Водоснабжение и водоотведение города Восточный Донецкой области

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Министерство образования и науки Украины

Харьковская государственная академия городского хозяйства

Дипломный проект

Водоснабжение и водоотведение города Восточный Донецкой области

Введение

Водопотребление города "Восточный" Донецкой области-425000 м, из них 50000м, поступает от вновь проектированного сооружения и 37500м, поступает от магистральных водоводов проходящих непосредственно вблизи от города.

В городе среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населённых пунктов и развития промышленности водоснабжения занимает большое и почётное место.

Обеспечение населения чистой доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний, передаваемых через воду.

Подача достаточного количества воды в населённый пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства.

В настоящее время в связи с общим ростом объёмов потребляемой воды и недостаточностью в ряде городов местных приходных источников воды всё чаще необходимость комплексного решения водохозяйственных проблем для наиболее рационального и экономичного обеспечения водой всех водопользователей и водопотребителей данного города.

Предусмотрено разрабатывать и осуществлять мероприятия по охране окружающей среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.

Проблема развития водоснабжения тесно связана с решением главной задачи - улучшения жилищных условий города, создания здоровых условий труда и отдыха. Новые задачи, которые ставятся перед специалистами по водоснабжению, должны быть решены с использованием всех достижений научно-технического прогресса. Наиболее рационально и наиболее экономично.

1. Краткая характеристика города

Город, для которого производится технико-экономическое обоснование построения водопроводных сетей, и строительство очистных сооружений городского водопровода производительностью 50000 м3/сут расположен в восточной части Донецкой области и находиться в лесостепной физико-географической зоне Украины.

По характеру рельеф территории города представляет собой волнистую равнину, незначительно поднятую над уровнем моря. Наиболее возвышенные места расположены на западе и востоке города. Рельеф города изрезан балками и речными долинами рек пересекающих город.

Климат города умеренно-континентальный, Зима бывает продолжительная, но не суровая, с частыми оттепелями, иногда настолько сильными, что поверхность земли совершенно освобождается от снежного покрова. Лето умеренно тёплое, иногда жаркое за редким исключением с достаточным количеством осадков. Осень отличается значительной сухостью, особенно сентябрь и октябрь, и сравнительно небольшой облачностью. Температура воздуха в городе обуславливается влиянием географической широты, Атлантического океана, Азиатского континента и некоторой степени Чёрного и Азовского морей.

Среднегодовая температура воздуха составляется от до 7,4.

Самым холодным месяцем является январь, абсолютные минимумы понижения температуры наблюдаются в январе или феврале. Во второй половине марта месяца температура воздуха интенсивно повышается и переходит через 0.

Самым тёплым месяцем колеблется в пределах до 39.

Октябрь месяц характеризуется резким снижением температуры. В середине ноября среднесуточная температура переходит через 0 .

В городе среднегодовое количество осадков выпадает в июне месяце - 70мм.

Город характеризуется неустойчивыми ветрами, как по направлению, так и по скорости. Резко выраженных направлений ветра не наблюдается. Преобладающее направление ветров восточных западных и юго-западных. Скорость ветра достигает до 6 м/сек.

Через город протекает река, являющаяся источником водоснабжения качественная характеристика речной воды характеризуется некоторыми показателями.

2. Расчёт и проектирование водопроводной сети

Исходные данные для проектирования.

Генплан города с горизонталями в масштабе 1:10000.

Плотность населения 370 чел/га.

Норма водопотребления 350 л/сут.

Єтажность застройки 5 этажей.

Наименование предприятия электрохимический завод.

Производительность предприятия 15000 шт/сут.

Количество рабочих всего 3500 чел.

Количество рабочих в максимальную смену1450 чел.

2.1 Расчёт водопотребления

Водопроводная сеть и все сооружения системы водоснабжения должны быть рассчитаны на количество воды, которое должно быть подано городу и промышленным предприятиям в течении суток наибольшего возможного потребления под требуемым напором .

Рассчитываем следующие характерные расходы воды, соответствующие основным категориям потребителей:

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города;

Расход воды на коммунальные нужды города;

Расход воды для промышленных предприятий.

2.1.1 Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города

При определении расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города необходимо определить количество населения города N, чел. по отношению:

, (2.1.)

где N - численность населения, чел.

F - площадь части города с той или иной плотностью населения, га;

P - плотность населения, чел/га.

Площадь той или иной части города определяем после тщательного изучения характера планировки города. Результаты подсчётов территории жилых кварталов, которые предварительно нумеруются, сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Площадь территории кварталов города.

№ кварталов	Площадь Га	№ кварталов	Площадь Га	№ кварталов	Площадь Га	№ кварталов	Площадь Га
1	3,62	25	11,12	49	15,68	73	6,12
2	2,57	26	11,12	50	4,72	74	6,52
3	3,32	27	6,92	51	3,12	75	6,52
4	3,02	28	9,32	52	4,32	76	6,32
5	0,92	29	15,44	53	3,72	77	8,20
6	4,82	30	10,40	54	1,20	78	6,04
7	4,82	31	7,52	55	6,34	79	4,52
8	4,82	32	7,52	56	3,32	80	4,32
9	4,82	33	7,88	57	3,32	81	3,72
10	5,15	34	6,17	58	6,72	82	2,96
11	4,82	35	7,22	59	6,72	83	6,17
12	6,32	36	4,52	60	6,34	84	8,12
13	3,82	37	6,32	61	8,50	85	2,36
14	3,32	38	5,42	62	5,94	86	0,80
15	3,32	39	1,42	63	4,30	87	5,48
16	3,32	40	9,32	64	4,32	88	3,68
17	4,37	41	9,32	65	5,81	89	7,52
18	8,60	42	9,32	66	4,73	90	8,00
19	5,72	43	9,32	67	2,92	91	8,32
20	7,52	44	5,72	68	4,50	92	8,32
21	6,80	45	12,62	69	3,76	93	10,82
22	1,76	46	8,72	70	1,10	94	8,07
23	11,12	47	6,32	71	6,34	95	5,58
24	11,12	48	6,32	72	6,12	96	3,58
97	4,88	123	6,52	149	7,86	175	2,82
98	5,16	124	2,20	150	7,60	176	3,62
99	6,20	125	2,22	151	7,82	177	6,32
100	3,32	126	6,92	152	7,02	178	6,12
101	3,32	127	7,12	153	10,40	179	6,52
102	3,32	128	6,72	154	7,28	180	5,34
103	3,32	129	9,34	155	4,72	181	8,42
104	7,30	130	6,48	156	5,62	182	6,42
105	2,24	131	4,72	157	7,32	183	5,75
106	2,22	132	4,72	158	5,60	184	5,75
107	5,16	133	7,32	159	5,07	185	5,75
108	3,46	134	5,64	160	7,82	186	5,75
109	5,12	135	5,05	161	7,56	187	5,42
110	5,78	136	7,88	162	7,32	188	7,64
111	6,32	137	7,82	163	7,32	189	3,82
112	6,30	138	7,57	164	10,52	190	5,42
113	6,30	139	7,92	165	7,28	191	5,42
114	6,34	140	8,02	166	5,52	192	1,52
115	8,72	141	7,92	167	7,45	193	5,83
116	6,02	142	10,40	168	6,48	194	7,20
117	4,50	143	7,28	169	8,72	195	4,82
118	5,18	144	5,02	170	6,42	196	4,82
119	6,48	145	4,12	171	6,32	197	4,82
120	5,60	146	7,32	172	6,32	198	4,82
121	6,42	147	5,60	173	6,32	199	4,82
122	6,42	148	4,98	174	13,97	200	4,82
201	6,92	217	5,52	233	5,76	249	2,52
202	3,82	218	7,22	234	5,22	250	1,75
203	4,08	219	2,34	235	7,78	251	6,30
204	4,52	220	9,98	236	4,48	252	6,24
205	2,57	221	13,85	237	9,92	253	5,16
206	12,32	222	13,85	238	6,62	254	9,06
207	9,20	223	5,78	239	3,78	255	5,26
208	8,72	224	8,96	240	2,27	256	3,93
209	0,88	225	6,24	241	6,82	257	5,26
210	4,24	226	6,24	242	5,78	258	4,28
211	6,45	227	18,18	243	1,62	259	11,34
212	4,00	228	4,98	244	4,46	260	2,32
213	8,14	229	6,25	245	2,66	261	5,52
214	2,56	230	6,25	246	8,22	262	4,76
215	2,87	231	14,77	247	6,82	263	5,84
216	557	232	13,32	248	5,52	Итого: 1618,29

