ПЗ проекта (Водоснабжение города на севере Приморского края), страница 5

^{Расчет осветлителей производится с учетом годовых колебаний качества воды в источнике.}

^{Суммарная площадь коридоров, м2, определяется по формуле}

^{, (4.17)}

^{где q – расчётный часовой расход воды, м3/ч;}

^k_p.в ^{– коэффициент распределения воды между коридорами, принимается по [1], для мутности 400, k}_p.в ^{= 0,7.}

^V_осв ^{– скорость восходящего потока воды, в зоне осветления, принимается по [1] 1 м/с.}

^м2

^{Суммарная площадь отделения осадка, м2,рассчитывается по формуле:}

^{, (4.18)}

^м2.

^{Общая площадь осветлителей определяется как сумма площадей коридоров и отделений.}

^{ΣF = F}_отд ^{+ F}_оcв ^{, (4.19)}

^{ΣF =25 + 58= 83 м2.}

^{Количество рабочих осветлителей принимается из расчёта, что площадь одного должна превышать 60-80 м2.}

^{Площадь, м2, каждого из рабочих осветлителей (N}_ос^{) находят из выражения:}

, (4.20)

м².

^{Принимается 5 расчётных осветлителя каждый площадью 27,6 м2.}

^{Коридор осветлителя принимается шириной b}_k ^{= 2,5 м.}

^{Длина осветлителя, м, определяется по формуле}

^{, (4.21)}

м.

^{Ширина осадкоуплотнителя, м, определяется по формуле}

^{, (4.22)}

м.

^{Общая ширина осветлителя, м, определяется по формуле}

^B_oc ^{= 2 × b}_k ^{+ b}_отд,^{, (4.23)}

^B_oc ^{=2 ×2,5 + 2,2 = 7,2 м.}

^{Полная высота осветлителя, м, ориентировочно вычисляется по формуле}

^Н_ос ^{= Н}_з.осв ^{+ Н}_в.о. ^{+ + 0,3, (4.24)}

^{где Н}_з.осв ^{– высота зоны осветления, принимается 2 метра;}

^Н_в.о. ^{– высота слоя взвешенного осадка, составляет 2 метра;}

^h_пир ^{– высота пирамидальной части осветлителя;}

^{, (4.25)}

^{где a – ширина коридора по низу, равная 0,5 м;}

^{α – центральный угол наклона стен коридора к горизонту, принимается равным 600.}

м.

^Н_ос ^{=2 + 2 + + 0,3 = 5,15 м.}

^{Более точное определение высоты производится далее, так как неизвестен объем воды накапливающийся за время промывки фильтра.}

^{Осветлённая вода в коридорах осветлителя собирается в желоба с затопленными на 7 см от верхней кромки отверстиями, диаметром 10 мм2 и площадью 0,0000785 м2.}

^{Расход воды по одному жёлобу, м3/с, определяется по формуле}

^{, (4.26)}

м³/с.

^{Ширина жёлоба, м, определяется по формуле}

^b_ж ^{= 0,9 × q}_ж^{0,4 ×100, (4.27)}

^b_ж ^{=0,9 × 0,010,4 ×100 = 14,3 см.}

^{Глубина жёлоба, м, определяется по формуле}

^{, (4.28)}

см

^{Суммарная площадь отверстий в стенке жёлоба, м2, определяется по формуле:}

^{, (4.29)}

^{где – коэффициент расхода, принимается 0,65;}

^{h – разность уровней воды в осветлителе и жёлобе, принимается 0,05;}

^м2.

^{Количество отверстий в жёлобе определяется по формуле}

^{, (4.30)}

^шт.

^{Осадкоприёмные окна в каждой стене осадкоуплотнителя, через которые вода с осадком поступает в осадкоуплотнитель, рассчитываются на расход:}

^{, (4.31)}

^{при скорости движения воды V}_ok ^{= 10 мм/с.}

^м3/ч.

^{Площадь окон с одной стороны коридоров, м2, находится по формуле}

^{, (4.32)}

^м2.

