1.5 Мероприятия по санитарной охране водозабора из подземного источника воодснабжения

Водозабор должен иметь зону санитарной охраны, проект и санитарные мероприятия, проводимые в зоне, должны быть согласованы с органами санитарно-эпидемиологической службы.

В первом поясе - зоне строгого режима - размещают все водозаборные сооружения. Здесь запрещаются все виды строительства, проживание людей, купа­ние, выпас скота, рыбная ловля и другие виды занятий. Границы первого пояса устанавливают в зависимости от местных санитарно-топографических и гидро­геологических условий, но не менее:

- 200 м от водозабора вверх по течению реки;

-100 м вниз по течению;

-100 м от уреза воды при наивысшем уровне по прилегающему к водозабору берегу; .

-вся акватория водоема и 50 м на противоположном берегу при ширине ре­ки до 100 м;

-100 м акватории при ширине реки больше 100 м.

Границы второго пояса устанавливают с учетом воз­можного загрязнения водоема стойкими химическими веществами и другими ви­дами загрязнений. Границы второго пояса должны обеспечивать качество воды в источнике согласно ГОСТ 2761-74 "Качество воды в источнике водоснабжения". Такие границы устанавливают: вверх по течению, исходя из пробега воды от границ пояса до водозабора при расходе 95%-ной обеспеченности в течение 3...5 су­ток, но не менее одною километра в проточном водоеме и один километр в обе стороны в непроточном водоеме; вниз по течению не менее 250 м; боковые гpaницы по водоразделу.

В границах прибрежной полосы водоема на расстоянии не менее 300 м от уреза воды запрещается применение ядохимикатов, органических и минеральных удобрений, животноводческие фермы располагают не ближе, чем на 500 м от линии уреза при наивысшем уровне воды.

1.6 Расчет фильтров безжелезивания

Одним из методов очистки воды от взвешенных веществ и коллоидных примесей является ее фильтрование через пористую среду. Вода поступающая на скорые фильтры после отстойников или осветлителей со слоем взвешенного осадка , не должно содержать взвешенных веществ более 12-25 мг/л, а после фильтрования мутность воды, предназначенной для хозяйственно питьевых нужд , не должна превышать 1,5 мг/л.

В качестве фильтрующих загрузок фильтров применяют кварцевый песок, дробленный керамзит, антрацит или другие зернистые материалы с соответству­ющей механической прочностью и химической стойкостью. В зависимости от площади фильтрования фильтры могут быть с боковым и с центральным сборным каналом.

Расчет скорого безнапорного фильтра ведется в следующей последователь­ности:

Определяется общая площадь фильтров:

F_ф= Q / (T_CT ∙ v_н - 3,6 ∙ n_пр ∙ w ∙ t₁ –n_пр ∙ v_н . t₂) (23)

F_ф= 24602,1 / (24 ∙ 7 - 3,6 ∙2 ∙ 14 ∙ 0,72 – 2 ∙ 7 . 0,5) = 88,42 (м²).

где Q - полезная производительность станции, м³/cyт

T_CT - продолжительность работы станции в течении суток. (24 ч);

v_н - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме;

n_пр - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режи­ме эксплуатации (принимается 2-3);

w - интенсивность промывки. л/(см );

t₁ -.продолжительность промывки фильтра;

t₂ - время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для фильтров, промываемых водой – 0,33 часа, водой и воздухом - 0. 5 часа.

Определяется количество фильтров:

N_ф = √ F_ф / 2 , шт (24)

N_ф = √ 88,42 / 2 = 5 (шт).

Принимаем конструкцию фильтров с центральным сборным каналом с размерами фил мри в плане 3,11 x 4,43 м.

Расход промывной волы, необходимый для промывки одного фильтра:

Q_пром = F₁ ∙ w, л/сек (25)

где F₁ - площадь одного фильтра, м²;

w- интенсивность промывки. л/(с ∙ м² ).

Q_пром = 17,66 ∙ 14 = 247,2 (л/сек).

В рассчитываемом скором фильтре для сбора и отвода загрязненной воды приняты три желоба с полукруглым основанием. В фильтрах со сборным каналом расстояние от дна желоба до дна канала:

H_кан = 1,73 ∙ ³√q_кан ² / ( 9.81 ∙ B_кан ²) , м (26)

где q_кан - расход воды по каналу, м³/с. равный «q_пром» ;

B_кан - ширина канала, принимаемая не менее 0,7 м. принимаем конструктивно 0,8-1,2 м.

H_кан = 1,73 ∙ ³√0,2742 ² / ( 9.81 ∙ 1 ²) = 0,54 (м).

Площадь поперечного сечения желоба в месте примыкания его к сборно­му каналу:

f = 1,73 ∙ ³ √(q_ж ² / 9,8) ∙ B_жел (27)

где q_ж - расход воды на 1 желоб, м³/сек;

n_жел - количество желобов;

B_жел - ширина желоба.

q_ж = q_пром / n_жел , м³/сек (28)

q_ж = 0,2742 / 2 = 0,1371 (м³/сек).

Ширина желоба определяется по формуле:

B_жел = k_жел ∙ ³ √ q_ж ² / (( 1,57 + n_жел )³ )² ,м (29)

где k_жел - коэффициент, равный 2,0 для желоба с круглым основанием;

n_жел - отношение высоты прямоугольной части желоба к его ширине (1-1,5).

