Оглавление:

1. Задание. 1

2. Выбор схемы водоочистных сооружений. 2

3. Определение производительности очистных сооружений. 2

4. Расчёт реагентного хозяйства. 2

4.1 Коагулянт. 2

4.2 Флокулянт. 7

Назначаем дозу флокулянта Д_ПАА = 1,0 мг 7

4.3 Расчёт дозирования коагулянта. 7

4.4 Расчёт и конструирование устройств для ввода реагента. 7

5. Выбор и расчёт смесителя. 9

6. Выбор и расчет камер хлопьеобразования. 10

7. Расчет установки для очистки природных вод методом напорной флотации. 12

8. Расчет скорых фильтров. 13

9. Расчёт сооружений для обработки промывных вод фильтров и осадков. 18

10. Хлорирование воды. 18

11. Проектирование резервуаров чистой воды. 19

1. Задание.

Полезная производительность сооружений -

Качество воды в источнике:

Мутность -

Цветность -

Щёлочность -

Глубина промерзания грунта -

Глубина залегания грунтовых вод -

Тип грунтов на площадке очистных сооружений - супеси

Особые условия – планктон свыше 1млн. клеток /литр

2. Выбор схемы водоочистных сооружений.

Выбор схемы водоочистных сооружений производится по таблице 15 СНиП. В нашем случае сооружения водоподготовки, исходя из параметров качества воды в источнике, будут представлять собой двухступенчатую схему очистки с использованием флотаторов и скорых фильтров. От выбранной схемы водообработки и состава водоочистных сооружений зависит расход обрабатываемой воды. Как правило, при выбранной схеме расход забираемой воды превышает полезную производительность водопровода на 9-12%.

3. Определение производительности очистных сооружений.

;

где

тогда:

4. Расчёт реагентного хозяйства.

4.1 Коагулянт.

Определяем дозу коагулянта для снижения цветности:

;

где - цветность

тогда: ,

для удаления мутности по табл. 16(1) – 30 мг/л. Принимаем к расчёту большую дозу безводного сульфата алюминия: .

Определяем необходимость подщелачивания воды при коагуляции:

т.е. снижение щелочности при вводе коагулянта не компенсируется её наличием в обрабатываемой воде и требуется подщелачивание,

где : исходная щелочность воды

эквивалентная масса сульфата алюминия, равная 57 мг/мг-экв

Определяем дозу кальцинированной соды:

где - эквивалентная масса соды (по Na₂CО₃) – 53 мг/мг-экв, извести (по СаО) – 28 мг/мг-экв.

При использовании извести вместо соды её доза (по СаО) составит

Растворение реагентов, поставляемых в твёрдом состоянии в виде порошка, гранул или дроблёных кусков, производится в растворных баках, оборудованных системой подачи сжатого воздуха. Количество растворных баков должно быть не менее трёх.

Расходные баки в количестве не менее двух рассчитывают на сменную потребность (8-12 часов) в реагенте. Склады реагентов рассчитывают на 30 суточную потребность, но не менее объёма разовой поставки.

Коагулянт сульфат алюминия с содержанием активной части в товарном продукте поставляется в дроблёном виде в контейнерах массой 1 тонна каждый.

Объем растворных баков определяем по формуле:

где: - производительность,

- доза коагулянта,

- время, на которое заготавливается раствор,

- концентрация коагулянта в растворных баках,

- плотность раствора коагулянта.

тогда:

Предусматриваем устройство 3-х растворных баков ёмкостью каждый. Количество коагулянта, загружаемое в один бак при приготовлении раствора:

Принимаем размеры бака (строительную высоту бака увеличиваем на 0,5м во избежание выплёскивания раствора коагулянта при затворении).

Для затворения и перемешивания коагулянта предусматриваем подачу сжатого воздуха с интенсивностью .

Найдём расход воздуха для одного растворного бака по формуле:

Для распределения воздуха применяем дырчатые трубы из полиэтилена. Расстояние между трубами, b_mp, прокладываемыми по днищу бака, принимаем равное 0,25м. Количество распределительных труб в баке определяем исходя из его ширины по формуле:

,

а их диаметр по скорости движения воздуха в трубах

По каталогу выбираем трубы ПНД, средним наружным диаметром

Принимаем диаметр отверстий в трубах , скорость выхода воздуха из отверстий . Количество отверстий в трубах:

Длина распределительных труб в баке, на которой расположены отверстия, составляет . Расстояние между отверстиями определяется:

где;

- длина распределительных труб в баке,

Отверстия размещаем снизу трубопровода. В баке на расстоянии от дна устраиваем колосниковую решётку с прозорами из досок на которые накладываются сетки из кислотостойкого материала с отверстиями 2 мм. Дно бака проектируем пирамидальным с наклоном к выпуску диаметром .

