Розробка системи очищення природної води і доведення її якості до санітарних норм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Вступ

1. Аналітичний огляд

1.1 Контроль якості води

1.2 Методи обробки води

1.3 Фільтрування води

2. Оцінка джерела водопостачання

2.1 Фізичні показники якості води

2.2 Хімічні показники якості води

3. Вимоги ДСанПіН 2.2.4-171-10 на питну воду

4. Визначення складу водопровідних очисних споруд

5. Опис технологічної схеми очищення води

6. Визначення необхідних реагентів для обробки води, їх кількості

6.1 Цех коагулювання

6.2 Цех вапнування

6.3 Розрахунок дози і витрат фторовмісного реагенту (?Na?_2 SiF_6)

6.4 Приготування розчину поліакриламіду

7. Визначення розмірів реагентного господарства та складських приміщень

8. Технологічний розрахунок основних споруд

8.1 Розрахунок змішувача вихрового типу

8.2 Розрахунок освітлювача коридорного типу із завислим шаром осаду

8.3 Розрахунок швидкого фільтра

9. Розрахунок устаткування для дезінфекції води

10. Заходи з охорони навколишнього середовища

Висновки

Список літератури



Вступ

якість вода очисний освітлювач

Усі води (водні об'єкти) на території України є національним надбанням народу України, однією з природних основ його економічного розвитку і соціального добробуту. Водні ресурси забезпечують існування людей, тваринного і рослинного світу і є обмеженим та уразливими природними об'єктами. В умовах нарощування антропогенних навантажень на природне середовище, розвитку суспільного виробництва і зростання матеріальних потреб виникає необхідність розробки і додержання особливих правил користування водними ресурсами, раціонального їх використання та екологічно спрямованого захисту. По запасах водних ресурсів Луганська область відноситься до недостатньо забезпечених.

Водозабезпеченість території і населення області загальними водними ресурсами в 1,65 рази і місцевим в 2,0 рази нижче ніж у середньому по Україні. На одного мешканця в області залежно від водності року припадає від 0,16 до 0,5 тис. /рік ( проти 1,01 тис. /рік в середньому по державі). Основним поверхневим джерелом води на територіїї області є річка Міус та ріка Сіверський Донець- трансграничний водний об'єкт.

Територія басейнів річок в межах Луганської області несе велике антропогенне навантаження. У Луганській області впродовж останнього десятиріччя спостерігалася стійка тенденція зниження обсягів забору і використання свіжої води. І лише в 2011 році, згідно зі статистичною звітністю обсяги забору води за 2011 рік ( 481,7 млн. ) в порівнянні з 2010 роком (458,9 млн. ) незначно збільшились на 22,8 млн. . Із загального обсягу забраної води ( 458,9 млн. ) на поверхневі джерела припадає 123,6 млн. (13%), на підземні- 358,1 млн. ( 72,5%). Загальний забраний обсяг поверхневих вод склав 123,6 млн. .

Метою даного проекту є розробка системи очищення природної води і доведення її якості до санітарних норм.

Основною задачею проектування є вибір методів очищення природної води для господарсько-питного водопостачання і складу споруд, а також техніко-економічно обгрунтування вибраної технології очищення[1].



1. Аналітичний огляд

1.1 Контроль якості води

Відповідно до Водного кодексу України оцінка якості води здійснюється на основі нормативів екологічної безпеки водокористування й екологічних нормативів якості води водних об'єктів.

Діючі нормативи дозволяють оцінити якість води, що використовується для комунально-побутового, господарсько-питного й рибогосподарського водокористування.

До комунально-побутового водокористування відноситься використання водних об'єктів для купання, заняття спортом і відпочинку. До господарсько-питного водокористування відноситься використання водних об'єктів як джерела господарсько-питного водопостачання й для водопостачання підприємств харчової промисловості. До рибогосподарського водокористування відноситься використання водних об'єктів як середовище перебування риб і інших водних організмів. Водні об'єкти рибогосподарського призначення підрозділяються на вищу, першу й другу категорії. Різні ділянки одного водного об'єкта можуть відноситись до різних категорій водокористування.

Нормативну базу оцінки якості води становлять загальні вимоги до складу й властивостей води й значення гранично-допустимих концентрацій речовин у воді водних об'єктів.

Загальні вимоги визначають припустимі склад і властивості води, оцінювані найбільш важливими фізичними, бактеріологічними й узагальненими хімічними показниками. Вони можуть задаватися у вигляді конкретної величини , зміни величини показника в результаті впливу зовнішніх факторів або у вигляді якісної характеристики показника.

Гранично-допустимі концентрації (ГДК) - це встановлений рівень концентрації речовин у воді, вище якого вода вважається непридатною для конкретного виду водокористування. ГДК, як правило, задаються у вигляді конкретного значення концентрації.

Всі речовини по характеру свого негативного впливу діляться на групи. Кожна група поєднує речовини однакової ознаки дії, що називають ознакою шкідливості. Одна і та ж речовина при різних концентраціях може проявляти різні ознаки шкідливості. Ознака шкідливості, що проявляється при найменшій концентрації речовини, називають лімітуючою ознакою шкідливості (ЛОШ). У водних об'єктах комунально-побутового й господарсько-питного водокористування розрізняють три ЛОШ - органолептичний, загальносанітарний і санітарно-токсикологічний. У водних об'єктах рибогосподарського водокористування, крім названих, виділяють ще два ЛОШ - токсикологічний і рибогосподарський.

При оцінці якості води у водоймах комунально-побутового й господарсько-питного водокористування враховують також клас небезпеки речовини. Його визначають залежно від токсичності, кумулятивності, мутагенності й ЛОШ речовини. Розрізняють чотири класи небезпеки:

перший - надзвичайно небезпечні; другий - високонебезпечні; третій - небезпечні; четвертий - помірковано небезпечні.

При оцінці якості води враховується принцип адитивності - односпрямованої дії. Відповідно до цього приналежність декількох речовин до однієї і тієї ж ЛОШ проявляється в підсумовуванні їхнього негативного впливу.

Рахуючи вищесказане оцінка якості води з погляду екологічної безпеки водокористування здійснюється за наступною методикою.

Водні об'єкти вважаються придатними для комунально-побутового й господарсько-побутового водокористування, якщо одночасно виконуються наступні умови:

-не порушуються загальні вимоги до складу й властивостей води для відповідної категорії водокористування;

-для речовин, що належать до третього й четвертого класів небезпеки, виконується умова: С? ГДК, де С - концентрація речовини у водному об'єкті, г/м3;

-для речовин, що належать до першого й другого класів небезпеки, виконується умова: ? ? 1, де й ? відповідно концентрація й? -тої речовини першого або другого класу небезпеки.

Водні об'єкти вважаються придатними для рибогосподарського водокористування, якщо одночасно виконуються наступні умови:

-не порушуються загальні вимоги до складу й властивостей води для відповідної рибогосподарської категорії;

-для речовин, що належать до однакового ЛОШ, виконується умова:

? ? 1,

де й ? відповідно концентрація й -тої речовини, що належить до даного ЛОШ.

