Определение расчетной производительности сооружений

Содержание

Введение………………………………………………………..………………………..

1.Определение расчетной производительности…………………………..................

2.Расчет реагентного хозяйства ………………………………..………………………..

2.1 Определение расчетных доз реагентов……………………………………..

2.2 Определение необходимости в стабилизационной обработке воды…………..

2.3 Расчет коагуляционного хозяйства с сухим хранением реагента…………….

2.4 Расчет известкового хозяйства с мокрым хранением реагента……

2.5 Дозирование реагентов………………………………………………

3. Выбор технологии очистки…………………….........................................

4. Обеззараживание воды.............………………………...………………...

4.1 Расчет элементов установки для производства озона и смешивания его с водой. Блок обеспыливания и подачи воздуха.................................................

4.2 Вторичное хлорирование..........................................................................

5. Входная камера

6. Контактный осветлитель

7. Система повторного использования воды

8. РЧВ

9. Расчет высотной схемы очистных сооружений

10. Подбор вспомогательных сооружений

Список используемой литературы

 

 

Введение

 

На водоочистной станции производится обработка воды с целью получения качества ее, необходимого для потребителя. Чтобы довести показатели воды источника водоснабжения до степени, соответствующей требованиям потребителя, воду зачастую приходится подвергать весьма сложной обработке. Эта обработка может включать в себя введение в воду одного или нескольких химических реагентов, более или менее длительное перемешивание воды с ними, однократное или двукратное отстаивание воды, фильтрование через кварцевые фильтры или через фильтры, загруженные минералами, способными к ионному обмену, и т.д.

Применение того или иного технологического приема улучшения качества воды или совокупность этих приемов определяется, с одной стороны, свойствами воды источника водоснабжения, с другой - требо­ваниями, предъявляемыми потребителями к качеству подаваемой им воды.

Обычно требования к качеству подаваемой потребителю воды бы­вают заданы проектировщику водоочистной станции. Требования к ка­честву питьевой воды определены в СанПиН "Питьевая вода"; требо­вания к качеству воды, идущей для промышленного водоснабжения, определяются технологами того производства, на которое должна по­ступать вода с очистной станции.

Для выбора методов очистки воды и состава сооружений очист­ной станции необходимо знать также физико-химические свойства воды источника водоснабжения. Эти свойства проектировщику заданы санитарно-химическим анализом воды, которая будет поступать на очистку. В этом анализе имеются данные о цветности, мутности, жесткости воды, содержание в ней хлоридов, нитратов, бактериальном загрязнении и т.п.

Эффективность работы отдельных сооружений станций зависит от правильности выбора их размера. Поэтому расчет и проектирование со­оружения оказывают существенное влияние на качество осветляемой воды.

 

Определение расчетной производительности сооружений

Полный расход воды, поступающей на станцию очистки, определяется по формуле:

,

где Q_пол− полезная производительность станции, м³/сут;

Q_ппз − положение противопожарного запаса, принимается по СНиП в зависимости от количества жителей в городе и этажности зданий:

,

где n − количество пожаров;

q_1п− расход воды на тушение одного пожара, л/с;

t_п − время, необходимое для тушения одного пожара, ч;

Т _пож – время пополнения пожарного запаса (СНиП2.04.02.84 п2.25): Т _пож= 24ч

-коэффициент, учитывающий собственные нужды ОС: = 3÷4%;

Количество жителей в городе:

,

где − норма водоотведения на одного жителя

РАСЧЕТ РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА

Дозирование реагентов.

Доза коагулянта для вод разного состава не одинакова и должна устанавливаться путем опытного коагулирования исходной воды в производительной лаборатории. Для различных периодов года необходимо корректировать дозы реагентов.

Дозу коагулянта Д_к,мг/л, в расчете на Al₂(SO₄)₃ (по безводному веществу) допускается принимать при обработки мутных вод по СНиП, цветных вод - Д_к=4√ Ц.

Реагенты рекомендуется вводить за 1-3 мин. до ввода коагулянтов.

