Розрахунок водоочисної станції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Вода - одне з найбільших багатств у житті людини. Вона широко застосовується в різних галузях життєдіяльності. Організм людини на 70-80% складається з води, це саме можна сказати й про тваринний і рослинний світ. Вона в повсякденному житті людини використовується для пиття, приготування їжі, задоволення санітарно-гігієнічних потреб. Вода необхідна для забезпечення перебігу багатьох технологічних процесів, вирощування сільськогосподарської продукції та переробки її на продукти споживання, а також для різних галузей промисловості, де вона використовується як сировина, реагент, теплоносій, промивний засіб тощо.

Природна вода ніколи не буває цілковито чистою. У ній завжди містяться розчинені речовини, а інколи й нерозчинні домішки. Найчистішою є дощова і снігова вода. Але й дощова вода містить близько 0,003% розчинених мінеральних речовин, які перебувають в повітрі у вигляді пилу і вимиваються дощем.

Падаючи на землю, дощова і снігова вода частково стікає в річки, а частково просочується у ґрунт і утворює так звані підземні води. Попутно вона розчиняє різні речовини. Річкові води містять близько 0,05% розчинених речовин, а підземні (джерельна, колодязна тощо) -- до 0,1% і більше.

Усі природні води, що містять до 0,1% розчинених солей, називають прісними. Коли розчинених речовин більше від 0,1%, воду називають солоною.

Найсолонішою є морська вода. В ній міститься до 3--4% розчинених речовин. Наявність у морській воді дуже великої кількості розчинених солей робить її непридатною ані для вжитку, ані для господарсько-побутових, ані для промислових потреб.

Оскільки природна вода не буває цілком чистою, то у більшості випадків для безпосереднього вжитку вона непридатна. Тому її попередньо піддають очищенню як від механічних домішок, так і деяких розчинених солей, а інколи і від усіх сторонніх речовин. Характер очищення води залежить від того, для якої мети її вживають.

Особливо високі вимоги висуваються до очищення питної води. За даними Держстандарту питна вода має такі гігієнічні вимоги:

- вода повинна бути безпечна в епідемічному відношенні, нешкідлива по хімічному складу та мати благополучні органолептичні властивості;

- вода не повинна перевищувати допустимий вміст мікроорганізмів та бактерій;

- концентрація хімічних речовин, що зустрічаються в природних водах чи доданих до води в процесі її обробки, не повинна перевищувати нормативів;

- вода не повинна мати водні організми та поверхневу плівку.

Нормативні рекомендації складаються в результаті експертної оцінки, що ґрунтується на декількох факторах - аналізі даних про поширеність і концентрацію речовин; можливостях, що виявляють звичайно в питній воді, очищення від цих речовин; науково обґрунтованих висновках про вплив забруднюючих речовин на живий організм. Що стосується останнього фактора, то він має деяку невизначеність, оскільки експериментальні дані переносяться із дрібних тварин на людину, потім лінійно (а це умовне допущення) екстраполюються з більших доз шкідливих речовин на малі, потім вводиться "коефіцієнт запасу" - отриманий результат по концентрації шкідливої речовини ділиться звичайно на 100. Крім того, існує невизначеність, пов'язана з неконтрольованим надходженням у воду техногенних домішок і відсутністю даних про надходження додаткових кількостей шкідливих речовин з повітря й продуктів харчування.

Найкращою для пиття вважається джерельна і артезіанська вода. Річкову воду теж вживають для пиття після її очистки.

Вода з домішками органічних речовин, в яких можуть розвиватися мікроби, непридатна не тільки для пиття, а й для цілого ряду інших цілей. Природну воду очищають звичайно на водоочисних станціях.

Саме очищення води стосується даний курсовий проект, який включає в себе розрахунок реагентного господарства, змішувачів, відстійників, фільтрів, знезаражування води, обробки промивних вод.

Вихідні дані до курсового проекту

1) Корисна продуктивність водоочисної станції: ;

2) Склад ґрунтів ділянки під очисними спорудами - від 0,5м і нижче зцементований пісок з гравієм;

3) Глибина залягання горизонту ґрунтових вод - 2,1 м;

4) Глибина промерзання ґрунту - 2,5 м;

Відповідність якісного складу даної води щодо ДержСанПіН «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання»

Найменування показника	Вміст у даній воді	Норма	Відповідність
Каламутність, мг/л	180	1,5	Не відповідає
Кольоровість, град	35	20	Не відповідає
Мінералізація, мг/л	1000	1000	Відповідає
Сульфати, мг/л	413,4	500	Відповідає
Хлориди, мг/л	97	350	Відповідає
- Твердість заг., мг екв/л - Карбонатна, мг екв/л	6,28 4,26	1,5-7 -	Відповідає -
Лужність за	260	0,5 - 6,5	Не відповідає
Фториди, мг/л	1,4	1,5	Відповідає
Залізо заг., мг/л	0,15	0,3	Відповідає
Марганець, мг/л	0,02	0,1	Відповідає
рН	7,2	6,5 - 8,5	Відповідає
Колі-титр, л	10,0		Не відповідає
Колі-індекс	100		Не відповідає

1. 1. Визначення розрахункової продуктивності станції водопідготовки

Повна продуктивність очисної станції є сумою розрахункової витрати води для доби максимального водоспоживання і витрати води на власні потреби очисної станції (промивка фільтрів, втрати води при видаленні осаду з відстійників або освітлювачі із зваженим осадом, очищення технологічних споруд і так далі) і визначається по формулі:

Де:

- розрахункві витрати води в добу максимального водоспоживання (корисна продуктивність), м3/доб;

- коефіцієнт, що враховує витрату води на власні потреби водоочисної станції.

Відповідно до норм [1, п 6.6], що діють, при витраті води на власні потреби станції без повторного використання води, коефіцієнт

Тобто повна продуктивність очисної станції складатиме:

Годинна продуктивність очисної станції:

Секундна продуктивність станції:

2. Вибір складу споруд та місця розташування майданчика водоочисної станції

Вибір технологічних схем та споруд для покращення якості поверхневих вод є найбільш складним та відповідальним в системах господарсько-питних та виробничих водопроводів. Їх вибирають на основі техніко-економічних обґрунтувань, в залежності від необхідної пропускної спроможності, від якості поверхневої води, вимог до води споживачів та досвіду експлуатації споруд, які працюють в аналогічних умовах.

Для підготовки води питної якості можуть бути прийняті тільки ті методи, які отримали позитивні гігієнічні висновки. Попередній вибір основних споруд для прояснення та знебарвлення поверхневих вод здійснюється на основі витрати даної води, її якісного складу. Отже, для кожної води, залежно від її якості та потреби в ній, споруди обираються індивідуально.

Спираючись на вихідні дані, приймаємо двоступеневу реагентну схему з таким складом споруд:

1) Вертикальний змішувач;

2) Прояснювач із завислим шаром осаду коридорного типу;

3) Швидкі фільтри.

Вибір двоступеневої реагентної схеми обґрунтовується високою каламутністю та кольоровістю вихідної води.

