Проект станції очищення природних вод

h_в - втрати напору в напірних водоводах, h_в = 5,03 м;

h_св - вільний напір, h_св = 2 м.

= 10+0,07+3+5,03+2 = 20,1 м.

За обчисленими значеннями напору м і витрата Q= 0,43 м³/с необхідний насос вибираємо із зведених графіків характеристик насосів.

Приймаємо чотири насоси типу Д2000-21.

Характеристика насоса: подача Q = 0,43 м³/с, напір Н = 21 м, D_р.к. = 425 см, n = 960 об/хв, N = 141 кВт, = 80 %.

6. Споруди з обороту промивної води

Відповідно з вимогами СНиП 2.04.02-84 п.6.196, промивні води відстоюються на спорудах з обороту промивної води. Для уловлювання піску, що виноситься з фільтрів під час промивки, перед відстійниками установлені піскоулавлювачі.

До складу споруджень по обороту промивної води й обробці осаду входять:

1 пісколовки, призначені для вловлювання піску, що виноситься при промивці швидких фільтрів;

2 відстійники промивних вод, призначені для посвітління промивних вод перед їх поверненням у голову споруджень;

3 згущувачі осаду, що утворюється при відстоюванні промивних вод, призначені для зниження вологості осаду перед його підсушуванням;

4 майданчика- накопичувачі для підсушування осаду, що утворюється при відстоюванні промивних вод.

Прояснена вода з відстійників подається у вхідну камеру. Подача води рівномірна протягом доби.

В состав сооружений по обороту промывной воды и обработке осадка входят:

1 песколовки, предназначенные для улавливания песка, выносимого при промывці швидких фільтрів;

2 отстойники промывных вод, предназначенные для осветления промывных вод перед их возвратом в голову сооружений;

3 сгустители осадка, образующегося при отстаивании промывных вод, предназначенные для снижения влажности осадка перед его подсушиванием;

4 площадки-накопители для подсушивания осадка, образующегося при отстаивании промывных вод.

Прояснена вода з відстійників подається у вхідну камеру. Подача води рівномірна протягом доби.

7. Нові методи стабілізаційної обробки води

У системах оборотного водопостачання в результаті циклічного використання води з періодичним її нагріванням і охолоджуванням відбувається упарювання води, що супроводжується зростанням карбонатної жорсткості та загального солевмісту. Така вода схильна до утворення сольових відкладень, відкладення продуктів корозії і механічних суспензій; у ній можуть з'явитися мікроорганізми, що обумовлюють цвітіння водоймищ і біологічне обростання поверхонь теплообмінної апаратури. Стабільність води може порушуватися із-за наявності агресивної вугільної кислоти або кисню, низьким показником рН, перенасиченістю води карбонатом кальцію або гідроксидом магнію, підвищеною концентрацією сульфатів або хлоридів.

Відкладення в системах водяного охолоджування ТЕЦ і ТЕС характеризуються головним чином вмістом карбонату кальцію. Найінтенсивніше ці відкладення утворюються на поверхнях теплообміну унаслідок порушення вуглекислотної рівноваги, яка інтенсифікується з підвищенням температури.

Ca(HCO₃)₂ CaCO₃ + H₂O + CO₂. (7.1)

Разом з найбільш поширеними в системах оборотного водопостачання відкладеннями карбонату кальцію нерідкі випадки, коли в теплообмінних апаратах утворюються і відкладення сульфату кальцію. Небезпека утворення сульфату кальцію виникає у зв'язку з перекладом систем оборотного водопостачання на замкнутий або близький до нього режим роботи з мінімальними добавками води і відповідно з максимальними коефіцієнтами концентрації солей.

Крім того, в системах, що працюють при високих коефіцієнтах концентрації солей з мінімальними добавками води, іноді виникає необхідність висновку з них надлишку кремнію для запобігання силікатному накипу.

Одним з традиційних методів обробки води є підкислення її, звичайно сірчаною, як найбільш дешевої, і рідше соляною кислотою. При додаванні кислоти в оборотну воду знижується тимчасова жорсткість і усувається небезпека утворення відкладень карбонату кальцію:

Ca(HCO₃)₂ + H ₂SO₄ CaSO₄ + 2H₂O + 2CO₂ ; (7.2)

Ca(HCO₃)₂ + 2HCL CaCl₂ + H₂O + 2CO₂. (7.3)

Метод підкислення застосовується при будь-яких величинах лужності і загальної жорсткості природних вод і коефіцієнтах випаровування води в системах. Проте цей метод не завжди прийнятний унаслідок того, що навіть незначні порушення дозування кислоти і погіршення умов змішення реагентів з водою приводять до сильної корозії, а також небезпеки утворення гіпсових відкладень .

Одним із способів боротьби з відкладеннями карбонату кальцію у воді, що застосовується для охолоджування теплообмінної апаратури, зокрема конденсаторів турбін, є фосфатування води.

При фосфатуванні охолоджуючої води додають в невеликих кількостях різні фосфати, гальмуючі кристалізацію карбонату кальцію і що стабілізують пересичені розчини Ca(HCO₃)₂. Важливою особливістю методу фосфатування є те, що фосфати не володіють агресивними властивостями і до точності їх дозування не пред'являють високих вимог. Фосфати впливають не тільки на швидкість росту відкладень, але і на їх структуру: відкладення стають більш рихлими, легше віддаляються з системи при промивці їх водою із збільшеною швидкістю або повітрям. Найчастіше для обробки води застосовують гексаметафосфат натрію (Na₆P₆O₁₈) і триполифосфат натрію Na₅P₃O₁₀, іноді тринатрійфосфат Na₃PO₄ 12H2O і суперфосфат Ca(H₂PO4)₂, зміст P₂O₅ у яких досягає 50-52% . У присутності невеликих концентрацій поліфосфатов на поверхні мікрокристалів карбонату кальцію (CaCO₃) утворюється адсорбційно-хімічна сполука, що запобігає випаданню з розчину малорозчинного карбонату кальцію:

Na₆P₆O₁₈ + 2CaCO3 Na₂Ca₂P₆O₁₈+ 2Na2CO3. (7.4)

Комплексне з'єднання Na₂Ca₂P₆O₁₈, що утворюється на поверхні мікрокристалів, перешкоджає їх агломерації і подальшому зростанню.

