Определение расчетной производительности станции

Содержание

 

Введение……………………………………………………….. ……..………..2

1.Определение расчетной производительности cстанции…………...……....3

2.Расчет по изменению химического состава воды………….………....…….4

3.Определение расчетных доз реагентов………………………………..…….5

4.Выбор технологии очистки…………………………………………..…....…6

5.Реагентное хозяйство…...............................…………………………………7

5.1.Аммонизация воды………….......................……….………………………7

5.2.Расчет хлораторной………….......................………………………………9

5.3. Расчет коагулянтного хозяйства. ……………………………...…………10

5.4. Расчет установок для приготовления и дозирования флокулянта…….…12

6. Расчет смесителя. ………………………………………….…………………13

7. Расчет КК с гидравлическим перемешиванием………………………….…13

8.Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка…...………………………14

9.Расчет Скорых фильтров…………………………………………..………… 17

10. Обработка промывной воды воды…...……………………………..………22

11. Расчет резервуара чистой ……………………………...……………..….…23

12. Расчет шламонакопителя……………………………………………..….…23

13. Расчет высотной схемы очистных сооружений……………………...……25

14. Подбор вспомогательных сооружений……………………………….……36

Литература………………………………………………………….……………37

 

Введение

Целью данного курсового проекта является проектирование городских водопроводных очистных сооружений с целью получения воды для хозяйственно-бытовых целей населения города Балахна.

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

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

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

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

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

 

 

 

Выбор технологии очистки

 

По табл.15[1] выбираем технологическую схему, которая уточняется в зависимости от качества исходной воды.

Обоснование ввода реагентов:

Так как количество органики мало (запах, привкус = 3, ПО < 8) для первичного обеззараживания используется первичное хлорирование. Для удаления цветности и мутности используется коагулянт и флокулянт, для обеспечения последующего действия обеззараживающего вещества перед РЧВ производится вторичное хлорирование. Так как минимальная мутность больше 50 мг/л то в схеме используем ОСВО.

Расчетная технологическая схема:

 

Расчет хлораторной.

 

Хлорное хозяйство должно обеспечить прием, хранение, испарение жидкого хлора, дозирование газообразного хлора с получением хлорной воды. Хлорирование поверхностных вод производится дважды: первичное – для улучшения процесса коагуляции, обесцвечивания воды и поддержания сооружений в надлежащем санитарном состоянии; вторичное – для обеззараживания воды. Подача хлорной воды должна производиться раздельно на каждое место ввода.

Доза хлора выбирается в зависимости от качества воды по п.6,18. [1].

=3мг/л

=3 мг/л

Определяем расход на I и II хлорирование.

 

Производительность хлораторной > 250 кг/сут, поэтому помещение разделено на две части: хлордозаторную и весовую.

В хлордозаторной устанавливаются 2 вакуумных хлоратора марки ЛОНИИ 100 для вторичного обеззараживания с производительностью по хлору от (2 до 10,0 кг/ч). Для первичного обеззараживания устанавливаются 2 вакуумных хлоратора марки ЛК-10б с производительностью по хлору от 2, до 25,0 кг/ч. На каждую точку принимают 1 рабочий и 1 резервный дозатор. Здесь же устанавливают 4 промежуточных баллона. Для увеличения объёма газообразного хлора в качестве испарителя используются контейнеры –стальные бочки т.к. G 100 кг/сут. Следовательно поставка хлора в бочках.

Принимаю бочку V=1000л, рабочее давление = 15 кг с/ .

Количество бочек на 1 месяц работы.

шт;

Минимальная площадь аппаратной из учета 3 м² на 2 пары хлораторов:

F_ап=3*2=6 м²

Минимальная площадь весовой из учета 4м² на одни платформенные весы:

F_вес=4*2=8 м²

 

F_общ= F_ап* F_вес=14м².