Одновременно определяем площадь территории города, занятой под зеленые насаждения, площадь улиц, площадей, площадь территорий предприятия:

площадь зеленых насаждений - 765,91га;

площадь улиц и площадей - 1692,02га;

площадь промышленного предприятия - 19,32га.

Численность населения:

Суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте, Qсут.ср. мі/сут, определяем по формуле:

,

где N - количество населения города, чел.,

qж - норма водопотребления, л/сут на чел.

(2.2)

Расход воды в сутки максимального и минимальнлго водопотребления, мі/сут.

(2.3)

(2.4)

где Kсут - коєффициент суточной неравномерности

Kсут.max= 1,2

Kсут.min= 0,8

Часовой расход воды Qчас.max и Qчас.min , м3/ч определяем по формуле:

(2.5)

(2.6)

где Кч - коэффициент часовой неравномерности, принимаемый в соответствии с принятой нормой водоснабжения [24].

(2.7)

(2.8)

Секундный расчетный расход Qсек.max, л/сек определяем по формуле:

2.1.2 Расход воды на коммунальные нужды города

а) расход воды на поливку улиц и площадей.

Максимальный суточный расход Qmax сут, м3/сут:

(2.9)

где F - площадь улиц и площадей, м;

q - норма расхода воды на поливку, принимаемая от типа покрытия, от способа поливки и др. условий [24];

n - число поливок принимаемое в зависимости от режима поливок,

Средний часовой расход Qср.час, м3/час

Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/час:

(2.10)

где Kч - коэффициент часовой неравномерности расходования воды на поливку, величину которого принимаем - 2,0.

Максимальный секундный расход Qmax с, л/с:

б) расход воды на поливку зеленых насаждений.

Максимальный суточный расход Qmax сут., м3/сут:

(2.11)

где Fз - площадь зеленых насаждений, газонов и цветников, м2;

qз - норма расхода на поливку, принятая по [24];

n - число поливок в сутки.

Средний часовой расход Qср.ч м3/час:

Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/час;

Максимальный секундный расход Qmax.c, л/с:

Таблица 2.2 - Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды и коммунальные нужды города.

№ п/п	Характер расхода воды	Qmax сут, м3/сут	Qср.ч, м3/час	Qmax ч, м3/час	Qmax с, л/с
1	Хозяйственно-питьевые нужды города	251482,26	10478,43	14303,05	3973,07
2	Неучтенные расходы	25148,23	1047,84	1430,31	397,31
3	Поливка улиц и площадей	760	32	63	18
4	Поливка зеленых насаждений	9190	380	770	210
Итого	286580,48	11938,27	16566,36	4598,38

2.2 Расход воды для промышленных предприятий

Расходы воды для промышленных предприятий слагаются из расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды, расхода воды на душ и расхода воды на производственные нужды.

а) Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды промышленного предприятия.

Количество работающих в холодных и горячих цехах определяем для смены с максимальным числом работающих исходя из распределения их по горячим и холодным цехам.

гор. цеха - 65% - 2275 чел.

хол. цеха - 35% - 1225 чел.

Общее количество работающих - 3500 чел и завод работает в 3 смены, приняв распределение работающих по сменам соответственно 40%, 30% и 30%. Определяем, что в максимальной смене работает 1450 чел.

Средний часовой расход Qср.ч, м3/час:

(2.12)

где, N2, Nx - соответственно количество работающих на предприятии в горячих и холодных цехах.

Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/час:

(2.13)

где n2, nx - соответственно количество работающих в смене в горячих и холодных цехах;

k2, kx - коэффициенты часовой неравномерности соответственно в горячих и холодных цехах. Согласно [24] k2 = 30, kx = 3;

tсм - продолжительность рабочей смены.

Максимальный секундный расход Qmax с, л/с:

.

б) расход воды на души на предприятии.

Для подсчета количества работающих, пользующихся душами, можно принять следующие ориентировочные данные:

В химическом - 40%-60%.

Количество работающих, принимающих душ, определяют для смены, в которой работает наибольшее количество рабочих и служащих, так в электрохимическом заводе пользующихся душами составляет 50% с распределением по цехам;

в холодных цехах - 20% - 290 чел;

в горячих цехах - 30% - 435 чел.

По нормам пользования душем принимается в течение 45 мин. после окончания каждой смены, а поэтому максимальный часовой расход, в м3/час на душ составляет:

где

;

.

Максимальный секундный расход воды на душ Qmax c, л/с:

в) расход воды на производственные нужды предприятий.

Максимально-суточный расход воды предприятий на производственные нужды Qmax сут., м3/сут:

(2.14)

где П - суточная продукция предприятия в принятых для него единицах измерения = 1 т; qуд - средний удельный расход воды на производство единицы продукции = 20 м3/т.

.

Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/ч:

(2.15)

При отсутствии данных о расходах воды на производственные нужды по отдельным сменам потребления воды принимается равным в течении всего времени работы предприятия.

Максимальный секундный расход воды, л/с:



Расход воды на пожаротушение.

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение зависит от размеров населенного пункта, этажности и степени огнестойкости зданий, размеров производственных зданий категорий производств и других факторов.

Максимальный секундный расход на тушение пожаров Q'пож, л/с:

(2.16)

где qпож - расчетный расход на тушение одного наружного пожара, согласно [24] = 85 л/с;

n - число пожаров = 3;

q'пож - расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение, согласно [25] = 10 л/с.

Исходя из расчетной продолжительности пожара tn = 3 ч, полный расход воды на тушение пожара Q"пож, м3:

(2.17)

Максимальный часовой расход Qmax ч, м3/час:

(2.18)

Максимальный секундный расход Qmax с, л/с:



Определенные расчетные расходы воды отдельных категорий потребителей сводятся в сводную таблицу расходов воды.

