1.3 Дозирование реагентов в обрабатываемую воду

Дозирование растворов коагулянтов и флокулянтов осуществляем при помощи плунжерного насоса-дозатора типа НД. Их регулирующий механизм обеспечивает плавное бесступенчатое изменение подачи, как на ходу, так и при выключенном электродвигателе, также, по сравнению с автоматическими дозаторами они имеют меньшую потребляемую мощность.

Производительность дозатора растворов q_д, л/час, найдем по формуле

, (17)

где W – объем расходного бака, W = 2,925 м³;

t – время, на которое заготавливается раствор коагулянта, ч, t = 10 ч;

По [3, таблица 2] принимаю насос НД – 400/10 в количестве – один рабочий, один резервный.

1.4 Смесители

Смесительные устройства включают устройства ввода реагентов, обеспечивающие быстрое распределение реагентов в трубопроводе или канале подачи воды на сооружения и смесители, обеспечивающие последующее интенсивное смешение реагентов с обрабатываемой водой.

В данном курсовом проекте я принимаю гидравлический вертикальный (вихревой) смеситель (рисунок 2). Этот выбор обусловлен достаточно большой производительностью станции ( ) и энергосбережением.

1 – подача воды; 2 – водоприемные отверстия; 3 – водосборный лоток; 4 – отвод воды;

5 – подача реагентов

Рисунок 2 – Вертикальный смеситель

В эксплуатацию принят один вертикальный смеситель, который состоит из двух секций.

Площадь смесителя в верхней вертикальной части S, м², определяется по формуле

(18)

где Q – количество воды, проходящее через данное отделение, ;

;

V – скорость восходящего потока воды, ,V = 40 = 0,04 .

.

Скорость воды в стальном трубопроводе диаметром 800 мм, подающем воду в смеситель, принята 1,28 по [4].

Диаметр подводящих трубопроводов к каждой секции смесителя D, м, найдем по формуле

(19)

где q – количество воды, подводящееся к одной секции смесителя, м³/с, q=0,325 м³/с;

V – скорость движения воды в подводящем трубопроводе, м/с, V=1,09 м/с;

Скорость движения воды в водосборном лотке 0,6 .

Высота верхней части смесителя с вертикальными стенками 1,5 м. Ширина лотка принята 0,5 м, уклон дна лотка – 0,02.

Диаметр отводящих труб от каждой секции смесителя D_отв, м, найдем по формуле (19) при скорости движения воды в отводящем трубопроводе, м/с, V=0,85 м/с;

1.5 Отстойники

В данном курсовом проекте принята схема водоочистки, включающая в себя горизонтальные отстойники. Выбор такого типа отстойников обуславливается большой производительностью станции - м³/сут ( ).

Площадь горизонтального отстойника в плане F_г.о., м², найдем по формуле

(20)

где q – расчетный расход воды, м³/час, q=1950 м³/час;

U₀ – скорость выпадения взвеси, мм/с, U₀ = 0,42 мм/с – для маломутных вод, обрабатываемых флокулянтом, (с учетом увеличения на 20%, так как применяем флокулянт при коагулировании) по [1, табл.18];

α_об – коэффициент объемного использования отстойников, α_об= 1,3;

Длина отстойника L, м, определяется по формуле

(21)

где H_ср – средняя высота зоны осаждения, м, H_ср=3,0 м;

V_ср – расчетная скорость горизонтального движения воды в начале отстойника, V_ср=7 мм/с – для вод средней мутности по [1, п. 6.68];

Ширину отстойника В, м, определим по формуле

(22)

Отстойник делим продольными перегородками на самостоятельно действующие секции шириной – b=6 м.

Количество секций (отстойников) N, шт., найдем по формуле

(23)

Сбор осветленной воды осуществляется системой горизонтально расположенных дырчатых желобов с затопленными отверстиями. Расстояние между осями желобов – 3 м. Их длина составляет 2/3 длины отстойника.

L_ж =

1 – камера хлопьеобразования; 2 – отстойник; 3 – трубопроводы для сбора осветленной воды; 4 – трубопроводы для сбора осадка; 5 – карман отстойника; 6 – отвод осветленной воды к фильтрам; 7 – трубопровод для отвода осадка

Рисунок 3 – Горизонтальный отстойник

Диаметр желобов для сбора осветленной воды D, м, найдем по формуле

(24)

где q – количество воды, собираемое одним желобом отстойника, м³/с, q=0,045 м³/с;

V – скорость движения осветленной воды в желобе, м/с, V=0,8 м/с;

Количество отверстий в желобе n_отв, шт., найдем по формуле

(25)

где V_отв – скорость движения осветленной воды в отверстиях, м/с, V_отв=1м/с;

d_отв – диаметр отверстия, м, d_отв=0,025 м;

Объем зоны накопления и уплотнения осадка W_ос, м³, найдем по формуле

(26)

где b – ширина отстойника, м, b = 6 м;

Время уплотнения осадка Т_у, час, определяется по формуле

(27)

где q – часовая производительность станции, м³/час, q=1950 м³/час;

C_в – концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в отстойник с учетом коагулянта, мг/дм³, С_в=131,25 мг/дм³;

N_р – количество рабочих отстойников, N_р = 6 шт.;

δ – средняя концентрация твердой части осадка, г/м³, в зависимости от мутности воды и продолжительности интервалов между сбросами осадка (12 часов), по [1, табл. 19] δ=36800 г/м³ (с учетом увеличения на 15%, так как обработка исходной воды производится коагулянтом совместно с флокулянтом);

М_осв – количество объема осадка в осветленной воде после выхода из отстойника, мг/л, М_осв=8 мг/л;

Так как время между чистками меньше 6 месяцев, принимаю непрерывное гидравлическое удаление осадка. Для этого предусмотрены перфорированные трубы, обеспечивающие удаление накопившегося между чистками осадка в течение 30 минут.

Количество осадка, удаляемого из отстойника за одну чистку с учетом разбавления, Р_ос, т, найдем по формуле

(28)

где Т_р – время между двумя чистками, час, Т_р=7 суток;

К_р – коэффициент разбавления, К_р = 1,5;

Дно отстойника принято призматическим с углом наклона граней 45⁰ (рис. 2).

Диаметр труб для сбора осадка D, м, найдем по формуле

(29)

где q – количество осадка, собираемое одним трубопроводом в отстойнике за время удаления осадка – 30 мин., м³/с,

V – скорость движения осадка в трубе, м/с, V=1,0 м/с;

Количество отверстий в трубе для сбора осадка n_отв, шт., найдем по формуле

(30)

где V_отв – скорость движения осадка в отверстиях, м/с, V_отв=1,5 м/с;

d_отв – диаметр отверстия, м, d_отв=0,025 м;

Потери напора в трубах h, м, найдем по формуле, первоначально рассчитав, - коэффициент гидравлического сопротивления по формуле

(31)

где К_п=S_отв/S_сеч=0,5 – по [1, п. 6.71];

(32)

где - скорость в отверстиях, м/с, =1,5 м/с;

Высота отстойника Н, м, определяется по формуле

(33)

где Н_осв – высота зоны осветления, м, Н_осв=3,0 м (составляет 2/3 Н);

Н_зн – высота зоны накопления осадка, м, Н_зн = 1,5 (составляет 1/3 Н);

0,3 – строительное превышение над уровнем воды в отстойнике;