Водопроводные очистные сооружения

Содержание
Введение 3
1 Выбор и обоснование технологической схемы очистки природной воды и состава сооружений 4
2 Технологические и гидравлические расчеты элементов водоочистных сооружений, реагентного хозяйства и вспомогательного оборудования 5
2.1 Определение производительности водоочистной станции 5
2.2 Составление высотной схемы 6
2.3 Реагентное хозяйство 7
2.4 Подготовка других реагентов 9
2.5 Расчёт сетчатых барабанных фильтров 10
2.6 Расчет контактной камеры 10
2.7 Расчёт вертикального смесителя 11
2.8 Расчет горизонтальных отстойников 15
2.9 Расчёт скорых фильтров 23
2.10 Обеззараживание воды 32
3 Обоснование выбора схемы повторного использования промывных и сбросных вод станции очистки 33
4 Технологические расчеты элементов повторного использования вод 34
5 Соображения по автоматизации технологических процессов очистки воды 37
6 Экономические показатели проектируемого комплекса 38
Список используемой литературы 40

см, высотой Нп.с. = 0,5 м определяются по формуле проф. В.Т. Турчиновичаhп.с.= 0,022 · Нп.с. ·, м hп.с= 0,022 · 0,5. · 16 = 0,18 мг) потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы. При q = 520 л/с, d=800 мм и v = 1,02 м/с, гидравлический уклон i=0,00227. Тогда при общей длине трубопровода l =100 мhп.т.=i · l = 0,00227 · 100 = 0,23 мд) потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах насоса для подачи промывной воды hо.с м, определяются по формуле, мПри четырех одновременно работающих центробежных насосов марки Д630-90, каждый из которых подаёт 25 % расхода промывной воды, т. е. по 154 л/с, скорость в патрубках насоса d = 250 мм составит 2,31 м/с. Тогдаме) потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре hм.с м, определяются по формуле, мКоэффициенты местных сопротивлений равны: =0,984 для колена, =0,26 для задвижки, =0,5 для входа во всасывающую трубу и =0,92 для тройника.мСледовательно, полная величина потерь напора при промывке скорого фильтра составит= 5,24 + 1,55 + 0,18 + 0,23 + 0,27 + 0,13 = 7,6 мГеометрическая высота подъема воды hг м, от дна резервуара чистой воды до верхней кромки желобов над фильтром составляетhг= 0,75 + (0,5 + 1,5) + 4,5 = 7,25 м где 0,75 м – высота кромки желоба над поверхностью фильтра; (0,5 + 1,5) м – высота загрузки фильтра; 4,5 м – глубина воды в резервуаре.Напор, который должен развивать насос при промывке фильтра Н м, составляет, мгде hз.н = 1,5 м – запас напора.Н = 7,52 + 7,6 + 1,5 = 16,62 мДополнительная высота для приема воды, накапливающейся при выключении фильтра на промывку составляетНдоп =W/FГде W0–расход воды, накапливающейся за время простоя одновременно промываемых фильтровF суммарная площадь фильтров, м2 в которых происходит накопление воды;Ндоп =520/(363,2-32,5)=1,57 мОбщая высота фильтра находится по формуле,где Нп.с. – высота поддерживающего слоя, м, Нп.с. = 0,5 + 0,8 = 1,3 м;h – превышение строительной высоты фильтра над расчетным уровнем воды, h = 0,5 м [1];2.10 Обеззараживание водыОбеззараживание воды производится методом хлорирования с преаммонизацией. В контактную камеру сначала вводится аммиак, а затем через 2-3 минуты хлор.Расчет хлораторной установки для дозирования жидкого хлораХлорирование производится в 2 этапа: предварительное с дозой 3 – 10 мг/л при поступлении воды на очистные сооружения и с дозой 2 – 3 мг/л для обеззараживания воды после фильтрования согласно [1].Расчетный часовой расход хлора для предварительного хлорирования воды определен по формулегде – производительность очистной станции; – доза хлора при предварительном хлорировании.Расчетный часовой расход хлора для вторичного хлорирования воды определен по формулегде – доза хлора при вторичном хлорировании.Приняты 2 группы хлораторов марки ЛОНИИ-100 (в каждой группе один рабочий и один резервный хлоратор). Производительность хлораторов -2…10 кг/ч [4]. Общий расход хлора составляет 9,87 кг/ч = 236,88 кг/сут.