2. Расчет сооружений реагентного хозяйства

Принимается мокрое хранение коагулянта. Суточный расход коагулянта, Q_к, т, составит

Q_к = Qос ^. Д_к /10000 ^. Р (9)

где Qос – расчетная производительность станции, 28350 м³/сут;

Р – содержание активной части сернокислого алюминия. Для очищенного сернокислого алюминия принимается 50%.

Q_к = 28350^. 50 /10000 ^.50 = 2,84 т

Полный потребный расход коагулянта Q^полн_к, т, составит

Q^полн_к = Q_к Т (10)

где Т – принятый срок хранения коагулянта, 30 суток.

Q^полн_к = 2,84 ^.30 = 85,05 м³

Исходя из условий по вагонной поставки, принимаем запас коагулянта для хранения в баках-хранилищах равный 120 т (т.е. на станцию доставляется 2 вагона по 60 тонн).

Вместимость баков для мокрого хранения коагулянта W_м, м³, принимается из расчета 2,2 м³ на 1 т товарного очищенного коагулянта

W_м = Q^полн_к ω, (11)

где ω – удельный расход воды, приходящийся на 1т коагулянта, 2,2 м³.

W_м = 120*2,2=264 м³

Принимается 4 баков-хранилищ, вместимостью каждый 66 м³. Глубина бака 3 м, размеры в плане 4*5 м.

Из баков хранилищ раствор 20% концентрации в объеме, W_р м³, два раза в сутки перекачивается в расходные баки, где разбавляется водой до 5% концентрации.

W_р = q Д_к t /1000 ρ В_р (12)

где q – расчетный расход по станции, 1181,25 м³/ч;

t – продолжительность работы станции, соответствующее одному затворению раствора коагулянта, 10 - 12ч;

В_р – концентрация раствора в растворных баках, принимается для очищенного сернокислого глинозема 20%;

ρ – плотность раствора 1 т/м³.

W_р = 1181,25 ^. 10 ^. 50 /10000 ^. 20 ^.1 = 2,95 м³

Вместимость расходных баков W, м3, рассчитывается по формуле

W = W_р В_р /В (13)

W = 2,95 ^. 17 /5 = 10,03 м³

Принимается два расходных бака вместимостью 5,02 м³ каждый, с размерами в плане 2 х 2 и глубиной 2 м.

Для лучшего растворения коагулянта в баках хранилищах и перемешивания раствора в расходных баках используется сжатый воздух.

Необходимый расход воздуха, л/с, составит

Q_в = q_в * F * n (14)

где q_в – интенсивность подачи сжатого воздуха: растворных баков – 8-10, расходных баков 3-5 л/с*м²;

F – площадь одного бака, м²

n – число баков, шт.

Q_в=10 ^. 20 ^. 4 + 3 ^. 4 ^. 2= 824 л/с

1.2.2.3 Расчет вертикального вихревого смесителя

Для смешения реагентов с водой принимается прямоугольный в плане смеситель. Расчет смесителя сводится к определению его линейных размеров.

Принимается 2 смесителя с расходом воды в одном смесителе qчас = 1181,25/2 = 590,63 м³/ч

Площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя Fв, м², определяется по формуле

Fв = qчас /Vв , (15)

где Vв – скорость движения воды в верхней части смесителя, 108 – 144 м/ч.

Fв = 590,63 /108 = 5,47 м²

Для прямоугольного в плане смесителя ширина в верхней части Вв, м, будет равна Вв=√Fв =2,34 м.

Размеры нижней части смесителя принимаются в зависимости от диаметра подводящего трубопровода, который принимается по скорости движения воды 1,2 – 1,5 м/с и по расходу, приходящемуся на один смеситель 164,125 л/с. Внутренний диаметр трубопровода - 400 мм, наружный диаметр 440мм.

Ширина нижней части смесителя принимается равной наружному диаметру подводящего трубопровода Вн = 0,44 м.

Площадь нижней части смесителя Fн =0,44²=0,19 м²

Высота нижней пирамидальной части смесителя hн, м, определяется по формуле

hн = 1/2 (Вв – Вн) ctg α/2 , (16)

где α – угол между наклонными стенками днища, 30⁰ – 45⁰.

hн = 1/2 ^.(2,34 – 0,44) ^. ctg 30⁰/2 = 1,43 м

Вместимость пирамидальной части смесителя Wн, м³, определяется по формуле

Wн = 1/3 hн (Fв + Fн + √Fв . Fн) (17)

Wн = 1/3 ^. 1,43 ^.(5,47+ 0,19+ √5,47^.0,19) = 3,83м³

Полная вместимость смесителя W, м3, определяется по формуле

W = q_час t /60 , (18)

где t – время пребывания воды в смесителе (не более 2 минут).

W = 590,63 ^.2 /60 = 19,69 м³

Вместимость верхней части смесителя Wв, м³, определяется по формуле:

Wв = W – Wн (19)

Wв =19,69 – 3,83= 15,86 м³

Высота верхней части смесителя hв, м, определяется по формуле:

hв = Wв /Fв , (20)

hв =15,86 /5,47 = 2,9м,

Полная высота смесителя h, м, определяется по формуле:

h = hв + hн + 0,5 , (21)

h = 2,9 + 1,43 + 0,5 = 4,83 м

Для сбора воды принимаются лотки.

Площадь живого сечения лотка для сбора воды в верхней части смесителя Wл, м², определяется по формуле

Wл = q /V n , (22)

где V – скорость движения воды в лотке (0,6 м/с);

n – число водосборных лотков (обычно 2);

Wл = 590,63 /3600 0,6 ^. 2^. 2 = 0,07м²

Задавшись шириной лотка, В=0,3 м, высоту слоя в нем hв, м; составит

hв = Wл /В (23)

h = 0,09/0,3 = 0,23 м

Уклон лотка принимается i = 0,02. В лотке устраиваются отверстия диаметром 50-100 мм.