Водопроводные очистные сооружения

    

,

    где к_и - долевое содержание СаО в извести; Д_и - доза извести по СаО, мг/л.

    Принимаем  В_u равным нолю, т.к. подщелачивание воды не требуется.

    Объем зоны накопления и уплотнения осадка определяется по формуле:

    

    где q - расчетный расход воды, м³/ч; С_ср - средняя концентрация взвеси, мг/л; m-количество взвеси в воде на выходе из отстойника, мг/л, принимаемая от 8 до 15 г/м³; T- продолжительность работы  отстойника между чистками в сутках; принимается не менее 12 часов; N- число коридоров, шт.; - средняя концентрация уплотненного осадка, г/м³, принимаемая по табл. 13.17 [3].

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

    

    где k_р - коэффициент разбавления осадка, принимаемый: 1,5 - при гидравлическом  удалении осадка; 1,2 - при механическом удалении осадка; 2-3 - при напорном смыве осадка.

    Горизонтальные  отстойники запроектированы с гидравлическим удалением осадка (без выключения подачи воды в отстойник) за 20-30 мин. Для обмыва стен и днища отстойников  следует предусматривать трубопровод с вентилями для присоединения шлангов [п. 6.69,1].

    Расход  идущий по трубе 

      

    Скорость  движения осадка в конце труб должна составлять не менее 1 м/с. Диаметр d = 300 мм, V=1,23 м/с 

    Общая строительная высота отстойника составляет: 

     H _стр =  h_зо + h_зн + 0,5  = 3 + 0,5 + 0,5 = 4,0 м

    h_зн  - высота зоны накопления осадка, вычисленная по формулам стереометрии.

 

     12. Расчет скорых  фильтров 

    Вода, поступающая на скорые фильтры после  отстойников или  осветлителей со взвешенным осадком, не должна содержать взвешенных веществ более 12-25 мг/л, а после фильтрования мутность воды, предназначенной для хозяйственно-питьевых нужд, не должна превышать 1,5 мг/л.

    Фильтры и их коммуникации должны быть рассчитаны на работу при нормальном и форсированном (часть фильтров находится в ремонте) режимах. Скорость фильтрования при нормальном режиме м/час, при форсированном режиме м/час [3, табл. 13.21], продолжительность работы фильтров между промывками 8 часов в нормальном режиме, 6 – форсированном [1, п.6.97].

    На  станциях с  количеством фильтров до 20 следует предусматривать возможность  выключения на ремонт одного фильтра, при большем количестве - двух фильтров.

      Выбраны однослойные фильтры с  загрузкой из кварцевого песка. 

      Общая площадь фильтров определяется  по формуле: 

     

м², [п.6.98], где

     полезная производительность станции, м³/сут;   Q = 44000 м³/сут;

     продолжительность работы станции в течение суток, час; часа;

     расчётная скорость фильтрования при  нормальном режиме, м/час; м/час;

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

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

    

 м³/м², где

     интенсивность промывки, л/с*м²; л/(с*м²);

     продолжительность промывки, мин.; мин.;

    

 м³/м²

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

    

м²

    Количество  фильтров определяется по формуле:

    

шт.,

    Принимается  10 скорых фильтра (10 рабочих и 1 на ремонте [1, п.6.95]). При форсированном режиме 1 фильтр на промывке. Скорость фильтрования при форсированном режиме:

    

м/час, где

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

    

м/час

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

    Площадь одного фильтра определяется по формуле:

    Размеры фильтра в плане 6х6 м.

    Расход  воды на промывку фильтров в сутки  определяется по формуле:

    

    Загрузка  фильтра принята согласно СНиП [1, таб 21,22]. Загрузка состоит из:

    кварцевого  песка с крупностью зерен 0,5 1,2 мм и высотой слоя 0,8 м ;

    дополнительный  поддерживающий слой  с крупностью зерен 1,2 2 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.

      

 

12.1 Расчёт распределительной  системы фильтра

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

    

 где

    I_пр - интенсивность промывки, л/(с*м²); I_пр = 14 л/(с*м²);

    

 л/сек,

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

          Диаметр подводящего коллектора  мм, при скорости м/с и по [п.6.106].

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

    

 м, где

     размер фильтра в плане, м; м; наружный диаметр коллектора; расстояние между ответвлениями, м;

    

    Расход  промывной воды, поступающий через  одно ответвление:

    

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

    Длина каждого ответвления будет определяться по формуле:

    Согласно [2, 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:

    

 

     _{12.2 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 3 жёлоба с пятиугольным основанием в каждом фильтре. Расстояние между жёлобами принимается равным 2 м (по [п.6.111] расстояние должно быть не более 2,2 м).

     Ширина  жёлоба определяется по формуле:

     

м, где

      коэффициент, принимаемый для  пятиугольных жёлобов равным 2,1;

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

     

л/с = 0,168 м³/с

      отношение высоты прямоугольной  части жёлоба к половине его ширины; ;

     

     Принимаем ширину желоба равной 600мм.

     Высота  прямоугольной части жёлоба равна:

     

м

     Полная  высота жёлоба равна:

     

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:

     

м, где

      расход  воды по каналу, м³/с; м³/с;

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

     

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:

     

м, [1, формула 25], где 

      высота фильтрующего слоя, м; м;

      относительное расширение фильтрующей  загрузки, %; по [1, таб.23];

     

м

     Диаметр трубопровода отводящего фильтрат: q_пр =  504 л/с ,d = 600мм, V = 1,68 м/с. Согласно [п.6.117]. 

 

      _{12.3. 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; м/с;

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

    

     потери напора в фильтрующем слое, они равны:

    

м,

потери  напора в гравийных поддерживающих слоях:

, м, где

высота поддерживающего слоя, м; м;

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