Проектирование водопроводных очистных сооружений

Проектирование водопроводных очистных сооружений

Курсовой проект

Проектирование водопроводных очистных сооружений

Выполнил:

Щипкова А.А.

1.     
Выбор метода обработки воды и состава технологических сооружений

очистка вода обеззараживание

Метод обработки воды и состав сооружений устанавливается в зависимости от качества воды в источнике, производительности станции, а также от требований, предъявляемых к качеству воды, подаваемой потребителю. Очищенная вода должна соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая».

Технологическая схема (прилож.1) выбирается согласно ([1], табл. 10).

Для данного варианта при выборе основных технологических сооружений руководствуемся следующими критериями:

·        Мутность исходной воды: 160 мг/л;

·        Цветность исходной воды: 115 град;

·        Производительность станции: 102000 м3/сут

Принимаем схему с горизонтальными отстойниками и скорыми фильтрами.

2. Определение расчетной производительности ОС

 - расход воды в сутки максимального водопотребления.

Расчетная производительность водоочистной станции:

,

где

 - расход воды в сутки максимального водопотребления;

 - расход воды на собственные нужды станций. Следует принимать 10-14% от расхода воды, подаваемой потребителю

Находим расчетную производительность водоочистной станции:

3. Реагентное хозяйство

.1 Доза коагулянта

В качестве коагулянта принимаем хлорид железа FeCl3.

Доза коагулянта для цветных вод:

,

где Ц - цветность исходной воды

Доза коагулянта для мутных вод принимается согласно ([1], табл. 16):

Принимаем дозу коагулянта:

Доза хлорсодержащих реагентов при предварительном хлорировании следует принимать 3-10 мг/л. Реагенты рекомендуется вводить за 1-3 минуты до ввода коагулянтов.

.2 Доза подщелачивающих реагентов ([1], п. 6.19)

,

где: - коэффициент, равный для извести (по СаО)-28;

- доза безводного коагулянта, мг/л;

- эквивалентная масса коагулянта. Для Al2 (SO4)3 = 57мг/мг-экв;

- минимальная щелочность воды, мг-экв/л.

Подщелачивать не нужно.

3.3 Растворные баки

Объем растворных баков составляет ([2], ф. 1):

,

где: - полный расход обрабатываемой воды;

- доза безводного коагулянта, мг/л;

- число часов, на которое заготавливается раствор или суспензия, величина n зависит от производительности станции; принимаем

- концентрация раствора коагулянта (в %) принимается согласно СНиП[1], п.6.21;

- объемный вес раствора коагулянтов можно принять равным 1т/м3.

Принимаем 3 растворных бака (по [1] количество растворных баков следует принимать не менее 3х). Размеры бака: 2*1*2 м.

Общий объем полученных растворных баков равен:

.4 Расходные баки

Емкость расходного бака определяется по формуле ([2], ф. 2):

,

где: b - концентрация рабочего раствора в расходном баке (%), которая принимается не более 12%, считая не безводный реагент.

.

Согласно [1] количество расходных баков должно быть не менее 2х. Принимаем на один растворный бак - два расходных, т.е. количество расходных баков составит 6 шт. Размеры каждого бака: 2*1*2 м.

Общий объем полученных расходных баков равен:

.5 Расчет воздуходувок

Для растворения коагулянта и перемешивания его в баках надлежит предусматривать подачу сжатого воздуха с интенсивностью:

·        8-10 л/с·м2 - для растворения;

·        3-5 л/с·м2 - для перемешивания при разбавлении.

Расходы воздуха для растворных баков:

,

где: F - площадь одного растворного бака;

I - интенсивность подачи воздуха, л/с·м2.

Расходы воздуха для расходных баков:

,

Общий расход воздуха равен:

Принимаем 1 рабочую и 1 резервную воздуходувку марки ВК-12 ([3],табл.13.6).

Характеристики воздуходувки марки ВК-12:

-        Подача, м3/мин__________________10,4

-       Длина,мм_______________________1840

-       Ширина,мм_____________________780

-       Высота,мм______________________1750

-       Мощность эл.двигателя, кВт_______22,0

.6 Склады реагентов

Для хранения коагулянта необходимо устройство складов, рассчитанных на хранение 30-ти суточного запаса ([1], п.6.202).

