Совершенствование системы водоснабжения из подземных источников населенного пункта численностью 4000 человек с использованием научных разработок в области обезжелезивания воды
Характеристика водоснабжения населенного пункта. Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Определение производительности и фильтра скважин. Проектирование здания насосной станции первого подъема. Зоны санитарной охраны.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 24.12.2013 |
Размер файла | 891,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
КАФЕДРА
«ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ВОДНЫХ РЕСУРСОВ»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К дипломному ПРОЕКТУ
На тему «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ИСТОЧНИКОВ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА численностью 4000 ЧЕЛОВЕК с использованием научных разработок в области обезжелезивания воды»
Выполнил студент Смарчкова О.В.
Главный руководитель к.т.н., доцент Вострова Р.Н.
Основной руководитель ст. преподаватель Белоусова Г.Н.
Консультанты: д.т.н. проф. Невзорова А.Б.
доцент Власюк Т.А. .
к.т.н., доцент Новикова О.К. .
Допускается к защите Зав. кафедрой к.т.н., доцент Вострова Р.Н.
Гомель 2013
Введение
Системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором при соблюдении надежности их работы. Она включает в себя устройства забора воды из источника водоснабжения, транспортировки, хранения, обработки, регулирования подачи, распределения между потребителями.
Вода наиважнейшая составляющая жизни на нашей планете. Воды на Земле вроде бы и много, но пресная вода, которая интересует человека в первую очередь, составляет менее 3% то объема земной гидросферы, из которых более 2% заключено в полярных льдах Арктики и Антарктиды.
Водоснабжение занимает большое и почетное место среди отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройство населенных пунктов и развития промышленности.
Выполнение задач водоснабжения, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют выбор природных источников водоснабжения их защиты.
Вода - одно из самых ценных природных богатств и незаменимых видов сырья. Используемая во всех отраслях хозяйства, вода обеспечивает их нормальное функционирование и возможность дальнейшего развития. Однако в настоящее время, несмотря на значительные водные запасы, имеющиеся на Земном шаре, мир стоит перед серьезным кризисом, вызванным непрерывным уменьшением количества чистой воды и быстрым ростом потребности в воде для промышленных и хозяйственно- бытовых целей.
Для повышения эффективности систем питьевого водоснабжения необходимо комплексное решение задач организационного, технического, экономического и правового характера с учетом ее рационального использования и защиты от загрязнения и истощения водоисточников.
В решении общих проблем питьевого водоснабжения важную роль играют задачи оптимального проектирования, строительства и эксплуатации систем питьевого водоснабжения из подземных источников и их элементов. Должно учитываться решение гидрогеологических задач по оценке эксплуатационных запасов подземных вод, технологических и технико-экологических задач водоснабжения, а также защиты подземных вод от истощения и загрязнения.
Целью данного дипломного проекта является совершенствование системы водоподготовки для обеспечения населенного пункта водой из подземных источников для питьевых и производственных нужд.
1. Литературный обзор
Наиболее значительный вклад в теорию и практику систем водоснабжения с водозаборными скважинами внесли: А.Д. Гуринович, Г.В. Богомолов, Р.А. Станкевич, [11] была решена задача рационального обеспечения водой из подземных источников коммунального хозяйства.
Е.А. Горбачев, Ю.И. Вдовин, Т.В. Савельев [11] продолжили исследования в области систем водоснабжения с водозаборными скважинами. Ими исследован химический состав природных вод и факторы, влияющие на его формирование. А также представлено проектирование и расчет сооружений станции водоподготовки с учетом требований к качеству воды хозяйственно-питьевого назначения. Уделено внимание в работах данных ученых проблеме модернизации, техническому перевооружению и развитию коммунального водоснабжения.
Проектированию очистных сооружений из подземных источников посвящены работы А.Д. Гуриновича [12]. Им разработаны конструкции, методы расчета и способы сооружения водозаборных скважин и основных ее элементов - водоприемной части и водоподъемного оборудования. Приводится методика выбора рациональных схем скважинных водозаборов. Рассматриваются технологические схемы и конструкции установок обезжелезивания подземных вод в водоносном пласте.
Проектированию и расчету насосных и воздуходувных станций посвящены труды Б.В.Карасева, В.В. Рычагова, М.М. Флоринского, В.М. Черкасского [15], которые определили направление развития систем водоснабжения и водоотведения, путем замены воды как хладагента на воздух на базе строительства воздуходувных станций.
В.П. Старинский [20] изложил как уже известные и широко используемые в практике, так и новые приемы и методы проектирования систем водоснабжения. Основное внимание уделяется вопросам выбора рациональных схем систем подачи и распределения воды населенных пунктов и проектирования водопроводных сетей, водоводов, насосных станций, запорно-регулирующих и напорных резервуаров.
Т.А. Карюхин, И.Н. Чурбанов [17] описали в своих трудах вопросы технологического контроля процессов очистки природных и сточных вод, а также обработка осадков. Привели примеры решения практических задач и упражнений по оценке показателей контроля, способствующие более полному овладению теоретической частью данного курса.
В.Ф. Кожинов [14] отразил современные научно-технические достижения в области очистки воды. В связи с этим в его книгах помещены расчеты осветлителей разных типов, новой аппаратуры для обеззараживания воды бактерицидным излучением, установок для озонирования воды и т. д. Большое внимание уделено результатам современных исследований по теоретическим основам осаждения взвеси и процесса фильтрования.
Г.И. Николадзе, Д.М. Минц, [19] привели краткие сведения по составу природных вод и способам оценки их качества, освещены современные методы водообработки и основные технологические схемы. Рассмотрены вопросы подготовки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения и технологических нужд. Дали основы технологических изысканий и проектирования водоочистных станций.
В области создания методологии решения новых и весьма актуальных вопросов обеспечения надежности и высокого качества функционирования водопроводных сооружений принадлежат работы ученых Ф.А. Шевелева и А.Ф. Шевелева [24].
2. Патентный поиск
Установка обезжелезивания воды. № 2165897, C02F1/64, 27.04.2004.
Изобретение предназначено для очистки воды от железа в системах очистки питьевой воды. Установка содержит трубопроводы для подачи исходной воды, подачи промывной воды и для отвода очищенной и промывной воды, устройство для аэрации, осветлительный фильтр с зернистой загрузкой и нижним распределительным устройством, контактный фильтр закрытого типа с частично затопленной плавающей загрузкой и нижним распределительным устройством и узлом газоотвода, состоящим из трубы, установленной с возможностью изменения глубины ее погружения, и регулирующего клапана. Узел газоотвода соединен с трубопроводом при подаче исходной воды и с установленным на нем устройством для аэрации. Между нижними распределительными устройствами контактного и осветлительного фильтров установлено перепускное устройство.
