Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет и проектирование водопроводных очистных сооружений. Учебное пособие
.pdf
Расход воды в канале принимаем равным расходу промывной
воды q
= 711 л/с = 0,711 м3/с. Ширина канала В
кан
= 1 м, расстояние
кан
от его дна до дна желоба по формуле 6.102:
,
1,73·
кан
,·
0,20,84 м.
Во избежание подпора воды со стороны сборного канала,
объединяющего желоба и трубопровод, отводящий промывную воду
за пределы контактного осветлителя, глубина этого канала должна
быть не меньше величины, определенной по вышеприведенной
формуле.
Назначаем диаметр трубы, подающей промывную воду
в контактный осветлитель. Скорости движения воды в подающих
и отводящих промывную воду
трубопроводах должны быть
в пределах 1,5-2 м/с. Диаметр трубы, подающей и отводящей
промывную воду при расходе воды 711 л/с, принимаем d
= 820 мм, V = 1,38 м/с).
(d
н
= 800 мм
у
При фильтровании воды с форсированной скоростью
= 4,44 м/ч на контактный осветлитель с расчетной площадью
V
ф
фильтрования f
= fКО ⋅ Vф = 47,4 ⋅ 4,44 = 210,46 м3/ч (58,46 л/с). Назначаем
q
ф
= 47,4 м2 поступает расход воды
КО
диаметры труб:
• подающий воду на фильтрование – d
= 250 мм (dн = 273 мм,
у
V = 1,09 м/с);
• отводящий осветленную воду – d
= 250 мм (dн = 273 мм,
у
V = 1,09 м/с).
Трубу, отводящую осветленную воду, располагаем выше уровня
воды в канале при промывке КО-1 на 100 мм.
Для опорожнения КО на нижней части трубы, подающей воду
для промывки, устанавливаем трубопровод с запорной арматурой.
Диаметр трубы назначаем из условия нисходящей скорости потока
воды в осветлителе не более 0,2 м/ч [4,
101
п. 9.107]. Для предотвращения
выноса загрузки предусматриваем установку сетки с размером ячеек
2×2 мм.
Расход отводимой воды при скорости нисходящего потока
V
= 0,2 м/ч равен:
опор
опор
КО·
опор
47,4 · 0,2 9,48 м
3
/ч = 0,00263 м3/с. (7.9)
Первоначальный напор воды при опорожнении КО-1 составляет:
з
нач
2,6 0,95 3,55 м. (7.10)
жел
Диаметр трубы опорожнения можно определить по формуле:
·
····
,·,·√·,·,
где
опор
μ
= 0,62 – коэффициент расхода.
опор
В рассматриваемом примере f
с d
V
= 800 мм, его площадь к0,785 · 0,80,5 м
у
= 1,38 м/с; скорость в ответвлениях Vо = 1,76 м/с.
к
опор
·,
· 1000, мм, (7.11)
нач
· 100025 мм.
= 0,128 м2, коллектор
отв
2
, скорость
Определим коэффициент перфорации:
п
0,256.
,
,
Коэффициент ξ по формуле 6.105:
,
,
133,59.
Потери напора по формуле 6.104:
33,59 ·
,
·,
,
·,
3,42 м.
Потери напора в фильтрующем слое принимаем равными высоте
слоя загрузки h
= 2,6 м.
з
Принимаем ориентировочно расстояние от промывного
резервуара (башни) до самого удаленного КО-1 равным 100 м (это
расстояние уточняется после составления генплана очистных
сооружений).
При q
= 711 л/с, d = 800 мм, Vк = 1,38 м/с, по таблицам [10]
пр
величина гидравлического уклона i = 0,00276. Потери напора по
формуле 6.110 будут:
102
1,1 · 0,00276 · 1000,304 м.
п.т
Потери (запас) на первоначальное загрязнение загрузки КО-1
принимаем h
= 2,0 м.
