Расчет и проектирование станций водоподготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)

ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Водоснабжение»

Направление «Строительство» 270112

На тему «Расчет и проектирование станций водоподготовки»

Выполнил студент гр. ЗС-6981

____________ Стеблев И.

Проверил ст. преподаватель

____________ О.В.Музыченко

г. Владивосток

2012

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Стабилизационная обработка воды

3. Выбор схемы сооружений

4. Реагентное хозяйство

5. Определение полной производительности станции

6. Определение емкостей расходных и растворных баков

7. Расчет хлораторной установки

8. Склады реагентов

9. Расчет скорых фильтров

10. Расчет горизонтальных отстойников

11. Расчет перегородчатой камеры хлопьеобразования с горизонтальным движением воды

12. Расчет вихревого смесителя

13. Расчет сооружений для обработки промывных вод осадка

14. Расчет сгустителей

15. Расчёт горизонтальной песколовки

16. Расчёт резервуара чистой воды

17. Зоны санитарной охраны

Заключение

Список использованной литературы

Введение

станция водопоготовка отстойник сместитель

Воды в водных объектах, как правило, не соответствуют требованиям ГОСТа, предъявляемым к питьевой воде, следовательно, воду, используемую для питьевой цели необходимо очищать. Для этого используют станции водоподготовки.

Основной целью проектирования станции водоподготовки является приобретение навыка по выбору методов и сооружений по очистке природной воды из поверхностных и подземных источников, аргументированно обосновать их использование. Закрепить теоретические знания по курсу «Водоснабжение» полученными на предыдущих этапах обучения, привить навыки самостоятельного решения конкретных инженерно - технических вопросов, связанных с расчетом и проектированием станции водоподготовки, а так же научиться пользоваться технической и нормативной литературой.

1. Исходные данные

8 вариант.

Данные о качественном составе природных вод:

1. Температура воды (t)=1,0-250 C;

2. Вкус - 3 балла;

3. Запах - 4 балла;

4. Мутность - 350мг/л;

5. Цветность - 80 град.;

6. рН=7,8;

7. Содержание С?- =160 мг/л;

8. Содержание SO4-=98 мг/л;

9. Содержание Feобщ=-;

10. Содержание F-= 0,01 мг/л;

11. Содержание НСО3-=70 мг/л;

12. Содержание Са2+=8,1 мг/л;

13. Содержание Мg2+=6,0 мг/л;

14. Содержание Nа+=140 мг/л;

15. Содержание К+=200 мг/л;

16. Содержание NO3-=6,5 мг/л;

17. Содержание Zn2+= -;

18. Содержание Cu2+=-;

19. Содержание Mn2+= - ;

20. Планктон - .

21. Расход воды необходимый для подачи в населенный пункт Q=171323 м3/сут.

2. Стабилизационная обработка воды

1. Общее солесодержание равно:

Сухой остаток соответствует норме 688,6 < 1000 мг/л (ГОСТ 28.74-82*)

Для определения щелочности необходимо определить жесткость исходной воды:

· жесткость бикарбонатная: мг-экв/л;

· жесткость общая: мг-экв/л.

Так как Жо < Жк, следовательно Що=Жк=1,15 мг-экв/л.

2. Определение стабильности воды по индексу насыщения карбонатом кальция J (прил.5 СниП2.04.02-84*)

,

J=7,8 - 8,85 =-1,05;

где рНо - водородный показатель, измеренный с помощью рН-метра, рНо = 7,8; рНS - водородный показатель в условиях насыщения воды карбонатом кальция, определяем по номограмме рис. 1 [1], исходя из значений содержания кальция ССа, общего солесодержания Р, щелочности Щ и температуры воды, рНS (250) = 8,85.

Индекс Ланжелье отрицательный при обеих температурах, значит вода агрессивная, вызывает коррозию труб. Необходимо производить подщелачивание воды.

Оцениваем воду согласно ГОСТу 2874-82* «Вода питьевая». Неудовлетворительное качество воды по следующим показателям:

мутность 350 мг/л > 1,5 мг/л > необходимо коагулирование, добавление флокулянтов, т.е. осветление воды;

цветность 80 град > 20 град, повышенное содержание органических веществ;

наличие NOЇ3 > необходимо предварительное хлорирование, обесцвечивание, обработка флокулянтами;

привкусы и запахи не соответствуют норме;

отсутствие фтора > требуется фторирование.