Дозирование известкового молока и раствора коагулянта в воду рекомендуется производить насосами-дозаторами. Количество дозаторов принимается по количеству секций смесителей плюс резервные.

Дозаторы подбирают по расходу реагента:

q_доз= q∙Д/10000∙γ·C, м³/ч,

где q- расход станции;

Д - доза коагулянта или доза извести в пересчете на СаО, г/м³;

C – крепость дозируемого реагента, %;

γ- удельный вес раствора коагулянта, равный 1 т/м³.

Количество дозаторов зависит от числа точек ввода реагентов и принимается не менее 2 (1- резервный). В качестве дозаторов применяются насосы-дозаторы.

q_{доз изв}= 914,6∙40,7/10000∙8∙1,065= 0,44 м³/ч;

Принимаем к установке 1 рабочий насос-дозатор и 1 резервный типа НД630/10

q_{доз коаг}= 914,6∙35/10000∙5∙1,041= 0,62 м³/ч

Принимаем к установке 1 рабочий насос-дозатор и 1 резервный типа НД630/10

Расчет установок для приготовления и дозирования флокулянта.

Для интенсификации процесса коагулирования применяются флокулянты. Наиболее часто используются полиакриламид (ПАА).

Емкость растворных баков для ПАА:

W_меш= Q_час∙Д_ПАА∙Т/10000∙С∙γ, м³,

W_меш= 914,6∙0,3∙24/10000∙1∙1= 0,66 м³.

Принимаем к установке 2 установки УРП-2М емкостью 1,2 м³ (1 рабочая, 1 резервная).

W_расх= 0,66·1/0,5 = 1,32 м². Задаваясь высотой бака, равной 1,8 м, вычисляем конструктивные размеры. Площадь будет равна:

F_б= W_б/Н_сл= 1,32/1,8= 1,8 м², тогда конструктивно принимаем размеры:

1,4 × 1,3 м. Принимаем 2 бака емкостью 0,66 м³ каждый.

Для перемешивания раствора ПАА применяем воздуходувки. Расход воздуха:

q^воз =1,4 · 1,3· 4 = 7,3 л/с = 0,44 м³/мин.

Принимаем 1 воздуходувку ВК-1,5 с избыточным давлением 8 м и 1 резервную.

Дозирование раствора ПАА осуществляется с помощью насоса-дозатора:

Q_доз= 914,6∙0,3/10000∙0,5∙1= 0,05 м³/ч

Принимаем к установке 2 насоса-дозатора НД-63/16 (1рабочий и 1 резервный).

Выбор технологии очистки

 

По табл.15 СНиП выбираем технологическую схему очистки, которая уточняется зависимости от качества исходной воды.

Если в исходной воде планктона больше 100кл/мл3, то нужен микрофильтр до смесителя.

Способы обеззараживания воды:

1. Если запах и привкус более трех баллов, ПО меньше 5баллов, то используется для первичного обеззараживания хлор;

2. Если запах и привкус меньше трех баллов, ПО меньше пяти баллов, но в воде присутствует фенол, то сначала используют аммиак, а затем первичный хлор.

3. Если запах и привкус больше трех баллов, то используется первичное озонирование, вследствие чего предусматривается контактная камера перед смесителем для ввода первичного озона.

4. Если запах и привкус более трех баллов, ПО больше восьми, то используют двойное озонирование.

Т.к. запах равен 3, привкус равен 4, ПО равна 7, то используется первичное озонирование.

Следовательно получаем схему очистки природных вод:

Ca(OH)2

Al2(SO4)3

(ПАА)

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ.

На основании сравнения заданных свойств сырой воды с нормативными данными на питьевую воду СанПиНа предусматриваем обеззараживание и улучшение вкусовых качеств воды озонированием. Необходимо учитывать, что при озонировании могут образовываться вторичные загрязнения – озониды, формальдегиды.

Предусматриваем обработку воды

− первичное озонирование сырой воды – перед поступлением на сооружения с дозой до 5 мг/л;

 

Вторичное хлорирование.

 

Расход хлора на вторичное хлорирование:

или 43,2 кг/сут.