3. Реагентне господарство

3.1 Визначення доз реагентів

Доза коагулянту за наявності у воді і підвищеній каламутності і підвищеній кольоровості визначається окремо по кожному з цих показників. Доза коагулянту по кольоровості визначається по формулі:

вода очищення знезаражування

де - кольоровість оброблюваної води в градусах платинокобальтової шкали.

Доза коагулянту по каламутності визначається по [1, табл. 16 ], Дк=40 мг/л.

Для подальших розрахунків вибираємо більшу дозу коагулянту по каламутності Дк=40 мг/л.

Для інтенсифікації процесу коагуляції додатково з коагулянтом використовуються флокулянти, серед яких найбільш розповсюджений поліакриламід (ПАА) та активна кремнієва кислота.

Дозу ПАА приймаємо згідно [1, п.6.17] за умови введення перед фільтрами при двоступеневому очищенні - 0,05 - 1 мг/л.

Для покращення ходу коагуляції та знебарвлення води, а також покращення санітарного стану споруд, необхідно передбачити первинне хлорування. Згідно [1, п 6.18] доза хлоровміщуючих реагентів ( за активним хлором) для первинного хлорування приймається 3-10 мг/л. Для даного проекту доза первинного хлорування складатиме 5 мг/л. Реагент по рекомендації буде введений за 1-3 хв до введення коагулянтів.

Для покращення пластівцеутворення та недостатньому лужному резерві необхідно вводити підлуговуючі реагенти (вапно, соду), доза яких, мг/л, визначається за згідно [1, п.6.19]

де:

- максимальна, в період підлуговування, доза безводного коагулянту, мг/л

- еквівалентна маса коагулянту (безводного), мг/мг-екв., приймається для Al2(SO4)3 - 57; FeCl3 - 54; Fe2(SO4)3 - 67;

- коефіціент, який рівний для вапна - 28, для соди - 53

- мінімальна лужність води мг-екв/л

Оскільки доза лугу має від'ємне значення, то підлуговувати воду не потрібно.

3.2 Вибір схеми господарства для приготування коагулянту

Спосіб зберігання коагулянту визначається на сонові техніко-економічного обґрунтування і залежить від кількості коагулянту, який зберігається на водоочисній станції.

Добові витрати коагулянту визначаються з виразу:

де:

- повна продуктивнысть водоочисної станції, м3/доб;

- розрахункова доза коагулянту, мг/л;

- вміст безводного продукту в коагулянті, %. При використанні неочиенного сірчанокислого алюмінію приймається - 33,5%, очищенного - 45%.

Кількість коагулянту, який зберігається на водоочисній станції:

Де:

- час зберіання коагулянту на складі, діб. Згідно [1, п.6.202] діб.

Оскільки 21т<Зк<120т, то згідно вказівок до курсового проекту орієнтовно приймаємо мокрий спосіб зберігання коагулянту в розчинних баках.

3.3 Розрахунок розчинних і витратних баків мокрого способу зберігання в розчинних баках.

При застосуванні даного способу при поставці коагулянту завантажується безпосередньо в розчинні баки, де зберігається в сухому чи залитому водою вигляді. За потребою в частині розчинних баків відбувається розчинення коагулянту та перекачка у витратні баки, з яких розчин коагулянту подається в змішувач.

Розрахунковий корисний об`єм розчинних баків визначаємо за формулою:



- розрахунковий об'єм розчинного бака на 1 т неочищеного коагулянту, м3/т

Згідно [1, п.6.205] м3/т - для неочищеного коагулянту, - для очищеного коагулянту.

Приймаємо кількість розчинних баків .

Об'єм одного баку становитиме:

Оскільки коагулянт передбачається доставляти самоскидами, то місткість розчинного баку приймаємо кратною 3 м3, тобто W1=45,0 м3.

Площа в плані розчинного баку становитиме, м2

Де:

- робоча висота бака над колосниковою решіткою з прозорами 10 -15 мм. Приймаємо .

При квадратній формі бака, розмір його сторони, м

В нижній частині (днище) розчинні баки влаштовуються з ухилом до горизонту для неочищеного коагулянту та для очищеного [1, п. 6.24], отже, приймаємо .

Для спорожнення баків та скиду осаду передбачимо трубопровід діаметром не менше 150 мм.

Висота похилого днища підрешіткової частини розчинного бака:

Висота підрешіткової частини розчинного бака вище похилого днища:

Загальна висота підрешіткової частини розчинного бака:

Загальна висота розчинного бака:

Де:

- висота будівельного запасу. Приймаємо Н3=0,5 м.

Загальний об'єм витратних баків визначаємо за формулою:



Де:

- повна годинна продуктивність водоочисної станції;

- час повного циклу проготування розчину коагулянту. Приймається =10-12 год при температурі води до 10оС, =6-8 год при температурі води до 40оС;

- концентрація розчину коагулянту. Згідно [1, п.6.21] приймається до 17% - при використанні неочищенного коагулянту; до 20% - для очищеного кускового; до 24% - для очищеного гранульованого;

- густина розчину, т/м3. Приймається - при концентрации 10% та - при концентрації 20%.

Кількість витратних баків приймаємо: . тоді об'єм одного витратного бака:

Площа в плані витратного баку становитиме:

Де:

- робоча висота бака. Приймаємо



Схема розчинного бака

1 - осадова частина; 2 - повітряна розподільна система; 3 - колосникова решітка; 4 - розчинна частина; 5 - завантаження кускового коагулянту; 6 -шар коагулянту; 7 - подача води; 8 - відбір концентрованого розчину; 9 - подача повітря; 10 - випуск осаду.

Максимальна відмітка розчину в розчинному баці перевищує максимальну відмітку розчину у витратному баці на 0,6м.

При квадратній формі баку, розмір його сторонни становитиме:

Для розчинення коагулянту передбачаємо подачу стислого повітря, розрахункові витрати якого визначаємо за формулою:

Де:

, - інтенсивність подачі повітря, відповідно, в розчинні та витратні баки, л/(см2). Згідно [1, п.6.23] ,

;

- відповідно, кількість розчинних та витратних баків в які одночасно подається стиснене повітря, шт.

Згідно [1] на 3-4 баки приймається одна повітродувка. Отже приймемо 3 водокільцеві повутродувки (дві робочих, одна резервна) марки РМК-4 з наступними характеристиками: продуктивність 1620 м3/год; надлишковий тиск 21 м.вод.ст. , витрати води до 7,2 м/год., довжина 3130 мм, ширина 1600 мм, висота 1750 мм, потужність 75-100 кВт.

Кількість відгалужень, шт., які розміщуються в одному баці, визначається за формулою:

Де:

В - ширина бака, м;

1В - відстань між відгалуженнями, м. Приймається 1В не більше 0,4 - 0,5 м. Приймаємо 1В=0,4м.

Для розчинного баку:

Для витратного баку:

Кількість отворів в одному відгалуженні:

Де:

А - довжина бака, м;

l0 = 0,075-0,15м - відстань між сусідніми отворами.