3. Выбор схемы сооружений

Исходя, из анализа забираемой воды и производительности очистной станции выбираем следующие способы водоподготовки:

1. Смешение с реагентами (смеситель);

2. Коагулирование и флокуляция (камера хлопьеобразования и горизонтальный отстойник);

3. Фильтрование (скорые фильтры);

4. Стабилизация, обеззараживание и фторирование.

Для осветления воды мутностью до 1500 мг/л, цветностью до 120 град, производительность станции свыше 30000 м3/сут, согласно табл. 15 [1] и исходных данных в качестве сооружений для осветления воды принимаем горизонтальные отстойники и скорые фильтры. Обработка воды ведется коагулянтом и флокулянтом .

Фторирование осуществляется с помощью фтораторных установок с сатуратором с использованием кремнефтористого натрия перед фторированием.

Обеззараживание производится жидким хлором, вводимым после фторирования перед РЧВ.

Стабилизация производится добавлением извести. Фторирование осуществляется путем добавления в воду фтора.

На рис. 1 представлена схема станции водоподготовки.

4. Реагентное хозяйство

1. Определяем дозу коагулянта - FeCl3 по цветности воды по формуле

мг/л,

где Ц - цветность исходной воды.

По мутности воды определяем по табл. 16 [1] М=350 мг/л > Дк=35,8 мг/л и выбираем наибольшее, т. е. принимаем 45 мг/л (по безводному веществу).

2. Дозу флокулянта полиакриламида (ПАА) при вводе перед отстойниками принимаем по табл. 17 [1]: М=350мг/л

Ц= 80 град > ДПАА=0,2-0,5 мг/л.

3. Доза фторсодержащего реагента (кремнефтористого натрия) определяем по формуле

мг/л,

где mф=1 - коэффициент, зависящий от места ввода реагента в обрабатываемую воду (при вводе в чистую воду); аф=1 мг/л - необходимое содержание фтора в обрабатываемой воде в зависимости от климатического района расположения населенного пункта; Ф=0,01 мг/л - содержание фтора в исходной воде; Кф=61% - содержание фтора в чистом реагенте (кремнефтористый натрий); Сф=95% - содержание чистого реагента в товарном продукте.

Дозу активного хлора для поверхностных вод после фильтрования принимаем согласно п. 6.146 [1] ДCl=2 мг/л.

4. Дозу подщелачивающих реагентов, необходимых для улучшения процесса коагуляции (хлопьеобразования) определяем по формуле

мг/л,

где Дк - максимальная, в период подщелачивания, доза безводного коагулянта; ек - эквивалентная масса коагулянта (безводного), принимаемая для FeCl3 - 54 мг/мг-экв; Кщ - коэффициент, равный для извести (по СаО) - 28; Що- минимальная щелочность воды.

Подщелачивание воды во время коагулирования не требуется, т. к. значение Дщ отрицательное.

Определяем стабильность воды после коагулирования. Щелочность воды определяем по формуле

 мг/мг-экв,

где Що - щелочность исходной воды (до коагулирования); Дк - доза коагулянта в расчете на безводный продукт; ек - эквивалентная масса безводного вещества коагулянта, принимаемая согласно п. 6.19 [1].

Количество свободной двуокиси углерода в воде после коагулирования (СО2)св определяем по номограмме рис. 2 [1] определяем величину рН воды после обработки коагулянтом: при t=10 C > рН01 =6,7, а при t=250 С > рН02=6,65.

Водородный показатель рНS в условиях насыщения воды карбонатом кальция, определяем по номограмме рис. 1 [1], исходя из значений содержания кальция ССа, общего солесодержания Р, щелочности Щ и температуры воды, т. е. при t=10 C > рН S1=9,2, а при t=250 С > рНS2=8,85. Следовательно: J1= рН01- рНS1=6,7-9,2= -2,5 и J2= рН02- рН S2=6,65-8,85= -2,2.

