Расчет сооружений при одноступенчатой схеме очистки

Количество отверстий, приходящихся на одно ответвление, будет равно:

      Длина каждого ответвления контактного осветлителя составляет l=5 м. Так как шаг оси ответвлений должен быть 0,25…0,35 м (принимаем 0,3 м), то количество ответвлений в контактном осветлителе будет m=5/0,3=17 шт.

      На одном ответвлении отверстия находятся с двух сторон, т. е. с одной стороны 15 отверстий.

                 7.3.2 Подбор и расчет системы отвода воды КО3

           При использовании водовоздушной промывки надлежит применять горизонтальный отвод промывной воды.

          Основные расчетные параметрами системы горизонтального отвода воды зависят от удельного расхода воды q л/(м с) и определяется по формуле:

                                     , л/с·м

         где b-длина горизонтального отвода воды, равная 5 м;

                 W-интенсивность подачи промывной воды;

        Для расчета системы следует принять интенсивность подачи воды, принятую для второго этапа промывки, т. е. при совместной подачи воды и воздуха Wпр=5 л/(с·м2);

                                      л/с·м

            Размеры основных элементов системы сведены в таблицу

           Принимаем Н1=320 мм и Н2=25 мм, ширина средне направляющего выступа:

                 х=(320+25)/tg450

         х=345 мм

7.4 Расчет промывного устройства

Подачи промывной воды осуществляется при помощи центробежного насоса типа Д. Промывные насосы (1 рабочий и 1 резервный),  устанавливаются в машинном зале насосной станции второго подъема.

Подача насоса принимается равным расходу промывной воды, то есть:

qн=qпр=0,145м3/с =522 м3/ч,

Напор насоса определится по формуле:

Нн= Нг + ∑h + hизл,   м

Геометрическая высота подъема воды  Нг   равна разности отметок минимального уровня воды в резервуарах чистой воды и отметки кромки желоба скорого фильтра (см. высотную схему водоочистных сооружений).

Нг=96,5-92,7=3,8м

Общие потери напора при промывке самого удаленного скорого фильтра составят:

∑hф=hдр+hф.з.+hпс + hl ,   м.

Величина   hдр   представляет собой потери в дренажной системе, равные:

Для прямолинейной распределительной трубы или коллектора с круглыми отверстиями коэффициент местного сопротивления будет равен:

,.

Кп - коэффициент перфорации 0,15 ≤ Кп ≤0,2.

Потери напора в фильтрующей загрузке составят:

,    м

а и в - зависят от типа загрузки и для кварцевого песка с размером зерен 0,5…1,0 мм  будут равны 0,76 и 0,017, а для фракции 1,0…2,0 мм, соответственно – 0,85 и 0,04.

Потери напора в поддерживающих гравийных слоях  hп.с определяются по формуле:

hп.с.=0,22Нп.с.=0,22*1=0,22м.

Потери напора по длине  h1  от промывного насоса до самого удаленного фильтра составят:

h1=1,1·i· l,    м.

l – длина трубопровода промывной воды,  для первого приближения эта длина может быть принята 100…150 м с дальнейшим уточнением при построении генплана очистных сооружений.

h1=1,1*0,002*100=0,22 м.

Напор на излив воды hизл  принимают равным 1,5 м.

Нн=3,8+18,27+3+0,22+0,22+1,5=27,01м

По величинам Нн и qн  подбираем  промывной 2 насоса по приложению типа 1Д 315-50 (2 рабочих, 1 резервный) со следующими характеристиками:

  7.4.1 Обработка промывных вод

На станциях подготовки воды с одноступенчатым фильтрованием применяют отстойники промывных вод. Промывные воды контактных осветлителей поступают в отстойник, где осветляются в течение определенного времени, после чего подаются в трубопровод подачи сырой воды на станцию. Осадок, накапливающийся в отстойнике промывных вод, направляется на дальнейшую обработку.

          Рис. 5. Технологическая схема обработки промывных вод.             

        КО промываются в часы минимального водопотребления (например, с 2200 по 600ч.), при этом на каждый КО затрачивается около 1 часа. Контактные осветлители промываются поочередно.

        Общее количество промывной воды определяем по формуле:

        где w – интенсивность промывки, л/с∙м2;

               fКО – площадь КО, м2;

               tпр - длительность промывки, мин;

               N – количество контактных осветлителей.

        Средний расход промывной воды определяем по формуле:

        где Тпр – общее время промывки контактных осветлителей в сутки, ч.

        7.4.2 Расчет отстойника промывных вод

        Определим объем отстойника из выражения:

        где tотст – продолжительность  отстаивания промывных вод, принимаем 4 ч.

        Высота зоны осветления принимается Hзо.=1,5-2,0 м, принимаем. Hзо=1,5 м. Площадь отстойника определяем по формуле:

        Размеры в плане принимаем из условия, что , где B – ширина отстойника, м,  L – длина отстойника, м.

Принимаем 2 отстойника B=2,5 м, L=17,5 м.