Норми якості води повинні виконуватися:

-для водотоків комунально-побутового й господарсько-питного водокористування - на ділянках від пункту водокористування до контрольного створу, розташованого на відстані не менш 1км вище за течією від цього пункту водокористування;

-для водойм комунально-побутового й господарсько-питного водокористування - на акваторії в радіусі не менш 1км від пункту водокористування;

-для водотоків рибогосподарського водокористування - у межах усієї рибогосподарської ділянки водотоку, починаючи з контрольного створу, розташованого не далі 500м нижче за течією від джерела надходження домішок;

-для водойм рибогосподарського призначення - на всій рибогосподарській ділянці, починаючи з контрольного пункту, розташованого в радіусі не менш 500м від місця надходження домішки.

Екологічні нормативи якості води встановлюються для оцінки стану водних об'єктів на основі екологічної класифікації поверхневих вод. Система екологічної класифікації якості поверхневих вод включає три класифікаційні групи: сольового складу, еколого-санітарних показників і показників складу й біологічної дії специфічних речовин.

Залежно від значень показників якості води поверхневі води відносять до певних категорій і класів якості води. Існує 5 класів і 7 категорій якості води. З них І клас і 1-а категорія відповідають дуже чистим водам , а V клас і 7-я категорія - дуже брудним водам. Визначення класу й категорії якості води здійснюється по методиках, викладеним у відповідних нормативних документах.[2]

1.2 Методи обробки води

Вивчення якості води природного джерела дозволяє встановити характер необхідних операцій по його обробці. У деяких випадках на очисних спорудах ставиться завдання усунення якого-небудь певного недоліку природної води або цілого комплексу недоліків, а іноді - завдання штучного додання воді нових властивостей, необхідних споживачем. Всі різноманітні завдання, покладені на очисні споруди, можуть бути зведені до наступних основних груп:

а) видалення з води завислих речовин, що втримуються в ній (нерозчинних домішок), що обумовлює зниження її мутності; цей процес зветься посвітління води;

б)усунення речовин, що обумовлюють кольоровість води, - знебарвлення води

в)знищення бактерій, що втримуються у воді (у тому числі хвороботворних) - знезаражування води;

г)видалення з води катіонів кальцію й магнію - зм'якшення води; зниження загального солевмісту у воді - знесолення води; часткове знесолення води до залишкової концентрації солей не більше 1000 мг/л називається опріснення води.

Ступінь необхідної глибини посвітління, знебарвлення, знесолення води залежить від характеру її використання. На очисні споруди можуть бути покладені також окремі спеціальні завдання - видалення розчинених у воді газів (дегазація), усунення запахів і привкусів природної води та ін.

Рішення всіх поставлених перед очисними спорудами завдань може проводитися шляхом використання різних технологічних прийомів. Так, посвітління води може бути досягнуте шляхом відстоювання й фільтрування її. Причому відстоювання може бути простим механічним, коли вода, що очищається, проходить через спеціальні басейни (відстійники) з досить малою швидкістю. Час осадження завислих частинок залежить від їхніх розмірів. Чим дрібніші частинки, тим більше часу буде потрібно для їхнього осадження. При цьому колоїдні частинки можуть перебувати у завислому стані невиразно довгий час. Для їхнього осадження, а також взагалі для прискорення процесу осадження суспензії, застосовують коагулювання. У воду, що підлягає посвітлінню, вводять хімічні реагенти (коагулянти), які сприяють зв'язуванню частинок, що обумовлюють мутність, у великі пластівці, що прискорює їхнє випадання у відстійниках.

У ряді випадків воду для глибокого посвітління після відстійників направляють на фільтри, де вона додатково освітлюється, проходячи через шари фільтруючого матеріалу. Така двоступінчаста система посвітління широко застосовується при очищенні річкової води, що використовується для питного водопостачання. Коагулювання води з наступним її відстоюванням і фільтруванням дозволяє здійснити також і її знебарвлення.

Для деяких виробництв, що не вимагають прозорої води, виявляється достатнім звільнення її лише від найбільш великих завислих частинок і плаваючих предметів. У цих випадках застосовують грубе механічне очищення води - проціджування, здебільшого здійснюване у водоприймальних спорудах, де для цієї мети встановлюються ґрати й сітки.

Спеціальною операцією по знищенню бактерій, що втримуються у воді, зокрема хвороботворних, є знезараження (дезінфекція) води. Для знезараження застосовують хлорування або озонування, а також бактерицидне опромінення води. Для поліпшення якості води застосовують також і інші операції: зм'якшення, знесолення, дегазацію й ін.

1.3 Фільтрування води

Фільтруванням називається процес проходження освітлюваної води через шар фільтруючого матеріалу. Фільтруючий матеріал повинен являти собою пористе середовище з досить малими порами. У водопровідній практиці в якості основного фільтруючого матеріалу застосовують пісок.

Фільтр являє собою резервуар, у нижній частині якого розташований дренажний пристрій тієї або іншої конструкції для відводу профільтрованої води. На дренаж звичайно укладають шар підтримуючого матеріалу й потім шар фільтруючого матеріалу. При піщаних фільтрах підтримуючим матеріалом є гравій, покладений шарами зі зростаючою донизу крупністю зерен. У процесі фільтрування фільтр постійно заповнений водою до рівня, розташованого не менш ніж на 2м вище поверхні фільтруючого матеріалу. У звичайних фільтрах вода подається зверху й виділяється знизу - через дренажний пристрій.

Продуктивність фільтра визначається швидкістю фільтрування. Під швидкістю фільтрування розуміють швидкість вертикального просування води над фільтруючим шаром. Швидкість фільтрування визначають з співвідношення

v = Q/w, (1)

де Q - кількість води, що проходить через фільтр в одиницю часу;

w - площа фільтра.

По характеру механізму затримки завислих частинок можна розрізняти два основних види фільтрування:

а) фільтрування через фільтруючу плівку, що утворюється в процесі фільтрування частинками суспензії;

б) фільтрування без утворення на поверхні завантаження фільтруючої плівки.

При фільтруванні першого виду на фільтрі затримуються спочатку тільки такі частинки суспензії, розмір яких більше розміру пор фільтруючого матеріалу. Шар осаду (плівка), що утвориться із затриманих часток суспензії, сам по собі є фільтруючим матеріалом і відіграє основну роль в очищенні води, а піщане завантаження фільтра служить підтримуючою опорою для забруднень, що відкладаються на її поверхні. Ефект посвітління води фільтрами при їхній роботі по цьому принципу поступово збільшується - у міру утворення плівки над піском.

