Пояснительная (1193395), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Содержание двухвалентного железа составляет более 70% от железа общего (6,5 ≥ 5,25мг/л).

Щелочность воды в источнике (1,6 мг/л) больше, чем (1+6,5/28) = 1,23 мг/л.

Содержание сероводорода (0,05 мг/л) менее 2 мг/л.

Метод упрощенной аэрации заключается в том, что обрабатываемая вода подается в фильтровальное сооружение путем излива через воронку, верх которой расположен на 0,6 м выше уровня воды в фильтре, в боковой карман.

4.3.Описание метода очистки

Схема очистки приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Схема станции водоподготовки

Наличие железа в водопроводной воде придает ей плохойвкус, вызывает отложение осадка и зарастание водопроводных труб. В подземных водах железо содержится в воде в виде ионов двухвалентного железа, которое устойчиво в водных растворах при отсутствии окислителей. При контакте с воздухом вода обогащается кислородом, растворенное в воде двухвалентное железо окисляется в трехвалентное, которое гидролизуется, коагулирует и выпадает в осадок в виде гидроокиси железа. При фильтровании воды через зернистую загрузку скорость окисления двухвалентного железа кислородом резко возрастает вследствие каталитического влияния поверхности зерен, покрытых соединениями железа.

На этом каталитическом процессе основан метод упрощенной аэрации и фильтрования.

Станция обезжелезивания, работающая по методу упрощенной аэрации, состоит из скорых фильтров, с загрузкой из песка гранодиоритового диаметром зерен 1-2 мм. Характеристика фильтрующего слоя приведена в таблице 4.1.

Для окисления двухвалентного железа в трехвалентное, задерживаемое фильтром в виде гидрата окиси, требуется обогащение воды кислородом в количестве 0,6-0,9 мг на 1 мг двухвалентного железа. Аэрация осуществляется простейшим приемом -изливом воды из воронки в карман фильтра с высоты 0,6 м, при скорости истечения из трубы 1,5 м/с.

Таблица 4.1 - Характеристика фильтрующего слоя

4.4.Расчет фильтров обезжелезивания

Фильтровальное сооружение для обезжелезивания подземных вод представлено скорым безнапорным фильтром с загрузкой из зернистого материала – дробленого гранодиорита. Минимальный диаметр зерен мм; максимальный диаметр зерен мм; эквивалентный диаметр зерен загрузки мм; коэффициент неоднородности ; высота слоя загрузки мм; расчетная скорость фильтрования м/ч; скорость фильтрования при форсированном режиме м/ч.

Принимаем водовоздушную промывку фильтров обезжелезивания с расширением фильтрующего слоя и отводом промывных вод через желоба.

Водо-воздушная промывка позволяет увеличить срок службы фильтрующей загрузки и сократить расход промывной воды.

Продолжительность работы станции обезжелезивания ч/сут; количество промывок одного фильтра в течение суток принимается ; время простоя фильтра в связи с промывкой ч.

Принимается следующий регламент водовоздушной промывки:

• взрыхление загрузки воздухом с интенсивностью 18 л/(с·м²) в течение 2 мин (0,033 ч);

• подача воды с интенсивностью 17 л/(с·м²) продолжительностью 6 мин (0,1 ч).

Относительное расширение загрузки при промывке водой 25%.

Для распределения промывной воды в фильтрах используется трубчатая дренажная система большого сопротивления, которая располагается в поддерживающих гравийных слоях.

Поддерживающий слой состоит из слоев разных фракций, и его суммарная высота составляет 600 мм.

Подача воздуха на промывку осуществляется также через трубчатый дренаж.

Высота слоя воды над загрузкой принимается 2 м.

Расчет фильтров обезжелезивания начинается с определения суммарной площади фильтров , м², по формуле:

, (4.15)

где - продолжительность работы станции в течение суток, ч;

- скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

- число промывок одного фильтра в течение суток, принимается 1 промывка;

- интенсивность промывки загрузки водой, л/(с·м²);

- продолжительность промывки водой равна 7 мин или 0,117 ч;

- время простоя фильтра в связи с промывкой водой, принимается 0,5 ч;

м2.

Число фильтров определяется по формуле:

шт. (4.16)

Для окончательного назначения числа фильтров обезжелезивания проверяется условие:

, (4.17)

где - число фильтров, находящихся на ремонте, принимается =1.

- условие выполняется, окончательно принимаем 4 фильтра обезжелезивания.

Находим площадь одного фильтра по формуле:

м². (4.18)

Принимаем прямоугольные в плане фильтры обезжелезивания с габаритами в плане м, фактическая площадь сооружений 12 м². Фильтры выполняются железобетонными с толщиной стенок 200 мм.