Установка эффективно очищает воду от железа и позволяет сократить расход промывной воды.
Установка обезжелезивания воды. № 2167826, C02F1/64, 27.05.2005.
Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано при коптаже подземных вод скважинными водозаборами. Установка обезжелезивания подземных вод в пласте, содержащая водозаборные скважины с водоподъемными устройствами и водовод для каждой водозаборной скважины, соединенный с водоводом напорный трубопровод с обратным и регулирующими клапанами, трубопровод подачи воды в скважину с установленными на нем аэратором в виде эжектора с воздушной камерой и камерой смешения, причем оголовок каждой водозаборной скважины выполнен герметичным и снабжен патрубком, соединенным с воздушной камерой аэратора, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности камеры смешения, выполненной в виде сопла, предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, а на внутренней поверхности сопловой части эжектора установлены циклоидальные кондукторы в виде винтовой спирали, патрубок трубопровода подачи воды в скважину соединен гибким трубопроводом, доведенным до низа фильтра скважины, в отстойнике предусмотрены отверстия, в которые уложены насадки, расширяющиеся в сторону пласта с криволинейными спиралевидными канавками на внутренней поверхности и с козырьками над ними, жестко закрепленными к наружной поверхности отстойника.
Таким образом, без дополнительных вакуум-насосов и применения специального оборудования достигается увеличение стабильной работы установки, без проведения восстановительных работ и без регенерации скважин, что расширяет область эффективной работы установки в неблагоприятных гидрогеологических условиях (мелкозернистые пески, низконапорные водоносные горизонты, пласты со слабой водообильностью).
Установка для очистки воды. № 2175881, B01D24/46, 20.11.2003.
Изобретение относится к водному хозяйству, а точнее к способам регенерации фильтров установок для очистки воды, и может быть использовано при обработке подземных и хозяйственных вод.
Сущность этого способа заключается в том, что регенерацию фильтров проводят в два этапа. На первом этапе в фильтре с плавающей загрузкой, производят промывку ее нисходящим потоком исходной воды, которую после очистки направляют восходящим потоком в фильтр с песчаной и плавающей загрузкой восходящим потоком только чистой (обезжелезенной) водой.
Для реализации способа используется установка, содержащая два корпуса с фильтрами плавающей и песчаной загрузки и емкость с чистой водой, соединенные между собой трубопроводами и коммутирующими устройствами, регулирующими открытие соответствующих трубопроводов. Над входным отверстием корпуса плавающей загрузки установлены инжектор воды и эжектор воздуха.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы установки путем улучшения качества ее регенерации, увеличение грязеемкости фильтра плавающей загрузки и повышения срока жизни фильтров обеих загрузок.
Задача может быть решена, если в известном способе регенерации фильтров для очистки воды, включающем промывку фильтров плавающей и песчаной загрузок инжектированным потоком воды, одновременно с инжектированным потоком производят промывку плавающей загрузки импульсными потоками, подаваемыми с противоположных сторон корпуса фильтра, в противоположных направлениях, при этом импульсную промывку производят по частям, начиная с верхнего уровня самого нижнего из участков, на которые делят полость корпуса фильтра. Затем включают импульсные потоки на верхних уровнях следующих вышерасположенных слоев по направлению к выходному отверстию, после завершения промывки импульсными потоками их отключают и далее инжектированным потоком, обеспечивающим фильтрацию, вытесняют в фильтр с песчаной загрузкой грязную воду, которую далее направляют в канализацию.
Установка обезжелезивания воды. № 2145576, C02F1/64, 20.02.2001.
Изобретение относится к области водоподготовки, в частности к установкам для обезжелезивания воды, используемой для питьевого и хозяйственного потребления. Установка содержит систему аэрации, напорный контактный фильтр с зернистой загрузкой, систему обеззараживания, резервуар чистой воды, фильтр с каталитической загрузкой, представляющей собой природные оксиды марганца. Напорный контактный фильтр в качестве зернистой загрузки содержит активный относительно ионов железа силицированный кальцит, а система обеззараживания содержит сорбционные фильтры с нанесенным на поверхность зерен серебром. На входе установки установлены механический префильтр и клапан регулирования давления.
Недостатком известной установки является необходимость строгой дозировки количества кислорода, от которого зависит наличие железобактерий, катализирующих процесс. Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения степени очистки воды.
Техническим результатом при осуществлении изобретения является ускорение процесса окисления молекулы органолептического комплекса бикарбонатного железа.
Использование предлагаемого изобретения позволит достигнуть 95 - 99 % - ого эффекта обезжелезивания воды по сравнению с прототипом, в котором максимальный эффект обезжелезивания составляет 83 %.
3. Природно-климатическая характеристика района
Район строительства расположен в Гомельской области, согласно СНБ 2.04.02-2000. Строительная климатология [5], средние температуры наружного воздуха по месяцам составляют:
- январь - минус 7,0 оС;
- февраль - минус 6,2 оС;
- март - минус 1,7 оС;
- апрель - 6,4 оС;
- май - 13,9 оС;
- июнь - 16,9 оС;
- июль - 18,3 оС;
- август - 17,1 оС;
- сентябрь - 12,3 оС;
- октябрь - 6,3 оС;
- ноябрь - 0,7 оС;
- декабрь - минус 4,1 оС.
Среднегодовая температура - 6,1 оС.
Наиболее холодные месяцы (январь, февраль) имеют среднемесячную температуру - минус 6,9 оС.
Абсолютная минимальная температура воздуха - минус 38 оС.
Абсолютная максимальная температура воздуха - 36 оС.
Температура наиболее холодных суток:
- обеспеченностью 0,98 - минус 32 оС;
- обеспеченностью 0,92 - минус 28 оС.
Наиболее холодной пятидневки:
- обеспеченностью 0,98 - минус 27 оС;
- обеспеченностью 0,92 - минус 24 оС.
Период со средней суточной температурой воздуха ? 0 оС:
- продолжительность - 126 суток;
- средняя температура - минус 4,7 оС.
Период со средней суточной температурой воздуха ? 8 оС:
- продолжительность - 197 суток;
- средняя температура - 1,5 оС.
Период со средней суточной температурой воздуха ? 10 оС:
- продолжительность - 213 суток;
- средняя температура - минус 0,7 оС.
Средняя месячная относительная влажность воздуха, %:
- наиболее холодного месяца - 80 %;
- наиболее теплого месяца - 57 %.
Осадки выпадают в течение года неравномерно. Наибольшее количество осадков (75%) выпадает в теплый период года. Среднегодовое количество осадков составляет 650 мм.