^{Высота окон 0,2 м, длина 0,6 м, количество окон – 3.}

^{Дырчатые трубы для сбора осветлённой воды в осадкоуплотнителе выполняются затопленными на 0,3 метра под уровень воды. Количество труб – 2, расход воды по каждой из них составляет:}

^q_сб ^{= q}_ок ^{- q}_oc ^{, (4.33)}

^{где q}_ос ^{– потери воды при сбросе осадка.}

^q_ос ^{= 0,01× q}_ок ^{, (4.34)}

^q_ос ^{= 0,01×15= 0,15м3/ч .}

^q_сб ^{= 15 – 0,15 = 14,85 м3/ч.}

^{Требуемый объём зоны накопления и уплотнения осадка, м3, определяется по формуле}

^{, (4.34)}

^{где с}₀ ^{– концентрация поступающая вместе с водой взвеси;}

^{m – количество взвеси, содержащейся в воде после осветлителя, принимается 10 мг/л;}

^{Т – продолжительность накопления осада, принимается 6 часов;}

^{– средняя концентрация осадка в г/м3, после уплотнения в течении 24 часов, принимается 60000 по [1].}

^с₀ ^{= М + К}_к ^×Д_к ^{+ 0,25 ×Ц , (4.35)}

^{где М - мутность исходной воды, мг/л;}

^К_к ^{- коэффициент, учитывающий количество взвеси, поступающей с коагулянтом, принимается для сернокислого алюминия 0,5;}

^Д_к ^{– доза коагулянта по безводному продукту;}

^{Ц – цветность.}

^с₀ ^{= 400+0,5×45+0,25×100 = 447,5 мг/л}

^м3.

^{Рассчитанный требуемый объем зоны накопления и уплотнения осадка сопоставляется с конструктивным фактическим объемом этой зоны в осветлителе.}

^{, (4.36)}

^{где h}_верт ^{– высота осадка на вертикальном участке стен.}

^h_верт ^{= Н’}_ос ^{– Н}_з.осв ^{– h}_пир ^{– h}_ок^{, (4.37)}

^{где H’}_ос ^{– рабочая высота осветлителя;}

^h_ок ^{– высота окон для приёма осадка, принимаем 0,2 м.}

^{, (4.38)}

^{где – угол между вертикальной осью водораспределительного трубопровода и верхними кромками жёлобов, принимается 300.}

^м.

^h_верт ^{= 4,2 – 2 – 1,7 – 0,2 = 0,3 м.}

^м3.

Так как W_з.н. = 9,6 м³ > W_з.н.^треб = 4,4 м³, то необходимо определить фактическое время накопления осадка.

, (4.39)

ч.

^{Осадок сбрасывается дырчатыми трубами в осадкоуплотнитель. Диаметр труб рассчитывается из условия сброса осадка в течении 15 минут при скорости 1 м/с. Скорость входа воды в отверстия 3 м/с.}

^{Расход воды , м3/с, с осадком, сбрасываемый через одну из двух труб находится по формуле}

^{, (4.40)}

^{где t – время сброса осадка, принимается 0,25 ч.}

^м3/ч.

Зная скорость сброса осадка, 1 м/с, и расход воды 5,33 л/с (19,2 м³/ч), по [5] находим диаметр труб. Диаметр труб равен 150 мм, скорость равна 1,01 м/с, уклон i=0,0327.

Схема осветлителя показана на рис 4.