Площадь складов, рассчитанных на хранение 30-дневного запаса, считая по периоду максимальной потребности реагентов:

,

где:  - продолжительность хранения реагента, сут;

- доза безводного коагулянта, г/м3;

у - коэффициент, учитывающий площадь проходов. у=1,15;

 - содержание активного вещества в реагенте, %;

- объемная насыпная масса реагента, т/м3;

- допустимая высота складирования, м ().

.

Размер площадки в плане 21*10 м.

Определим суточный расход коагулянта.

т/сут

количество коагулянта с учетом 30-суточного запаса 390 т.

.7 Дозаторы реагентов

Производительность насосов-дозаторов для перекачки готовых растворов:

,

где:  - объем расходного бака, м3;

- число часов, на которое заготавливается раствор или суспензия (зависит от производительности станции).

Принимаем 1 рабочий и 1 резервный насос-дозатор марки:

Насос: НД 1600/16Д(К)14А(В)

Группа: ДИ (Дозировочные насосы)

Подача: 1600 литр/час

Напор: 16 кг/см.кв.

Мощность: 3 кВт

Оброты: 1450

Масса: 187 кг.

Габариты: 851х563х741

4. Смесительные устройства

Смесители служат для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды, что способствует более благоприятному протеканию последующих реакций, происходящих затем в камерах хлопьеобразования. Смешение реагентов должно быть быстрым 1-2 мин.

Для данного проекта принимаем вихревые смесители с отводом воды дырчатыми трубами.

Количество вихревых смесителей:

,

где:  - расход воды на один смеситель, м3/ч.

Основные характеристики для вихревых смесителей:

-       Угол между наклонными стенками α=45°

-       Высота верхней части с вертикальными стенками Нц=1,0м

-       Скорость входа воды в смеситель uвх=1,3м/с

-       Скорость восходящего движения воды под водосборными

Устройствами uц=30мм/с

-       Скорость движения воды в конце водосборного лотка или в отводящем

Трубопроводе uл=0,6м/с

Продолжительность пребывания воды в смесителе t=1,5мин

Площадь цилиндрической части смесителя: [1, формула 7],

, м2,

где

расчётный расход на один смеситель, м3/час;

скорость движения воды в цилиндрической части, мм/сек

м2

Пусть верхняя часть смесителя будет круглой в плане:

м

Трубопровод, подающий обрабатываемую воду в нижнюю часть смесителя, имеет внутренний диаметр 600 мм. Тогда при расходе воды л/с входная скорость м/с.

Так как внешний диаметр подводящего трубопровода равен 650 мм (ГОСТ 10704 - 91), то размер в плане нижней части смесителя в месте примыкания этого трубопровода должен быть 0,65x0,65 м, а площадь нижней части усечённого конуса будет равна:

м2

Высота нижней конусной части смесителя при (угол конусности) определяется по формуле:

м

Объём нижней конусной части смесителя определяется по формуле:

м3

Полный объём смесителя определяется по формуле:

м3, где

продолжительность смешения реагента с массой воды; мин;

м3

Тогда, объём верхней части смесителя равен:

м3

Высота верхней части смесителя (от конусной части до уровня воды в смесителе) равна:

м

Тогда полная высота смесителя равна:

м

Сбор воды в смесителе осуществляется при помощи трубопроводов с затопленными отверстиями. Скорость движения воды в трубе м/с.

Принимаем четыре трубопровода с расходом через каждый:

м3/час

Площадь живого сечения сборного трубопровода определяется по формуле:

м2

Диаметр трубопроводов для сбора воды определяется по формуле

м

Уклон дна трубопровода принимается равным .

Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборного трубопровода будет равна:

м2

Скорость движения воды через отверстия в трубах м/с.

Отверстия в трубах принимаем диаметром мм. Следовательно, площадь одного отверстия равна:

м2

Необходимое количество отверстий определяется по формуле:

Эти отверстия размещаются по боковой поверхности трубопровода.

Расход воды, протекающий по отводящей трубе, для подачи в осветлитель равен: л/с. Скорость в этом трубопроводе должна быть м/с, а время пребывания не более 1,5 мин. Принимаем стальной трубопровод диаметром мм при скорости движения воды в нём м/с.

5. Расчет горизонтальных отстойников

Горизонтальные отстойники предназначены для предварительной очистки воды от грубодисперсных примесей и скоагулированной взвеси.