Для розчинного баку:

Для витратного баку:

Отвори розташовуємо в шаховому порядку вниз під кутом 30о

Діаметр отворів, мм, визначається за формулою:

Де:

- інтенсивність подачі повітря в бак, л/(с.м2 );

- швидкість виходу повітря з отворів. Приймається не менше 30 м/с;

Р = 1,5кгс/см2 - напір в повітропроводі.

Для розчинного баку:

Для витратного баку:

Розрахункові внутрішні діаметри повітропроводів, попередньо склавши розрахункову схему, визначаємо за формулою:

Де:

- витрати повітря, м3/год. Для повітропроводу, який приєднаний до повітродувки дані витрати повітря приймаються рівними продуктивності повітродувки;

V =10-15 м/с - швидкість руху води в повітропроводі.

Приймаємо поліетиленові труби високого тиску ПВД (ГОСТ 18599-83).

Дозування коагулянту передбачаємо за допомогою насоса-дозатора, продуктивність якого визначаємо за формулою:

л/год

Приймаємо два насоси-дозатори марки DMM 260 (один робочий, один резервний) з характаристиками: продуктивність до 260л/год; напір10 бар; частота ходу 120 хід/хв.

3.4 Розрахунок споруд для дозування флокулянту

Для інтенсифікації процесу коагуляції додатково з коагулянтом використовуються флокулянти, серед яких найбільш розповсюджений поліакриламід (ПАА) та активна кремнієва кислота.

При додаванні ПАА відбувається прискорене злипання нестійких твердих частинок. Це викликано адсорбцією молекул ПАА на частинках зависі та пластівцях коагулянту, що призводить до їх швидкого укрупнення та прискорює осідання.

Технічний поліакриламід - прозорий. Безколірний або жовто-коричневий, в'язкий і тягучий гель, який вміщує полімеру (активної речовини). Поставляється та зберігається в бочках вагою 100-150 кг. Зберігається при плюсовій температурі, бажано біля місця приготування.

Для розчинення технічного поліакриламіду застосовуються мішалки, розроблені АКГ ім. Панфілова (ЦКБ АКГ УРП-2м) загальним об'ємом 2 . За один цикл готується до 150 кг () гелю. Робоча ємність бака мішалки становить . Згідно [21,п.6.30] цикл приготування розчину ПАА з гелю приймається 25-40 хв. Для прискорення приготування розчину ПАА необхідно використовувати гарячу воду з температурою не більше 50 град. За один цикл приготування концентрація розчину ПАА, %, визначається за формулою:

Бак має квадратну форму в плані для зменшення виру, який утворюється при обертанні розчину. Швидкість обертання валу 1000об/хв.. На валу розміщено дві лопаті розмірами 60х100 мм під кутом 10 град до вертикальної осі. Внутрішню і зовнішню поверхні баку покривають нітроемаллю.

Одна мішалка може забезпечити робочим розчином очисні споруди продуктивністю до 150 тис. .

Об'єм витратних баків, , визначається за формулою:

Де - повна продуктивність водоочисної станції, ;

- тривалість зберігання розчину ПАА, доба. Згідно [1,п.6.31] приймається до 15 діб при концентрації розчину ПАА , до 7 діб при ;

- густина розчину.

Для перекачування робочого розчину ПАА можна застосовувати ежектори, відцентрові насоси.

Схема приготування та дозування розчину ПАА

1 - бак з мішалкою; 2 - подача розчину ПАА; 3 - подача води; 4 - електродвигун; 5 - лопаті; 6 - циркуляційно-перекачувальний насос; 7 - витратний бак; 8 - дозуючий пристрій; 9 - ежектор: 10 - подача до місця введення ПАА.

4. Розрахунок змішувача

Згідно [1, п. 6.45] при очищенні води з крупнодисперсними завислими частинками та при використанні реагентів у вигляді суспензій (вапно) або частково прояснених розчинів, доцільно застосовувати вихрові змішувачі, оскільки процес розчинення реагентів в них проходить значно повніше. Це пояснюється тим, що крупні частинки знаходяться в нижній частині вертикального змішувача, де під дією підвищених швидкостей скоріше розчиняються. Зменшуючись в розмірах, ці частинки виносяться водою у верхню частину змішувача і залишаються в ній практично до повного розчинення. Вихровий змішувач (один) розраховується на продуктивність до 400 л/с.

Витрати води, які проходять через один змішувач:

де:

- повна година продуктивність очисної станції, м3/год;

- кількість змішувачів, шт. Згідно [1, п.6.44] мінімальна кількість змішувачів .

Площа горизонтального перерізу в вертикальній частині змішувача:

де:

частині змішувача - швидкість висхідного руху води у вертикальній частині змішувача.

Розміри в плані верхньої частини змішувача, м

Прийнявши верхню частину змішувача круглою в плані її діаметр становитиме:

Діаметр подавального трубопроводу визначається за швидкістю руху води в ньому . Згідно [5] приймаємо сталеві електрозварні труби , .

Ширина нижньої частини квадратного або діаметр круглого змішувача приймається або більше на 0,1...0,2 м. Висота нижньої пірамідальної або конічної частини змішувача, м

Де:

- кут між похилими стінками пірамідальної частини змішувача, [1, п.6.45].

Висота верхньої частини з вертикальними стінками приймається :

[1, п. 6.45].

Повна висота змішувача, м

Де:

= 0,5 м - висота запасу.

Збір води забезпечується в верхній частині змішувача периферійним лотком через отвори. Вода, що протікає по лотках в напрямку бокової кишені розділяється на два потоки. Тому, площа живого перерізу водозбірного лотка буде становити:

Де:

= 0,6 м/с -- швидкість руху води в лотку, [1, п.6.45].

Вода в лотки потрапляє через отвори, заглиблені на 0,6...0,9 м, тобто висота лотка = 0,7...1,2 м.

Ширина лотка:

Уклон дна лотка приймається 0,02.

Загальна площа затоплених отворів:



Де:

- швидкість руху води через отвори.

Діаметр отворів = 20 - 80 мм. Орієнтовно при продуктивності до 5000 м3/добу він становить 20 мм, до 10000 - 40 мм, до 15000 - 60 мм. Приймемо діаметр - 80 мм

Кількість отворів:

Втрати напору в отворах:

Крок отворів, м

- квадратної форми

Відстань між отворами:

Крок отворів повинен бути в 2...3 рази більшим за діаметр отворів.

Діаметр відвідного трубопроводу визначається за швидкістю руху води не більше 1 м/с. Згідно [5] приймаємо сталеві електрозварні труби ,

Розміри бокової кишені в плані призначаються такими, що дорівнюють двом-трьом діаметрам . Отже ширина кишені становитиме 1,2 м.

Діаметр переливного трубопроводу приймаємо рівним 100 мм.

Схема вертикального (вихрового) змішувача

1 - трубопровід подавання води в змішувач; 2 - трубопровід відведення води; 3 - трубопровід підведення реагентів (коагулянт); 4 - пірамідальна частина; 5 - вертикальна частина; 6 - сітка; 7 - бокова кишеня; 8 - переливний трубопровід; 9 - трубопровід спорожнення.

