Учебное пособие 1700
.pdf
К установке принимаем: mф 10 рабочим механическим напорным фильтрам диаметром Dм ф 3400мм, площадью f м 9,1 м2. Дополнительно для гидропере-
грузки антрацита во время ремонта одного из фильтров устанавливается один резервный фильтр того же диаметра.
Расход воды на промывку одного фильтра определяется по формуле
q |
3,6 f |
м |
t 3,6 9,1 15 0,117 57,5 58 м3. |
пром |
|
1 |
|
Для хранения запаса промывной воды устанавливается специальный метал- |
|||
лический бак объемом W |
2 |
58,0 116,0 м3, высотой 3,4 м, с размерами в плане |
|
|
пром |
|
|
6 6 м2. Промывка производится промывными насосами. Производительность на-
соса равна Q |
3,6 15 9,1 491 м3/ч. Потребный напор ориентировочно принят |
пром.нас |
|
равным 22 м вод. ст. (2200 гПа). К установке приняты насосы марки Д800-28 с подачей 700 м3/ч и напором 22 м (один агрегат – рабочий, второй – резервный, [11]).
Промывка фильтров осуществляется автоматически. Программа автоматики предусматривает поочередный вывод каждого фильтра на промывку с соблюдением определенного интервала времени между завершением промывки предыдущего фильтра и началом промывки следующего. Величина указанного интервала зависит от качества исходной воды и вводится обслуживающим персоналом в систему автоматики как заданный параметр, определяемый на основании анализов качества исходной воды.
Суточный расход воды на промывку фильтров определяется из выражения
Vпром n 
mф 
qпром 3 10 58,0 1740 м3.
Суточный расход воды при сбросе первого фильтрата определяется из выражения
SфI |
n mф p |
н |
t3 3 10 9,1 4 0,167 183 м3. |
Суточное поступление промывной воды и первого фильтрата на сооружения для их обработки равно
Sпром SфI 1740 183 1923 м3.
При выполнении последующих расчётов принимаем, что безвозвратные потери воды при промывке фильтров и спуске первого фильтрата (с учетом возврата отстоянной части промывных вод) составляют 10 % от общего количества сбросных вод от механических фильтров.
Тогда суточное количество исходной воды определяется из выражения
Sисх |
Sэф.м 0,1(Sпром SфI ) 6414,6 0,1(1740 183) 6607 м3 |
(80) |
Количество воды, возвращаемой после сооружений по обработке воды, рав- |
||
но Sвозв 0,9(1740 183) |
1730,6 м3/сут. |
|
71
4.2.10. Расчёт оборудования коагуляционного хозяйства
Суточное количество безводного 100 %-го сернокислого алюминия по формуле
|
|
Gк |
0,001Sисх Dк , |
|
|
|
||||
где Dê доза коагулянта, |
Dк |
35 мг/л (см. в пп. 4.2.4). |
|
|
||||||
Gк |
0,001 |
6607 |
35 |
231,2 кг/сут. |
||||||
Предусматривается мокрое хранение 30-дневного запаса коагулянта в баках- |
||||||||||
хранилищах в виде 20 %-го раствора (Т к |
30 сут.). |
|
|
|
||||||
Объем баков-хранилищ определяется по формуле |
||||||||||
|
|
W хр |
100 G |
Т |
/ p |
|
|
, |
(81) |
|
|
|
к |
|
|
к к |
|
р.к |
р.к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где pð.ê концентрация раствора коагулянта, |
pр.к |
20% ; ð.ê плотность рас- |
||||||||
твора коагулянта, р.к 1226 кг/ м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wкхр |
100 213,2 |
30 / 20 1226 28,3 |
|
30 м3. |
||||||
К установке принимаем 4 сблокированных железобетонных бака глубиной 1,5 м, шириной 3 м и длиной 3 м, каждый из которых оборудован центральным каналом с отверстиями в боковых стенках.
Растворение коагулянта осуществляется циркуляцией его раствора, отбираемого из бака через отверстия центрального канала центробежным насосом марки 1,5Х-6Д-1-41 производительностью 8,6 м3/ч и полным напором 17,8 (два агрегата: один – рабочий, второй – резервный). Циркулирующий раствор в баки возвращается через перфорированные трубы диаметром 50 мм из полиэтилена или нержавеющей стали, смонтированные в верхней части баков.