Площадь горизонтальных отстойников:

где:  - коэффициент объемного использования отстойников, принимаемый ;

 - расчетный расход воды;

- скорость выпадения взвеси, мм/с ([1],табл.18).

Длина отстойников:

,

где:  - средняя высота зоны осаждения, принимаемая = 3,5м;

- расчетная скорость горизонтального движения воды в начале горизонтального отстойника = 11мм/с.

.

Ширина отстойника:

.

Принимаем 8 секций. Ширина каждой секции = 6м. Следовательно, ширина горизонтального отстойника составит 48 м.

Средняя концентрация взвешенных веществ в воде, поступающих в отстойник:

,

где:  - количество взвешенных веществ в исходной воде;

- переводной коэффициент (для FeCl3=0,7);

- доза коагулянта;

- цветность исходной воды;

- количество нерастворимых в воде взвешенных веществ, вносимых вместе с известью:

, т.к. подщелачивание в данной работе не нужно.

.

Объем зоны накопления и уплотнения осадка:

,

где:  - количество взвеси на выходе из отстойника;

- время работы отстойника;

- число коридоров (секций);

- концентрация уплотненного осадка, .

Расход воды, сбрасываемый с осадком по трубе, уложенной в каждом из коридоров отстойника, определяется:

где кр=1,5 - коэффициент разбавления осадка, принимается в зависимости от способа удаления осадка (1,5 при гидравлическом удалении осадка).

Высота зоны накопления:

.

Высота горизонтального отстойника:

,

где:  - высота зоны осаждения отстойника, принимаемая в пределах от 3,0 до 3,5м.

Продольный уклон отстойника: .

Принимаем 4 горизонтальных отстойников по 2 коридора (секции) в каждом.

6. Расчет камеры хлопьеобразования (КХО)

Принимаем перегородчатые камеры хлопьеобразования.

Примем следующее расположение камер: на один отстойник принимаем одну камеру хлопьеобразования.

Объем камеры хлопьеобразования:

,

где:  - время пребывания воды в камере - 30 мин;

 - количество горизонтальных отстойников.

Площадь КХО:

,

где:  - высота КХО с учетом высоты горизонтального отстойника.

Исходя из условий компоновки принимаем длину КХО равной ширине одного горизонтального отстойника, т.е. .

Ширина КХО:

Ширина коридора камеры реакции с горизонтальным движением воды:

,

где:  - скорость движения воды в КХО.

Необходимое число коридоров:

,

где:  - толщина железобетонных стенок камеры, равная 0,18 м.

Число поворотов:

.

Потери напора в камере хлопьеобразования:

.

7. Расчет скорых фильтров

На второй ступени вода очищается на скорых безнапорных фильтрах. Выбраны однослойные фильтры с загрузкой из кварцевого песка. Скорость фильтрования при нормальном режиме м/час, при форсированном режиме м/час ([1] табл. 21], продолжительность работы фильтров между промывками 8 часов в нормальном режиме, 6 - форсированном [ п.6.97].

Общая площадь фильтров определяется по формуле:

,

где полезная производительность станции, м3/сут;

продолжительность работы станции в течение суток, час; часа;

расчётная скорость фильтрования при нормальном режиме;

 число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации,  (через 8 часов);

время простоя фильтра в связи промывкой, принимается с учётом того, что фильтры промываются только водой, час; 0,33 часа;

удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м3/м2, который равен:

гдеинтенсивность промывки, л/(с·м2),  л/(с·м2);

продолжительность промывки, мин.; мин.;

Количество фильтров определяется по формуле:

шт.,

Принимается 16 скорых фильтров. При форсированном режиме 1 фильтр на промывке.

Скорость фильтрования при форсированном режиме:

где количество фильтров, находящихся в ремонте, шт.; шт.;

Скорость фильтрования при форсированном режиме должна быть не более предельной, указанной в ([1], табл.21).

Площадь одного фильтра определяется по формуле:

Размеры фильтра в плане 8х 8м.

Расход воды на промывку фильтров в сутки определяется по формуле:

Загрузка фильтра принята согласно ([1],табл.21,22): Загрузка состоит из:

кварцевого песка с крупностью зерен 0,51,2 мм и высотой слоя 0,8 м ;

дополнительный поддерживающий слой с крупностью зерен 1,22 мм и толщиной слоя 0,1 м ;

·   поддерживающий слой гравия крупностью 5-10 мм и высотой 0,15 м.