При отрицательном индексе насыщения воды карбонатом кальция для получения стабильной воды предусматриваем ее обработку щелочным реагентом - известью.

Дозу извести определяем по формуле

мг/л,

где Ди - доза извести в расчете на СаО; ви - коэффициент, определяемый по номограмме рис. 4 [1], в зависимости от рН воды (до стабилизационной обработки) и индекса насыщения J; Кt - коэффициент, зависящий от температуры воды: при t=200С - Кt=1; Щ - щелочность воды до стабилизационной обработки.

Определяем количество извести по формуле

 мг-экв/л.

Так как доза извести Ди/28 < dщ (0,14<1,76), следовательно, применение соды не требуется.

5. Определение полной производительности станции

Полная производительность водоотчистных сооружений складывается из полезной производительности и расхода на собственные нужды:

м3/сут.

где м3/сут.

Определение суточного расхода воды на затворение реагентов:

,

где b - процентное содержание реагентов.

м3/сут,

м3/сут,

м3/сут,

м3/сут.

Суточный расход воды на затворение хлора (предварительное хлорирование) определяем по формуле

м3/сут,

где КCl1=0,6 м3 на 1 кг Cl - расход воды для работы хлораторов.

Суточный расход воды для работы хлораторов при вторичном хлорировании определяем по формуле

6. Определение емкостей расходных и растворных баков

Расчёт сооружений для хранения коагулянта произведён из условия применения неочищенного сернокислого алюминия, с содержанием в нём водного продукта в количестве 33%.

Расход коагулянта:

т/сут.

Определение размеров растворного бака для коагулянтов

м3,

где м3/ч; n=10 ч - время, на которое заготавливается раствор коагулянта; bр=12 % - концентрация раствора коагулянта в растворных баках; г=1 т/м3 - объемный вес раствора коагулянта.

Принимаем 3 растворных бака емкостью 25 м3 каждый, размером 2,5х2,5м и с рабочей глубиной hр=4 м, и один резервный. Нижняя часть растворного бака запроектирована с наклонными стенками под углом 450 к горизонтали.

Определение размеров расходного бака для коагулянтов

м3,

где bрасх=5-10% - концентрация раствора коагулянта в расходном баке.

Принимаем 2 расходных бака емкостью 36,75 м3 каждый, размером 3,5х3,5м и с рабочей глубиной hр=3 м., и один резервный. Днище расходного бака имеет уклон i= 0,01 к сбросному трубопроводу диаметром 100 мм.

7. Расчет хлораторной установки

Хлорирование производим в 2 этапа: предварительное с добавлением 3-10 мг/л при поступлении воды на очистную станцию и с дозой 2-3 мг/л для обеззараживания воды после фильтров.

Расчётный расход хлора для первичного хлорирования

Расчётный расход хлора для вторичного хлорирования

Общий расход хлора составит

QCl = GCl1 + GCl2 = 32,3+ 12,9 = 45,2 кг/ч = 1084,8 кг/сут

Производительность хлораторной - 1084,8 кг/сут.

Помещение разделено глухой стеной на 2 части (хлораторную и аппаратную) с самостоятельными запасными выходами наружу из каждой. Устанавливаем 3 вакуумных хлоратора ЛК-10Б , 2 производительностью 16,5 кг/ч и 1 производительностью 13 кг/ч с газовым измерителем (3 рабочих и 2 резервных). Кроме хлораторов устанавливаем 4 промежуточных хлорных баллона для задержания загрязнений перед поступлением хлорного газа в хлоратор из расходных хлорных баллонов.

Количество расходных и хлорных баллонов

Sбал - 0,5-0,7 кг/ч - съём хлора с одного баллона без искусственного подогрева при t0 воздуха в помещении 180 С.

Для уменьшения количества расходных баллонов в хлораторной устанавливают стальные бочки- испарители диаметром Ш = 0,746 м, длиной l = 1,6 м, ёмкостью - 500л и вмещает до 625 кг хлора. Съём хлора с 1 м2 боковой поверхности бочек составляет SCl = 3 кг/ч. Боковая поверхность бочки при принятых размерах составит 3,65 м2.