5. Розрахунок прояснювача з шаром завислого осаду коридорного типу

Прояснювачі з завислим шаром осаду (ПЗШО) покращують очищення води за рахунок її проходження через шар завислого осаду, в якому відбувається контактна коагуляція та стиснене осідання.

Згідно [1, п.6.77] розрахунок прояснювачів проводиться з врахуванням річних коливань якості води. Згідно [1, ф.11] максимальна концентрація завислих речовин, яка поступає на ПЗШО, мг/л, визначається за формулою :

Де:

-- кількість завислих речовин у вихідній воді, г/м3, (приймається рівною каламутності вихідної води );

К к -- коефіцієнт, який рівний для неочищеного сірчанокислого алюмінію Кк = 1, очищеного Кк = 0,5; . Приймаємо Кк = 0,5

Дк- доза коагулянту, г/м3;

Ц - кольоровість вихідної води, град;

Вв -- кількість нерозчинних речовин, які вводяться з вапном, г/м3. Вв= 0, оскількі вихідна має достатню лужність і не потребує пілуговування.

Згідно [1, п.6.78] з врахуванням [1, п.6.63] загальна площа зони прояснення, м2, визначається для двох періодів:

- мінімальної каламутності при мінімальній зимовій витраті води;

- найбільшої каламутності при найбільшій витраті води, яка відповідає даному періоду за формулою:



Схема прояснювача з завислим шаром осаду коридорного типу

1-трубопровід подачі води; 2 - трубопровід видалення осаду; 3 - трубопровід відведення проясненої води; 4 - трубопровід спороження; 5 - зона прояснення; 6 - зона видалення осаду; 7 - трубопровід відведення проясненної води; 8 - жолоб; 9 - осадоприймальні вікна; 10 - захистний козирьок; 11 - збірний канал;12 - залізобетонний корпус; 13 - телескопучна труба; 14 - засувка.



Де:

-- розрахункові витрати води для періодів максимального та мінімального зимового добового водоспоживання , м3/год. Для літнього періоду ; для зимового ;

-- коефіцієнт розподілу води між зонами прояснення та відділення осаду (осадоущільнювачем). Приймається згідно [1, табл. 20] для літнього періоду ; для зимового ;

-- швидкість висхідного потоку в зоні прояснення, мм/с. Приймається згідно [2, табл. 20] для літнього періоду ; для зимового з урахуванням зауваження до [1, табл. 18]

Загальна площа зони прояснення влітку:

Загальна площа зони прояснення взимку:

Згідно [1] площа зони накопичення осаду, визначається:

Площа зони накопичення осаду влітку:

Площа зони накопичення осаду взимку:

Загальна площа прояснювача, м2

Де:

- відповідно, максимальні значення площ зони прояснення та зони відділення, м2.

Кількість ПЗШО приймається з умови, щоб площа одного ПЗШО не перевищувати 100-150 м2. При кількості ПЗШО менше 6, необхідно передбачати один резервний [1, п.6.89].

Приймаємо кількість ПЗШО та один резервний

Тоді розрахункова площа одного ПЗШО:

/

Висоту ПЗШО від низу до верху жолобів можна визначити за виразами:

Де:

- кут розходження струменя, град. Приймається не більше 30°. Приймаємо ;

- висота зони прояснення, [1, п.6.79]. Приймаємо ;

-- висота вертикальної частини зони прояснення від похилих стінок до низу осадоприймальних вікон, м, [1, п.6.79]. Приймаємо ;

- висота пірамідальної частини коридору зони прояснення, м;

- ширина жолобу, м, яка визначається за формулою:

де: - витрата проясненної води в одному жолобі. Оскільки в кожному з 2 коридорів ПЗШО розташовано = 2 жолоби, то витрати води в жолобі, м3/с будуть становити:

Отже,

- ширина коридору зони прояснення,м, визначається з виразу:

де:

а = 0,3 - 0,5 м - ширина дна пірамідальної частини коридору (за умови розміщення дірчастої труби). Приймаємо а = 0,5 м.

=60-70°- кут між похилими стінками пірамідальної частини, [1, п.6.79]. Приймаємо .

Після математичних перетворень отримаємо рівність:

З якої визначимо величину :

Перевіряємо умову, щоб висота шару завислого осаду, рахуючи до середини висоти пірамідальної частини, становила = 2,0...2,5 м , [1,п.6.79]

Отже, висота пірамідальної частини коридору зони прояснення відповідає вимогам [1, п.6.79].

Ширина коридору зони прояснення, м:

Довжина коридору зони прояснення, м:

де:

- кількість коридорів зони прояснення.

Ширина осадоущільнювача (зони відділення), м

де:

- довжина осадоущільнювача, м. Приймається = .

Загальна висота ПЗШО, м

де:

= 0,3 м - висота будівельного запасу, [1, п.6.79]

Розподіл води по площі прояснення передбачається дірчастими трубами, які укладаються на відстані не більше 3 м одна від одної [1, п.6.82] і розраховуються на максимальну величину витрат води, м3/год, які визначаються за формулою:

Дірчасті труби приймаються телескопічної форми з двома ділянками (шт). Тоді розрахункові витрати на вході в і-ту ділянку, л/с

де і - номер ділянки.

Розрахункові витрати на вході:

· В першу ділянку:

· В другу ділянку:

Діаметри ділянок дірчастих труб приймаються за швидкістю руху води на вході в ділянку 0,5-0,6 м/с [1, п.6.82]. Діаметр першої ділянки приймаємо , , а другої , (труби електрозварні, згідно ГОСТ 10704-91).

Загальна кількість отворів у водорозподільному колекторі, шт.

де:

- загальна площа отворів, м2;

- площа одного отвору, м2;

= 1,5-2 м/с -- швидкість виходу води із отворів дірчастих труб. [1, п.6.82]. Приймаємо ;

-- діаметр отворів, м. Згідно [1, п.6.82] приймається 25 мм. Приймаємо 0,03 м.

Відстань між отворами, м

Згідно [1, п.6.82] отвори розміщують під кутом 45° до вертикалі по обидві сторони труби в шаховому порядку. При цьому, відстань між отворами не повинна перевищувати 0,5 м:

Згідно [1, п.6.84] збір проясненої води в зоні прояснення передбачається жолобами з трикутними водозливами висотою 40- 60 мм при відстані між осями водозливів =100- 150 мм і кут між кромками водозливів 60°. Приймаємо

Оскільки в кожному з 2 коридорів ПЗШО розташовано nж=2 жолоби, то витрати води в жолобі, м3/с будуть становити , згідно попередніх розрахунків.

Кількість водозливів у жолобі, шт

Витрати води через один водозлив:

Глибина води в кінці жолоба, м

де:

- ширина жолобу, м , згядно попередніх розрахунків;

- розрахункова швидкість руху води в жолобі, [1, п.6.84].