Фільтрування через поверхневу плівку є нормальним робочим процесом фільтрів, що освітлюють воду без попередньої хімічної обробки її коагулянтами. Цей процес найбільш характерний для так званих повільних фільтрів. Повільні фільтри завантажуються дрібним піском і працюють при малих швидкостях фільтрування. Вони здатні забезпечити високий ступінь посвітління води, затримуючи дрібні частинки суспензії.

При фільтруванні без утворення поверхневої плівки затримка частинок, що забруднюють воду, відбувається в товщі шару фільтруючого піщаного завантаження, де ці частки витягаються із води й утримуються на зернах піску під дією сил прилипання. Частинки, що забруднюють воду, мають у природному стані так звану агрегативну стійкість, яка перешкоджає як їх взаємному злипанню - коагуляції, так і прилипанню до якої-небудь поверхні. Однак після обробки води коагулянтами агрегативна стійкість завислих і колоїдних частинок усувається, внаслідок чого їхня здатність до взаємного злипання й прилипання до зерен піску зростає.

Фільтрування без утворення поверхневої плівки є нормальним робочим процесом швидких фільтрів, освітлюючих воду після хімічної обробки її коагулянтами. У цьому випадку на фільтри надходить вода, що містить агрегативно-нестійкі частинки - дрібні пластівці, величина яких значно менше розміру пор фільтруючого завантаження. Ці частинки вільно проникають із водою по порах у товщу піску, але затримуються там під дією сил прилипання.

У фільтруванні агрегативно-нестійких суспензії й полягає принцип швидкого фільтрування. Тільки після попередньої хімічної обробки води, у результаті якої усувається агрегативна стійкість суспензії, можна одержати на швидких фільтрах досить високий ефект посвітління води при високих швидкостях фільтрування. Повільні фільтри можуть застосовуватися для фільтрування некоагульованої води, що містить відносно дрібну суспензію.

Швидкість фільтрування на повільних фільтрах при вмісті зважених речовин у вихідній воді до 25 мг/л приймається рівною 0,2 м/год. При вмісті завислих речовин у вихідній воді від 25 до 50 мг/л швидкість фільтрування відповідно приймають у межах 0,2-0,1 м/год. При настільки малій швидкості фільтрування повільні фільтри повинні мати досить велику площу. Це приводить до їх високої будівельної вартості.

Повільні фільтри являють собою бетонні або цегельні резервуари. У фільтрах площею до 15м2 спеціального дренажу не влаштовують. Збір профільтрованої води здійснюється через лоток у днищі фільтра. При більшій площі фільтра влаштовують дренаж з перфорованих труб, з або бетонних плит, які вкладають із прозорами.

Крупність зерен і висоту гравійних (підтримуючих) і піщаних (фільтруючих) шарів для повільних фільтрів рекомендується застосовувати відповідно до таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Крупність зерен і висота шарів фільтрів

№ шару зверху	Завантажений матеріал	Крупність зерен в мм	Висота шару в мм
1 2 3 4 5 6	Пісок Пісок Гравій або щебінь Гравій або щебінь Гравій або щебінь Гравій або щебінь	0,3-1 1-2 2-4 4-8 8-16 16-32	1200 50 100 100 100 150

Мала швидкість фільтрування й малі розміри частинок суспензії сприяють дозріванню фільтруючої плівки протягом 1-2 діб. Нормальна робота фільтра (від моменту закінчення дозрівання плівки до моменту очищення) у повільних фільтрах триває 1-2 місяця. Для очищення з фільтра знімають забруднений верхній шар піску товщиною 1-2см. Очищення повільного фільтра при великій його площі є трудомісткою й дорогою операцією.

На відміну від швидких фільтрів в повільних фільтрах при фільтруванні води завислі речовини осідають на поверхні завантаження і в його верхньому шарі утворюється фільтруюча плівка, яка забезпечує високий ступінь прояснення води без коагуляції і сприяє сорбції основної маси бактеріального забруднення. Відсутність реагентного господарства при використанні повільних фільтрів значною мірою спрощує їх експлуатацію, але малі швидкості фільтрування вимагають значних капітальних витрат, і тому ці фільтри застосовують лише на невеликих станціях (до 1000 м3/добу). У повільних фільтрах в міру забруднення. [3]



2. Оцінка джерела водопостачання

Підготовка придатної для пиття води повинна забезпечувати такий її якісний склад, який би не порушував нормального функціонування організму людини. Основними вимогами, що пред'являються до питної води, є безпека в епідемічному відношенні, нешкідливість за токсикологічними показниками, хороші органолептичні показники і придатність для господарських потреб.

Джерелами водопостачання населених пунктів, промисловості і сільського господарства є підземні і поверхневі води. До підземних вод відносяться: верховодка, грунтові, міжпласти, артезіанські, тріщини, карстові. До поверхневих належать води відкритих водоймищ: річок, озер, морів, каналів, водосховищ та інших.

Якість води природних джерел визначають по наявності в ній речовини неорганічного і органічного походження, а також мікроорганізмів і характеризують різними фізичними, хімічними, бактеріологічними і біологічними показниками.

До фізичних відносяться: температура, запах, смак, каламутність, кольоровість, електропровідність.

Хімічними показниками якості води є загальна кількість розчинених речовин, або сухий залишок, прожарений залишок, рн, окислюваність, лужність, зміст газів, наявність азотовмісних з'єднань, хлоридів, заліза Mg, Ca, Mn, деяких отруйних і радіоактивних речовин.

Бактеріологічні або санітарні показники характеризують загальну забрудненість води, а також вміст в ній бактерій кишкової палички (бактерій соli).

Біологічні показники визначають наявність водних організмів, що знаходяться на поверхні (планктон) і в товщі (нейстон) води або розташованих у дна водоймища, берегів і на поверхні підводних предметів( бентос) [4;5] .

2.1 Фізичні показники якості води

Якість води природних джерел залежить від наявності різних мікроорганізмів, речовин неорганічного та органічного походження, які характеризуються фізичними, хімічними, бактеріологічними і біологічними показниками.

Оптимальна температура води для питних цілей у межах 7-14 °С. Найбільш близькі до цих умов води підземних джерел, які відрізняються сталістю температури. Їх у першу чергу рекомендується використовуватиме господарсько-питного водопостачання.

Органолептичні показники (каламутність, прозорість, кольоровість, запахи і присмаки) води, споживаної для господарсько-питних цілей, повинні відповідати ДСанПіН 2.2.4-171-10. Ці показники визначаються речовинами, що зустрічаються в природних водах, додаються в процесі обробки води у вигляді реагентів і що з'являються в результаті побутового, промислового і сільськогосподарського забруднення вододжерел.

До хімічних речовинах, що впливають на органолептичні показники води, окрім нерозчинних домішок і гумінових речовин, що зустрічаються в природних водах або додаються в них при обробці: хлориди, сульфати, залізо, марганець, мідь, цинк, алюміній,гекса- позначка- і триполіфосфат, солі кальцію і магнію. Допустимі концентрації хімічних сполук, що потрапляють у природні води з побутовими, промисловими і сільськогосподарськими стоками, встановлюються для джерел централізованого водопостачання Міністерством охорони здоров'я і фіксуються як гранично допустимі концентрації (ГДК) у Санітарних нормах і правилах.

