Водопровідні очисні споруди системи господарсько-питного водопостачання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕМА

«ВОДОПРОВІДНІ ОЧИСНІ СПОРУДИ СИСТЕМИ

ГОСПОДАРСЬКО-ПИТНОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ»

З дисципліни

«Технологія очистки водно-дисперсних систем»

ВСТУП

Питання проектування, будівництва, реконструкції та підвищення ефективності роботи систем водопостачання міст потребують швидких, технологічно та економічно ефективних вирішень.

Крім того, в даний час при проектуванні, будівництві та експлуатації міських очисних станцій на перший план виходять вимоги скорочення затрат на очистку при безумовному забезпеченні необхідної якості очищення води. Вирішення цих завдань неможливе без застосування ефективних технологій, споруд і обладнання для очистки вод.

1. ВИХІДНІ ДАНІ

1. Кількість жителів у місті - 440 тис. чол.

2. Забудова - 7 поверхів.

3. Коефіцієнт годинної нерівномірності - 1,2.

4. Корисна продуктивність водоочисних споруд Q_пов - 84 тис. м³/діб.

5. Аналіз вихідної води

Зміст зважених речовин, мг/дм3	226
рН	7,2
Зміст кисню, мгО2/дм3	7,1
Зміст катіонів і аніонів, мг/дм3:
Са2+	76
НСО3-	185
Mg2+	9,1
SO42-	71,3
Na+	33
Cl-	33
SiO32-	15,7
Температура, 0С	14
Запах, присмак, бали	2
Кольоровість, град. п.к.ш.	54

2. ПЕРЕВІРКА РЕЗУЛЬТАТІВ АНАЛІЗУ ВИХІДНОЇ ВОДИ

Перевірка придатності води для питних цілей і вибір відповідних методів обробки можуть бути здійснені при наявності повного аналізу води з визначенням таких показників: зважені речовини, сухий залишок, рН, кольоровість, окислюваність, вільна вуглекислота, лужність, жорсткість загальна, жорсткість карбонатна, зміст основних катіонів і аніонів. Залежно від виду джерела водопостачання потрібно мати кілька аналізів, що характеризують вихідну воду. При цьому необхідно переконатися в правильності аналізу води.

Вода електронейтральна, тому суми концентрацій катіонів і аніонів, виражені в мг-екв/дм³, мають бути рівні:

? К = ? А

.

Для перерахування концентрацій іонів, виражених у мг/дм³, у мг екв/дм³, концентрацію треба розділити на еквівалентну масу даної речовини:

3,792 + 0,748 + 2,538 + 0,007 = 3,031 + 1,484 + 0,93 + 0,413

7,078 = 5,858.

Основною перевіркою правильності аналізу є зіставлення сум концентрацій (у мг-екв/дм³) катіонів і аніонів, при цьому повинна виконуватися нерівність

5%.

Сумарна концентрація катіонів Са²⁺ і Mg²⁺ визначає загальну жорсткість води:

мг-екв/дм³

Знаходимо карбонатну жорсткість:

мг-екв/дм³

Визначаємо некарбонатну жорсткість:

мг-екв/дм³

Мінеральний залишок:

? К + ? А = 76 + 9,1 + 33 + 185 + 71,3 + 33 + 15,7 = 423,1 мг/дм³.

Результати аналізу іонного складу води зручно зобразити графічно як діаграму (рис. 2.1), яку будують у вигляді трьох рівної довжини рівнобіжних смуг, що примикають одна до одної.

 3,79 0,74 2,53

Ca²⁺ Mg²⁺ Na²⁺

Ca(HCO₃)₂ CaSO₄ MgSO₄ MgCl₂ NaSiO₃

NaCl

HCO₃ SO₄^2- Cl^- SiO₃²

3,03 1,48 0,93 0,41

Рис. 2.1 - Діаграма передбачуваного складу солей у вихідній воді за даними аналізу

На верхній смузі ліворуч праворуч - відповідно концентрації у визначеному масштабі розташовують катіони, що містяться у воді, у порядку зростання основних властивостей, на нижній смузі у тому ж масштабі ліворуч праворуч - аніони в порядку зростання основних властивостей. На середній смузі зі сполучень катіонів і аніонів визначають передбачуваний склад солей. Масштаб для середньої смуги вдвічі менше, ніж для верхньої і нижньої.