Перевагою фосфатування є простота і компактність установок. Проте застосування фосфатування обмежується при лужності більше 6 мг-екв/л. Фосфатування рекомендується застосовувати при лужності додаткової води до 5.5 мг-екв/л.

Вдосконалення методів стабілізаційної обробки води реагентними методами йде по шляху пошуку доступних хімічних речовин і їх сумішей. Так, у вітчизняній практиці знайшла застосування суміш триполіфосфата натрію (ТПФН) з полімером диметилдиаллил-аммонийхлоридом (ВПК-402).

Останніми роками широке застосування для обробки (стабілізації) води в системах водяного охолоджування знаходять також органічні фосфонати.

Промисловістю освоєний випуск інгібітору відкладень мінеральних солей (ИОМС), в оксиэтилидендифосфоновой кислоти (ОЭДФК) в двох модифікаціях, нитрилотриметиленфосфоновой кислоти (НТФ), дваоксипропанолтетраметиленфосфоновой кислоти (ДПФ) і ряду композицій на їх основі, які можуть бути використані для придушення процесів утворення сольових відкладень і корозії металу.

Показники якості води в системі теплопостачання при обробці її фосфанатами наступні:

Найменування показників	Підживлююча вода	Вода в мережі системи теплопостачання
рН	7-7,4	7,3
Жорсткість, мг-екв/л бікарбонатна загальна	4,5 6,0	4,5 6,0
Лужність, мг-екв/л	4,5-5,5	2,5-3
Загальний солевміст, мг/л	250-350	250-350
Вільна вуглекислота, мг/л	40-45	10-15

8. Експлуатація систем

8.1 Організація експлуатації систем

Положення про безпечну й надійну експлуатацію зовнішніх мереж і споруджень водопостачання:

1. Спостереження за збереженням мереж і споруджень водопостачання у період експлуатації

* спостереження повинні проводитися регулярно інженерно-технічними працівниками, які є відповідальними за збереження цих мереж і споруджень;

* за обсягом робіт технічні огляди діляться на загальні й комплексні й часткові або вибіркові;

* по періодичності робіт бувають - періодичні, проводяться два рази в рік навесні й восени, під час весняного огляду уточнюють обсяг робіт періодичного й капітального ремонтів, які будуть проводиться влітку, а під час осіннього огляду перевіряють готовність мереж і споруджень водопостачання до експлуатації в зимовий період; і неперіодичні, які проводять у випадку стихійних лих (пожежі, урагани...);

* при загальному огляді підлягають перевірці всі мережі й спорудження в цілому, включаючи конструктивні елементи й елементи інженерного встаткування;

* при частковому огляді роблять перевірку окремих конструктивних елементів мереж або споруджень, елементи інженерного встаткування ;

* якщо мережі або спорудження водопостачаняя розташовані в несприятливих геологічних районах, необхідно щорічно проводити перевірку положення конструктивних елементів за допомогою геодезичних інструментів;

* огляд основних конструктивних елементів мереж і споруджень водопостачання, які експлуатуються в дуже агресивнім середовищі, проводиться один раз у десять днів, а огляд спеціалізованими організаціями - один раз у рік;

* стан протипожежного встаткування перевіряється співробітниками підприємства, відповідальними за пожежну охорону, у встановлений період часу;

* крім перерахованих завдань метою технічних оглядів є розробка пропозицій по поліпшенню технічної експлуатації мереж і споруджень водопостачання;

* для кожної мережі й спорудження складається інструкція з їхньої експлуатації, із вказівкою її особливостей;

* уся технічна документація (інструкції, паспорта, проекти й ін.) повинна комплексно зберігається в архіві підприємства;

* усі мережі й спорудження водопостачання закріплюються за відділами й іншими підрозділами. Начальники відповідних підрозділів є відповідальними за правильну експлуатацію, схоронність і своєчасний ремонт закріплених мереж і споруджень;

* огляд мереж проводить спеціальна комісія, до складу якої повинні входити: співробітники, які спеціально займаються спостереженням за експлуатацією споруджень і мереж водопостачання, представники служб, які віддають експлуатацію елементів інженерно устаткування мереж і споруджень;

* результати всіх видів оглядів повинні бути оформлені спеціальними актами, у яких указують знайдені дефекти, заходи прийняті для їхнього усунення й час проведення робіт.

2. Проведення ремонтних робіт

* ремонт мереж і споруджень водопостачання - це комплекс технічних заходів, спрямованих на підтримку або відновлення початкових експлуатаційних якостей або споруджень у цілому, а також окремих конструктивних елементів;

* для обліку робіт з обслуговування й технічних ремонтів повинен вестися технічний журнал, у який вносяться записи про всі виконані ремонтні роботи, із вказівкою виду й місця роботи, що відображає технічний стан мереж і споруджень на даний період часу;

* ремонтні роботи підрозділяються на два види: 1 - періодичний ремонт (для нормального й задовільного стану мереж або споруджень); 2 - капітальний (для незадовільного стану).

Періодичний ремонт

До періодичного ремонту відносять роботи із систематичного й своєчасного захисту конструктивних елементів мереж або споруджень ВВ від передчасного зношування шляхом проведення захисних заходів і усунення дрібних ушкоджень і поломок. Такий ремонт здійснюється за рахунок експлуатаційних витрат підприємства. Роботи з періодичного ремонту виконуються регулярно протягом усього року за графіком . Ушкодження аварійного характеру повинні усуватися негайно.

Капітальний ремонт

До капітальних ремонтів мереж і споруджень водопостачання ставляться такі роботи, у процесі яких проводиться заміна й посилення зношених конструктивних елементів. При капітальному ремонті не допускається заміна траси трубопроводу без угоди з відповідними органами. Капітальний ремонт може бути комплексним, який охоплює мережа або спорудження в цілому або вибірковим. Вибірковий ремонт проводиться в тих випадках: коли комплексний ремонт може викликати серйозні перешкоди у роботі мережі або спорудження водопостачання, при великім зношуванні окремих конструктивних елементів, при неекономічності проведення комплексного капремонту. При вибірковому капремонті необхідно в першу чергу робити ремонт тих конструктивних елементів, від яких залежить нормальна експлуатація мережі або спорудження.