Витрати води, що надходять в осадоущільнювач разом з надлишком осаду, м3/год

З кожного боку в осадоущільнювач буде надходити вода, м /год, в кількості

Загальна площа осадоприймальних вікон, м2

де: =10-15 мм/с - швидкість руху води з осадом в осадоприймальних вікнах, [1, п.6.83].

Приймаємо .

Загальна довжина осадоприймальних вікон, м

де:

0,2 м -- висота вікон.

Кількість вікон в одній перегородці, шт

де:

-- довжина одного вікна, м. Приймається ? 0,5 м. Приймаємо

Відстань між осями вікон, м

Відстань між краями сусідніх вікон, м

Згідно [1, п.6.85] збір проясненої води із осадоущільнювача передбачають затопленими дірчастими трубами, верх яких повинен бути розташований не менше ніж на 0,3 м нижче рівня води в ПЗШО і не менше ніж на 1,5 м вище верху осадоприймальних вікон.

Витрати води через одну трубу, м3/с

де:

- кількість дірчастих труб. Приймаємо

- витрати води під час скидання осаду, м3/год

де:

= 1,2-1,5 - коефіцієнт розведення осаду під час його видалення. Приймаємо ;

= 8-15 мг/л -- кількість завислих речовин, яка поступає на швидкий фільтр. Приймаємо= 15;

-- середня концентрація завислих речовин, яка знаходиться в осадоущільнювачі, мг/л. Приймається за [1, табл. 19] при цьому час ущільнення приймають не менше 6 год при відсутності на станції окремих згущувачів. Приймаємо при часі ущільнення - 6 год.

Тоді

Діаметр труб для відведення води приймається за швидкістю руху води в них, але не більше 0,5 м/с [1, п.6.85]. Приймаємо труби діаметром при (труби електрозварні сталеві ГОСТ 10704-91)

Загальна площа отворів в одній трубі, м2

де:

-- швидкість входження води в отвори, м/с. Згідно [1, п.6.85] >1,5 м/с.

Приймаємо

Кількість отворів, шт

Де:

- площа одного отвору, м2;

= 15-20мм - діаметр отвору, [1, п.6.85]. Приймаємо 20 мм

Відстань між центрами отворів, м, визначається за формулою

Об'єм осадоущільнювача (до низу перепускних вікон), м3

- при двох осадовідвідних трубах

де:

б = 0,3-0,5 м - ширина дна пірамідальної частини осадоущільнювача. Приймаємо б = 0,45 м

- висота пірамідальної частини осадоущільнювача, м

- при двох осадовідвідних трубах

Де:

= 70° - кут між похилими стінками осадоущільнювача,[1, п.6.88].

Тоді

Кількість осаду, який надходить в осадоущільнювач, кг/год

Тривалість перебування осаду в осадоущільнювачі, год

Розрахована тривалість перебування осаду в осадоущільнювачі, розрахована не менше за раніше прийняту, яка дорівнює 12 год.

Для видалення осаду з осадоущільнювача використовуються дірчасті труби діаметром не менше 150 мм та відстанню між ними не більше 3 м [1,п.6.87].

Витрати води через осадовідвідну трубу, м3/с

де:

-- кількість осадовідвідних труб, шт.;

= 15-20 хв - час видалення осаду, що накопичився, [2, п.6.87]. Приймаємо = 15 хв.

Діаметр осадовідвідних труб приймається по швидкості руху води в них не менше 1 м/с [1, п.6.87]. Приймаємо труби діаметром при (труби електрозварні сталеві ГОСТ 10704-91)

Загальна площа отворів в одній трубі, м2

де:

- середня швидкість руху осаду в отворах осадовідвідних труб, м/с. Згідно [1, п.6.87] ?3 м/с. Приймаємо

Площа одного отвору, м2, визначається за формулою:

де :

- діаметр отвору, м. Згідно [1, п.6.87] 20 мм

Загальна кількість отворів в осадовідвідній трубі, шт., визначається за формулою:

Крок між отворами [1, п.6.87], м

Довжина одного ПЗШО, м

де

= 0,2 м - товщина стінки.

Загальна ширина ПЗШО, м

Діаметр трубопроводу відведення проясненої води приймається за швидкістю руху води V = 0,8-1,2 м/с і витратами, л/с, які проходять через один ПЗШО:

Приймаємо труби для відведення проясненної води діаметром при (труби електрозварні сталеві ГОСТ 10704-91)

Глибина води в збірному каналі, м

Де

- годинна продуктивність водоочисної станції, м3/с;

= 0,5 м/с - швидкість руху води в збірному каналі.

Відстань від верху осадоприймального вікна до низу збірного каналу, м

де:

?1,5 - відстань від верху осадоприймального вікна до верху дірчастої труби для збору та відведення проясненої води, м. Приймаємо ;

- діаметр дірчастої труби для збору та відведення проясненої води, м;

Нп ?0,4 - перепад відміток між верхом дірчастої труби для збору та відведення проясненої води, яка виходить з осадоущільнювача, та рівнем води в збірному каналі, м. Згідно [1, п.6.85] приймається Нп = 0,4 м;

Для повного спороження ПЗШО в кожній секції передбачаємо спускний трубопровід діаметром 100 мм.

6. Розрахунок швидкого фільтра

На швидкі фільтри вода подається після відстійників або прояснювачів з шаром завислого осаду з каламутністю води 8-15 мг/л. Тривалість роботи фільтрів між промивками повинна бути не менше 8-12 год в нормальному режимі та 6 год - в форсованому. Фільтри промиваються чистою, проясненою водою, яка подається або з резервуарів чистої води спеціальними промивними насосами, або з водонапірної башти, або промивного бака самопливом. Для покращення відмивки засипки можна додатково подавати повітря, тобто використовувати повітряно-водяну промивку. До початку розрахунку потрібно підібрати тип фільтрів, матеріал та параметри фільтруючої засипки (діаметри зерен, коефіцієнт неоднорідності, товщину засипки), швидкість фільтрування в нормальному та форсованому режимах.

В якості фільтруючої засипки прийнято кварцевий пісок діаметром: найменшим - 0,7мм, найбільшим - 1,6 мм, еквівалентним - 1,0 мм, коефіцієнтом неоднорідності - 1,7, товщиною шару засипки.

Розрахункова швидкість фільтрування , інтенсивність водяної промивки цієї засипки , тривалість промивки , відносне розширення промивки е=30%. Питомі витрати води на одну промивку:

Кількість промивок на добу: .

Потрібна площа фільтрів:



Де, - корисна продуктивність станції, ;

- тривалість роботи станції упродовж доби, приймається рівною 24 год.;

- розрахункова швидкість фільтрування в нормальному режимі, м/год;

- кількість промивок одного фільтра за добу при нормальному режимі експлуатації;

- питомі витрати води на одну промивку одного фільтра, ;

- час простою фільтра в зв'язку з промивкою. При промивці фільтра водою

Кількість фільтрів :

Швидкість у форсованому режимі:

- кількість фільтрів, яка знаходиться в ремонті, шт. Згідно [1, п.6.95], при кількості фільтрів до 20 шт.

