Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчет сооружений по обработке осадка





Расчет дренажной системы фильтра

6.6.1. Количество промывной воды:

л/с

6.6.2. Диаметр коллектора распределительной трубы равен:

,

где Vк =0,8-1– скорость воды в распределительном коллекторе м/с

м2

6.6.3. Площадь дна фильтра приходящаяся на каждое ответвление коллектора определяем как:

,

где b – ширина фильтра, dн – наружный диаметр коллектора определяемый как dн= dк+s =0,7+0,03=0,73 , где s =20-30 мм - толщина стенок коллектора; m = 300 мм – расстояние между осями ответвления, п.6.25 [1]

м2

6.6.4. Расход промывной воды на одно ответвление:

л/с

6.6.4. Расчетный диаметр ответвления будет равен:

,

где Vответв=1,6¸2 м/с – скорость промывной воды в ответвлениях

=0,07 м,

Принимаем стандартный диаметр трубы ответвления близкий к расчетному dответ=0,75 и пересчитываем скорость промывной воды в ответвлениях:

м/с

В нижней части ответвления следует располагать отверстия в два ряда в шахматном порядке под углом 45о к оси трубы. Площадь отверстий должна составлять 0,25¸0,5% от рабочей площади фильтров:

м2

Диаметр отверстий принимаем равным d =10¸12 мм

6.6.5. Площадь одного отверстия

м2

6.6.6. Количество отверстий будет равно:



шт.

6.6.7. Длину ответвления можно посчитать как:

м,

где b – ширина фильтра, dн – наружный диаметр коллектора

6.6.8. Количество отверстий на одно ответвление:

шт,

где nответв – количество ответвлений определяемое как:

» 43 шт

6.6.9. Шаг между отверстиями:

Для сбора и отведения промывной воды следует предусматривать желоба полукруглого или прямоугольного сечения. Расстояние между осями желобов Lм/у жел <= 2,2м.

6.6.10. Количество желобов

шт,

где b – ширина фильтра

6.6.11. Ширина желоба будет равна:

,

где qж – расход на один желоб, определяемый как:

м/с;

аж=1¸1,5 – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины; Кm =2 – коэффициент для желоба с прямоугольным сечением.

=0,45 м,

6.6.12 Высота прямоугольной части желоба:

м

6.6.13. Полезная высота желоба:

м

6.6.14. С учетом конструкционной высоты высота желоба равна:

0,56+0,1=0,66 м,

где hзап =0,08¸0,1 м – высота технологического запаса желоба

Кромки всех желобов должны располагаться на одном уровне и быть строго горизонтальными.



6.6.15. Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов:

,

где Hф.с. =0,5 м – высота фильтрующего слоя т.21 [1]; a = 50 – относительное расширение фильтрующего слоя, % т. 23 [1].

м.

6.6.16. В фильтрах со сборным каналом от дна желоба до дна канала высота канала составит:

где qкан=0,356 – расход промывной воды [м3/с]; Bкан =0,7-ширина канала [м]

6.6.17. Площадь канала находим как:

м2

6.6.18. Скорость в канале будет равна

м/с

6.6.19. Диаметр отводящего трубопровода определяется, как

Принимаем стандартный диаметр 0,8м, следовательно изменилась скорость в канале:

м/с

6.6.20. Расход воды на промывку фильтра находим по формуле:

,

где w = 14 – интенсивность промывки, [л/(с м2_)] п. 6.110 [1]; 25,463 – площадь одного фильтра, м2; N=6 – количество фильтров; Qчас =1300 – часовой расход воды, [м3/ч]; Tp – продолжительность фильтровального цикла определяемая как:

,

где To =12 – время межу промывками, ч]; t1 = 0,116 – продолжительность промывки, [ч], т.23[1]; t2 = 0,33 - время простоя фильтра в связи с промывкой, [ч], п.6.98[1]; t3 = 0,17 – запас времени

ч

Потери напора в фильтрах

6.7.1. Потери напора в распределительной системе определяют по формуле:

,

где r = , где .

