Содержание

Исходные данные 4

1 Выбор схемы и определение производительности станции 4

1.1 Определение производительности станции 4

1.2 Выбор технологической схемы очистки и состава сооружений 4

2 Выбор вида и определение доз реагентов 4

2.1 Определение дозы коагулянта 4

2.2 Определение дозы щелочного реагента 4

2.3 Определение дозы флокулянта 5

2.4 Определение дозы хлора 5

2.5 Определение концентрации взвешенных веществ в воде 5

3 Реагентное хозяйство 5

3.1 Расчет оборудования для приготовления, хранения и дозирования коагулянта 5

3.1.1 Расчет воздушно-дренажной системы распределения воздуха 7

3.1.1.1 Расчет воздушно-дренажной системы для растворного бака 7

3.1.1.2 Расчет воздушно-дренажной системы для расходного бака 8

3.1.2 Подбор насосов-дозаторов 9

3.2 Расчет оборудования для приготовления, хранения и дозирования подщелачивающего реагента 10

3.2.1 Подбор насосов для подачи воздуха 11

3.2.2 Подбор насосов для перекачки реагента 12

3.2.3 Подбор насосов-дозаторов 12

3.3 Расчет оборудования для приготовления, хранения и дозирования раствора флокулянта 12

3.3.1 Подбор насосов для подачи воздуха 13

3.3.2 Подбор насосов-дозаторов 14

3.4 Расчет оборудования для обеззараживания воды 14

4 Выбор и расчет смесителя 14

4.1 Расчет вихревого смесителя 15

5 Расчет воздухоотделителя 17

6 Расчёт осветлителя со взвешенным слоем осадка 17

6.1 Определение расхода воды, поступающего в осветлитель. 18

6.2. Определение площади осветлителя 18

6.3. Определение размеров осветлителя 19

6.4. Распределение воды в осветлителе 19

6.5. Водосборные желоба для отвода воды из зоны осветления 20

6.6. Дырчатые трубы для сбора и отвода воды из осадкоуплотнителя 21

6.7. Осадкоприёмные окна 22

6.8. Определение высоты осветлителя 22

6.9. Продолжительность пребывания осадка в осадкоуплотнителя 23

6.10. Дырчатые трубы для удаления осадка из осадкоуплотнителя 23

6.11. Определение потерь напора в осветлителе 24

6.12. Строительные размеры осветлителя 24

6.13. Трубопроводы для опорожнения 25

7 Расчет скорого фильтра 25

7.1. Определение площади и размеров фильтра 25

7.2. Проверка скоростей фильтрации 26

7.3. Подбор состава загрузки фильтра 26

7.4. Расчёт распределительной (дренажной) системы 26

7.5. Расчёт устройств для сбора и отвода воды при промывки фильтра 28

7.6. Расчёт сборного кармана (канала) 28

7.7. Определение диаметров трубопроводов 28

7.8. Определение потерь напора при промывке фильтра 29

7.9. Подбор воздуходувки 31

7.10. Опорожнение фильтра 31

8 Вспомогательное хозяйство 32

8.1 Расчет пескового хозяйства 32

8.2 Резервуары чистой воды 32

9 Сооружения для обработки промывной вод 33

9.1 Расчёт песколовки 33

9.2 Расчёт резервуара – усреднителя 33

10 Сооружения для обработки осадка 35

10.1 Резервуар для приёма осадка 36

10.2 Сгустители 36

10.3 Ёмкость сгущенного осадка 37

10.4 Накопители 38

10.5 Подбор насосного оборудования 39

11 Составление высотной схемы 40

12 Расчет годовых эксплуатационных затрат 41

Заключение 44

Список используемой литературы 45

1 Выбор схемы и определение производительности станции

1.1 Определение производительности станции

Полная производительность водоочистных сооружений слагается из полезной производительности и расхода воды на собственные нужды (промывку фильтров и продувку отстойников). Полезная суточная производительность станции принимается равной расходу в сутки наибольшего водопотребления и определяется с учетом пополнения противопожарных запасов, которые хранятся в резервуарах чистой воды или в противопожарных водоёмах.

, (1)

где - полная производительность станции водоочистки, м³/сут;

– расход воды на собственные нужды станции, м³/сут, определяется по формуле:

м³/сут (2)

где α - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды станции, при повторном использовании промывной воды принимаем равным 4% согласно п. 6.6 [1];

– полезная производительность станции, 65тыс.м³/сут .

м³/сут. (3)

1.2 Выбор технологической схемы очистки и состава сооружений

Выбор схемы и определение состава основных сооружений очистки производится в зависимости от полной производительности станции и основных показателей качества исходной воды, т.е. по максимальной мутности и цветности. Определение производят по таблице 15[1].

Согласно заданию, схему очистки принимаем – осветлитель со взвешенным слоем осадка и скорый фильтр (ОВО+СФ).

2 Выбор вида и определение доз реагентов

2.1 Определение дозы коагулянта

Доза коагулянта определяется в зависимости от цветности воды и уточняется по значению максимальной мутности.

В качестве коагулянта принимаем сульфат алюминия Al₂(SO₄)*18H₂O.

В зависимости от цветности доза коагулянта будет равна:

г/м³ (4)

где Ц – цветность обрабатываемой воды, град.

В соответствии с исходной максимальной мутностью М = 105 г/м³ по таблице 16 [1] подбираем дозу коагулянта равной Д_к = 40 г/м³.

В качестве расчетной принимаем максимальную дозу коагулянта равную Д_к = 40г/м³.