Приблизний перелік робіт при проведенні періодичного ремонту мереж і споруджень водопостачання:

- трубопроводи й арматури (закарбування окремих розтрубів, зварювання окремих стиків сталевих труб, ущільнення окремих місць для усунення підтікання, заміна окремих труб, набивання сальника, підтяжка болтів і заміна деяких сальників на арматурах, заміна болтів і прокладок у фланцевих з'єднаннях, відновлення вказівних табличок, ремонт кріплення гідрантів, ремонт водозабірних стовпчиків);

- водозабори й гідротехнічні спорудження (закладення тріщин у бетонних водозаборах, виправлення ушкоджень у берегоукріплювальних одягах, заміна окремих елементів у дерев'яних конструкціях, зміцнення закладних частин металевих конструкцій, фарбування металевих конструкцій, відновлення захисного шару в надводних частинах залізобетонних споруджень);

- очисні спорудження (ремонт окремих місць штукатурки, закладення дрібних тріщин, ремонт і фарбування люків, сходів, заміна ушкоджених скоб, ремонт вентиляції, ремонт ізоляції готельних місць, ремонт жолобів у відстійниках із заміною окремих дощок у дерев'яних жолобах, розрівнювання завантаження в аерофільтрах і біофільтрах з додаванням завантажувального матеріалу, ремонт окремих місць кладки в біофільтрах, промивання споруджень, трубопроводів і дренажних мереж, фарбування металевих баків і трубопроводів, заміна фільтрових пластин в аеротенках, відновлення захисного шару залізобетонних конструкцій, часткова заміна теплоізоляції труб і водонапірних башт, ремонт трубопроводів із заміною окремих труб).

Приблизний перелік робіт з капітального ремонту мереж і споруджень водопостачання:

- трубопроводи й арматури (часткова або повна заміна антикорозійної ізоляції труб, заміна ділянок трубопроводів без зміни їх діаметра, заміна зношених фасонних частин, засувок, пожежних гідрантів, вантузів, клапанів, водозабірних стовпчиків або ремонт їх із заміною зношених деталей, заміна труб дюкерів);

- водозабори й гідротехнічні спорудження (заміна кріплення берегів, укосів, досипання укосів земляних споруджень, які обпливли, заміна зрубів, відновлення захисного шару в підводних частинах залізобетонних споруджень, ремонт і заміна щитових затворів);

- очисні спорудження (ремонт і заміна гідроізоляції, ремонт і відновлення штукатурки, перекладка цегельних стін і перегородок, закладення днищ споруджень, де спостерігається протікання, штукатурка стін споруджень, ремонт дренажної системи, заміна люків резервуарів, заміна завантажень фільтрів, біофільтрів, заміна фільтруючих пластин, заміна трубопроводів і арматури...).

3. Планування заходів планово-запобіжних робіт

* усі роботи, передбачені системою планово-запобіжних ремонтів на мережах і спорудженнях водопостачання, виконуються по графіках (річні плани), які затверджені власником підприємства;

* у річних планах- графіках установлюється час проведення планових технічних оглядів, періодичних і капітальних ремонтів;

* плани ремонтів складаються відповідно до даних технічних оглядів;

* план капремонту складається підприємством у грошовому еквіваленті й натуральних показниках і повинен містити: затверджений керівником підприємства ; замовником ремонтів ; титульний список мереж і споруджень водопостачання, які вимагають ремонту; перелік основних робіт; кошторисну вартість робіт; календарний графік ремонтів; потреба в основних матеріалах будівельних виробах, транспорті, засобу механізації й робітників.

4. Финансирование ремонтных работ

* источниками финансирования работ по ремонту сетей и сооружений ВВ могут быть валовые затраты, амортизационные отчисления и доход предприятия, а также средства инвесторов;

*финанси рование капремонтов, а также расчет за выполненную работу подстрочниками ремонтно-строительных организаций осуществляется в установленном порядке.

5. Порядок складання й твердження проектно-кошторисної документації на проведення ремонтів

* кошторис на проект капітального ремонту складається на підставі відомостей опису робіт, якщо конструктивні елементи й елементи інженерного встаткування в процесі ремонту не змінюються й не підсилюються. Дефектний акт на проведення робіт складається окремо по кожнім спорудженню або мережі;

6. Організація проведення ремонтних робіт

* роботи із усіх видів ремонтів мереж і споруджень водопостачання можуть проводити підрядники будівельно-монтажних, ремонтно-будівельних організацій, підприємства-виготовлювачі встаткування й підрозділу підприємства- замовника, якщо вони мають оснащення, досвід і ліцензію на проведення таких робіт;

* при сполученні ремонтно-будівельних робіт з капітальним ремонтом або при проведенні капремонтів без зупинки експлуатації обов'язково складається й узгоджується з усіма учасниками проекту проведення робіт;

* при проведенні ремонтних робіт обов'язково треба опиратися на нормативно-технічну документацію й правилами прийняття окремих видів робіт; також необхідно дотримуватися правил техніки безпеки, протипожежної охорони й виробничої гігієни;

* у процесі капремонту службою спостереження підприємства проводять проміжні прийняття й огляд схованих робіт…;

* результати оглядів оформляються спеціальними актами за участю ремонтно-будівельних служб, проектної організації, а також осіб, які відповідають за надійну й безпечну експлуатацію, своєчасний ремонт закріплених за ними мереж і споруджень водопостачання.

7. Прийом до експлуатації мереж і споруджень водопостачання після капітального ремонту

* після закінчення капремонту мережі й спорудження водопостачання надають замовникам на приймання. Комісію із прийняття робіт призначає директор підприємства. При прийманні робіт комісія повинна керуватися діючими нормами й технічними умовами;

* прийом до експлуатації мереж і споруджень із недоробками, які заважають їхній експлуатації й порушують санітарно-гігієнічні умови й безпека праці, забороняється;

* технічна документація, яка надається ремонтно-будівельною організацією при здачі капітально відремонтованих мереж і споруджень повинна мати у своєму складі: проектно-кошторисну документацію; журнал робіт; акт проміжних приймань і оглядів; акт приймання схованих робіт; іншу документацію, необхідну до надання по державних будівельних нормах (ДБН);

* акт комісії із приймання відремонтованих мереж і споруджень і інших конструктивних елементів повинні бути підписані інстанцією, яка затвердила проектно-кошторисну документацію;

* технічна документація по проведенню робіт і акт приймання відремонтованих споруджень зберігаються на підприємстві разом з документами їх будівництва.

