- •Методические указания
- •Методические указания
- •Введение
- •1. Порядок выполнения и содержание проекта
- •1.1. Расчетная часть
- •Исходные данные
- •1.1.2. Выбор метода обработки воды
- •1.1.3. Определение расчетной производительности сооружений
- •1.1.4. Реагентное хозяйство
- •1.1.5. Определение размеров и компоновка сооружений
- •1.1.6. Расход воды на собственные нужды станции
- •1.1.7. Сборные или распределительные системы сооружений
- •1.1.8. Потери напора в сооружениях и коммуникациях
- •1.1.9. Разработка генерального плана очистной станции
- •1.1.10. Проектирование высотной схемы
- •1.1.11. Расчет сооружений для промывки фильтров
- •1.1.12. Расчет резервуаров и хлораторной
- •1.2. Графическая часть
- •2. Примеры
- •2.1. Проектирование водопроводной очистной станции с горизонтальными отстойниками
- •2.1.1. Исходные данные
- •2.1.2. Выбор метода обработки воды
- •2.1.3. Определение расчетной производительности
- •2.1.4. Реагентное хозяйство
- •2.1.5.Смесители
- •2.1.6. Горизонтальные отстойники
- •2.1.7. Камера хлопьеобразования
- •2.1.8. Скорые фильтры
- •2.1.9. Расход воды на собственные нужды станции.
- •2.1.10. Компоновка сооружений
- •2.1.11. Расчет сборных, распределительных систем и коммуникаций
- •2.1.12. Расчет резервуаров
- •2.1.13. Проектирование генплана площадки
- •2.1.14. Высотная схема
- •2.1.15. Расчет сооружений для промывки скорых фильтров
- •2.2. Пример расчета коридорного осветлителя со слоем взвешенного осадка с принудительным отсосом шлама
- •2.2.1. Исходные данные
- •2.2.2. Расчетные расходы
- •2.2.3. Расчет габаритных размеров осветлителей
- •2.2.4. Расчет сборных и распределительных систем осветлителя
- •Приложение 1
- •Приложение 2 Компоновки станций осветления воды
- •Приложение 3
- •Литература
2. Примеры
2.1. Проектирование водопроводной очистной станции с горизонтальными отстойниками
2.1.1. Исходные данные
Полезная производительность станции – 45000 м3/сут.,
В т.ч. расход воды на поливку - 4000 м3/сут.
Основные показатели качества воды в источнике:
мутность максимальная – 750 мг/л;
средняя за год – 60 мг/л;
минимальная – 50 мг/л;
цветность максимальная – 50 град.;
щелочность минимальная – 2,5 мг-экв/л;
жесткость общая – 5,8 мг-экв/л;
рН – 7,1
вкус – 2 балла;
запах – 2 балла;
содержание фтора F – 0,8 мг/л;
железа Fe – 0,7 мг/л;
марганца Mn – 0,08 мг/л;
сухой остаток – 780 мг/л;
коли-индекс – 35 ед/л.
Продолжительность паводка – 10 дней.
Схема подачи воды в город: насосная станция, расположенная на площадке очистных сооружений, подает воду в резервуары чистой воды при насосной станции, распределяющей ее по городской сети.
2.1.2. Выбор метода обработки воды
Исходя из качества исходной воды, требований СанПиН [1] и производительности станции, согласно рекомендациям СНиП [3, п. 6.10], принят реагентный метод обработки воды с применением коагулянтов и флокулянтов по двухступенчатой схеме, где в качестве основных сооружений используются горизонтальные отстойники и скорые фильтры [3, табл. 15].
2.1.3. Определение расчетной производительности
Полный расход воды, поступающей на станцию, определен в соответствии с рекомендациями СНиП [3, п. 6.6]. Расход воды на собственные нужды принят равным при сбросе осадка из отстойников - 4%, промывке фильтров - 6%.
