водопроводные очистные сооружения

Поскольку фильтр имеет площадь fф = 30 м2 < 40 м2, он устроен с боковым сборным каналом, непосредственно примыкающим к стенке фильтра.При отводе промывной воды с фильтра сборный канал должен предотвращать создание подпора на выходе воды из желобов [3].В фильтрах со сборным каналом расстояние от дна желоба до дна канала Нкан м, следует определять по формуле, мгде qкан = 0,48 м3/с - расходы вод по каналу; Вкан- ширина канала, м (принимаемая не менее 0,7 м).=0,83 мСкорость движения воды в конце сборного канала vкан м/с, при размерах поперечного сечения канала 0,7 х 0,7м и площади сечения fкан = 0,49 м2 составитvкан= qкан : fкан, м/сvкан= 0,48 : 0,49 = 0,98 м/сОпределение потерь напора при промывке фильтраПотери напора слагаются из следующих величин:а) потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра hр.с.м, определяются по формулемгде vкол = 0,96 м/с - скорость движения воды в коллекторе;vотв = 1,82 м/с - то же, в распределительных трубах; - отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения коллектора,= 0,075 / 0,528 = 0,14.мб) потери напора в фильтрующем слое высотой Нф = 1,5 м, определяются по формуле А.И. Егороваhф= (а + b · ) · Hф, мгде а = 0,76 и b = 0,017 – параметры для песка с крупностью зерен 0,5-1мм [3].hф = (0,76 + 0,017 · 16) · 1,5 = 1,55 мв) потери напора в гравийных поддерживающих слоях hп.с м, высотой Нп.с. = 0,5 м определяются по формуле проф. В.Т. Турчиновичаhп.с.= 0,022 · Нп.с. · , мhп.с= 0,022 · 0,5. · 16 = 0,18 мг) потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы. При q = 480 л/с, d=800 мм и v = 0,96 м/с, гидравлический уклон i=0,00227. Тогда при общей длине трубопровода l =100мhп.т.= i · l = 0,00227 · 100 = 0,23 мд) потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах насоса для подачи промывной воды hо.с м, определяются по формуле, мПри четырех одновременно работающих центробежных насосов марки Д630-90, каждый из которых подаёт 25% расхода промывной воды, т.е. по 120 л/с, скорость в патрубках насоса d = 250 мм составит 2,31 м/с. Тогдаме) потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре hм.с м, определяются по формуле, мКоэффициенты местных сопротивлений равны: =0,984 для колена, =0,26 для задвижки, =0,5 для входаво всасывающую трубу и =0,92 для тройника.мСледовательно, полная величина потерь напора при промывке скорого фильтра составит= 5,49 + 1,55 + 0,18 + 0,23 + 0,27 + 0,13 = 7,85 мГеометрическая высота подъема воды hг м, от дна резервуара чистой воды до верхней кромки желобов над фильтром составляетhг = 0,75 + (0,5 + 1,5) + 4,5 = 7,25 мгде0,75 м – высота кромки желоба над поверхностью фильтра;(0,5 + 1,5) м – высота загрузки фильтра;4,5 м – глубина воды в резервуаре.Напор, который должен развивать насос при промывке фильтра Н м, составляет, мгде hз.н = 1,5 м – запас напора.Н = 7,52 + 7,85 + 1,5 = 16,87 мДополнительная высота для приема воды, накапливающейся при выключении фильтра на промывку составляетНдоп =W/Fгде W0 – расход воды, накапливающейся за время простоя одновременно промываемых фильтровF суммарная площадь фильтров, м2 в которых происходит накопление воды;Ндоп =466,4/(233,22-29,15)=2,89 мОбщая высота фильтра находится по формуле,где Нп.с. – высота поддерживающего слоя, м, Нп.с. = 0,5 + 0,8 = 1,3 м;h – превышение строительной высоты фильтра над расчетным уровнем воды, h = 0,5 м [1];2.9 Обеззараживание водыОбеззараживание воды производится методом хлорирования с преаммонизацией. В контактную камеру сначала вводится аммиак, а затем через 2-3 минуты хлор.Расчет хлораторной установки для дозирования жидкого хлораХлорирование производится в 2 этапа: предварительное с дозой3 – 10 мг/л при поступлении воды на очистные сооружения и с дозой2 – 3 мг/л для обеззараживания воды после фильтрованиясогласно [1].Расчетный часовой расход хлора для предварительного хлорирования воды определен по формулегде – производительность очистной станции; – доза хлора при предварительном хлорировании.Расчетный часовой расход хлора для вторичного хлорирования воды определен по формулегде – доза хлора при вторичном хлорировании.