Пояснительная записка (1193445), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

5 Проектирование станции обезжелезивания

Производительность станции обезжелезивания 5640 м³/сут.

5.1 Анализ качества воды и выбор метода обезжелезивания

В подземных водах по заданию присутствует железо общее в количестве 4 мг/л, при содержании двухвалентного железа – 3,6 мг/л.

Принят безреагентный метод обезжелезивания подземных вод: упрощенная аэрация и дальнейшее ее фильтрование.

Метод упрощенной аэрации применяется согласно [1] по качеству подземных вод:

- содержание железа (общего) 4 мг/л, что менее 10мг/л;

- содержание двухвалентного железа – 3,6 мг/л, 90% от общего;

- рН воды – 6,9, что более 6,8;

- щелочность воды 1,2 мг-экв/л, что более величины (1+Fe²⁺/28), равной 1,13 мг-экв/л;

- сероводород в подземной воде из скважины не обнаружен.

Упрощенная аэрация – излив воды в боковой карман открытых фильтров, высота излива над максимальным уровнем воды – 0,7м. Применяем одноступенчатую технологическую схему с безнапорными фильтрами.

5.2 Составление высотной схемы станции водоочистки

^{Отметка воды в фильтре, Zвф, м, определяется по формуле}

^{, (38)}

^{где - отметка верхнего уровня воды в РЧВ;}

^{hф, - потери напора в фильтре и трубопроводе, принимаются соответственно 3 и 1 м.}

^{Отметка верха воды в фильтре}

^{=34,000+3 +1=38,000.}

^{Отметка воронки (излива), Zвор, м, определяется по формуле}

^{Zвор = + 0,7м (39)}

^{Отметка воронки}

^{Zвор=38,000+0,7=38,700 м.}

^{Технологическая схема станции обезжелезивания приводится на рисунке 15.}

1 – фильтр обезжелезивания; 2 – РЧВ; 3 – промывной насос; 4 – компрессор для подачи воздуха при промывке

Рисунок 15 –Схема обезжелезивания воды

5.3 Расчет фильтровальных сооружений

Для очистки воды в качестве основных сооружений принимаются скорые однослойные безнапорные фильтры с водовоздушной промывкой (для лучшей промывки фильтров).

Расчетные параметры загрузки:

фильтрующий материал – гранодиорит;

высота слоя загрузки –1000 мм;

размер зерен 0,8-1,8 мм;

эквивалентный диаметр – 1мм;

скорость фильтрования: при нормальном режиме – 6 м/ч;

при форсированном режиме – 9,5 м/ч;

интенсивность промывки водой – 15 л/с м²;

относительное расширение загрузки – 30%;

продолжительность промывки водой – 6 мин.

Общую площадь фильтров определяется по формуле

, (40)

где Q – производительность станции очистки воды, равная 5640 м³/сут;

- продолжительность работы станции в течение суток, равная 24ч;

- расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, 6 м/ч;

– число промывок каждого фильтра в течение суток при нормальном режиме, принято равным 2;

– интенсивность промывки, принимаемая 15 л/с·м²;

– продолжительность промывки фильтра, принятая 6 мин или 0,1 ч;

- время простоя фильтра в связи с водяной промывкой, 0,5 ч.

Площадь фильтров составит

Число фильтров определяется по формуле

(41)

Принимаем 4 фильтра.

Проверим скорость фильтрования при форсированном режиме по формуле

, (42)

где – количество фильтров, выключенных на ремонт = 1 на станциях с количеством фильтров до 20.

Тогда скорость фильтрования при форсированном режиме равна

Данная скорость не превышает допустимую 9,5 м/ч.

Площадь одного фильтра равна

(43)

Тогда размеры в плане будут 3 × 3,7 м.

Так как площадь одного фильтра не превышает 40 м², применяем конструкцию фильтра с боковым каналом.

Определяем высоту фильтра, которая складывается из высот:

1. фильтрующего слоя, принятая ранее H_ф.сл. = 1,0 м.

Характеристика фильтрующего слоя: диаметр наименьших зерен – 0,8 мм, диаметр наибольших зерен – 1,8 мм, эквивалентный диаметр зерен – 1 мм;

1. поддерживающего слоя, H_п.сл.. Поддерживающий слой состоит из пяти слоев с разной крупностью фракций, которая уменьшается снизу вверх.

– зерна крупностью 40 – 20 мм: верхняя граница слоя находится на уровне верха распределительной трубы, т.е. от низа фильтра на расстоянии 350 мм;

– зерна крупностью 20 – 10 мм: высота слоя принимается равной 100 мм;

– зерна крупностью 10 – 5 мм: высота слоя принимается равной 100 мм;

– зерна крупностью 5 – 2 мм: высота слоя принимается равной 50 мм;

– дополнительный поддерживающий слой с размером зерен 2 – 1,2 мм высотой 100мм.

