4.6.1 Установка для обеззараживания воды

В подземных водоносных горизонтах большой заглубленности обычно патогенных микроорганизмов не обнаруживают. Однако в процессе ее добычи, очистки, транспортирования и особенно хранения вероятно бактериальное загрязнение. Для использования воды в питьевых целях следует ее дезинфицировать. Для этих целей рекомендуется применить метод бактерицидного облучения УФ-лучами. Предлагается использовать установки типа «Лит»,например , УДВ – 1/1 А 12,со средней производительностью по воде 1 м³/ч.

4.7 Проектирование и расчет насосной станции второго подъема

Насосная станция второго подъема (НС-2) подает очищенную воду в водопроводную сеть на хозяйственно питьевые нужды и на пожаротушение.

Поэтому она отвечает первой категории обеспеченности подачи.

Насосная станция второго подъема может работать в обычном штатном режиме, когда вода подается на хоз-питьевые нужды.

При работе в режиме пожаротушения вода подается на хозяйственно-питьевые нужды и пожаротушения.

Потребление воды из сети хозяйственно-питьевого водоснабжения осуществляется неравномерно в течении суток, в то время, как забор воды из источника очистки производится равномерно. Несовпадение графиков забора водозабора вызывает необходимость создания регулирующих емкостей, в которых периодически накапливается и расходуется некоторый объем воды, достигающий 20-30% суточного расхода. Определение режима работы насосной станции и расчет регулирующей емкости башни сведен в таблице 2.2.

4.7.1 Расчет всасывающих и напорных водоводов

Всасывающие трубопроводы от РЧВ до насосной станции выполняется стальными. Для обеспечения работы НС-2 количество всасывающих водоводов принимается равное двум.

Расчетный расход каждого из водоводов вычисляется из возможности отключения одной нитки.

, (4.70)

где n_вс – число всасывающих водоводов, принимается 2 водовода.

Диаметры всасывающих водоводов назначаются по таблицам [5] и по рекомендуемым экономичным скоростям ( табл.3.1 [7]).

24,9 л/с.

Принимаем стальной водовод диаметром 350 мм, V=0,6 м/с.

Количество напорных водоводов равно двум, однако расчетный расход q_нап для каждого водовода, л/с, вычисляется без учета отключения одной нитки по формуле

, (4.71)

где n_нап – число напорных водоводов.

12,46 л/с.

Принимаем стальной водовод диаметром 300 мм, V=0,8 м/с.

4.7.2 Определение расчетного напора насосов второго подъема

Расчетные напоры насосной станции второго подъема во многом зависят от наличия места и расположения водонапорной башни на водопроводной сети.

В данном случае система с башней в начале сети.

При нормальной работе напор определяется:

H_нс = z_вб - z_нр + h_нс + Q² (S_вс / n_вс² + S_нап / n_нап²), (4.72)

где z_вб – отметка верхнего уровня воды в баке башни;

H_б – высота ствола башни;

z_нр – расчетный рабочий уровень воды в РЧВ, принимается на 2 м ниже земли;

h_нс – потери напора в коммуникациях насосной станции, принимается равным 1 м;

Q – расчетная часовая подача насосов, при нормальном режиме, м³/ч;

S_вс и S_нап – коэффициенты сопротивления совместно всасывающего и напорного трубопроводов;

n_вс и n_нап – количество ниток всасывающего и напорного водовода.

При пожаротушении напор, м, определяется

H_пож = z_тп + H_г^пож - z_нр^' + h_нс + Q_пож² (S_вс / n_вс² + S_нап / n_нап²), (4.73)

где H_г^пож –минимальный статистический пожарный напор в конце водовода;

z_нр^' – минимальный пожарный уровень воды в РЧВ.

Гидравлическое сопротивление трубопровода определяется по формуле

S_{вс (нап)} = А_{вс (нап)} × l_{вс (нап),} (4.74)

где А – удельное сопротивление по [7];

l – длина водовода.

S_нап = 0,662×1560 = 1032,7 (с/м³) ².

S_вс = 0,245×15= 3,675 (с/м³) ².

Расчетная подача насосов равна:

Q_{нс max}=323 м³/сут,

Q_{нс пож}=353 м³/сут,

Q_{нс ав}=226 м3/сут.

Вычисляем напор при нормальной работе

H_нс = 85,94-47+1+ 0,089² ( 3,675/4 + 1032,72/4 ) = 66,96 м.

Вычисляем расчетный напор для режима пожаротушения

Н_пож = 39,2+10-45+1+ 0,098² ( 3,675/4 + 1032,72,/4 ) = 37,47 м.

Вычисляем расчетный напор при возникновении аварии на водоводе

Н_ав=39,2+6,72+40,02-47+1+0,062²(3,675/4+1032,72/1) = 147,77 м.

4.7.3. Подбор насосов по каталогу

По расчетным параметрам работы насосов подбираются марки насосов. Первоначально это делается по графику сводных полей.

Подбор насосов по каталогу производится по расчетным параметрам Q и H. Определенных для всех характеристик НС-2 подъема. Для двухступенчатого графика работы НС-2 подъема выделили место характерных параметров Q_нс; Q_пож; Q_ав. Подбор насосов заключается в подборе таких насосных агрегатов, характеристики которых обеспечивали бы экономическую работу насосной станции в характерных режимах.

В первую очередь насосы подбираются для нормального режима эксплуатации. Далее проверяется возможность обеспечения выбранными насосами режима пожаротушения.

Итоги расчетов для построения характеристик трубопровода производится в табличной форме.