Количество осадков за период с ноября по март - 191 мм.
Количество осадков за период с апреля по октябрь - 449 мм.
Преобладающее направление ветров - западное, северо-западное, юго-западное.
Преобладающее направление ветра за период с декабря по февраль - Ю.
Преобладающее направление ветра за период с июня по август -З.
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь - 3,6 м/с.
Минимальная из средних скоростей ветра по румбам в июле - 2,8 м/с.
Средняя скорость ветра, за отопительный период - 3,5 м/с.
Повторяемость штилей за год - 7 %.
Средняя высота снежного покрова из наибольших декадных за зиму - 16 см
Максимальная высота снежного покрова из наибольших декадных - 36 см.
Максимальная высота снежного покрова суточная за зиму на последний день декады - 47 см.
Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова - 87 день.
Максимальная глубина промерзания почвы - 1,3 м, проникновение ОС в грунт на 0,10 м больше глубины промерзания.
4. Характеристика водоснабжения населённого пункта
Населенный пункт с численностью населения 4000 жителей, расположен на территории Республики Беларусь в Гомельской области. Посёлок имеет в основном двухэтажную застройку. В качестве системы водоснабжения принимается:
1) по назначению - объединенная система (единый водопровод на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды);
2) по видам объектов водоснабжения - система водоснабжения рабочего посёлка и промышленной зоны ;
3) по способу подъема воды - с помощью насосов;
4) по характеру использования воды - прямоточная и оборотная;
В населенном пункте расположена промзона, которая включает: мебельный комбинат, котельную, комбинат химических удобрений, строительно-промышленный комбинат, завод по производству доильного оборудования.
Схема водоснабжения с использованием подземных источников представлена на рисунке 1.
1-водозаборные скважины; 2-водоочистная станция; 3-резервуары чистой воды; 4-насосная станция второго подъема; 5-водоводы; 6-водопроводная сеть города;
Рисунок 1 - Схема водоснабжения из подземных источников.
5. Определение расчетных расходов воды
5.1 Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения
Расчетный суточный расход, , м3/сут, воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяется с учетом нормы водопотребления и числа жителей по формуле
, (1)
где - коэффициент, учитывающий нужды местного производства продуктов питания и неучтенные расходы, принимаемые в пределах 1,1 - 1,2 [3];
qж - среднесуточная норма водопотребления, принимаемая в соответствии с таблицей 1 3;
N - расчетное число жителей в районе жилой застройки с различной степенью благоустройства.
Определим расчетный суточный расход для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией с центральным горячем водоснабжением. Для таких зданий норма водопотребления составляет л/сут на одного жителя [3]. Тогда при числе жителей N = 4000 человек расчетный суточный расход равен
м3/сут.
Средний суточный расход меняется по сезонам года в зависимости от причин, связанных с режимом жизни населения, климатическими условиями, сезонностью некоторых видов потребления воды.
Расчетный расход воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды , , мі/сут, определим по формулам
; (2)
, (3)
где - коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели, принимается в пределах , [3].
Тогда, принимая и , получаем
м3/сут;
м3/сут.
Расчетные часовые расходы воды , м3/ч, определяем по формулам
; (4)
, (5)
Коэффициент часовой неравномерности водопотребления определяется из выражений
; (6)
, (7)
где - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимается по 1 ; ;
- коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по таблице 6 3; , .
Подставляя значения коэффициентов в формулы (6) и (7), получаем
;
.
Тогда максимальный часовой расход на хозяйственно-питьевые нужды населения равен
м3/ч.
Минимальный часовой расход на хозяйственно-питьевые нужды населения равен
м3/ч.
Максимальный секундный расход , м3/с, равен
м3/с.
Минимальный секундный расход , м3/с, равен
м3/с.
В соответствии с данными перспективная застройка составляет 150 квартир, количество проживающих в одной квартире принимается 4 человека. Норма водопотребления на одного человека составляет 250 л/чел·сут 3; коэффициент суточной неравномерности водопотребления - 1,3 3.
Среднесуточный расход воды на перспективу составляет
м3/сут.
5.2 Определение расходов на поливку территории
Расчет расхода воды на поливку зеленых насаждений определяется в зависимости от площади поливаемой территории и от нормы на поливку единицы площади. Норма расхода воды на поливку зависит от климатических условий, типа покрытий, типа насаждений, от типа поливки.
Максимальный суточный расход воды на поливку , м3/сут, определяется по формуле
, (8)
где - расход воды на поливку рассматриваемых элементов поливаемых территорий, л/сут согласно 3. При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства потребление воды на поливку в расчете на одного жителя следует принимать не более 70 л/сут.
Количество поливок nпол принимаем две в течение суток и не производится в часы максимального водопотребления. Продолжительность поливки принимаем 5 часов утром и вечером. Поливка производится в период с 4 до 7 утра и с 19 до 21 часа вечером. Поливка производится равномерно.
Максимальный суточный расход воды на поливку , м3/сут, равен
м3/сут.
5.3 Определение расхода воды на пожаротушение
Расчетный расход на наружное пожаротушение и количество одновременных пожаров принимается по таблице 1 [3] в зависимости от числа жителей и этажности жилой застройки.
Секундный расход воды на пожаротушение в населенном пункте
л/с , определяется по формуле
, (9)
где
- расход воды на внутреннее пожаротушение на один пожар, л/сут. Согласно [3] qвнутр.пож = 5 л/с;
- расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар, л/сут. Согласно [3] qвнутр.пож = 10 л/с;
- число одновременных пожаров. Согласно [3] = 1.
Тогда секундный расход воды на пожаротушение в населенном пункте равен
л/с.
Максимальный часовой расход в населенном пункте
м3/ч, (10)
м3/сут.
5.4 Определение расхода воды на промышленные предприятия
В данном населенном пункте наиболее крупными промышленными предприятиями, являются: мебельный комбинат, строительно-промышленный комбинат, завод по производству доильного оборудования, станочного оборудования для свиноферм, полуприцепов для перевозки скота, комбинат химических удобрений, котельная.
Расход воды на нужды местной промышленности приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Расход воды на нужды местной промышленности в м3/сут
Наименование предприятия |
||
Строительно-промышленный комбинат |
580 |
|
Завод по производству доильного оборудования, станочного оборудования для свиноферм, полуприцепов для перевозки скота. |
320 |
|
Комбинат химических удобрений |
810 |
|
Мебельный комбинат |
150 |
|
Котельная |
195 |
|
Итого |
2055 |
Общий расход воды в населенном пункте равен
м3/сут.