где Д_хл²- расход хлора на вторичное хлорирование 2 мг/л;

 

Т.к. производительность станции меньше 250кг/сут, разделение на две части не нужно. В хлораторной устанавливают 2а вакуумных хлоратора ЛК 10С производительностью от 1,0 до 5,4 кг/ч. На каждую точку ввода устанавливают одни рабочий и одни резервный дозатор. 2е весов с бочками-испарителями и рабочие баллоны емкостью 55л.

Запас хлора хранится на расходном складе, рассчитанный на месячную потребность в хлоре.

N_бал=43,2*30/68,2=19 баллонов.

Количество одновременно работающих баллонов:1,8/5=2шт.

Суточный расход баллонов при количестве в одном баллоне (Е-55) сжиженного газа 68,2кг: 43,2/68,2=1 баллон.

Площадь хлораторной:

F=3+4=7 м²

 

Входная камера

На станциях контактного осветления воды необходимо предусматривать входную камеру, обеспечивающую требуемый напор воды, очистку от песка, ракушки и других грубодисперсных загрязнений, воздухоотделение.

Объем входной камеры

W_вх.к. = Q_сут*t/24*60 = 21950*5/24*60 = 250 м³

Где t – продолжительность пребывания воды во входной камере

Принимаем 2 входные камеры глубиной H=3 м и площадью каждая F_вх.к. = W_вх.к/2*H = 250/3*2 = 41,6 м², конструктивно можно принять размеры в плане 5,2 × 8 м

В камере устанавливают вертикальные сетки с отверстиями 2 – 4мм и скоростью 0,2 – 0,3 м/с.

Рабочая площадь сеток

F_c = q_ч/3600*V_c = 914.6/3600*0,25 = 1,02 м²

Входная камера оборудуется устройствами для промывки сеток спускной и переливной трубами.

Нижняя часть камеры имеет наклонные стенки под углом 50⁰

h_в.ч. = B/2*ctg(90⁰-50⁰) = 5,2/2*1,19 = 2,2 м

Полная высота входной камеры

H_вх.к. = h + h_н.ч. = 3 + 2,2 = 5,2 м

 

Контактный осветлитель

Контактные осветлители, предназначенные для осветления и обесцвечивание воды, могут удовлетворительно работать без предварительного ее осветления при условии, что содержание в ней взвешенные веществ будет не более 120 мг/л.

В основе действия контактного осветлителя лежит принцип контактной коагуляции, основанный на том, что при движении воды через слой зернистой загрузки происходит адсорбция коллоидных и взвешенных частиц на поверхности зерен фильтрующего материала.

Общая площадь контактных осветлителей F _к.о, м²,

 

 

где t_ст — продолжительность сброса первого фильтрата, мин,

где Q — полезная производительность станции, м³/сут;

Т _ст — продолжительность работы станции в течение суток, ч;

v _н — расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч

(без поддерживающих слоев при нормальном режиме — 4—5 м/ч)

n _пр — число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;

q _пр — удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м²

t_пр — время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для фильтров, промываемых водой, — 0,33 ч, водой и воздухом — 0,5 ч.

 

F_к.о. = 21000/[24*4-3(7,6 + 0,33*4 + 10*4/60)] = 225,5 м²

 

Количество фильтров на станциях производительностью более 1600 м³/сут должно быть не менее четырех. При производительности станции более 8—10 тыс. м³/сут количество фильтров следует определять с округлением до ближайших целых чисел по формуле

При этом должно обеспечиваться соотношение

 

v _ф = v _н N _ф/(N _ф - N ₁) v_ф = 4*8/8-1 = 4,6

 

где N ₁ — число фильтров, находящихся в ремонте

v _ф — скорость фильтрования при форсированном режиме (при форсированном — 5-5,5 м/ч)

Расчет площади одного контактного осветлителя

f_к.о. = F_к.Ао/N_к.о. f_к.о. = 225,2/8 = 28,2 м²

Принимаем размеры одного контактного осветлителя 5 × 5,64 м

Так как площадь меньше 40 м², то выбираем КО с боковым карманом

 

