Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
иркутский национальный исследовательский
технический университет
Институт Архитектуры, строительства и дизайна
Кафедра «Инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения»
Допускaю к зaщите
Руководитель В.Н. Кульков
И.О. Фaмилия
Проектирование водоочистной станции
производительностью 25,2 тыс.м3
нaименовaние темы
ПОЯСНИТЕЛЬНAЯ ЗAПИСКA
к курсовому проекту по дисциплине
Очистка питьевой и технической воды
1.08.03.01/В34-008.21 ПЗ
Выполнил студент группы ВВб-18-1 ___________ Д.А.Мельников
шифр подпись И.О. Фaмилия
Нормоконтроль В.Н. Кульков
подпись И.О. Фaмилия
Курсовой проект зaщищён с оценкой __________________________
Иркутск 2021 г.
 Оглавление
Определение расчетной производительности станции. 7
Определение количества жителей: 7
Определение часовых расходов: 7
Выбор технологической схемы очистки воды для целей водоснабжения: 8
Расчет резервуаров чистой воды 8
Процесс коагулирования 9
Определение реагентов: 10
Устройства для приготовления раствора коагулянта и его дозирования 11
Расчет растворных и расходных баков. 12
Определение площади склада для хранения реагентов: 12
Входная камера 13
Осветление воды пропуском через слой взвешенного осадка 15
Типы и конструкции осветлителей 16
Расчет контактного осветлителя 17
Расчет трубчатой распределительной системы 17
Обеззараживание воды и уничтожение в ней запахов и привкусов. Процессы обеззараживания воды 19
Хлорирование воды 19
Уничтожение запахов и привкусов в воде природных источников 20
Подсобные и вспомогательные сооружения и помещения очистной станции 21
Заключение 22
Используемые источники 23
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
иркутский национальный исследовательский
технический университет
Институт Архитектуры, строительства и дизайна
Кафедра «Инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения»
Задание на курсовое проектирование
По курсу: «Очистка питьевой и технической воды»
Студенту: Мельников Д.А.
Тема проекта: Проектирование водоочистной станции производительностью 25,2м3/сут.
Исходные данные: Вариант – 8
1. Полезная производительность станции 25,2ыс. м3/сут
2. Абсолютная отметка площадки очистных сооружений 206
3. Территориальная полоса юж
4. Состав грунтов:
1) от 0 до -0,6м. растительный слой
2) от -0,6м. до -3м. супесь
3) от -3м. до -6м. глина
5. Уровень грунтовых вод нет
6. Мутность воды в источнике (наибольшая) 50мг/л.
7. Цветность 60град.
8. Жесткость воды
1) общая 4,7мг-экв/л.
2) карбонатная 0,9мг-экв/л.
9. рН 6,7
10. Вкус 3балла.
11. Запах 2балла.
12. Фтор 0,2мг/л.
13. Общее микробное число в 1мл 800
14. Общее колиформные бактерии, шт/100мл 1
15. Термотолерантные колиформные бактерии, шт/100мл отс.
Рекомендуемая литература:
1. Водоснабжение. Проектирование водопроводных очистных сооружений для подготовки питьевой воды из поверхностных источников. Метод. указ. Составила В.Т. Лебедева.-Изд-во ИрГТУ: Иркутск. – 2004.-31с.
2. СанПиН 2.1.4.1074-01 3. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Учеб. пособие для вузов 20008.-304с.
Графическая часть на 2л (А1)
Дата выдачи «14» сентября 2021г.
Дата представления проекта руководителю «___» _______________ 2021г.
Руководитель курсового проектирования:________________ Кульков В. Н.
Введение
Среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных пунктов и развития промышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место.
Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде требуются громадные количества, измеряемые в миллионах кубических метров в сутки Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.
Изучение качества воды природного источника позволяет установить характер необходимых операций по ее обработке. В некоторых случаях очистные сооружения возлагается задача устранения какого-либо определенного недостатка природной воды или целого комплекса недостатков, а иногда — задача искусственного придания воде новых свойств, требуемых потребителем.