6. Сооружения по забору подземных вод
6.1 Определение производительности скважин
Предварительно задаемся радиусом и радиусом влияния будущих скважин, в допустимых пределах для данного типа грунта = 0,4м , R = 400м.
По этим параметрам считаем безразмерное фильтрационное сопротивление скважины
. (11)
Принимаем , и определяется дебит скважины
м3/сут, (12)
м3/ч,
где - коэффициент фильтрации, для данного типа грунтов = 17 м/сут;
m- мощность пласта, = 18 м;
S - допустимое понижение уровня воды в скважине, S = 14 м;
- поправка на несовершенство скважины по степени вскрытия пласта;
- поправка на несовершенство скважины по характеру вскрытия пласта,
характеризующая дополнительное фильтрационное давление.
Определяем количество скважин
скв , (13)
где - количество рабочих скважин;
- объем воды, забираемый водозабором;
- расчетная производительность скважины.
Для водозаборного сооружения II-й категории надежности при числе рабочих скважин 1-4, количество резервных должно составлять скважина.
Тогда общее количество скважин
скв. (14)
Длина фильтра определяется по формуле
, (15)
где - допустимая скорость фильтрации;
- диаметр скважины.
м/сут, (16)
м.
6.2 Расчет фильтра скважин
Конструкция фильтра зависит от водовмещающей породы. Т.к. водовмещающая порода напорного водоносного пласта - песок крупнозернистый, в соответствии со стандартами и нормами Беларуси выбираем каркасно-стержневой фильтр с проволочной обмоткой и гравийной обсыпкой [3].
Фактическая скорость воды на входе в фильтр при данном значении составит
м/сут. (17)
Т.к ( м/сут ), то надёжная работа фильтра обеспечена.
Необходимая площадь фильтрующей части составляет
м2. (18)
Диаметр фильтра определяется из формулы
м. (19)
Требуемая глубина скважины
м, (20)
где - длина отстойника скважины равна 2м.
Диаметр обсадных труб скважин принимаем из возможности опускания в них погружных насосов с подачей Q = 2924,3 м3/сут и создания необходимых условий для забора воды из скважин.
Минимальный диаметр обсадных труб рассчитывается по формуле
,
где - диаметр двигателя насоса, мм;
- допустимый размер щели между обсадными трубами и двигателем насоса, мм.
С учетом параметров насоса, минимальный диаметр обсадной трубы будет равен
мм.
6.3 Определение необходимого напора насосов и подбор водоподъемногооборудования
Требуемый напор насосного оборудования скважин определяется по формуле
, (21)
где - геометрическая высота.
м, (22)
где - отметка воды в РЧВ;
- отметка динамического уровня воды в скважине.
м, (23)
где - потери, которые включают в себя потери напора по длине в сборных водоводах и местные потери. .
Принимаем местные потери в процентах от потерь по длине
,
где - свободный напор на изливе, (принимается 0,5…1м).
м.
Исходя из расчетной подачи насоса 120 м3/час и напора 31,14 м , а также технико-экономических расчетов принимаем для скважин насос WILO К 85-1 с мотором NU 501-2/11.
6.4 Проектирование здания насосной станции первого подъема
Над устьем колодца устраивают павильоны над поверхностью земли. Расположение павильона относительно поверхности земли зависит от типа насосов. Для насоса WILO К 85-1, оборудованным погружным двигателем, принимается поверхностная схема расположения павильона.
6.5 Зоны санитарной охраны
Зоны санитарной охраны должны предусматриваться на всех проектируемых и реконструируемых водопроводах хозяйственно-питьевого назначения в целях обеспечения их санитарно-эпидемиологической надежности.
Зоны водопровода должны включать зону источника водоснабжения в месте забора воды (включая водозаборные сооружения), зону и санитарно-защитную полосу водопроводных сооружений (насосных станций, станций подготовки воды, емкостей) и санитарно-защитную полосу водоводов.
Зона источника водоснабжения в месте забора воды должна состоять из трех поясов: первого - строгого режима, второго и третьего - режимов ограничения. Зона водопроводных сооружений должна состоять из первого пояса и полосы (при расположении водопроводных сооружений за пределами второго пояса зоны источника водоснабжения).
Проект зон санитарной охраны водопровода должен разрабатываться с использованием данных санитарно-топографического обследования территорий, намеченных к включению в зоны и полосы, а также соответствующих гидрологических, гидрогеологических, инженерно-геологических и топографических материалов.
Проектом зон санитарной охраны водопровода должны быть определены: границы поясов зоны источника водоснабжения, зоны и полосы водопроводных сооружений и полосы водоводов, перечень инженерных мероприятий по организации зон (объекты строительства, снос строений, благоустройство и т.п.) и описание санитарного режима в зонах и полосах.
Проект зон санитарной охраны водопровода должен согласовываться с органами санитарно-эпидемиологической службы, геологии (при использовании подземных вод), а также с другими заинтересованными министерствами и ведомствами и утверждаться в установленном порядке.
Инженерные мероприятия по ликвидации загрязнений территорий, водотоков, водоемов и водоносных горизонтов во втором и третьем поясах зон, а также в пределах полос должны выполняться за счет средств предприятий, являющихся источниками этих загрязнений.
Проект зон водопровода должен разрабатываться с учетом развития системы водоснабжения на перспективу.
Границы первого пояса зоны подземного источника водоснабжения должны устанавливаться от одиночного водозабора (скважина, шахтный колодец, каптаж) или от крайних водозаборных сооружений группового водозабора на расстояниях:
- 30 м при использовании защищенных подземных вод;
- 50 м при использовании недостаточно защищенных подземных вод.
В границы первого пояса зоны инфильтрационных водозаборов следует включать прибрежную территорию между водозабором и поверхностным источником водоснабжения, если расстояние между ними менее 150 м.
Для подрусловых водозаборов и участка поверхностного источника, питающего инфильтрационный водозабор или используемого для искусственного пополнения запасов подземных вод, границы первого пояса зоны следует предусматривать как для поверхностных источников водоснабжения.
Для водозаборов, расположенных на территории объекта, исключающего возможность загрязнения почвы и подземных вод, а также для водозаборов, расположенных в благоприятных санитарных, топографических и гидрогеологических условиях, размеры первого пояса зоны допускается уменьшать по согласованию с местными органами санитарно-эпидемиологической службы, но должны быть не менее 15 и 25 м соответственно.
К защищенным подземным водам относятся воды напорных и безнапорных водоносных пластов, имеющих в пределах всех поясов зоны сплошную водоупорную кровлю, исключающую возможность местного питания из вышележащих недостаточно защищенных водоносных пластов.