п.з
Расстояние от верхней кромки желобов до дна промывного
резервуара будет:
з
т.т
3,42 2,6 0,304 2,0 8,32 м. (7.12)
п.з
При продолжительности промывки 8 минут объем промывного
резервуара по формуле 7.6 равен:
пром.р
=1365 м3.
···
Принимаем стандартный резервуар (круглый, монолитный)
с параметрами: объем 1500 м
3
, диаметр 22 м, высота 4,5 м.
Производительность насоса подкачки по формуле 7.8 будет:
нас
,·,···
426,6, м
3
/ч = 118,5 л/с.
Геометрическую высоту подъема воды подкачивающим насосом
определяем на основе высотной схемы (рис. 7.5), где отметка
среднего уровня воды в РЧВ равна 98,2 м, максимальный уровень
воды в промывном резервуаре 114,82 м.
114,82 98,2 16,62 м.
геом
Рис. 7.5. Схема подачи воды на промывку загрузки КО-1:
1 – РЧВ; 2 – КО-1; 3 – промывной резервуар;
4 – насос подкачки воды в промывной резервуар
103
При Q
= 118,5 л/с диаметр трубопровода d = 350 мм,
нас
V = 1,14 м/с, по таблицам [10] величина гидравлического уклона
i = 0,00524. При расстоянии от насосной станции до промывного
резервуара 140 м (определяется по генплану) потери напора по
формуле 6.110 будут:
1,1 · 0,00524 · 1400,81 м.
н.т
Принимаем запас напора h
= 2,0 м, тогда требуемый напор
з.н
насоса для подкачки воды по формуле 7.7 равен:
16,62 0,81 2,0 19,43 м.
нас
Для подкачки воды в промывной бак принимаем три насоса
марки КМ 150-125-250, два рабочих, один резервный.
3
Производительность каждого из насосов – 214 м
/ч, напор – 19,5 м.
104
8. ОБРАБОТКА ПРОМЫВНЫХ ВОД И ОСАДКОВ
СТАНЦИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ
Производственные сточные воды на станциях водоподготовки
образуются при промывке фильтровальных сооружений, удалении
осадка из отстойников или осветлителей, при промывке баков для
растворения и хранения растворов реагентов.
На промывку скорых фильтров расходуется от 5 до 10 %
очищенной воды. В промывной воде после промывки фильтров
содержатся скоагулированные
хлопья, которые еще обладают
адсорбционной способностью и могут участвовать в очистке воды.
Промывные воды рекомендуется возвращать на очистные сооружения
для дальнейшего использования, что позволяет сократить расход воды
на собственные нужды. В соответствии с [4, п. 9.167] применяют две
схемы обработки промывных вод.
При двухступенчатой очистке воды: отстойники или осветлители
со взвешенным осадком и
скорые фильтры, рекомендуется
устраивать резервуары для приема промывных вод, из которых
промывные воды без отстаивания следует перекачивать
в трубопроводы перед смесителями или в смесители. Их количество
следует принимать не менее двух. Объем каждого должен быть не
менее объема воды от одной промывки фильтров.
При одноступенчатой очистке воды на контактных осветлителях
предусматривают отстаивание промывной воды в отстойниках,
которые рассчитывают исходя из периодического поступления
промывных вод, отстаивания и равномерного перекачивания их после
отстаивания в трубопроводы перед смесителями или в смесители.
Продолжительность отстаивания принимают равной 2 ч, а при
обработке промывных вод полиакриламидом в количестве
3
0,08-0,16 г/м
– 1 ч.
Объем промывной воды, образующейся при промывке КО (или
фильтра), определяется по формуле:
пром
0,06····, м
3
, (8.1)
где n – количество одновременно промываемых КО (фильтров);
105
f – площадь КО (фильтра), м2;
t – продолжительность промывки, мин;
ω
– интенсивность промывки, л/с·м2.
