Выбор и расчет системы водоподготовки

                                                       ₍₁₃₎

где F_ос. – соответственно площадь поперечного сечения осветлителя, м²;

                                                      ₍₁₄₎

где Д_ос. – диаметр осветлителя, м;

F_шу – площадь поперечного сечения шламоуплотнителя, м;

                                                     ₍₁₅₎

где Д_шу – диаметр шламоуплотнителя, м;

ν₀ – расчетная скорость восходящего движения воды на выходе из контактной зоны осветлителя, мм/с

                                         ₍₁₆₎

где t – температура  воды в интервале 1…30°С (допустимая по материалу, загружаемому в механические и ионообменные фильтры);

С₀ – объемная концентрация шлама в зоне контактной среды осветлителя, мг/см³;

ν_у – условная скорость свободного осаждения шлама, мм/с.

,                                               (17)

где П – прозрачность воды по кресту, см;

                                                ₍₁₈₎

Принимают П = 300 см.

Усредненные значение α_с рекомендуется принимать в зависимости от диаметра осветлителя (табл. 7).

Таблица 7

Дос, м	4	6	8	10	12	14	16
αс, с	1	0,88	0,88	0,85	0,82	0,8	0,78

 

Приведенная высота зоны контактной среды осветлителя  рассчитывается по формуле

                                           ₍₁₉₎

где Н₁ – высота контактной среды в верхней ее зоне, имеющая площадь F₁ (м²) поперечного сечения, см;

 Н_n и F_n – другие зоны контактной среды, см.

При определении  Н_с верхняя граница зоны контактной среды может быть принята в уровне верхней кромки верхнего шламоприемного окна, а также учитывается, что внизу осветлителя над водными соплами 0,5…0,7 м по высоте находится зона смещения воды и реагентов.

Величина  α_κ рассчитывается

                                                    ₍₂₀₎

где D_k – доза коагулянта, мг·экв/дм³;

Э_к – эквивалент коагулятора для Fe(OH)₃ Э_к = 36;

ГДП^б.в. – суммарное количество грубодисперсных примесей, поступающих в осветлитель и образующихся в нем.

Таблица 8

Зависимость условной скорости свободного осаждения шлама от величины α_κ

ακ, %	νу, мм/с	ακ, %	νу, мм/с
3	2,25	50	1
5	2,15	60	0,9
10	1,95	70	0,85
20	1,75	80	0,80
30	1,45	90	0,75
40	1,2	100	0,70

 

Таблица 9

Физико-химические параметры  суспензии во взвешенном состоянии

mu, г/л	ak, мг/л	v0, г/мл	a, см-1	υ, см/с
0	0	0	0,080	0,190
0,10	30	0,060	0,060	0,202
0,25	50	0,025	0,040	0,210
0,50	70	0,045	0,032	0,220
1,00	105	0,068	0,024	0,225
1,50	125	0,078	0,022	–
2,00	140	0,088	0,020	–
2,5	150	0,096	0,017	–
3,00	157	0,106	0,015	–
3,50	163	0,114	0,013	–
4,00	168	0,124	0,012	–
4,50	174	0,132	0,010	–
5,00	180	0,140	0,008	–

 

Расчет производительности осветлителя

 

Исходные  данные соответствуют варианту 11 (табл. 10).

 

Порядок расчета

 

1. Определяем высоту зоны контактной среды осветлителя

2. Рассчитываем объемную концентрацию шлама в зоне контактной среды осветлителя по формуле (17):

 мг/см³.

3. Рассчитываем площадь поперечного сечения шламоуплотнителя (формула 15):

 м².

4. Рассчитываем скорость восходящего движения воды на выходе из контактной зоны осветлителя (ν_у выбираем из табл. 1.3, т.к. α_к = 45%, то ν_у = 1,1 мм/с) по формуле (16):

 мм/с.

5. Определяем площадь поперечного сечения осветлителя (14):

 м².

6. Определяем площадь поперечного сечения зоны контактной среды(13):

 м².

7. Рассчитываем производительность осветлителя (12):

 м³/ч.

 

 

 

 

Таблица 10

Исходные данные для  расчета производительности осветлителя

№ п.п.	Параметр	Вариант
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Прозрачность воды по кресту, см	100	150	170	180	190	200	220	240	260	280	300
2	Диаметр осветлителя Дос, м	10	4,5	6	7	9	11	12	13	14	15	16
3	Диаметр шламоуплотнителя, Дшу, м	4	1,5	2	2,5	3	3	4	4	4,5	5	5
4	Температура исходной воды, °С	30	10	15	16	18	20	22	24	26	30	35
5	Величина αк, % (см. табл. 3)	10	20	30	40	50	60	70	75	25	35	45
6	Мутность исходной воды, Мк, г/л (см. табл. 4)	2,0	1,5	1,0	0,5	2,5	3,0	0,25	0,1	3,5	4,0	4,5
7	Объемная концентрация суспензии  во взвешенном слое	0,2	0,1	0,125	0,15	0,2	0,175	0,2	0,1	0,1	0,2	0,2

 

 

 

 

4.   ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ

 

Наиболее часто обеззараживание  воды осуществляется хлорированием. Ввод хлора предусматривается после всех очистных сооружений перед поступлением воды в резервуар. При использовании двойного хлорирования хлор вводится перед очистными сооружениями (предварительное хлорирование) и после низ.

      Расход хлора q_хл, кг/ч, определяется отдельно для каждого этапа его ввода по формуле:

q_хл=(q*Д_хл)/1000,                                             (21)

где q – расход воды, м³/ч;

Д_хл – доза хлора, принимаемая для предварительного хлорирования 3 – 10, для вторичного – 1 – 3 мг/л (г/м³).