К недостаточно защищенным подземным водам относятся:
- воды первого от поверхности земли безнапорного водоносного пласта, получающего питание на площади его распространения;
- воды напорных и безнапорных водоносных пластов, которые в естественных условиях или в результате эксплуатации водозабора получают питание на площади зоны из вышележащих недостаточно защищенных водоносных пластов через гидрогеологические окна или проницаемые породы, кровли, а также из водотоков и водоемов путем непосредственной гидравлической связи.
При искусственном пополнении запасов подземных вод границы первого пояса зоны должны устанавливаться от инфильтрационных сооружений закрытого типа (скважин, шахтных колодцев) - 50 м, открытого типа (бассейнов и др .) - 100 м.
Границы второго пояса зоны подземного источника водоснабжения устанавливаются расчётом, учитывающим время продвижения микробного загрязнения воды до водозабора, принимаемое в зависимости от климатических районов и защищенности подземных вод от 100 до 400 сут.
Граница третьего пояса зоны подземного источника водоснабжения определяется расчётом, учитывающим время продвижения химического загрязнения воды до водозабора, которое должно быть больше принятой продолжительности эксплуатации водозабора, но не менее 25 лет.
Для предупреждения загрязнения водозабора вокруг него устанавливается зона санитарной охраны (ЗСО). В ее состав входят три пояса: первый пояс - пояс строгого режима, второй и третий пояса - пояса ограничений. Граница первого пояса устанавливаем на расстоянии 30 м от крайних водозаборов.
По первому поясу предусмотрены следующие мероприятия:
- территория спланирована для отвода поверхностного стока за её пределы, озеленена, ограждена и должна быть обеспечена постоянной охраной. Посторонние лица в эту зону не допускаются. Строительство жилых и хозяйственных построек запрещается;
- предусматривается строгое выполнение санитарно-технических требований к конструкции водозаборных скважин;
- водозаборные скважины оборудованы аппаратурой для систематического контроля соответствия фактического дебита при эксплуатации и проектой производительности.
Второй пояс ЗСО предназначен для защиты водоносного горизонта от микробного и химического загрязнения.
Третий пояс - для защиты подземных вод от химических загрязнений.
Границы II и III поясов определяются на основании гидродинамических расчетов.
В зоне второго и третьего пояса запрещено размещение складов горючих строительных материалов, минеральных удобрений и ядохимикатов, шламонакопителей, накопителей промстоков и других объектов, которые могут вызвать химическое загрязнение подземных вод.
Любое строительство в зоне второго пояса должно быть согласовано с местными органами санэпидемиологии и экологии.
Специальные гидрогеологические исследования на участке водозабора не проводились. Для расчетов принимаем следующие условия и исходные данные:
- водоносный горизонт напорный и неограниченный в плане, скорость естественного потока незначительна (i < 0,001), поэтому для расчетов принимаем условия так называемого «Бассейна»;
- искусственного пополнения запасов не происходит;
- расчетное время Т2 при определении зоны второго пояса выбрано в соответствии с таблицей 41 [Пособие по проектированию сооружений для забора подземных вод (к СНиП 2.04.02-84),М. Стройиздат 1989] и равно 200 суток.
- водоносный горизонт изолированный, поэтому область захвата водозабора представляет собой окружность для каждой скважины, радиус которой определяется по формуле
(24)
где Q - проектный дебит, м3/сут;
Т2 - период бактериологического самоочищения, 200 суток;
Т3 - время продвижения частиц воды от границ ЗСО до водозабора, 9125 суток;
m - мощность водоносного горизонта, м;
м - активная пористость.
м.
м.
Таким образом, второй пояс ЗСО представляет собой окружность радиусом 243 м, третий пояс - 1638 м.
7. Сооружения водоподготовки
7.1 Анализ качества исходной воды
Для заключения о необходимости водоподготовки, выбора схемы и состава очистных сооружений производится анализ показателей качества воды в источнике водоснабжения и сравнение показателей качества с требованиями СанПиН 10 - 124 РБ 99 «Питьевая вода, гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения, контроль качества» [1].
Показатели качества воды, забираемой из скважин, представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Физико-химический состав исходной воды
Наименование |
Единица измерения |
Действительное значение |
Нормативное значение |
|
Запах при 20 С |
балл |
2 |
2 |
|
Вкус и привкус при 20С |
балл |
1 |
2 |
|
Цветность |
град |
20 |
20 |
|
Мутность по стандартной шкале |
мг/ дм3 |
1,1 |
1,5 |
|
Водородный показатель |
ед. Рн |
7,4 |
6-9 |
|
Жесткость общая |
моль/ дм3 |
2,77 |
7 |
|
Общая минерализация |
мг/ дм3 |
- |
1000 |
|
Сульфаты |
мг/ дм3 |
7,7 |
500 |
|
Хлориды |
мг/ дм3 |
12,86 |
350 |
|
Железо |
мг/ дм3 |
2,5 |
0,3 |
|
Марганец |
мг/ дм3 |
0,11 |
0,1 |
|
Медь |
мг/ дм3 |
- |
1,0 |
|
Цинк |
мг/ дм3 |
- |
5 |
|
Колли-индекс |
мг/ дм3 |
4 |
3 |
|
Бериллий |
мг/ дм3 |
- |
0,0002 |
|
Молибден |
мг/ дм3 |
- |
0,25 |
|
Мышьяк |
мг/ дм3 |
- |
0,05 |
|
Нитраты |
мг/ дм3 |
0,15 |
45,0 |
|
Свинец |
мг/ дм3 |
- |
0,03 |
|
Селен |
мг/ дм3 |
- |
0,01 |
|
Стронций |
мг/ дм3 |
- |
7,0 |
|
Фтор |
мг/ дм3 |
- |
1,2-1,5 |
Качество воды, забираемой скважин, не отвечает в полной мере требованиям [1], так как содержание железа в исходной воде составляет 2,5мг/дм3 , что превышает значения нормируемых показателей.
Для обеспечения хозяйственно-питьевого водоснабжения населенного пункта водой из данного подземного источника, необходимо определить технологические методы обработки исходной воды и состав сооружений.
7.2 Проблема повышенного содержания железа в питьевой воде
Наличие железа в подземных водах связано с широким распространением этого элемента в природе. Железо составляет 4,56 % массы всей земной коры, занимая четвертое место среди 107 элементов. Содержание железа связано с региональными, климатическими, ландшафтными и гидрологическими особенностями зоны нашего проживания, повлиять на которое мы не можем. Именно поэтому избыточное железо присутствует повсеместно, охватывая почти все водоносные горизонты пресных вод, независимо от принадлежности к тому или иному артезианскому бассейну.