Таблица 4.1 – Расчет требуемого напора насосов при различных режимах работы.

По данным таблицы строится график характеристик трубопровода.

Рисунок 4.3 – Характеристики трубопровода, совмещенные с характеристиками насосов.

Данным напорам и расходам удовлетворяет насос Д320-70 с частотой вращение рабочего колеса 2950 об/мин. На насосной станции устанавливаются четыре насоса (два рабочих и два резервных).

4.7.4 Установка насосов и определение размеров фундамента

Насосы и электродвигатели устанавливаются на фундаментной плите заводского изготовления. Расстояние от края рамы до крепежных болтов принимаем 50 мм. Высота фундамента под уровнем чистого пола 30см.

Глубина заложения фундамента 50 см, что не менее глубины заложения фундаментов соседних агрегатов. В месте сопряжения фундаментов с полом устраиваются осадочные швы. Окончательную высоту фундамента всех агрегатов определяем после составления схемы коммуникаций внутри насосной станции.

4.7.5 Трассировка внутристанционных трубопроводов и размещение оборудования

Расположение насосных агрегатов и трубопроводов в здании НС должно обеспечивать надежность работы основного и вспомогательного оборудования, а также удобство, простоту и безопасность его обслуживания.

Схема расположения агрегатов определяется типом, размерами и числом насосов, а также формой машинного зала в плане. Насосные агрегаты расположены в шахматном порядке. Для эксплуатации насосно-силового оборудования и коммуникаций (монтажа и демонтажа) в машинном зале предусматривается в виде кран-балки грузоподъемностью 1 тонна.

4.8 Определение объема резервуара чистой воды

Принято два железобетонных резервуара чистой воды.

Резервуары находятся под землей.

Объем резервуара, м³, находится по формуле

W_РЧВ=W_пож+W_рег+2×q_пр , (4.75)

где W_пож – пожарный запас, по таблице 2.1;

W_рег – регулирующий объем;

q_пр – промывной расход.

W_РЧВ=13,5+391+2×32,4=470 м³.

4.9 Компоновка водоочистных сооружений

Здание станции водоподготовки включает в себя основные и вспомогательные помещения. К основным помещениям относятся: зал очистки воды, склад реагентов, реагентный цех. В зале водоподготовки располагаются смесители, осветлители, фильтры, технологические трубопроводы.

Для монтажа, демонтажа и ремонта оборудования в зале предусматривается кран мостовой электрический, грузоподъемностью 3 тонн.

Кроме основных помещений в здании водоподготовки располагаются вспомогательные помещения. Состав и площади помещений:

1. Химическая лаборатория – 30 м²;

2. Весовая – 8 м²;

3. Бактериологическая лаборатория, автоклавная – 16 м²;

4. Средосварочная и моечная – 12 м²;

5. Кабинет заведующего лабораторией – 9 м²;

6. Комната для дежурного персонала – 12 м²;

7. Кабинет заведующего станции – 15 м²

8. Кабинет начальника станции – 15 м²;

9. Склад реагентов – 9 м²;

10. Мастерская для текущего ремонта мелкого оборудования и приборов - 15м².

11. Склад оборудования – 15 м².

Здание станции водоочистки проектируется каркасным. Шаг колонн прямоугольного в плане здания принимается 6 м, пролет здания 36 м. Стены выполняются железобетонными. Здание очистных сооружений имеет два этажа первый на отметке 50,000, второго 53,600. Высота первого этажа 3,6 м, второго 3,6 м.

Лестницы имеют уклон ½, ширина маршей 0,8 м. Для удобства эксплуатации сооружений, оборудования, задвижек предусмотрены металлические, огражденные перилами, мостиками, переходы и площадки.

4.10 Генеральный план станции очистки природных вод

На генплане размещаются следующие здания: здание очистных сооружений, резервуары чистой воды, сооружения по обороту промывных вод, песковые площадки, здание по обработке осадка, проходная.

Территория станции благоустраивается, на ней размещены подъездные пути, пешеходные дорожки, зеленые насаждения, ограждения.

Станция очистки воды входит в зону санитарной охраны первого пояса, поэтому, предусмотрена глухая ограда высотой 2,5 м, запретная зона шириной 5 м вдоль внутренней стороны ограждений, тропу шириной 1 м на расстоянии 1 м от ограждения, охранное освещение по периметру ограждения. Расстояние от основных зданий и сооружений до ограды 30 м.

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

5.1 Трасирование и схема водопроводной сети

Первой задачей, решаемой при проектировании водопроводной сети, является трассирование, т.е. придание сети определенного геометрического начертания в плане. Трассирование разводящей сети зависит от планировки снабжаемого водой объекта, расположение наиболее крупных водопотребителей, рельефа местности, места расположения используемых источников водоснабжения, наличие естественных и искусственных препятствий при прокладки труб.

В дипломном проекте кольцевая система сети, то есть благодаря наличию параллельно работающих магистралей авария на любом участке сети не вызывает прекращения подачи воды всем потребителям, кроме питающихся непосредственно от поврежденного участка.

После этого составляются расчетные схемы на случай максимального водопотребления и на случай пожаров.

Количество пожаров и расход воды на пожаротушение определяется по[1], исходя из количества населения. Для нашего случая количество пожаров равняется 2, расход воды на один пожар q_пож.=15 л/с. Пожары назначаются в самых невыгодных местах. Авария назначена на водоводе от НС-2 до города, одна нить водовода не работает.

5.2 Расчет сети в час максимального водопотребления

Максимальный час водопотребления с 9 до 10 часов,