Расчетные расходы отдельных сооружений найдены, исходя из балансовой схемы (см. разд. 1.1.4). Сооружения первой ступени очистки (реагентное хозяйство, смесители, отстойники):
Qр1 = 450001,1 = 49500 м3/сут = 2062 м3/ч = 573 л/с.
Расчетный расход скорых фильтров:
Qр2 = 450001,06 = 47700 м3/сут = 1988 м3/ч = 552 л/с.
2.1.4. Реагентное хозяйство
Определение потребности в реагентах
Расчетные дозы реагентов определены в соответствии с рекомендациями СНиП [3, п.6.15-6.19].
Доза коагулянта (по безводному веществу) для осветления воды принята равной 55 мг/л [3, табл.16]. Для обесцвечивания воды доза коагулянта определена по формуле [3, п.6.16]:
Расчетной дозой является максимальная, т.е. 55 мг/л. В качестве коагулянта принят глинозем с содержанием безводного сернокислого алюминия 44%.
Доза флокулянта (полиакриламида) равна 0,5 мг/л [3, п.6.17]. Доза подщелачивающих реагентов (Дщ, мг/л) определена по формуле [3, п.6.19]:
где Кщ – коэффициент, равный для извести (по СаО) – 28;
Дк – максимальная, в период подщелачивания, доза безводного коагулянта, мг/л;
ек – эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг/мг-экв, (для Al2(SO4)3-57);
Щ0 – минимальная щелочность воды, мг-эвк/л.
Приняв в качестве подщелачивающего реагента известь, получим:
Поскольку Дщ отрицательна, то подщелачивание не требуется.
В помещениях реагентного хозяйства необходимо разместить отделения коагулянта, флокулянта и дозаторную. При необходимости в этом же здании могут быть размещены бытовые, складские и вспомогательные помещения.
Расчет потребности в реагентах произведен с учетом содержания активной части в товарном продукте (с %). Суточная потребность (т) определена по выражению:
Рсут = 10-4Дк Qр1/ с.
Срок хранения для определения емкости складов принят в соответствии с требованиями СНиП [3, п.6.202] . Результаты расчета приведены в табл. 2.1:
Таблица 2.1. Потребность в реагентах
Реагент |
Доза г/м3 |
Содержание активного продукта, % |
Потребность по товарному продукту, т | ||
суточная |
на период паводка |
на 30 сут. | |||
Коагулянт |
55 |
44 |
6,2 |
62 |
186 |
ПАА |
0,5 |
8 |
0,3 |
3 |
9 |
Отделение коагулирования.
Принято мокрое хранение коагулянта. Реагент приходит на железнодорожную станцию в вагонах грузоподъемностью 60 т, самосвалами доставляется на очистные сооружения и сгружается в растворные баки, затем концентрированный раствор перекачивается в баки-хранилища. По мере необходимости раствор перепускается в расходные баки, где разбавляется до рабочей концентрации и дозируется в обрабатываемую воду.
Объем растворных баков должен обеспечить разгрузку вагонов максимум за 1-2 суток. С учетом потребности в реагенте на паводок (62т) разовая поставка коагулянта принята 60 т. Растворные баки рассчитываются на единовременный прием разовой поставки, т.е. 60 т. После растворения привезенного коагулянта его перекачивают в баки-хранилища. Общий объем растворных и хранилищных баков должен обеспечить срок хранения от 15 до 30 суток.
Для получения 15-20% концентрированного раствора из 1 т товарного продукта потребуется 2 м3 объема растворных баков [3, п.6.205] и 1,7 м3 баков-хранилищ [3, п.6.206], а их количество должно быть не менее трех.
