Системы и сооружения водоснабжения. Учебно-методическое пособие
.pdf
Общее количество ответвлений на каждом фильтре размерами в плане 4×6 м при расстоянии между осями ответвлений m = 0,3 м
nотв = 6,00,3 = 20 шт.
Количество отверстий, приходящихся на каждое ответвление,
nотв.о = 53120 = 27 шт.
При длине каждого ответвления lотв = 4 м шаг между осями отверстий ответвлений:
nо = |
lотв |
= |
4 |
= 0,15 м. |
|
27 |
|||
|
nотв |
|
||
Отверстия располагаем снизу трубы в два ряда в шахматном порядке под углом 45о к вертикальной оси трубы.
Сбор воды при промывке фильтров осуществляем с помощью желобов. Желоба располагаем над загрузкой. Принимаем три желоба, расстояние между ними должно быть не более 2,2 м. При симметричном размещении по длинной стороне фильтра расстояние между осями желобов составит 6 : 3 = 2 м, а расстояние между стенками и осями крайних желобов равно 1,0 м.
Расход промывной воды, приходящейся на один желоб,
qж = 2883 = 96 л/с = 0,096м3 /с.
Принимаем α = 1,5 — отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины; k = 2,1 — для желобов с треугольным основанием. Тогда для желоба пятиугольного сечения ширина по формуле (45):
B = 2,15 0,0962 = 0,34 м.
(1,57 +1,5)3
Высота прямоугольной части желоба
hпр = 0,75B = 0,75 0,34 = 0,26 м.
Полезная высота желоба
h=1,25B =1,25 0,34 = 0,43 м,
аконструктивная с учетом толщины стенки
hк = 0,43 +0,07 = 0,5 м.
Усредненная скорость движения воды в желобе, м/с,
V = ωq = 0,58.
Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки при H = 1,0 м и е = 45 % по формуле (46):
hкр = 1,010045 +0,3 = 0,75 м.
Процент воды P, %, идущей на промывку фильтров (от общей суточной производительности),
P = |
3,6qпрt1Nn |
100, |
(58) |
Qо.с |
41
где N — число фильтров на станции; n — число промывок каждого фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации.
P =3,6 288 0,1 6 2100 =8,29 %. 15000
Сборный канал отводит загрязненную воду из желобов на сооружения обработки промывной воды. Расстояние от дна желоба до дна сборного канала определяем по формуле (47):
Hкан |
=1,73 |
3 |
|
0,2282 |
|
+0,2 = 0,58 м = 0,6 м. |
|
|
9,81 |
0,72 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Скорость движения воды в канале при площади поперечного сечения fкан = 0,7 · 0,7 = 0,49 м2 составит
Vкан = qкан = 0,2280,49 = 0,7 м/с.
Полные потери напора при промывке фильтра (в отверстиях труб ответвлений, фильтрующем слое загрузки, поддерживающем слое из гравия или щебня, трубопроводе, подводящем промывную
воду, на местные сопротивления в арматуре и фасонных частях) составляют ∑h = 4,6 м.
Геометрическая высота подъема воды hг, м, от дна резервуара чистой воды до верхней кромки желобов над фильтром будет
hг = hкр + Hз + Hрчв = 0,75 +1,5 +4,5 = 6,75 м,
где hкр = 0,75 м — высота кромки желоба над поверхностью фильтра; Нз = 1,5 м — высота загрузки фильтра, включая поддерживающий слой; Нрчв = 4,5 м — глубина воды в РЧВ.
Промывку фильтров осуществляем из бака водонапорной башни, расположенного выше уровня воды в фильтрах. Емкость бака башни промывной воды, рассчитанную на две промывки, определяем по формуле
Vпр |
= |
2(Fωпt1 ) |
= |
2(24 12 360) |
= 207 м3. |
|
1000 |
1000 |
|||||
|
|
|
|
Напор насоса Н(определенный без учета высоты бака башни промывной воды), подающего воду в водонапорную башню, равен:
H = hг + ∑h +hз.н = 6,75 +4,6 +1,5 =12,85 м,
где hз.н = 1,5 м — запас напора.