В основных напорных горизонтах железо часто превышает предельно допустимые концентрации в 5 - 20 раз и более, а в грунтовых водах это превышение иногда возрастает в 40 - 60 раз (до 12 - 18 мг/л). Хотя даже такие низкие концентрации, как 0,3 - 0,4 мг/л, могут вызвать появление пятен на раковинах, посуде, ткани и других поверхностях.
Большая группа микроорганизмов, которые необходимую для своей жизнедеятельности энергию получают от окислительных реакций неорганических веществ называются литотрофными (от греческих слов lithos камень и trophe питание). К ним относятся и железобактерии. Железобактерии относятся к аэробным микроорганизмам, то есть для их жизни необходим кислород.
В природных условиях железобактерии живут в застоявшейся и проточной воде при рН и температурах от 5 до 40 С, оптимальная температура для их жизнедеятельности 24 °С.
Способность железобактерий выделять железосодержащий шлам создает проблемы при транспортировании по трубопроводам воды, содержащей растворенное железо и кислород. Железобактерии создают на стенках труб корки и бугорки. К этой части стенок труб доступ кислорода затруднен. Поверхность металла без отложений, превращается благодаря свободному доступу кислорода в оксидную пленку, защищающую металл от коррозийного воздействия. Неоднородности на поверхности труб приводят к возникновению локальных электрохимических элементов. Оксидная пленка здесь играет роль катода, а металл под корками и бугорками шлама - анода. В результате происходит анодное растворение металла и обогащение воды ионами железа, столь необходимыми в свою очередь для жизнедеятельности железобактерий, а под бугорком образуется язва. Схема такого вида коррозии труб приведена на рисунке 2.
1 - металл трубы; 2 - бугорок шлама с железобактериями; 3 - катод; 4 - анод.
Рисунок 2 - Схема коррозии стальных труб при деятельности железобактерий
Таким образом, борьба с избыточным железом в хозяйственно-бытовых водопроводах является постоянной технологической, экономической, экологической и социальной проблемой.
7.3 Выбор технологической схемы очистки природной воды
Обработка воды с целью сделать ее пригодной для питья, хозяйственных и производственных целей представляет собой комплекс физических, химических и биологических методов изменения ее первоначального состава. Под обработкой воды понимают не только ее очистку от ряда нежелательных и вредных примесей, но и улучшение природных свойств путем обогащения ее недостающими ингредиентами.
Метод обработки выбираем на основе предварительного изучения состава и свойства воды источника, намеченного к использованию, и их сопоставления с требованиями СанПиН 10-124 РБ 99. В данном случае необходимо произвести обезжелезивание воды.
Методы обезжелезивания в практике водоподготовки представлены двумя группами: безреагентные и реагентные. Для удаления железа из подземных вод наибольшее распространение получили безреагентные методы [13]. Область применения и сущность существующих методов обезжелезивания воды представлены в таблице 3.
Многообразие методов обезжелезивания воды исключает их равноценность в отношении надежности, технологичности, экономической целесообразности, простоты, области применения.
На основании сравнения показателей качества воды с нормами [4] можно сделать вывод о необходимости обезжелезивания воды, а также об ее дегазации. В связи с небольшим превышением содержания Mn требуется ее обезмарганцевание, которое может быть осуществлено в тех же сооружениях, что и обезжелезивание воды.
Таблица 3 - Методы обезжелезивания воды
Метод обезжелезивания |
Область применения |
Состав сооружений |
Сущность метода обезжелезивания |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Фильтрование на каркасных фильтрах |
до 5 мг/дм3, Fe (II) в карбонатной или бикарбонатной форме до 3 мг/дм3, Q до 1000 м3/сут |
Оборудование для подачи сжатого воздуха и обеззараживания, скорый каркасно-засыпной фильтр |
Для обеззараживания воды на каркасных фильтрах характерны два процесса: «зарядка» фильтра путем намывания на керамическом патроне слоя гидроксида железа и фильтрования с целью обезжелезивания воды |
|
«Сухая» фильтрация |
до 5 мг/дм3 |
Оборудование для подачи сжатого воздуха и обеззараживания, скорый фильтр |
Фильтрование аэрированной воды через незатопленную фильтрующую загрузку, на зернах корой формируется адсорбционно-каталитическая пленка из соединений железа, способствующая эффективности дальнейших процессов обезжелезивания |
|
Предварительная аэрация с одноступенчатым фильтрованием |
до 10 мг/дм3, Fe (II) - 70 %, Е ? 100 мВ, ограничен-ной применение при наличии органики и аммонийного азота |
Устройство для аэрации воды, скорый фильтр, оборудование для обеззараживания |
Основан на способности воды, содержащей железо и кислород, при фильтровании через слой фильтрующей загрузки выделять железо на поверхности зерен, образуя каталитическую пленку из ионов железа |
|
Предварительная аэрация с двухступенчатым фильтрованием |
от 10 до 20 мг/дм3 |
Устройство для аэрации воды, скорые фильтры I и II ступеней, оборудование для обеззараживания |
Метод основан на способности воды, содержащей двухвалентное железо и растворенный кислород, при фильтровании через слой фильтрующей загрузки выделять железо на поверхности зерен, образуя каталитическую пленку из ионов и оксидов двух и трехвалентного железа. При работе фильтров происходит непрерывное обновление пленки. |
|
Вакуумно-эжекционная аэрация с фильтрованием через загрузку большой грязеемкости |
от 10 до 30 мг/дм3, ПО < 9,5 мгО2/дм3 |
Вакуумно-эжекционный аппарат, скорый фильтр, оборудование для обеззараживания |
Метод основан на использовании двух процессов: мгновенного объемного вскипания воды в вакууме, сопровождаемого десорбцией СО2, H2S и повышением рН воды, насыщение воды кислородом с одновременным достижением высоких скоростей окисления двухвалентного железа в трехвалентной. Удаление образовавшихся хлопьев осуществляется фильтрованием |
|
Обезжелезивание в пласте |
до 5 мг/дм3, Mn (II) до 0,4 мг/дм3, рН ? 5 |
Устройство и оборудование для подсоса воздуха и закачки части воды в водоносный горизонт |
Сущность метода на установке «Виредокс» состоит в подаче 10 % от общего расхода воды, насыщенной кислородом воздуха, обратно в водоносный горизонт через поглощающие скважины. В результате биохимических и химических процессов железо переходит в нерастворимую форму и выделяется в осадок. |
|