Объем расходной бочки определяем по формуле

кг/ч,

где SCl - съем хлора с одной расходной бочки.

Для обеспечения подачи хлора в количестве SCl=45,2 кг/ч необходимо:

бочек.

Чтобы пополнить расход хлора из бочки, его переливают из стандартных баллонов (ГОСТ949-57) ёмкостью 55 л, создавая разряжение в бочках путём отсоса хлор-газа эжектором. Это позволяет увеличить съём хлора до 5 кг/ч с одного баллона и следовательно, сократить количество одновременно действующих расходных баллонов

Всего за сутки потребуется баллонов

При суточном расходе хлора более 3х баллонов при хлораторной надо предусматривать хранение 3х суточного запаса хлора.

Количество баллонов на складе

Основной запас хлора хранится вне очистной станции на расходном складе, рассчитанном на месячную потребность в хлоре

8. Склады реагентов

Склады реагентов следует рассчитывать на хранение 30-суточного запаса, считая по периоду максимального потребления реагентов, но не менее объема их разовой поставки [1].

Расчет склада коагулянта

Площадь склада для коагулянта определяется по формуле

м2,

где Q = Qполез + Qкоаг - полезная производительность очистной станции; Т=30 сут - продолжительность хранения коагулянта на складе; б=1,15 - коэффициент для учета дополнительной площади проходов на складе; рс=33,5% - содержание безводного процента в коагулянте; G0=1,1 т/м3 - объемный вес коагулянта при загрузке склада навалом; hк=2 м - допустимая высота слоя коагулянта на складе.

Склады примыкают к помещению, где установлены баки для приготовления раствора коагулянта.

Расчет склада извести

Расход извести:

кг/сут.

Площадь склада для извести определяется по формуле

м2.

где Q = Qполез + Qи - полезная производительность очистной станции; Т=30 сут - продолжительность хранения извести на складе; б=1,15 - коэффициент для учета дополнительной площади проходов на складе; рс=40 % - содержание безводного процента в извести; G0=2 т/м3 - объемный вес извести при загрузке склада навалом; hк=2,5 м - допустимая высота слоя извести на складе.

Расчет склада ПАА

Расход полиакриламида:

кг/сут.

Флокулянт поставляют на склад в виде вязкого геля с 9% концентрацией. Мешок вместимостью 150 кг с размерами: L=1 м, b=0,5 м, а=0,4 м.

Массу чистого ПАА определяем по формуле

кг/сут,

тогда 30-суточный запас товарного продукта: кг.

Число мешков: шт, следовательно площадь занимаемая мешками: м2.

Расчет склада фтора

Расход фтора:

кг/сут.

Кремнефтористый натрий поставляют на склад с 61% концентрацией в бочках вместимостью 150 кг и диаметром 0,7 м.

кг/сут,

тогда 30-суточный запас товарного продукта: кг.

Число бочек: шт, следовательно площадь занимаемая бочками: м2.

9. Расчет скорых фильтров

Определяем общую площадь фильтров по формуле

м2,

где Q - полезная производительность станции; Тст=24 ч - продолжительность работы станции в течении суток; vн - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, принимается по табл. 21 [1]; nпр=2 - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации; qпр - удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, определяемая по формуле

м3/м2,

где i - интенсивность промывки, определяемая по табл. 23 [1]; tпр=5 мин - продолжительность промывки; фпрост=0,5 ч - время простоя фильтра в связи с промывкой его водой.

Общее количество фильтров на станции:

шт.

Площадь одного фильтра определяем по формуле

м2,

при этом должно обеспечиваться соотношение:

м/ч,

где N1=2 - число фильтров, находящихся в ремонте; vф - скорость фильтрования при форсированном режиме.

Сравниваем полученное значение vф с табличным vф (6-7,5) из табл. 21 [1] - соотношение удовлетворяется, то скорость при нормальном режиме подобрана правильно.

Расход промывной воды на промывку одного фильтра находим по формуле

м3/с=778 л/с.

Объем промывной воды на промывку одного фильтра определяем из соотношения:

м3,

тогда общий объем промывной воды:

м3.