Расчет склада для песка или для другого фильтрующего материала производят из условия ежегодного пополнения фильтрующего материала в количестве 10 % от его общего объема.
Пример. Выполнить расчет напорного фильтра. Производительность установки 13 000 м3/сут (542 м3/ч). Промывка водяная. Интенсивность промывки принята 8 л/с на 1 м2. Количество промывок в сутки — две. Скорость фильтрования 10 м/ч.
Вычисляем суммарную площадь фильтров F по формуле (42):
F = |
13000 |
|
|
= 57,1 м2. |
|
24 10 −3,6 2 8 0,1−2 |
0,33 |
10 |
|||
|
|
Количество напорных фильтров Nф при площади одного фильтра f = 7,1 м2 (прил. 10) будет равно
Nф = Ff = 57,17,1 =8,04 шт.
42
Принимаем семь рабочих фильтров диаметром D = 3 м и один резервный. Расход воды на промывку одного фильтра составляет
qпр = Fωп = 7,1 8 = 56,8 л/с.
Диаметр коллектора системы dкол при скорости входа промывной воды V = 1,07 м/с принят равным 250 мм.
С каждой стороны коллектора размещается по 12 ответвлений разной длины. Расстояние между осями ответвлений принято 0,25 м (3 м : 12 шт. = 0,25 м). Так как фильтр круглый, ответвления будут разной длины: 0,71, 0,98, 1,14, 1,27, 1,33 и 1,38 м. Суммарная длина ∑L всех ответвлений распределительной системы составит 27,24 м.
На штуцерах ответвлений закрепляются щелевые дренажные колпачки, технические данные и характеристика которых приведены в прил. 11.
Суммарная площадь щелей ∑fщ в дренажных колпачках должна быть 0,8…1% от площади фильтра:
∑fщ = 0,01 7,1 = 0,071 м2.
Площадь щелей fщ в каждом колпачке ВТИ-К составляет 320 мм2 (0,00032 м2). Общее число колпачков nк на ответвлениях распределительной системы
nк |
= |
∑fщ = |
0,071 |
= 222 шт. |
|
0,00032 |
|||||
|
|
fщ |
|
Расстояние между дренажными колпачками
e = ∑L = 27,24 =123 мм. nк 222
На длинном ответвлении устанавливается по 11 колпачков, на коротком — по 6 колпачков. Количество колпачков на 1 м2 фильтра составляет 31 шт.
Количество промывной воды, приходящейся на один колпачок, м3/с
q = qпр = 0,0568 = 0,0002.
колп nк 222
Скорость прохода промывной воды через щели колпачка, м/с
vщ |
= |
qколп |
= |
0,0002 |
= 0,625. |
|
0,00032 |
||||
|
|
nк |
|
||
Расход промывной воды qд.отв, приходящейся на наиболее длинное ответвление с числом колпачков 11 шт., м3/с
qд.отв = nкqк =11 0,0002 = 0,0022.
При допустимой скорости 1,8…2 м/с диаметр ответвления будет 50 мм.
Отвод промывной воды с напорного фильтра производится при помощи водосборной воронки. Диаметр воронки должен быть dв = (0,2…0,25)D, где D — диаметр фильтра. Принимаем dв = 600 мм.
5.5.Умягчениеиопреснениеводы
Под умягчением воды понимают процесс снижения концентрации катионов кальция и магния, обуславливающих жесткость воды. Различают жесткость общую (Жо), карбонатную (Жк) и некарбо-
натную (Жнк).
Карбонатная жесткость обусловлена содержанием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная жесткость — содержанием в воде кальциевых и магниевых солей серной, соляной и азотной кислот.