Таблица 2.3 - Сводная таблица расходов воды

№ п/п	Характер расхода воды	Qср.ч, м3/час	Qmax ч, м3/час	Qmax c, л/с
1	Хозяйственно-питьевые нужды населения города	10478,43	14303,052	3973,07
2	Не учтенные расходы	1047,84	1430,31	397,31
3	Коммунальные нужды	412	833	228
4	Расход промышленного предприятия		119,32	33,72
5	Расход на пожаротушение		10,26	285
Итого	4917,1

Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление расчетных их схем.

Магистральная водопроводная сеть проектируется в виде системы 4 - 5 замкнутых колец, охватывающих целые группы кварталов. Кольца расчетной сети должны быть по возможности вытянуты вдоль преобладающего направления течения воды.

При трассировке сети необходимо учитывать подачу воды наиболее крупным потребителям, кратчайшим путём. Недопустимо, чтобы магистральные линии трассировались на большем протяжении по незастроенным территориям или по границам застройки.

Длина расчетных участков колец магистральной сети находится в пределах 400 - 1000 м и только в отдельных случаях может достигать 2000 м.

Нумеруем узловые точки сети, проставляем длину каждого участка между узловыми точками, а также намечаем место сосредоточенного расхода промышленного предприятия.

Определяем удельный расход воды qуд, л/с:

 (2.19)

где Q - общий секундный расход, л/с;

qсоср - сосредоточенный расход промышленного предприятия, л/с;

Уl - суммарная длина участков магистральной сети, м.

Для каждого участка магистральной сети определяем путевые расходы Qп, л/с:

(2.20)

где l - расчетная длина участка сети, м;

Qп - см. в таб. 2.4.

Сумма путевых расходов всех расчетных участков сети должна равняться полному секундному расходу воды для населения города: УQп=Q-qсоср, что является проверкой правильности вычисленных путевых расходов. УQ - смотрим в табл. 2.4.

Вычисленные путевые расходы воды отдельных участков заменяют узловыми расходами, Qузл, л/с:

(2.21)

Т.е. узловой сосредоточенный расход в каждом узле сети равняется полу сумме путевых расходов всех участков сети примыкающих к данному узлу.

Правильность вычисления узловых расходов Уqузл, л/с, проверяется по формуле:

(2.21)

Вычисленные путевые и узловые расходы вписываются в расчетную схему и таблицу.

Таблица 2.4 - Путевые и узловые расходы воды

№ участка	Длина участка, м	Путевой расход Qп, л/с	Расчетный расход Qр, л/с	Узловой расход qузл, л/с
1	790	30,7705	30,7747	23,17945
2	800	31,16	31,1642	30,96945
3	970	37,7815	37,7857	54,9258
4	900	35,055	35,0532	36,4224
5	830	32,3285	32,3327	33,6959
6	870	33,8865	33,8907	33,1117
7	880	34,276	34,2802	34,0855
8	910	35,445	35,4487	52,9783
9	770	29,9915	29,9957	32,7222
10	790	30,7705	30,7747	30,3852
11	960	37,392	37,3962	34,0855
12	870	33,8865	33,8907	35,6435
13	910	35,4445	35,4487	34,6697
14	830	32,3285	32,3327	56,2891
15	870	33,8865	33,8907	33,1117
16	800	31,16	31,1642	32,5274
17	500	19,475	19,4792	25,3214
18	680	26,486	26,4902	22,9847
19	650	25,3175	25,3217	25,9059
20	1000	41,287	41,2912	43,6303
21	990	38,5605	38,5647	39,9279
22	990	38,5605	28,5647	38,5647
23	1100	42,845	42,8447	40,7047
24	1050	40,8975	40,9017	41,8732
25	400	15,5800	15,5842	28,2430
26	1050	40,8975	40,9017	35,0592
27	750	29,2125	29,21167	72,8449
28	1150	44,7925	44,7967	44,7967
29	1150	44,7925	44,7967	44,7967
30	930	36,2235	36,2277	34,8645
31	950	37,0025	37,0067	39,3437
32	840	32,7180	32,7222	35,4487
33	1000	38,95	38,9542	25,9060
34	1020	39,729	39,7332
35	800	31,1600	31,1642
36	530	20,6435	20,6477
	УQп=1220,693	УQр=1220,84	Уqузл=1220,84

2.3 Гидравлический расчёт кольцевой водопроводной сети

В основе гидравлического расчёта кольцевой водопроводной сети лежит два следующих закона движения воды.

Первый закон устанавливает зависимость расходов приходящих к узлу и уходящих от него. Согласно этому закону алгебраическая сумма расходов в каждом узле сети равна нулю,

Второй закон - движение воды устанавливает зависимости между потерями напора в каждом замкнутом контуре сети, т.е. алгебраическая сумма потерь напора в каждом замкнутом контуре равна нулю, .

Практически при расчете кольцевой сети поступают следующим образом: имея узловые расходы и точки питания сети намечают распределения потоков воды по всем участкам сети, соблюдая для каждого узла сети условия . Распределения потоков воды по всем участкам сети, соблюдая для каждого узла воды, следует производить, идя от конца сети к началу.

Основными факторами, определяющими диаметр участка водопроводной сети, является расчетный расход и скорость.

Для труб диаметр D, мм, определяют:

(2.23)

где Q - расчетный расход, м3/с;

н - средняя экономическая скорость, принимаемая для труб малых диаметров (до 300 мм) - 0,7 - 1,0 м/с, для средних и больших диаметров (более 300 мм) - 1,0 - 1,5 м/с.

А также диаметр может быть определен по таблице предельных расходов, составленных на основании формул проф. Л.Ф. Коичеина.

Следует отметить, что метод определения диаметров труб по предельным расходам применим лишь для независимо работающей линии. Для кольцевой сети этот метод приближенные значения экономических диаметров.

Потери напора во всех линиях h, м, определяются по формуле:

(2.24)

где б - удельное сопротивление;

k2 - поправочный коэффициент.

Путем арифметического суммирования определяют для каждого кольца

и путем алгебраического суммирования невязки потерь напора в кольцах

.

При этом для подсчета потерь напора по контуру кольца величина потери напора считается положительной в том месте, где направление потока совпадает с ходом часовой стрелки и отрицательный там, где направление потока противоположно ходу часовой стрелки.

Если невязки потерь напора в отдельных кольцах получались не допустимы (более 0,50 м), необходимо произвести исправления предварительно намеченных расходов отдельных линий, для чего необходимо знать величину увязочного расхода.

Для увязки сети предложено много способов, из которых широкое применение в практических расчетах получил метод проф. В.Г. Лобачёва, величина увязочного расхода , л/с, по которому:

(2.25)

где - невязка кольца;

S - сопротивление участка;

q - расчетный расход участка.

Заметим, что знак минус перед выражением для определения увязочного расхода, легко можно определить направлением расходов линий, не принадлежащих двум смежным кольцам, т.е. линий, расположенных по внешнему контуру сети.

Очевидно, что положительные увязочные расходы должны прибавляться к положительным расходам линии и вычитаться из отрицательных расходов, а отрицательные наоборот, соответственно этому увязочные расходы записываются против каждого участка кольца со знаком плюс или минус.