Vк =0,9 – скорость движения воды в коллекторе[м/с]; Vотв =1,8 – скорость движения воды в коллекторе, [м/с] Тогда: r = =21,2;

6.7.2. Потери напора в поддерживающем слое:

,

где Hпод –высота поддерживающего слоя определяемая как:

;

6.7.3. Потери напора в фильтрующем слое определяем по формуле:

где а = 0,85; b = 0,004; Hф.с. =0,5 м – высота фильтрующего слоя т.21 [1]

6.7.4. Потери напора в подводящем трубопроводе:



где L = 80 – длинна подводящего трубопровода [м]; i =0,0036 – уклон трубопровода определяемый по [3]

6.7.5. Потери на местные сопротивления в арматуре будут равны:

где xi – коэффициент гидравлического сопротивления табл.1

 

табл.1

Значение коэффициента гидравлического сопротивления

Вид местного сопротивления Значение коэффициента xi
колено 0,98
тройник 0,94
задвижка 0,26
вход 0,5

 

Исходя из схемы установки фильтров имеем: 1 колено, 3 задвижки, 1тройник и вход в трубу.

 

6.7.6. Общие потери на фильтре будут равны:

6.7.7. Геометрическая высота подъема от дна резервуара чистой воды до кромки промывных желобов находится следующим образом:

,

где Dhк =- hж =0,66 - высота желоба с учетом конструкционной высоты, [м]; Hф.с. =0,5 м – высота фильтрующего слоя т.21 [1]; Нр.ч.в. = 4,85 – высота резервуара чистой воды [м].

6.7.8. Напор насоса определяем по формуле:

,

где hз.н.=1,5 - запас напора, [м]; hпот.- потери напора на фильтре, [м];

6.7.9. Производительность насоса будет равна:

м3

По полученному напору и производительности по прил.6. [4] подбираем насос марки СД 1400/18

6.7.10. Производительность насоса для подачи воды в бак промывной воды определяется из условия наполнения бака в интервалах между промывками фильтра при форсированном режиме работы определяем как:

,

где К= 1,8 – коэффициент запаса; n=2 – количество промывок в сутки; Wпр- объем воды, идущей на одну промывку, определяется по формуле:

,

где =25,463-площадь одного фильтра [м2]; t1=0,116 – продолжительность промывки, [ч], т.23[1]; w = 14 – интенсивность промывки, [л/(с м2_)] п. 6.110 [1]

м3

По прил.2. [4] подбираем насос марки К-20/18 с n=2900 [об/мин]


 

7. Керамзитовое хозяйство

Керамзитовое хозяйство предназначено для хранения запаса фильтрующей загрузки и поддерживающего слоя, а так же для сортировки, дробления и транспортирования данных материалов.

7.1. Запас керамзита определяется по формуле:

,

где W – объем фильтрующей загрузки одного фильтра, определяемый как:

где м3;

м3, тогда:

,

W –объем фильтрующей загрузки во всех фильтрах, определяемый по формуле:

,

где N =6 – количество фильтров

м3

7.2. Площадь площадки будет равна:

Исходя из площади S принимаем размеры а х b = 5 х 4,82,где а и b соответственно длина и ширина площадки [м].


8. Расчет песколовки.

 

8.1. Рабочая площадь живого сечения песколовки рассчитывается по формуле:

где Nф=6 – количество фильтров;Qпр.вод =0,356 – количество промывных вод , [м3/с]; Vп =0,2 – гидравлическая крупность осаждения частиц [м/с].

м2

8.2. Ширина песколовки будет равна:

где Нп =1 – глубина проточной части песколовки [м].

м

8.3. Глубина осадочной части песколовки

м

8.4. Длина проточной части песколовки

,

где tп=48 – время пребывания воды в песколовке [мин]

м

8.5. Объем рабочей части пекового резервуара находим как:

,

где a=60о – угол конусности

м3


9. Расчет хлораторной установки.

Для обеззараживания воды применяется хлор в газообразном состоянии и в виде соединений (хлорная известь, гипохлориты и др.). Хлорирование питьевой воды при суточном расходе до 50 кг, как правило, разрешается производить только из баллонов. При расходе хлора больше 50 кг/сут могут использоваться как баллоны, так и бочки-контейнеры заводского изготовления вместимостью 1000 л.

Сборный трубопровод от баллонов или бочек подключается к вакуумным хлораторам последовательно через змеевиковый испаритель и баллон-грязевик вместимостью 50-70 л с сифонной трубкой. На сборном коллекторе между баллонами (или бочкой) на весах и испарителем устраивается спираль для свободной работы весов. Испарение жидкого хлора должно производиться только в змеевиковых испарителях, которые представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты с размещенными внутри змеевиками, по которым проходит жидкий хлор.