43
В соответствии с действующими нормативами жесткость воды питьевого качества не должна превышать 7 мг-экв/л. Поверхностные воды имеют в большинстве случаев жесткость, не превышающую нормативную. Для подземных вод ее величина варьируется чаще всего в пределах от 1,5 до 15,0 мг-экв/л, и их применение для хозяйственно-питьевых нужд требует умягчения. Кроме того, показатель жесткости строго лимитируется в воде, используемой для питания барабанных котлов, в теплообменных аппаратах и охлаждающих устройствах, а также в ряде производств текстильной и бумажной промышленности.
Методы умягчения: реагентный, ионного обмена (катионитовый), диализ, термический, комбинированный. Выбор метода умягчения определяется качеством воды, необходимой глубиной умягчения и технико-экономическими соображениями. Основные характеристики и условия применения методов умягчения воды приведены в [3, 4, 9].
Наибольшее распространение в практике получили реагентный и ионообменный методы умягчения.
Реагентный метод умягчения заключается в связывании ионов Ca2+ и Mg2+ химическими веществами в малорастворимые соединения: CaCO3, Mg(OH)2, Ca3(PO4)2, Mg3(PO4)2 и др. В зависимости от применяемого реагента различают: известковый (Ca(OH)2), известково-содовый (Ca(OH)2 + Na2CO3), содово-натриевый (Na2CO3 + NaOH), бариевый (BaCO3 или Ba(OH)2), фосфатный (Na3PO4) и другие способы реагентного умягчения.
Катионитовый метод умягчения основан на способности некоторых материалов (катионитов) обменивать катионы Na+, H+ или NH4+, которыми предварительно «заряжены» их активные группы, на присутствующие в воде катионы Ca2+ и Mg2+, обуславливающие ее жесткость. Различают процессы Na-, H- и NH4-катионирования.
Условия эффективного применения способов катионитового умягчения, определяемые качеством исходной воды и требованиями, предъявляемыми к умягченной воде, приведены в [4]. В случае, если качество умягчаемой воды не отвечает требованиям, необходима ее предподготовка.
При проектировании катионитовых установок особое внимание следует уделять выбору типа фильтрующего материала (катионита), свойства которого (в частности, полная обменная емкость) наряду с другими факторами определяют скорость прохождения ионообменных реакций и эффективность процесса умягчения в целом. Характеристики применяемых в настоящее время в водоподготовке катионитов приведены в прил. 12.
Состав катионитовых установок диктуется характером процесса умягчения, осуществляемого в два этапа: собственно умягчение путем фильтрования через набухший катионит и регенерация катионита (взрыхление, обработка регенерационным раствором и отмывка).
Основные элементы водоумягчительных установок: катионитные фильтры (напорные или безнапорные); баки с водой для взрыхления; сооружения и устройства для хранения, приготовления, дозирования и подачи регенерирующих растворов; насосное и воздуходувное оборудование.
Пример. Рассчитать установку ионообменного умягчения воды для питьевого водоснабжения. Показатели качества исходной воды из водоисточника приведены в табл. 18.
|
|
|
Таблица 18 |
Показатели качества исходной воды (исходные данные) |
|
||
|
|
|
|
Показатели качественного состава воды |
Ед. изм. |
|
Значение |
|
|
|
|
Мутность |
мг/л |
|
1,0 |
Цветность |
град. |
|
12 |
Жесткость общая |
мг-экв/л |
|
10,7 |
Железо общее |
мг/л |
|
0,2 |
Щелочность |
мг-экв/л |
|
7,7 |
Сульфаты |
мг-экв/л |
|
1,1 |
Хлориды |
мг-экв/л |
|
3,6 |
Кальций |
мг-экв/л |
|
7,5 |
Магний |
мг-экв/л |
|
3,2 |
Натрий + калий |
мг-экв/л |
|
1,7 |
44
Требуемая полезная производительность Q = 560 м3/ч. Для получения воды, отвечающей требованиям [5] по общей жесткости (не более 7 мг-экв/л), умягчение осуществляется по следующей схеме: часть потока исходной воды проходит через натрий-катионитовые фильтры и умягчается до 0,1 мг-экв/л, затем смешивается с остальным потоком исходной воды для получения воды с общей жесткостью не более 7 мг-экв/л.
