ВКР Диденко В.И. (1) (1193409), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для покрытия здания применяем железобетонные плитыразмером 1,5×6 м, которые укладываются на фермы. Высота фермы 0,8 м,высота плит 0,3 м, толщина наружных стен 510 мм. Внутренние перегородкивспомогательных помещений 0,25 м. Камеры переключений и трансформаторовотделяются от остальных помещений стенами 0,38 м. Для доставки вмашинный зал оборудования устраиваются ворота 2,5×3,2 м. Для подъема наплощадки обслуживания ширина лестниц 1 м с углом наклона 45°.
Дляодиночных переходов через трубы и подъема к отдельным задвижкам лестницышириной 0,8 м с углом наклона 45°. Лестницы и площадки ограждаются навысоту 1,2 м.ЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата465 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАНЦИИ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯПроизводительность станции обезжелезивания, ст = 7500 м3/сут.5.1 Анализ качества воды и выбор метода обезжелезиванияВ таблице 5.1 приведены исходные показатели качества подземных вод безпредварительной очистки.Таблица 5.1 – Показатели качества подземных водЕдиницаизмеренияОбобщенные показателиВодородный показательед. рНОбщая минерализация (сухой остаток)мг/лЖесткость общаямг-экв./лОкисляемость перманганатнаямг·О2/лНефтепродукты, суммарномг/лПоверхностно-активные вещества (ПАВ)мг/лЩелочностьмг-экв./лНеорганические веществаАзот аммиака (NH4+)мг/л3+Алюминий (Al )мг/лЖелезо (Fe, суммарно)мг/л2+Железо (Fe )мг/лКальций (Ca2+)мг/л2+)Магний (Mgмг/лМарганец (Mn, суммарно)мг/л2+Медь (Cu )мг/л+Натрий (Na )мг/лНитраты (NO3-)мг/лНитриты (NO2 )мг/лСульфаты (SO42-)мг/лХлориды (Сl )мг/лОрганолептические показателиЗапахБаллПривкусБаллМутностьЕМФЦветностьградусМикробиологические показателиОбщее микробное число (КОЕ)в 1 млОбщие колиморфные бактериив 100 млТермотолерантные колиморфные бактериив 100 млНаименование показателяПДК по [9]Содержание впробе воды6-91000 (1500)7,05,00,10,5106,84104 (49,8)0,770,98<0,005<0,0251,632,00,50,30,33,5200,11,020453,05003500,053<0,023,02,67,75,450,0132<0,026,21,30,1283,165,482,02,02,6200,00,01,27,1не более 50отсутствиеотсутствие0отсутствуютотсутствуютПодземные воды можно квалифицировать как: пресные (минерализация0,104 г/л); по степени жесткости – очень мягкие (общая жесткость 0,77 мгэкв./л); по значению водородного показателя – нейтральные (pH 6,84 ед.).
ПоЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата47химическому составу подземные воды хлоридно-карбонатные со смешаннымкатионным составом, в котором преобладают ионы кальция (39-45%), магния(24-41%) и натрия (16-29%). Содержание железа общего 3 мг/л, присодержании двухвалентного железа – 2,6 мг/л, что в обоих случаях выходит запределы норматива [9].Принят безреагентный метод обезжелезивания подземных вод: упрощеннаяаэрация и ее дальнейшее одноступенчатое фильтрование на безнапорныхфильтрах. Метод упрощенной аэрации применяется согласно [5] по качествуподземных вод:- содержание железа (общего) 3 мг/л, что менее 10мг/л;- содержание двухвалентного железа – 2,6 мг/л, 90% от общего;- рН воды – 6,84, что более 6,8;- щелочность воды 1,63 мг-экв/л, что более (1+Fe2+/28), 1,09 мг-экв/л;- сероводород отсутствует.Высота излива над максимальным уровнем воды – 0,5 м.5.2 Составление высотной схемы станции водоочисткиОпределим отметку воды в фильтре по формулевфв = РЧВ+ ℎф + ℎф−РЧВ ,(5.1)где в - отметка верхнего уровня воды в РЧВ, 65,000;РЧВℎф - потери напора в фильтре, 3м;ℎф−РЧВ - потери напора в трубопроводе от фильтра до РЧВ, 0,5 м.Отметка верха воды в фильтрефв = 65,000 + 3 + 0,5 = 69,000Отметку верха воронки (излива), вор , м, определяем по формулеввор= фв + 0,5 м(5.2)Отметка воронкиввор= 69,000 + 0,5 = 69,500ЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата48Технологическая схема станции обезжелезивания приводится на рисунке 5.1.169.500Воздух469.00064.500Отвод промывнойводы на обработкуОт скважин2365.00062.000На НС-21 – фильтр обезжелезивания; 2 – РЧВ; 3 – насос для подачи воды напромывку фильтров; 4 – компрессор для подачи воздуха при промывкеРисунок 5.1 –Схема обезжелезивания воды5.3 Расчет фильтровальных сооруженийДля очистки воды принимаем скорые однослойные безнапорные фильтры.Продолжительность работы станции очистки подземных вод ст =24 ч.В качестве загрузки принят песок гранодиоритовый диаметром зерен от 0,8до 1,8 мм и высотой слоя Н=1 м, относительное расширение загрузки – 30%.Расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме по [5, табл.