Все линии хлораторной установки при их замене должны выполняться из хлоростойких материалов. Для сухого хлора-газа стойкими материалами являются нержавеющие, легированные, углеродистые (Ст.3, Ст.2) и хлористые стали, алюминиевые сплавы, винипласт, эбонит, фаолит, стекло, свинец, медь, поранит (прокладки), асбестографитовая набивка. Хлорная вода обладает большой агрессивной способностью, поэтому коммуникации выполняются главным образом из неметаллических материалов (резина, поливинилхлорацетат, винипласт, эбонит). Чаще всего хлорная вода транспортируется по резиновым шлангам диаметром 25-31 мм.

 

9.1. Часовой расход хлора равен:

,

где - сумма доз хлора при первичном ( =3-10 мг/л) и вторичном ( =2-3 мг/л) хлорировании.

мг/л, тогда:

кг/ч

9.2. Количество баллонов в установке можно определить как:

,

где S – объем бочки или баллона, [м3] при стандартных размерах dxL=0,816х1,87 определяемый как:

м3,

тогда шт.

9.3 Количество баллонов расходуемых в течении суток будет равно:

где w = 1000 – вес сжиженного хлора [кг]

шт.

9.4. Тогда месячный расход хлора будет равен:

шт.

Количество резервных хлораторов на одну точку ввода надлежит принимать: при 1-2 рабочих хлораторах –1; при более двух –1, согласно таб. 6.132 [1], тип хлоратора ПК-12 с производительностью 1,8-25,4 кг/ч, расходом воды до 30 м3/ч и массой 10 кг, таб.IV-2 [2]


10. Расчет резервуаров усреднителей (РУ).

 

10.1. Количество резервуаров усреднителей принимаем по формуле:

где N=6 – количество фильтров; Т1=12 – продолжительность фильтроцикла, [ч]; Т2 – время необходимое для осуществления операций промывки фильтра и сбора промывной воды,

Т2 = t1+ t2+ t3+ t4,

где t1= 0,33 – продолжительность промывки фильтра [ч]; t2 – время пробега промывной воды от фильтра до резервуара усреднителя

с,

где L – расстояние от фильтра до РУ; V – скорость пробега промывной воды от фильтра до резервуара усреднителя.

t3 – время перекачки промывной воды из РУ

где =356 - количество промывной воды от одного фильтра[л/с]; - производительность насоса определяемая по формуле:

,

где t =24 – продолжительность работы станции, [ч]; Кз=1,2 - коэффициент запаса; - количество промывных вод от всех фильтров

л,

где n=2 – количество промывок в сутки, [c]; Nф =6 – количество фильтров, тогда:

 

л/ч = 70,488 л/с

Тогда:

t4=15 мин =900 с – резерв времени, тогда:

 

c=2,3ч

 

Подставив полученные данные в формулу 7.1, получим:

шт.

 

10.2. Объем резервуаров усреднителей рассчитываем по формуле:

м3

10.3. Объем одного резервуара усреднителя будет равен:

м3

Бак будет иметь размеры 6 x 6 x 6 м. Распределение воды в резервуаре производится перфорированными трубами расположенными вдоль стенок резервуара. Диаметр подводящего трубопровода принимаем равным 250 мм. Скорость движения воды в подводящем трубопроводе равна 0,6¸0,8 м/с.

10.4. Количество отверстий в распределительной трубе принимаем по формуле:

,

где В=6 – ширина резервуара усреднителя, [м]; Lмежду.отв. =0,2– расстояние между отверстиями, [м]

10.5. Диаметр отводящего трубопровода определяется как:

,

где Vотв =2 – скорость воды в отводящем трубопроводе, [м/с]; =70,488- производительность насоса, [л/с]

Принимаем диаметр отводящего трубопровода dотв =125мм и пересчитываем скорость движения воды в отводящем трубопроводе

м/с

 

11. Расчет резервуаров чистой воды и проверка полной производительности станции.