Определим производительность установки умягчения из следующего соотношения:
Q 6,9 =Q1Жисх +QNa 0,1, |
(59) |
где Жисх — жесткость исходной воды, мг-экв/л; 6,9 — общая жесткость умягченной воды после смешения, мг-экв/л; 0,1 — общая жесткость воды после Na-катионирования, мг-экв/л; Q1 — расход воды без умягчения, Q1 = Q – QNa, м3/ч; QNa — расход воды через Na-катионитовые фильтры, м3/ч.
QNa |
=Q |
Жисх −6,9 |
= 560 |
10,7 −6,9 |
= 200,8 м3 /ч. |
|
|
Жисх −0,1 |
|
10,7 −0,1 |
|
Расчет Na-катионитного фильтра начинают с подбора диаметра фильтра по скорости фильтрования. По справочной таблице (прил. 12) определяем, что скорость фильтрования в нормальном режиме должна быть не более 10 м/ч, в форсированном режиме — не более 20 м/ч, принимаем мелкозернистый катионит марки КУ-2-8, удельный расход соли на регенерацию qc = 200 г/г-экв; полная обмен-
ная способность катионита Eп = 1700 г-экв/м3. Нормальная скорость
w = |
QNa |
→ f |
Na |
a = |
QNa |
. |
||
|
|
|||||||
н |
|
fNaa |
|
|
|
wн |
||
|
|
|
|
|
|
|||
Максимальная скорость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
wм = |
QNa |
|
, |
|
|||
|
fNa (a −1) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
(60)
(61)
где wн, wм — нормальная и максимальная скорости фильтрования, м/ч (принимаются в зависимости от жесткости исходной воды); QNa — производительность Na-катионитного фильтра, м3/ч; fNa — площадь фильтрования Na-катионитного фильтра, м2; а — количество работающих фильтров (не менее двух, кроме того, один — резервный); (а – 1) — число работающих фильтров при регенерации одного из них.
Принимаем четыре рабочих фильтра (плюс один резервный для перегрузки катионита и на случай ремонта) диаметром 2600 мм с площадью фильтрования 5,2 м2. Тогда нормальную и максимальную скорость, м/ч, находим по формулам (60) и (61):
wн = 200,85,2 4 = 9,65 ; wм = 5,2(4200,8−1) =12,9.
Количество солей жесткости А, г-экв/сут, удаляемое на Na-катионитных фильтрах, определяется по формуле
A = 24ЖисхQNa = 24 10,7 200,8 = 51565,
где Жисх — общая жесткость воды, поступающей на Na-катионитный фильтр. Число регенераций каждого фильтра в сутки n определяется по формуле
n = |
A |
, |
(62) |
fNa Hсл EрNaa |
где n — число регенераций каждого фильтра первой ступени в сутки, шт./сут; Нсл — высота слоя катионита, м; а — число работающих фильтров, шт.; EpNa — рабочая обменная способность катио-
нита, г-экв/м3, определяется из уравнения:
45
EрNa = αэβNa Eп −0,5qЖисх = 0,81 0,77 1700 −0,5 6 10,7 =1028,2,
где αэ — коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту регенерации катионита в зависимости от удельного расхода соли на регенерацию (qc = 200 г/г-экв), αэ = 0,81 (прил. 12); βNa — коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита по ионам Са2+ и Mg2+ за счет частичного задержания катионов Na, βNa = 0,77; Eп — полная обменная способность катионита, г-экв/м3; q — удельный расход воды на отмывку катионита, м3/м3; 0,5 — доля умягчения отмывочной воды.