Высота слоя воды над поверхностью загрузки 2 м, превышение строительной высоты над уровнем воды 0,5 м.

.1 Расчёт распределительной системы фильтра

Расход промывной воды, поступающей в распределительную систему, определяется по формуле:

Iпр - интенсивность промывки, л/(с·м2), Iпр = 12 л/(с·м2);

Для промывки принята система большого сопротивления с выходом воды в поддерживающий слой.

Диаметр подводящего коллектора мм, при скорости м/с и .

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление распределительной системы при расстоянии между ними м и наружном диаметре коллектора , определяется по формуле:

,

где размер фильтра в плане (по длине), ;

 наружный диаметр коллектора;

расстояние между ответвлениями, .

Расход промывной воды, поступающий через одно ответвление:

Диаметр труб ответвлений принимаем , тогда скорость входа воды в ответвления будет равна , что не превышает рекомендуемой скорости м/с [1, п.6.106].

Длина каждого ответвления будет определяться по формуле:

Согласно [1, п.6.105] на ответвлениях трубчатого дренажа предусматриваются отверстия мм. Отверстия располагаются в 2 ряда в шахматном порядке под 450 к низу от вертикали.

Общая площадь всех отверстий составляет 0,3% от рабочей площади фильтра:

.

При диаметре отверстия мм площадь отверстия составляет:

.

Общее количество отверстий в распределительной системе каждого фильтра равно:

.

Общее количество ответвлений на каждом фильтре при расстояниях между осями ответвлений м и расстояния от коллектора до стенок фильтра 0,15 м равно:

ответвлений

Количество отверстий, приходящихся на каждое ответвление равно:

,

т.е. по 17 отверстий в каждом ряду ответвления.

При длине каждого ответвления  шаг оси отверстий на ответвлении будет равен:

,

По ([1]п.6.105) рекомендуется мм.

7.2 Расчёт устройств для сбора и отвода воды при промывке фильтра

Сбор и отвод загрязнённой воды при промывке скорых фильтров осуществляется при помощи жёлобов, размещённых над поверхностью фильтрующей загрузки. Принимается 4 жёлоба пятиугольного сечения в каждом фильтре. Расстояние между жёлобами принимается равным 1,65 м (по [п.6.111] расстояние должно быть не более 2,2 м).

Ширина жёлоба определяется по формуле:

,

где коэффициент, принимаемый для пятиугольных жёлобов равным 2,1;

расход воды, приходящийся на один жёлоб, м3/с;

отношение высоты прямоугольной части жёлоба к половине его ширины, ;

Высота прямоугольной части жёлоба равна:

Полная высота жёлоба равна:

Скорость движения воды в жёлобе равна: .

Расстояние от оси крайнего желоба до стенки фильтра равно ½ расстояния между желобами, т.е. 0,825 м. Кромки всех жёлобов должны быть на одном уровне и строго горизонтальны, а лотки желобов иметь уклон 0,01 к сборному каналу.

Расстояние от дна желоба до дна канала определяется:

,

где расход воды по каналу, м3/с; ;

ширина канала, м, принимается не менее 0,7, м;

Уровень воды в канале, с учетом подпора, создаваемого трубопроводом, отводящим промывную воду, должен быть на 0,2 м ниже дна желоба.

Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок жёлобов определяется по формуле:

где высота фильтрующего слоя, м, м;

относительное расширение фильтрующей загрузки, %;  по [табл.23];

м

Диаметр трубопровода отводящего фильтрат: qпр = 768 л/с ,d =800 мм, V=1,52 м/с. Согласно [1,п.6.117]

7.3 Определение потерь напора в фильтре при его промывке

Потери напора складываются из следующих величин:

, м, где

потери напора в отверстиях труб распределительной системе фильтра, которые определяются по формуле:

м,

где коэффициент гидравлического сопротивления;

, где

коэффициент перфорации - отношение суммарной площади отверстий и щелей к площади поперечного сечения прямолинейной трубы или коллектора или к площади живого сечения в конце сборного жёлоба;

, что допустимо [1, п.6.86], т.к. должно быть: .

скорость в начале коллектора, м/с; ;

средняя скорость на входе в ответвления, м/с; ;

потери напора в фильтрующем слое:

м,

потери напора в гравийных поддерживающих слоях:

высота поддерживающего слоя, м; м;

потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы:

м,

где

гидравлический уклон равен .