Приняты 2 группы хлораторов марки ЛОНИИ-100 (в каждой группе один рабочий и один резервный хлоратор). Производительность хлораторов -2…10 кг/ч [4]. Общий расход хлора составляет 6,01 кг/ч = 144,24 кг/сут.Для хлораторной с такой производительностью предусматривается доставка хлора в контейнерах (бочках) [4]. Требуемое число бочек вместимостью 400 л, диаметром 800мм и длиной 1220 мм определен по формулегдеqx =6,01 кг/ч – общий расход хлора;Fбоч =3,06м2 – площадь поверхности бочки;Sбоч =3 кг/ч – съем хлора с 1м2площади боковой поверхности бочки.Принимается 1 бочка.Число бочек,подлежащих хранению на расходном складе хлора составляетгдеqхл =160,56 кг/сут- общий расход хлора;Т=30 сут- время хранения хлора на расходном складе;ω=400л- вместимость бочки3 ОбоснованиевыборасхемыповторногоиспользованияпромывныхисбросныхводстанцииочисткиНа станциях осветления воды фильтрованием промывные воды фильтровальных сооружений следует отстаивать. Осветленную воду надлежит равномерно перекачивать в трубопроводы перед смесителями или в смесители.Для улавливания песка, выносимого при промывке фильтров, надлежит предусматривать песколовки. [1]Принимаем повторное использование промывной воды.Обработка промывных вод скорых фильтров, перед возвратом в основную схему очистки, предусмотрена в песколовках и кратковременным отстаиванием её в аккумулирующих ёмкостях.4 Технологические расчеты элементов повторного использования водВ состав станции по обработке промывных вод входят песколовка и резервуары-усреднители.Исходя из расхода воды на одну промывку одного фильтра, равному 144 м3,принят резервуар-усреднитель из двух отделений объемом по 72 м3.Процент воды, расходуемой на промывку фильтров Рф, %, определен по формуле гдеWпр =144 м3– количество воды, расходуемой на одну промывку фильтра;Qр= 28840 м3/сут – расчетный расход воды;N=8 шт – количество фильтров;Т=8 ч - продолжительность работы фильтра между промывками.Как видим, расход воды на промывку фильтра значителен.Расчет песколовкиК установке принята одна горизонтальная песколовка.Расчетная длина песколовки определена по формулегде – глубина песколовки; – скорость движения воды; – гидравлическая крупность песка; – коэффициент, принят согласно [1].Длина песколовки принята равной 16,5 м. Ширина песколовки определена по формулегде – глубина песколовки; – скорость движения воды; – расход промывной воды.Принимаем песколовку из 2-х отделений шириной 2,7м.Продолжительность пребывания воды в песколовке составитПродолжительность цикла залпового сброса промывной воды определена по формулегде – количество фильтров очистной станции;К=2шт – число отделений резервуара-усреднителя; – число промывок.Таким образом, длительность всех операций на сооружениях повторного использования воды с момента ее удаления из фильтра до поступления обратно на очистку составляет 120 мин.Расчёт пескового хозяйстваКварцевый песок, используемый в качестве загрузки фильтров, должен быть очищен от примесей и иметь определённый гранулометрический состав.В установках пескового хозяйства предусматривается подготовка карьерного песка, как для первоначальной загрузки фильтров, так и для ежегодной его догрузки в размере 10% общего объёма песчаного фильтрующего материала [3].Объем песка, загружаемого в скорые фильтры Wм3, составляетW = n∙ fф ∙ hф.с, м3где n = 8 шт – количество скорых фильтров;fф= 30 м2 - площадь одного фильтра;hф.с= 1,5 м - высота фильтрующего слоя фильтра.W = 8 ∙ 30 ∙ 1,5 = 360 м3Годовая потребность в дополнительном количестве песка Wдм3, составляетWд= 0,1∙W = 0,1 · 360 = 3,6 м3Принимаем, что в карьерном сырье содержится 55 % песка, пригодного для загрузки.Тогда потребность в карьерном сырье перед пуском станции W‘п = (360 ∙ 100) / 55 = 654 м3, а годовая потребность для его дозагрузки составит W‘д = (36 ∙ 100) / 55 = 65,5 м3.Песковая площадка принята асфальтированная с размером в плане 24х15м (т. е. площадью 360 м2), в том числе размер отделения для складирования карьерного сырья 15 х 9 м. Объём складирования сырья при высоте слоя 0,5 м составит Wс = 0,5 ∙ 15 ∙ 9 = 67,5 м3.Чистый отсортированный песок для загрузки скорых фильтров хранится в двух железобетонных ёмкостях размером 4 х 4 м каждая и высотой 2 м. Объём этого песка Wс.