Предварительное хлорирование:

 

Q¹_хл=(189,75 *4)/1000=0,76 кг/ч

 

Вторичное хлорирование:

 

Q²_хл=(189,75 *2)/1000=0,38 кг/ч

 

По полученным данным подбираются  хлораторы (при двойном хлорировании следует предусматривать две  группы хлораторов), причем при количестве рабочих хлораторов 1 – 2 принимается  один резервный, свыше двух рабочих  хлораторов – два резервных. Для  данного проекта принимаем 1 рабочий  хлоратор, 1 резервный. Марка хлоратора  ЛК-10(МП) со следующими параметрами: производительность по хлору 0,04 – 0,8 кг/ч; расход воды 3-5 м³/ч; размеры: d_у = 25мм,

А = 530мм, В = 230мм, С = 60мм.

      На водоочистную  станцию хлор поступает в баллонах  или бочках. Съём хлора с одного  баллона составляет S_бал=0.5¸0.7 кг/ч (без подогрева), а для бочек S_боч=3 кг/ч с квадратного метра боковой поверхности. В данном проекте хлор подается в баллонах. Требуемое количество баллонов определяется по формуле:

 

n_бал=q_хл *24*30/55, шт,                                           (22)

 

где 55 – количество хлора в одном  баллоне.

n¹_бал=0,76 *24*30/55=9,94≈10 шт;

n²_бал=0,38 *24*30/55=4,97≈5 шт.

 

5. РАСЧЕТ КОММУНИКАЦИОННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И ПОСТРОЕНИЕ ВЫСОТНОЙ СХЕМЫ СООРУЖЕНИЙ

 

• 5.1 Расчет коммуникационных трубопроводов

Расчет коммуникационных трубопроводов и составление высотой схемы сооружений сведены в таблицу 12.

Таблица 12. – Диаметра коммунальных трубопроводов

N п/п	Наименование  трубопровода	Расход, л/с	Рекомендуемая скорость, м/с	Диаметр, мм	Скорость, м/с
1	2	3	4	5	6
1.	Подача воды на станцию (водоводы 1-го подъема)	q´=0,7*q= 0,7*50=35	1,5 – 2,0	150	1,79
2.	Подача воды в  камеры хлопьеобразования	Q=q/N к =50/5=10	0,6 –1,0	125	0,7
3.	Подача воды от отстойника на фильтры	Q=q/n ф =50/5=10	1,0 – 1,5	80	1,41
4.	Отвод фильтрата  от фильтра	Q=q/n ф =50/5=10	1,0  -1,5	80	1,41
5.	Подача воды на промывку	q пром =108,36	1,0 – 1,5(2,0)	300	1,42
6.	Отвод грязной  промывной воды от фильтра	q пром =108,36	1 –  1,5	300	1,42
7.	Подача осветленной  воды в голову сооружения из отстойников  оборотного водоснабжения	q=q насоса =5,56	1,5 – 2,0	50	1,74
8.	Коллектор отвода фильтрата	q = 50	< 1,5	250	0,94
9.	Водоводы 2-го подъема (две нитки)	q = К н *0,7* q=1,4*0,7*50=49	1,5 – 2,0	200	1,43

5.2 Построение высотной схемы сооружений

При расположении сооружений следует использовать рельеф местности. Для определения отметок уровней  воды в различных сооружениях  следует учитывать потери напора в самих сооружениях и в  соединительных коммуникациях. При  отсутствии  точных расчетных данных можно пользоваться следующими значениями потерь напора. В сооружениях: на барабанных стенках и микрофильтрах 0,4-0,6м; в  смесителе 0,5-0,6м; в камерах хлопьеобразования 0,4-0,5м; в отстойниках 0,7-0,8м; в осветлителях со взвешенным осадком 0,7-0,8м; в фильтрах 3-3,5м. В соединительных коммуникациях: от смесителя к отстойникам 0,3-0,4м; от смесителей к осветлителям со взвешенным осадком 0,3-0,4м; от отстойников или осветлителей со взвешенным осадком к фильтрам 0,5-0,6м; от фильтров к резервуарам чстой воды 0,5-1м.

Построение высотной схемы  начинается от резервуара чистой воды, максимальная отметка поверхности  воды в котором принимается на 0,5 м выше поверхности земли  в  этом месте. Прибавляя затем к  этой отметке последовательно потери напора в коммуникационных трубопроводах  и сооружениях, определяют отметки  уровней воды во всех сооружениях (расчет выполняется в направлении, обратном движению воды).

Правильное высотное расположение сооружений обеспечивает самотечное движение воды от смесителя до резервуаров  чистой воды.

 

 

6. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН СТАНЦИИ ВОДОПОДГОТОВКИ И БЛАГОУСТРОЙСТВО ТЕРРИТОРИИ

 

Площадка водопроводных  сооружений для подготовки хозяйственно-питьевой воды является зоной санитарной охраны пояса и должна обязательно ограждаться. Следует устраивать глухое ограждение высотой не менее 2,5м. Оно должно быть прямолинейным, без лишних выступов и поворотов, с колючей проволокой с внутренней стороны, вдоль которой  устанавливается защитная зона шириной 5-10м, также ограждаемая на высоту 1,2м.

Территория площадки водоочистной станции должна быть благоустроена и озеленена, поверхность земли – закреплена травосеянием.

На генплане площадки станции  водоподготовки кроме зданий с основными  технологическими сооружениями, реагентного хозяйства, хлораторных, сооружений по обороту промывных вод, административных корпусов, насосных станций второго подъёма и проходной предусматриваются резервуары чистой воды. Регулирующий объем РЧВ зависит от коэффициента неравномерности водопотребления населенных пунктов, для производительности 4 тыс. м³/сут принимается 30%.

 

V_рег= 0,3*4400 = 1320 м³.