3. ВИБІР СХЕМИ І СКЛАДУ ВОДООЧИСНИХ СПОРУД

Відповідно до продуктивності водоочисних споруд, основних показників якості вихідної води до проектування приймаємо двоступінчасту схему очищення, за якою вода, оброблена реагентами, послідовно піддається очищенню в горизонтальних відстійниках і швидких фільтрах. Для інтенсифікації процесу очищення вихідна вода піддається коагулюванню й обробці флокулянтами. У період нестачі лужності в природній воді і для стабілізації очищеної води передбачається її підлуження.

Коагулянт приймають очищений, що містить не менше 45,3% Аl₂(SO₄)₃. Як флокулянт беруть поліакриламід (ПАА) у вигляді гелю, що містить 8% активної частини. Як луг використовують негашене вапно, що містить не менше 70% СаО в товарному продукті. З урахуванням можливості наявності непогашених зерен процентний вміст активного продукту приймаємо Р_в=60%.

Змішування розчинів реагентів з вихідною водою проектується у вихровому (вертикальному) змішувачі. Перед змішувачем у трубопровід вихідної води вводиться хлор для первинного хлорування, коагулянт, а також, при необхідності підлуження, вапно. На виході зі змішувача у воду додають флокулянт (ПАА). Далі вода надходить у камери утворення пластівців зі зваженим осадом, які вбудовані в горизонтальні відстійники.

Після освітлювання на спорудах першого ступеня вода надходить на швидкі фільтри. Проектом передбачається можливість введення флокулянта перед фільтрами. Відфільтрована вода знезаражується хлором. При необхідності стабілізації і фторування після фільтрів у воду додають вапно і кремнефтористий натрій.

Вода від промивання фільтрів надходить у резервуар-усереднювач, з якого рівномірно протягом доби вона перекачується в трубопровід перед змішувачем.

Для видалення піску з промивної води перед резервуаром-усереднювачем влаштовують горизонтальну пісколовку. Пісок з осадової частини пісколовки періодично в міру його нагромадження транспортується гідроелеватором на площадки піскового господарства.

Оброблена чиста вода направляється в резервуари, звідки насосною станцією 2-го підйому подається споживачам.

Складання висотної схеми починають з найбільш низько розташованої споруди - резервуара чистої води (РЧВ). Позначку найвищого рівня води в ньому звичайно приймають з економічних і санітарних міркувань на 0,25-0,5 м вище позначки поверхні землі. Потім, задаючись втратами напору в спорудах і сполучних комунікаціях, знаходять оцінки рівня води в окремих спорудах.

4. ВИЗНАЧЕННЯ ПОВНОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ ВОДООЧИСНИХ СПОРУД

Повну продуктивність станції обробки господарсько-питної води визначають з урахуванням витрати води на власні потреби станції (промивання фільтрів, очищення відстійників, камер утворення пластівців, змішувачів, РЧВ та ін.), додаткової витрати води на поповнення протипожежного запасу і приготування розчинів реагентів.

Витрату води на власні потреби станції освітлення при повторному використанні води після промивання фільтрів приймають 3% від кількості води, подаваної споживачам.

, м³/год

де - додаткова витрата води на поповнення протипожежного запасу, м³/год

де - витрата води для гасіння пожежі, м³/год;

і - кількість одночасних пожеж відповідно в населеному пункті і на підприємстві;

і - норма витрати води на зовнішнє пожежогасіння відповідно для населеного пункту і підприємства;

і - норма витрати води на внутрішнє пожежогасіння відповідно для населеного пункту і підприємства;

- розрахункова тривалість пожежі, год;

- час відновлення пожежного запасу, год.

м³/год;

м³/год;

м³/діб;

л/с.

5. РЕАГЕНТНЕ ГОСПОДАРСТВО

5.1 Коагулювання води

Вибір дози коагулянту здійснюють згідно за кольоровістю вихідної води:

, мг/дм³

При одночасному вмісті у воді зважених речовин і кольоровості приймається найбільша з доз коагулянту.

При кольоровості вихідної води 45 град. п.к.ш.