фот = 4 ∙ 4 ∙ 2 ∙ 2 = 64 м3.Сортировка и отмывка песка предусмотрена при помощи гидравлического классификатора марки ТКП- 4 конструкции АКХ РСФСР производительностью Qк = 5м3/ч исходного сырья. Расход воды для работы классификатора составляет 300 м3/ч [3].Продолжительность работы классификатора Т ч, определена по формулеТ = W / Qк , ч перед пуском станции:Тс = 360 / 5 = 72 чдля догрузки скорых фильтров:Тф = 36 / 5 = 7,2 чОбъем расходуемой воды перед пуском станции:- классификатором – qс = 300 · 72 = 21600м3; - бункером-питателем -qсБ = 30 · 72 = 2160м3. Суммарный расход воды равен 21600 + 2160 = 23760м3.Объем воды, расходуемой при догрузке песка:- классификатором qд = 300 · 7,2 = 2160м3/год; - бункером-питателем qдБ = 30 · 7,2 = 216 м3/год. Суммарный расход воды равен 2160+ 216= 2376 м3/год.5 СоображенияпоавтоматизациитехнологическихпроцессовочисткиводыОбязательным элементом автоматизации технических процессов является автоматизация работы насосных агрегатов. Комплексная схема автоматизированного управления насосами обычно состоит из следующих отдельных частей: схемы автоматизации насоса; схемы автоматизации задвижки на напорном трубопроводе; схемы автоматизации электропривода насоса; схемы взаимосвязи, обеспечивающей последовательность действия системы в целом и осуществляющей необходимые блокировки, а также автоматическую защиту агрегата и сигнализацию.Схема станций автоматического управления обеспечивает:местное, автоматическое и телемеханическое управление насосным агрегатом;контроль за работой насоса с помощью контактного манометр или струйного реле;блокировку, предотвращающую пуск электродвигателя при отсутствии воды в бачке для смачивания подшипников насоса ЭЦ перед его пуском; для этого устанавливают сигнализатор наличия воды 1СВ (для насосов других типов вместо сигнализатора устанавливают перемычку) ;отключение электродвигателя при нарушении нормального режима работы насосного агрегата, при затоплении водой павильона насосной станции или при перегреве подшипников;сигнализацию при аварийной остановке насосного агрегата и открывании дверей павильона насосной станции.Кроме этого рекомендуется автоматизация работы блока введения реагентов, однако это требует более значительных затрат и не влияет на усиление безопасности работы станции а в целом, а только экстенсификации рабочих процессов.6 ЭкономическиепоказателипроектируемогокомплексаПолная строительная стоимость определяется на основании выполнения подробного сметного расчета. Сметная стоимость проекта включает в себя определение стоимости капитального строительства зданий и сооружений, прокладки трубопроводов, стоимость монтажных и демонтажных (при необходимости) работ, а также стоимости строительных и основных материалов.Для предварительных расчетов допускается определять стоимость строительства по укрупненным показателям, согласно [6] исходя из производительности водопроводно-очистной станции.Для водопроводной очистной станции производительностью 28840 м3/сут стоимость резервуаров чистой воды, насосных станций II подъема, хлораторных, сооружений по обороту промывной воды и уплотнению осадка, также других подсобно-вспомогательные сооружений, размещаемых на площадке станции водоподготовки составляет 81,59 руб. за м3/сут, тогда общая стоимость строительства проектируемой очистной станции составит 81,59·28840 = 2353055,6 руб.Список используемой литературы1. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения /Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996. – 128 с.2. СанПиН 2.1.4.1074-01 Подготовка воды для питьевого и промышленого водоснабжения / Стройконсультант 3.13. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчёты: Учеб. пособие для вузов – М.: ООО «Бастет», 2008. – 304с.4. Старинский В.П., Михайлик Л.Г. Водозаборные и очистные сооружения коммунальных водопроводов. Уч. пособие. – М.: Выш.шк, 1989 – 269 с.5. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы длягидравлического расчета водопроводных сетей. – М.: Стройиздат, 1984. – 116с.6. Пособие по водоснабжению и канализации городских и сельских поселений (к СНиП 2.07.01-89). – М.: Арендное производственное предприятие ЦИТП, 1992.