Наявність запахів і присмаків у воді природних джерел обумовлена присутністю в ній розчинених газів, різних мінеральних солей, органічних речовин і мікроорганізмів.

Згідно ДСанПін 2.2.4-171-10, питна вода (при температурі її 20єС) повинна мати не більше 2 балів за шкалою запахів і присмаків.

Кольоровість води обумовлена вмістом органічних забарвлених сполук. Кольоровість питної води не повинна перевищувати 20 градусів. Прозорість залежить від ступеня розсіювання сонячного світла у воді речовинами органічного і мінерального походження, що знаходяться у воді в зваженому і калоїдному стані.

Джерелами зважених речовин (каламутності) можуть служити процеси ерозії грунтів і гірських порід. Згідно ДСанПіН 2.2.4-171-10 кількість зважених речовин у воді, що подається для господарсько-питних цілей централізованими водопроводами, що мають пристрої для освітлювання води, не повинні бути бфльше 1 (1 НОК=0,58 мг/куб./дм) [6].

2.2 Хімічні показники якості води

До хімічних показників якості води відносять: водневий показник, кількість сухого залишку, жорсткість, загальна щелочность, стабільність води, суму концентрацій хлоридів і сульфатів, залізо і марганець. Залишковий алюміній, азотовмісні речовини (аміак. Нітрит і нітрати), креми кислоту, вуглекислоту, кисень, сірководень.

Водневий показник рн більшості природних вод близький до 7. постійність рН води має велике значення для нормального протікання в ній біологічних і фізико-хімічних процесів, що приводять до самоочищення. Для води господарсько-питного призначення він повинен знаходитися в межах 6,5-8,5.

Кількість сухого залишку характеризує ступінь мінералізації природних вод; воно не повинне перевищувати 1000 мг/л і лише окремих випадках допускається 1500 мг/л. При вживанні води з підвищеним солевмістом спостерігається гіпермінералізація організму людини, що приводить до появи різних функціональних захворювань.

Жорсткість природних вод об уславлюється вмістом в ній солей кальцію і магнію. Наявність солей жорсткості не шкідлива для здоров'я і зазвичай не погіршує смакових властивостей води. Використання води з великою жорсткістю для господарських цілей викликає ряд незручностей; Утворюється накип на стінках варильних казанів і кип'ятильників збільшується витрата мила при пранні і т.д.

Норма загальної жорсткості не більше 7 мг-екв/л, максимально допустима величина- 10 мг-екв/л[6].

Загальною лужністю води називається виражена в мг-екв/кг сумарна концентрація аніонів ОН, що містяться у воді, НСОі?,СО№?,РОі?,

Стабільність води. Стабільною називається вода, що не здібна до виділення відкладень карбонату кальцію і не є агресивною, що обумовлюється станом рівноваги між розчиненою у воді вільною вуглекислотою і іонами.

Сума концентрацій хлоридів і сульфатів, що додають присмак воді, виражена в долях максимальних доступних величин кожного з них окремо, не повинна перевищувати одиницю.

Залізо і марганець погіршують органолептичні показники природних вод і можуть створити умови для розвитку в трубопроводах залізистих і марганцевистих бактерій, здатних забивати, а іноді і повністю закупорювати водопровідні труби. У підземних водах, може бути допущений зміст заліза 1 мг/л.

Залишковий алюміній, що з'являється у вигляді гідроксиду в очищеній воді в результаті обробки алюмінієвими коагуляціями, збільшує її каламутність; присутність його в кількостях, допустимі, що перевищують, нормою, може зумовити утворення опадів відпрацьованій споживачем воді.

Азотовмісні речовини (аміак, нітрит і нітрати)утворюються у воді в результаті протікання хімічних процесів і гниття рослинних залишків, а також за рахунок розкладання білкових з'єднань, що потрапляють майже завжди із стічними побутовими водами. Кінцевим продуктом розпаду білкових речовин є аміак. Присутність у воді аміаку небезпечно в санітарному відношенні.

Води, причиною утворення аміаку в яких є розкладання білкових речовин, непридатні для пиття. По наявності у воді тих або інших азотовмісних з'єднань судять про час її забруднення. Наявність у воді аміаку і відсутність нітриту указує на свіже забруднення. Сумісна присутність цих речовин свідчить про те, що з моменту забруднення вже пройшов деякий час. Придатною для пиття вважається вода, що містить лише сліди аміаку і нітратів, а за стандартом допускається зміст не більше 10 мг/л нітратів.

Кремнекислота, присутня в природних водах в кількості 30-40 мл/л, не шкідлива для здоров'я і не враховується при санітарно гігієнічній оцінці води. Вуглекислота зустрічається у великих або менших кількостях у всіх природних водах. Надмірна вільна (агресивна) вуглекислота є причиною корозійної активності вод, що приводить до погіршення їх органолептичних властивостей. Кисень потрапляє у воду з повітря в результаті розчинення його. Зменшення змісту розчиненого у воді кисню при її п'ятидобовому зберіганні (біохімічне споживання кисню -БПК мг/л) є важливим гігієнічним показником, що характеризує забруднення води легко окислюваними органічними речовинами. Сірководень додає воді неприємний запах, викликає корозію металевих стінок труб. Тому вміст сірководню не допускається у воді, що вживається як для господарський-питних, так і для більшості виробничих потреб[6].



3. Вимоги ДСанПіН 2.2.4-171-10 на питну воду

Питна вода повинна бути безпечною в епідемічному відношенні, нешкідлива по хімічному складу і мати сприятливі органолептичні властивості. Якість води визначають її складом і властивостями під час вступу до водопровідної мережі; в точках водозбору зовнішньої і внутрішньої мережі. Вода, використовувана для господарсько-питних потреб, повинна відповідати за якістю, після обробки, до ДСанПіН 2.2.4-171-10 "Вода питна".

Мікробіологічні показники води. Безпеку води в епідемічному відношенні визначають загальним числом мікроорганізмів і числом бактерій групи кишкових паличок. За мікробіологічними показниками питна вода повинна відповідати вимогам, вказаним в табл. 3.1.

Таблиця 3.1- Вимоги до питної води

Найменування показників	Норматив	Методи випробувань
I. Мікробіологічні показники
1.	Загальне мікробне число при температурі 37оС - 24 год, КУО/куб. см	?100	МВ 10.2.2-113-2005, МР 10.10.21-155-2008
2.	Загальні коліформи, КУО/100 куб. см	відсутність	МВ 10.2.2-113-2005, МР 10.10.2.1-137-2007
3.	Е.сoli, КУО/100 куб. см	відсутність	МВ 10.2.2-113-2005
4.	Ентерококи, КУО/100 куб. см	відсутність	МУ, затв. наказом МЗ СССР від 19.01.81р. №2285-81

Cанітарно-токсикологічні показники якості води характеризують нешкідливість її хімічного складу і включають нормативи для речовин:

-що зустрічаються в природних водах;

-що додаються до води в процесі обробки у вигляді реагентів;

-що з'являються в результаті промислового, сільськогосподарського, побутового і іншого водопостачання.