8.2 Основні методи відновлення трубопроводів водопровідних мереж

станція очистка насосний водопостачання

Водопровідні труби, що перебувають в експлуатації, піддані як природному старінню, так і передчасному зношуванню. Це вимагає їхнього відновлення й санації. Відновлення - це проведення ремонтних робіт із усієї довжини ушкодженого ділянки трубопроводу, а санація - проведення просторово-обмежених ремонтно-відбудовчих робіт на окремих ділянках трубопроводів,відновлення споруджень і арматури на мережі.

Термін служби водопровідних трубопроводів залежить від матеріалу, з якого вони виготовлені. Наприклад, сталеві водопровідні трубопроводи повинні ефективно експлуатуватися протягом 20 років, а чугунні - 60 років. Однак старіння комунальних мереж водопостачання, зниження їх пропускної здатності відбувається значно раніше через вплив таких факторів як:

· невідповідність матеріалу труб умовам експлуатації;

· порушення умов прокладки трубопровідних систем в агресивних ґрунтах;

· агресивного характеру вод;

· корозії стінок і ін.

У стінах міського водопроводу найбільш характерними забрудненнями , які осаджуються на стінках труб, є ущільнений осад, окисли марганцю й заліза (у вигляді горбистих наростів), комплексні з'єднання на основі окислів заліза й перевести, сторонні включення (шматки деревини).

Відповідно до міжнародної класифікації ушкоджені трубопроводи підлягають відновленню шляхом нанесення на внутрішню поверхню стінок трубопроводів:

а) суцільного покриття на основі цементно-піщаних розчинів,а також епоксидних смол;

б) суцільного покриття у вигляді гнучких полімерних рукавів (оболонок, мембран) або труб з різних матеріалів;

в) суцільного покриття з окремих елементів на основі листових матеріалів (гнучкого полиетилену або твердого склопластику);

г) спіральних полімерних оболонок.

Характерна відмінність безтраншейного відновлення (санації) від безтраншейної прокладки - збереження старого трубопроводу як конструкції. Безтраншейні технології санації дозволяють зберегти високу якість вод, що транспортуються.

Суцільні набризгування покриттів на основі цементно-піщаних розчинів.

Робота з нанесення таких покриттів виконується методом центрифугірування або відцентрового набризга. Цементно-піщане покриття є надійним способом ліквідації різних дефектів на внутрішній поверхні сталевих і чавунних труб, а також служить протикорозійним матеріалом, але не може бути використане для відновлення сильно ушкоджених трубопроводів. Мінімальна товщина захисного шару залежить від діаметра й матеріалу труб, а необхідна - строком їх експлуатації, товщиною стінок і фізичним станам (зношування). Необхідна товщина захисного шару досягається при переміщенні агрегату в трубі з певною швидкістю при постійних значеннях продуктивності насоса, що подає цементний розчин, і швидкості обертання відцентрової голівки. Даний метод відновлення трубопроводів нанесенням цементно-піщаного покриття: сталеві й чавунні труби діаметром 150-1500 мм незалежно від тиску води. Метод використовується при різній глибині закладення труб незалежно від типу ґрунтів, що оточують трубопроводів. Використання методу ефективно при таких видах ушкодження: тріщини, корозійні обростання, абразивне зношування, невеликі свищі, неефективно - при відкритих стиках труб , зсув труб у стиках і деформації секцій труб.

Суцільне набризгування покриттів на основі епоксидних смол.

Склад покриття крім смоли включає волокнисті домішки на основі скла, які захищають трубопровід від корозії й абразивного зношування. Це гарантує водонепроникність стінок. Нанесення розчину здійснюється як і при застосуванні цементно-піщаного розчину центрифугірованія за допомогою обертових обладнань із щітками. Особливістю цього методу є більш ретельна підготовка внутрішньої поверхні трубопроводів, які відновлюються.

Суцільне покриття у вигляді гнучких полімерних рукавів (оболонок, мембран) або труб з різних матеріалів.

Поліэтилен має виняткова властивість - при монтажі батогів трубопроводів з окремих ланок труб може бути застосоване безшовне зварювання плавленням, яка забезпечує повну герметизацію системи. Інша особливість поліэтилена - затримка в пам'яті первинної форми завдяки своєму спеціальному молекулярному складу. Ця особливість використовується для виготовлення труб, які складаються і при їхньому транспортуванні.

Технології суцільного покриття полімерними матеріалами при нанесенні на трубопроводи як гнучких внутрішніх покриттів (оболонок, мембран, рукавів), так при введенні в них полімерних труб поряд із забезпеченням повної герметичності стінок досягається їхня висока опірність динамічним навантаженням.

Так уведення в трубопровід і закріплення в ньому оболонок може досягатися або шляхом протягування безшовного покриття на всю довжину відновлюваного ділянки між двома колодязями з наступним притисненням її спеціальним вантажем у формі балона й подачею під тиск гарячого повітря або водяної пари, або поступовим уведенням на відновлювану ділянку скрученої в рулон оболонки у вигляді панчохи (лайнера) із притисненням її до стінки тиском рідини. Уведення оболонки в трубопровід через відкритий люк колодязя для наступного монтажу на внутрішній стінці .

У результаті процесу полімеризації відбувається затвердіння суцільної захисної оболонки, після чого всі обладнання й рідина із трубопроводу віддаляється. Комунікації можуть бути здані в експлуатацію через кілька доби після проведення описаних операцій. Даний метод широко використовується рядом західно-європейських фірм, зокрема : Соса, Entrepose T. P., Le Joint Jnterne (Франція) і т.д.

Основної уваги заслуговує технологія суцільного покриття Phoenix-lining (Фенікс),згідно з якою фіксація полімерної оболонки на стінках труб здійснюється тиском повітря.Повітряний потік забезпечує просування клеєм оболонки у вигляді панчохи по трубопроводу й щільне її притиснення до внутрішньої поверхні труби.