Подбор состава загрузки фильтра

Загрузку фильтра принимаем по данным табл.21 СНиПа 2.04.02-84*. Высота фильтрующего слоя hф.сл.= 0,7м, с минимальным диаметром зерен 0,5мм и максимальным 1,2мм, коэффициент неоднородности Кн =1,8. Высота слоя воды над поверхностью загрузки - 2 м, превышение строительной высоты над расчётным уровнем воды -0,5 м (п.6.101 [1]).

Расчет дренажно-распределительной системы:

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

Количество воды. необходимое для промывки 1 фильтра при интенсивности промывки щ = 12 л/с·м2

л/сек = 0,778 м3/сек

F1 - площадь одного фильтра (размеры в плане 8х8,1 м)

Диаметр коллектора распределительной системы подбираем по скорости входа промывной воды в распределительном канале по [7] vк=1,04 м/с, следовательно диаметр канала Dк=1000 мм.

При размере фильтра в плане 8х8,1 м длина ответвления

Днар = 1020 мм - наружный диаметр коллектора.

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление распределительной системы, при расстоянии между ними m = 0,25-0,32 [1].

Расход промывочной воды, поступающей через 1 ответвление

Диаметр Ш 100 мм при х = 1,58 м/сек, что не превышает рекомендуемые скорости 1,5-2 м/сек. [1].

В нижней части ответвлений под углом 600 к вертикали предусматриваются отверстия d = 12 мм.

При площади 1 фильтра 68 м2 суммарная площадь отверстий составит

При диаметре отверстий 12 мм площадь отверстий будет

Общее количество отверстий в распределительной системе каждого фильтра

Общее количество ответвлений на каждом фильтре при расстояниях между осями ответвлений 0,27 м составит

шт,

где В - общая ширина фильтра.

Количество отверстий приходящихся на каждое ответвление

При длине каждого ответвления 2,49 м шаг оси отверстий на ответвлении будет

Отверстия располагаются в 2 ряда в шахматном порядке под углом 600 к вертикальной оси трубы.

Расчёт устройств для сбора и отвода воды при промывке фильтра

Сбор и отвод загрязнённой воды при промывке скорых фильтров осуществляется при помощи желобов, размещаемых над поверхностью фильтрующей загрузки qпр = 778 л/с - количество воды, необходимое для промывки одного фильтра; n = 5 шт - количество желобов с полукруглым основанием.

Принимаем желоб с полукруглым основанием, который препятствует возможности выноса зёрен.

Расход воды на 1 желоб

Расстояние между осями желоба 8/5 = 1,6 м

Ширину В и высоту hк , скорость движения воды х в желобах определяем по табл.40 [3].

При а = 1,5 - отношение высоты прямоугольной части желоба и половины его ширины.

При а = 1,5; В = 0,44м; х =0,63 м/с; hк =0,61 м.

Высота прямоугольной части желоба

hпр = (0,5-0,75) · В = 0,5 · 0,44 = 0,22 м

Полезная высота желоба (без учёта толщины стенки)

hпол = hк - 0,08 = 0,61 - 0,08 = 0,53 м

у = 0,08 - толщина стенки.

Высота кромки желоба над поверхностью загрузки

Н - высота фильтрующего слоя, 0,7 м; l - относительное расширение загрузки, 45 % (табл.23 [1]).

Расход воды на промывку фильтра

щ - интенсивность водной промывки, 12 л/с·м2 ; f - площадь одного фильтра, 64,8м2 ; N - количество фильтров, 17 шт; Тр - продолжительность работы фильтра между двумя промывками

Тр = То - (t1 + t2 + t3) = 12 - (0,1 + 0,5 + 0,17) = 11,23 ч.

То - продолжительность рабочего фильтроцикла, 12ч; t1 - продолжительность промывки; t2 - время простоя фильтра в связи с промывкой; t3 - продолжительность сброса первого фильтра в сток.

Расчёт сборного канала

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

Расстояние от дна желоба до бокового сборного канала

м,

qкан - расход воды в канале, 0,778 м3 / сек; b - минимально допустимая ширина канала, 0,7 м; g = 9,81 м/сек2.