21]принята н =6 м/ч; скорость фильтрования при форсированном режимеф =9,5 м/ч. Принята водовоздушная промывка.Регламент водовоздушной промывки:1) взрыхление загрузки воздухом с интенсивность подачи возд =20 л/с∙м2 втечение 1 минуты;12) совместная подача воздуха с интенсивностью возд =20 л/с∙м2 и воды вод=4 л/с∙м2 в течение 1 =4 минут (0,0667 ч);23) промывка водой с интенсивностью вод= 7 л/с∙м2 в течение 2 =5 минут(0,0833 ч).ЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата49Число промывок каждого фильтра в течение суток nпр=2; время простояфильтра в связи с водовоздушной промывкой τпр = 0,5 ч.Суммарную площадь фильтров обезжелезивания определим по формулеΣ =Σ =стст ∙н −пр ∙(3,6∙W1вод ∙1 +3,6∙W2вод ∙2 +пр ∙н ),(5.3)7500= 56,87 м224 ∙ 6 − 2 ∙ (3,6 ∙ 4 ∙ 0,0667 + 3,6 ∙ 7 ∙ 0,0833 + 0,5 ∙ 6)Число фильтров определяем по формуле = √Σ/2=Принимаем 4 фильтра.√56,872(5.4)= 3,8 штПроверим скорость фильтрования при форсированном режиме по формулеф =н ∙−1,(5.5)где N1 – количество фильтров, выключенных на ремонт N1 = 1 на станциях сколичеством фильтров до 20.Тогда скорость фильтрования при форсированном режиме равнаф =6∙4= 8 м/ч,4−1что не превышает 9,5 м/ч.Площадь одного фильтра составит1 =Σ=56,874= 14,2 м2(5.6)Тогда размеры в плане будут L×B (4×3,6) м, фактическая (расчетная)площадь фильтра составит 14,4 м2.Так как площадь одного фильтра не превышает 40 м2, применимконструкцию фильтра с боковым каналом.Определяем высоту фильтра, которая складывается из высот:1) фильтрующего слоя, принятая ранее Hф.с.
= 1,0 м.Характеристика фильтрующего слоя: диаметр наименьших зерен – 0,8 мм,диаметр наибольших зерен – 1,8 мм, эквивалентный диаметр зерен – 1 мм;ЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата502) поддерживающего слоя, Hп.с.. Поддерживающий слой состоит из пятислоев с разной крупностью фракций, которая уменьшается снизу вверх.– зерна крупностью 40 – 20 мм: верхняя граница слоя находится на уровневерха распределительной трубы, т.е. от низа фильтра на расстоянии 300 мм;– зерна крупностью 20 – 10 мм: высота слоя принимается равной 150 мм;– зерна крупностью 10 – 5 мм: высота слоя принимается равной 150 мм;– зерна крупностью 5 – 2 мм: высота слоя принимается равной 100 мм;– дополнительный поддерживающий слой с размером зерен 2 – 1,2 ммвысотой 100 мм.Полная высота поддерживающего слоя Hп.с.= 300+150+150+100+100 = 0,8 м;3) слоя воды над поверхностью загрузки, принимаем 2 м;4) строительной высоты 0,3 м.Общая высота фильтра Н =1+0,8+2+0,3 = 4,1 м.Расход воды для промывки фильтра определяем по формуле2пр = 1 ∙ вод(5.7)пр = 14,4 ∙ 7 = 100,8 л/сДиаметр коллектора принимается по рекомендуемой скорости движенияводы 0,8–1,2 м/с, ответвлений – по скорости, равной в пределах 1,6–2,0 м/с.Примем диаметр коллектора к =350 мм; к =0,97 м/с; i = 0,0046.Длину труб ответвлений определим по формулеотв =ф −к −0,12(5.8)3,6 − 0,35 − 0,1= 1,575 ≈ 1,58 м2Число ответвлений определим по формулеотв =отв =отв =2∙ф0,242∙40,24(5.9)= 32 штРасход промывной воды по одному ответвлениюотв =протв(5.10)ЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата51100,8= 3,15 л/с32отв =Примем диаметр труб ответвлений отв =50 мм; отв =1,48 м/с; i = 0,1099.Водяной коллектор расположен в центре фильтра, поэтому ответвлениядолжны быть расположены с двух сторон под прямым углом строгогоризонтально.