Находим число регенераций фильтра первой ступени n по формуле (62):
n = |
51565 |
= 0,96. |
5,2 2,5 1028,2 4 |
Расход 100%-й поваренной соли, кг, на одну регенерацию фильтра QcNa определяется из уравнения
Na |
|
EрNa fNa Hслqс |
|
1028,2 5,2 2,5 200 |
= 2673. |
|
Qс |
= |
|
= |
|
||
1000 |
1000 |
|||||
|
|
|
|
Суточный расход технической соли Qт.с, кг/сут, определяется по формуле
Qт.с |
= |
QсNa na100 |
= |
2673 0,96 4 100 |
=11037, |
|
|
93 |
|
93 |
|
где 93 — содержание NaCl в технической соли, %. Расход воды на регенерацию:
а) расход воды на взрыхляющую промывку, м3
Qвзр = |
ifNa 60tвзр |
= |
4 |
5,2 60 |
15 |
=18,70, |
1000 |
|
1000 |
|
|||
|
|
|
|
|
где i — интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, л/с·м2; tвзр — продолжительность взрыхляющей промывки, мин;
б) расход воды на приготовление регенерационного раствора соли Qр.р, м3
Qр.р = |
QсNa 100 |
= |
2673 100 |
= 31,6, |
|
1000 8 1,056 |
|||
|
1000bρр.р |
|
||
где b — концентрация регенерационного раствора, %; ρр.р — плотность регенерационного раствора, т/м3;
в) расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м3
Qот = qот fNa Hсл = 6 5,2 2,5 = 78,
где qот — удельный расход воды на отмывку катионита, м3/м3;
г) расход воды на одну регенерацию Na-катионитного фильтра Qс.н., м3, составляет:
Qс.н =Qвзр +Qр.р +Qот =18,7 +31,6 +78 =128,3.
Межрегенерационный период работы фильтра определяется из уравнения
TNa = |
24 |
−tрегNa , |
(63) |
|
n |
|
|
где ТNa — межрегенерационный период каждого Na-катионитного фильтра, ч; tрегNa — время регене-
рации фильтра, мин.
Время регенерации фильтра, мин, определяется для каждого случая расчетным путем:
tрегNa = tвзр +tр.р +tот , |
(64) |
46
где tвзр — время взрыхляющей промывки фильтра, мин; tр.р — время пропуска регенерационного раствора, мин, определяется по формуле
tр.р |
= |
Qр.р |
60 |
= |
31,6 |
60 |
= 91, |
|
wр.р |
fNa |
4 5,2 |
||||||
|
|
|
|
|||||
где Qр.р — количество регенерационного раствора, м3; wр.р — скорость пропуска регенерационного раствора, м/ч.
tот — время отмывки фильтров от продуктов регенерации, мин, определяется по формуле
tот = |
Qот 60 |
= |
78 60 |
=129, |
|
7 5,2 |
|||
|
wот fNa |
|
||
где wот — скорость отмывки, м/ч.
Тогда время регенерации фильтра tрегNa по формуле (64) составляет tрегNa =15 +91+129 = 235 мин = 3,92 ч,
а межрегенерационный период работы фильтра ТNa, ч,
TNa = 0,9624 −3,92 = 21,1.
Количество одновременно регулируемых фильтров nо.р определяется по формуле
nо.р = |
natрегNa |
= |
0,96 4 3,92 |
= 0,62, |
|
24 |
24 |
||||
|
|
|
т.е. регенерации отдельных фильтров не накладываются по времени.
Хранение реагентов предусматривают в помещении водоподготовки. Склад рассчитывают на 30-дневный запас реагентов. Мокрое хранение соли для удобства эксплуатации осуществляют не менее чем в двух железобетонных резервуарах.