мг/дм³

Для мутності вихідної води 226 мг/дм³ доза коагулянту дорівнює 36,3 мг/дм³. Таким чином, приймається доза коагулянту 36,3 мг/дм³.

Доза коагулянту за товарним продуктом зі вмістом безводної солі Al₂(SO₄)₃ 45,3% дорівнює 80, а загальна добова витрата

т/діб.

Добова витрата води на приготування 5%-ного розчину коагулянту

м³/діб.

Об'єм розчинних баків розрахований на прийом коагулянту від одного самоскида вантажопідйомністю 5 т з розрахунку 1,5 м³ на 1 т коагулянту.

Місткість бака 1,5^.5=7,5 м³. Розміри бака приймаємо 2х2х1,9 м. До установки запроектовано 4 баки. Тривалість розчинення при температурі води взимку 3^оС - 4 години. Для інтенсифікації процесу розчинення в баки подається стиснене повітря.

Місткість баків-сховищ визначаємо з розрахунку 15-30-добової витрати 10-17%-го розчину коагулянту за формулою

, м³

де - доза коагулянту за безводним продуктом, мг/дм³;

- повна продуктивність очисних споруд, м³/доб;

- розрахункова тривалість збереження розчину коагулянту (15 діб);

- концентрація розчину в баках-сховищах (17%);

- щільність розчину коагулянту (1150 кг/м³):

м³.

Місткість баків-сховищ може бути зменшена на сумарну ємність розчинних баків.

Приймаємо до проектування 4 баки. Робоча місткість одного бака 6х9х2,6 = 140,4 м³.

Місткість витратних баків визначаємо за формулою



де - повна продуктивність очисних споруд, м³/год;

- час роботи станції, на який розраховується кількість розчину коагулянту у витратних баках, год., (приймається залежно від продуктивності станції: до 10 тис. м³/доб - 12-24 год., 10-50 тис. м³/доб - 8-12 год., більше 50 тис. м³/доб - 6-8 год., більше 100 тис. м³/доб - 3 год.), приймаємо 6 год.;

- концентрація розчину у витратних баках (приймається 4-10%), 5%;

- щільність розчину коагулянту (1050 кг/м³):

м³.

Приймаємо до проектування 4 робочих баки з розмірами 3х2,5х1,2 м.

Для перекачування розчину коагулянту з баків-сховищ у витратні баки використано насос марки1,5х-6Д-1-41 продуктивністю 8,64 м³/год, напором 17,8 м.

Для дозування розчину коагулянту приймаємо плунжерні насоси-дозатори НД-2500/10 у кислотостійкому виконанні. Подача насоса від 600 до 2500 л/год, тиск нагнітання 1 МПа, потужність електродвигуна 3 кВт (3 агрегати робочих, 1 резервний).

Трубопроводи реагентного господарства прокладають з поліетиленових труб. Швидкість руху розчину має бути не менше 0,8 м/с. Для витрати 2,1 л/с у напірному трубопроводі, що подає коагулянт у змішувач, діаметр трубопроводу 32 мм. Зовнішній діаметр 40 мм.

Визначення витрати повітря для коагулянтного відділення. Розрахункову витрату стиснутого повітря, подаваного в розчинні баки, визначаємо за формулою

, м³/хв

де - інтенсивність подачі повітря, 10 л/с^.м²;

- площа розчинного бака, 2.2=4 м².

м³/хв.

Кількість стиснутого повітря, подаваного у витратний бак для перемішування розчину:

, м³/хв

де - інтенсивність подачі повітря, 4 л/с^.м²;

- площа витратного бака, 3.2,5=7,5 м².

м³/хв.

Загальна витрата стиснутого повітря

м³/хв

Для рівномірного перемішування коагулянту з водою повітророзподільна система повинна бути максимально розгалужена і покладена на всю площу розчинних і витратних баків. Швидкість виходу повітря з отворів повітророзподільної системи 30 м/с. Діаметр труби 40 мм, отворів - 3 мм, крок отворів - 150 мм.

5.2 Відділення поліакриламіду

Приймаємо ПАА технічний марки «А». Доза ПАА 0,5 мг/дм³/ За товарним продуктом зі змістом корисної частини 8% доза ПАА дорівнює 6,25 мг/дм³. Добова потреба ПАА

т/діб.