Таблица 2.5 - Расчёт кольцевой водопроводной сети.

№ колец	№ участков	Длина участка, м	Предварительное распределение расходов
			Диаметр, мм	Q, л/с	V, м/с	Уд. Сопротивление. А10-6	K	S=AK10-3	h=SQ2	S = Q10-3
1	3-4	970	500	226,08	1,15	0,0680	0,977	0,0644	-3,29	14,5692
	4-5	900	400	189,66	1,50	0,219	0,927	0,1827	-6,57	34,6331
	5-6	830	400	135,97	1,23	0,219	0,961	0,1747	-4,25	27,2450
	6-7	870	350	122,86	1,26	0,437	0,957	0,3638	-5,49	44,7016
	7-8	880	300	88,78	1,21	0,986	0,964	0,8364	-6,59	74,2594
	8-29	930	200	44,39	1,38	8,608	0,941	7,5331	-4,84	334,39,51
	29-30	950	300	81,01	1,11	0,986	0,986	0,9236	+6,06	74,8197
	30-27	840	350	115,87	1,19	0,437	0,967	0,3550	+4,77	41,1299
	27-26	750	500	219,49	1,12	0,068	0,983	0,0505	+2,42	11,0074
	26-3	1050	500	254,55	1,29	0,068	0,952	0,0680	+4,40	17,0025
2	1-2	790	800	566,53	1,12	0,0057	0,983	0,0044	-1,42	2,5077
	2-3	800	800	535,56	4,06	0,0057	0,981	0,0044	-1,28	2,3957
	3-26	1050	500	254,55	1,29	0,068	0,952	0,680	-4,404	17,0025
	26-27	750	500	219,49	1,12	0,068	0,983	0,0501	-2,41	11,0037
	27-31	1000	350	109,75	1,17	0,437	0,972	0,4248	+5,12	46,6178
	31-32	1020	400	149,09	1,19	0,219	0,967	0,2160	+4,80	32,2047
	32-33	800	400	185,54	1,45	0,219	0,933	0,1635	+5,57	30,1652
	33-20	530	500	210,45	1,45	0,068	0,933	0,0336	+1,49	7,0764
	20-21	1060	700	441,80	1,15	0,012	0,977	0,0124	+2,88	5,9866
	21-22	990	700	481,73	1,25	0,012	0,958	0,0114	+2,64	5,4826
	22-23	990	800	528,72	1,05	0,0057	0,994	0,0056	+1,57	2,9656
	23-24	1100	800	569,42	1,13	0,0057	0,981	0,0061	+1,99	3,5024
	24-25	1050	800	612,29	1,21	0,0057	0,964	0,0058	+2,16	3,5326
	25-1	700	800	639,53	1,21	0,0057	0,955	0,0038	+1,56	2,4369
3	27-30	840	350	115,87	1,19	0,437	0,967	0,3530	-4,77	41,1338
	30-29	950	300	81,01	1,11	0,986	0,986	0,9236	-6,06	74,8197
	29-8	930	200	44,39	1,38	8,608	0,941	7,5331	-4,84	334,3951
	8-9	910	300	80,19	1,10	0,986	0,987	0,8856	-5,69	71,0163
	9-10	770	200	47,47	1,47	8,608	0,930	6,164	-13,89	292,6140
	10-11	790	125	17,08	1,35	103,50	0,945	77,2679	-22,54	1319,7361
	11-12	960	125	17,00	1,34	103,50	0,946	93,9946	+27,16	1597,9075
	12-13	870	250	32,64	1,04	2,638	0,983	2,2560	+6,25	118,7582
	13-14	910	300	87,31	1,20	0,986	0,985	0,8659	+6,60	75,5979
	14-28	1150	300	95,73	1,32	0,986	0,948	1,0749	+9,85	102,9037
	28-27	1150	400	140,53	1,11	0,219	0,986	0,2483	+4,90	34,8936
4	33-32	800	400	184,54	1,44	0,219	0,934	0,1636	-5,57	30,1975
	32-31	1020	400	149,09	1,18	0,219	0,970	0,2166	-4,51	32,2913
	31-27	1000	350	109,75	1,13	0,437	0,981	0,4287	-5,16	47,0495
	27-28	1150	400	140,53	1,11	0,219	0,986	0,2483	-4,90	34,9870
	28-14	1150	300	95,73	1,32	0,986	0,948	1,0749	-9,86	102,9037
	14-15	830	200	47,87	1,49	0,608	0,928	6,6302	+15,19	317,3889
	15-16	840	300	80,98	1,10	0,986	0,988	0,818	+5,37	66,660
	16-17	800	350	113,51	1,16	0,437	0,974	0,3405	+1,39	38,6513
	17-18	500	400	138,83	1,10	0,219	0,988	0,1082	+2,09	15,0195
	18-19	680	400	161,81	1,28	0,219	0,954	0,142	+3,72	22,6882
	19-20	650	400	187,72	1,49	0,219	0,928	0,132	+4,65	24,7980
	20-33	530	500	210,45	1,03	0,068	0,984	0,0354	+1,57	7,4632

2.4 Построение линий пьезометрического давления

Пьезометрическую линию обычно строят исходя из величины напора в характерных точках(узловые точки) - поэтому пьезометрическая линия представляет собой максимальную линию. При построении пьезометрической линии исходят из условия, что в диктующей точке сети, т.е. точке наиболее удаленной от источника и имеющей наибольшую отметку, должен быть не ниже нормального.

СНиП 2.04.02.84 дает следующие величины требуемого свободного напора Hсв в сети водопровода населенных мест: при одноэтажной застройке Hсв=10 м, а при большой этажности необходимо прибавлять по 4 м на следующий этаж например: для застройки 4 этажей составляет м.

Расчеты, связанные с построением линий пьезометрического давления, оформляют в специальную таблицу, которая приведена ниже.

Построение пьезометрической линии начинается с выбора на генплане диктующей точки, свободный напор, который равен принимаемому в зависимости от этажности застройки.

Пьезометрическая отметка каждой последующей точки равна пьезометрической отметке предыдущей точки плюс потери напора на участке между этими угловыми точками. Свободный напор последующей (после действующей точки) равен пьезометрической отметке предыдущей точки минус отметка поверхности земли.

2.5 Деталировка основных узлов водопроводной сети

После расчета магистральных линий водопроводной сети производят деталировку основных узлов её, т.е. составляют монтажную схему сети. Устройства рассчитанной магистральной водопроводной сети проектируем из чугунных водопроводных раструбных труб.

При деталировке сети показывают с применением условных обозначений трубы, фасонные части, водоразборную, предохранительную, регулирующую и запорную арматуру. При этом задвижки следует размещать таким образом, чтобы можно было выключать отдельные участки сети без нарушения подачи воды потребителям. Для соединения фланцевых задвижек и другой фланцевой арматуры с раструбными патрубками, следует применять патрубок - фланец - раструб и патрубок - фланец - гладкий конец.