Скорость движения воды в конце сборного канала при размере поперечного сечения

fкан = 1,1·0,7 = 0,77 м2

Определение потерь напора на промывке фильтра

Расход воды через одно отверстие

щ - интенсивность промывки; F1 - площадь одного фильтра; nо - количество отверстий на одном ответвлении.

Потери напора в отверстиях

Потери напора в фильтрующем слое

Нф = 0,7м - высота фильтрующего слоя согласно табл. 21 [1]; а, b - параметры для кварцевого песка.

hф = (а + b · щ) · Нф = (0,76 +0,017 · 12) · 0,7 = 0,67 м

а = 0,76; b= 0,017, т.к. Ш зёрен 0,5-1,2 мм.

Потери напора в распределительной системе определим по формуле

2,7 м,

где ж - коэффициент гидравлического сопротивления для прямолинейной распределительной трубы, определяем из соотношения

,

где - коэффициент перфорации.

Потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы х = 1,5 -2 м/с при qпр = 778 л/сек; d = 800 мм; х = 1,61 м/с; i = 0,00371. Тогда при общей длине трубопровода l= 100 мм

hпр = i · l = 0,00371 · 100 = 0,37 м

Потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре



х =1,2 м/с для колена ж = 0,984; для задвижки ж = 0,26; для входа во всасывающую трубу ж = 0,5; для тройника ж = 0,0,92.

Полная величина потерь напора при промывке фильтра

Уh = 0,22 + 0,67 + 2,7 + 0,37 + 0,31 = 4,26 м

Напор, который должен развивать насос при промывке однослойного фильтра

Нр = hгеом + Уh + hзн = 6,4 +4,26 + 1,5 = 12,2 м

hгеом - геометрическая высота подъёма воды, 6,4м; hзн - запас напора, 1,5 м.

Расчет системы для отвода промывной воды:

Так как площадь фильтра более 40 м2 (64,8м2) отвод промывной воды с фильтра осуществляется в центральный сборный канал.

10. Расчет горизонтальных отстойников

Горизонтальные отстойники состоят из двух зон: зоны осаждения и зоны накопления и уплотнения осадка. Они имеют прямоугольную форму в плане. Повороты потока не допускаются.

Площадь горизонтальных отстойников в плане определяем по формуле

м2,

где U0=0,5 мм/с - скорость выпадения взвеси, принимаема согласно [1] по табл. 18; боб=1,3 - коэффициент объемного использования отстойников.

Длину отстойников находим из соотношения



где Нср=3 м - средняя высота зоны осаждения, принимаемый в зависимости от высотной схемы станции; vср=10 мм/с - расчетная скорость горизонтального движения воды в начале отстойника, принимаемый в зависимости от мутности исходной воды.

Общая ширина отстойника:

м,

Определяем площадь одного отстойника, если число отстойников N= 4 шт

м2,

Ширина одного отстойника:

м,

Расчет осадочной части. Системы для сбора и удаления осадка:

При гидравлическом удалении осадка объем зоны накопления и уплотнения осадка определяем по нижеследующей формуле при продолжительности работы отстойника между чистками не менее 12 ч:

м3,

где д=32000 г/м3 - средняя по всей высоте осадочной части концентрация твердой фазы осадка, принимаемая по табл. 19 [1] в зависимости от мутности воды и продолжительности интервалов между сбросами; Тр=12 ч - период работы отстойника между сбросами осадка; Мосв=350 г/м3 - мутность воды, Св - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающих в отстойник, определяемая по формуле

г/м3,

где М=350 г/м3 - количество взвешенных веществ в исходной воде (принимается равной мутности воды); Дк=45 мг/л - доза коагулянта по безводному продукту; Кк - коэффициент, принимаемый для окисленного сернокислого алюминия - 0,5; Ц=80 град - цветность исходной воды; Ви - количество нерастворимых веществ, вводимых с известью, которое определяется по формуле г/м3, где Ки=0,4 - долевое содержание СаО в извести; Ди=14,5 - доза извести по СаО.