 

 

РАСЧЕТ СМЕСИТЕЛЯ

7. Контактная камера с гидравлическим перемешиванием

 

Контактная камера служит для обеспечения необходимого разрыва по времени ввода реагентов и для смешения воды с реагентом. последнее слогаемое – время, необходимое для перемешивания последнего водимого

Контактная камера может выполнять роль смесителя,а так же воздухоотделителя, который нужен перед подачей воды на осветлители со взвешенным осадком и на контактные осветлители. Для лучшего отделения воздуха последний канал вертикальной контактной камеры должен быть нисходящим, причем расчетная скорость в этом канале не должна превышать 0,05м/с. выходная камера перед контактными осветлителями проектируется как вертикальная контактная камера, причем причем в перепускное окно между каналами устанавливается сетка с ячейками 2-4мм.

 

Расчет контактной камеры с гидравлическим перемешиванием:

1) Расчетный расход q=q_рас =2958,28 м³/ч=0.8 м³/с

2)Время пребывания воды в камере:

t=t1+t2+1=2+2+1=5 мин.

Где t_n-интервалы времени между вводами реагентов.

3)W=q*t*60: W=0,8*5*60=240 м³

4)H=5m:

5)V1=0.1 b=q/(v1*H) b=0,8/(0,1*5)=1, 6

6)При высоте 5м. S=48 м, тогда размеры в плане: 6,9х6,9м.

Пли количестве коридоов =3 ширина равна 2,3 м.

Число коридоров. Значения Lи Bпринимаются из условия удобства компоновки сооружений в плане.

Производительность насоса находим по формуле:

q₁=α*q=0,2*2958,28=591,7 м³/ч.

α=0,15-0,25

Требуемый напор:

Н_насоса=(h₁+h₂)/ α =(2+0,5)/0,2= 12,5м.

h₁- потери на трение в трубопроводах, арматуре, распределительных трубок, принимаем 2м.

h₂=0,5-0,8м. вод.ст.

Принимаем 1 рабочий насос марки Д 800/16 и аналогичный резервный.

 

 

Расчет Скорых фильтров

Фильтры и их коммуникации должны быть рассчитаны на работу при нормальном и форсированном режимах.

Фильтр представляет собой резервуар, в нижней части расположено дренажное устройство для отвода профильтрованной воды. На дренаж укладывается слой фильтрующего материала. В обычных фильтрах вода подается сверху и отводится снизу - через дренажное устройство.

 

Устанавливаем безнапорный скорый фильтр с однослойной загрузкой кварцевым песком, высотой слоя (h_слоя=0,8м), скоростью фильтрования: при V_н=6м/ч, при V_ф=от 6 до 7,5м/ч, коэффициентом неоднородности загрузки К_н=1,8 до 2 диаметром зерен загрузки: d_наим=0,6мм,: d_наиб=1,2мм,: d_экв=0,7-0,8мм.

Общая площадь скорых фильтров определяется:

F_ф= Q_п/(T_ст∙V_н-n_пр∙q_уд-n_пр∙τ_пр∙V_н)= м²,

где Q_п - полезная производительность станции, 66000 м³/сут;

T_ст - продолжительность работы станции в течении суток, 24 ч;

V_н - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме эксплуатации, V_н= 6 м/ч;

n_пр - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации, n_пр=2;

q_уд- удельный расход воды на одну промывку одного фильтра,

q_уд=0,06*ω _р×τ_пр =0,06*14*5=4,2м³/м²

где ω и τ_пр – соответственно интенсивность и время промывки;

ω ₌14л/(с×м²) τ_пр =5мин

Количество фильтров на станции определяем по формуле

N_ф= =11,2= 12шт

Принимаем 8 фильтров. при этом скорость фильтрования при форсированном режиме:

V_ф=

Где N₁ - число фильтров находящихся в ремонте.

V_ф – наибольшая скорость фильтрования при форсированном режиме.(7,5 м/ч)

Площадь каждого фильтра:

F_1ф= F_ф/ N_ф= 501,37 /12= 41,8 м²

Т.к. площадь одного фильтра больше 30м², то рассчитываем фильтр с с центральным каналом. Разбиваем СФ на две секции, следовательно размеры одной:

l=6,5 м; В=3,215м.