Общая продолжительность цикла обработки промывных вод
определяется по формуле [11]:
·
ст
··
, мин, (8.2)
пр
здесь m – количество резервуаров или отстойников;
– время работы станции в течение суток, ч;
Т
ст
N – количество КО (фильтров) на станции;
– число промывок одного КО (фильтра) в сутки при
n
пр
нормальном режиме эксплуатации.
Продолжительность перекачки промывной воды (t
) на очистные
3
сооружения определяется по формуле [11]:
, мин, (8.3)
где t – длительность промывки, мин;
– продолжительность пробега воды от фильтра (контактного
t
1
осветлителя) до резервуара промывных вод, мин;
– затраты времени на переключение коммуникаций, мин;
t
2
– продолжительность перекачки осадка из резервуара, мин;
t
4
– резерв времени, мин.
t
5
В соответствии с рекомендациями [6] затраты времени на
переключение коммуникаций принимают равными 10 мин,
продолжительность перекачки осадка – 15 мин, необходимый резерв
времени – 5 мин. Продолжительность пробега воды от фильтра
(контактного осветлителя) до резервуара определяется в зависимости
от длины коммуникаций и места расположения резервуаров.
Расчетный объем осадка принимают равным 15-20 % от объема
промывной
воды.
Расход перекачиваемой в смесители промывной воды не должен
вызывать повышения скорости фильтрования больше, чем
допустимая скорость при форсированном режиме работы фильтров
106
(контактных осветлителей). Максимально допустимый расход
перекачиваемой воды определяют по формуле:
·
где f – площадь КО (фильтра), м
·
2
;
ф
н
3
/ч, (8.4)
, м
N – количество КО (фильтров) на станции;
– количество КО (фильтров), находящихся в ремонте;
N
1
– скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч;
V
ф
– скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч.
V
н
Минимально допустимая продолжительность перекачки
промывных вод определяется по формуле:
пром
·
, мин. (8.5)
В головной части резервуаров-усреднителей и отстойников
располагают песколовку для задержания песка, вымываемого при
нарушении режима промывки [4, п. 9.168].
Объем зоны накопления осадка в отстойниках определяют,
принимая влажность осадка 99 % для станций осветления воды
и реагентного обезжелезивания и 96,5 % – безреагентного
обезжелезивания. Накопление осадка при многократном
периодическом наполнении отстойников производится за время не
менее 8 ч. Осадок из отстойников и осветлителей обезвоживают
и складируют в накопителях. Для уменьшения объема осадка его
уплотняют в сгустителях. Более глубокое обезвоживание осадка
осуществляют на площадках замораживания или подсушивания.
Проектирование сооружений по обработке промывных вод
и осадка станций водоподготовки выполняется в соответствии
с требованиями [6, гл. 23]. Примеры расчета сооружений приведены
в [16].
107
9. КОМПОНОВКА ВОДООЧИСТНОЙ СТАНЦИИ
В проекте стараются все технологические сооружения станции
и вспомогательные помещения (их перечень должен соответствовать
действующим требованиям [4, табл. 22]) расположить в одном здании,
за исключением расходных складов ядовитых реагентов (аммиака,
хлора и др.), размещаемых в отдельно стоящих зданиях. При этом
необходимо обеспечить минимальную протяженность
трубопроводов, дорог и пешеходных дорожек.
Этого добиваются за
счет взаимного расположения отдельных сооружений. Так же следует
учитывать, что в дальнейшем, в случае увеличения водопотребления,
возможно, понадобится расширение станции, и для этих целей
должны быть зарезервированы свободные от застройки
и коммуникаций площадки [9].
При проектировании станции предусматривают систему
обводных трубопроводов. Данная система должна обеспечить
возможность отключения отдельных сооружений
и возможность
подачи воды минуя основные технологические сооружения. Все это
гарантирует бесперебойность водоснабжения на станции.
3
Для станций большой производительности (более 100 тыс. м
/сут)
при наличии технико-экономических обоснований допускается
выполнять компоновку сооружений (технологических
и вспомогательных) в виде отдельных зданий, но при этом должно
сохраняться удобство обслуживания и ремонта. Расстояние между
соседними сооружениями в этом случае должно быть минимальным,
с соблюдением противопожарных разрывов.