При определении размеров колодцев в плане следует учитывать размеры арматуры, установленной в колодце и минимально допустимые расстояния между стенами труб и стенами колодцев и др.: так расстояние до внутренней стенки колодца его должно быть не менее от стенок труб Ш400 мм - 0,32 м, 450 - 800 мм - 0,5 м, более 800 мм - 0,7 м. Расстояние от стен и покрытий до маховика задвижки должно быть не менее 0,25 - 0,5 м. Толщину резиновой прокладки можно принять примерно 10 мм.

Типовые решения прямоугольных колодцев разработаны для колодцев с внутренними размерами в плане 15002000, 15002500, 20002000, 20002500, 25002500 мм. Если расчетные размеры колодцев больше размеров

типовых колодцев, то последние можно принимать из кирпича. При этом размеры колодцев должны быть кратными Ѕ кирпича.

На основе деталировки сети составляют спецификацию труб, фасонных частей и арматуры различного назначения, что необходимо для составления схемы, заказа на трубы и другие детали сети.

2.6 Построение профиля водовода

Глубина заложения водоводов и водопроводных сетей должна обеспечивать их нормальную работу в зимнее время, исключить возможность недопустимого нагревания воды летом, а также повреждения труб внешними нагрузками (транспортом и др.).

Глубина заложения труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины, проникновения в грунт нулевой температуры.

Водоводы и водопроводные сети нужно укладывать с уклоном не менее 0,001 по направлению к выпуску, при плоском рельефе местности уклон допускается уменьшить до 0,0005.

3. Очистные сооружения города

3.1 Разработка и обоснование технологической схемы очистных сооружений

Состав очистных сооружений определяют исходя из результатов анализов исходной воды и тех требований, которые предъявляются к качеству очищенной воды. При устройстве хозяйственно - питьевого водоснабжения сооружения для очистки воды должны в конечном итоге обеспечивать качество воды, отвечающее ГОСТ 2874-92 "вода питьевая".

Основные способы обработки воды приведены в СНиПе 2.04.02-84. Из СНиПа видно:

что для устранения мутности применяются коагулирование и обработка воды флокулянтами;

цветность предварительное хлорирование,

коагулирование, обработка флокулянтами, озонирование;

бактериальные загрязнения - хлорирование, озонирование.

При подготовке питьевой воды в случае, если забор её производится из открытого водоема комплекс очистных сооружений включает в себя: смеситель, камеры реакции, осветлители.

Согласно заданию дипломного проектирования качественные показатели воды подаваемой на очистные сооружения следующие:

взвешенные вещества - 15-88 мг/л;

цветность 6-60;

РН - 6,7-7,6;

Щелочность - 2,8-4,4 мг/л;

Температура - 12-25;

Бикарбонат - 4,0-8 мг/л;

Cl- - 4.57;

SO4-2 - 6,95.

Анализ исходных данных показывает, что для осветления и обесцвечивания воды целесообразно применять контактные осветлители, обладающие рядом технико-экономических преимуществ.

Контактные осветлители представляют собой разновидность фильтров, работающих по принципу фильтрования в направлении убывающей крупности зерен через слой загрузки большой толщины.

Благодаря применению в контактных осветлителях загрузки с большой толщиной слоя (2 м), одновременно увеличивается продолжительность защитного действия, т.е. продолжительность работы осветлителя до момента ухудшения качества фильтрата.

Как показали исследования, процесс коагуляции при контакте с поверхностью зерен фильтрующей среды идет с большой полнотой и во много раз быстрее, чем при обычной коагуляции в объеме. Доза коагулянта необходима для эффективного хлопьеобразования в свободном объеме и для осаждения. Для быстрого завершения процесса контактной коагуляции необходимо и достаточно ввести в воду такую дозу коагулянта, при которой частицы примесей теряют свою устойчивость в отношении прилипания к поверхности. Также дозы, как правило, необходимы для того, чтобы обеспечить быстрое хлопьеобразование в свободном объеме с получением тяжелых, хорошо осаждающихся хлопьев.

Кроме того, при контактной коагуляции на процесс почти не влияет

Вода из реки насосами насосной станции I-го подъема подается с начала во входную камеру. Здесь из воды осаждается песок, выделяется воздух и на сетках задерживаются крупные примеси. Из входной камеры вода поступает в смеситель, где смешивается с коагулянтом. Из смесителя вода подается на контактные осветлители. Осветленная вода собирается в один общий трубопровод и отводится в резервуар чистой воды, оттуда поступает в городскую сеть.

Насосная станция подает воду во входную камеру. Уровень воды в камере на 5,2-3,0 м выше крышки переливных желобов, на уровне которых находится вода в осветлителях. Этот перепад обеспечивает необходимый напор для работы контактных осветлителей. Он складывается из потерь напора в системе, в подводящих к осветлителям трубопроводах и предельной потери напора в загрузке осветлителя.

Из входной камеры вода поступает в смеситель. В смесителе вода не должна обогащаться воздухом, поэтому выбран дырчатый смеситель с затопляемыми отверстиями.

После контактных осветлителей вода направляется в резервуар чистой воды. Наивысший уровень воды в резервуаре должен быть ниже отметки дна переливных желобов осветлителей только на величину потерь напора в отводящих осветленную воду коммуникациях. Т.о. резервуар чистой воды на станциях с контактными осветлителями всегда находится выше, чем на станциях с обычными спорными фильтрами.

3.2 Технологический расчет основных сооружений станции очистки воды

Определение производительности очистных сооружений.

Водоочистная станция рассчитывается на равномерную работу в течение суток. Производительность очистной станции Qос, м3/сут, составляет:

(3.1)

где - коэффициент для учета расхода воды на собственные нужды, ;

Qmax сут - расход воды для суток максимального водопотребления, м3/сут;

Qдоп - дополнительный расход воды, м3/сут.

(3.2)

здесь tпож - расчетная продолжительность напора, час;

- число одновременных пожаров, соответственно в населенном пункте и на промышленном предприятии;

, - расход воды на t пожара соответственно в населенном пункте и на промышленном предприятии, л/с;

Tпож - время восстановления пожарного запаса, час.

- расход воды на внутренние пожарные краны. Расчетная производительность станции очистки воды равно:

или

Устройство для приготовления и дозирования коагулянта.

В состав устройств для приготовления и дозирования коагулянта входят: баки для приготовления раствора коагулянта - растворный бак, число которых применяется не менее двух; баки расходные, откуда раствор коагулянта поступает в дозатор, они располагаются рядом с растворными баками, при этом на один растворный бак желательно иметь по два расходных бака; две воздуходувки, подающие сжатый воздух для перемешивания раствора реагентов.

При использовании пускового коагулянта, баки оборудуются деревянными смежными колосниковыми решётками с прозорами размером 10 - 15 мм. Назначение этих решёток, поддерживать пусковой коагулянт по некоторой высоте от дна бака. Под решёткой размещается резиновая или винипластовая трубка с отверстиями через которые подаётся сжатый воздух для ускорения растворения реагента.

Продолжительность полного цикла приготовления раствора коагулянта ( загрузка, растворение, отстаивание, перекачка, очистка) при температуре воды 10є С составляет 10 - 12 часов. При использовании воды с температурой 40є С продолжительность цикла сокращается до 6 8 часов.