Технологія Фенікс застосовується для санації трубопроводів діаметром від 100 до 900 мм і дозволяє за один цикл обробляти до 600 м трубопроводу діаметром від 80 до 600 мм. Водонепроникна оболонка може мати товщину 2 мм, розраховану на внутрішній тиск до 3 МПа, і 3-10 мм для протидії значним зовнішнім навантаженням; виготовляється із двох компонентів: тканинного покриття або поліестра й поліетилена, які забезпечують механічну міцність і водонепроникність покриття.

Переваги даної технології полягає у використанні малогабаритного встаткування, швидкості виконання робіт (практично без демонтажу системи), мінімальному обсязі грабарств, можливості безперешкодного проходження в місцях поворотів трубопроводу (при радіусі повороту не менш трьох діаметрів трубопроводу).

Метод Фенікс широко використовується в країнах Європи. Зокрема , у Франції даним методом оброблене понад 200 км водопровідних труб великого діаметра. За допомогою цієї технології проводилося також нанесення внутрішніх оболонок на стояки й магістралі в системі гарячого водопостачання житлового будинку.

Перевага цієї технології в цьому випадку було віддано у зв'язку з тим, що заміна трубопроводів сполучалася зі значними обсягами сантехнічних і інших робіт з демонтажу перекриттів, стін і встаткування. Перед початком робіт система гарячого водопостачання була розділена на горизонтальні й вертикальні робочі учасники середньою довжиною 50 м. Внутрішня поверхня труб очищалася шкребками й щітками, а потім на неї накладалася оболонка, причому на вертикальні ділянки знизу нагору. Максимальний тиск повітря протягом фази проходки становило 0,5 Мпа. Експлуатація системи водопостачання після закінчення необхідних операцій була відновлена через одну добу.

Нанесення гнучкого захисного листового матеріалу із зубчастою з'єднуючою структурою.

Технологія нанесення цього покриття полягає в протягуванні такого матеріалу в трубопровід, який санується, щільнім прикріпленні до нього цементуючим матеріалом і зварюванню під тиском.

Спіральні полімерні оболонки.

У цьому випадку поливинилхлоридними стрічками облицьовують внутрішню поверхню трубопроводів. Метод дозволяє відновити трубопроводи діаметром до 1200мм і довжиною 200 м за один робочий цикл.

8.3 Експлуатація окремих споруджень

8.3.1 Експлуатація насосної станції

Насосна станція являє собою споруду з машинами - насосами та електродвигунами, пускової та регулюючої апаратури, а також комунікаціями. Її призначення в мережі водопостачання - подавати воду споживачам по трубопроводам у визначеній кількості та під обумовленим тиском.

На заводських майданчиках при перекачці відпрацьованої води на водоохолоджувач або очисні споруди і охолодженої або очищеної води споживачам (цехам та агрегатам) насосну станцію звуть станцією оборотної води.

Насоси забезпечують арматурою - оборотними клапанами та засувками, манометрами та вакуумірами, а також витратомірами. Електродвигуни спорядженні пусковими апаратами та пристосуваннями, приладами для контролю потужності та силу току, а також світлової та звукової сигналізації ( у найбільш відповідальному випадку).

Для монтажних та ремонтних робіт в машинному залі насосної станції повинен бути підіймальне пристосування - мостовий кран, або кран балка.

Продуктивність кожного насосу звичайно характеризується кількістю подаваємої води та даному напору Н (м. Вод. Ст.). потужність електродвигуна, необхідна для роботи приведеного їм насосу, N (кВт), та межах номінальної допустимої сили току І (А). Якщо приводом насоса служить парова турбіна, то її потужність виражається також в кіловатах при робочому тиску пару, його витраті та зумовленій температурі.

Встановлена продуктивність та потужність насосної станції - це арифметична сума продуктивностей та потужностей окремих встановлених насосних агрегатів, враховуючи резервні.

Робоча (фактична) продуктивність (потужність) повинна бути такою, щоб у будь який час забезпечувалась подача потрібної кількості води з витратою на це зумовленої кількості електроенергії. Робоча продуктивність завжди менша ніж встановлена.

На станції завжди повинен бути у наявності деякий резерв на випадок виходу із ладу одного чи декількох робочих агрегатів, планового ремонту і таке інше.

Величина резерву повинна бути не менша ніж продуктивність самого великого агрегату станції. Для відповідальних цехів та підприємств в насосних станціях для групи насосів подаючих воду в одну і ту мережу, число резервних агрегатів.

При визначенні резерву завжди потрібно ураховувати місцеві умови: продуктивність агрегатів, їх кількість, ступень зношеності, умови роботи та інше.

Надійність роботи насосної станції забезпечується не тільки наявністю резерву продуктивності та потужності, але також неперервністю електропостачання; легкою схемою комунікацій, надаючих можливість у нетривалий строк з мінімальним числом операцій поновити нормальний режим водопостачання при його порушеннях; раціональною мережею управління насосною станцією та вузлами водопровідної мережі - автоматичним або дистанційним запуском та зупинкою електронасосних агрегатів.

Для забезпечення безперебійного водопостачання у випадку аварії припинення подачі току в якості резервних двигунів можуть бути встановленні парові турбіни.

В останній час замість резервного парового приводу до насосів установлюють водонапірні башти (а іноді колони) з запасом води в них на 20 -З0 хв роботи.

Основним обладнанням насосних станцій є машини - насоси з електродвигуном.

В даному проекті запроектована насосна станція яка для забрудненого циклу обладнана марками насосів Д 1000-40 та 320/70, 2000/21. "Д" 1000-40 це центробіжний насос з двохстороннім всмоктування, подачею 939,5 м³/год, та напором 41м, з електродвигуном 4А315М4УЗ, частотою обертання 980 обертів в хвилину, потужністю 200 кВт. Д 320/70 - його подача дорівнює 285,20 м³/год, напір рівним 104 м, частотою обертання 2950 об/хв, та потужністю 75кВт з електродвигуном 4А280М8УЗ. Насос марки Д 2000-21 з подачею Q=1879 м³/год, з напором Н=17 м, частотою обертання n=960 об/хв., з електродвигуном 4А28082УЗ та потужністю 110 кВт.