Тогда при общей длине трубопровода м потери напора определяются:

 потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре:

м,

где

коэффициенты местных сопротивлений:

- для колена;

- для задвижки;

- для входа во всасывающую трубу;

- для тройника;

Таким образом, полная величина потерь напора при промывке скорого фильтра составляет:

Геометрическая высота подъема воды от дна резервуара чистой воды до верхней кромки желобов над фильтром будет равна:

м

,66 - высота кромки жёлоба над поверхностью фильтра;

,05 - высота загрузки фильтра + поддерживающие слои;

,0 - глубина воды в резервуаре, согласно схеме ОС.

Напор, который должен развивать насос при промывке фильтра, равен:

м,

где запас напора (на первоначальное загрязнение фильтра и т.п.), принимается равным 1,5 м;

Для подачи промывной воды в количестве 768 л/с принято 2 рабочих насоса марки Д3200-33б-2 производительностью 2765 м3/час (768 л/с) с напором 25 м при скорости вращения n=1000 об/мин. Также предусматривается установка 1 резервного насоса.

7.4 Определение потерь напора в скорых фильтрах

Потери напора в скорых фильтрах определяются по формуле:

 м,

где

скорость фильтрования, м/с; м/ч = 0,0017 м/с;

толщина слоя загрузки, м; м;

коэффициент фильтрации, м/с;

м/с,

где

кинематическая вязкость, м2/с;  м2/с;

где

безразмерный коэффициент;

пористость загрузки; (для кварцевого песка);

эквивалентный диаметр загрузки, мм; мм = 0,8·10-3 м;

Потери напора в скорых фильтрах равны 1,24 м (по [п.6.219.] для предварительного высотного расположения сооружений потери напора в скорых фильтрах допускается принимать 3 - 3,5 м).

8. Обеззараживание воды

Хлорирование воды из поверхностного источника осуществляют оптимальной предварительной дозой Д1=3÷10мг/л при поступлении воды на водоочистную станцию и дозой Д2=0,75÷2,0мг/л для обеззараживания после фильтрования.

Общий часовой расход хлора:

Принимаем 1 рабочий и 1 резервный хлораторы ЛК-10б:

-        Производительность 35кг/ч

-       Расход воды 30м/ч

-       Диаметр подводящего патрубка эжектора 50мм

-       Габариты аппарата 800х340х200мм

Количество расходных и хлорных баллонов :

где объём хлора с одного баллона без искусственного подогрева при температуре воздуха в помещении 180С.

Для данного проекта принимаем баллоны с жидким хлором со следующими характеристиками:

-        Емкость баллона 200л

-       Наружный D цилиндрической части баллона 325мм

-       Длина корпуса баллона 2930мм

-       Вес сжиженного хлора в баллоне 250кг

-       Вес пустого баллона 190кг

В помещении хлораторной должны находиться также резервные баллоны в количестве не менее 50% суточной потребности:

При хлораторной должно предусматриваться размещение трехсуточного запаса хлора:

Общее количество баллонов, размещаемых на площадках хлораторной составляет:

Основной запас хлора хранится на расходном складе, рассчитываемом на месячную потребность в хлоре, т.е.:

9. Расчет резервуара чистой воды (РЧВ)

РЧВ должны включать регулирующий, пожарный, аварийный, контактный объём воды, т.е.:

, м3, где

регулирующий объём воды, который определяется по формуле:

, м3, [1, формула 33],

где

отношение максимальной часовой подачи воды к среднему часовому расходу в сутки максимального водопотребления; 1;

коэффициент часовой неравномерности отбора воды из регулирующей ёмкости;

[1, формула 4],

где

коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия; ;

коэффициент, учитывающий количество человек ;

Количество человек определяется по формуле:

, чел.,

где

норма водоотведения на 1 человека; л/чел. в сут.;

чел.

по [1, таблица 2] ;

м3

объём воды на пожаротушение;

При 340000 человек по [1, таблица 5] расчётное количество одновременных пожаров равно - 3, расход воды на наружное пожаротушение составляет л/с = 144 м3/ч, продолжительность тушения пожара составляет 3 часа.

м3

аварийный объём воды равен 70 % от среднечасового расхода.

