144980 (Расчет водоснабжения), страница 8

где h - высота слоя взвешенного осадка, м;

h - высота зоны взвешенного осадка выше перехода стенок осветлителя в вертикальные (до нижней кромки осадкоприёмных окон), равная 1 – 1,5 м;

h - высота пирамидальной части осветлителя, м.

Высоту пирамидальной части осветлителя определяют по формуле:

h = = = 2,34 м,

где а – ширина коридора понизу (под распределительным коллектором), равная 0,3 – 0,5 м;

- угол между наклонными стенками нижней части зоны взвешенного осадка, равный 60 - 70 .

Полную высоту осветлителя определяют по формуле:

H = h + h + h + h = 2,5 + 1 + 2,1 + 0,3 = 5,9 м,

где H – полная высота осветлителя, м;

h - высота зоны осветления (от нижней кромки осадкоприемных окон до поверхности воды в осветлителе), равная 2-2,5 м;

h - строительная высота, равная 0,3 м.

Сбор осветленной воды в верхней части осадкоуплотнителя осуществляют с помощью одной или двух дырчатых труб, располагаемых на 30 см ниже поверхности воды в осветлителе и не менее чем на 1,5 м выше верха осадкоприёмных окон. Расход воды в одной трубе определяют по формуле:

q =((1 - K ) - ) = ((1-0,8) - ) = 26,62 м /ч,

где q - расход воды в одной трубе, м /ч;

Q - производительность очистной станции, м /ч;

С - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающих в осветлитель, г/м ;

- мутность воды, выходящей из осветлителя, г/м , принимаемая в пределах от 8 до 15 г/м ;

- средняя по всей высоте осадкоуплотнителя концентрация твердой фазы осадка, г/м , принимаемая по табл. 19 [1];

n – количество водоотводящих труб.

3.8 Фильтры

Фильтры применяют в качестве второй ступени очистки в ступенчатой схеме водоподготовки. В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок, дробленые антрацит и керамзит, а также другие материалы. Фильтры и их коммуникации рассчитывают на работы при нормальном режиме и форсированном(часть фильтров находится в ремонте) режимах. На станциях с количеством фильтров до 20 предусматривают возможность выключения на ремонт одного фильтра, при большем количестве – двух фильтров.

Расчетные скорости фильтрования при нормальном и форсированном режимах, в зависимости от качества воды в источнике водоснабжения, технологии ее обработки перед фильтрованием и других местных условий по табл. 21 [1] с учетом обеспечения продолжительности работы фильтров между промывками не менее: при нормальном режиме 8 – 12 ч, при форсированном режиме или полной автоматизации промывки фильтров – 6 ч.

Принимаем однослойные скорые фильтры с загрузкой различной крупности, материал загрузки – кварцевый песок.

Диаметр зерен: наименьших – 0,5 м;

наибольших – 1,2 м;

эквивалентный – 0,7-0,8м.

Коэффициент неоднородности загрузки 1,8-2.

Высота слоя 0,7-0,8 м.

Скорость фильтрования:

- при нормальном режиме V =5-6 м/ч;

- при форсированном режиме V =6-7,5 м/ч.

Общую площадь фильтров определяют по формуле:

F = = =171,81 м ,

где F - общая площадь фильтров, м ;

Т - продолжительность работы станции в течении суток, ч;

V - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

n – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;

- интенсивность промывки фильтра, л/(с*м ), принимаемая по табл. 23 [1];

t - продолжительность промывки, ч, принимаемая по табл. 23 [1];

t - время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для фильтров, промываемых водой – 0,33 ч.

Количество фильтров на станции производительностью более 1600 м /сут принимают не менее четырех. При производительности станции более 8 -10 тыс. м /сут количество фильтров определяют с округлением до ближайших целых чисел по формуле:

N = 0,5 = 0,5 = 6,5,

где N - количество фильтров на станции.

Принимаем 7 фильтров.

При этом должно обеспечиваться соотношение:

V = = = 7 м/ч,

где V - скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч;

N - число фильтров, находящихся в ремонте.

Условие выполняется.

Определим площадь одного фильтра:

F = = =24,5 м .

Принимаем фильтры без центрального кармана, т.к. F <30 м ,

в плане 4 6,2 м.

Трубчатую распределительную (дренажную) систему большого сопротивления, предназначенную для сбора фильтрата и подачи промывной воды, рассчитывают по промывному расходу:

q = · F = 12 · 24,5 = 294,0 л/с,

где q - промывной расход, л/с;

F - площадь фильтра, м .

Диаметр коллектора распределительной системы определяют по формуле:

d = = = 0,56 м,

где d - диаметр коллектора распределительной системы, м;

q - промывной расход, м /с;

V - скорость движения воды в коллекторе, равная 0,8-1,2 м/с.