Концентрація хімічних речовин, що впливають на органолептичні властивості води, зустрічаються в природних водах або додаються до води в процесі її обробки, не повинні перевищувати нормативів, вказаних в табл.3.2

Таблиця 3.2

Найменування показників	Норматив	Метод випробування
Алюміній, мг/куб.дм	?0,2 (0,5)	ГОСТ 18163-89
Амоній, мг/куб.дм	?0,5	ГОСТ 4192-82, ДСТУ ISO 6778-2003
Діоксид хлору, мг/куб.дм	?0,1	РД 52.24.81-89
Кадмій, мг/куб.дм	?0,001	ДСТУ ISO 11885-2005
Кремній, мг/куб.дм	?10	ГОСТ 26449.1-85
Миш'як, мг/куб.дм	?0,01	ГОСТ 4152-89, РД 118.02.28.88
Молібден, мг/куб.дм	?0,07	ГОСТ 18308-72
Натрій, мг/куб.дм	?200	ДСТУ ISO 11885-2005
Нітрати, мг/куб.дм	?50	ГОСТ 4192-82, ГОСТ 18826-73
Нітрити, мг/куб.дм	?0,5	ГОСТ 4192-82, ДСТУ ISO 6777-2003
Озон залишковий, мг/куб.дм	0,1-0,3	ГОСТ 18301-72
Ртуть, мг/куб.дм	?0,0005	ГОСТ 26927-86, РД 52.24.30-86
Свинець, мг/куб.дм	?0,01	ГОСТ 18293-72
Фториди, мг/куб.дм	для кліматич. зони IV ? 0,7	ГОСТ 4386-89
Хлорити, мг/куб.дм	?0,2	ДСТУ ISO 10304-4:2003
Поліакриламід залишковий, мг/куб.дм	?2,0	ГОСТ 19355-85
Формальдегід, мг/куб.дм	?0,05	МВВ 081/12-0227-05
Хлороформ, мг/куб.дм	?60	ДСТУ ISO 10301-2004, МВ 0052-98
Перманганатна окислюваність, мг/куб.дм	?5,0	ДСТУ ISO 10304-4:2003

Органолептичні показники води

Показники, що забезпечують сприятливі органолептичні властивості води, включають нормативи для речовин:

-що зустрічаються в природних водах;

-що додаються до води в процесі обробки у вигляді реагентів;

-що з'являються в результаті промислового, сільськогосподарського побутового і іншого водопостачання.

До органолептичних показників якості води належать: запах, присмак, каламутність, кольоровість.

Органолептичні властивості води нормуються:

1 - по інтенсивності допустимої зміни цих показників;

2 - за вмістом хімічних речовин, шкідливість яких визначається їх здатністю в мінімальних концентраціях погіршувати органолептичні показники води (табл. 3.3)

Таблиця 3.3- Нормативи показників води по ДСанПіН 2.2.4-171-10

Найменування показників	Норматив	Методи випробувань
III. Органолептичні показники
1.	Запах, бали: при 20С, при 60С	?2 ?2	ГОСТ 3351-74, ДСТУ EN 1420-1:2004
2.	Забарвленість, градуси	?20	ГОСТ 3351-74, ДСТУ ISO 7887-2003
3.	Каламутність, нефелометрична одиниця каламутності (1 НОК = 0,58 мг/куб. дм)	?1	ГОСТ 3351-74, ДСТУ ISO 7027-2003
4.	Смак та присмак, бали	?2	ГОСТ 3351-74
IV. Фізико-хімічні показники
1.	Водневий показник, одиниці рН	6,5-8,5	ДСТУ 4077-2001
2.	Залізо загальне, мг/куб.дм	?0,2	ГОСТ 4011-72, ДСТУ ISO 6332-2003
3.	Загальна жорсткість, ммоль/куб.дм	?7	ГОСТ 4151-72
4.	Марганець, мг/куб.дм	?0,05	ГОСТ 4974-72
5.	Мідь, мг/куб.дм	?1	ГОСТ 4388-72
6.	Цинк, мг/куб.дм	?1	ГОСТ 18293-72
7.	Поліфосфати, мг/куб.дм	?3,5	ГОСТ 18309-72
8.	Сульфати, мг/куб.дм	?250	ГОСТ 4389-72
9.	Сухий залишок, мг/куб.дм	?1000	ГОСТ 18164-72
10.	Хлор залишковий вільний, мг/куб.дм	?0,5	ГОСТ 18190-72
11.	Хлориди, мг/куб.дм	?250	ГОСТ 4245-72, ДСТУ ISO 10304-4:2003
12.	Хлор залишковий зв'язаний, мг/куб.дм	?1,2	ГОСТ 18190-72



4. Визначення складу водопровідних очисних споруд

Вибір методу водоочистки і необхідного складу очисних споруд проводимо на основі вивчення результатів аналізів початкової води джерела і зіставлення з вимогами, що пред'являються до якості очищеної води. При пристрої господарсько-питного водопостачання споруди для очищення води повинні зрештою забезпечити якість, що відповідає ДСанПіН 2.2.4-171-10.

Як видно с таблиці 4.1 якість вихідної води відрізняється від необхідних норм, тому необхідно запропонувати додаткову обробку води.

Таблиця 4.1 - Аналізи вихідної води і вимоги

Найменування показника	Од. виміру	Вихідна вода (до очистки)	ДСанПіни 2.2.4-400-10
Каламутність,нефелометрична одиниця каламутності (1 НОК =0,58 мг/куб.дм)	мг/	610	<1
Кольоровість	град	550	<20 (35)
Лужність	Мг-екв/дм	0,3	-
рН - водневий показник		7,2	6,5-8,5
Жорсткість загальна	Мг-екв/л	6,5	<7
Смак	бал	2	<2
Запах при 20	бал	2	<2
Залізо (Fe)	мг/дм	0,2	<0,2
Фтор ()	мг/дм	0,1	<для кліматич. зон
E-coli (колі-індекс)		3	<відсутні

Виходячи з властивостей води згідно табл. 4.1 , приймаємо реагентну обробку води. В якості коагулянту приймаємо сірчанокислий алюміній.

Для підлужування використовуємо реагент- вапняне молоко. Через недостатній вміст фтору робимо фторування. Склад споруд- освітлювачі з завислим шаром осаду і швидкі гравійно-піщані фільтри.

