Выбор и расчет системы водоподготовки

Севастопольский национальный университет ядерной  энергии и промышленности

 

 

 

 

 

Курсовой  проект

по  дисциплине:

«Проект по специальности»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                               Выполнила:

                                                                                               студентка 341 класса

                                                                                               Ткачивская А.С.

                                                                                               Проверила:

                                                                                               Федорова С.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Севастополь

2013

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………...……3

1. Анализ исходных данных, выбор схемы и состава сооружений водоподготовки…………………………………………………………………………..4

2. Расчет сооружений реагентного  хозяйства…………………………………….6

2.1. Определение расчетной  производительности станции водоподготовки…...……………………………………………………………………...6

  2.2. Определение доз реагентов………………………………………………….6

2.2.1. Определение дозы коагулянта………………………………….…...7

    2.2.2. Применение флокулянтов………………………………………….....8

         2.2.3. Определение дозы подщелачивающего реагента…………………...9

    2.2.4. Определение суточных расходов реагентов ………………………..9

2.3. Хранение, приготовление растворов и дозирование  реагентов…………...11

2.3.1. Общие сведения……………………………………………………...11

2.3.2. Отделение  приготовления коагулянта……………………………..12

                            2.3.3. Отделение приготовления щелочных реагентов………………......15

2.3.4. Отделение приготовления флокулянтов…………………………...16

         2.3.5. Расчет и подбор оборудования цеха реагентов…………………....17

          2.3.6. Приготовление извести….………………………………..………....19

                    2.3.7. Приготовление флокулянта………………………………………...19

          2.3.8. Дозирование коагулянта в обрабатываемую воду………………...20

          2.3.9. Подбор  воздуходувов……………………………………………….20

3.Выбор основного оборудования  …………………………………..……………..22

3.1. Смесители……………………………………………………………………..23

3.2. Проектирование и расчет осветлителей ………………………...………….24

4.Обеззараживание  воды…………………………………………………..………32

5.Расчет коммуникационных трубопроводов и построение высотной схемы сооружений……………………………………………………………………………….33

    5.1 Расчет коммуникационных трубопроводов…………………………………33   

    5.2.Построение высотной схемы сооружений ………………………………….34

8.Генеральный  план станции водоподготовки  и благоустройство территории………………………………………………………………………………..35

Заключение  ………………………………………………………………………………37

Список используемой литературы……………………………………………………...39

 

ВВЕДЕНИЕ

 

          В современном мире с его высокоразвитыми технологиями все большее значение приобретает качество исходного сырья и сопутствующих технологическому процессу продуктов. Наиболее часто в производственных процессах используется вода. Поэтому на предприятиях различных отраслей промышленности стоит задача получить воду, соответствующую определенным требованиям. 

           Качество воды характеризует  СанПин по  следующим параметрам: общие физико-химические показатели качества воды, орагнолептические показатели, бактериологические и паразитологические показатели, радиологические показатели, показатели неорганических и органических примесей, а также ряд других параметров, часто употребляемых в водоподготовке. Многие из этих величин не нормируются и, тем не менее, важны для оценки физико-химических свойств воды. Как правило, эти дополнительные параметры не только непосредственно определяют качество воды, но, главным образом, содержат информацию, без которой невозможно подобрать оптимальную схему очистки воды.

         Очистные сооружения  являются  одним из составных элементов  системы водоснабжения и тесно  связаны с его остальными элементами.

         Вопрос о месте расположения  очистной станции решается при  выборе схемы водоснабжения объекта.  Часто очистные сооружения располагают  вблизи источника водоснабжения  и, следовательно, в незначительном  удалении от насосной станции  первого подъема.

         Выбор компоновки очистных сооружений  производится на основе результатов  технологических анализов воды  источника и в зависимости  от требований потребителей качества  воды. Выбор схемы очистки воды, типа сооружения и их компоновки  должен быть на основании технико-экономических  сравнений возможных вариантов.

 

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ, ВЫБОР СХЕМЫ И СОСТАВА СООРУЖЕНИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ

Сравнение показателей качества воды в источниках водоснабжения с  требованиями предъявляемыми к воде питьевого назначения позволяет выбрать необходимые виды водоподготовки.

Таблица 1.

Анализ  исходных данных

 

N п\п	Наименование показателя	Единицы измерения	Нормы СанПиН 10-124/1	В источнике водоснабжения	Вывод о необходимости водоподготовки
1	Мутность	мг/дм 3	1,5	60	Требуется осветление
2	Цветность	градус	20	90	Требуется обесцвечивание
3	Запах, привкус	баллы	2	4	Требуется снижение запаха/ привкуса
4	рН		6 - 9	7,6	Коррекция рН не требуется
5	Жесткость общая / постоянная	ммоль/дм3	7	7,0/2,3	Не требуется умягчения
6	Железо	мг/дм3	0,3	0,1	Не требуется обезжелезевание
7	Окисляемость	мг/дм3	5	13	Требуется обработка окислителями
8	Производительность	м3/сут		4400

 

Качество  воды определяется с помощью показателей  качества, которые подразделяются на: физические, химические и санитарно-бактериологические. Допускаемая стандартами вода - это жидкость, которую разрешено использовать для потребления в качестве воды для питья, что на данном этапе не опасно для жизни.