Дренажная распределительная система для воды рассчитывается для наиболее гидравлически напряженного режима работы фильтра – режима промывки.

Промывной расход для одного фильтра определяется по формуле:

л/с =0,21 м³/с. (4.19)

Трубчатая дырчатая система распределения воды состоит из коллектора и ответвлений. При скорости движения воды в коллекторе 1,2 м/с и промывном расходе 0,21 м³/с принимаем диаметр коллектора мм.

Коллектор располагается в центре фильтра. Трубы ответвлений дренажа размещаются по обе стороны коллектора под прямым углом к оси коллектора строго горизонтально. Расстояние от низа ответвлений до дна сооружения принимается равным 100 мм. Расстояние между осями ответвлений принимается равным 300 мм. Длина труб ответвлений, м, определяется по формуле:

м. (4.20)

Количество ответвлений коллектора, ,шт, определяется по формуле:

шт. (4.21)

Принимаем 20 ответвлений водного дренажа.

Диаметры труб ответвлений, учитывая, что в каждое ответвление поступает расход м³/с, принимаем90 мм, скорость входа в них промывной воды 1,9 м/с.

На ответвлениях дренажа предусматриваются отверстия диаметром 10 мм (площадь одного отверстия 0,00008 м²), расположенные в два ряда в шахматном порядке книзу под углом 45° от вертикали. Суммарная площадь отверстий, м², определяется по формуле:

, (4.22)

где - отношение суммарной площади отверстий к площади фильтров, равное 0,25.

Суммарная площадь отверстий в ответвлениях дренажа:

м².

Общее число отверстий, шт, по формуле:

, (4.23)

где - площадь одного отверстия диаметром 10 мм, равная 0,00008 м².

шт.

Расстояние между осями отверстий, м, определяется по формуле:

м. (4.24)

Для удаления воздуха из коллектора на его конце устанавливается стояк-воздушник диаметром 75 мм.

Трубчатый воздушный дренаж рассчитывается на пропуск максимального расхода воздуха, величина которого определяется по формуле:

л/с = 0,21 м³/с. (4.24)

Трубчатый воздушный дренаж состоит из коллекторов и труб ответвлений с отверстиями. Коллекторы расположены по обеим сторонам фильтра над ответвлениями водного дренажа для свободного выхода воздуха.

Расход воздуха, пропускаемый по одному коллектору дренажа:

м³/с.

При скорости движения воздуха в коллекторе м/с и расходе м³/с его диаметр мм.

От каждого воздушного коллектора отходит 14 труб ответвлений, расстояние между ними то же, что и между ответвлениями водного дренажа – 300 мм. Расход воздуха в одном ответвлении м³/с, скорость воздуха в ответвлениях 18 м/с, диаметр мм. Длина воздушных ответвлений 1,2 м.

В трубах ответвлений устраиваются отверстия диаметром 3 мм (площадь отверстия 0,000007 м²) . Скорость воздуха, выходящего из отверстий принимается м/с. Суммарная площадь отверстий на весь фильтр:

м².

Количество отверстий, приходящееся на один фильтр

шт.

Количество отверстий в каждом ответвлении _шт, отверстия размещаются с шагом 70 мм в два ряда в шахматном порядке к низу от оси ответвлений под углом 45°.

Диаметр магистрального трубопровода для подачи воздуха к коллекторам принимается 150 мм, скорость воздуха при этом составляет 20,4 м/с.

Подача воздуха на промывку осуществляется от компрессорной установки. Производительность установки рассчитывается на подачу наибольшего взрыхляющего расхода воздуха при промывке одного КО:

м³/мин.

Объем воды, накапливающийся во время промывки одного фильтра во всех остальных сооружениях по формуле равен:

м³.

Суммарная площадь фильтров , м², в которых происходит накопление воды, равна:

м.

Дополнительная высота для накопления воды при отключении одного фильтра на промывку определяется:

м.

Высота фильтра определяется по формуле:

где - высота фильтрующего слоя, 1,2м;

- высота поддерживающих слоев, м;

- высота слоя воды над поверхностью загрузки, м;

м.

Сбор промывной загрязненной воды осуществляется металлическими желобами полукруглого сечения. При ширине фильтра 3 м принимаем два желоба, каждый из которых располагается в центре обслуживаемой им площади.

Расход промывной воды по каждому желобу, м³/с, определяется по формуле (4.40):

м³/с.

Ширина желоба, м, находится по формуле, где ; :

м.

Характеристики

Список файлов ВКР