2.2 Определение дозы щелочного реагента

Коагуляция протекает лучше при определенной щелочности воды.

В качестве подщелачивающего реагента примем известь CaO.

Дозу подщелачивающего реагента (г/м³) найдем по формуле:

, (5)

где - коэффициент, равный для извести 28;

– расчетная доза коагулянта, 40 г/м³;

– эквивалентная масса коагулянта, 57 г/г-экв;

- минимальная щелочность обрабатываемой воды, г-экв/м^3.

г/м³ (6)

г/м³ (7)

Минимальную щелочность принимаем равной 0,3 г/м³.

г/м³. (8)

Так как 0, значит воду необходимо подщелачивать.

2.3 Определение дозы флокулянта

С целью увеличения размера хлопьев, и тем самым, интенсификации отделения загрязнений путем осветления и фильтрации в воду добавляют флокулянты. В качестве флокулянта принимаем полиакриламид (ПАА). Его дозу примем согласно п. 6.17 [1] равной 0,4 г/м³.

2.4 Определение дозы хлора

Для предварительного обеззараживания и улучшения хода коагуляции и обесцвечивания, а также для улучшения санитарного состояния сооружение дозу хлора в соответствии с п. 6.18[1] примем равной =5 г/м³.

Для обеззараживания воды после заключительной стадии очистки дозу реагента в соответствии с п. 6.148 [1] примем равной =2,5 г/м³.

2.5 Определение концентрации взвешенных веществ в воде

Содержание взвешенных веществ в воде увеличивается после добавления реагентов. Определим количество нерастворимых веществ , вводимых с известью:

г/м³, (9)

где - долевое содержание CaO в извести, =0,7.

Тогда содержание взвешенных веществ при максимальной мутности М=105 г/м³ будет определяться по формуле:

105+0,5·40+0,25·85+14,42=160,67 г/м³. (10)

3 Реагентное хозяйство

3.1 Расчет оборудования для приготовления, хранения и дозирования коагулянта

Так как производительность станции больше 50 тыс. м³/сут принимаем схему сухомокрого хранения коагулянта.

Согласно данной схеме необходимый запас коагулянта хранится в растворных баках в сухом виде (навалом). По мере необходимости в эти баки добавляют воду и готовят раствор коагулянта концентрацией 20 – 35%. Затем концентрированный раствор перекачивают в расходные баки, где разбавляют до концентрации 4 – 10% и дозируют в обрабатываемую воду. Данная схема рекомендуется для станции любой производительностью.

1 – растворный бак; 2 – насос для перекачки раствора реагента; 3 – расходный бак; 4 – насос – дозатор раствора коагулянта в обрабатываемую воду; 5 – воздуходувка

Рис.1 Схема сухомокрого (смешанного) хранения коагулянта

Определяем суточный расход коагулянта по формуле:

т/сут, (11)

где – процентное содержание безводного продукта в товарном коагулянте, для очищенного сернокислого алюминия.

Принимаем, что коагулянта завозится на станцию один раз в сутки двумя самосвалами, грузоподъёмностью 3 и 5 тонн.

Месячный расход коагулянта составит:т/мес, (12)

2) Определяем объём растворных баков по формуле:

м³, (13)

Объём растворных баков должен быть не менее величины, установленной по формуле (13). При этом учитываем, что растворные баки должны быть рассчитаны на хранение раствора коагулянта в них в течении 30 суток: (14)

м³,

где П– грузоподъёмность автосамосвала, один самосвал 3 т и один – 5 т;

– количество автосамосвалов, поступающих с коагулянтом на станцию;

– удельный вес раствора коагулянта,т/м³;

– концентрация раствора коагулянта, принимаем;

– время, на которое необходимо иметь запас коагулянта на станции при поступлении новой партии, так как коагулянт доставляется автотранспортом, принимаемсуток.

Таким образом, принимаем ёмкость расходных баков м³.

Принимаем количество растворных баков – восемь.

Тогда объем одного растворного бака составит: м³. (15)

Принимаем высоту слоя раствора коагулянта в растворном баке 3,3 м. Тогда площадь бака в плане:

м², а размеры бака:м.

Принимаем размеры бака в плане м. При данных размерах высота слоя коагулянта составит:м.

Высота бака с учётом строительного запаса: м.

Таким образом, размеры одного растворного бака: м.

Полный объём одного растворного бака составит: м³,

а объём рабочих растворных баков: м³.

Объем расходных баков определим по формуле:

(16)

где – концентрация коагулянта в расходном баке, принимаем =10%.

Принимаем количество расходных баков – десять.

Тогда объем одного расходного бака составит:

(17)

Принимаем высоту слоя раствора коагулянта в расходном баке 3,0 м. Тогда площадь бака в плане: (18)

а размеры бака: (19)

Принимаем размеры бака в плане . При данных размерах высота слоя коагулянта составит: (20)

Высота бака с учетом строительного запаса: (21)

Таки образом размеры одного расходного бака:

Полный объем одного расходного бака составит:

(22)

а объем расходных баков: (23)

Исходя из объема растворных баков и времени перекачки раствора коагулянта t=3 ч, определяем производительность насоса для перекачки раствора коагулянта из растворных баков в баки-хранилища:м³/ч, (24)

По таблице П2 приложения принимаем 6 рабочих насосов марки 3Х-9Л-41 (подача =29-60 м³/ч; напор H=35-26 м; мощность электродвигателя N=10-13 кВт).