К физическим показателям относятся: температура, запах, привкус, цветность, мутность, прозрачность, электропроводность.

К химическим показателям относятся: водородный показатель (рН), окислительно-восстановительный потенциал (Редокс-потенциал), общая минерализация (сухой остаток), жесткость, кислотность, щелочность, окисляемость, микроэлементы, ионный состав, радиоактивные вещества.

К санитарно-бактериологическим показателям относятся: микробиологические и паразитологическе.

Анализ  табличных данных показывает, что  вода требует осветления, обесцвечивания, снижениея запаха, привкуса, а так же  обработки окислителями для окисления органических веществ, находящихся в воде.

Осветление  и обесцвечивание предусматривается  осуществлять с помощью коагулирования и в качестве коагулянта принимается сернокислый алюминий (Al₂(SO₄)₃·18H₂O) очищенный с далей активной части 50%.

Для снижения интенсивности запаха/привкуса, а так же для очищения органических веществ (снижения окисляемости) предусматривается  предварительная обработка воды поступающей на станцию хлором. Ввод хлора осуществляется перед смесителями.

Состав  сооружений зависит не только от качества воды в источнике, но и от производительности станции.

Для обеспечения  ввода хлора перед сооружениями, для окисления органических веществ, а так же в конце цепочки  сооружений (для обеззараживания) предусматривается  отдельно стоящая хлораторная со складом хлора и хлор-дозаторной.

На площадке станции водоподготовки предусматривается  два РЧВ, насосная станция второго  подъема.

 

 

2. РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА

 

2.1 Определение расчетной производительности станции

водоподготовки

 

Полная производительность очистной станции является суммой расчетного расхода воды для суток максимального  водопотребления и расхода воды на собственные нужды очистной станции (промывка фильтров, потери воды при  удалении осадка из отстойников или  осветлители с взвешенным осадком, очистка технологических сооружений и так далее) и определяется по формуле:

 

Q_СУТ = a*Q, м³/сут,                                             (1)

 

где  Q – расчетная производительность станции, м³/сут;

a - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды водоочистной станции.

      В соответствии  с действующими нормами  расход  воды на собственные нужды  станций осветления, обесцвечивания  следует принимать в размере  3-4% производительности станции.  То есть коэффициент a будет равен 1,035.  

                 

Q_сут=1,035*4400=4554, м³/сут

 

Q_час=Q_cут/24, м³/час

 

Q_час= 4554/24=189,75 м³/час

 

Q_сек= Q_час/3600, м³/ сек

Q_сек=189,75 /3600=0,052 м³/сек = 52,71 л/сек.

 

В дальнейших расчетах используем расчетная производительность станции 4554 м3/сут.

 

2.2. Определение доз реагентов

 

Среди полимеров, используемых на этапе механической очистки воды от взвешенных и коллоидных частиц, можно выделить два больших  семейства: коагулянты и флокулянты. В соответствии со своими задачами эти семейства имеют весьма различные характеристики. Коагулянт должен дестабилизировать коллоидную систему путем нейтрализации сил различной природы, обеспечивающих ее устойчивость. Задача флокулянта – увеличение размера хлопьев, образовавшихся в ходе коагуляции и агломерация взвешенных частиц для их механического удаления. В питьевой и технической воде объем использования органических коагулянтов в развитых странах неуклонно растет. Они применяются в дополнение или взамен минеральных коагулянтов. Во многом эта тенденция связана с возможностью при использовании органических коагулянтов сократить или даже исключить содержание остаточных солей металлов в питьевой воде. Дозировки органических коагулянтов и объем получаемого осадка в несколько раз меньше, чем при использовании минеральных коагулянтов. Флокулянты используются в дополнение к коагулянтам для увеличения размеров образующихся хлопьев и их последующего удаления. В данном случае применяются продукты с высокой молекулярной массой, слабой катионностью (до 15%) или анионностью (от 0 до 50%).

 Коагулянты  применяют для выделения ценных  промышленных продуктов из отходов  производства в различных технологических  процессах, а также при очистке  воды от природных и бытовых  загрязнений.

Процесс флокуляции применяется для интенсификации процессов хлопьебразования и осаждения.

Флокуляция – процесс агрегации частиц за счет их адсорбционного взаимодействия с флокулянтами.