2.1.9. Расход воды на собственные нужды станции.
Расход воды при сбросе осадка из отстойников рассчитан по формуле (3) настоящих указаний:
,
где 1875 – полезная производительность станции, м3/ч.
Расход воды на одну промывку фильтра при полезной его площади 57 м2 и удельном расходе 5,8 м3/м2 составляет 331 м3. Тогда по формуле (4) при продолжительности фильтроцикла Тф=12 ч расход промывной воды составит:
Таким образом, фактический расход воды на собственные нужды станции - 11,1%, а предварительно было принято 10%. Следовательно, расчетные расходы увеличатся на 1,1%, что не повлияет существенно на работу сооружений.
2.1.10. Компоновка сооружений
Горизонтальные отстойники строятся в обваловке вне здания. С ними сблокированы скорые фильтры и смесители (см. прил.2). Реагентное хозяйство, насосная станция расположены в отдельных зданиях. Хлораторная с расходным складом хлора также размещена в отдельном здании согласно требованиям техники безопасности [11]. Компоновка основных сооружений и реагентного хозяйства показана на рис. 2.4 и 2.5.
Рис. 2.4. Компоновка основных сооружений
Рис. 2.5. Компоновка реагентного хозяйства
2.1.11. Расчет сборных, распределительных систем и коммуникаций
В смесителях отвод воды осуществляется желобами прямоугольного сечения. Количество желобов при шаге 2 м равно 2. Тогда расчетный расход лотка будет
0,286 / 2 = 0,143 м3/с.
Для распределения воды в камерах хлопьеобразования по дну уложены два лотка [3, п.6.57] с отверстиями в боковых стенках. Расчетный расход лотка составит 0,115 / 2 = 0,0575 м3/с.
В горизонтальном отстойнике предусмотрен рассредоточенный сбор отстоянной воды двумя лотками [3, п.6.75] с отверстиями в боковых стенках. Длина лотка от конца отстойника 54·2/3 = 36 м. Расчетный расход лотка – 0,0575 м3/с. Для гидравлического удаления осадка принято два лотка с отверстиями в боковых стенках [3, п.6.71]. Расчетный расход лотка (л/с) найден по выражению:
где Кр – коэффициент разбавления осадка, равный 1,5; Wупл – объем зоны уплотнения осадка, м3; tсб – время удаления осадка, ч; n – число лотков.
Расчет выполнен в соответствии с рекомендациями СНиП [3] по методике, описанной в разделе 1.1.7. Результаты сведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2. Расчет сборных (распределительных) систем
|
Показатели |
Ед. изм. |
Смеситель |
КХ |
ГО | |
|
сбор воды |
удаление осадка | ||||
|
Расчетный расход сооружения |
л/с |
286 |
115 |
115 |
270 |
|
Шаг в осях между трубами (лотками) |
м |
2 |
3 |
3 |
3 |
|
Число труб (лотков) |
шт |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Расход на 1 трубу (лоток) |
л/с |
143 |
57,5 |
57,5 |
135 |
|
Скорость движения воды в трубе (лотке) |
м/с |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
1,2 |
|
Сечение трубы (лотка) |
м2 |
0,24 |
0,1 |
960 |
0,12 |
|
Диаметр трубы (размеры лотка) |
мм |
600×800 |
300×300 |
600×600 |
300×400 |
|
Скорость движения воды (осадка) в отверстиях |
м/с |
|
|
1,0 |
1,5 |
|
Коэффициент перфорации |
- |
|
0,37 |
0,61 |
0,8 |
|
Общая площадь всех отверстий |
м2 |
|
0,33 |
575 |
0,09 |
|
Диаметр отверстия |
мм |
|
25 |
25 |
25 |
|
Площадь одного отверстия |
см2 |
|
0,0005 |
4,91 |
0,0005 |
|
Число отверстий на трубе (лотке) |
шт |
|
68 |
120 |
184 |
|
Длина трубы (лотка) |
м |
|
12 |
36 |
53,7 |
|
Шаг отверстий |
мм |
|
350 |
600 |
550 |
|
Коэффициент сопротивления отверстий |
- |
|
16,7 |
10,4 |
|
|
Потери напора в отверстиях |
м |
0,07* |
0,31 |
0,19 |
|
*Примечание: 0,07* - напор на водосливе лотка смесителя
В качестве примера ниже приведен расчет рассредоточенного сбора воды в отстойнике.
Ширина лотка (м) по формуле (6) составит:
b = 1,73·0,05750,4 = 0,55.
Принят лоток шириной 600 мм. Глубина воды в конце лотка по формуле (5) при скорости 0,6 м/с равна [3,п.6.84]:
hк = 0,0575 / (0,6·0,6) = 0,16 м.
Глубина воды в начале лотка hо = 1,73hк = 0,276 м.
Общая площадь всех отверстий (см2) при скорости входа воды в отверстия 100см/с равна
57500/100 = 575.
Число отверстий при диаметре 2,5 см составит 575/(0,785×2,52) = 117. Принято 120 отверстий, на одной стенке – 60. Шаг отверстий при длине лотка 36 м составит 36000 / 60 = 600 мм. Коэффициент перфорации будет:
Кп = 120 ·0,785 ·2,52 / (60 · 16) = 0,61,
что соответствует СНиП [3,п.6.86].
Потери напора (м) в отверстиях вычислены по формуле (8) настоящих указаний и СНиП [3,п.6.86]:
ξ = (3,2/0,611,7) + 3 = 10,4; h = 10,4 · 0,62/(2 ·9,81) = 0,19 .
Расчетная высота лотка (рис.2.6) [3,п.6.75] –100+190+276=566 мм, принята 600 мм.
Согласно принятой компоновке сооружений намечают схемы коммуникаций. Рекомендуется предварительно ознакомиться с типовыми решениями очистных станций, имеющимися в библиотеке кафедры. Коммуникации станции выполнены из стальных труб по ГОСТ 10704-76*. Диаметры подобраны в соответствии с рекомендациями СНиП [3] (табл. 2.3).
Таблица 2.3. Расчет коммуникаций станции
|
Назначение трубопровода |
Расход, л/с |
Скорость, м/с |
Диаметр, мм |
Гидравлический Уклон, м/км | |
|
СНиП |
факт. | ||||
|
Подача воды на станцию |
578* |
1,2-1,5 |
1,48 |
700 |
|
|
Отвод воды от каждого смесителя к камерам хлопьеобразования |
289 |
1-0,6 |
0,74 |
700 |
0,98 |
|
Подача воды из отстойника на каждый фильтр** |
94,5 |
|
1,25 |
300 |
7,64 |
|
Отвод чистой воды в резервуары |
567* |
|
1,46 |
700 |
3,57 |
|
Подача воды на промывку фильтра |
906 |
1,5-2,0 |
1,78 |
800 |
4,52 |
|
Отвод промывной воды |
906 |
1,5-2,0 |
1,78 |
800 |
4,52 |
|
Сброс осадка из отстойников |
270 |
Более 1 |
1,3 |
500 |
4,28 |
Примечание: 578* - скорректированный расход с Кс.н.=1,11; ** отстоянная вода собирается в общий сборный канал отстойников, из которого подается трубопроводом на каждый фильтр; 567* - скорректированный расход с Кс.н.=1,088.
Окончательно диаметры коммуникаций назначают после решения высотной схемы.