Расстояние от низа труб до дна фильтра 150 мм.Вответвленияхустраиваютсяотверстияd0, диаметром10мм,располагаемые в два ряда в шахматном порядке под углом 45 0 книзу отвертикали.Общая площадь отверстий 0,4% от площади фильтра, их число в фильтреno определим по формуле0,004∙1 ∙40 =∙02(5.11)Число отверстий в ответвлении одного фильтра0,004∙14,4∙40 =3,14∙0,012= 734 штНа каждое из 32 ответвлений приходится 23 отверстия.Расстояние между осями отверстий о , м, определяем по формулео =2∙отв0(5.12)2 · 1,58= 0,137 м23Отверстия размещаются в два ряда через 140 мм.lо =Количество желобов принимаем из условия, что расстояние между их осямине должно превышать 2,2 м.
Принимаем число желобов ж = 2 шт.Ширина желобов определяем по формуле5 2жж = ∙ √(1,57+)3(5.13)где ж – расход воды по желобу в м /с;3 – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине егоширины, равно 1,5; - коэффициент, для желоба с полукруглым лотком равный 2.ЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата52ж =прж,(5.14)100,8= 50,4 л⁄с = 0,0504 м3 ⁄с2По формуле (5.13) ширина желоба составитж =0,05042ж = 2 ∙ √= 0,31 м(1,57 + 1,5)35Высота желоба равна 0,39 м.Кромки желоба должны находиться над фильтрующей загрузкой нарасстоянииℎж =∙100+ 0,3(5.15)где – высота фильтрующего слоя, 1 м; – относительное расширение фильтрующей загрузки при промывке 30 %.ℎж =1 ∙ 30+ 0,3 = 0,6 м100Расстояние от дна желоба до канала определяем по формуле3 кан 2∙2кан = 1,73 ∙ √+ 0,2 ,(5.16)где кан – расход воды по каналу в м3/с, равный пр = 0,1008 м3 /с; – ширина канала в м, принимаем 0,7 м; = 9,81 м /с 2.3кан = 1,73 ∙ √0,10082+ 0,2 = 0,42 м9,81 ∙ 0,725.3.1 Расчет распределительной системы воздушной промывки фильтраКоличество воздуха, м3/с, подаваемого на продувку фильтра по магистралиопределяем по формулемвозд =1 ∙воздмвозд =14,4∙2010001000,(5.17)= 0,29 м3/сЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата53Диаметр магистрали, м, определяем по формулемвозд = √4∙мвозд,∙вм(5.18)где вм - скорость движения воздуха в магистрали, принимаем 10 м/с.мвозд = √4 · 0,29= 0,192 м3,14 · 10Принимаем мвозд =200 мм.После прохождения магистрали воздух распределяется на два коллектора.Количество воздуха, м3/с, подаваемого по одному коллекторумвоздквозд =квозд =(5.19)20,292= 0,145 м3/сДиаметр коллекторавоздкол= √4∙квозд∙вк,(5.20)где вк - скорость движения воздуха в коллекторе, принимаем 17 м/с.воздкол= √4 · 0,145= 0,104 м3,14 · 17воздПринимаем кол=100 мм.Диаметр распределительных труб, м, определим по формулервозд = √4∙мвозд∙вр ∙р,(5.21)где вр - скорость движения воздуха в распределительных трубах, примем15м/с;р – количество распределительных труб на обоих коллекторах, равноколичеству ответвлений на водяном коллекторе с добавлением одногоответвления на каждый воздушный коллектор, 34 шт.возд=√р · , = , м, · · ЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата54Принимаем воздр = 20 мм.Вответвленияхустраиваютсяотверстияd0диаметром3мм,располагаемые в два ряда в шахматном порядке под углом 45 0 книзу отвертикали0 =4·мвозд(5.22)во ·∙02где во - скорость выхода воздуха из отверстий, принята 45 м/с.Число отверстий в ответвлении одного фильтра0 =4·0,2945·3,14∙0,0032= 912 штНа каждое из 34 ответвлений приходится 27 отверстий.Длину одного ответвления определим по формулеотв =вод −2∙ возд )(ф −колкол2− 0,1(5.23)(3,6 − 0,35 − 2 ∙ 0,1)− 0,1 = 1,43 м2Расстояние между осями отверстий определим по формуле (5.12)отв =lо =2 · 1,43= 0,106 м27Расстояние между осями отверстий находится в рекомендуемых пределах(100÷200 мм).