Необходимая емкость растворных баков - 602=120 м3. Объем осадочной части бака примерно 30%, т.е. 0,3120=36 м3. Общий объем баков равен 120+36=156 м3. Принято 3 бака [3, п.6.22]. Тогда емкость растворного бака составит 156:3=52 м3. С учетом строительного модуля 1,5 м (раздел 1.1.4) размеры баков в плане назначены 4,54,5 м при площади 20,3 м2. Высота баков при этом будет равна 52:20,3=2,6м. Принята высота 3м (строительный модуль по высоте 0,6 м) при полном объеме баков 4,5 ×4,5 ×3=61 м3.
Объем баков-хранилищ рассчитывается на срок хранения 30 сут.: (186-60) ×1,7=213,6 м3, где 60т – количество коагулянта, находящегося в растворных баках. Число и размеры баков-хранилищ для удобства компоновки приняты такими же. Запроектированные растворные и хранилищные баки обеспечивают работу станции в течение сут. максимального потребления коагулянта ( 0,7 – полезный объем в долях единицы).
Емкость расходных баков (м3) определяется по формуле (1):
Приняты два расходных бака размерами в плане 33´2,4м, объемом 22 м3 каждый, при времени приготовления раствора коагулянта 10 ч, что соответствует СНиП [3, п.6.22].
Для растворения коагулянта и перемешивания его в баках используется сжатый воздух, который подается в дырчатые распределительные трубы с интенсивностью 10 л/(см2) – в растворных и хранилищных баках и 5 л/(см2) – в расходных [3, п.6.23]. Расход воздуха для растворения коагулянта и перемешивания в расходных баках (л/с) составит:
л/с.
Отделение ПАА
Для приготовления раствора полиакриламида предусмотрено применение установки УРП-2М с рабочей емкостью бака-мешалки 1,2 м3, производительностью до 6 кг/ч по чистому продукту [14]. Время полного цикла приготовления раствора ПАА, включая взвешивание, загрузку, размешивание и перекачку раствора в расходный бак, составляет 2 ч, что соответствует требованиям СНиП [3, п.6.30]. Расход раствора ПАА концентрацией 5 г/л (0,5%) составляет(л/с):
л/с.
Одного затворения достаточно для обеспечения работы очистной станции в течении
1200/206 ≈ 6 ч.
Из мешалки раствор ПАА перекачивается в два расходных бака общей емкостью 9 м3 и размерами в плане 3,01,5 м. Объема этих баков достаточно для обеспечения станции раствором ПАА на 9000/206=44 ч (2 суток), что соответствует требованиям СНиП [3, п.6.31].
Расход воздуха, необходимого для перемешивания раствора ПАА в расходных баках при интенсивности подачи 4 л/(см2) составит(л/с):
л/с.
Воздуходувки
Суммарная потребность станции в сжатом воздухе составляет:
248 + 18 = 266 л/с 958 м3/ч.
Приняты три воздуходувки марки ВВН-12Н производительностью 600 м3/ч, из них одна резервная [15].
Хлораторная и склад хлора
Доза хлора для предварительного хлорирования принята равной 3 мг/л, а для обеззараживания после фильтрования – 2 мг/л [3, п.6.18, 6.146]. Часовой расход хлора составит:
10-3(2062×3 + 1988×2) = 6,2 + 4 = 10,2 кг/ч.
(здесь 2062 и 1988 м3/ч – расходы соответственно первой и второй ступеней очистки – см. раздел 2.1.3).
Принята хлораторная, совмещенная с расходным складом хлора. При суточной потребности 240 кг/сут (10,2×24≈240) хлор поставляется в контейнерах [12]. Емкость склада при сроке хранения 15 суток составит 10,2×24×15×10-3 = 3,7 т, что не превышает требований СНиП [3, п.6.211] и ПБХ [11].
Предусмотрено две точки ввода хлорной воды: перед смесителем и резервуарами чистой воды (РЧВ). Производительность дозатора для первичного хлорирования составляет 6,2 кг/ч, для обеззараживания – 4 кг/ч.
Устанавливают три хлоратора АХВ-1000 (два рабочих и один резервный) [3, п.6.152] фирмы «Кравт» Россия [16].