що лежить в допустимих межах.

Потрібна площа одного фільтра:

Схема швидкого фільтра

1 - корпус; 2 - боковий канал; 3 - жолоб; 4 - фільтруюча засипка; 5 - підтримуючі шари; 6 - колектор розподільної системи; 7 - відгалуження з отворами; 8 - трубопровід подачі вихідної води; 9 - трубопровід відведення фільтрованої води; 10 - повітряний стояк ; 11 - трубопровід подачі води на промивку; 12 - трубопровід відведення промивної води; 13 - трубопровід спорожнення ; 14 - стічний канал.

Прийнято трубчасту дренажну система з центральним каналом.

Прийнявши розміри фільтра в плані в осях: АхВ=5х5 м [4], площа фільтрування становитиме:

Де, - товщина стінки корпусу швидкого фільтра.

Витрати промивної води на весь фільтр:

Приймаємо умовний діаметр колектора (розрахункова швидкість руху води ), зовнішній діаметр , розрахунковий діаметр ( труби сталеві, електрозварні ГОСТ 10704-91).

Відстань між відгалуженнями приймаємо m=0,3 м. Загальна кількість відгалужень:

Тоді відстань між відгалуженнями становитиме:

Площа дна фільтра, яка припадає на одне відгалуження:

Витрати води, які проходять через одне відгалуження:

Приймаємо умовний діаметр відгалужень розподільної системи ( розрахункова швидкість руху води ), зовнішній діаметр , ( труби сталеві, електрозварні ГОСТ 10704-91).

У відгалуженнях зроблено отвори діаметром: ().

Загальна площа отворів:

Кількість отворів у відгалудженнях:

Приймаємо кратною кількості відгалуджень, тобто

Кількість отворів на одне відгалуження:

Довжина кожного відгалуження:

Відстань між осями сусідніх отворів:

Отвори розміщуються у два ряди в шаховому порядку під кутом в 45 град. До вертикальної лінії труби.

Для збору промивної води передбачають жолоби п'ятикутного перерізу (К=1,2) кількістю:

Прийнято

Витрати промивної води на один жолоб:

Ширина жолоба:

Де, а=1…1,5 - відношення висоти прямокутної частини жолоба до половини його ширини.

Схема трубчастого дренажа швидкого фільтра з центральним каналом

1 - перфоровані відгалуження; 2 - колектор; 4 - центральний канал.



Схема жолобів для збору промивної води

а) - схема розміщення жолобів у фільтрі; б) - жолоб з трикутною основою

При цьому відношення висоти прямокутної частини жолоба до половини ширини приймаємо а=1.

Висота прямокутної частини:

Трикутної:

Конструктивна висота жолоба:

Де, - товщина стінки жолоба.

Прийнявши ширину каналу , отримаємо відстань від дна жолоба до дна центрального каналу:

Відстань від поверхні засипки до кромки жолоба:

Де, - висота фільтруючої засипки, м;

- відносне розширення фільтруючої засипки, %.

Низ жолоба розташовується вище поверхні засипки на:

0,72-0,52 = 0,2м

(повинно бути не менше 0,05 м).

Витрати на промивку фільтрів:

Підтримуючі шари виконано з щебеню та піску різної крупності:

Товщина шару, м	Крупність щебеню, мм
	2,0…1,2
	5…2
	10…5
	20…10
	40…20

Загальна висота підтримуючих шарів:

Об'єм води, який накопичується під час простою фільтра, що промивається:



Тоді додаткова висота шару води у фільтрі становитиме:

Прийнявши висоту шару води над поверхнею засипки , висоту запасу , отримаємо загальну будівельну висоту швидкого фільтра:

Визначення втрати напору при промивці фільтра та розрахунок пристроїв для промивки.

Визначаємо втрати напору при промивці фільтра:

а) у розподільній системі:

- коефіцієнт перфорації

- коефіцієнт гідравлічного опору

- втрати напору

б) втрати напору в фільтруючому шарі

a,b - коефіцієнти; а=0,85; b=0,004 - при діаметрі часток піску 1-2 мм.

в) втрати напору у підтримуючих шарах

г) втрати напору по довжині трубопроводу, який подає промивну воду (його діаметр d=500 мм, v=1,55 м/с, , довжина трубопроводу l = 70 м)

д) втрати напору на місцеві опори (вхід в трубу ; 3 коліна ; 3 трійника на прохід ; 2 засувки )

Загальні втрати напору при промивці:

Промивка виконується з водонапірною башти з місткістю бака:

де, - кількість послідовних промивок, об'єм промивної води, для яких повинен зберігатися в баці промивної башти;

- час промивки швидкого фільтра, год.

Приймаємо бак місткістю: . Висота шару води:

Де, К=0,5…1,2 - відношення висоти води в баці до його діаметру.

Діаметр рівний: .

При відмітці землі біля фільтрувального залу , відмітка верху жолоба фільтра:

Де, - перевищення низу фільтра над поверхнею землі біля фільтрувального залу.

Тоді відмітка дна бака:

Висота стовбура башти:

Насос, який подає воду в бак має подачу:

Де, - коефіцієнт запасу;

- тривалість роботи насоса упродовж доби.

Напір насосу:

Підбираємо насос марки: К-160-20 (подача 160 , напір 20 м)

7. Знезаражування води

Знезаражування води здійснюється після її прояснення і знебарвлення. Метод знезаражування підбирають з урахуванням витрат і якості води, ефективності її очищення, умов постачання та зберігання реагентів, можливості автоматизації процесів та механізації трудомістких робіт. Для знезаражування води застосовують наступні методи:

- безреагентні - термічна обробка, ультрафіолетове опромінювання, обробка ультразвуком;

- реагенті, що ґрунтуються на введенні сильних окислювачів(хлор, озон, перманганат калію, хлорне вапно) та іонів срібла.

На водоочисних станція для покращення перебігу коагуляції і знебарвлення води за 1..3хв. до вводу коагулянту вводиться хлор дозою 3…10мг/л (первинне хлорування), а на заключному етапі очистки перед резервуарами чистої води вводять хлор для знезаражування дозою 2…3 мг/л (вторинне хлорування).

7.1 Розрахунок хлораторної

Приймаємо дозу хлору для первинного хлорування , для вторинного - .

Тоді годинні витрати хлору становитимуть:

Для первинного і вторинного хлорування передбачаються три хлоратори АХВ - 1000 продуктивністю 4,8 кг/год, один з них резервний.

