Вариант 5.Очистные сооружения железнодорожного водопровода для подготовки питьевой воды

Объем осадка, выпавшего в одной секции отстойника, составляет:Vl = Voc/4 = 742/4 = 185,5 м3/мес.Длина контейнера принимается равной длине секции (одного хода воды) песколовки (9 м), длина и ширина выбраны из конструктивных соображений (по 1м). Выгрузку осадка рекомендуется осуществлять по мере накопления его в песколовке до высоты 0,75÷0,80 м.Расчеты по вспомогательным сооружениям3.1. Сооружения для повторного использования промывной водыЕслиочисткуводыосуществляюттолькофильтрованием, промывную водунаправляютвдополнительныйотстойник (времяотстаивания 1 ч, доза полиакриламида 0,8 - 0,16 мг/л), азатем - вначалоочистныхсооружений. Осадокво всехслучаяхобезвоживают.Основнымикомпонентамиосадка, задерживаемогозагрузкойскорыхфильтров иконтактныхосветлителей, являютсязагрязнения, содержащиесявисходнойводе, атакжепродуктыгидролизакоагулянта, используемого дляочисткиводы.Следовательно, массаосадка, образующегосянастанциив течениесутокравнапроизведениюсуточнойпроизводительностистанциина концентрациювзвесивисходнойводе.Дляопределения среднейконцентрациитвердойфазывпромывнойводеделятполученнуюмассу (г/сут) насуточныйобъемпромывнойводы, которыйрассчитываютвкаждом конкретномслучае.Определяемконцентрациювзвешенныхвеществвисходнойводесучетом вводимыхреагентовСср.Дозакоагулянта, определяемаяпо мутности, - Дк= 25мг/л, поцветности - Дк = 39мг/л.Уменьшаембольшуюдозуна 15 % (попримечанию 2 ктабл. 16, [3]).Дк= 33мг/л. k = 0,55 - переводнойкоэффициент для Al2(SO4)3. Определяемрасходпромывнойводы qпр=Fωп = 28,26·12,0 = 339л/с.ОбъемпромывнойводынаоднупромывкуравенVпр = 339· 6 · 60 / 1000= 122м3.Масса взвеси, улавливаемая из воды за час:Концентрациявзвешенныхвеществвисходнойводесучетом вводимыхреагентов:3.2. Обработка осадкаОсадокизсооруженийповторногоиспользованияводыследуетобезвоживатьна центрифугах, пресс- иливакуум-фильтрахлибонаиловыхплощадках, длячего предусматриваютсяспециальныеплощади. Картыиловыхплощадокмогутбыть расположенывнетерриторииочистныхсооружений.Приналичиивблизиочистнойстанцииестественныхвпадинилиискусственныхвыработокихследуетиспользовать какшламонакопители. Однимизспособовобработкиосадкаводопроводныхстанций являетсясовместнаяегообработкасосадком, образующимсяприочисткебытовых сточныхвод. Вэтомслучаеосадокспомощьюнасосовперекачиваютвгородскую канализационнуюсеть, ионпотрубампоступаетнаканализационныеочистные сооружения.3.3. Компоновка очистных сооружений.Припроектированииводоочистныхстанцийвсетехнологическиесооруженияи вспомогательныепомещениярасполагаютводномздании. Этозначительно уменьшаетстроительно-монтажнуюстоимостьстанциииупрощаетееэксплуатацию.Взаимноерасположениеотдельныхсооруженийстанциидолжнообеспечивать минимальнуюпротяженностьтрубопроводовмеждуними, дорогипешеходных дорожек.Следуетпредусматриватьрасширениестанциипомереувеличения водопотребления. Приэтомдолжныбытьоставленысвободныеотнадземной застройкииподземныхкоммуникацийплощадкидлясооруженийвторойочереди.Дляобеспечениябесперебойностиводоснабжениянаводоочистнойстанции предусматриваютсистемуобводныхводоводов, обеспечивающихвозможность подачиводы, минуяосновныетехнологическиесооружения, атакжеотключение отдельныхсооруженийстанции.Компоновкатехнологическихивспомогательныхсооруженийввидеотдельных зданийдопускаетсятолькодлястанцийбольшойпроизводительности (более 100000 м3/сут) приналичиитехнико-экономическихобоснований. Расстояниемежду соседнимисооружениямивтакомслучаедолжнобытьминимальным, носусловием сохраненияудобствастроительства, эксплуатацииипроизводстваремонтныхработ.