Объем резервуаров мокрого хранения определяют по формуле
VNaCl |
= |
1,5Qт.с (b + p) |
= |
1,5 11037(30 +5) |
= 579,4, |
|
|
1000 |
|
1000 |
|
где VNaCl — объем резервуара для мокрого хранения реагента, м3; 1,5 — расчетный объем баков мокрого хранения на 1 т реагента, м3; b — необходимый запас соли на 30 сут, кг; p — остаток соли на 5…10 сут, предусматриваемый перед поступлением проектируемого запаса, кг.
Принимаем четыре резервуара размерами 6,5×6,5 м в плане и строительной высотой 3,5 м. Хранение крепкого (26%-го) раствора соли осуществляется в мерниках или расходных баках,
емкость которых принимается по суточному расходу. Объем мерника V26 определяется по формуле
V = |
QсNana 100 |
= 2673 0,96 4 100 = 33 м3, |
|
|
|||
26 |
1000 26 ρ26 |
1000 26 1,197 |
|
|
|||
где V26 — объем крепкого (26%-го) раствора соли, расходуемого в сутки, м3/сут; ρ26 — плотность 26%-го раствора NaCl, принимаемая 1,197.
Принимаем мерник размерами 3,1×3,1 м в плане и строительной высотой 3,5 м.
Обессоливание воды — процесс снижения содержания растворенных в ней солей до требуемой величины прокаленного растворенного остатка.
Различают частичное и полное обессоливание. Частным случаем обессоливания воды является опреснение, в результате которого величина солесодержания в очищенной воде не превышает
1000 мг/л.
47
Полное обессоливание обеспечивает получение в процессе обработки воды, близкой по качеству к дистиллированной, используемой в большинстве случаев для питания барабанных и прямоточных паровых котлов ТЭЦ и ГРЭС.
К наиболее распространенным методам обессоливания воды относятся: ионный обмен, электродиализ, обратный осмос и дистилляция.
Выбор метода обессоливания определяется производительностью установки, качеством исходной и очищенной воды и осуществляется на базе технико-экономического сравнения вариантов. Ориентировочно при общем солесодержании воды до 1,5…2 г/л рекомендуется применять ионообменный метод, 1,5…15 г/л — электродиализ или обратный осмос, более 10 г/л — дистилляцию и до 40 г/л — обратный осмос.
Ионообменный метод обессоливания воды основан на способности ионитов обменивать ионы Н+ и ОН–, СО32− , НСО3− соответственно на катионы (Са2+, Мg2+ и Na+) и анионы (SO24− , Cl–, Si32− ) рас-
творенных в воде солей, и реализуется путем последовательного пропуска обрабатываемой воды через Н-катионитовые фильтры и ОН-, СО3- или НСО3-анионитовые фильтры.
Метод обратного осмоса относится к мембранным методам разделения жидких систем и заключается в фильтровании под давлением растворов солей, находящихся в молекулярно-растворенном состоянии, через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и задерживающие (полностью или частично) молекулы (ионы) растворенных веществ. В основе этого метода лежит явление осмоса — самопроизвольного перехода растворителя через полупроницаемую перегородку в раствор.
Современный электродиализный метод обработки воды представляет собой мембранный процесс, основанный на явлении переноса ионов электролита через селективные ионообменные мембраны под действием постоянного электрического тока.
5.6.Обработкапромывныхводиосадковстанцийводоподготовки
При проектировании сооружений для обротки промывной воды, образующейся на станциях осветления, обесцвечивания и обезжелезивания воды, руководствуются п. 9.166–9.171 [2]. Методы обработки осадка изложены в [22].
Обработка воды после промывки фильтров (и сбрасываемого осадка из контактного резервуара) станции обезжелезивания включает отстаивание для выделения из нее хлопьев гидрата окиси железа, обезвоживание и подсушивание осадка на специальных площадках перед вывозом его и возвратом осветленной воды на станцию обезжелезивания для повторного ее использования.
Целесообразность повторного использования промывных вод станций обезжелезивания необходимо в каждом конкретном случае обосновывать и согласовывать с местными санитарными органами.