Отверстия размещаются вниз под углом 45° к вертикали вшахматном порядке через 105 мм.Производительность воздуходувки определяется по формулевозд = , ∙ возд ∙ ,(5.24)возд = , ∙ ∙ , = , м /минРасчетный напор воздуходувки принимается равным двойной высотефильтра, 2·4,1 м = 8,2 м.Принимаем воздуходувку ВВН1-25 производительность 25 м3/мин, размерыв плане 2410×1135 мм, масса 1840 кг. Принимаем одну рабочую и однурезервную воздуходувку.ЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата555.3.2 Определение потерь напора в фильтре при промывкеПотери напора в дренажной системе большого сопротивления определим поформулеℎд = ∙к 22∙+отв 22∙,(5.25)где к – фактическая скорость в распределительном коллекторе, 0,97 м/с;отв – фактическая скорость в ответвлениях дренажа, 1,48 м/с; – коэффициент сопротивления, определяемый по формуле=2,22+ 1,(5.26)где – отношение суммы площадей отверстий в ответвлениях к площадипоперечного сечения коллектора, определяем по формуле=о ∙о 2к 2,(5.27)734 ∙ 0,012== 0,60,352Тогда=2,2+ 1 = 7,11 ≈ 7,10,62В результате0,9721,482ℎд = 7,1 ∙+= 0,45 м2 ∙ 9,81 2 ∙ 9,81Потери напора в поддерживающих слоях определим по формуле2ℎпс = 0,022 ∙ Нпс ∙ вод(5.28)ℎпс = 0,022 ∙ 0,8 ∙ 7 = 0,12 мПотери напора в фильтрующем слое определяем как2ℎфс = ( + ∙ вод) ∙ фс ,(5.29)где и – параметры, равные, соответственно 0,76 и 0,017;ℎф = (0,76 + 0,017 ∙ 7) ∙ 1,0 = 1,02 мТогда общие потери напора в фильтре при промывке составятЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата56∑ ℎф = 0,45 + 0,12 + 1,02 = 1,59 мДля промывки применяем промывной насос.При использовании промывного насоса необходимый напор определим поформулен = г + ∑ ℎф + ∑ ℎпр + 1,5(5.30)мингде г = ж − РЧВ– геометрическая высота подъема воды от минимальногоуровня в РЧВ до кромки желобов фильтра, м;∑ ℎф – потери напора в фильтре при промывке, равные 1,59 м;∑ ℎпр – потери напора во всасывающем и напорном трубопроводах насосаот РЧВ до самого удаленного фильтра при промывке, 0,8 м.Отметка кромки желобов фильтра определяем по формулеж = фв − в + ℎж ,(5.31)где фв - отметка верха фильтра, 69,000;в – высота слоя воды, 2 м;ℎж – высота желоба, 0,39 м.Отметка кромки желобов фильтра равнаж = 69,000 − 2 + 0,39 = 67,390Минимальный уровень воды в РЧВ равен 62,000.Геометрическая высота подъема воды от минимального уровня в РЧВ докромки желобов фильтраминг = ж − РЧВ= 67,390 − 62,000 = 5,39 мНеобходимый напор промывного насоса равенн = 5,39 + 1,59 + 0,8 + 1,5 = 9,28 мПроизводительность промывного насоса определяем по формуле2н = 1 ∙ вод∙ 3,6,(5.32)н = 14,4 ∙ 7 ∙ 3,6 = 362,88 ≈ 363 м3 /чЛистВКР 08.03.01.К401.04.ПЗ-К10-ВВ-662вИзм.Лист№ докум.ПодписьДата57По расчетным расходу и напору подбираем промывной насос Д500-36,n=980 об/мин, размеры в плане 2160×970 мм, масса 1680 кг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