Принимаем d =600 .

Количество ответвлений дренажной системы определяют по формуле:

n = = = 24,

где n - количество ответвлений дренажной системы;

b - ширина фильтра (длина стороны фильтра в направлении оси коллектора или центрального канала), м;

a – расстояние между осями ответвлений, равное 0,25 – 0,35 м.

Диаметр ответвлений определяют по промывному расходу в одном ответвлении и скорости движения воды в нем

d = = = 0,088 м,

где d - диаметр ответвления, м;

q - промывной расход, м /с;

V - скорость движения воды в ответвлении, равная 1,6 – 2 м/с.

Принимаем d =100 мм.

На ответвлениях, при наличии поддерживающих слоев, принимаем отверстия диаметром 12 мм на расстоянии 150 – 200 мм друг от друга.

Для сбора и отведения промывной воды предусматривают желоба пятиугольного сечения. Расстояние между осями соседних желобов должно быть не более 2,2 м. Ширину желоба определяют по формуле:

В = К = 2,1 = 0,47 м,

где В - ширина желоба, м;

К – коэффициент, принимаемый для желобов для пятиугольного сечения - 2,1;

q - расход воды в желобе, м /с;

a - отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принимаемое в пределах 1-1,5.

Найдем расход промывной воды в одном желобе:

q = = =0,098 м /с.

По ширине желоба и принятому значению a определяют полную высоту желоба:

H = 0,5 · В · (1 + а ) = 0,5 · 0,47(1 + 1) = 0,47 м,

где H - полная высота желоба, м;

В - ширина желоба, м.

Расстояние от верхней кромки желоба до поверхности фильтрующей загрузки определяют по формуле:

h = = + 0,3 = 0,19 м,

где h - расстояние от верхней кромки желоба до поверхности фильтрующей загрузки, м;

H - высота фильтрующей загрузки, м;

а - относительное расширение фильтрующей загрузки, %, принимаемое по табл.23 [1].

Т.к. H > h , то h конструктивно принимаем на 5 см больше полной высоты желоба.

Верх желобов проектируют строго горизонтально, дно – с уклоном 0,01 в сторону сборного кармана. В фильтрах со сборным карманом расстояние от дна желоба до дна кармана определяют по формуле:

Н = 1,73 + 0,2 = 1,73 + 0,2 = 0,65 м,

где Н - расстояние от дна желоба до дна кармана, м;

q - промывной расход, м /с;

В - ширина кармана, принимаемая не менее 0,7м;

g – ускорение свободного падения, м/с .

Промывку фильтров осуществляют чистой водой с помощью специальных насосов. При использовании насосов забор воду осуществляют из резервуаров чистой воды. Принимаем насосы 1 рабочий и 1 резервный типа HS 200 150 300, n = 1450 мин , с подачей Q = 300 л/с и напором H = 10 м, диаметр колеса 240 мм.

Скорость движения воды в трубопроводах, подающих и отводящих промывную воду, принимают 1,5-2 м/с.

Для удаления воздуха из дренажной системы фильтра на коллекторе предусматривают воздушник диаметром 75-100 мм, для опорожнения фильтра - спускные трубы диаметром 100-200 мм.

Полную высоту фильтра определяют по формуле:

Н = Н + Н + Н + Н + h ,

где Н - полная высота фильтра, м;

Н - общая высота поддерживающих слоев, м, принимаемая по табл. 22 [1];

Н - высота фильтрующей загрузки, м, принимаемая по табл. 21 [1];

Н - высота слоя воды над фильтрующей загрузкой, принимаемая не менее 2 м;

Н - дополнительная высота, м;

h - превышение строительной высоты над уровнем воды (не менее 0,5 м).

При выключении части фильтров на промывку и при работе оставшихся фильтров с постоянной скоростью фильтрования, предусматривают над нормальным уровнем воды в фильтрах дополнительную высоту, которую определяют по формуле:

Н = ,

где Н - дополнительная высота, м;

W - объем воды, м , накапливающийся за время простоя одновременно промываемых фильтров;

F – суммарная площадь фильтров, м , в которых происходит накопление воды.

Подача одного фильтра будет равна:

Q = = 116,4 м /ч,

W = Q · t = 116,4 · 0,33 = 38,42 м ,

F = F · N = 24,98 · 7 = 174,86 м

Н = =0,22 м.

Н =0,35+0,8+2+0,22+0,5=3,88 м.

