Билет 13

1). Гидропневмоустановки, конструкции и принципы расчета.

П рименяются в системах водоснабжения небольших объектов. Они выполняют роль водонапорной башни. Требуемый напор в них создается давлением сжатого воздуха. Эти установки бывают переменного и постоянного давления. Схема установки переменного давления представлена на рис.

Гидропневматическая напорная установка: 1 - резервуар, питающий насосы;

2 - насосный агрегат; 3 - шкаф управления; 4 - реле давления;

5 - водонапорный бак; 6 - компрессор;

7 - напорный трубопровод.

В часы минимального недопотребления, когда подача воды насосами 2, забирающими воду из резервуара 1, превышает водоотбор из сети, избыток воды поступает в водовоздушный бак 5. При этом повышается уровень воды в баке и увеличивается давление воздуха на свободную поверхность. При достижении максимального уровня воды в баке, соответствующего отметке Z₂, реле давления 4 размыкает цепь питания катушки магнитного пускателя 3 и отключает насос. С этого момента подача воды в водовод 7 осуществляется от водонапорного бака под давлением сжатого воздуха Р_макс. В процессе сработки уровня воды давление в баке снижается. При достижении уровня, соответствующего отметке Z₁, давление в баке снизится до P_мин. Рабочий цикл установки повторяется. Минимальное давление Р_мин назначается из условия обеспечения требуемого свободного напора в диктующей точке сети. Во все остальные моменты, когда Р >Р_мин, свободный напор в этой точке сети будет выше требуемого.

Общий объем водовоздушного бака: W_полн = W_peг + W_пож + W_возд , где W_peг - регулирующий объем, заключенный между уровнями Z₁ и Z₂, определяется путем совмещения графиков подачи и потребления воды.

Объем W_пож рассчитывается так же, как и для водонапорной башни, из условия тушения одного внутреннего и одного наружного пожара, но время можно сократить до 5 минут:W_пож = 0,3·(Q_1пож + Q_1вн.пож), где Q_1пож - расход на тушение 1 наружного пожара, л/с; Q_вн.пож - расход на тушение 1 внутреннего пожара, л/с; W_возд - объем воздуха при Р = Р_макс, W_возд = W_рег/(ε - 1) , ε = (Р_макс + 1)/(P_мин + 1). Опытным путем установлены оптимальные значения коэффициента ε =∼ 1,33-2.

В гидропневматических установках переменного давления насосы должны работать в широком диапазоне характеристик Q-H. В процессе эксплуатации определенная часть воздуха, находящегося в баке, растворяется в воде, вытекает через неплотности. Для поддержания давления воздуха в баке установка оборудуется компрессором 6. Гидропневматическое водоснабжение целесообразно применять в тех случаях, когда недопустимо устройство водонапорной башни из-за большой ее стоимости вследствие недостаточно устойчивых грунтов основания, а также при устройстве небольших систем водоснабжения со сравнительно высоким давлением. Весьма выгодно гидропневматическое водоснабжение отдельных зданий.

2). Реагентное обезжелезивание и обезмарганцевание подземных вод. Биологическое удаление железа и марганца.

Системы обезжелезивания редназначены для удаления из воды растворенного и окисленного железа, растворенного марганца, сероводорода и сульфидов до требуемых параметров. Реагентные методы очистки воды от растворенного железа применяются в случаях, когда при опытном обезжелезивании аэрационными методами не удается достигнуть требуемого эффекта. Обычно это происходит при больших концентрациях железа и присутствия его в трудноокисляемых формах. Реагенты в обрабатываемую воду вводятся с целью повышения рН и, тем самым, ускорения гидролиза железа и хлопьеобразования, коагуляции хлопьев, окисления закиси железа. Как правило, в реагентных методах обезжелезивания применяется и аэрация, так как в этом случае уменьшается расход реагентов для подщелачивания и окисления. Для подщелачивания воды наиболее эффективно применение извести, для окисления железа - хлора или озона. Так как в реагентных методах очистки образуется большая концентрация взвешенных форм железа, то, как правило, при применении этих схем проектируется две ступени осветления воды: отстойники - фильтры или осветлители - фильтры.

На рис. 3 приведена традиционная схема обезжелезивания воды с применением реагентов. В предложенной схеме вода аэрируется на вентиляторной градирне 1, здесь же удаляется основная масса свободной двуокиси углерода. Далее перед отстойником в воду вводится известковое молоко. Образующаяся взвесь удаляется в отстойнике 9 и фильтре 8. При необходимости, кроме извести в воду вводится и коагулянт.

Рис. 3. Очистка воды от железа аэрацией с известкованием: 1 - 8 - см. надписи к рис. 2; 9 - вертикальный отстойник; Р - ввод реагента

Вместо извести возможно применение соды Na2CO3, но затраты на реагенты будут значительно большими.