В нижней части бака рекомендуется устанавливать стенки с учётом наклона 45є - 50є к горизонту. Внутренняя поверхность растворных и расходных баков должна быть защищена от коррозирующего действия раствора коагулянта при помощи кислотостойких материалов. Приготовленный в растворном баке раствор коагулянта с концентрацией 10 - 17% самотёком перепускается в расходные баки, где разбавляется до концентрации 4 - 10%.

Раствор коагулянта дозируется в обрабатываемую воду при помощи дозатора. Ввод раствора реагента производится в суженый участок напорного водовода, подающий воду на очистные сооружения.

Расчётную дозу коагулянта принимаем по СНиПу исходя из содержания взвешенных веществ в воде. Она равна 25 - 35 мг/л. Проверим достаточна ли эта доза для устранения цветности воды, Дк, мг/л:

(3.3)

Применяем дозу коагулянта , Дк 30 мг/л, считая на технический продукт с содержанием чистого 33,5% .

Определяем ёмкость растворного бака Wp, м3, по формуле:

(3.4)

Qч - расход воды в м3/час =2196 м3/час;

Вр - концентрация раствора коагулянта, в растворном баке = 10%

г - объемный вес раствора коагулянта в т/м3 = 1 т/м3;

H - время полного цикла приготовления раствора коагулянта = 12 ч;

Дк - доза коагулянта = 30 мг/л.

м3.

Принимаем три растворных бака, емкостью по 3 м3 каждый с размерами 1,81,61,05=[3,02 м3].

Емкость расходных баков Wрас, м3, определяем по формуле:

м3 (3.5)

Принимаем 2 расходных бака емкостью по 10 м3 каждый с размерами 1,841,4=10,08 м3. для интенсификации процессов растворения коагулянта и перемешивания раствора в расходных и растворных баках предусматривается подача сжатого воздуха. Интенсивность которого принимается: для растворения коагулянта 8 - 10 л/с, для его перемешивания при разбавлении до нужной концентрации в расходных баках 3 - 5 л/с на 1 м2.

Расчетный расход воздуха определяется как произведение площадей баков в плане на величину интенсивности подачи воздуха. Для растворных баков:

л/с.

для расходных баков:

л/с;

общий потребляемый расход воздуха составит:

л/с или 1,31 м3/мин.

В установке принимаем 3 воздуходувки (2 рабочие 1 резервный) марки ВК-12 производительностью 10 м3/мин. скорость движения воздуха 15 м/с.

Кроме магистрального воздуходувка диаметром d=80 мм устанавливается отведенным диаметром 50 мм, система стояков и горизонтальных распределительных дверчатных стояков диаметрами по 38 мм располагаемых на расстояниях 500 мм под решетками растворных баков и на дну растворных баков.

Для загрузки растворных баков применяют вагонетку грузоподъемностью до 1 т и для удаления шланга из растворных баков - вагонетку без кузова оборудованную бадьей грузоподъемностью 0,5 т. в здании реагентного хозяйства предусматривается установка темзфера грузоподъемностью 1 т.

Склад реагентов устанавливают вблизи приготовления реагентов. Они вмещают примерно 30-ти суточный запас для периода максимального применения. С учетом местных условий вместимость склада не менее 15-ит суточного запаса.

Площадь склада коагулянта F, м2,

(3.6)

где Qoc - производительность станции =52704 м3/сут;

D - доза коагулянта =30 г/м3;

T - продолжительность хранения реагента =30 сут;

б - коэффициент для учета дополнительной площади проходов на складе =1,15;

Pc - содержание Al2(SO4)3 в товарном продукте =33,5%;

Go - объемный вес реагента =1,1 т/м3;

h - допустимая высота слоя реагента =2 м.

м2.

3.3 Расчет входной камеры

Устройство входной камеры необходимо для того, чтобы исключить попадание в распределительную систему и зернистую загрузку контактного осветлителя водорослей и крупной взвеси.

При расчетной производительности контактных осветлителей Qос=52704м3/сут. Объем входной камеры Wвх.к, м3 составит:

, (3.7)

где t - продолжительность пребывания воды во входной камере =6 мин.

м3.

Принимаем 4 входных камеры с размерами каждой 662,5 м.

В камерах устанавливаются вертикальные сетки с отверстиями 2-4 мм. При скорости прохода воды через сетки Vс=0,2 м/с рабочая площадь Fc, м2 сеток будет:

м2 (3.8)

Входная камера оборудуется устройствами для промывки сеток, спускной и переливной трубами. Нижняя часть камеры имеет наклонные сетки под углом 50? к горизонту. Высота конической части hкон, м, камеры:

м, (3.9)

м.

Полная высота камеры:

м.

Расчет дырчатого смесителя.

Смесители служат для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды, что способствует более благоприятному протеканию последующих реакций. В смесителе вода не должна обогащаться воздухом, поэтому выбираем дырчатый смеситель с затопленными отверстиями.

Количество отверстий в каждой перегородке n, равно:

(3.10)

где Vo - скорость в отверстиях перегородок =1 м/с;

do - диаметр отверстия =0,06 м.

При толщине стенки б=0,06м, м=0,75. Тогда потери напора в отверстиях Уh, м:

, (3.11)

м

где, m - количество перегородок =3.

Перепад уровня воды:

м.

Принимаем высота слоя воды в конце смесителя H=0,65 м, высота слоя воды перед перегородками будет:

Перед первой - 0,65+0,09=0,74м;

Перед второй - 0,74+0,09=0,83м;

Перед третьей = 0,83+0,09=0,92м.

Площадь отверстия fo м2, приходящихся на каждую перегородку, будет:

м2, (3.12)

тогда:

м2.

Максимально необходимая площадь fн перегородок:

м2 (3.13)

Высота первой перегородки с учетом затопления верхнего ряда отверстий (0,1 - 0,15 м):

м.

Поэтому ширина смесителя должна быть :

м.

Расстояние между перегородками по длине дырчатого смесителя принимаются равным ширине смесителя, т.е. 1,2 м.

3.4 Расчет контактного осветлителя

Контактный осветлитель представляет собой железобетонный резервуар, заполняемый сверху слоем песка с крупностью зерен 0,5-2 мм и толщина слоя 2м, а снизу - гравий: с крупностью зерен 2-4 мм и толщиной слоя 50 мм; с крупностью зерен 4-8 мм с толщиной слоя 100 мм; с крупностью зерен 8-16 мм и толщиной слоя 100 мм. Верхняя граница нижнего слоя гравия крупностью 16-32 мм должна быть на 100 мм выше отверстия распределительной системы.

Осветленная вода проходит через слои загрузки снизу вверх в направлении убывающей крупности зерен. Загрязнения задерживаются как в крупнозернистых слоях так и в песчаной загрузке.

Необходимая площадь контактных осветлителей F м2, определяется по формуле:

, (3.14)

где T - продолжительность работы станции в течение суток = 24 ч;

n - количество промывок каждого фильтра за сутки = 3;

щ - интенсивность промывки = 0,5 л/с·м2;

t1 - продолжительность промывки осветлителя = 8 мин;

Vрн - скорость фильтрования при нормальном режиме = 5 м/час;

t2 - время простоя осветлителя в связи с промывкой =10 мин;

t3 - продолжительность сброса первого фильтра = 10 мин.