Добові витрати хлору:

Потрібна кількість балонів на добу (місткість балона 55л):

Кількість витратних балонів у хлораторній:

Де, - тривалість роботи хлоратора за добу, год;

- зняття хлору (з одного балона 0,5…0,7 кг/(год);

У витратному складі повинно бути балонів:

Витрати води для роботи хлоратора:

Де, - витрати води для роботи хлораторів (приймається 0,6 на 1 кг хлору)

Схема вакуумного хлоратора АХВ-1000

1 - хлор-газ із витратного балона;2 - балон-розширювач; 3 - стійка для балона; 4 - панель хлоратора; 5 - запірний вентиль; 6- фільтр із скляною ватою; 7 - манометр високого тиску; 8 - манометр низького тиску; 9 - редукційний клапан; 10 - вентиль регулювання; 11 - ротаметр; 12 - змішувач; 13 - скляний ковпак; 14 - бачок постійного рівня; 15 - в атмосферу; 16 - хлорна вода до ежектора; 17 - зворотній клапан; 18 - питна вода; 19 - вентиль; 20 - манометр; 21 - ежектор; 22 - до місця дозування

8. Споруди обробки промивних вод і осаду

У процесі експлуатації станцій прояснення та знебарвлення більше 10% очищеної водії витрачається на промивку фільтрувальних споруд та відведення осаду від інших споруд. Спуск таких стічних вол у водні об'єкти неприпустимий, а скидання їх у каналізацію не завжди можливе тому, що значна частина станцій знаходиться на значній відстані від населених пунктів. Там, де це можливо, скидання промивних вод призводить до значного збільшення діаметрів колекторів для прийому залпових втрат і до невиправданою підвищення навантаження на споруди біологічного очищення стічних вод мінеральними речовинами.

Повторне використання очищених промивних вод зменшує витрати води на власні потреби, може знизити вартість експлуатації й, відповідно, зменшити плату за використання природних ресурсів.

На станціях підготовки води з відстоюванням і наступним фільтруванням потрібно передбачати резервуари промивних вод від фільтрів та рівномірне перекачування води без відстоювання а трубопроводи перед змішувачами або в змішувачі. Потрібно передбачати можливість скидання в ці резервуари води із зони прояснення відстійників при їх спорожненні. Перед резервуарами необхідно встановлювати піскоуловлювачі. Осад від відстійників або прояснювачів із завислим осадом необхідно зневоднити, а потім вивезти за межі станції. При каламутності води, що очищується, до 300 мг/л осад подають спочатку на згущувач, а потім на майданчик заморожування (в регіонах з низькими температурами), накопичувачі (в середніх смугах), майданчики підсушування (в регіонах із жарким, сухим кліматом).

Кількість резервуарів належить приймати не менше двох: об'єм кожного резервуара потрібно визначати за графіком надходження і рівномірного перекачування промивної води і приймати не менше об'єму води від однієї промивки фільтра. Насоси і трубопроводи перекачування промивної волі повинні перевірятися на роботу фільтрів при форсованому режимі.

В одноступеневих технологічних схемах очищення природної води промивну воду після контактних фільтрів чи прояснювачів подають спочатку на піскоуловлювач, де затримуються вимиті частинки засипки, а потім вона надходить у відстійник промивних вод. Тривалість статичного відстоювання приймається рівною 2 год. При додатковому введенні ПАА дозою 0,08-0,1 мг/л тривалість відстоювання необхідно скорочувати до 1 год.

8.1 Розрахунок горизонтального піскоуловлювача

Площа перерізу піскоуловлювача становитиме:

Де, - витрати промивної води, ;

- швидкість, при якій відбувається осадження піску (при висхідній - 0,02…0,03 м/с, при горизонтальній - 0,15 м/с);

Глибина проточної частини приймається ;

Тоді ширина:

Глибина осадової частини: ; ;

Довжина осадової частини:

Де, - час осадження піску ( в горизонтальному піскоуловлювачі - 30с)

8.2 Розрахунок відстійника промивних вод

При визначенні об'єму води зони накопичення осаду у відстійниках вологість осаду потрібно приймати 99% для станцій прояснення води. Загальну тривалість нагромадження осаду при багаторазовому наповненні відстійників належить приймати не менше 8 год.

Вихідні дані:

Кількість фільтрів на станції продуктивністю 22770 становить , станція працює цілодобово , кількість промивок кожного фільтра упродовж доби , об'єм води, необхідний для кожної промивки одного фільтра складає 122,4 , при промивній витраті 372,8 л/с, концентрація завислих речовин у вихідній воді 180 мг/л, у фільтраті 1 мг/л.

Тривалість обробки промивних вод приймається t = 5,4 год. Тривалість відкачування осаду , проясненої води .

Визначаємо кількість відстійників:

Відповідно об'єму води від промивки фільтра об'єм зони прояснення відстійника становитиме . Розміри зони прояснення приймаються в плані 5,5х7,5 м, висотою 3,0 м, загальним об'ємом 123,8 .

Висота захисної зони приймається рівною 0,3 м. Зона накопичення осаду для зменшення його висоти виконується з похилими стінками із двома конусами в дні відстійника і висотою 2,2 м.

Геометричний об'єм зони накопичення осаду становить:

Об'єм осадової частини всіх відстійників:



Де, - вміст завислих речовин у воді, що подається на очищення, мг/л;

- вміст завислих речовин в очищеній воді, мг/л;

- кількість скидань осаду за добу (здебільшого 3);

- вологість осаду, %

Об'єм осадової частини відстійника дорівнює:

Тобто об'єм осадової частини достатній.

8.3. Розрахунок резервуару промивних вод

Промивну воду після швидких фільтрів в резервуарах не відстоюють, а рівномірно забирають та перекачують у змішувач. Осад з приямків забирають гідроелеватором і подають на споруди обробки осаду. Об'єм одного резервуара визначають:

Де, - площа одного фільтра, ;

- інтенсивність промивки фільтра, л/(с);

- тривалість промивки, хв.



Схема відстійника промивних вод

1 - відстійники; 2 - насосна станція» 3 - подача промивної води; 4 - насоси проясненої води; 5 - трубопровід повернення води на фільтри; 6 = шламові насоси; 7 - подача на споруди обробки шламу; 8 - приямок; 9 - скид у каналізацію; 10 - перелив; 11 - кран підвісний; 12 - стояк прочищення шламопроводу.

Приймають два резервуари, але коли період скидання промивних вод дуже малий - кількість резервуарів може бути збільшена.

8.4 Згущувачі

Згущувачі з повільним механічним перемішуванням належить застосовувати для прискорення ущільнення осаду з горизонтальних і вертикальних відстійників, прояснювачів з шаром завислого осаду, реагентного господарства та осаду і відстійників промивних вод на станціях водопідготовки при середньорічній каламутності вихідної води до 300мг/л. Осад на них подасться самопливом.

Згущувачі належить приймати діаметром до 18м; робочою глибиною не менше 3,5м; уклоном дна до центрального приямка - 8 град . Дія переміщення ущільненого осаду до центрального приямка передбачається обертова ферма і вертикальними лопатями трикутного або круглого перерізу та скребками. Лобова поверхня лопатей складає від 25 до 30% площі поперечного перерізу осаду, який необхідно перемішати, верх лопатей - на відмітці, яка дорівнює половині шару води в середині обертової ферми. Подача осаду в згущувач передбачається на 1 м вище відмітки дна в центрі згущувача, а забирання проясненої води проводиться через плаваючий шланг із верхніх шарів.