Центробіжний насос працює наступним чином. По-перше насос повинен бути залитий водою. Якщо він знаходиться не під заливом, то із всмоктуючого трубопроводу та корпусу насоса видаляється повітря допоміжним вакуумнасосом або ежектором, місце повітрю до засувки займає вода. Після пуску в роботу насоса від привода робоче колесо лопатками захватує воду, поступаючу в корпус насосу із приймального резервуару, приводе його в обертальний рух, який виникає при обертанні центробіжною силою відкидує воду з зумовленою швидкістю до край колеса.

При руху води в насосі виникає напір, під дією якого вода переміщується по напірному трубопроводу, проходячи гідравлічний тиск в трубопроводі. Таким чином вона підіймається на зумовлену геометричну висоту. Одночасно в звільнений від води розряджений простір до центру робочого колеса крізь всмоктуючий трубопровід під дією атмосферного тиску непреривно поступає нова кількість води, яка створює в трубопроводі суцільний потік.

Перед пуском знов встановленого насоса до з'єднання його з електродвигуном слід провернути ротор насосу ( вал насоса разом з зібраним на ньому робочим колесом) вручну та переконатися, що в усередині насосу немає зайвих предметів, та не дуже чи сильно затягнуті підшипники.

Після підготовки та опробування електродвигуна та насоса по одинці їхні вали з'єднують муфтою. Після цього перевіряють положення пускової арматури та перевіряють його на включення та відключення. Переконавшись після двох -трьох кратного випробування у тому, що агрегат працює нормально, подають пуск на опробування довгою роботою під напругою. При напорі вище ніж 6 атмосфер насос пускають в роботу обов'язково при закритій засувці на насосному трубопроводі.

Навантажувати насос (відкривати засувку на напірному трубопроводі) слід поступово для уникнення поштовхів, котрі можуть визивати ушкодження насосного агрегату та його обладнання. Дуже важливе при пуску насосу - поступове заповнення водою трубопроводу та видалення з нього повітря, у тому випадку, якщо трубопровід до пуску не був заповненою водою.

При пуску знов встановленого агрегату іноді виникає вібрація. Неперервна вібрація приводе к швидкому зносу підшипників, причому в деяких випадках причини, визиваючи вібрації, можуть викликати навіть поломки або згону валу електродвигуна та насоса. Тому вібрацію слід як можна швидше усунути перебалансировкою агрегата; допустимою можливо розуміти вібрацію лише 0,05 - 0,06 мм.

Причинами вібрації є:

- невірне центрування машини при з'єднанні з муфтою;

- невірності і поштовхи в приведеного механізму -- центробіжному насосі;

- перегін, викликаний нерівномірною затяжкою фундаментних болтів;

- невірне установка всмоктуючої лінії (з ухилом до насоса.) Тільки після досягнення бездоганної роботи в холосту можливо навантажувати агрегат. При сдачі та прийомі в постійну експлуатацію агрегату, він повинен пропрацювати бездоганно не менш двох діб з опробуванням пуску та зупинки.

Електронасос перед пуском необхідно провести охайний огляд та перевірити. При цьому необхідно переконатися: в тому, що:

- в кожному підшипнику мається достатня кількість змазки;

- змащувальні кільця в підшипниках ковзання лежать вірно на валу;

- фундаментні болти затягнуті достатньо;

- фундаментні болти та болти муфти, з'єднуючої електродвигун з насосом, добре затягнуті;

- ротор двигуна, з'єднувальний з насосом, легко обертається (оберт виконується за з'єднувальну муфту ротором);

- пускова електросхема справна. Крім того, необхідно:

- перевірити по вольтметру наявність напруги; пустити воду для охолодження підшипників;

- пустити воду для охолодження підшипників;

- відкрити засувку на всмоктуючому трубопроводі;

- відкрити кран у вакуумметра;

- відкрити кран (якщо він є) на трубах к гідравлічному ущільненню сальників;

- відкрити вентиль від розвантажуючого диску шайби на злив;

- якщо насос не під заливом, залити насос та всмоктуючу трубу з напірної лінії, або пустити вакуумний насос, або включити в роботу ежектор;

- відкрити повітряні краники, а коли піде вода без бульбашок, закрити їх.

Пускову засувка на напірному трубопроводі та кран вакуумметра повинен бути закритий (якщо насос не з самостійним запуском). Після усіх цих приготовлень насос можливо пустити в роботу.

В процесі роботи насосів та електродвигунів обслуговуючий персонал пильно спостерігає за машинами в цілому та за окремим найбільш відповідальним їх частинами: підшипниками, водяної загрузки насосів, контактними кільцями, щитками, реостатом, здійснює за затвердженим графіком плановий огляд та текучий ремонт електронасосних агрегатів.

При ревізії та планово - попереджуючим ремонтом насосів, приведених один, або два рази у рік, перевіряють стан робочих колес та направляючих апаратів, вірність їх взаємного розміщення, стану втулок сальникових ущільнень, вкладинок та шийок валу всіх підшипників; здійснює контрольну перевірку зазору між робочим колесом та направляючими апаратами, а також між валом та верхнім вкладишем підшипника: улаштовують величину розбігу валу насоса в упорному підшипнику; перевіряють щільність насадки на валу робочих колес та направляючих апаратів зі сторони входу і виходу води; перевіряють стан манометрів, вакууметрів, водомірів і таке інше. Усі помічені ненормальності усуваються.

При капітальному ремонті насосів, який проводимо при необхідності, основні зношенні деталі замінюються новими (робоче колесо, направляючими апаратами, вал з сальниковим впуском, розгрузочну шайбу, кулькові та роликові підшипники, вкладинок підшипників). До капітального ремонту відносять також заміну зношених насосів і машин застарілої конструкції з низьким ККД.

При плановому ремонті електродвигунів (який проводимо не менш ніж два рази у рік) перевіряють ізоляцію обмотки ротора та статора, продувають їх стислим повітрям та прослуховують на малих обертах, оглядають та замірюють шейки валу і зазори верхнього вкладишу; перевіряють стан і відчищають фільтри системи охолодження; перевіряють стан та очищають контакти і ізолятори перевіряють і регулюють дії захисту і сигнальних пристроїв.