м2.

Количество контактных осветлителей шт.

Применяем 20 контактных осветлителей.

Площадь одного осветлителя:

м2.

Так как fко>40 м2 принимаем контактные осветлители с центральным сборным каналом разъединяющим его на 2 отделения.

Размер каждого отделения принимаем 46 м, таким образом площадь отделения 4 6=24 м2. с учетом дальнейшего развития и предусмотрением запаса построим 20 контактных осветлителей в здании. Проверяем скорость потока воды:

м/час, (3.15)

N1 - количество контактных осветлителей, находящихся в ремонте.

Таким образом скорость при форсированном реглиме принимаем равную 6 м/час. Расход промывной воды, приходящейся на один контактных осветлитель qпр л/с, составит:

л/с=0,714м3/с.(3.16)

При наличии двух отделений на каждый коллектор распределительной системы контактного осветлителя приходится расход промывной воды:

м3/сек.

Принимая скорость движения воды при промывке не более 0,8-1,2 м/с, находим диаметр коллектора каждого отделения dкол=600 мм, отвечающий скорости движения воды Vкол=1,2 м/с. Длина одного ответвления каждого отделения контактного осветлителя lосв м, составит:

м(3.17)

Так как шаг оси ответвлений должен быть l=0,25/0,35 м, то количество ответвлений в каждом отделении будет:

шт.

Расход промывной воды qотв л/с, приходящейся на одно ответвление:

л/с(3.18)

Допустимая скорость в трубопроводах распределительной системы должна быть не более 0,8 - 2 м/с. Следовательно диаметр ответвления составит: dотв=80 мм, что отвечает скорости движения воды V=1,95 м/с. диаметр отверстий в ответвлениях принимаем dо-10 мм, а отношение б, площади всех отверстий расширительной системы к площади осветлителя принимаем равным 0,2%. Тогда количество отверстий на каждом ответвлении n будет равно:

(3.19)

расстояние между осями отверстий при размещении их в один ряд:

мм (рекомендуется в пределах 80-120 мм).

При расходе промывной воды на один контактный осветлитель qпр=0,714 м3/с и количество желобов nж=6 (по три на каждое отделение) расход воды приходящейся на один желоб будет:

м/с.

Расстояние между осями желобов:

м.

Ширина желоба с треугольным основанием B м, рассчитываем по формуле:

м, (3.20)

где

b=0,57+a=1,57+1,5=3,07

Высота желоба h=1.25·B=0,46·1,25=0,58 м, а с учетом толщины стенки

hж=0,58+0,08=0,66 м.

Скорость движения воды желоба 0,57 - 0,6 м/с.

Высота крышки желоба над поверхностью контактного осветлителя Дhжм, определяем по формуле:

(3.21)

где H - высота фильтрующего слоя = 2м;

e - отношение расширения фильтрующей загрузки = 25%

.

Промывная вода из желоба двух отделений контактного осветлителя свободно изливается в центральный сборный канал, оттуда отводиться в сток.

Скорость движения воды в конце сборного канала при размерах его поперечного сечения:

fкан=1,02·0,7=0,714 м2 и fпр=fкан составит Vкан=1 м/с.

Определение потерь напора при промывке контактных осветлителей.

Потери напора слагаются из следующих величин:

а) потери напора в отверстиях труб расширительной системы hрс м,

,(3.22)

где kп - отношение сумм площадей всех отверстий расширительной системы к площади поперечного сечения напора;

kп=0,073/0,298=0,25

Vк - скорость в начале расширительного канала = 1 м/с;

Vбо = скорость в начале бокового отверстия = 0,95 м/с.

м

б) потери напора в фильтрующем слое высотой 2 м, hфс м, которое можно определить:

, (3.23)

где a и b - коэффициенты соответствия для песка крупностью 0,8-2,0 мм 0,85 и 0,004;

щ - интенсивность промывки = 15 л/с.

м;

в) потерь напора в гравийных слоях:

м;

г) потерь напора в подающем промывную воду трубопроводе hтр м, определяется по формуле:

, (3.24)

где hl - потери напора по длине определяются по [24] в зависимости от расчетного расхода qпр=357 м/с, при d=400 мм, i=0,0267 и при общей длине трубопровода l=115 мм, hl=0.0267·115=3.07 м;

hм - потери напора на местные сопротивления:

,(3.25)

три колена ок =0,185, два тройника от =0,22, четыре задвижки оз =0,3

м.

Тогда hпр =3,07+0,01=3,08 м.

Полная величина потери напора при промывке:

м. (3.26)

Напор, который должен развивать насос при промывке осветлителя H м, определяем:

(3.27)

где Hг - геометрическая высота подъема воды принимаем предварительно равной 6,5 м:

H=6,5+7,05=13,55 м.

Подбор насосов при промывке фильтра.

Для подачи промывной воды в количестве 357 л/с или 1285 м3/ч принят насос марки Д 3200-33 с производительностью 375 л/с или 1350 м3/ч и напором 16 м с мощностью электродвигателя 45 кВт и частотой вращения 750 об/мин. КПД насоса 82%, диаметр рабочего колеса 460 мм. Один насос рабочий, а другой резервный.

3.5 Расчет резервуара чистой воды

Общий объем РЧВ должен включать регулирующий (Wр), неприкосновенный, противопожарный объем воды (Wпож) и объем воды на промывку контактных осветлителей (Wпр). Кроме того следует предусматривать объем воды, необходимый для контакта её с хлором, продолжительностью не менее 1 час.

Для определения объема регулирующий РЧВ построим график по заданному коэффициенту часовой неравномерности k=1,35. Регулирующая емкость РЧВ в процентах от полезного расхода очистных сооружений будет равно площади CEFK или равной ей сумме площадей ABCD и KLOM.

Wр=(5,4-4,17)/16=19,68%.

При полезном расходе Qпож=50000 мг/сут, регулирующая емкость:

м3

Неприкосновенный пожарный объем воды при длительности пожара Wпож м3 определяется по формуле:

(3.29)

где Qпож - расход воды для тушения пожара = 1800 м3;

Qmax - суммарный расход за 3 часа наибольшего водопотребления =

м3;

Q1 - суммарный расход воды за 3 часа поступающий от насосной станции 1 подъема в РЧВ:

Q1 м3

Wпож=1800+7200+6255=2745 м3.

Принимаем 2 резервуара чистой воды, объемом 7000 м3 каждый с размерами: длина 40 м, ширина 36 м, высота 4,8 м.

3.6 Повторное использование воды после промывки контактных осветлителей

С целью охраны природных источников водоснабжения и сокращения расхода воды на собственные нужды водяных вооружений применяется повторное использование воды после промывки контактных осветлителей.

Предложена следующая технологическая схема: сброс от промывки контактных осветлителей поступает в резервуар усреднитель, из которого вода равномерно в течение суток перекачивается в головной узел водоочистных сооружений.

Для извлечения песка из промывной воды перед резервуаром усреднителем устанавливается горизонтальная песколовка. Песок из осадочной части песколовки, по мере его накопления, транспортируется с помощью ежектора на площадке для хранения песка.