Расчет дренажа

Для расчета распределительной системы определим количество воды, необходимое на промывку:

q_пр = Y* f_к.о q_пр = 18*28,2 = 507,6 л/с

Диаметр центрального коллектора d = 800 мм, d_н = 830 мм

Определим количество ответвлений

N_отв. = 2* 5000/200 = 50 шт

Определим количество воды, расходуемое на одно отверстие

q_1отв = q_пр/ N_отв. q_1отв = 507,6/50 = 10,2 л/с

Площадь фильтра, приходящегося на одно ответвление распределительной системы

f_отв = (5,64 – 0,83/2)*0,25 = 0,6 м²

Суммарная площадь отверстий в трубах ответвлений

ΣF_отв. = 28,2*0,25/100 = 0,0705 м²

Количество отверстий в дренаже

n = 0,0705/0,000113 = 623 шт

Число отверстий на каждом ответвлении

n_отв = 623/50 = 12 шт

 

Количество желобов вычисляется по формуле

B_жел = 5,64/2 = 2 шт

 

Для сбора и отведения промывной воды следует предусматривать желоба полукруглого или пятиугольного сечения. Расстояние между осями соседних желобов должно быть не более 2,2 м. Ширину желоба В _жел надлежит определять по формуле

 

 

где q _жел — расход воды по желобу, м³/с;

а _жел — отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принимаемое от 1 до 1,5;

К _жел — коэффициент, принимаемый равным: для желобов с полукруглым лотком — 2, для пятиугольных желобов — 2,1.

 

В фильтрах со сборным каналом расстояние от дна желоба до дна канала Н _кан следует определять по формуле

 

 

где q _кан — расходы вод по каналу, м³/с;

В _кан — ширина канала, м, принимаемая не менее 0,7 м.

 

Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов

 

H_ж = Н_з*а_з/100 + 0,3

 

где Н _з — высота фильтрующего слоя, м;

а _з — относительное расширение фильтрующей загрузки в процентах

 

H_ж = 4,8*0,25/100 + 0,3 = 0,312 м

 

Высота контактного осветлителя

 

H_ф = 2 + 0,5 + 2,3 = 4,8 м

 

Потери напора в распределительной системе следует определять по формуле

 

 

где v _к — скорость в начале коллектора, м/с;

v _б.о — средняя скорость на входе в ответвления, м/с;

z — коэффициент гидравлического сопротивления

 

h = 0,55 * 0,8²/9,8*2 + 1,8²/9,8*2 = 0,11 м

РЧВ

 

ΣF_{всех.РЧВ} = 5276,5/5 = 1055,3 м²

F_{1-го РЧВ} = 3,14*15² = 706,5 м²

n_рчв = 1055.3/706.5 = 2 шт

9. Расчет высотной схемы очистных сооружений

Высотная схема станции – это графическое изображение в профиле всех ее сооружений с взаимной увязкой высоты их расположения на местности. Для предварительного высотного расположения сооружений, потери напора можно принимать по рекомендациям СНиП 2.04.02-84. Составление высотной схемы начинается с резервуара чистой воды. Отметка уровня воды в резервуаре определяется по формуле:

 

▼УВ_РЧВ=▼Земли+0,5м= 110+0,5+0.3= 110.8 м.

▼дна резервуара= ▼УВ_РЧВ – 5м= 110,8-5,0= 105,8 м

Отметка уровня воды в КО

▼КО =110,8+1+2=113,8 м

▼На фильтре = 113,8 – 1,7 = 112,1 м

Отметка уровня воды в контактной и входной камерах

▼КК = 113,8 +0,5+0,4 = 114,7 м

▼ВХ = 114,7+0,2+0,5 = 115,4 м

Используя данные по расчету высотных размеров отдельных элементов станции, определяют отметки дна сооружений и решают вопросы заглубления последних с использованием рельефа местности.

Список используемой литературы

1. СанПиН 2.14.1074-01. Вода питьевая. – М.: Стройиздат, 2001.

2. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения – М.: Стройиздат, 1985.

3. Каталог – справочник «химической аппаратуры» - ГЛАВПРОМСТРОЙПРОЕКТ. – М., 1969.

4. Лысов В.А., Турянский И.П., Нечаева Л.И., Бутно А.В. “Проектирование и расчет водопроводных очистных сооружений”. Ростов н/Д: Ростовский государственный строительный университет 2005. – с.139.

5. Москвитин А.С. Оборудование водопроизводно-канализационных сооружений. – М.: Стройиздат,1979.

6. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. пособие. – 6-е изд., доп. и перераб. – М.: Строиздат, 1984. – 116 с.

 

Содержание

Введение………………………………………………………..………………………..

1.Определение расчетной производительности…………………………..................

2.Расчет реагентного хозяйства ………………………………..………………………..

2.1 Определение расчетных доз реагентов……………………………………..

2.2 Определение необходимости в стабилизационной обработке воды…………..

2.3 Расчет коагуляционного хозяйства с сухим хранением реагента…………….

2.4 Расчет известкового хозяйства с мокрым хранением реагента……

2.5 Дозирование реагентов………………………………………………

3. Выбор технологии очистки…………………….........................................

4. Обеззараживание воды.............………………………...………………...

4.1 Расчет элементов установки для производства озона и смешивания его с водой. Блок обеспыливания и подачи воздуха.................................................

4.2 Вторичное хлорирование..........................................................................

5. Входная камера

6. Контактный осветлитель

7. Система повторного использования воды

8. РЧВ

9. Расчет высотной схемы очистных сооружений

10. Подбор вспомогательных сооружений

Список используемой литературы

 

 

Введение

 

На водоочистной станции производится обработка воды с целью получения качества ее, необходимого для потребителя. Чтобы довести показатели воды источника водоснабжения до степени, соответствующей требованиям потребителя, воду зачастую приходится подвергать весьма сложной обработке. Эта обработка может включать в себя введение в воду одного или нескольких химических реагентов, более или менее длительное перемешивание воды с ними, однократное или двукратное отстаивание воды, фильтрование через кварцевые фильтры или через фильтры, загруженные минералами, способными к ионному обмену, и т.д.

Применение того или иного технологического приема улучшения качества воды или совокупность этих приемов определяется, с одной стороны, свойствами воды источника водоснабжения, с другой - требо­ваниями, предъявляемыми потребителями к качеству подаваемой им воды.

Обычно требования к качеству подаваемой потребителю воды бы­вают заданы проектировщику водоочистной станции. Требования к ка­честву питьевой воды определены в СанПиН "Питьевая вода"; требо­вания к качеству воды, идущей для промышленного водоснабжения, определяются технологами того производства, на которое должна по­ступать вода с очистной станции.

Для выбора методов очистки воды и состава сооружений очист­ной станции необходимо знать также физико-химические свойства воды источника водоснабжения. Эти свойства проектировщику заданы санитарно-химическим анализом воды, которая будет поступать на очистку. В этом анализе имеются данные о цветности, мутности, жесткости воды, содержание в ней хлоридов, нитратов, бактериальном загрязнении и т.п.

Эффективность работы отдельных сооружений станций зависит от правильности выбора их размера. Поэтому расчет и проектирование со­оружения оказывают существенное влияние на качество осветляемой воды.

 

Определение расчетной производительности сооружений

Полный расход воды, поступающей на станцию очистки, определяется по формуле:

,

где Q_пол− полезная производительность станции, м³/сут;

Q_ппз − положение противопожарного запаса, принимается по СНиП в зависимости от количества жителей в городе и этажности зданий:

,

где n − количество пожаров;

q_1п− расход воды на тушение одного пожара, л/с;

t_п − время, необходимое для тушения одного пожара, ч;

Т _пож – время пополнения пожарного запаса (СНиП2.04.02.84 п2.25): Т _пож= 24ч

-коэффициент, учитывающий собственные нужды ОС: = 3÷4%;

Количество жителей в городе:

,

где − норма водоотведения на одного жителя