Ревізію крупних електродвигунів здійснюють зі викриттям торцевих крищечок та люків. Крупні електродвигуни піддають, згідно правилам технічної експлуатації, генеральної ревізії, причому ротор виймають і повністю розбирають підшипники; електродвигуни потужністю до 100 кВт можливо здіймати з місця.

Згідно діючим положенням, за роботу насосної станції і за робочим обладнанням відповідає черговий машиніст, який повинен керуватися діючим інструкціям. Він зобов'язаний забезпечувати безперебійну роботу насосних агрегатів, приймати необхідні заходи для попередження або своєчасної ліквідації ушкоджень та аварій обладнання та слідкувати за тим, щоб вода подавалася на заданому графіку та з установленим напором при економній витраті електроенергії.

Надзвичайно важко точне і акуратне ведення установлених записів показань контрольне -- вимірювальних приладів і окремих манометрів роботи насосної станції в добових відомостях.

8.3.2 Експлуатація реагентного господарства

Експлуатація реагентних цехів повинна забезпечувати своєчасне і якісне приготування розчинів реагентів і задані режими їх безперебійного дозування в оброблювану воду. При експлуатації реагентних цехів обслуговуючий персонал зобов'язаний: а) своєчасно приготувати задану кількість розчину реагентів необхідної концентрації; б) ввести реагенти в оброблювану воду з дотриманням встановлених доз, послідовності та інтервалів часу між їх введенням; в) систематично спостерігати за справністю пристроїв для приготування і дозування реагентів і контрольно-вимірювальних приладів; г) своєчасно передати замовлення на отримання реагентів; д) вести систематичний облік і контроль витрати і якості реагентів, що надходять.

Режими реагентної обробки води в різні періоди року і види вживаних реагентів встановлюють на основі даних фізико-хімічних, санітарно-бактеріологічних і технологічних аналізів і досвіду обробки води та затверджуються керівництвом станції. Дози вживаних реагентів визначають на основі даних технологічних аналізів води. У процесі експлуатації ці дози уточнюють за результатами перевірки ефективності їх дії на оброблювану воду з урахуванням зміни якості води джерел.

8.3.3 Експлуатація змішувальних пристроїв

При їх експлуатації персонал зобов'язаний: а) вести постійне спостереження і контроль за процесом змішання реагентів з оброблюваною водою; б) своєчасно очищати змішувачі від осаду, що накопичився; в) стежити за справністю змішувального устаткування змішувачів; г) контролювати час перебування води у змішувачі.

Система подачі води та реагентів у змішувач повинна забезпечувати рівномірний розподіл та змішування води з реагентам по всій глибині змішувача за розрахунковий час. Окрім того, при їх змішуванні дуже важливим є правильний вибір точок введення реагентів та дотримання необхідного розриву між введенням окремих реагентів у різні пори року.

8.3.4 Експлуатація озонаторної

Для дії озону на домішці, що перебувають у воді, необхідне змішування його з водою. У цей час застосовуються два способи:

1) змішування за допомогою емульсаторів (ежекторів). Цей спосіб простий, але вимагає пропуску через ежектор усієї оброблюваної води, що веде до додаткових витрат електроенергії;

2) подача озонованого повітря через дірчасті труби, розміщені в нижній частині контактної колони. Потік води в колоні направляється зверху вниз.

Час контакту води, що знезаражується, озоном, ухвалюється рівним 5 хв. Доза озону залежить від призначення озонування води: якщо озон уводиться тільки для знезаражування води (після очищення води), те доза озону може становити 0,6-1,5 мг/л. Якщо ж озон призначає й для інших цілей (наприклад, для знебарвлення води, видалення сірководню, обеззалізування і т.д. ), те .доза озону може доходити до 4- 5 мг/л.

Озон малорозчинний у воді: при тиску 1 Мпа на 1 л води при t=0°С розчиняється 1,42 г, при 10°С - 1,04 г і при 30°С - усього 0,45 г. Дисоціація озону досить швидко протікає в лужних розчинах, у кислотних - він проявляє високу стійкість. Озон є отруйною речовиною дратівної й загальної дії. Для безпеки обслуговуючого персоналу зміст озону в приміщенні повинне бути не більш 0,0001 мг/л. Перебування людини в приміщенні, де концентрація озону в повітрі становить 0,001 мг/л, може бути тільки короткочасним; доза озону 0,018 мг/л викликає ядуха.

Усі елементи установок і встаткування, з якими стикається озон, повинні бути стійкі до нього. Озон і його водяні розчини коррозійні: вони руйнують сталь, чавун, мідь, гуму, ебоніт. Стійкими є нержавіюча сталь і алюміній (термін служби спеціально підібраної нержавіючої сталі становить 10-15 років, а алюмінію - 5-7 років).

8.3.5 Експлуатація освітлювачів із завислим шаром

При їх експлуатації персонал зобов'язаний: а) забезпечити потрібну кількість води після освітлювачів; б) вести спостереження за накопиченням (висотою шару) осаду і його впливом на режим роботи споруд; в) своєчасно видаляти осад; г) стежити за рівномірним розподілом води у спорудах; д) контролювати швидкість руху води, своєчасно усувати перекоси кромок лотків, шиберів і т.п.

При експлуатації освітлювачів із завислим осадом (шар його повинен підтримуватися в межах 2-2,5 м) необхідно вести систематичні спостереження за рівномірністю розподілу води по всієї площі зони зваженого осаду, а також за станом пристроїв для відведення освітленої води і осаду, трубопроводів і лотків.

8.3.6 Експлуатація фільтрів

Фільтри є основним елементом очисних споруджень і повинні відповідати вимогам, які пред'являються до очисних споруджень у цілому.

Основні завдання експлуатації очисних споруджень системи водопостачання:

- виробництво питної води ,яка задовольняє вимогам державного стандарту, забезпечення надійного очищення й знезаражування води;

- Забезпечення ефективної безперебійної й надійної роботи очисних споруджень, зниження собівартості очищення й знезаражування води;

- економія реагентів, електроенергії й води на власні потреби;

- систематичний лабораторно-виробничий і технологічний контроль роботи очисних споруджень і якості води на всіх етапах очищення й на виход станції;

- попередження забруднення навколишнього середовища скиданнями водоочисних споруджень і контроль над цими скиданнями.

У процесі експлуатації необхідно, щоб очисні спорудження працювали в рівномірному режимі по кількості води, яка очищається.