Натерриториистанции (всанитарнойзонестрогогорежима) размещаютвсе вспомогательныепомещения, предусмотренныеСНиПом, атакженасосныестанции 1-гои 2-гоподъемов, резервуары, понизительныетрансформаторныеподстанции, котельную, мастерские, склады, проходную. Недопускаетсярасполагатьздесь помещения, неимеющиенепосредственногоотношениякэксплуатации (например, гараж, помещениеохраныит.п.).Изэкономическихсоображенийпонизительнуютрансформаторнуюстанцию следуетрасполагатьвцентреэнергонагрузки (обычновозленасосныхстанций), а котельную - вцентретепловойнагрузки (обычновозлефильтров, сподветренной стороны).3.4. Гидравлический расчет технологических трубопроводов станции обработки водыПрипроектированиистанцииводообработкибольшоезначениеимеет правильныйвыбордиаметровтрубопроводовиразмещениеихнаочистных сооружениях. Взависимостиотназначениятрубопроводапринимают соответствующуюскоростьдвиженияводывнем.Диаметртрубопроводаопределяютпотаблицамдлягидравлическогорасчета трубопроводов, задаваясоответствующийрасходискорость. Расчетныескорости движенияводывтрубахиканалахочистныхсооруженийпринимаютпотаблице.Таблица3 - РекомендуемыескоростивкоммуникацияхочистныхсооруженийТрубопроводыиканалыРасчётныескорости движенияводы, м/сОтнасоснойстанции 1-гоподъёмаксмесителю1 - 1,2Отсмесителядофильтров0,8 - 1Отфильтровдорезервуаровчистойводы1 - 1,5Внапорномтрубопроводе, подающемводупотребителю1 - 1,5Вустьежелобадляотводапромывнойводы0,6Вканаледляотводапромывнойводынеменее 0,8Таблица 4 - Гидравлический расчет трубопроводовНаименование трубопроводаСкорость в тр/пр, м/сРасход в тр/пр, м3/сДиаметр тр/пр расчетный, мДиаметр тр/пр (внутр.) станд., ммРеальная скорость в тр/пр, м/сОтнасоснойстанции 1-гопод.ксмесителю10,450,7578000,9Отсмесителядофильтров0,90,450,7988000,9Тр/пр подвода к од. фильтру0,80,050,2492500,795Напорныйтр/пр, подачиводыпотребителю1,50,450,6186001,51Расчёт реагентного хозяйстваВ практике водоподготовки нашли применение следующие схемы приготовления и хранения раствора коагулянта.Схема 1– сухое хранение. Коагулянт хранят на складе в сухом виде. По мере необходимости его отгружают в растворные баки, где происходит растворение коагулянта до концентрации раствора 10÷17%. Далее этот раствор подастся в расходные баки, где разбавляется до концентрации 4÷10% и дотируется в обрабатываемую воду. Данная схема рекомендуется для станций производительностью менее 30 000 м3 /сут (рисунок 4.1).Схема 2 – мокрое хранение Доставленный на станцию коагулянт разгружают в растворные баки, объем которых принимается из расчета 1,8÷2 м2 пространства на 1 т технического продукта. При растворении коагулянта водой вот можно получение раствора концом ранней 20÷25 %. Крепкий раствор, по мере необходимости, перекачивается в расходные баки, где разбавляется водой до 4÷10% и затем дотируется в обрабатываемую воду. Эта схема рекомендуется для станций производительностью более 30 000 м3/сут.Схема 3 – смешанное, сухо-мокрое хранение. Запас коагулянта хранится в сухом виде на складе. По мере необходимости коагулянта поступает в растворные баки, где происходит растворение коагулянта до концентрации раствора 20÷35%.Принимаю (по производительности) 1 схему приготовления и хранения раствора коагулянта.Рис. 4.1. Схема 1– сухое хранение 1.Определяется площадь склада для хранения товарного продукта, м2:(4.1)гдеДк – доза коагулянта в пересчете на безводный продукт, мг/л:Qсм– расход води в смесителе, м3/сут,Т – продолжительность хранения продукта на складе.Т = 30 сут;А – высота слоя товарного реагента принять по п.6.204 [1];γ, = 1 – удельный вес коагулянта, т/м3.