Число расходных баков принимаем равным 2. Объем каждого из них рассчитываем на потребность в коагулянте в течении 12 ч. При концентрации коагулянта в расходном баке 10% его объем вычисленный ранее составит 3,23 м³.

Принимаем размеры бака

Для перемешивания раствора коагулянта в расходных баках проектируем трубчатую воздухораспределительную систему.

При интенсивности подачи сжатого воздуха расход воздуха, подаваемый в бак

Принимаем скорость движения воздуха в трубах , расстояние между трубами по дну бака . Диаметр распределительных трубопроводов определим по выражению:

По каталогу подбираем трубопровод из полиэтиленовых труб D=20 мм. При диаметре отверстий для распределения воздуха из трубопроводов d₀ = 4 мм и скорости выхода v₀ = 20 м/с общее число их будет равным:

При общей длине перфорированного участка трубопровода расстояние между отверстиями в трубах составит 5,6/36=0,16 м или 160 мм.

Днища расходных баков проектируем с уклоном 0,01 к приямку, из которого устраиваем выпуск диаметром 100 мм.

Для перекачивания раствора коагулянта из растворных баков в расходные устанавливаем в техническом коридоре насосы Х 32-50-125 (один рабочий и один резервный).

Определяем месячную потребность станции в коагулянте (по поставляемому продукту):

Объем разовой поставки 50 т. больше месячной потребности 41,1 т, поэтому площадь склада для хранения коагулянта рассчитываем на его размещение.

Площадь склада для хранения коагулянта рассчитывается по формуле:

где: - высота слоя коагулянта в складе при хранении,

- объемная масса дробленого коагулянта в сухом виде,

- дополнительное пространство в складе, требуемое для размещения машины с реагентом при разгрузке и проходов вокруг неё.

Площадь склада можно сократить за счет увеличения слоя коагулянта при хранении, но не более чем до 3,5 м.

Для выбора схемы приготовления суспензии извести определим ее суточный расход (по СаО):

Для этого расхода и в соответствии с качеством поставляемого реагента выбираем схему приготовления извести с растворными баками и гидромешалками.

Определяем объём растворного бака при концентрации суспензии (по СаО) , плотности

Принимаем 2 растворных бака объёмом 4,4м³ каждый, размерами

Перемешивание суспензии извести в растворных баках предусматриваем подачей сжатого воздуха с интенсивностью . Рассчитаем расход воздуха , подаваемого в бак, при расстоянии между распределительными трубами b_mp=250мм:

Найдём диаметр распределительных труб d, укладываемых по дну бака, при скорости воздуха в них :

Проектируем распределительную систему из стальных труб с отверстиями диаметром , просверленных по нижней образующей трубы. Количество отверстий в трубах в одном баке при скорости выхода воздуха из них

Расстояние между отверстиями в трубах:

Для перекачивания реагента из растворных баков в гидромешалки предусматриваем установку двух насосов типа СМ.

Объем бака для гидравлического перемешивания суспензии извести предусматриваем равным растворному – , их количество – 2.

Принимаем диаметр бака , тогда его полная высота будет равна сумме высот цилиндрической и конической частей мешалки – при угле наклона стен днища 45 град высота конической части , или 1 м. Высота цилиндрической части

Полная высота бака составит

Для перемешивания суспензии и подачи её в обрабатываемую воду предусматриваем установку насосов типа СМ, производительность насоса должна обеспечивать скорость восходящего потока суспензии извести в гидромешалке не менее 5 мм/с и расчетный расход для подщелачивания воды равный:

Производительность насоса для перемешивания

Полная производительность насоса –

Напор насоса можно приближенно вычислить по разности отметок пола цеха извести и воды в смесителе, прибавив к ней 2м потерь в коммуникациях и 2м в трубопроводах от цеха извести до точки ввода реагента. Ориентировочно эта величина составляет 10…12м. По производительности насоса и напору 10 м подбираем по каталогу к установке насос СМ 100-65-200/4, мощность двигателя 5,5 кВт. Этот насос обвязываем вместе с аналогичными насосами для перекачки реагента из растворных баков с возможностью работы с гидромешалками.

Площадь склада для хранения извести рассчитываем на 30 суточную потребность в ней , сравнивая с объёмом разовой поставки.

Объём разовой поставки более месячной потребности, поэтому площадь склада извести рассчитываем на хранение 15,1 т реагента.

Для подачи воздуха в растворные баки при растворении реагентов предусматриваем установку водокольцевых компрессоров. При одновременной работе трех растворных баков и одного расходного для коагулянта и одного растворного для извести суммарная потребность в воздухе составит

Принимаем к установке 2 компрессора ВК 6 (1 рабочий и 1 резервный).