Робочий обсяг 1%-го розчину ПАА дорівнює 55 м³.

Кількість води, необхідної для приготування 0,4%-го розчину ПАА

м³/діб,

робочий обсяг 4%-ного розчину ПАА

м³.

Зберігання ПАА. На фільтрувальну станцію поліакриламід надходить у вигляді 8%-ного гелю в бочках або металевих балонах. На складі бочки встановлюють у 2 яруси висотою 2,5 м. Вага однієї бочки 105 кг.

Необхідна кількість бочок у добу 550:105=5,04 (приймаємо 6 бочок). При 15-добовому запасі склад повинен бути розрахований на зберігання 90 бочок. Необхідна площа складу

, м²

де - коефіцієнт, що враховує відстань між бочками і проходи;

- кількість бочок;

- вага бочки, 105 кг;

- щільність 8%-ного гелю ПАА, 1,04 г/мл;

- висота установки тари, 2,5 м.

м².

Час готування робочого розчину (включаючи зважування, завантаження, перемішування і перекачування) складає близько 2 год.

5.3 Відділення вапнування

Вапно на станціях обробки води для господарсько-питних цілей застосовується як для поліпшення умов утворення пластівців, так і для стабілізаційної обробки води.

Визначаємо дозу лугу для поліпшення процесів утворення пластівців згідно з

мг/дм³

де - максимальна в період підлуження доза безводного коагулянту, мг/дм³;

- еквівалентна маса коагулянту (безводного), мг/мг-екв, для Al₂(SO₄)₃ 57;

- мінімальна лужність води, мг-екв/дм³; Щ=Ж_к=2,41;

- коефіцієнт, рівний для вапна (за СаО) 28.

Оскільки розраховане значення дози лугу має негативне значення, то для поліпшення умов утворення пластівців підлужувати не треба.

6. ЗНЕЗАРАЖУВАННЯ ВОДИ

Для знезаражування передбачена хлораторна установка з вакуумними газодозаторами, розрахована на попереднє хлорування дозою Д_1х=5 мг/дм³ і вторинне хлорування дозою Д_2х=3 мг/дм³.

Необхідну витрату хлору визначимо за формулою

кг/год або 704,64 кг/діб.

Відповідно необхідна кількість рідкого хлору на місяць

кг.

Хлор на станцію доставляють у контейнерах (бочках) місткістю 1000 л і зберігають на складі. Через те, що маса рідкого хлору в бочці складає 1250 кг, то на складі має зберігатися 21139,2 / 1250 = 17 бочок.

Перетворюють рідкий хлор у газоподібний у випарниках змієвикового типу. Хлор-газ, що утворився, проходить через балон-грязьовик до хлораторів, якими дозують хлор. З хлораторів виходить хлорна вода, яка подається в оброблювану воду.

Витрату води для роботи хлораторів первинного хлорування можна визначити за формулою

м³/діб

де - розрахункова витрата води для роботи хлораторів 0,6 м³ на 1 кг хлору.

Витрату води для роботи хлораторів вторинного хлорування визначаємо за формулою

, м³/діб

м³/діб.

Для первинного хлорування прийняті три вакуумних хлоратори ЛОНІІ-100 (один з них резервний) продуктивністю 10 кг/год кожний. Для вторинного хлорування прийняті два хлоратори такої ж марки продуктивністю 10 кг/год кожний. Продуктивність хлораторів ЛОНІІ-100 змінюється від 1 до 12 кг/год залежно від матеріалу поплавця в ротаметрі.

Хлорна вода подається в оброблювану напірними гумовими рукавами внутрішнього діаметра 25 мм, що прокладені під землею у футлярах з азбестоцементних труб.

7. СКЛАДАННЯ БАЛАНСОВОЇ СХЕМИ ВИТРАТ ВОДИ ВОДООЧИСНИХ СПОРУД

Балансова схема є безмасштабною і показує надходження і розподіл витрат води і стоків (у м³/доб) між різними спорудами.