11.1. Объем резервуаров чистой воды определяется по формуле:

,

где Wф-объем регулирующей емкости

м3/сут

Wн.з.-объем неприкосновенного запаса определяемый как:

,

где Wп- расход воды на пожаротушение

где =3 – время тушения пожара, [ч]; n=2 – количество одновременных пожаров; =35 - расход воды на один наружный пожар, [л/с]; =5 –расход воды на один внешний пожар, [л/с]

м3

SQmax – расход воды в течение трех часов наибольшего водопотребления определяемый как:

,

где a =1,2¸1,4, принимаем a =1,2, тогда:

SQ – расход воды поданный в течении трех часов на очистную станцию определяемый как:

,

тогда объем неприкосновенного запаса будет равен:

,

Wпром – объем промывной воды, [м3]

м3

Подставив полученные данные в формулу 11.1. получим:

К расчету принимаем три резервуара чистой воды.

11.2. Объем одного резервуара будет равен:

Резервуар будет иметь размеры 4,85 x 21 x 21 м.

11.3. Расчетный расход воды, поступающей с насосной станции первого подъема определяется следующим образом:

,

где =31200 - производительность насосной станции, подающей воду на очистную станцию с учетом расхода воды идущего на собственные нужды, [м3]; - расход воды на восстановление противопожарного запаса, определяемый следующим образом:

где Тпож =24 – время восстановления противопожарного запаса, [ч]

м3/ч=864м3/сут

м3/сут=1336 м3

11.4. Скорость фильтрования при форсированном режиме будет равна:

где Fф = 152,78– площадь фильтрования, [м2]; =25,463-площадь одного фильтра, [м2]

м/ч,

Что удовлетворяет требованиям т.21 [1].

 

12. Обработка осадка.

Расчет сооружений по обработке осадка

12.1.1. Резервуар для приема осадка.

12.1.2. Площадь резервуара рассчитывается по формуле:

где h =4– высота слоя осадка, [м]; W – объем осадка в резервуаре, рассчитываемый по формуле:

где qос 2,773 – объем сырого осадка поступающего с горизонтального отстойника, [м3]

,

12.1.3. Исходя из площади размеры резервуара А х В = 0,873 х 0,873 м, где А и В соответственно длина и ширина резервуара

12.1.4. Высота сухого борта определяется по формуле:

1.1. Расчет сгустителя осадка

Сгустители осадка с медленным перемешиванием реагентов применяют для ускорения уплотнения осадков на станциях водоподготовки с использованием реагентов.

12.2.1. Площадь сгустителя определяют по формуле:

где Gнагр-расход осадка поступающего в сгуститель.

м3/с;

Сн =0,02– массовая концентрация твердой фазы в исходном осадке при влажности 0,98%, [кг/л]; Ск =0,03 – массовая концентрация твердой фазы в исходном осадке при влажности 0,97%, [кг/л]; g=1015 – объемный вес осадка, [кг/м3]; r=1000 – плотность осветленной жидкости, [кг/м3]; wос =4×10-4- скорость осаждения, [м/с]; k =0,5 – коэффициент стеснения.

12.2.2. Диаметр сгустителя будет равен:

Принимаем один рабочий и один резервный сгуститель.

Угол наклона дна к центральному приямку составляет 8о. Рабочая глубина составляет от трех до четырех метров. Рама со скребками и вертикальными лопастями – двухконцевая, сечение лопастей прямоугольный треугольник с соотношением катетов 1:1,4. Отношение общего поперечного сечения всех лопастей на конце рамы к площади поперечного сечения всех лопастей на конце рамы к площади поперечного сечения принимаемого ими объема осадка 0,3. Крепление лопастей производится меньшим катетом к раме с обращением гипотенузы вокруг оси вращения рамы. Шаг лопасти переменный и составляет (3 b) у оси вращения и (5 b) на конце рамы, где b – ширина лопасти в середине рамы.

Ввод осадка осуществляется на 1,5м выше дна, в центре сгустителя. Отвод осадка осуществляется из центрального приямка, а осветленной воды поплавковым водоразборным устройством.

12.3.Емкость сгущенного осадка

Осадок поступающий в резервуар приямка осадка, имеет влажность порядка 99,5%, а после сгущения – 50%. Таким образом объем осадка уменьшается примерно вдвое.

12.3.1. Площадь резервуара сгущенного осадка определяем по формуле:

,

где h=2 высота слоя сгущенного осадка влажностью 50%, [м];

12.3.2 Исходя из площади размеры резервуара А х В = 0,873 х 0,873 м, где А и В соответственно длина и ширина резервуара

12.3.3. Высота сухого борта определяется по формуле:

12.4. Расчет накопителя.