Высота слоя загрузки песка равна 0,8м. Фильтр загружают кварцевым песком с частицами минимальный диаметр которых 0,6мм. Максимальный 1,2мм.

Высота фильтра:

Н_ф=Н_под+Н_в+Н_з+Н_стр+Н_доп=0,7+2+0,8+0,5=4м

Где: Н_под= – высота поддерживающего слоя 700мм.

Н_в – высота слоя воды над поверхностью загрузки воды должна быть не менее 2м;

Н_з – высота фильтрующего слоя, 0,8м;

Н_стр – привышение строительной высоты над расчетным уровнем воды, не менее 0,5м;

Н_доп – равна 0 т.к. V_ф расчетная < V_ф максимально допустимой.

 

Для промывки фильтрующей загрузки применяют воду, отчищенную на фильтрах. Процент воды используемой на промывку:

 

Р_ф= = *100%=5,9%

Где:

W – количество воды на одну промывку W= =175,56 м³

F_ф=площадь одного фильтра;

N_ф=количество фильтров;

Q_ч=расчетный часовой расход;

T=продолжительность работы фильтра между промывками.

 

Для расчета распределительной системы определим количество воды, необходимое для промывки одного фильтра:

 

q_пр=41,8 *14=585,2 л/с

 

 

Диаметр центрального коллектора d=800мм, V=1,16м/с, d_н=830мм.

Исходя из рекомендуемого нормами расстояния между осями ответвлений, равного 250–300 мм, и присоединения ответвлений к двум сторонам коллектора число ответвлений равно

n_отв = 2 L_{фильтра} / 0,25 = 26 шт.

Площадь фильтра приходящегося на одно ответвление распределительной системы:

 

F_отв=( м².

 

Расход воды на одно отверстие:

q_отв= *14=16,8 л/с.

При скорости движения воды у входа в ответвление 1,19м/с диаметр труб ответвлений будет равен 150 мм.

Расход воды на одно ответвление: =585,2 /26=22,5л/с

 

Суммарная площадь отверстий в трубах ответвлений

 

∑ F_отв= м²

При диаметре отверстия 12мм площадь его равна 0,000113м², количество отверстий в дренаже фильтра

 

n= =576 шт.

 

При длине ответвлений шаг отверстий =124мм. Отверстия располагаются в два ряда, в шахматном порядке под углом 45 градусов к вертикальной оси трубы.

 

Сбор и отвод загрязненной воды при промывке фильтров осуществляется при помощи желобов, размещенных над поверхностью фильтрующей загрузки. В практике принимают желоба, у которых верхняя часть прямоугольная, а нижняя - либо треугольная, либо полукруглая. Растояние между осями соседних желобов должно быть ≤ 2,2м.

 

Принимаем полукруглые желоба с расстоянием между осями желобов для сбора и отвода промывной воды равным 2,2м. Количество желобов при этом:

 

n_ж= на одно отделение

Расход воды через один желоб при промывке:

q_жел= 97,5 л/с=0,0975 м³/с.

 

Ширина желоба: B_жел=К_жел* =2* 0,44м

Где: q_жел - расход воды по желобу;

a_жел – отношение прямоугольной части желоба к половине его ширины принятое 1;

K_жел – коэффициент для желоба с круглым лотком равен 2;

 

Высота полукруглой части желоба: х= 0,5В_ж h=0,44*0,5=0,22м

Высота прямоугольной части желоба Н= 1,5х: h_пр=1,5*0,22=0,33м

Высота желоба: h_к=0,44+0,33=0,77 м

 

Кромки всех желобов должны быть строго горизонтальны, лотки – иметь иметь уклон 0,01 к сборному каналу.

Расстояние от поверхности фильтрующий загрузки до кромки желобов:

 

Н_ж= м.

Так как Н_ж меньше высоты желоба то конструктивно поднимаем его на 10 см выше слоя загрузки песка.

Дно сборного кармана должно быть ниже дна желоба на величину:

 

Н_кан=1,73*

 

Где: = =(0,5852)²=0,34245904 м³/с

Ширина сборного канала В_к– 1м

Скорость движения воды в сборном канале 0,8м/с.