Складання балансової схеми починають з останньої споруди за ходом руху води. Витрата води, що надходить від насосної станції 2 підйому, дорівнює заданій у вихідних даних корисній продуктивності водоочисних споруд

;

;

;

;

8. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВОДООЧИСНИХ СПОРУД

8.1 Розрахунок швидких фільтрів

До проектування прийняті одношарові швидкі фільтри із завантаженням різної крупності. Завантаження фільтра прийняте згідно з даними.

Висота фільтруючого шару з кварцового піску 1800 мм з мінімальним діаметром зерен - 0,7 мм, максимальним - 1,6 мм. Еквівалентний діаметр зерен d_э=1,0 мм, коефіцієнт неоднорідності - 1,7. Підтримуючі шари мають загальну висоту 500 мм, крупність зерен - 5-40 мм.

Площу фільтрування знаходимо за формулою

, м²

де - тривалість роботи станції протягом доби, год.;

- розрахункова швидкість фільтрування при нормальному режимі, м/год, приймається згідно з 1, табл. 21;

- кількість промивань кожного фільтра за добу при нормальному режимі експлуатації;

- інтенсивність промивання, л/с^.м² 1, табл. 23;

- тривалість промивання, год. 1, табл. 23;

- час простою фільтра в зв'язку з промиванням, год.

м².

Кількість фільтрів визначаємо за формулою

При виборі кількості фільтрів слід також враховувати особливості компонування станції, тому кількість прийнятих фільтрів може бути як більше, так і менше N.

Приймаємо 11 фільтрів з розмірами 6х9 м, площа кожного фільтра =54 м² (повинна бути більше 482,5 : 11 = 43,863 м²). Визначимо швидкість фільтрування при нормальному режимі - 1 фільтр у промиванні - і при форсованому режимі - 2 фільтри не працюють (один у промиванні, другий в ремонті) - :

м/год.

( =6-8 м/год 1, табл. 21);

м/год.

=7-9,5 м/год

Швидкості фільтрування не перевищують гранично допустимих величин (інакше треба збільшувати кількість фільтрів або їхні розміри).

Кількість промивної води, необхідної для одного фільтра дорівнює

л/с = 3110 м³/год

Для рівномірного розподілу промивної води в нижній частині збірного каналу фільтра влаштовують глухий розподільчий канал прямокутного перерізу, до якого підводиться трубопровід промивної води.

Для видалення повітря з трубопроводу, що подає воду на промивання фільтрів, у підвищених місцях розподільчої системи передбачається установка стояків з автоматичним пристроєм для випуску повітря.

Збір і відведення забрудненої води при промиванні швидких фільтрів здійснюються за допомогою жолобів, розташованих над поверхнею фільтруючого завантаження.

При пропуску промивної води треба враховувати втрати напору, що складаються з таких величин:

- втрати напору в отворах труб розподільчої системи фільтра;

- втрати напору у фільтруючому шарі;

- втрати напору в гравійних підтримуючих шарах;

- втрати напору в трубопроводі, що подає промивну воду.

Діаметри трубопроводів, які підводять освітлювану і промивну воду і відводять прояснену і воду після промивання, можуть бути визначені згідно з відповідно до заданої витрати і швидкості руху води, що рекомендується.

8.2 Розрахунок горизонтальних відстійників і камер утворення пластівців

У даному проекті прийняті горизонтальні відстійники з вбудованою камерою утворення пластівців.

8.2.1 Розрахунок відстійників

Спочатку визначаємо кількість води, що надходить у відстійники. Вона дорівнюватиме сумі витрати води, що надходить на фільтр, і води, що скидається з відстійника разом з осадом.

Знаходимо витрату води, що скидається разом з осадом з відстійників.

Обсяг зони нагромадження і ущільнення осаду

, м³

де - загальна кількість осаду, що утворився у відстійнику, мг/л:

, мг/л

де - масова концентрація зважених речовин у вихідній воді, г/м³;

- перекладний коефіцієнт, який для очищеного сульфату алюмінію дорівнює 0,55;

- кількість нерозчинних речовин, що вводяться з вапном для підлуження води, мг/л:

де - доза вапна, мг/л; 0,4 - вміст СаО у вапні;

- масова концентрація суспензії у відстояній воді, мг/л;

- період роботи між скиданнями осаду, діб, =1 діб;

- кількість відстійників, приймається рівною кількості фільтрів;

- середня концентрація ущільненого осаду, г/м³

=0, тому що =0;

226 + 0,55•36,3 + 0,25•54 + 0 = 259,4г/м³;

м³.