Для хлораторной с такой производительностью предусматривается доставка хлора в контейнерах (бочках) [4]. Требуемое число бочек вместимостью 400 л, диаметром 800 мм и длиной 1220 мм определен по формулегде qx =9,87 кг/ч – общий расход хлора;Fбоч =3,06м2 – площадь поверхности бочки;Sбоч =3 кг/ч – съем хлора с 1м2 площади боковой поверхности бочки.Принимается 1 бочка.Число бочек, подлежащих хранению на расходном складе хлора составляетгде qхл =236,88 кг/сут - общий расход хлора;Т=30 сут - время хранения хлора на расходном складе;ω=400 л - вместимость бочки3 Обоснование выбора схемы повторного использования промывных и сбросных вод станции очисткиНа станциях осветления воды фильтрованием промывные воды фильтровальных сооружений следует отстаивать. Осветленную воду надлежит равномерно перекачивать в трубопроводы перед смесителями или в смесители.Для улавливания песка, выносимого при промывке фильтров, надлежит предусматривать песколовки. [1]Принимаем повторное использование промывной воды.Обработка промывных вод скорых фильтров, перед возвратом в основную схему очистки, предусмотрена в песколовках и кратковременным отстаиванием её в аккумулирующих ёмкостях.4 Технологические расчеты элементов повторного использования водВ состав станции по обработке промывных вод входят песколовка и резервуары-усреднители.Исходя из расхода воды на одну промывку одного фильтра, равному 144 м3, принят резервуар-усреднитель из двух отделений объемом по 72 м3.Процент воды, расходуемой на промывку фильтров Рф, %, определен по формуле где Wпр =156 м3– количество воды, расходуемой на одну промывку фильтра;Т=8 ч - продолжительность работы фильтра между промывками.Как видим, расход воды на промывку фильтра значителен.Расчет песколовкиК установке принята одна горизонтальная песколовка.Расчетная длина песколовки определена по формулегде – глубина песколовки; – скорость движения воды; – гидравлическая крупность песка; – коэффициент, принят согласно [1].Длина песколовки принята равной 16,5 м. Ширина песколовки определена по формулегде – глубина песколовки; – скорость движения воды; – расход промывной воды.Принимаем песколовку из 2-х отделений шириной 3,0м.Продолжительность пребывания воды в песколовке составитПродолжительность цикла залпового сброса промывной воды определена по формулегде – количество фильтров очистной станции;К=2шт – число отделений резервуара-усреднителя; – число промывок.Таким образом, длительность всех операций на сооружениях повторного использования воды с момента ее удаления из фильтра до поступления обратно на очистку составляет 78 мин.Расчёт пескового хозяйстваКварцевый песок, используемый в качестве загрузки фильтров, должен быть очищен от примесей и иметь определённый гранулометрический состав.В установках пескового хозяйства предусматривается подготовка карьерного песка, как для первоначальной загрузки фильтров, так и для ежегодной его догрузки в размере 10% общего объёма песчаного фильтрующего материала [3].Объем песка, загружаемого в скорые фильтры W м3, составляет W = n ∙ fф ∙ hф.с, м3где n = 12шт – количество скорых фильтров;fф = 32,5 м2 - площадь одного фильтра;hф.с= 1,5 м - высота фильтрующего слоя фильтра.W = 12 ∙ 32,5 ∙ 1,5 = 585м3Годовая потребность в дополнительном количестве песка Wд м3, составляетWд = 0,1 ∙ W = 0,1 ·585 = 58,5 м3Принимаем, что в карьерном сырье содержится 55 % песка, пригодного для загрузки.Тогда потребность в карьерном сырье перед пуском станции W‘п = (585 ∙ 100) / 55 = 1064 м3, а годовая потребность для его дозагрузки составит W‘д = (58,5 ∙ 100) / 55 = 106 м3.Песковая площадка принята асфальтированная с размером в плане 24х15м (т. е. площадью 360 м2), в том числе размер отделения для складирования карьерного сырья 15 х 9 м. Объём складирования сырья при высоте слоя 0,5 м составит Wс = 0,5 ∙ 15 ∙ 9 = 67,5 м3.Чистый отсортированный песок для загрузки скорых фильтров хранится в двух железобетонных ёмкостях размером 4 х 4 м каждая и высотой 2 м. Объём этого песка Wс.фот = 4 ∙ 4 ∙ 2 ∙ 2 = 64 м3.