Количество железа qFe, кг/сут, выпадающего в осадок в виде окиси Fe(OH)3, определяется по формуле
qFe |
= |
QполнCFe |
, |
(65) |
|
1000 |
|||||
|
|
|
|
где Qполн — полная производительность станции с учетом собственных нужд, м3/сут; CFe — содержание железа в исходной воде, мг/л.
Объем осадка Vос, м3/сут, при влажности его 96,5 % после отстаивания в течение трех часов составит
Vос = |
1,91 qFe 100 |
, |
(66) |
(100 −ωос )1000 |
где 1,91 — множитель, показывающий отношение 1 грамм-эквивалента Fe(OH)3 к 1 граммэквиваленту Fe; CFe — содержание железа в исходной воде, мг/л; ωос — влажность осадка, %.
Объем зоны осветления отстойника предусматривается не менее объема воды от одной промывки; объем защитной зоны определяется, исходя из ее высоты (0,8…1 м); объем зоны накопления и уплотнения осадка рассчитывается по времени отстаивания воды, которое не должно быть менее трех часов.
48
Количество отстойников Nотст, шт., для отделений секционного отстойника принимается не менее двух и определяется по формуле
Nотст |
= |
Tо Nфnп |
+1, |
(67) |
|
||||
|
|
Tсут |
|
|
где Tо — продолжительность работы отстойника, принимается равной 4 ч (3 ч пребывание воды в отстойнике и 1 ч — перекачивание осветленной воды), ч; Nф — количество фильтров на станции, шт.; nп — число промывок каждого фильтра в сутки; Tсут — продолжительность работы сооружений в течение суток, ч, принимается 24 ч.
Дно отстойника должно иметь уклон в 45…50о. Удаление осадка может быть гидростатическим или с помощью насоса.
Обезвоживание и подсушивание осадка производится на специальных площадках в случаях, когда на станции применяется безреагентная технология. Их площадь Fпл, м2, с учетом дополнительной площади на устройство оросительной и осушительной сети вычисляется по формуле (68):
Fпл |
= |
Qос 1,5 , |
(68) |
|
|
Nос |
|
где Qоc –— количество осадка, накопившегося за год, м3; Nос — годовая нагрузка на площадки, м3/м2, принимается равной до 10 м3/м2.
Количество карт принимается не менее трех. Максимальная толщина слоя осадка на площадке — 1 м; слой напуска в период положительных температур — 0,3 м, отрицательных температур — 0,1 м; влажность подсушенного осадка составляет 50…60 %.
6.ПРОЕКТИРОВАНИЕИЭКСПЛУАТАЦИЯВОДООЧИСТНЫХКОМПЛЕКСОВ
При выборе площадки для водоочистного комплекса следует руководствоваться требованиями [2, п. 15.1] и учитывать ряд факторов.
Территория водоочистного комплекса должна быть ограждена, благоустроена, с организованными подъездами к зданиям основных и вспомогательных сооружений и блоков. Компоновка сооружений и оборудования, а также вспомогательных помещений станции должна предусматривать минимальные капитальные вложения, удобство и экономичность эксплуатации, бесперебойность работы, планомерное расширение при росте водопотребления. Перечень и площадь вспомогательных помещений зависят от производительности станции и определяются по [2, п. 9.172]. Гидравлический расчет трубопроводов производят по соответствующему расходу и расчетной скорости движения воды в трубах и каналах сооружений [2; п. 9.190; 15]. Рекомендации по объемно-планировочным решениям водоочистных комплексов приведены в [2, п. 15].
Примеры компоновочных решений водоочистных комплексов, реализующих различные схемы очистки природной поверхностной и подземной воды, приведены в [4, 9, 11].
Вопросами эксплуатации водопроводных систем, как правило, занимаются службы, входящие в состав производственных управлений ВКХ. Основные задачи правильной эксплуатации ВКХ, в составе которых находятся водоочистные комплексы: обеспечение качества воды в соответствии с нормативными требованиями; обеспечение надежности и бесперебойной работы сооружений с заданным технологическим режимом их работы; устранение в кратчайшие сроки аварий и повреждений; своевременное и доброкачественное проведение текущего и капитального ремонтов в порядке и в сроки, установленные действующей инструкцией.