Склад коагулянта предусматривается в соответствии с указаниями, содержащимися в пп. 6.202…6.207 [1].Определяется объем растворных баков Wр, м3:(4.2)гдеQсм– расход воды поступающей в смеситель, м3/ч;n – время, на которое заготавливают коагулянт, ч, n= 10÷12 ч;b– концентрация раствора коагулята к концу растворения, b – 10÷17%;γ2 = 1 – объемный все раствора, т/м3.Количество растворных баков должно быть не менее трех. Размеры баков натачают, исходя из объема и условий компоновки. Рекомендуется высота слоя раствора коагулянт в пределах 1÷2 м. При применении кусковою коагулянта и баках устанавливается решетка в виде поставленных на ребро досок с прозорами 10÷15 мм. При использовании порошкообразного реагента на решетку укладывается сетка с отверстиями 2 мм. Стенки растворного бака ниже колосниковой решетки выполняются наклонными под углом 45…50°. Для опорожнения бака используется трубопровод диаметром не менее 150 мм. Объем подколосниковой части не входит в объем Wр.Объем расходных баков W, м3:(4.3)гдеb – концентрация раствора в расходном баке, b – 4÷10%.Количество расходных баков должно быть не менее двух. Размеры бака назначают конструктивно. Днище бака имеет уклон не менее 0,01. Строительная высота растворных баков принимается на 0,3÷0,5 м более высоты стоя коагулятора.Забор готового раствора из растворных и расходных баков производится по гибкому шлангу, прикреплѐнному к поплавку. Для перекачки растворов коагуля тора используют кислостойкие насосы (приложение В).Время перекачки из растворного бака в расходные баки принимают 30÷60 мин.Для сокращения продолжительности растворения коагулянта и лучшего перемешивания раствора в баки подастся сжатый воздух от воздуходувки. Производительность воздуходувки определяется исходя из площадей растворных и расходных баков и интенсивности подачи воздуха п. 6.23 [1].Расход воздуха равен:Qвозд = Wвозд ∙ Fбака,гдеWвозд– интенсивность подачи воздуха л/с ∙м2;Fбака – площадь бака, м2.Qвозд=5 ∙1,4∙4,0=28 л/с.Воздуходувку можно подобрать но приложению Г. Принимаем воздуходувку ВК-1,5 производительностью 1,4 м3/мин с габаритными размерами 660×562×850 мм.Распределение воздуха по площади бака осуществляется при помощи дырчатых винипластовых труб или кислотостойких шлангов (рисунок 6.1), которые укладываются в растворных баках под колосниковой решеткой, а в расходных – по дну бака. Расстояние между трубами (шлангами) 400÷500 мм, скорость выхода воздуха из отверстий – 20÷30 м/с; диаметр направленных вниз отверстий – 3÷4 мм; скорость движения воздуха в трубах – 10÷15 м/с.Дозирование раствора коагулянта производится с помощью поплавковых дозаторов (приложение Д). Принимаем поплавковый дозатор-ПД-40 (приложение Е). Насосы-дозаторы устанавливаются в помещении расходных баков, поплавковые дозаторы - на площадке над смесителем.1.Определяется суточный расход технического коагулянта Рк, т:гдер – содержание чистого безводного вещества в техническом продукте, % (33,5 % – для неочищенного глинозѐма; 40,3 % – для очищенного глинозёма; 98 % – для хлорного железа; 53 % – для железного купороса марки А и 47 % – марки Б).Вычисляем месячный запас коагулянта на станции.Рмес=45,4 т.Определяем количество одновременно поступающих на станцию очистки воды вагонов с коагулянтом:Определяется полезный объём растворных баков, м3:ΣWP = (1.8...2.0) 60N.ΣWP = (1,8...2,0) 60∙1,0=110 м3.2. Принимаю количество растворных баков (по числу поступающих вагонов, но не менее двух), два бака и назначаются размеры бака, бак с размерами 2000×2000×2500 мм. 9000х8700х2000Допускается принимать глубину слоя раствора над колосниковой решѐткой до 3÷3,5 м.3. Определяется объём расходного бака по формуле (6,3), его размеры и количество баков (не менее двух).