        Объем осадочной части отстойника определяем по формуле:

        Высота осадочной части отстойника:

        Общий объем отстойника промывных вод определяем по формуле:

7.4.3  Подбор насосов

        Определим расход осветленной воды:

По данному расходу подбираем насосы для перекачки осветленной воды. Принимаем насосы типа К45/55 (1 рабочий, 1 резервный) со следующими характеристиками:

        Для перекачки осадка из горизонтального отстойника на сооружения по обезвоживанию, подбираем насос в зависимости от расхода осадка:

Принимаем насос типа ФГ 25,5/14,5(1 рабочий, 1 резервный). Его характеристики:

      подача – 25,5 м3/ч;

      напор – 14,5 м;

      частота вращения рабочего колеса – 2900 об/мин;

      мощность насоса – 11,5 кВт;

      диаметр рабочего колеса – 212 мм;

      КПД 54%.

7.4.4 Расчет иловых площадок

Объем осадка, выпускаемого из горизонтального отстойника, определяем по формуле:

        Площадь иловой площадки определяем по формуле:

        Принимаем 2 карты размером 4х5,5м.

7.5 Расчет резервуаров чистой воды

Общий объем резервуаров чистой воды определим по формуле:

где Wр – регулируемый объем, м3;

       Wсн – объем на собственные нужды, м3;

       Wпож  - объем на пожаротушение, м3.

где Кн – коэффициент  часовой неравномерности насосной станции первого подъема,  Кн=1,0;

       Кч – коэффициент часовой неравномерности расхода воды в населенном пункте, принимаем Кч=1,45;

      Qпол – полезный расход воды.

где α - коэффициент расхода воды на собственные нужды, α=0,04.

где Qпож – расход воды на пожаротушение; м3/ч.

Получим общий объем резервуаров чистой воды:

Принимаем 2 резервуара чистой воды. Объем каждого из них составит:

Принимаем 2 резервуара чистой воды объемом 2000 м3 каждый  высотой 5м.

            7.6 Расчет насосной станции второго подъема

        По результатам гидравлических расчетов водопроводной сети населенного пункта насосная станция второго подъема должна  обеспечивает подачу  воды в максимальный час водопотребления с расчетным напором. Принимаем напор Hн=50 м. Расход воды:

        Принимаем центробежные насосы (3 рабочих и 2 резервных), производительность каждого из них будет равна:

        Принимаем насос типа 1Д 500-63 со следующими характеристиками:

        7.7 Расчет складских и вспомогательных помещений

        На территории очистных сооружений предусматривают складские сооружения навесного и ангарного типа без обогрева для хранения поступающих реагентов.

        Площадь складируемого реагента определяется по формуле:

        где Др – доза реагента, мг/л;

              T – продолжительность хранения реагента, равная 15…30 суток;

               α – коэффициент дополнительной площади, α=1,15;

               - объемная насыпная масса реагента или жидкого продукта, т/м3;

                      P – содержание реагента в техническом продукте, %;

               Hр – допустимая высота складируемого реагента, м. В соответствии с п.6.204. /1/ Hр=1,5…2,5 м.

        Площадь складируемого ПАА:

       Принимаем

Площадь складируемой извести:

Для хранения запаса хлора предусматривается склад площадью 15 м2.

Площадь всех складских помещений:

        Для догрузки песка в фильтры предусматриваем открытую площадку размером 3х5 м, высота песка до 1,5 м.

        В качестве вспомогательных сооружений согласно пункту 6.201 /1/ предусматриваем хим. лабораторию, гардероб, душ, санузел, комната для дежурного персонала, кабинет начальника станции и приводим их площади:

Гардеробная, душ и санитарно-технический узел – 40 м2;

Комната для дежурного персонала – 15 м2;

Кабинет начальника станции - 15 м2;

Мастерская-15м2;

Местный пункт управления (диспетчерская) назначается по проекту диспетчеризации и автоматизации;

Хим. лаборатория-40 м2;
8 Построение высотной схемы

Как уже было указано, при проектировании комплекса очистных со­оружений необходимо не только наметить их размещение на плане от­веденной под строительство площадки, но и составить предваритель­ную «высотную схему станции», т. е. установить предполагаемые от­метки расчетных уровней воды во всех сооружениях. Для этого до получения в результате гидравлических расчетов значений потерь напора в самих сооружениях, арматуре и коммуникациях используются осредненные значения этих потерь по данным проектирования и эксплуата­ции. Для составления предварительных высотных схем могут быть при­няты следующие значения потерь напора (по п. 6.219 /1/), м:

                       в барабанной сетке:  0,4 — 0,6;

                       в входной камере: 0,3 — 0,5;

                       в контактных осветлителях:  2 — 2,5;

                       в коммуникациях от барабанной сетке  к входной камере: 0,2;

                       в коммуникациях от входной камере к контактным осветлителям: 0,3 – 0,4;

                       в коммуникациях от осветлителей к РЧВ: 0,5 — 1.

Кроме того, около 0,5 м напора может теряться в измерительной аппаратуре при вводе воды на станцию и при отводе ее.

На рис. 8 показана упрощенная высотная схема цепи основных очистных сооружений.