ПЕРЕЧЕНЬВОПРОСОВДЛЯПОДГОТОВКИИКЗАЩИТЕКУРСОВОГОПРОЕКТА
1.По каким критериям был произведен выбор расположения, типа и компоновки водозаборных сооружений?
2.Какие параметры и исходные данные используются при расчете водоприемных окон?
3.Как определяется отметка дна берегового колодца?
49
4.Как выбирается тип сеток в водозаборных сооружениях, назначение сеток?
5.Как определяется отметка верха оголовка?
6.Какие виды водоприемников (оголовков) применяются на русловых водозаборах?
7.Какие виды водоприемников (оголовков) применяются на водозаборах в водохранилище или
озере?
8.Как определяется напор насосов первого подъема?
9.Какие мероприятия по рыбозащите предусмотрены в проекте?
10.Какие мероприятия предусмотрены для защиты самотечных линий от биообрастания?
11.Какие мероприятия предусмотрены для промывки решеток и самотечных линий?
12.По каким критериям был производен выбор технологической схемы очистки воды? Предложите альтернативную схему.
13.Опишите вашу технологическую схему очистки воды. Объясните принцип построения высотной схемы.
14.Опишите порядок технико-экономического обоснования выбора технологической схемы и состава сооружений.
15.Каким образом определяются дозы коагулянта, флокулянта, окислителя, дезинфектанта, адсорбента?
16.Обоснуйте ваш выбор реагентов. Объясните их назначение и механизм действия (по каждому реагенту).
17.Опишите состав сооружений реагентного хозяйства (коагулянт, флокулянт, окислитель, дезинфектант, адсорбент, известь и др.). Способы хранения, приготовления и дозирования реагента.
Вкаком виде на станцию поставляется реагент?
18.Укажите состав воды на входе и выходе станции водоподготовки и по этапам очистки.
19.Опишите работу сооружений предварительной очистки воды от крупнодисперсных примесей.
20.На каком основании был выбран тип смесителя? Параметры его работы.
21.Принцип расчета смесителя. Каковы скорости движения воды в смесителе?
22.Какой тип камеры хлопьеобразования (КХО) принят в проекте? Параметры ее работы. Принцип расчета КХО.
23.Дайте определение критерию Кемпа.
24.На основании чего выбирается тип отстойника?
25.Каким образом была определена суммарная площадь отстойников? Из каких соображений были приняты гидравлическая крупность и скорость (горизонтальная) движения воды? Параметры работы отстойника.
26.Способы удаления осадка из отстойника. Методы интенсификации работы отстойников.
27.Обоснуйте принятую технологическую схему с осветлителями со слоем взвешенного осадка (ОВО). Перечислите достоинства и недостатки ОВО.
28.Принцип работы и расчета ОВО.
29.Методы интенсификации работы ОВО.
30.Перечислите основные конструктивные элементы фильтра и параметры его работы.
31.Перечислите параметры принятой в проекте фильтрующей загрузки и требования, которые к ней предъявляются.
32.Какие типы контактных осветлителей вы знаете, в чем их отличие и особенности?
33.Опишите принцип и параметры работы контактного осветлителя (КО).
34.Почему в технологической схеме с КО предусматривается входная камера и в чем состоит ее расчет?
35.Перечислить состав сооружений для обработки промывных вод. Принцип и параметры их работы.
36.Перечислить состав сооружений для обработки осадка. Принцип и параметры их работы.
37.В каком количестве производится возврат осветленной воды в «голову» сооружений? Объяснить, оказывает ли влияние возврат осветленных промывных вод на качество воды, поступающей на очистку.
38.Какова концентрация остаточного свободного и связанного хлора в питьевой воде?
50