Коагулянт привозится в цех самосвалами, разгружающими его непосредственно в баки-хранилища. Из баков-хранилищ по мере необходимости раствор коагулянта перекачивается циркуляционным насосом в расходные баки, где разбавляется до концентрации p ð.ê 5 % .
Продолжительность полного цикла работы расходного бака принята равной tк 12 ч. Его объем может быть определен из формулы
|
|
Wр.к |
Sисх tк |
Д к |
|
, |
|
|
|
240p р.к |
5% |
|
|
||
|
|
|
р.к |
|
|||
где |
5% |
плотность раствора коагулянта в баках, |
5% |
||||
ð.ê |
р.к |
||||||
(82)
1050 кг/ м3.
72
Wр.к |
6607 12 35 |
|
2,2 м3. |
|
240 5 1050 |
||||
|
|
|||
Устанавливаются два расходных бака с размерами в плане 1,5х1,5 м и высотой 1,2 м. Для перемешивания раствора предусматривается подача сжатого воздуха с интенсивностью 3-5 л/с
м2.
Воздух в растворных баках распределяется через перфорированные трубы, уложенные по дну баков.
Расход раствора равен
Q |
|
Sисх |
Дк |
|
6607 |
35 |
|
0,184 м3 / ч. |
(83) |
|
Доз.к |
240p |
|
5% |
240 5 |
1050 |
|||||
|
|
р.к |
р.к |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Устанавливаются два насоса-дозатора марки НД-400/16 с номинальной подачей 400 л/ч и давлением нагнетания 1,6 МПа [10] (один агрегат – рабочий, второй – резервный)[16].
Суточный расход воды на приготовление раствора коагулянта равен
|
|
GK 100 |
3 |
|
S |
р.к |
|
|
4,6 м . |
5 1000 |
|
|||
|
|
|
|
|
Для смешения коагулянта с водой перед фильтрами на общем трубопроводе устанавливается шайбовый смеситель (расчёт шайбового смесителя см. [1].
Составление технологической и балансовой схем производится аналогично п. 4.1.24 (рис. 14 и 15).
Для определения недостающих показателей в балансовой схеме произведе-
ны следующие расчёты: |
|
|
||
жесткость исходной воды Ж0 |
24,3 / 20,04 11,2 /12,16 2,13 мг-экв/л; |
|||
количество растворенных солей, поступающих с исходной водой на установку, |
||||
Gр |
Sисх Р0 /1000 |
6607 |
173,7 /1000 1143 кг/сут.; |
|
|
0 |
|
|
|
количество взвешенных веществ в исходной воде |
||||
|
Gр |
Sисх M |
0 /1000 |
6607 30 /1000 198,2 кг/сут.; |
|
0 |
|
|
|
количество взвешенных веществ в коагулированной воде
73
BBK Sисх M K /1000 |
6607 52,8 /1000 348,8 кг/сут.; |
количество взвешенных веществ, поступающих с повторно используемой |
|
промывной водой, |
|
BBвозвр 1730,6 |
10 /1000 17,3 кг/сут.; |
количество взвешенных веществ в фильтрованной воде, поступающей на катионитовые фильтры,
BBФ Sэфм |
MФ /1000 |
6414,6 |
1,5 /1000 9,9 кг/сут.; |
количество взвешенных веществ, удаляемых с осадком, |
|||
ВВсбр |
ВВК BBФ |
348,8 |
9,9 338,9 кг/сут.; |
окисляемость и цветность после фильтрования принимаются соответственно равными:
ОФ 3 мг/л и ЦФ 5 град.; количество воды, удаляемое с осадком,
Sсбр Sпром SфI Sвозв 1740 183 1730,6 192,4 м3/сут.;
количество воды, удаляемой в канализацию при отмывке ионообменных фильтров:
а) для катионитовых фильтров I ступени
S КI |
S КI |
S |
КI |
157 45,2 111,8; |
отм.сбр |
отм |
|
взр |
|
б) для анионитовых фильтров I ступени
SотмАI .сбр 530 152,6 377,4
в) для катионитовых фильтров I I ступени
S |
КII |
3 |
отм.сбр |
848,4 203,8 644,6 м /сут.; |
г) для для анионитовых фильтров I I ступени
S |
АII |
3 |
отм.сбр |
848,4 203,8 644,6 м /сут. |
При составлении технологической схемы обессоливания воды подбор диаметров трубопроводов осуществляется по [2] согласно рекомендуемым [8] скоростям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
74
Учебно-методическое пособие даёт возможность студентам, обучающемся в магистратуре по специальности «Водоснабжение и водоотведение» по направлению 270100 «Строительство», изучить методику выбора схем очистки природных вод, предназначенных для использования в промышленных целях, а также методику расчёта установок для умягчения воды. В пособии приводятся примеры расчёта умягчительных установок. Настоящее пособие будет также полезно аспирантам и инженерам, работающим в области водоподготовки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Кожинов, В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчёты, В.Ф. Кожинов. 4-е изд., репринт. – М.: Бастет, 2008. – 303с.