3.9 Обеззараживание воды

В технологии водоподготовки известно много методов обеззараживания, которые можно классифицировать на четыре основные группы: термический; с помощью сильных окислителей; олигодинами (воздействие ионов благородных металлов); физический (с помощью ультразвука радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей). Из перечисленных наиболее широко применяют методы второй группы. В качестве окислителей используют хлор, диоксид хлора, озон и т.д. В свою очередь, из перечисленных окислителей, на практике отдают предпочтение хлору и озону. Выбор метода обеззараживания воды производят, руководствуясь расходом и качеством обрабатываемой воды, эффективностью ее предварительной очистки, условиями поставки, транспорта и хранения реагентов.

3.9.1 Хлорирование воды

Принимаем дозу хлора для предварительного хлорирования 5 мг/л. Необходимый объём хлора определяем по формуле:

q_x = D_x · Q_ч/1000

где D_x – доза хлора, мг/л;

Q_ч – производительность очистной станции, м³/ч;

q_x = 10 · 847,67/1000 = 8,477 кг/ч

Принимаем два хлоратора (1 резервный, 1 рабочий) марки ЛК – 10 (СП) для предварительного хлорирования.

Принимаем дозу хлора для обеззараживания воды 1 мг/л, тогда доза хлора составит:

q_x = 3 ·847,67 /1000 = 2,54кг/ч

Принимаем два хлоратора для обеззараживания (1раб., и 1рез.) марки ЛК-10 (СП). Хранение хлора осуществляется в бочках максимальной вместимостью 500л. Потребное количество хлора определяем по формуле:

Q_x = 720 · q_x,

где q_x – расход хлора, кг/ч.

Q_x = 720 · 10,713 = 7713 кг

Количество бочек для хранения хлора определяем по формуле:

n = Q_x / М_x = 7713,36/500 = 15 шт.

Принимаем 15 бочек. Вместимостью -400

3.10 Подбор трубопроводов по таблице Шевелева

• Трубопровод для отвода осветленной воды с расходом Q = 114 л/с и скоростью V = 1,03 м/с имеет диаметр d = 300 мм;

114 / 4 = 28,5 л/с, d = 100 мм, V = 1,01 м/с.

• Трубопровод для подачи исходной воды в осветлитель с расходом Q = 114 л/с и скоростью V = 1,03 м/с имеет диаметр d = 300 мм;

Q = 114 / 4 = 28,5 л/с, V = 0,58 м/с, d = 100 мм;

Q = 114 / 8 = 14,25 л/с, V = 0,73 м/с, d = 100 мм.

• Обводной трубопровод с расходом Q = 114 л/с и скоростью V=1,03 м/с имеет диаметр d = 300 мм.

• Трубопроводы для подачи и отвода воды на фильтр с расходами Q=114 л/с и скоростью V = 1,47 м/с имеет диаметр d = 300 мм;

114 / 7 = 16,28 л/с, d=100 мм, V = 1,25 м/с.

• Трубопроводы для подачи и отвода промывной воды с расходами Q=294 л/с и скоростью V = 0,77 м/с имеет диаметр d = 600 мм;

294 / 7 = 42 л/с; V = 0,81 м/с, d = 250 мм.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2007.-128с.

2. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений / Под. Ред. А.С. Москвитина. – М.: Стройиздат, 1979. – 430 с., ил – (Справочник монтажника)

3. Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий; Под ред. И.А. Назарова. – М.: Стройиздат, 1977. – 288с.

4. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. В двух частях. Ч – 1, Ч – 2/ Л.А. Кульский, И.Т. Гороновский, А.М. Когановский, М.А. Шевченко. – Киев: Наука думка, 1980. – 1206 с.

5. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1984. – 116 с.

6. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации./ Под ред. А.К.Перешивкина. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: С 576. ил.. 1978.

Оборудование водопроводно-канализационных сооружений./ Под ред. А.С.Москвитина. -М.: Стройиздат, С 430, ил., 1979.

1. СниП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстрой СССР, С 56, 1986.

2. Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий / Под ред. И.А.Назарова. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, С 288, ил., 1977.

10. Тугай A.M., Терновцев В.Ю. Водоснабжение. Курсовое проектирование: Учебн. пособие для вузов. — Киев: Высш.шк. Головное изд-во, С 208, 1980.

11. Л.Турк В.И., Минаев А.В., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции. Учебник для вузов. М., Стройиздат, С 304, 1976.

12. Шевелев ФА,, Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ.пособие. Изд.6-е доп - М.: Стройиздат, С 116. 1984 г.

1З. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Гос-стой России.- М: ГУП ЦПП, 1997 - 128 с.

14. Лашкивская Н.Д., Лашкивский.Б.П. Водопроводные очистные сооружения. Очистка природных под. - Томск: ТГАСУ 1998 - 54с.

15. Кожинов В.Ф. очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчеты. 3-е изд. - М.: Стройиздат, 300 с.