в рабочих помещениях станции; снижают потери реагентов. В последние годы получает внедрение мокрое транспортирование коагулянта, значительно упрощающее автоматизацию реагентного хозяйства на очистных станциях.

При использовании на станциях сухого коагулянта его дозирование может осуществляться в сухом виде или после предварительного растворения в баках. Дозаторы ( иногда их называют питателями) сухого коагулянта бывают объёмные и скоростные. Объёмные отмеривают равные порции коагулянта и регулируют число порций, вводимых в воду в единицы времени. Скоростные подают измельчённый коагулянт непрерывным потоком с заданной скоростью.

Сухое дозирование коагулянта не получило широкого внедрения, на водопроводных станциях обычно применяется мокрое дозирование. В этом

случае грубоизмельчённый коагулянт загружается в растворные баки, где получается раствор примерно 20%-ной крепости. Дальше в расходных баках крепость раствора доводится примерно до 10%, и в таком виде он поступает в дозирующее устройство.

Действие автоматических устройств для мокрого пропорционального дозирования реагентов в точном соответствии с количеством обрабатываемой воды может быть основано на изменении площади отверстия, через которое поступает раствор , пропорционально количеству обрабатываемой воды; на изменении напора, под которым вытекает раствор из какого-либо отверстия, пропорционально количеству воды; на объёмном отмеривании; на объёмном вытеснении. На многих водопроводных станциях построены установки для механизации и автоматизации загрузки, растворения и мокрого дозирования коагулянта, в основу которых положен автоматический дозатор системы Чейшвили-Крымского.