Таким чином, до складу станції очистки питної води з поверхневих джерел входять :

1) Споруди для приготування реагентів;

2) Вертикальний змішувач вихрового типу;

3) Освітлювачі із завислим шаром осаду;

4) Швидкі гравійно-піщані фільтри;

5) Хлораторна станція;

6) Резервуари чистої води;

7) Допоміжні споруди.



5. Опис технологічної схеми очищення води

Згідно схеми 5.1 вихідна вода (В1) з поверхневого джерела подається насосною станцією першого підйому по трубопроводу у вертикальний змішувач вихрового типу (поз.1). З розчинного бака (поз.2) розчину в змішувач подають 10%-ний розчин коагулянту Al2(SO4)3. Одночасно з розчином коагулянту в змішувач з витратного бака (поз.3) подають 5%-ный розчин вапняного молока (ВМ). Потім, для інтенсифікації процесу коагуляції, вводиться флокулянт (Ф). В якості флокулянта використовують 1%-розчин поліакриламіда (ПАА), який з розчинного бака (поз.4) насосом (поз.8) перекачується у витратний бак (поз.5), звідки через дозатор (поз.6) ежектором (поз.7) транспортується в змішувач (поз.1). Час змішування оброблюваної води з реагентами складає 1-2 хв. Із змішувача вода поступає в освітлювач завислим шаром осаду (поз.9). Час перебування води в освітлювачі- 6 годин.

Після освітлювача, вода поступає в трубопровід, куди з витратного бака фтору (поз.10) подається насичений розчин Na2SiF6 (ФР).

Далі вода подається на швидкі гравієво-піщані фільтри (поз.11) для повного освітлення. Потім очищена вода (ОЧ) подається в змішувальний лоток (поз.12), куди з хлораторної станції ЛОНІЇ-100 (поз.13) подається хлорний газ з метою знезараження води. Час хлорування складає не менше 30 хв. Потім очищена вода (ОЧ) поступає в резервуар чистої води (поз.14), звідки насосом другого підйому (поз.22) подається водоспоживачу (ВС).

На виході з КЗФ (каркасно-засипних фільтрів) частина очищеної води поступає в резервуар чистої води для промивки фільтрів (поз.15), звідки зворотним потоком за допомогою відцентрового насоса (поз.23) подається на фільтри. Кількість промивок 1-2 рази на добу. Промивна вода (ПВ), проходячи через пісколовку (поз.21), поступає в резервуар-усереднювач промивної води (поз.20), після чого відцентровим насосом подається спільно з початковою водою в змішувач.

Осад (О), який утворюється в розчинному баці коагулянту, баці розчину поліакриламіда, в самому змішувачі і шлам (Ш) з витратного бака вапняного молока подаються в резервуар для прийому осаду (поз.16). Сюди ж поступає осад з освітлювача. Осад з резервуару для приймання осадів відцентровим насосом перекачується в осадкоущільнювач (поз.17), звідки виходить ущільнений осад (УО) і поступає в ємність згущеного осаду (поз.18). Згущений осад відцентровим насосом транспортується на площа обезводнення осаду (поз.19), звідки вода, що виділилася з осаду, подається в змішувач (поз.1).



6. Визначення необхідних реагентів для обробки води, їх кількості

6.1 Цех коагулювання

1) Визначення дози коагулянту

Для каламутності 450мг/л і кольоровості 50град - доза сірчанокислого глинозему () визначається:

По кольоровості (формула 5.1[7]):

мг/л, (6.1)

де Ц - кольоровість вихідної води, град.

По каламутності (табл.5.2): = 60 мг/л. Для подальших розрахунків приймаємо більше значення дози коагулянту = 93,8 мг/л.

2) Визначення добової витрати товарного сірчанокислого алюмінію

Добова витрата визначається (по формулі 5.6[6]):

=6,72 т/добу,(6.2)

де Q - повна продуктивність очисної станції, /доб; - доза коагулянту, мг/л; - вміст безводного продукту в коагулянті, % (33,5 - відсоток активної речовини).

Кількість коагулянту в розрахунку запасу на 30 днів складає 201,6 т.

Виходячи з умов повагонної доставки коагулянту приймаємо його мокре збереження в залізобетонних баках і сухі склади з розрахунку разового постачання коагулянту в кількості чотирьох вагонів по 50т.

Місткість баків-сховищ приймаємо з розрахунку 1,5 на 1 т коагулянту. Осадову, підрешітчату частину баків приймаємо 30% від загальної їхньої місткості. Для установки приймаємо 6 баків. Місткість кожного 18,0 , а місткість підрешітчатої частини 5,4 м3. Розміри баків 3Ч3м при висоті 2,0м

Розчин забирається з відстійної частини баків-сховищ за допомогою поплавця і перекачується у видаткові баки, де розбавляється водою до 10%-ної концентрації.

3) Визначення місткості видаткових баків

Місткість кожного з видаткових баків визначається за формулою 5.7[6]

= 11,26 12т/добу,(6.3)

де q - розрахункова витрата води в м3/год;

n - час, на який заготовлюється розчин коагулянту (n = 12год);

в - концентрація розчину коагулянту (у нашому випадку в = 10%);

р - питома вага розчину коагулянту (р =1 т/);

Дк - максимальна доза коагулянту (Дк =45 мг/л).

Приймаємо для установки 6 видаткових баки. Місткість кожного з чотирьох видаткових баків складає 6,0 (2мЧ2мЧ3м).

4) Визначення витрати повітря для розчинення коагулянту і його перемішування у видаткових баках

Витрата повітря приймається виходячи з інтенсивної подачі повітря: для розчинення - 8-10 л/с*м2 і для перемішування - 3-5 л/с* .

Витрата повітря для одночасного приготування розчину в двох баках-сховищах:

(6.4)

де 2Ч2 - площа бака для розчинення коагулянту; 9 - інтенсивність подачі повітря для розчинення л/с*; 2 - кількість баків (два баки).

Витрата повітря для чотирьох видаткових баків

(6.5)

де 2Ч2 - площа видаткового баку; 4 - кількість видаткових баків;

4 л/ с*- інтенсивність подачі повітря для перемішування.

Загальна витрата повітря = 64+72 = 136 л/с, або м3/хв. Для подачі повітря приймаємо дві робочі і одну резервну повітродувки 1А12-30-4А (Q = 10 м3/хв; Н=30м; N = 22 квт).

5) Дозування 10%-ного розчину коагулянту

Дозування розчину коагулянту здійснюється насосами-дозаторами НД-1600/10 з витратою 1,6м3/год, р=1,0мПа. Приймаємо для установки один робочий і один резервний насос. Реагент вводиться в трубопровід сирої води перед змішувачем.