11. Расчет перегородчатой камеры хлопьеобразования с горизонтальным движением воды

В перегородчатой камере хлопьеобразования устраивают ряд перегородок, заставляющих воду изменять направление своего движения либо в вертикальной, либо в горизонтальной плоскости, что и обеспечивает необходимое перемешивание воды [3].

Время пребывания воды в камере t=30 мин, тогда объем камеры будет равен:

м3.

В соответствии с высотной схемой очистной станции высота камеры хлопьеобразования принята НКХО=3 м, следовательно, площадь камеры в плане:

м2.

Скорость движения воды в начале камеры принимаем согласно [1] vнк=0,25 м/с. Ориентировочно определяем начальную ширину коридора:

м,

а конечная ширина при скорости в конце коридора vкк=0,075 м/с:

м.

Усредненная ширина коридора: м.

Ширину КХО принимаем равной ширине отстойника: Во=ВКХО=77,6м.

Необходимое число коридоров в КХО определяем по формуле

шт,

где м; д=0,2 м - толщина железобетонных стенок камеры. Число коридоров должно быть n=8-10 шт, значит расчет произведен верно.

Число поворотов: (n-1)=10-1=9 шт.

Потери напора на одном повороте в КХО определяем согласно[1] по формуле:

м,

м/с.

12. Расчет вихревого смесителя

Вихревые смесители принимаем в виде пирамидального вертикального диффузора с углом между наклонными стенками б=450, при скорости входа воды в смеситель vн=1,35 м/с, скорости восходящего движения воды под водосборным устройством vв=35 мм/с, скорости движения воды в конце водосборного лотка vл=0,6 м/с.

Задаемся числом смесителей: n=2, и считаем расход одного смесителя: м3/ч.

Площадь верхней части смесителя: м2. Ширина смесителя в верхней части: м. Диаметр подводящего трубопровода: м. Размеры нижней части принимаем: bн=D=0,89 м.

Определяем высоту пирамидальной части смесителя:

м.

Объем пирамидальной части смесителя:

 м3,

где м2.

Полный объем смесителя: м3, где t=1,5 мин.

Объем верхней части смесителя: м3.

Высота верхней части смесителя: м, что соответствует требованиям [1] 1 ? hв ? 1,5 м.

Полная высота смесителя: м.

Расчет лотка для отвода воды

Расход лотка: м3/ч.

Площадь живого сечения лотка: м2.

Высота лотка: м, где bл=0,3м - ширина лотка.

По [5] подбираем уклон лотка i=0,0025.

13. Расчет сооружений для обработки промывных вод и осадка

Повторное использование промывных вод существенно снижает расход на собственные нужды станции водоподготовки и исключает залповые выбросы промывных вод.

Предусматриваем для обработки промывных вод на станции с отстаиванием фильтрованием резервуары промывных вод для приёма воды от промывки фильтров и равномерную перекачку промывной воды без отстаивания в трубопроводы перед смесителем.

Расчет промывного резервуара

Объём резервуара равен объёму залпового сброса промывной воды с одного фильтра

м3,

где F1 · щ1 -расход промывной воды на промывку одного фильтра; tпр=5 мин - время промывки одного фильтра; N=1 - число одновременно промываемых фильтров.

Для предотвращения полного опорожнения предусматриваем 10 % запас Wз =23,3 м3.

Общий объём резервуара

Задаемся глубиной, шириной и длиной резервуара 6Ч6Ч7,2 м.

Количество требуемых отстойников периодического действия определяем в зависимости от периодичности промывок для всех фильтров:

шт,

где Tст=24 ч - продолжительность работы станции в течение суток, ч; N - число одновременно промываемых фильтров Nф - число фильтров; nпр - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации.

Принимаем 2 резервуара.

Продолжительность отстаивания промывных вод надлежит принимать для станций осветления воды - 2 ч [1]. Общую продолжительность накопления осадка надлежит принимать не менее 8 ч [1].

Накопившийся осадок следует направлять в сгустители на дополнительное уплотнение [1].

14. Расчет сгустителей

Сгустители с медленным механическим перемешиванием надлежит применять для ускорения уплотнения осадка из горизонтальных отстойников. Подача осадка к сгустителю происходит самотеком.