Фильтрование через модифицированную загрузку |
до 12 мг/дм3, Fe (II) в карбонатной или сернокислой форме до 10 мг/дм3 |
Скорый фильтр с модифицированной загрузкой, оборудование для подачи сжатого воздуха, обеззараживание воды |
Метод основан на формировании на поверхности фильтрующей загрузки пленки из соединений, обладающих высокими адгезионными и электростатическими свойствами, что достигается путем последовательной обработки загрузки 1,5 %-ным расвором двухвалентного жееза и 0,5 %-ным раствором перманганата калия |
|
Известкование, напорная флотация с последующим фильтрованием |
> 15 мг/дм3, Fe (II) в карбонатной или сернокислой форме > 10 мг/дм3 |
Реагентное хозяйство, флотатор, оборудование для подготовки водо-воздушной смеси и обеззараживания воды, скорый фильтр |
Предварительное известкование воды, процесс слипания частиц гидроксида железа, ранее полученного в результате окисления Fe2+ с пузырьками тонкодисперированного в воде воздуха и всплывании образующихся агрегатов на поверхность воды, фильтровании частично обработанной воды через зернистую загрузку |
|
Аэрация, известкование, тонкослойное отстаивание и фильтрование |
> 15 мг/дм3, Fe (II) в карбонатной или сернокислой форме > 10 мг/дм3 |
Аэратор, реагентное хозяйство, камера хлопьеобразования встроенная в отстойник, скорый фильтр, оборудование для обеззараживания воды |
Обезжелезивание осуществляется путем аэрации воды, обработки ее щелочным реагентом, выделения соединений трехвалентного железа в тонком слое воды и доочистки на скорых фильтрах |
|
Электрокоагуля-ция с барботированием, тонкослойное отстаивание и фильтрование |
> 15 мг/дм3, Fe (II) в карбонатной или сернокислой форме > 10 мг/дм3, Q до 200 м3/сут |
Электрокоагулятор, тонкслойный отстойник с камерой хлопьеобразования, оборудование для подачи сжатого воздуха и обеззараживания, скорый фильтр |
Метод аналогичен предыдущему. Отличие состоит в замене предварительного насыщения воды кислородом воздуха и известкования на электрокоагуляцию |
|
Катионирование |
При необходимости одновременного обезжелезивания и умягчения |
Катионитовые фильтры, оборудование для подачи регенерационного раствора |
Метод основан на способности катионита поглощать ионы железа из воды в обмен на эквивалентное количество ионов катионита |
Строительными нормами [3] приведены пределы применимости метода фильтрования с упрощенной аэрацией для обезжелезивания воды:
1) содержание общего железа ?10 мг/л, при этом [Fe2+]?70%[Feобщ];
2) pH ? 6.8;
3) Eh? 100мВ;
4) щелочность ?1-1,5ммоль/дм3;
5) окисляемость ?6-7 мг/дм3;
6) сероводород (H2S) ?2 мг/дм3.
На основании приведенных данных принимается метод фильтрования с упрощенной аэрацией на безнапорных (открытых) фильтрах. После фильтрования вода поступает в РЧВ, пройдя предварительную обработку бактерицидным облучением.
С целью экономии воды на собственные нужды станции предусматривается оборот воды после промывки фильтров, заключающийся в следующем: грязная вода после промывки фильтров отводится в отстойники оборотного водоснабжения, откуда после длительного отстаивания равномерно откачивается и подается в голову сооружения, т.е. в водовод первого подъема, подающий воду на станцию обезжелезивания.
Осадок из отстойников оборотного водоснабжения периодически перекачивается на шламовые площадки, располагаемые за пределами станции водоподготовки. Схема сооружений приведена на рисунке 3.
1-водоводы первого подъема; 2-скорый фильтр; 3-бактерицидная установка; 4-РЧВ; 5-насосная станция второго подъема;5а-промывные насосы; 6-отстойник промывных вод; 7-насос для перекачки осветленной воды из отстойника 6 в голову сооружения; 7а-насос для отведения осадка на шламовые площадки 8.
Рисунок 3 - Принципиальная схема сооружений станции обезжелезивания
7.4 Определение полной производительности водопроводной очистной cтанции
Полная производительность водопроводной очистной станции является суммой расчётного расхода воды для суток максимального водопотребления и расхода воды на собственные нужды очистной станции (промывка фильтров, потери воды на удаление осадка из отстойников, очистка и промывка очистных сооружений, приготовление растворов реагентов). Поскольку на станции предусмотрен оборот промывных вод, то коэффициент расхода на собственные нужды станции в соответствии [5] может быть принят К =1,03-1,04.
Для станции обезжелезивания подземных вод К=1,03 и после этого расчетный расход воды, поступающей на станцию составит
м3/сут, (25)
м3/ч, (26)
л/с. (27)
7.5 Расчет основных технологических сооружений
7.5.1 Скорые фильтры
Скорые фильтры могут использоваться для задержания как взвешенных (при осветлении воды), так и растворенных веществ (при обеззараживании подземных вод).
В качестве фильтрующей загрузки принимают кварцевый песок с крупностью частиц 1-1,6мм, с высотой слоя 1,5м. Скорость фильтрования в соответствии с техническими указаниями W223-2 «Обезжелезивание и обезмарганцевание воды » [6] м/ч.
Площадь фильтрования F, м2 , определяем по формуле
, м2, (28)
где - расчетная производительность станции, м3/сут;
- продолжительность работы станции в течение суток, ч;
- расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч (принимается по [14]);
- число промывок каждого фильтра, согласно [14], = 0,5;
- интенсивность промывки, л/с·м2, согласно [14], =20 л/с·м2;
- продолжительность промывки фильтра в часах, принимается равной 6 минут, согласно [14];
- время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для водной промывки 0,33 часа ,согласно [14].
м2
В каждом фильтре имеются ячейки с рабочей площадью фильтрования 5,1 х 2.4 м. Фильтр оборудуется каналом. Площадь рабочей части ячейки составляет
м2
1 - рабочая площадь фильтрования; 2 - канал.
Рисунок 4 - Фильтр
Число фильтров Nф, шт, определяется из отношения
. (29)
Скорость промывки фильтра составляет
м/ч. (30)
где - интенсивность промывки фильтра, л/с•м2.
Дренажная система фильтра, предназначенная для сбора фильтрата, а также для подачи промывной воды при промывке, рассчитывается по промывному расходу , л/с. В качестве дренажа фильтров принимаются сдвоенные модули фирмы «Леопольд» с водопроницаемыми дренажными покрытиями. Модули располагаются перпендикулярно каналу длинной стороной.
Количество блоков, приходящихся на один фильтр, составит
шт.
Полная высота фильтра составляет
м; (31)
где - высота дренажной части, м;
- высота слоя загрузки, м;
- высота слоя воды над загрузкой, м;
- высота прегрузки, м.