Расчет песколовки:

Рассчитываем расход промывной воды, поступающей в песколовку

qпр=357 л/с=0,357 мі/с.

Применяем два отделения песколовки. Площадь живого сечения каждого отделения , мІ, определяется по формуле:

, (3.30)

где - средняя скорость движения воды =0,3 м/с.

м

Глубину проточной части принимаем hn=0.6 м. Ширина отделения

Вп=м.

Глубина осадной части м.

Зная высоты над уровнем воды в песколовке принят равным 0,2м. Принимая продолжительность пребывания воды в песколовке tп=30с, длину рабочей части lп, м, песколовки, определяем:

м.

Угол наклона стенок камер для песка к горизонту б = 60°. Песколовка оборудуется скребковым механизмом с самоходной тележкой. Песок сгребается к иринску стального стационарного гидроэлеватора, с помощью которого по пульпопроводам транспортируется в резервуар. Резервуар, находящийся на песковой площадке, оборудован дренажной системой, состоящей из труб со щелевыми колпачками.

Отфильтрованная вода из резервуара самотёком направляется в песколовку. Песок из пескового резервуара телефером с опрокидывающей бадьей подается на песковую площадку.

Объем рабочей части пескового резервуара принят равным двум объемам осадочной части Wп.роз мі обоих отделений песколовки:

м3

К установке ирины железобетонный резервуар размером в плане 3х2 м и рабочей высотой 1,5м.

Для сброса промывной воды применяем стандартный резервуар усреднитель из сборного железобетона емкостью 1000мі, шириной 12м длиной 18м и высотой 4,8м, разделенный перегородкой на две секции шириной по 6м.

3.7 Обеззараживание воды

Обеззараживание воды в проекте предусматривается хлорированием. Хлораторная установка рассчитана на предварительное хлорирование дозой ДIх=5мг/дмі и вторичное хлорирование дозой ДIiх=3мг/дмі. Потребный часовой расход хлора Мх, кг/ч, определяется из выражения:

кг/ч или 241,44 кг/сут.

Соответственно месячная потребность в жидком хлоре:

кг.

Хлор на станцию доставляется в контейнерах емкостью 1000 л, и хранят на складе, т.к. масса жидкого хлора в контейнере составляет 1250 кг, то на складе должно храниться 11 контейнеров (12644/1250=11).

Преобразуем жидкий хлор в газообразный в испарителях змеевикового типа. Образовавшийся хлор-газ проходит через баллон-грязевик к хлораторам, которыми дозируют хлор. Из хлораторов выходит хлорная вода и подается в обрабатываемую воду.

Расход воды, необходимый для работы хлораторов первичного и вторичного хлорирования может быть определен по формуле:

мІ/сут,

 где kx - реальный расход воды для работы хлораторов принят равным 0,6 мі на 1 кг хлора.

мі/сут.

Для первичного хлорирования приняты 3 вакуумных хлоратора ЛОНИИ - 100 (один из них резервный) производительностью 6 кг/ч каждый.

Для вторичного хлорирования приняты 2 хлоратора такой же марки производительностью 9 кг/ч (один резервный).

Подают хлорированную воду по напорным резиновым рукавам внутреннего диаметра dвн=25мм (ГОСТ 5398-76), прокладываемым под землей в футлярах из асбестоцементных труб. Принимаем 2 резервуара чистой воды, объемом 7000 м3, каждый с размерами: длина 40 м, ширина 36 м, высота (строительная) 4,8 м.

4. Расчет и проектирование насосной станции второго подъема

4.1 Общая часть

Насосная станция второго подъема предназначена для подачи воды из РЧВ в водопроводную сеть города. Предварительное решение схемы приведено на рис. 4.1. Насосная станция проектируется частично заглубленной. Верхнее строение насосной станции - кирпичное; подземная часть - сборные фундаментальные блоки (бетонные); перекрытие - железобетонные сборные плиты по сборным блокам.

Для монтажа и демонтажа оборудования станции предусматривается установка мостового электрического крана грузоподъемностью 5 т.

В помещении машинного зала размещаются насосы типа ДС.

Общее количество насосов n = 8; из них

I - ступень - 2 рабочих, 1 резервный;

II - ступень - 2 рабочих, 1 резервный;

При максимальном водоразборе и пожаре - 1 рабочий и 1 резервный.

Верхнее строение насосной станции - кирпичное; подземная часть - сборные фундаментальные блоки (бетонные); перекрытие - железобетонные сборные плиты по сборным блокам.

Всасывающие и напорные трубопроводы внутри насосной станции выполнены из стальных труб с усиленными сварными стыками. Трубы размещаются в приямках пола машинного зала, перекрываемых съемными плитами.

Предусматривается коллекторное переключение всасывающих и напорных трубопроводов; коллекторы также размещают в приямках пола машинного зала.

Работа хозяйственно-питьевых дренажных насосов автоматизировано. Пожарные насосы включаются в работу дистанционно из диспетчерского пульта.

Насосные агрегаты станции взаимозаменяемы и могут работать как в режиме хозяйственно-питьевом, так и в противопожарном.

Рисунок 4.1 - Схема насосной станции второго подъема.

4.2 Технологическая часть

Режим работы насосной станции второго подъема определяется режимом водопотребления населенного пункта. Так как водопотребление города в течение суток неравномерное, то режим работы насосов насосной станции II подъема проектируется также неравномерным. Предусматривается ступенчатая работа насосов.

На рис. 4.2 приведены графики: ступенчатый суточного водопотребления населенного пункта при Kчас=1,35 и работы насосов. В проекте предусмотрена система водоснабжения населенного пункта без напорно-регулирующих сооружений.

Подача воды производиться от насосной станции II подъема по двум водоводам непосредственно в водопроводную сеть города. В таком случае подача воды насосами насосной станции II подъема определяется для каждой ступени (группы насосов), по величине максимального часового расхода воды (qч.max). Из графика водопотребления населенного пункта видно, что режим работы насосов, причем насосы I ступени работают с 2200 до 600, а насосы II ступени с 600 до 2200.

Рис. 4.2 - График суточного водопотребления Кчас= 1,35

Определение производительности насосов первой и второй ступени.

Насосные станции II подъема при принятой схеме работы рассчитываются на подачу максимального часового расхода воды.

I-я ступень: часы работы 2200 - 600;

Максимальная часовая производительность Qч.max, м3/час, определяется по формуле:

,(4.1)

где Qч.max - максимальный суточный расход воды, м3/сут;

qч.max - величина максимального часового расхода, %;

м3/час или 585,6 л/с.

II-я ступень: часы работы 600 - 2200;

м3/ч или 790,55 л/с.

Определение подачи воды при пожаротушении.

В соответствии с требованием СНиП работа насосной станции второго подъема проверяется на обеспечение расходов воды при пожаротушении в населенном пункте. Число жителей в городе N=598767 чел запас воды для тушения пожаров в населенном пункте предусматривается в общем объем РЧВ.

Расчетные расходы на пожаротушение в населенных пунктах, в соответствии с действующим СНиП, принимается в зависимости от числа жителей и этажности.

Принимается расчетное количество пожаров = 3;