На діючих очисних спорудженнях повинна збережуться така документація:

- схема зони санітарної охорони джерела водопостачання й очисних споруджень;

- генеральний план і висотна схема очисних споруджень із нанесенням усіх комунікацій;

- оперативна технологічна схема очисних споруджень;

- схема автоматизації й телемеханізації;

- план місцевості орієнтований по сторонах світу, у центрі якого перебуває склад хлору, для визначення районів, яким загрожує поширення хмари хлору при витіканні останнього.

Облік роботи очисних споруджень повинен вестися шляхом регулярних записів у журналах:

- технічної експлуатації ,де щодня необхідно реєструвати кількість зворотної води й води, витраченої на власні потреби (промивання, приготування реагентів і т.д.);

- кількості витрачених реагентів і їх дози, назви споруджень і агрегатів, які перебувають у роботі, чищенні ,ремонті ,промиванні і т.д.;

- аналіз, у які щодня необхідно затягати результати аналізів води, кількість води на окремих стадіях її обробки, очищеної води, а також, при необхідності, промивних вод і опадів;

- складських, де ведуть записи кількості реагентів і інших матеріалів, які витрачені й зберігаються на складі очисних споруджень.

Швидкі фільтри при експлуатації повинні забезпечити доведення якості оброблюваної води до питної якості. При експлуатації фільтрувальних споруджень персонал зобов'язаний:

- забезпечити рівномірний розподіл води між фільтрами й на кожному фільтрі;

- підтримувати задані швидкості фільтрування, спостерігати за приростом втрат напору і якістю фільтрату;

- підтримувати на швидких фільтрах максимальний рівень води;

- вчасно відключати спорудження для промивання й спостерігати за її якістю;

- вчасно заповнювати водою промивні баки;

- стежити за станом засувок, гидро- і електроприводів, приладів автоматики, промивні насосів, і іншого встаткування;

- вести систематичний облік роботи фільтрувальних споруджень із відповідними оцінками в журналі;

- забезпечить належний санітарний стан фільтрувального залу;

- перевіряти горизонтальність розташування фільтруючим матеріалів і стан завантаження.

8.3.7 Експлуатація РЧВ

Регулюючі ємності дозволяють забезпечити белее або менш рівномірну роботу насосної станції, тому що відпадає необхідність у подачі ними пікових витрат води, а також зменшити діаметр, а, отже, і вартість водоводов.

Запасні ємності сприяють підвищенню надійності систем водопостачання.

РЧВ є безнапірними, тобто вода може надходити в систему лише шляхом перекачування її насосом.

У нашому випадку резервуари мають циліндричну форму. Цей тип резервуарів заглубляють у землю приблизно до половини висоти циліндричної частини з обсипанням з метою теплоізоляції верхньої частини й перекриттям і перекриттям землею товщиною близько 1 м. Дно резервуара має деякий ухил до приямка. В останньому розташовують кінці прийомних труб. Крім того, через приямок може бути здійснене видалення осаду, який поступово накопичується в резервуарі. Зверху резервуара влаштовується перекриття. Внутрішня поверхня резервуара, що стикається з водою, штукатуриться цементним розчином шаром 2,0-2,5 див.

Після спорожнювання резервуара, а також після його ремонту необхідно промити його водою під напором зі шланга, після чого заповнити резервуар хлорною водою. Далі необхідно спустити хлорну воду й зробити його відмивання дворазовим обсягом води.

Між резервуарами влаштовують колодязь для можливості керування засувками й здійснення різних перемикань між резервуарами й водоводами. Повний обсяг резервуара розділяється на регулюючу ємність і запасну ємність - пожежну. Резервуари обладнають наступними трубами: трубою, що подає, яка кінчається у верхнього рівня води у вилученій від місця забору води стороні резервуара; усмоктувальні труби пожежних насосів кінчаються на оцінці дна резервуара й можуть витратити весь пожежний запас води. Усмоктувальні труби господарсько-питних насосів кінчаються на рівні вище чому рівень пожежних насосів і у випадку недогляду персоналу, якщо рівень води в РЧВ буде недостатній, то вони не зможуть забирати воду, що перебуває нижче цього рівня. Переливна труба закінчується вище необхідного рівня води в резервуарі й служить для запобігання переповнення резервуара. Спускна (грязьова) труба розташовується в приямку й дозволяє видаляти із приямка, що накопичується із часом іл, а також, дозволяє якщо буде потреба повністю спорожнити резервуар.

9. Захист трубопроводів і споруджень від корозії

9.1 Катодний захист трубопроводів від ґрунтової корозії

Катодна поляризація здійснюється за допомогою накладеного струму від зовнішнього джерела енергії, звичайно випрямляча, який перетворить змінний струм промислової частки в постійний. Захищається конструкція з'єднується з негативним полюсом зовнішнього джерела випрямленого струму, так що вона діє в якості катода. Друге анодне заземлення з'єднується з позитивним полюсом джерела струму так, що він діє як анод.

У дипломному проекті передбачений катодний захист, тому що конструкція, що захищається, і анодне заземлення перебувають в електричному контакті, захист від корозії досягається за допомогою металевих провідників, через випрямляч, що забезпечує катодну поляризацію.

Катодний захист регулюється шляхом підтримки необхідного захисного потенціалу, який виміряється між конструкцією й електродом порівняння (ЕП). Прилад для виміру поляризаційного потенціалу встановлюється на кожних 200 метрах.

Катодний захист використовується разом з ізоляційними покриттями, нанесеними на зовнішню поверхню спорудження, що захищається. Поверхневе покриття зменшує необхідний струм на кілька порядків. Для катодного захисту стали щільність струму вибирають 0,01…..0,2 мА/м2.

У міру руйнування покриття й оголення металу, катодний струм повинен зростати для забезпечення захисту спорудження.

9.2 Розрахунки й проектування катодного захисту

Дані:

Діаметр труби (Д_т)…………………………………...……………800 мм

Товщина труби (б_т)…………………...…………………………..…20 мм

Довжина трубопровода……….………………………………….1550 мм

Питомий опір ґрунту(с_з)…………………………………….34,4 Ом •м

Перехідний опір " труба-земля"…………………………….1•10⁵ Ом •м