Об'єм осаду, що накопичується протягом доби у всіх відстійниках:

м³

Витрату води, що скидається разом з осадом з відстійників, знаходимо за формулою

, м³/діб

де - коефіцієнт розведення осаду, прийнятий згідно

м³/діб.

Витрата води, що надходить у відстійники і камери утворення пластівців

м³/діб

або 3721,3 м³/год.

Приймаємо до проектування горизонтальні відстійники з розосередженим збором води.

Площа горизонтальних відстійників у плані

, м²

де - коефіцієнт, що враховує зважуючий вплив потоку, для відстійників з розосередженим збором води =1;

- гідравлічна крупність суспензії, приймається згідно з

м².

Ширина відстійника

, м

де - середня горизонтальна швидкість руху води у відстійнику, мм/с 1, п. 6.68;

- середня висота зони осадження, м.

м.

Приймаємо 6 м.

Довжина відстійника

м

Приймаємо = 30 м.

Висота зони нагромадження осаду

м

Приймаємо 1 м.

Загальна висота відстійника дорівнює 2,5 + 1 = 3,5 м.

Видалення осаду з відстійників передбачається гідравлічним способом за допомогою дірчастих труб. У кожному відділенні по дну влаштовують дві труби на відстані 3 м одна від одної. Видалення осаду виконують без припинення роботи відстійників. Кількість осаду, що скидається відстійниками, визначаємо за формулою

т

Збір проясненої води розосереджений, здійснюється горизонтальними підвісними жолобами із затопленими отворами діаметром 30 мм. Жолоби встановлюють на ділянці в 2/3 довжини відстійника від торцевої стінки. Використовується жолоб прямокутного перерізу.

8.2.2 Розрахунок камери утворення пластівців

Прийнята до проектування камера утворення пластівців із шаром зваженого осаду з розподілом води за площею камери за допомогою перфорованих каналів.

Число камер утворення пластівців приймаємо рівним числу горизонтальних відстійників - 10.

Витрата води на 1 камеру дорівнює

м³/діб = 372,1 м³/год

Виходячи з якості води (середньої мутності), швидкість висхідного потоку згідно з 1 приймаємо 1,6 мм/с.

Площа камери утворення пластівців

, м²

де - швидкість висхідного потоку води у верхньому перерізі, мм/с.

м².

Розміри камери приймаємо такі: ширина 6 м (за шириною відстійника), довжина 64,6 / 6 = 10,77 м, висота камери дорівнює висоті відстійника у віджимного щита (перепад на водозливі вимірюється десятими частками міліметра, його не враховуємо).

Час перебування води в камері утворення пластівців

год = 37,5 хв. 20 хв

де - об'єм камери утворення пластівців, м³.

Шар зваженого осаду приймаємо 3 м.

Розподіл води за площею камери утворення пластівців передбачений за допомогою перфорованих розподільних труб з отворами, спрямованими горизонтально. У кожній камері розміщують дві труби на відстані за осями 3 м і до стін 1,5 м. Площа отворів діаметром 25 мм у стінці перфорованої розподільної труби складає 30-40% площі її поперечного перерізу.

З камери в горизонтальний відстійник воду відводять над затопленим водозливом. Верх стінки водозливу розташовують нижче рівня води у відстійнику. За стінкою водозливу встановлюють підвісну перегородку, занурену на ? висоти відстійника, щоб відхиляти потік води донизу 1. Швидкість між стінкою водозливу і перегородкою має бути не більше 0,03 м/с.

8.3 Розрахунок вертикального змішувача

Змішування реагентів з оброблюваною водою відбувається у вертикальних змішувачах вихрового типу. Розрахункова витрата 84733,95 м³/діб або 3530,6 м³/год, або 980,7 л/с. Змішувач, квадратний у плані, складається з прямокутної верхньої і пірамідальної нижньої частин.

Площа горизонтального перетину у верхній частині змішувача

, м²

де - швидкість руху води на рівні водозбірного лотка, 25 мм/с;

- кількість змішувачів, приймаємо 4.