 

Вода на промывку фильтров подается насосами или из бака, расположенного выше фильтра. Объем промывных баков должен вмещать запас воды да 2-3 промывки. Промывных насосов устанавливают не менее 2.

Напор воды следует определять исходя из геометрической разности между уровнем кромки сборных желобов фильтров и низшим горизонтом воды в резервуаре и с учетом потерь напора:

Потери в распределительной системе:

H= =

Где: – скорость в начале коллектора,1,16 м/с;

d_кол=800мм.

– средняя скорость на входе в ответвления 1,19 м/с;

– коэффициент гидравлического сопротивления, для коллектора с круглыми отверстиями =(2,2/ +1=(2.2/ )+1=3,2

– коэффициент перфорации, 0,15 2 (п.6.86[2]);

Потери напора в распределительной системе не должны превышать 7 м водного столба, в поддерживающих слоях загрузки они принимаются равными высоте этого слоя, h_под=0,1м, в фильтрующем слое – высоте фильтрующего слоя h_з=0,8м, потери напора во всасывающем и напорном трубопроводах и определяются с учетом потерь по длине и в местных сопротивлениях этих трубопроводов, h_вс+h_нап=0,93м.

Геометрическая высота подъема воды от дна РЧВ до верхней кромки промывных желобов:

 

h_г=h_ж-h_р=88,85-79,5=9,35 м

Где:

h_ж – отметка кромки желоба по высотной схеме сооружений;

h_ж=Н_сф-(2-Н_ж)= 88,85-(2-0,66)= 87,51м.

h_р – отметка дна резервуара по высотной схеме сооружений;

 

Необходимый напор промывного насоса;

 

H_нас.=h_геом+h_{в тр} + h_загр+ h_подд + h_запаса= 9,35+3+0,8+0,7+1,5=15,35м

 

Расход промывного насоса:

Q_{пром.нас}= =14*41,8=585,2л/с=2106,72 м³/ч.

 

Выбираем насос типа Д 1200/16 мощность электродвигателя 6,2кВт

(2 рабочих + 1 резервный).

 

 

 

Обработка промывной воды

Повторное использование промывной воды фильтров проектируется в соответствии с п.6.345-6.351 [1]. Промывная вода от фильтров направляется на песколовки, затем в резервуар-усреднитель и в возвращается в начало очистной станции.

 

Расчет песколовок. Площадь в плане F=1.3q_пр/u₀=(1,3*0,5852)/0,0242=31,4м²,

Расход промывной воды q_пр= 0,5852 м³/с;

u₀=0,0242м/с.

Время прибывания воды в песколовке Т=30сек.

Объем песколовокW_п=Т× q_пр=30*0,4396=13,19 м³

Глубина песколовки Н= W_п/ F=13,19/31,4=0,42м

Длина песколовки L=T×ʋ=30×0.3=9м.

Общая ширина песколовки В₀= F/ L=31,4/9=3,5 м.

Число отделений n_п=2. В₁= В₀/2=3,5/2=1,75м.

Число пирамидальных приямков в каждом отделени n_ос= 2

H_пир=(L/2n_ос-0,35) tgα=(9/2×2 -0,35) tg60°=0,6 м

Ширина уровня воды над гребнем водослива

H_вод^ʹ=0,2³√(q_пр/ В₁)²=0,2³√(0,5852/1,75)²=0,1м

H_общ= H_пир+ H+0,5=0,6+0,42+0,5=1,02м

Расчет резервуаров-усреднителей.