2.Шевелев, Ф.А. Таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб: справочное пособие / Ф.А.Шевелев, А.Ф.Шевелев. - 8-е изд.. перераб. и доп.
– М.: Бастет, 2007. – 349 с.
3.Журба, М.Г. Водоснабжение : в 2 т.: учебник. Т. 2: Улучшение качества во-
ды/ М.Г. Журба. – М.: 2010. 542 с.
4.Сомов М.А. Водоснабжение в 2 т.: учебник. – М.:2010. – 260с.
5.Фрог, Б.Н. Водоподготовка: учеб. пособие для ВУЗов: / Б.Н. Фрог, А.П. Левченко. – М.: АСВ 2007 – 665с.
6.Иванов В.Г. Водоснабжение промышленных предприятий/ В.Г. Иванов. – СПб.: ПГУПС – ЛИИЖТ., 2003. – 530 с.
7.Николадзе, Г.И. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения/ Г.И. Николадзе, Д.М. Минц, А.А. Кастальский. – М.: Высшая школа.
8.Строительные нормы и правила: Водоснабжение. Наружные сети и соору-
жения. СНиП 2.04.02-84. - М.: ГУПЦПП, 1998. – 127 с.
9.Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности: 2-е изд. перераб. – М.: Стройиздат, 1982. – 582 с.
10.Журба, М.Г. Водозаборно-очистные сооружения и устройства: учеб. пособие/ М.Г. Журба [и др.]. – М.: Астриев: АСТ, 2003. – 559 с.
11.http: /WWW.studresearsh.ru / Технические характеристики насосов Д и Д1.: html 2005-2013.
12. http: /WWW.grundfos.ru / официальный сайт подбора насосов
13.Николадзе, Г.И. Водоснабжение: учебник для ВУЗов/ Г.И. Николадзе, Г.И. Сомов. – М.: Стройиздат, 1987 - 688 с.
14. Журба, М.Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: В 3 т. Т.2: Очистка и кондиционирование природных вод/ М.Г. Журба, Л.М. Соколов, Ж.М. Говорова. – М.: Изд-во АСВ, 2010. – 552 с.
75
15.Подготовка воды для производственного водоснабжения: метод. указания/ сост.: Л.К. Бахметьева, А.В. Бахметьев, Н.В. Гвоздев. – Воронеж,2000. – 28 с.
16.Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений / под ред. А.С. Москвитина /: - М.: Стройиздат, 1979, - 432с.
Учебное издание
Бахметьева Любовь Кузьминична Бахметьев Александр Васильевич Белых Дмитрий Евгеньевич
Подготовка воды для технического водоснабжения промышленных предприятий.
Ионообменные методы умягчения воды
Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по направлению
270100 «Строительство»
Редактор Аграновская Н.Н.
Подписано в печать 20.06. 2013. Формат 60 х 84 1/16. Уч.-изд. л. 5,0. Усл.-печ. л. 5,1. Бумага писчая. Тираж 100 экз. Заказ № 326.
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы и учебно-методических пособий
Воронежского ГАСУ394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
76