контактный объём воды для обеспечения требуемого времени контакта воды с реагентами, определяемый согласно [1, п.9.8];

м3

Тогда: м3

Согласно [1, п.9.21] общее количество резервуаров одного назначения должно быть не менее 2х. Принимаем 4 резервуаров ёмкостью 5000 м3 каждый с габаритными размерами L=36м, В=36 Н=4,8м.

Максимальный уровень воды в РЧВ должен быть на 0,5 м выше поверхности земли.

10. Обработка промывных вод и осадка

Сточные воды на станции водоподготовки образуются в результате: промывки фильтров, сброса первого фильтрата, отстаивания в горизонтальных отстойниках, а также слива смеси воды и коагулянта из вертикального смесителя при его ремонте.

Расход сточных вод определяется количеством фильтров, расходом на 1 промывку, количеством промывок в сутки:

Образовавшийся осадок обезвоживается на площадках вымораживания.

Объем уплотненного осадка на площадках равен:

расход обрабатываемой воды, м3/час;  м3/час;

концентрация взвешенных веществ в воде, мг/л; мг/л;

продолжительность расчетного периода, сут.; сут;

влажность осадка, %;;

плотность осадка, т/м3;  т/м3;

Принимем глубину промерзания 2м.

Размеры площадки вымораживания в плане: 33х33 м.

11. Подсобные и вспомогательные помещения и сооружения станции очистки.

Состав и площади вспомогательных помещений определяется по ([1],табл.31) в зависимости от производительности станции.

Все вспомогательные помещения располагаются в здании очистной станции. Склады реагентов следует размещать вблизи помещений для приготовления их растворов. На территории станции необходимо располагать трансформаторную котельную и проходную.

12.   
Расчет входной камеры

На станциях следует предусматривать входную камеру, которая будет обеспечивать требуемый напор воды, выделение из воды воздуха ([1], п.6.126). Объем входной камеры должен определяться из условия пребывания в ней воды не менее 5 минут:

.

Входная камера должна быть секционирована не менее чем на 2 отделения. Тогда, объем секции равен 200 м3, при принятых двух секциях камеры.

Принимаем скорость восходящего потока воды в камере 20 мм/с.

Высота камеры:

.

Опорожнение камеры будет производиться со скоростью 1м/с. Следовательно, диаметр одного отводящего трубопровода равен:

,

Принимаем два отводящих трубопровода  каждый, пропускающие 50% расхода.

Высоту сужающейся части принимаем 1м.

Площадь приемной камеры в плане равна:

,

Размеры входной камеры в плане: 8х8 м.

Подвод воды к камере будет осуществляться со скоростью 1,2м/с двумя трубопроводами:

.

Между отделениями камеры устанавливается сетка с размерами ячеек 2х2 мм для задержания взвешенных веществ.

Размер окна, в котором устанавливается сетка:

,

где - скорость протекания воды через решетку;

- коэффициент смешения потока воды сеткой.

Размеры окна: 1,5х4,85м.

Принимаем две решетки, размерами 1,5х2,45 м каждая, установленные на одной перегородке на одинаковом уровне.

13. Расчет песколовок

По расходу промывных сточных вод, поступающих на очистку после фильтров, принимается песколовка горизонтальная с круговым движение воды, состоящая из двух отделений диаметром D=6000 мм каждое с шириной кругового желоба В=1800 мм.

Определяется площадь живого сечения кольцевого желоба (м2) и расчётная глубина воды в нем Hs.

 (м2),

где

·        максимальный приток сточных вод;

·        n - число отделений песколовки;

·        vs - нормативная скорость воды в желобе при максимальном притоке,

vs =vmax=0,3 (м/с);

По формулам геометрии определяются размеры желоба.

Площадь сечения треугольной части кругового лотка:

 (м2).

Длина песколовки в средней линии осадочной части:

 (м).

Расчётная глубина воды в желобе со сложным поперечным сечением составляет:

 (м).

По формуле определяется, улавливаются ли в запроектированной песколовке частицы с нормативной гидравлической крупностью:

,

где

·        - расчётная длина песколовки, (м);

·        Нs - расчётная глубина в песколовке, (м);

·        vs - скорость воды в песколовке при максимальном притоке,

vs=vmax=0,3 (м/с);

·      Uo - гидравлическая крупность частиц, на задержание которых рассчитывается песколовка;

·        Ks - эмпирический коэффициент: Ks=1,7 при Uo=18,7 (мм/с), Ks=1,3 при Uo=24,2 (мм/с); т.е., допустимым соотношением  является

.