Объем воды от одной промывки W_пр= q_пр×t_пр×60=0,5828*5*60=174,84 м³

Общий регулирующий объем резервуаров-усреднителей W=2

W_пр=174,84м³

Глубина регулирующей емкости H_рег= H_общ-0,5-H_вод^ʹ=1,02-0,5-0,1=0,42 м

Площадь в плане F_у= W/ H_рег=174,84/0,42=416 м²

Площадь и размеры одного отделения F₁= F_у/2=416/2=208 м²

В=15м L=15м

 

Расход возвращаемой воды: Q_в= W_пр× N_ф×n/86400=(174,84*12*2)/86400=

=0,05 м³/с= 200,0 м³/ч

 

Расчет шламонакопителя

Объем осадка, скапливающегося в отстойниках за 1месяц:

W_ос=

 

С_в=М_исх+Д_к*К+0,25*Ц_исх=524+1,2*45+0,25*36=587 мг/л.

Количество шлама из отстойников за один год

W_шл=22173,8*1,5*12= 399128,9 м³

Определяем объем шлама, выпускаемого из сооружения за 60 дней:

W_шл60=W_осK_рn=22173,*1,5*2=66519 м³

Влажность сбрасываемого шлама:

Влажность уплотнения в течении 60 дней:

 

Объем осадка по годам:

Wi= W_шл

Объем осадка через 60 дней:

W₆₀= W_шл

Объем выделенной воды:

W_в= W_шл60- W₆₀=66519-55052=11467 м³

Объем осадка, накопившегося в первый год:

W₁= 399128,9*((100-96)/(100-66,0))= 46956,34м³

Через два года: W₂=399128,9* ((100-96)/(100-65,0))+W₁= 92571 м³

Через три года: W₃=399128,9* ((100-96)/(100-64,0))+ 92571= 92571,1м³

Через четыре года: W₄=399128,9* ((100-96)/(100-63,0))+ 92571,1= 135720,2 м³

Через пять лет: W₅=399128,9* ((100-96)/(100-62,0))+ 135720,2= 177733,8 м³

Так как влажность осадка в дальнейшем становится почти постоянной, объем его будет прибавляться каждый год одинаково:

 

W=399128,9*((100-96)/(100-61))= 40936,3м²

 

Следовательно, объем уплотненного на 10 лет осадка:

 

W₁₀= W₅+ W_шл60+(t-5)*W_шл*((100-P₀)/(100-P₁₀))= 177733,8+53491,5+5*40936,3*(4/39)= 252218,3м³

Глубина шламонакопителя не менее 5м (взята 6м). Следовательно, площадь шламонакопителя равна: 252218,3/6=: 252218,3/6м²

Следовательно, габариты шламонакопителя:205х205×6

 

 

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………….. ……..………..2

1.Определение расчетной производительности cстанции…………...……....3

2.Расчет по изменению химического состава воды………….………....…….4

3.Определение расчетных доз реагентов………………………………..…….5

4.Выбор технологии очистки…………………………………………..…....…6

5.Реагентное хозяйство…...............................…………………………………7

5.1.Аммонизация воды………….......................……….………………………7

5.2.Расчет хлораторной………….......................………………………………9

5.3. Расчет коагулянтного хозяйства. ……………………………...…………10

5.4. Расчет установок для приготовления и дозирования флокулянта…….…12

6. Расчет смесителя. ………………………………………….…………………13

7. Расчет КК с гидравлическим перемешиванием………………………….…13

8.Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка…...………………………14

9.Расчет Скорых фильтров…………………………………………..………… 17

10. Обработка промывной воды воды…...……………………………..………22

11. Расчет резервуара чистой ……………………………...……………..….…23

12. Расчет шламонакопителя……………………………………………..….…23

13. Расчет высотной схемы очистных сооружений……………………...……25

14. Подбор вспомогательных сооружений……………………………….……36

Литература………………………………………………………….……………37

 

Введение

Целью данного курсового проекта является проектирование городских водопроводных очистных сооружений с целью получения воды для хозяйственно-бытовых целей населения города Балахна.

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

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

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

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

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

 

 

 

Определение расчетной производительности станции

 

 

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

,

где Q_пол− полезная производительность станции, м³/сут;

Q_пож − пожарный расход, принимается по [1] в зависимости от количества жителей в городе и этажности зданий:

,

где n − количество пожаров;

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

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

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

Количество жителей в городе:

,

где − норма водопотребления воды на одного жителя, принимается равной 0,35 м³/сут. По [1].