Сортировка и отмывка песка предусмотрена при помощи гидравлического классификатора марки ТКП- 4 конструкции АКХ РСФСР производительностью Qк = 5 м3/ч исходного сырья. Расход воды для работы классификатора составляет 300 м3/ч [3].Продолжительность работы классификатора Т ч, определена по формуле Т = W / Qк , ч перед пуском станции: Тс = 585 / 5 = 117 чдля догрузки скорых фильтров:Тф = 58,5 / 5 = 11,7чОбъем расходуемой воды перед пуском станции:- классификатором – qс = 300 · 117 = 35100 м3; - бункером-питателем - qсБ = 30 · 117 = 3510 м3. Суммарный расход воды равен 35100 + 3510 = 38610 м3.Объем воды, расходуемой при догрузке песка:- классификатором qд = 300 · 11,7 = 3510 м3/год; - бункером-питателем qдБ = 30 · 11,7 = 351 м3/год. Суммарный расход воды равен 3510 + 351 = 3861 м3/год.5 Соображения по автоматизации технологических процессов очистки водыОбязательным элементом автоматизации технических процессов является автоматизация работы насосных агрегатов. Комплексная схема автоматизированного управления насосами обычно состоит из следующих отдельных частей: схемы автоматизации насоса; схемы автоматизации задвижки на напорном трубопроводе; схемы автоматизации электропривода насоса; схемы взаимосвязи, обеспечивающей последовательность действия системы в целом и осуществляющей необходимые блокировки, а также автоматическую защиту агрегата и сигнализацию.Схема станций автоматического управления обеспечивает:местное, автоматическое и телемеханическое управление насосным агрегатом;контроль за работой насоса с помощью контактного манометр или струйного реле;блокировку, предотвращающую пуск электродвигателя при отсутствии воды в бачке для смачивания подшипников насоса ЭЦ перед его пуском; для этого устанавливают сигнализатор наличия воды 1СВ (для насосов других типов вместо сигнализатора устанавливают перемычку) ;отключение электродвигателя при нарушении нормального режима работы насосного агрегата, при затоплении водой павильона насосной станции или при перегреве подшипников;сигнализацию при аварийной остановке насосного агрегата и открывании дверей павильона насосной станции.Кроме этого рекомендуется автоматизация работы блока введения реагентов, однако это требует более значительных затрат и не влияет на усиление безопасности работы станции а в целом, а только экстенсификации рабочих процессов.6 Экономические показатели проектируемого комплексаПолная строительная стоимость определяется на основании выполнения подробного сметного расчета. Сметная стоимость проекта включает в себя определение стоимости капитального строительства зданий и сооружений, прокладки трубопроводов, стоимость монтажных и демонтажных (при необходимости) работ, а также стоимости строительных и основных материалов.Для предварительных расчетов допускается определять стоимость строительства по укрупненным показателям, согласно [7] исходя из производительности водопроводно-очистной станции.Для водопроводной очистной станции производительностью 28840 м3/сут стоимость резервуаров чистой воды, насосных станций II подъема, хлораторных, сооружений по обороту промывной воды и уплотнению осадка, также других подсобно-вспомогательные сооружений, размещаемых на площадке станции водоподготовки составляет 67,8 руб. за м3/сут, тогда общая стоимость строительства проектируемой очистной станции составит 67,8·47380 = 3212364 руб.Список используемой литературы1. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996. – 128 с.2. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчёты: Учеб.пособие для вузов – М.: ООО «Бастет», 2008. – 304с.3. СанПиН 2.1.4.1074-01 Подготовка воды для питьевого и промышленого водоснабжения / Стройконсультант 3.14. Старинский В.П., Михайлик Л.Г. Водозаборные и очистные сооружения коммунальных водопроводов. Уч. пособие. – М.: Выш.шк, 1989 – 269 с.5. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы длягидравлического расчета водопроводных сетей. – М.: Стройиздат, 1984. – 116с.7. Пособие по водоснабжению и канализации городских и сельских поселений (к СНиП 2.07.01-89). – М.: Арендное производственное предприятие ЦИТП, 1992.