Тривалість циклу згущення осаду приймається: на наповнення згущувача - від 10 до 30 хв, сам процес згущення - за даними технологічних вишукувань перекачування проясненої води і згущеного осаду - від 30 до 40 хв. Перекачування осаду допускається передбачати через декілька циклів згущення. Об'єм згущувача:

Де, Кр - коефіцієнт розбавлення осаду при випуску із споруд підготовки води (1.5 - при гідравлічному видаленні осаду, 1,2 - при механічному видаленні осаду, 2-3 - при напірному змиві осаду);

- об'єм осадової частини споруди підготовки води, .

Кількість згущувачів необхідно приймати з умов забезпечення періодичного приймання осаду у відповідності до режиму видалення його зі споруд та тривалості циклу згущення.

8.5 Накопичувачі

Розрахунковий період подачі осаду в накопичувачі приймається не менше п'яти років. Для накопичувачів використовуються відпрацьовані кар'єри, яри, землі несільськогосподарського використання або обваловані грунтом сплановані площадки на природній основі глибиною не менше 2 м. При цьому, в накопичувачі передбачають пристрій для видалення води, що з'являється після пресування осаду. Конструкція пристроїв повинна забезпечувати виведення води з будь-якого рівня. В накопичувачах передбачають не менше двох секцій, які наповнюють осадом, поперемінно за роками. Одна секція наповнюється упродовж року, а в другій вибуваються зневоднення та пресування осаду. Пристрої для подавання осаду та відведення води розміщені на протилежних боках накопичувача. Відстань між пристроями для подачі осаду приймається не більше 60м.

Об'єм накопичувача приймають у залежності від середніх значень вологості та густини осаду за роками. Їх беруть, відповідно, до даних експлуатації накопичувачів в аналогічних умовах або довідкових даних, залежно від призначення станції, якості води, що очищується, вибраної технологічної схеми очищення води.

Вихідні дані.

Станція прояснення і знебарвлення води продуктивністю , каламутність вихідної води М = 180 мг/л, кольоровість К = 35 град, доза сірчанокислого алюмінію .

Розрахунок

Концентрація завислих речовин у воді, що надходить на очистку:

Середні значення вологості та щільності осаду станції прояснення знебарвлення води при багаторічному ущільненні

Накопичувачі розраховуються на 5 років, вологість і щільність по роках згідно таблиці відповідно дорівнюють 84,78,76,74,73 та 1,10;1,12;1,14;1,15;1,16.

Потрібний об'єм накопичувача:

При кількості накопичувачів 2, об'єм одного - 406607 . При середній глибині накопичувача 2м, потрібна площа одного накопичувача - 203303,5 .

8.6 Майданчики заморожування осаду

Майданчики заморожування для зневоднення осаду передбачаються в районах з періодом стійкого морозу не менше 2 місяців на рік. Вивезення осаду проводиться через 1-3 роки в місця складування.

Майданчики заморожування являють собою сплановану ділянку, обмежену валками з грунту та обладнану пристроями для напуску осаду та відведення води. В залежності від місцевих умов і розмірів, майданчики можна поділити на секції.

Вихідні дані:

Тривалість весняно-літньо-осіннього періоду в даному регіоні складає Твло,= 210 діб (7 місяців), зимового періоду Тз -- 155 діб (5 місяців), середньодобова температура в грудні, найбільш холодному місяці - С; сума абсолютних значень від'ємних середньодобових температур повітря С, годинна продуктивність станції , вихідна вода має загальну кількість завислих речовин М = 180 мг/л та обробляється сірчанокислим алюмінієм.

Розрахунок:

Вихідна вода відноситься до води високої каламутності, для цієї води осад з першої ступені очистки потрапляє в згущувач. Згідно таблиці вологість осаду, який поступає на майданчики, має вологість = 97%, щільність його . Середня вологість осаду при ущільненні до 3,5 місяці (приймається від середини весняно-літньо-осіннього періоду) дорівнює = 93%, щільність осаду становить .



М - кількість завислих речовин у вихідній воді, мг/л; R - реагенти

Середні значення вологості осаду станцій знебарвлення води при ущільненні до одного року

Значення щільності в залежності від вологості осаду станцій прояснення та знебарвлення води

Об'єм ущільненого осаду на майданчиках весняного та літньо-осіннього періоду:

Об'єм ущільненого осаду в період талих морозів:

Шар осаду на кожній секції зимового напуску , тоді приймається тривалість проморожування для грудня - 4 доби. Тоді кількість напусків на одну секцію:

Де, - коефіцієнт, який враховує неповне використання періоду сталих морозів;

- кількість діб, в період сталих морозів;

- тривалість промерзання шару осаду, доба.

Висота шару осаду за зимовий період становить:

Висота шару осаду за весняно-літньо-осінній період:

Площа майданчиків становить:

- в весняно-літньо-осінній період

- в зимовий період

Загальна площа майданчиків зневоднення осаду становить:

Кількість карт майданчиків зневоднення приймається 4 з загальною площею кожної 1400 .

Залежність глибини проморожування шару осаду від середньодобової температури повітря та тривалості проморожування

При використанні річного терміну накопичення осаду будівельна висота становитиме:

Де, - кількість років накопичення ущільненого осаду;

- річний об'єм ущільненого осаду, , вологістю 70 %;

- шар не ущільненого осаду, м, за останній рік перед вивезенням осаду

9. Підбір РЧВ

Очищена вода потрапляє в резервуар чистої води. Звідки йде до насосної станції другого підйому і вже звідти надходить до споживачів.

Кількість резервуарів приймається не менше двох.

Об'єм резервуара чистої води визначається 15-20% частиною повної продуктивності водоочисної станції.

Приймаємо таку кількість резервуарів:

Отже, об'єм одного резервуара становить:

Скориставшись довідником проектувальника приймаємо типові резервуари чистої води місткістю 2500 кожний.

Список літератури

1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.:Стройиздат,1985 - 136с.

2. Тугай А.М., Терновцев В.Е. Водоснабжение: Курсовое проектирование. - К.: Вища школа, Головное узд-во, 1980 - 206 с.

3. Орлов В.О., Мартинов С.Ю., Зощук А.М. Проектування станцій прояснення та знебарвлення води. Навч.посібник - Рівне: Національний університет водного господарства та природокористування, 2006 - 252 с.

4. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод. - К.: - Вища школа, 1986. - 352 с.

5. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. - М.: Стройиздат, 1973.-112с.

6. Абрамов Н.Н. Водоснабжеие. - М.: Стройиздат, 1982. - 440 с.

7. Николадзе Г.И. Водоснабжение. М.: Строиздат, 1979. - 238 с.

8. Хоружий П.Д., Ткачук А.А, и др. Эксплуатация систем водоснабжения и канализации. Справочник. - К.: Будівельник, 1993. - 232 с.,

9. Теоретические основы очистки води/ Н.И. Куликов, А.Я. Найманов, Н.П. Омельченко, В.Н. Чернышов, В.Н. Маслак Н.И. Зотов. - Макеевка: ДГАСА, 1999. - 277с.