гдеb – концентрация раствора в расходном баке, b – 4÷10%.По данным приложения В подбираются насосы для перекачки растворов коагулянта из растворных баков в баки-хранилища, а из последних — в расходные баки. Продолжительность перекачки раствора из одного бака принимается в пределах 0,5÷1 ч.Принимаю насосы 2 шт. 1,5Х-6Д-1-41 производительностью 6÷14 м3/ч.Габаритные размеры 930×450×375 мм.4. Рассчитывается система воздухопроводов, и по приложению Г подбираются воздуходувки. Принимаю воздуходувку 2 шт. ВК-3. Габаритные размеры 1225×527×990 мм.5. Подбираются устройства для дозирования раствора коагулянта. Поплавковый дозатор 2 шт. ПДк-40.Расчет и конструирование устройств для приготовления, хранения и дозирования раствора известиНа станцию очистки воды известь обычно поступает порошкообразной или комовой, реже – в виде известкового молока или теста. Ввод извести в обрабатываемую воду, как правило, осуществляется в виде суспензии (известкового молока) концентрацией около 5%, считая по СаО. Гашение извести производится в известегасилках или шаровых мельницах (приложение Ж), куда должна поступать горячая вода. В известегасилках (мельницах) получается суспензия 15÷30%-й концентрации, которая сливается в растворные баки и затем насосами подаётся в расходные баки, снабжённые лопастными или гидравлическими мешалками (приложение 3).Способы хранения извести на станции очистки воды:1) сухое хранение (схема 1) – при поступлении порошкообразной или комовой извести (рисунок 16). Расчѐт производят аналогично схеме 1 п. 3.7.1, при этом используют указания, содержащиеся в пп. 6.33...6.38, 6.207 [1];2) мокрое хранение (схема 2) при поступлении извести в Рисунок 4.3 – Приготовление раствора извести Виде молока или теста; порядок расчёта, см. п. 3.7.1 (схема 2).При расчёте обоих схем учесть следующее:1. Производительность известегасильных аппаратов Пи, т/ч, определяется по формуле:где Ри суточный расход извести на станции, т;К – коэффициент учитывающий перерывы в работе известегасильных аппарату К– 3...4;Т – время работы станции в сутки, ч.Число известегасильных аппаратов должно быть не менее двух.Принимаю два известегасильных аппарата С-322, производительность 1 т/ч, габаритные размеры: 1770×1750×1540 мм.2. Содержание СаО в товарной извести – 50÷70%.3. В баках крепкого известкового молока срок хранения суспензии – 12÷16 ч; высота слоя молока – 1,5÷2,5 м.4. Удельный вес известкового молока любой концентрации принят равным 1 т/м.5. Допускается предусматривать единое воздуходувное хозяйство для отделений коагулянта и извести.Принимаю растворные баки извести 3 шт. 1000×1000×1300 мм.Спецификация на сооружения и оборудованиеТаблица 5 - Спецификация на сооружения и оборудованиеНаименование сооружений и оборудованияКоличествоРазмеры, ммОсновные сооруженияСкорые фильтры10ø 6000, Н = 4240Смесители2ø 4200, Н = 7800Реагентное хозяйствоРастворные баки для коагулянта29000х8700х2000Расходные баки для коагулянта12000х1500х2000Установка для приготовления раствора ПАА УРП-222190х1680х2250Хлоратор, ЛК 10Б21230х640х280Технико-экономическая часть проектаПрирасчететехнико-экономическихпоказателейнеобходимоопределить капитальныеиэксплуатационныезатраты, атакжестоимостьочистки 1 м3воды.Определение капитальных затрат на оборудование по укрупненным показателям.Удельная стоимость оборудования для очистки 1 м3/час воды (ориентировочно):Куд = 80000 руб/(м3/час).Капитальные затраты на оборудование:К = Куд · Gв = 80000 · 39000/24 = 130000 тыс. руб.