B_жел = 2 ∙ ³ √ 0,1371 ² / (( 1,57 + 1)³) ² = 0,1 (м).

f = 1,73 ∙ ³ √(0,137 ² / 9,8) ∙ 0,1 = 0,041 ( м²).

Расстояние от кромки желоба до поверхности фильтрующего слоя загрузки:

∆h = (H_ф ∙ e / 100) + 0,3 , м (30)

где e - допустимое относительное расширение загрузки ,% ;

H_ф - высота слоя фильтрующей загрузки (кварцевый песок 0,7-0,8).

∆h = (0,8 ∙ 50 / 100) + 0,3 = 0,65 (м).

Расчет распределительной системы фильтра:

В фильтрах с центральным сборным каналом отсутствует коллектор дренажной системы.

Количество ответвлений дренажной системы :

n = L / m , шт (31)

где L- длинна боковой поверхности фильтра;

m - расстояние между осями туб ответвлений.

n = 3,11 / 0,25 = 12 (шт).

Длина ответвлений:

l = B / 2 , м (32)

где B - шрина боковой поверхности фильтра.

l = 4,43 / 2 = 2,22 (м).

Площадь дна фильтра , приходящаяся на каждое ответвление :

f _отв= l ∙ m, м² (33)

f _отв= 2,22 ∙ 0,25 = 0,555 (м²).

Расход на одно ответвление:

q_отв = f_отв ∙ w_пр , л/с (34)

q_отв =0,555 ∙ 14 = 7,77 ( л/с).

где w_пр - интенсивность промывки , л/(с ∙ м²).

Площадь ответвления:

W_овт = q_отв / (1000 ∙ v_отв), м² (35)

где v_отв - скорость воды в начале ответвления (1,6- 2 м/с)

W_овт = 7,77 / (1000 ∙ 2) = 0,0039 (м²).

Диаметр ответвления:

d_отв = √ 4 ∙ W_отв / π , мм (36)

d_отв = √ 4 ∙ 0,0039 / 3,14 = 0,070 м =70 (мм).

На ответвлениях трубчатого дренажа следует предусматривать при наличии поддерживающего слоя отверстия диаметром 10-12 м, при из отсутствии щели шириной на 0,1 мм меньше минимального размера зерен фильтрующей загрузки. Общая площадь отверстия должна составлять 0,25 – 0,5% рабочей площади фильтра. Отверстия надлежит располагать в два ряда в шахматном поддке под углом в 45

Расстояние между осями ответвлений следует принимать от 250 до 350 мм, между осями от­верстий — от 150 до 200 мм, между щелями — не менее 20 мм, от низа ответвлений до дна фильтра — от 80 до 120 мм.

Потери напора h, м, в распределительной системе следует определять по формуле:

h_рс = v_отв² / (2 ∙ g), м (37)

где v_отв – средняя скорость на входе в ответвления, принимаемая 1,6 – 2,0.

h_рс = 2² / (2 ∙ 9,81) = 0,2 (м).

Потери напора в фильтрующем слое высотой «Н_ф» = 0,7 м составляет:

h_ф = (a + b ∙ w) ∙ H_ф, м (38)

где w- интенсивная подача промывной воды , л / с∙ м²;

a,b -эмпирические коэффициенты , принимаемые в зависимости от типа загрузки и равные 0,75-0,85 и 0,017 0,014 для кварцевого песка с крупностью зёрен 0,5-1 мм.

h_ф = (0,75 + 0,017 ∙ 14) ∙0,7 = 0,69 (м).

Потери напора в гравийных поддерживающих слоя при «Н_пс» = 0,5 м.:

h_пс = 0,022 ∙ Н_пс ∙ w, м (39)

где Н_пс - высота поддерживающего слоя, м.

h_пс = 0,022 ∙ 0,5 ∙ 14 = 0,154 (м).

Потери напора в трубопроводе подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы:

∑h = i ∙ l, м (40)

При расходе промывной воды = 274,2 л/с приняты «d» = 450 мм, «l» = 0,0044 , «v» = 1,23 м/с. Тогда потери напора при общей длине водовода «l» = 100 составят:

∑h = 0,0044 ∙ 100 = 0,44 (м).

Потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре :

h_mc = ∑ζ∙ ( v² / 2g), м (41)

где ∑ζ – суммарный коэффициент местных сопротивлений .

h_mc = ∑(2 ∙ 0,98 ∙ 0,26 ∙ 0,5 ∙ 0,92) ∙ ( 1,3² / 2 ∙ 9,81) = 0,31 (м).

Полная величина потерь напора:

h _полн = h_mc + ∑h + h_пс + h_ф + h_отв , м (42)

h _полн = 0,2+ 0,31 + 0,69+ 0,154 + 0,44 = 1,89 (м).

Геометрическая высота подъема воды от дна РЧВ до верхней кромки желобов над фильтром:

h_г = h_ж + h_ф + h_РЧВ , м (43)

где h_ж - высота кромки желоба над поверхностью фильтра, h_ж = 0,65 м;

h_ф – высота загрузки фильтра, м;

h_РЧВ – глубина воды в РЧВ.

h_г = 0,65 + 0,69 + 4,5= 5,25 (м).

Напор который должен развивать насос для промывки фильтра:

H = h_г +h_полн + h , м (44)

H = 5,25 +1,89 + 1,5 =8,64 (м).

Подбор насосов для промывки фильтров:

Для подачи промывной воды в количестве 274,2 м³ /ч принимаем два одновременно действующих центробежных насоса марки Д800-56б , так же предусматривается один резервный .