^{1 – желоба для сбора осветленной воды, 2 – трубопровод распределения воды, 3 – осадкоприемные окна, 4 – трубы для принудительного отбора осветленной воды, 5 – трубы для сброса осадка, 6 – лоток.}

^{Рисунок 4. – Осветлитель коридорного типа.}

^{4.4 Расчет скорых фильтров}

^{Из осветлителей вода поступает в скорые фильтры на доочистку.}

^{Тип фильтра: однослойный скорый фильтр. В качестве загрузки используется песок гранодиорит. Диаметр зерен: наименьших 0,5мм, наибольших 1,2 мм, эквивалентный 0,7 мм. Коэффициент неоднородности загрузки – 1,8. Высота слоя – 0,7 м.}

^{Скорость фильтрования: при нормальном режиме V}_н^{= 7 м/ч, при форсированном режиме V}_ф^{= 9 м/ч.}

^{Суммарная площадь фильтров, м2, находится по формуле}

^{, (4.41)}

^{Где Т}_сут ^{– продолжительность работы станции в течении суток, ч.}

^V_рн ^{– расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме , м/ч.}

ⁿ_пр ^{– число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации, принимается равное 3.}

^{W – интенсивность промывки, принимаем равное 12 л/с. м2 по табл.23 [1].}

^t_пр ^{– продолжительность одной промывки, принимается раной 6 мин. по табл.23 [1].}

^_пр ^{– время простоя фильтра в связи с промывкой, промываемых водой 0,33 ч.}

^м2.

^{Количество фильтров на станции ориентировочно определяется по формуле}

^N_ф^=0,5F_ф ^{, (4.42)}

^N_ф^{=0,548,6=3,5.}

^{Принимаем количество фильтров, равное 5.}

^{Скорость фильтрования при форсированном режиме, не должна превышать предельную V}_ф^{= 9 м/ч.}

^{, (4.43)}

^{где N}₁ ^{– число фильтров отключающихся на ремонт, при N}_ф^{20 принимается один.}

^м/ч.

^V_ф^{= 8,5 м/ч < 9 м/ч.}

^{Площадь одного фильтра, м2, определяется по формуле}

^{, (4.44)}

^м2.

^{Принимаем размеры фильтра 4×4,42 м.}

^{Так как площадь одного фильтра менее 30 м2, то применяется конструкция фильтра с боковым карманом.}

^{Высота фильтра, м, определяется по формуле}

^Н_ф^=h_пс^+h_фс^+h_в^+h_стр, ^(4.45)

^{где h}_пс ^{– высота гравийных поддерживающих слоев, м, принимается согласно табл.22 [1].}

^h_фс ^{– высота слоя фильтрующей загрузки, м.}

^h_в ^{– высота слоя воды над поверхностью загрузки, принимается равной 2м.}

^h_стр ^{– принимается равной 0,3 м.}

Н_ф=0,9+0,7+2+0,3= 3,9 м.

Дренажные системы большого сопротивления устраиваются с использованием поддерживающих слоев. Трубчатый дренаж большого сопротивления выполняется в виде центрального коллектора с ответвлениями из перфорированных труб с округлыми отверстиями диаметром d₀=10 мм, направленными вниз под углом 45⁰.По [3], зная скорость движения воды в коллекторе (V=0,8-1,2 м/с) и зная промывной расход находим диаметр коллектора.

Промывной расход находится по формуле

q_пр= F_ф×W, (4.46)

q_пр=9,72×12 =116,64 л/с.

q_пр=116,64 л/с=32,4 м³/ч.

По [5] диаметр коллектора равен 400 мм, V=0,9 м/с, i=0,04.

По [5], зная скорость движения воды в перфорированных трубах (V=1,6 –2 м/с) и зная расход, проходящий через ответвления находим диаметр ответвлений.

Находим количество ответвлений по формуле

, (4.47)

где L – длина фильтра, м;

250 – расстояние между трубами, мм.

ответвлений.

Расход, проходящий по одному ответвлению, л/с, равен:

, (4.48)

л/с.

Диаметр ответвлений равен 60 мм, V=1,2 м/с.

При наличии гравийных поддерживающих слоев в трубах устанавливают отверстия диаметром d₀=10мм. Отверстия размещаются в два ряда.

Общее количество отверстий в дренажных трубах определяется по формуле:

, (4.49)

3095.

Определяются размеры желобов для сброса и отвода промывной воды.

Ширина желобов, м, определяется по формуле

, (4.50)