6) Дозування флокулянту

Для інтенсифікації процесу освітлення води передбачимо застосування поліакриламіду. Застосовується 1%-ний розчин поліакриламіду, що поставляється в дерев'яних бочках масою нетто 100-150кг. Склад для поліакриламіду прийнятий на 27-денне збереження. На складі встановлюється лопатева мішалка конструкції ЦКБ АКГ УРП-2. Робоча місткість бака 1,2, загальна місткість 2. Мішалка лопатева. Установка готує розчин 0,2%-ної концентрації. Тривалість розчинення однієї бочки 25-40хв. Тривалість циклу готування розчину ПАА, включаючи перемішування, завантаження, розмішування і перекачування у видатковий бак, дорівнює 2 год. Для перекачування розчину приймаємо насос типу 2К-20/30 (Q = 10-30 /год; Н = 24ч34 м). Розміри витратних баків 2,5х1,3 (h). Число баків - 2, час спорожнювання бака - 6 год. Дозування розчину провадиться дозатором постійної дози поплавкового типу. Розчин вводиться в збірну кишеню змішувача (необхідна різниця в часі із уведенням коагулянту)

6.2 Цех вапнування

1) Розрахунок дози вапна

Для підлужування води прийняте вапно. Дозу вапна визначаємо за формулою:

(6.6)

де - доза вапна, мг/л; - коефіцієнт, рівний для вапна (по СаО) - 28;

- максимальна ( в період підлужування) доза безводного коагулянту, рівна 93,8мг/л;

еквівалентна вага безводного коагулянту, мг-экв/л, прийнята для - 57;

- лужність води, мг-екв/л (за умовою прикладу = 0,3 мг-экв/л).

2) Розрахунок добової витрати вапна

Добова витрата вапна (в перерахунку на СаО) складає :

(6.7)

Витрата товарного вапна зі вмістом 78% СаО складає:

(6.8)

Вапно вивантажується в залізобетонні баки розміром 4,7Ч3,7Ч1,15 м, де воно заливається водою і гаситься. У баках зберігається вапняне тісто. Одна тонна вапна-кипілки у виді тіста займає об'єм 2,8 .

Для збереження прийнято 4 баки місткістю 20 (4,7Ч3,7Ч1,15м). Потреба в вапняному тісті забезпечується на 16 днів. З баків-сховищ грейфером ємністю 0,4м3, розташованому на кран-балці, вапно подається в ємність для догашування тіста. Вапняне молоко по лотку випускається в мішалку місткістю 8 , де концентрація його доводиться до 3,4%. Перемішування вапняного молока в мішалці і подача його до дозатора прийняті насосом ФГ51/8 (Q=43ч90 /год; Н=25ч34м). Встановлюються 1 робочий і 1 резервний насоси. Дозування вапняного молока здійснюється дозаторами постійного рівня системи ВОДГЕО з лотковим розподільним пристроєм і постійним переливом у мішалку. Продуктивність дозатора 2/год. Дозатори встановлюються на площадці біля змішувачів. Вапняне молоко самопливом надходить у змішувач [7].

6.3 Розрахунок дози і витрат фторовмісного реагенту (

1) Доза визначається по формулі (5.5)[7]:

(6.9)

де m - коефіцієнт, що враховує втрати фтору, (при введенні фторовмісного реагенту після очисних споруд m = 1);

а - необхідна концентрація фтору в питній воді приймається 0,7-1,2мг/л в залежності від кліматичних умов: (приймаємо а = 0,7мг/л);

(F-) - вміст фтору у вихідній воді (за умовою (F-) = 0,1);

К - вміст фтору в чистій речовині, %, для натрію кремнефтористого К = 60% (приймається по таблиці 5.4[7]);

- вміст чистої речовини в технічному продукті, %, = 95% (1-й гатунок) - приймається по таблиці 5.4

2) Витрата фтору на добу складає:

(6.10)



3) Витрата насиченого розчину при 20оС визначається:

(6.11)

де - продуктивність сатуратора по насиченому розчину кремнефтористого натрію,/год;

- доза фтору, г/;

Q - витрата оброблюваної води, /год;

р - розчинність кремнефтористого натрію, г/ (при 200С р = 7,3г/).

Загальний об'єм сатуратора становить 5,68 м3. Кремнефтористий натрій подається зі складу пневмотранспортом від вакуум-насосу, встановленого у приміщенні фтораторної. Подача здійснюється у вакуум-бункер ємністю 180 дм3, звідки через секторний живильник фторовмісний реагент надходить у сатуратор.

Дозування розчину здійснюється дозатором пропорційної дози.

6.4 Приготування розчину поліакриламіду

Приготування розчину поліакриламіду (ПАА) здійснюється з використанням установок типу УРП-2 (рисунок 5.3), яка має характеристики:

Продуктивність установки УРП-2, /доб	-14
Загальна місткість бака, л	-2000
Робоча місткість бака, л	-1200
Діаметр обмежуючого диска, мм	-400
Потужність електродвигуна мішалки, кВт	-4,5
Частота обертання вала, об/хв	-940
Час готування 0,1-1 %-ного розчину, хв.	-25-40
Продуктивність установки УРП-2, /доб	-14

Рисунок 6.1 - Схема установки УРП-2 для розчинення поліакриламіду 1 - ежектор; 2 - дозуючий пристрій; 3 - бак для розчину поліакриламіду; 4 - подача води; 5 - бочок з мішалкою та обмежуючим диском; 6 - насос.

Тривалість циклу готування розчину, включаючи операції зважування, завантаження, розмішування і перекачування його у видатковий бак дорівнює приблизно 2 год. Для перекачування розчинів ПАА можуть використовуватися насоси будь-якого типу.

Робочий розчин ПАА повинен бути однорідний, без згустків. В'язкість його при тиску меншому від 0,3 мм вод. ст. і температурі 20 повинна знаходитися в межах, представлених в таблиці 5.5[7].

Поліакриламід необхідно вводити в воду після коагулянтів. Розрив в часі між дозуванням цих реагентів повинен складати:

- при температурі води 0-5 і кольоровості більше 60 град t = 4 хв;

- при каламутності води до 50 мг/л і кольоровості менше 20 град t = 1,5-1,67 хв;

- при каламутності води більше 50 мг/л і кольоровості менше 20 град t = 1,0-1,2 хв.

При температурах води 15-25 мінімальний час розриву для відповідних вод можна зменшити в 2 рази.



7. Визначення розмірів реагентного господарства та складських приміщень

Площі складських приміщень водоочисних споруд розраховуються в залежності від продуктивності очисної станції. Для зберігання коагулянту та вапна необхідно передбачити склад, який розраховують на 15-30 діб найбільшої потреби в реагентах. Для коагулянтів варто передбачати мокре зберігання, а для вапна - сухе. Склади повинні примикати к приміщенню, де установлені баки для приготування розчину коагулянту та вапняного розчину.

1) Площа складу для коагулянту визначається за формулою:

(7.1)

де Q - повна продуктивність очисної станції в /доб.,

- доза коагулянту, встановлена виходячи з максимальної потреби, в г/;

Т - тривалість зберігання коагулянту на складі(15 діб);

б - коефіцієнт для урахування додаткової площі проходів на складі(1,15);

- вміст безводного продукту в сірчанокислого алюмінію, %(33,5%) ;

- об'ємна вага при завантаженні складу навалом, т/( 1,1);

- допустима висота коагулянту в складі, м (2) .