Сгустители принимаются: диаметр - 18 м; средняя рабочая глубина - 3,5 м; уклон дна к центральному приямку - 80; вращающуюся ферму - с вертикальными лопастями треугольного сечения и скребками для перемещения уплотнённого осадка к центральному приямку, лобовую поверхность лопастей - 30% площади поперечного сечения перемешиваемого объёма осадка, верх лопастей - на отметке, равной половине слоя воды в середине вращающейся фермы; ввод осадка - на 1 м выше отметки дна в центре сгустителя; забор осветлённой воды устройствами, не зависящими от уровня воды в сгустителях(через плавающий шланг и т.п.)

Продолжительность цикла сгущения осадка составляет 5 часов..

Объем сгустителя определяем по формуле

м3,

где Кро=1,2 - коэффициент разбавления осадка при выпуске из сооружений подготовки воды (п6.64 [1]); Wос.ч - объем осадочной части сооружения подготовки воды. Принимаем 2 сгустителя.

Подбор насоса для промывки фильтров

qпр = 0,778 м3 /сек = 2801 м3/ч

Выбираем 3 насоса марки Д1250-14, производительностью 1250 м3 каждый и напором 14 м.

15. Расчет горизонтальной песколовки

Объем песколовки определяем по формуле

м3,

где t=10 с - время отстаивания воды в песколовке.

Принимаем 2 отделения песколовки с шириной 2 м и глубиной проточной части 0,5 м.

Длина песколовки: м.

16. Расчет объема резервуара чистой воды

Полный объем резервуаров чистой воды определяется по формуле

м3,

где Wр - регулируемый объем: м3; Wпож - объем воды на пожарные нужды: м3, где n=3 - число одновременных пожаров; Wсн - объем воды на собственные нужды станции:

Принимаем 2 резервуара чистой воды емкостью по 6000 м3 и 1 резервуар емкостью 1000 м3.

17. Зоны санитарной охраны

Граница I пояса зоны водопроводных сооружений должны совпадать с ограждением площадки сооружений и предусматриваться на расстоянии: от стен резервуаров фильтрованной воды, фильтров - не менее 30 м; от стен остальных сооружений - не менее 15 м.

Санитарно-защитная полоса вокруг I пояса зоны водопроводных сооружений, расположенных за пределами II пояса зоны источника водоснабжения, должны иметь ширину не менее 100 м.

Ширину санитарно-защитной полосы водоводов, проходящих по незастроенной территории, надлежит принимать от крайних водоводов: при прокладке в сухих грунтах - не менее 10 м, при диаметре до 100 мм и не менее 20 м, при больших диаметрах; в мокрых грунтах - не менее 50 м независимо от диаметра.

Все сооружения находятся под охраной.

Заключение

В данном курсовом проекте мы запроектировали станцию водоподготовки, приобрели навыки по выбору методов и сооружений по очистке природной воды из поверхностных источников, аргументированно обосновали их использование. Закрепили теоретические знания по курсу «Водоснабжение» полученными на предыдущих этапах обучения, привили навыки самостоятельного решения конкретных инженерно - технических вопросов, связанных с расчетом и проектированием станции водоподготовки, а так же научились пользоваться технической и нормативной литературой.

Список используемой литературы

1. СНиП 02.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/Госстрой СССР-М.: Стройиздат, 1985.- 131 с.

2. Методические указания к курсовому проекту по водоподготовке для студентов специальности 2908/А.С. Ярушкин - Владивосток: ДВПИ, 1988.

3. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры расчетов, 3-е изд, перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1971.-299с.

4. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений/ Справочник монтажника. Мирончик Г. М., Москвитин А..С. - М.: Стройиздат, 1979.- 430 с.

5. Лукиных А. А., Лукиных Н. А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н. Н. Павловского. М., 1974.-151 с.

6. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод: Учеб для вузов. - М.: Высшая школа - 1987.- 479 с.: ил.

7. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб: М.; Стройиздат,1984

8. Тугай А.М., Терновцев В.Е. Водоснабжение. Курсовое проектирование. Киев. Вища школа, 1980.

Размещено на Allbest.ru