Полная высота поддерживающего слоя равна:

350мм + 100мм + 100мм + 50мм+ 100мм = 700 мм = 0,7м;

3) слоя воды над поверхностью загрузки, принимается 2 м;

4) строительной высоты (расстояние от максимального уровня воды до верха стенки фильтра) 0,3 м.

Общая высота фильтра находится

Н =1,0м+0,7м+2,0м+0,3м = 4 м.

Расход воды для промывки фильтра определяется по формуле

(44)

Диаметр коллектора принимается по рекомендуемой скорости движения воды 0,8–1,2 м/с, ответвлений – по скорости, равной в пределах 1,6–2,0 м/с.

Принят диаметр коллектора, равный 450 мм при скорости движения воды в нем 0,98 м/с и гидравлическом уклоне 0,0028.

Длина труб ответвлений определяется по формуле

(45)

Число ответвлений равно

шт (46)

Расход промывной воды по одному ответвлению

(47)

Принят диаметр труб ответвлений, равный 70 мм при скорости движения воды в них 1,28 м/с и гидравлическом уклоне 0,042.

Коллектор расположен в центре фильтра, поэтому ответвления должны быть расположены с двух сторон под прямым углом строго горизонтально. Расстояние от низа труб до дна фильтра принимается 190 мм.

В ответвлениях устраиваются отверстия d₀ диаметром 10 мм, располагаемые в два ряда в шахматном порядке под углом 45⁰ книзу от вертикали. Общая площадь отверстий рекомендуется в пределах 0,25–0,5 % (принята 0,35%) от площади фильтра, их число в фильтре n_o определяется

(48)

Число отверстий в ответвлении одного фильтра

= 494 шт

На каждое из 24 ответвлений приходится 20 отверстий.

Расстояние между осями отверстий, м, определяется по формуле

(49)

Отверстия размещаются в два ряда через 120 мм.

Количество желобов принимается из условия, что расстояние между их осями не должно быть более 2,2 м. Принимается 2 желоба.

Ширина желобов В_ж, м, определяется по формуле

,м, (50)

где – расход воды по желобу в м³/с;

– отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принятое = 1,5;

- коэффициент, принимаемый равным 2 для желоба с полукруглым лотком.

Расход воды по желобу определяется по формуле

, (51)

где n_ж – число желобов, принимаем 2 желоба.

= 0,08325 м³/с

По формуле (50) ширина желоба равна

= 0,38 м

Высота желоба определяется по рисунку 16

Рисунок 16 – Схема для определения высоты желоба

Высота желоба равна 0,475 м.

Кромки желоба над фильтрующей загрузкой должны находиться на расстоянии

, м, (52)

где – высота фильтрующего слоя в м, принятая равной 1,0;

– относительное расширение фильтрующей загрузки при промывке, принимаем 30 %.

= 0,6 м

Расстояние от дна желоба до канала определяется по формуле

, (53)

где – расход воды по каналу в м³/с, равный м³/с;

– ширина канала в м, принимается равной 0,7 м;

= 9,81 м /с ².

По формуле (53)

м

Расчет распределительной системы воздушной промывки фильтра.

Количество воздуха, м³/с, подаваемого на продувку фильтра по магистрали определяем по формуле

(54)

где - интенсивность подачи воздуха, принимается 15 л/с·м².

м³/с

Диаметр магистрали, м, определяется по формуле

, (55)

где - скорость движения воздуха в магистрали, принимается 10 м/с.

Принимаем d_м=150 мм, скорость = 9,6 м/с.

После прохождения магистрали воздух распределяется на два коллектора.

Количество воздуха, м³/с, подаваемого на продувку фильтра по одному коллектору

(56)

м³/с

Диаметр коллектора

, (57)

где - скорость движения воздуха в коллекторе, принимается 15 м/с.

Принимаем d_к=85 мм, скорость = 14,9 м/с.

Диаметр распределительных труб, м, определяется по формуле

, (58)

где - скорость движения воздуха в распределительных трубах, принимается 15 м/с;

– количество распределительных труб на обоих коллекторах, равно количеству ответвлений на водяном коллекторе с добавлением одного ответвления на каждый воздушный коллектор, 26 шт.

Принимаем стальные трубы диаметром 25мм, скорость движения воздуха составит 12,5 м/с.

В ответвлениях устраиваются отверстия d₀ диаметром 3 мм, располагаемые в два ряда в шахматном порядке под углом 45⁰ книзу от вертикали.

(59)

где - скорость выхода воздуха из отверстий, принята 50 м/с.

Число отверстий в ответвлении одного фильтра

= 470 шт

На каждое из 26 ответвлений приходится 18 отверстий.

Длина одного ответвления, м определяется по формуле

(60)

Расстояние между осями отверстий, м, определяется по формуле (49)

Характеристики

Список файлов ВКР