Накопители предусматривают для обезвоживания и складирования осадка при многолетнем уплотнении с отводом осветленной воды. В качестве накопителей используют овраги, отработанные карьеры и другие резервуары с естественным основанием и глубиной более 2 м. Расчетный период подачи осадка в накопитель - 10 лет.

12.4.1. Расчетный объем накопителя, предназначенного для приема осадка десятого года эксплуатации по характерным периодам года, рассчитывается по формуле:

,

где Wлет, Wзим, Wв-о – соответственно объемы осадка, поступающие в накопитель в летний, зимний и осенне-весенний периоды года, находятся по формуле:

где Q =32064 – расчетный расход воды поступающий на станцию, [м3/сут]; Tп –длительность подачи осадка, [сут], ; Cв – среднегодовая концентрация взвешенных веществ в воде, [г/м3], г/м3; г/м3, г/м3; Pв, rв– средняя влажность и плотность осадка в соответствующие периоды года: ; ; ; ; ; .

 

 

 

12.4.2. Общая вместимость накопителя находится по формуле:

где Тп =365– период поступления осадка[сут]; C – концентрация взвешенных веществ с учетом добавления реагентов; Р12=…=Р9=12,3; r1=1,16; r2=r3=r4=r5=1,15; r6=r7=1,14; r8=r9=1,11

 

12.4.3. Площадь накопителя будет равна:

Исходя из площади принимаем размеры накопмтеля130x70м.


13. Подбор насосного оборудования для перекачки осадка и осветленной воды

1. Насос для перекачки осадка из сооружений в резервуар приема осадка марки:НП-12, время перекачки 2-3 часа, объем перекачиваемой жидкости Wп.ж.=3,05м3.

2. Для перекачки отстоянной воды из резервуара приема осадка в голову сооружений используют центробежный насос марки: К8/18 по [4], с частотой n=2900об/мин.

3. Насос для перекачки осадка из резервуара приема осадка в сгуститель осадка марки: ДСВ-13 по [8], время перекачки 1час, объем перекачиваемой жидкости Wп.ж.=1,525м3

4. Насос для перекачки сгущенного осадка из сгустителя осадка на сооружения складирования (накопители), ДСВ-13 по [8], время перекачки 1час, объем перекачиваемой жидкости Wп.ж.=0,763м3

 

14. Расчет высотной схемы очистных сооружений

На высотной схеме в произвольном масштабе указывают все основные сооружения и аппараты проставляя уровни воды, отметки дна и характерные высотные отметки

Составление высотной схемы начинают с наиболее низко расположенного сооружения – РЧВ. Отметку наивысшего уровня воды в нем принимают из экономических и санитарно технических соображений на 0,5м выше уровня земли. Далее путем последовательного суммирования потерь напора определяют отметки уровня воды в остальных сооружениях.

Потери напора в сооружениях и коммуникациях принимают по п.6.29 [1] или по п.32.2.[6].

Принимаем следующие потери напора:

В Устройствах ввода реагентов 0,2м; в гидравлическом смесителе 0,273м; в камере хлопьеобразования 0,34м; в отстойнике 0,75м; в скорых фильтрах 2,179м; в трубопроводах от резервуара чистой воды до фильтровальных сооружений 0,75м; от фильтров до отстойников 0,55м; от камеры хлопьеобразования до смесителя 0,4м; в измерительной аппаратуре на входе и выходе из водоочистного комплекса по 0,5м;


 

Список литературы:

1. СНиП 2.04.02-84 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения” Госстрой СССР – М.: стройиздат, 1985 – 136 с.

2. Справочник монтажника под редакцией Москвитина А.С. “Оборудование водопроводно-канализационных сооружений”, М: стройиздат 1979 – 430 с.

3. Шевелев Ф. А. “Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных и пластмассовых водопроводных труб”, М: стройиздат, 1970 – 113 с.

4. Лобачев П.В. “Насосы и насосные станции”, М: стройиздат, 197 – 208 с.

5. Карасев Б. В. “Насосы и воздуходувные станции”, Мн: высшая школа, 1990 – 326 с.

6. Николадзе Г.И., Сомов М.А. “Водоснабжение”, М.: Строииздат, 1995-688с,: ил.

7. Флоренский М.М. Рычагов В.В. “Насосы и насосные станции”, М.: Колос, 1967, 387 с.

8. Каталог справочник “Насосы”, под ред. В.И. Модель и А. Ф. Уварова, Ленинград: машиздат, 1979

9.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.