Полученное соотношение  входит в нормативный диапазон

,

значит, в запроектированной песколовке задержится песок с нормативной гидравлической крупностью.

14. Расчет первичных отстойников

Согласно суточному расходу () применяем горизонтальные отстойники, которые устанавливаем отдельно.

Выбираются 4 горизонтальных отстойника

Hset = 3,1(м)

Lset = 30 (м)

Wmud = 145 (м3)= 9 (м)

Прежде всего, необходимо определить, частицы какой гидравлической крупности будут задерживаться в данном типовом отстойнике.

,

где

·      Hset - глубина проточной части проектируемого отстойника, (м);

·        Kset - коэффициент использования объема проточной части отстойника;

·        tset - продолжительность отстаивания, (с), соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h1=500 (мм);

·        n2 - показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения.

=3,77 (м/с).

Производительность одного горизонтального отстойника определяется по формуле:

qset=3,6 ∙Kset ∙Lset ∙ Bset ∙ (uo - vtb),

где

·      Kset - коэффициент использования объема проточной части отстойника, по /1/ для горизонтального отстойника Kset=0,5, для вертикального Kset=0,35, для радиального Kset=0,45;

·        Lset и Bset принимаются по паспортным данным выбранного отстойника;

·        Uo - гидравлическая крупность взвешенных частиц, задерживаемых в отстойнике;

·        vtb - турбулентная составляющая скорости осаждения, vtb=0-0,05 (мм/с) в зависимости от скорости воды в отстойнике;

qset = 3,6 ∙ 0,5 ∙ 30 ∙ 9 ∙ 3,77= 1832,22 (м3/ч)

При такой пропускной способности необходимое количество сооружений составит:

≈3.

Увеличиваем расчетный расход в1,3 раза

.

Принимается 4 отстойника и обратным расчётом по формулам уточняется фактический эффект осветления при n=4:

 (м3/час).

Тогда из формулы:

qset=3,6 ∙Kset ∙Lset ∙ Bset ∙ (uo - vtb)

фактическое значение гидравлической крупности задерживаемых частиц составит uo=3,23 мм/с

Из формулы:

получаем продолжительность отстаивания tset=2422 с.

15. Песковое хозяйство

Кварцевый песок, используемый в качестве загрузки фильтра, должен быть очищен от примесей и иметь определенный гранулометрический состав.

В установках пескового хозяйства предусматривается подготовка карьерного песка, как для первоначальной загрузки фильтров, так и для ежегодной его догрузки в размере 10% общего объема песчаного фильтрующего материала. Кроме того, необходима периодическая отмывка загрязненной загрузки.

Объем песка, загружаемого в фильтры перед пуском станции из 16 фильтров площадью 64 м2 каждый и высотой фильтрующего слоя 0,8 м, составит:

Годовая потребность в дополнительном количестве песка:

Принимаем, что в карьерном сырье содержится 55% песка, пригодного для загрузки фильтра. Тогда потребность в карьерном сырье:

-        перед пуском станции составит:

         для его дозировки в фильтры:  

Высота слоя складирования 0,5 м, тогда площадь склада F = 298 м2, размеры в плане 17 х 18м.

Библиографический список

1.СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

.СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».

3.Новиков С.В. Кудрин С.А. Колоярцев В.А. «Водопроводные очистные сооружения» Методическое пособие к курсовому проекту по дисциплине «Водоснабжение» для студентов дневного и заочного обучения специальности 270112«Водоснабжение и водоотведение»

4. Абрамов Н.Н. «Водоснабжение», Москва СТРОЙИЗДАТ, 1982 год.

. Справочное пособие «Насосы для систем водоснабжения и канализации», Шатилин В.Д.; Пермь, 2000 год.

.Справочное пособие «Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.Павловского», Тверь, 2005 год.

.Перешивкин А.К. и др. «Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации», Москва СТРОЙИЗДАТ, 1988 год.

.Шевелев Ф.А. «Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб», Москва СТРОЙИЗДАТ, 1973 год.

.Бартова Л.В. «Механическая очистка городских сточных вод: расчет сооружений», методическое пособие к курсовому проектированию, Пермь, 2003 год.