м².

Ширина верхньої частини змішувача

м.

Трубопровід, що подає оброблювану воду в нижню частину змішувача, має внутрішній діаметр 500 мм, зовнішній - 530 мм. Розмір у плані нижньої частини змішувача в місці примикання цього трубопроводу буде 0,53х0,53 м, а площа нижньої частини усіченої піраміди складе 0,281 м².

Приймаємо величину центрального кута 40⁰. Тоді висота нижньої (пірамідальної) частини змішувача дорівнюватиме

м

Повний обсяг змішувача складає

м³

де - тривалість змішування реагенту з масою води, 2 хв.

Об'єм нижньої пірамідальної частини змішувача

м³

Об'єм верхньої частини змішувача

м³.

Висота верхньої частини змішувача

м.

Повна висота змішувача дорівнює

м.

Збір води здійснюється у верхній частині змішувача трьома затопленими дірчастими трубами, що відводять воду до збірної бокової кишені. Відстань між трубами за осями 1 м, до стін 0,565 м. Швидкість руху води в трубі 0,6 м/с. Діаметр отворів на збірних трубах - 30 мм.

9. РОЗРАХУНОК РЕЗЕРВУАРА ЧИСТОЇ ВОДИ

Загальний обсяг РЧВ повинен включати регулюючий , недоторканий протипожежний об'єм води й об'єм води на промивання фільтрів

, м³

Крім того, слід передбачити об'єм води, необхідної для контакту її з хлором тривалістю не менше 1 ч.

Регулюючий об'єм РЧВ можна визначити за сполученими графіками роботи насосів 1 і 2 підйому. Для побудови таких графіків згідно із заданим коефіцієнтом годинної нерівномірності приймаємо годинне споживання води містом і будуємо графік водоспоживання на якому показуємо режим роботи насосів 1 і 2 підйому.

При корисній витраті 84000 м³/діб регулююча місткість

м³.

Недоторканний протипожежний об'єм води при тривалості пожежі, рівній 3 год., знаходимо за формулою

, м³

де - витрата води для гасіння пожежі, м³;

- сумарна витрата за 3 год. найбільшого водоспоживання м³;

 - сумарна витрата води за 3 год., що надходить від насосної станції 1 підйому в РЧВ, м³.

Витрата води була визначена в розділі 4 і складає 1728 м³.

м³;

м³;

м³.

Запас води на промивання фільтрів слід передбачати з урахуванням двох промивань одного фільтра. З розрахунку фільтрів приймаємо витрату води для промивання одного фільтра 864 л/с і визначаємо об'єм води, необхідної для двох промивань:

м³.

Загальний об'єм РЧВ

м³

Приймаємо два РЧВ місткістю 6000 м³ кожний (ширина 36 м, довжина 36 м, висота (будівельна) 4,8 м).

10. ПОВТОРНЕ ВИКОРИСТАННЯ ВОДИ ВІД ПРОМИВАННЯ ФІЛЬТРІВ

З метою охорони природних джерел водопостачання і скорочення витрати води на власні потреби водоочисних споруд застосовується повторне використання води після промивання фільтрів.

Запропоновано наступну технологічну схему повторного використання промивної води: скид від промивання фільтрів надходить у резервуар- усереднювач, з якого вода рівномірно протягом доби перекачується в головний вузол водоочисних споруд (перед змішувачем). Відстоювання води в резервуарі-усереднювачі не передбачається.

Для вилучення піску з промивної води перед резервуаром- усереднювачем встановлюють горизонтальну пісколовку. Пісок з осадової частини пісколовки періодично видаляється в міру нагромадження і транспортується за допомогою ежектора на площадки для зберігання піску.

Скид з відстійників направляється на споруди для зневоднювання осаду, розрахунок і проектування яких у нашому прикладі не розглядається.

10.1 Розрахунок пісколовки

Розрахункова витрата промивної води, що надходить у пісколовку, дорівнює

864 л/с = 0,864 м³/с

Приймаємо два відділення пісколовки. Площу живого перерізу кожного відділення визначаємо за формулою

, м²

де - середня швидкість руху води, 0,3 м/с;

- кількість відділень пісколовки.