Определение эксплуатационных затрат на очистку водыСтоимость электроэнергииНа водоподготовительной установке предусматривается установка насосов.Количество потребляемой электроэнергии за год (ориентировочно):Тариф на электрическую энергию 3,79 руб/кВт·час.Затраты на электроэнергию:Годовой расход коагулянта:.Цена коагулянта:Цк = 35 тыс. руб./т.Годовой расход ПАА:.Цена ПАА:Цк = 284 тыс. руб./т.Годовой расход хлора:.Цена хлора:Цхл = 153 тыс. руб./т.Годовой расход извести:.Цена извести:Ци = 121 тыс. руб./т.Годовые затраты на реагенты:Зр = ΣЦ · mгод = 963,6 · 35 + 34,2 · 284 + 71,2 · 153 + 185 ∙ 121 = 76,7 млн.руб./год.Расчет затрат на зарплату персоналаТаблица 6 – Определение суммарной зарплаты сотрудниковДолжностьКоличество работниковГодовая зарплата одного сотрудника, тыс. руб.Сумма заработной платы, тыс. руб.Начальник1200200Главный инженер1185185Начальник смены4170680Зав. лабораторией1150150Лаборант8110880Коагуляторщик4110440Хлораторщик4110440Фильтровальщик4110440Механик1150150Слесарь-сантехник4120480Электрик4120480Уборщица290180Дворник19090Итого394795(соц. отчисления 240)Годовые затраты на заработную плату составят:Ззрп = 4795 + 240 = 5,035млн.руб./год.Амортизационные отчисления (5% от капитальных затрат) составятЗам = 0,05 · 130000 = 6,5млн. руб/год.Затраты на текущий ремонт Зтр = 0,038 · 130000 = 4,9млн. руб/год.Неучтенные расходы на отопление помещений, содержание участков и прочее:Зн = 0,06 ∙ (5,035 + 4,9 + 6,5 + 76,7) = 5,6 млн руб/годСуммарные эксплуатационные затраты:Зэ = Зэ + Зр + Ззрп + Зам + Зтр+ Зн= 12,24 + 76,7 + 5,035 + 6,5 + 4,9 + 5,6 = 111 млн. руб./год.За год водоподготовительная установка очистит 39000 · 365 = 14235 тыс. м3 воды.Себестоимость очистки составит:Sв = 111000000/14235000 = 7,8 руб/м3.Библиографический список1. НиколадзеГ.И., СомовМ.А. Водоснабжение. Учебникдлявузов. – М.:Стройиздат, 1995. – 688 с.2. НиколадзеГ.И., МинцД.М., КастальскийА.А. Подготовкаводыдляпитьевого ипромышленноговодоснабжения. –Москва: «Высшаяшкола», 1984 – 368 с.3. СтроительныенормаиправилаСНиП2.04.02-64*. Водоснабжение. Наружныесетиисооружения. –М.:ФГУПЦПП, 2004. -128 с.4. Водоснабжениенаселённыхместипромышленныхпредприятий. Справочникпроектировщика. Разд. III. –М. :Стройиздат, 1977–287 с.5. Справочникпоочисткеприродныхисточныхвод/ ПаальЛ.Л., КаруЯ.Я., МельцерХ.А., РепинБ.Н. –М : Высш. шк., 1994. – 336 с.6. КожиновВ.Ф. Очисткапитьевойитехническойводы. Примерыирасчёты.3-еизд. –М.: Стройиздат, 1971. – 303 с.7. ТугайА.М., ТерновцевВ.Е. Водоснабжение. Курсовоепроектирование. – Киев : Вищашкола. 1980. – 207 с.8. Справочникмонтажника. Оборудованиеводопроводно-канализационных сооружений/ МосквитинА.С. идр.–М.: Стройиздат, 1979. - 480 с.9. Водоснабжение. Технико-экономическиерасчёты. –Киев: Вищашкола, 1977. –150 с.10. ЖурбаМ.Г. идр. Классификаторытехнологийочисткиприродныхвод.–М.: ГНЦНИИВОДГЕО, 2000. – 118 с.11. БеляеваС.Д. Обработкаалюминийсодержащихосадковприродныхвод // Современныетехнологиииобрудованиедляобработкиводына водоочистныхстанциях / НИИкоммунальноговодоснабженияиочистки воды. –М.:1997.12. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьеваявода. Гигиеническиетребованияккачеству водыцентрализованныхсистемпитьевоговодоснабжения. Контроль качества. Санитарно-эпидемиологическиеправилаинормативы. –М.: ФедеральныйцентргоссанэпиднадзораМинздраваРоссии, 2002. – 103 с.13. ПостановлениеПравительстваРоссийскойФедерации N 87 от 16 февраля 2008 г. "Осоставеразделовпроектнойдокументацииитребованияхких содержанию".14. КожиновВ.Ф. Очисткапитьевойитехническойводы. –М. 1971. –580с.