7.5.2 Промывка скорых фильтров
Промывной расход, необходимый для промывки фильтра определяется по формуле
л/с; (32)
м3/ч,
где - интенсивность промывки л/с·м2 ;
- площадь ячейки, м2.
Вода на промывку подается с помощью специальных промывных насосов, размещенных в насосной станции второго подъема.
м3/ч,
Подбираем насосы для промывки Wilo SCP 300/330HB-75/46 со следующими характеристиками: Q = 905м3/ч, Н = 16 м, N = 200кВт.
Желоба для сбора и отведения промывной воды устраиваются над загрузкой и их количество определяется исходя из допустимого расстояния между двумя желобами, которое не должно быть более 2,2 м и .
, (33)
Расстояние между осями желобов
м, (34)
Ширина желоба Вж, м, определяется по формуле
м, (35)
где - расход воды по желобу, м3/с;
- отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принимается равным 1;
- коэффициент принимаемый равным для желобов с полукруглым сечением - 2.
л/с,
м.
Так как ширина желоба составляет 0,47 м, то высота прямоугольной его части составит 0,235 м. По этим размерам построим сечение желоба.
Рисунок 5 - Поперечное сечение желоба
Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до верхних кромок желобов определяем по формуле
м, (36)
Расстояние от дна желоба до дна канала определяется по формуле
м, (37)
где - ширина канала, м.
м3/с.
Для удаления воздуха из дренажной системы предусматривается воздушник диаметром 75 мм, отводящий воздух из верхней зоны нижней части канала.
скважина водоснабжение насосный питьевой
7.5.3 Обеззараживание воды
Обеззараживание воды в процессе водоподготовки для хозяйственно-питьевых целей производят с целью уничтожения возможных патогенных бактерий и вирусов на конечной стадии обработки и улучшения санитарного состояния сооружений на предварительном этапе очистки. Постоянно присутствующие в природных водах непатогенные бактерии: термотолерантные, железо-, сульфаторедуцирующие, манганобактерии, вызывающие ухудшение качества воды, также подлежат обеззараживанию.
На станциях водоподготовки для обеззараживания воды в основном ипользуют хлор. Но недостатком этого относительно простого метода являются пониженная инактивирующая способность по отношению к спорообразующим кишечным бактериям и вирусам, а также способность вступать в реакцию с органическими веществами и образовывать побочные, токсичные для человека вещества.
Современные традиционные методы обеззараживания - УФ-излучение и озонирование - отличаются более высокой эффективностью по удлению спорообразующих бактерий.
Рациональный метод обеззараживания воды должен производится с учетом качества воды в источнике водоснабжения, схемы и производительности станции водоподготовки, состояния водоводов и распределительной сети.
Для обеззараживания воды используем ультрафиолетовое облучение.
УФ излучением является наиболее распространенным методом обеззараживания подземных вод высокого качества. Для обеззараживания используют бактерицидные ультрафиолетовые лучи с длиной волны 205 - 315 нм. Максимальным бактерицидным эффектом обладает УФ излучение в радиусе 3 см с длиной волны 250 - 290 нм. Его обеззараживающее воздействие обусловлено повреждением болезнетворных бактерий за счет фотохимической лучевой энергии.
Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением является наиболее перспективным методом обеззараживания воды с высокой эффективностью по отношению к патогенным микроорганизмам, не приводящий к образованию вредных побочных продуктов.
Эффект обеззараживания основан на воздействии ультрафиолетовых лучей с длиной волны 200 - 300 нм на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Эта область ультрафиолетового облучения называется бактерицидной. Максимум бактерицидного действия располагается около длины волны в 254 мкм. Бактерицидный эффект зависит от прямого воздействия ультрафиолетовых лучей на каждую бактерию.
В отличие от других методов обеззараживания - метод ультрафиолетового обеззараживания является наиболее простой в реализации, не требует специальных мер безопасности и привлечения специального обслуживающего персонала.
Преимущества УФ обеззараживание воды:
- обеспечивает обеззараживание питьевой воды от целого ряда микроорганизмов;
Подобные документы
Определение расходов на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта. Расчет на нужды местной промышленности и на неучтенные расходы. Определение расхода воды на пожаротушение в населённом пункте. Назначение режима работы насосов насосной станции.
курсовая работа [82,8 K], добавлен 22.04.2014Среднесуточные расходы воды по каждой группе водопотребителей. Определение расчетных и максимальных секундных расходов воды. Выбор режима работы насосной станции и построение графиков водопотребления и водоподачи по часам суток для населенного пункта.
контрольная работа [308,1 K], добавлен 21.05.2015Определение расчетных расходов воды населенного пункта. Составление таблицы водопотребления. Определение производительности и напора насосов II подъема и емкости бака водонапорной башни. Гидравлический расчет сети. График пьезометрических линий.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.02.2011Определение расчетных электрических нагрузок населенного пункта. Выбор места, типа, числа и мощности трансформаторов. Расчеты и проектирование питающих сетей 10 КВ. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры. Разработка мероприятий по энергосбережению.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.02.2017Определение противопожарного запаса воды, диаметров всасывающих и напорных водоводов, потребного напора насосной станции, геометрически допустимой высоты всасывания, предварительной вертикальной схемы насосной станции. Составление плана насосной станции.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.06.2015Определение потребности газа для обеспечения системы газоснабжения населенного пункта; нормативный и расчетный часовой расход газа на отопление зданий. Расчет газопроводов, схема направления потоков газа. Подбор оборудования для газорегуляторного пункта.
курсовая работа [262,4 K], добавлен 24.04.2013Расчет электрических нагрузок населенного пункта и зоны электроснабжения; регулирование напряжения. Определение количества, мощности и места расположения питающих подстанций, выбор трансформатора. Себестоимость передачи и распределения электроэнергии.
курсовая работа [633,0 K], добавлен 29.01.2011Расчет электрических нагрузок потребителей населенного пункта. Определение сечений проводов и кабелей отходящих линий. Определение отклонений напряжения у потребителей. Выбор и проверка основного оборудования, заземление подстанции, защита сетей.
курсовая работа [952,4 K], добавлен 10.03.2016Установление эксплуатационной нормы водопотребления жильцами и определение величины потерь воды в жилом здании и в жилом районе. Определение нормируемого ночного расхода воды. Собственные нужды жилищного фонда. Измерения расходов воды и свободных напоров.
контрольная работа [186,3 K], добавлен 16.12.2012Проблема электроснабжения сельского хозяйства. Проект электроснабжения населенного пункта. Определение электрических нагрузок, числа трансформаторных подстанций. Электрические сети района. Выбор электрической аппаратуры и высоковольтного оборудования.
курсовая работа [715,9 K], добавлен 06.03.2012