Склад приймається розміром в плані 7Ч9 м із збірних залізобетонних конструкцій.

Для вапна необхідно передбачити сухе зберігання, для якого площа складу визначається за формулою (7.2) при дозі вапна , б=1,15, =1,0 т/, по CaO :

(7.2)

де Q - повна продуктивність очисної станції в /доб.,

- розрахункова доза вапна, в г/;

Т - тривалість збереження(15 діб);

б - коефіцієнт, що враховує площі для проходу (1,15);

- вміст активної речовини(50%);

- щільність вапна (1 т/);

-висота шару вапна,м (1,5) .

Склад приймається розміром в плані 5,0Ч5,0 м із збірних залізобетонних конструкцій.



8. Технологічний розрахунок основних споруд

8.1 Розрахунок змішувача вихрового типу

Приймаємо вертикальний змішувач вихрового типу. Площа горизонтального перетину у верхній частині змішувача визначаємо за формулою (6.1)[7]:

(8.1)

Де - годинна витрата води;

- швидкість висхідного потоку у верхній частині змішувача (100м/год).

Приймаємо один квадратний змішувач площею у верхній частині 10

Сторона квадратного змішувача визначається за формулою (6.2)[7]:

(8.2)

Діаметр трубопроводу, що подає воду в змішувач, приймається виходячи зі швидкості руху води 1-1,2 м/с. Внутрішній діаметр трубопроводу приймаємо 530мм.

Висота пірамідальної (нижньої) частини змішувача визначається за формулою (6.3)[7]:

(8.3)



Місткість пірамідальної частини змішувача визначається за формулою (6.4)[7]:

(8.4)

Повна місткість одного змішувача визначається за формулою (6.5)[7]:

(8.5)

де - годинна витрата води, /год;

t - час перебування води в змішувачі (t = 1,5хв).

Місткість верхньої частини змішувача визначаємо за формулою (6.6)[7]:

(8.6)

Висота верхньої частини змішувача визначається за формулою (6.7)[7]:

(8.7)

Повна висота змішувача визначається за формулою (6.8)[7]:

(8.8)



Збір води здійснюється жолобом через затоплені отвори. На виході з жолоба (у лотку змішувача) встановлена сітка для виловлювання сміття з отворами 4Ч4мм. Змішувач обладнаний переливною трубою d = 250мм.

8.2 Розрахунок освітлювача коридорного типу із завислим шаром осаду

У проекті приймаємо освітлювачі коридорного типу, прямокутні в плані.

Визначаємо середню концентрацію завислих речовин у воді, щонадходить на освітлювач за формулою:

(8.9)

де М - концентрація завислих речовин у вихідній воді, мг/л (відповідно до завдання М = 610 мг/л);

К - перекладний коефіцієнт, прийнятий для очищеного

К = 0,55;

- доза коагулянту, мг/л, приймаємо найбільше значення Дк = 93,8 мг/л;

Ц - кольоровість води, град. (відповідно до завдання Ц = 550 град);

В - кількість нерозчинних речовин, (мг/л), що вводяться з вапном для підлужування, визначаємо за формулою:

(8.10)

де 0,4 - вміст СаО у вапні по масі, приймаємо, що в розчин переходить 40 % вапна;

- доза підлужуючого реагенту, що визначається за формулою:

(8.11)

де - доза коагулянту, мг/л;

- еквівалентна вага безводного коагулянту, мг-екв/л, для

1к = 57;

- лужність води, мг-екв/л (= 0,3 мг-екв/л);

К - коефіцієнт, рівний для вапна 28.

Визначаємо площу зони освітлення за формулою:

(8.12)

де - площа зони освітлення, ;

q - розрахункова витрата води, /год, q = 24000/24=1000/год;

К - коефіцієнт розподілу води між зонами освітлення і відділення осаду по таблиці 8.1[7];

- швидкість висхідного потоку води в зоні освітлення, мм/с, приймається по таблиці 8.1[7].

При концентрації завислих речовин 838,51 мг/л, швидкість висхідного потоку води в зоні освітлення = 1 мм/с, а коефіцієнт розподілу К = 0,7.

Визначаємо площу зони відділення осаду за формулою:

(8.13)

де - площа зони відділення осаду, ;

К - коефіцієнт розподілу води між зонами освітлення осаду, прийнятий по таблиці 8.1[7];

q - розрахункова витрата води, /год;

б- коефіцієнт зниження швидкості висхідного потоку води в зоні відділення осаду в осадоущільнювачі в порівнянні зі швидкістю в зоні освітлення, приймається рівним б = 0,9;

- швидкість висхідного потоку води в зоні освітлення, прийнята по таблиці 8.1 Vосв = 1 мм/с.

Визначаємо площу освітлювачів:

(8.14)

Площа освітлювача складається з двох бічних коридорів і осадоущільнювача (коридорного освітлювача).

Приймаємо по типовим стандартам освітлювач розміром 6Ч6 м - 8 шт.

Площа кожного освітлювача буде 6Ч2Ч2 = 24 , а площа осадоущільнювача = 6 Ч 2 = 12 .

Сумарна площа зони освітлення = = 24 · 8 = 192 . Площа зони ущільнення осаду . = 12 Ч 8 = 96 .

Водорозподільний дірчастий колектор, розміщений у нижній частині коридорів освітлювача визначаємо на найбільшу витрату води за формулою:

(8.15)

де - витрата води через дірчастий колектор, /год;

N - кількість освітлювачів (прийнято 8 шт);

2 - кількість дірчастих колекторів в одному освітлювачі.

Діаметр колектора прийнятий = 200 мм при швидкості = 0,5 м/с. Швидкість виходу води з отворів повинна бути = 1,5ч2 м/с, приймаємо = 1,8 м/с [7].

Тоді площа отворів розподільчого колектора визначається за формулою:

(8.16)

де - витрата води через дірчастий колектор, с; = 17,4 л/с0,0174

Приймаємо діаметр отворів рівним 15 мм, тоді площа одного отвору:

(8.17)

Кількість отворів у колекторі:

(8.18)

Отвори розміщуємо в два ряди в шаховому порядку по обидві сторони колектора спрямованими вниз під кутом до горизонту.

Відношення суми площ всіх отворів у розподільному колекторі до площі його поперечного перерізу:

(8.19)

де - кількість отворів у колектор n = 56 шт;

- діаметр отворів у колекторі (прийняли = 15 мм = 1,5 см);

- діаметр колектора (прийняли = 200 мм = 20 см).

Отримане співвідношення 0,31 знаходиться в припустимих межах (0,3-0,4).

Водозбірні жолоби з затопленими отворами розміщені в зоні освітлення, у верхній частині освітлювача, вздовж бокових стінок коридорів.