На территории станции (в санитарной зоне первого пояса)
размещаются все
вспомогательные помещения, насосные станции
(первого и второго подъемов), резервуары, понизительные
трансформаторные подстанции, котельная, мастерские, склады,
проходная. Не допускается размещать в этой зоне помещения, не
имеющие непосредственного отношения к эксплуатации.
108
10. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ТРУБОПРОВОДОВ СТАНЦИЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ
При проектировании станции обработки воды большое значение
имеет правильный выбор диаметров трубопроводов и их размещение.
Диаметры трубопроводов назначают по таблицам для
гидравлического расчета трубопроводов [10] в зависимости от расхода
и принятых расчетных скоростей движения воды. Расчетные скорости
движения воды в трубах и каналах очистных сооружений
следует
назначать, руководствуясь нижеприведенными рекомендациями.
Таблица 10.1
Рекомендуемые скорости в коммуникациях
очистных сооружений [11]
Расчетная
Трубопроводы и каналы
от насосной станции первого подъема к смесителю 1,0 – 1,2
от смесителя до камеры реакции 0,8 – 1,0
от камеры реакции до отстойника до 0,3
от отстойников (осветлителей) до фильтров 0,8 – 1,2
от фильтров до резервуаров чистой воды 1,0 – 1,5
в трубопроводах, подающих и отводящих
промывную воду
скорость движения
воды, м/с
1,5 – 2,0
в начале коллекторов трубчатой распределительной
системы фильтров
в начале ответвлений 1,6 – 2,0
в канале для отвода промывной воды не менее 0,8
0,8 – 1,2
Пример 10.1. По условиям примера 5.1 определить диаметр
трубопровода, подающего воду от насосной станции первого подъема
к смесителям.
3
Подаваемый расход равен 2630,62 м
/ч или 730,73 л/с. По
таблицам [10] принимаем диаметр трубопровода равным 900 мм.
Скорость в трубопроводе составит 1,14 м/с, что соответствует
требованиям табл. 10.1.
109
11. ВЫСОТНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ СООРУЖЕНИЙ
НА СТАНЦИЯХ ВОДОПОДГОТОВКИ
Сооружения необходимо располагать с учетом естественного
уклона местности, с учетом потерь напора в сооружениях,
соединительных коммуникациях и измерительных устройствах
[4, п. 9.189]. Величины потерь напора и перепадов уровней
в сооружениях определяются расчетом.
Для предварительного расположения сооружений потери напора
можно принять по табл. 11.1 и 11.2.
Таблица 11.1
Ориентировочные потери напора в сооружениях [4, п. 9.190]
Вид сооружения Потери, м
в сооружениях на сетчатых фильтрах 0,4-0,6
во входных (контактных) камерах 0,3-0,5
в устройствах ввода реагентов 0,1-0,3
в гидравлических смесителях 0,5-0,6
в механических смесителях 0,1-0,2
в гидравлических камерах хлопьеобразования 0,4-0,5
в механических камерах хлопьеобразования 0,1-0,2
в отстойниках 0,7-0,8
в осветлителях со взвешенным осадком 0,7-0,8
на скорых фильтрах 3,0-3,5
в контактных осветлителях и префильтрах 2,0-2,5
в установках УФ-обеззараживания 0,5-0,8
Таблица 11.2
Ориентировочные потери напора в коммуникациях [4, п. 9.190]
Расположение соединительных коммуникаций Потери, м
от сетчатых барабанных фильтров или входных камер
0,2
к смесителям
от смесителей к отстойникам, осветлителям со
взвешенным осадком и контактным осветлителям
от отстойников, осветлителей со взвешенным
осадком или префильтров к фильтрам
от фильтров или контактных осветлителей к
резервуарам фильтровальной воды
110
0,3-0,4
0,5-0,6
0,5-1,4
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]