м².

Глибину проточної частини приймаємо =0,8 м. Ширина відділення дорівнює

м.

Глибина осадової частини

м.

Запас висоти над рівнем води в пісколовці беремо рівним 0,2 м. Приймаючи тривалість перебування промивної води в пісколовці секунд, визначаємо довжину робочої частини пісколовки:

м

Кут нахилу стінок камер для піску до обрію 60^о. Пісколовку обладнують скребковим механізмом із самохідним візком, що згрібає пісок до приямка стаціонарного сталевого гідроелеватора, за допомогою якого пісок пульпопроводами транспортується в резервуар, що знаходиться на пісковій площадці й обладнаний дренажною системою, яка складається з труб із щілинними ковпачками.

Відфільтрована вода з резервуара самопливом направляється в пісколовку. Пісок з піскового резервуара тельфером з перекидною баддею подається на піскову площадку.

Об'єм робочої частини піскового резервуара прийнятий рівним двом об'ємам осадової частини обох відділень пісколовки:

, м³

м³.

Для установки прийнятий залізобетонний резервуар розміром у плані 3х3 м і робочою висотою 2,5 м.

10.2 Розрахунок резервуара-усереднювача

Резервуар-усереднювач для збору промивної води являє собою залізобетонний резервуар, що складається з двох секцій.

Об'ємг резервуара-усереднювача визначаємо згідно з табл. 10.1, відповідно до якої регулююча місткість резервуара-усереднювача

907м³.

Приймаємо стандартний резервуар-усереднювач (зі збірного залізобетону) шириною 12, довжиною 18 і висотою 4,8 м, розділений перегородкою на дві секції шириною по 6 м.

Щоб уникнути осідання шламу від промивних вод, у резервуарі передбачена циркуляція води, для чого встановлюється насос, що забирає воду з приямка резервуара-усереднювача і подає її в протилежний кінець резервуара. Розподіл води здійснюється дірчастою трубою, прокладеною на дні резервуара уздовж короткої стіни.

Таблиця 10.1 - Визначення місткості резервуара-усереднювача

Години доби	Подача промивної води, м3	Відкачка насосами, м3	Надходження в резервуар, м3	Витрата з резервуара, м3	Залишок у резервуарі, м3
0 - 1 1 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5 5 - 6 6 - 7 7 - 8 8 - 9 9 - 10 10 - 11 11 - 12 12 - 13 13 - 14 14 - 15 15 - 16 16 - 17 17 - 18 18 - 19 19 - 20 20 - 21 21 - 22 22 - 23 23 - 24	311 311 311 311 311 - - - - - - - 311 311 311 311 311 - - - - - - -	129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,5 129,5 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,5 129,5	181,4 181,4 181,4 181,4 181,4 - - - - - - - 181,4 181,4 181,4 181,4 181,4 - - - - - - -	- - - - - 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,5 129,5 - - - - - 129,6 129,6 129,6 129,6 129,6 129,5 129,5	181,4 362,8 541,2 725,6 907,0 777,4 647,8 518,2 388,6 259,0 129,5 0 181,4 362,8 541,2 725,6 907,0 777,4 647,8 518,2 388,6 259,0 129,5 0
РАЗОМ	3110	3110	1814	1814

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

2. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод. - К.: Вища школа, 1981.

3. Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. - М.: Стройиздат, 1971.

4. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. - М.: Высшая школа, 1987.

5. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. пособие. - М.: Стройиздат, 1984.

6. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. примеры и расчеты. - М.: Стройиздат, 1971.

7. Москвитин А.С. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений: Справочник монтажника. - М.: Стройиздат, 1979.

8. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. - М.: Высшая школа, 1981.

9. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.Павловского. - М.: Стройиздат, 1974.

10. Руденко Г.Г., Гороновский И.Т. Удаление примесей из природных вод на водопроводных станциях. - К.:Будівельник, 1976.

11. Кульский Л.А. Технология водоочистки на основе дисперсности примесей. - К.: КИСИ, 1968.

12. Кульский Л.А. Теоретическое обоснование технологии очистки воды. - К.: Наукова думка, 1968.

13. Кульский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. - К.: Наукова думка, 1983.

Размещено на Allbest.ru