Все разнообразные функции, возлагаемые на очистные сооружения, могут быть сведены к следующим:
1) удаление из воды содержащихся в ней взвешенных веществ (нерастворимых примесей), что обусловливает снижение ее мутности; этот процесс носит название осветление воды;
2) устранение веществ, обусловливающих цветность воды, — обесцвечивание воды;
3) уничтожение содержащихся в воде бактерий, в том числе болезнетворных — обеззараживание воды;
4) удаление из воды катионов кальция и магния — умягчение воды; снижение общего солесодержания в воде — обессоливание воды; частичное обессоливание воды до остаточной концентрации солей не более 1000 мт/л носит название опреснения воды,
В некоторых случаях может производиться удаление отдельных видов солей (обескремнивание, обезжелезивание и т. п.).
Степень необходимой глубины осветления, обесцвечивания, обессоливания воды зависит от характера ее использования.
На очистные сооружения могут быть возложены также отдельные специальные функции — удаление растворенных в воде газов (дегазация), устранение запахов и привкусов природной воды и др.
В некоторых случаях, в соответствии с требованиями производственных потребителей, условиями эксплуатации водопроводов или для успешного проведения операций по самой очистке воды, необходима специальная обработка воды для достижения требуемого значения рН, придания воде свойств стабильности и т.д.
Часть операций по обработке воды может быть отнесена к процессам собственно очистки воды: устранение мутности, цветности, удаление планктона, бактерий и избыточного количества растворенных солей. Но такие операции, как стабилизация воды, поддержание требуемого значения рН, имеющие целью придать воде свойства, необходимые для предотвращения коррозии трубопроводов, успешного протекания коагулирования воды и т. п., уже не могут быть отнесены к процессам очистки воды. Таким образом, понятие «обработка» воды является более общим, чем понятие «очистка» воды. Очистка воды это частный случай ее обработки.
Для отдельных видов потребителей очистные сооружения должны выполнять комплексно несколько из указанных функций. Например, в хозяйственно-питьевых водопроводах, использующих речную воду, на очистные сооружения возложены задачи осветления, обесцвечивания, устранения запахов и привкусов воды, а иногда одновременно и ее умягчения.
Решение всех поставленных перед очистными сооружениями задач может проводиться путем использования различных технологических приемов. Так, осветление воды может быть достигнуто путем отстаивания и фильтрования ее, причем отстаивание может быть простым механическим, когда очищаемая вода проходит через специальные бассейны (отстойники) с весьма малой скоростью. Время осаждения взвешенных частиц зависит от их размеров. Чем мельче частицы, тем больше времени потребуется для их осаждения; коллоидные частицы могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время. для осаждения коллоидных частиц, а также вообще для ускорения процесса осаждения взвеси применяют коагулирование. В воду, подлежащую осветлению, вводят химические реагенты (коагулянты), способствующие связыванию частиц, обусловливающих мутность, в крупные хлопья, что ускоряет их выпадение в отстойниках.
В ряде случаев воду для глубокого осветления после отстойников направляют на фильтры, где она дополнительно осветляется, проходя через слои фильтрующего материала. Такая двухступенчатая система осветления широко применяется при очистке речной воды, используемой для питьевого водоснабжения.
В зависимости от исходного качества воды удаление взвешенных веществ может осуществляться не отстаиванием, а флотацией, при которой осветление происходит в результате выноса взвеси на поверхность воды пузырьками воздуха. для создания пузырьков воздуха в части осветляемой воды (около 10%) растворяют под давлением воздух и подают ее в остальную часть осветляемой воды, находящуюся под атмосферным давлением. При этом из насыщенной воздухом воды выделяются мельчайшие пузырьки, флотирующие взвесь.
Для задержания находящихся в воде взвешенных частиц применяют также специальный метод осветления, при котором вода после коагулирования пропускается через слой взвешенных хлопьев, выпадающих в результате задержания частиц взвеси в осадок. Коагулирование одновременно способствует повышению эффективности процесса фильтрования воды. Коагулирование воды с последующим ее отстаиванием и фильтрованием позволяет осуществить также и обесцвечивание воды.
Для некоторых производств, не требующих прозрачной воды, оказывается достаточным освобождение ее лишь от наиболее крупных взвешенных частиц,
а также плавающих предметов. В этих случаях применяют грубую механическую очистку воды — процеживание, осуществляемое большей частью в водозаборных сооружениях, где для этой цели устанавливают решетки и сетки.
Попутно с осветлением вода при коагулировании и фильтровании в значительной степени освобождается от бактерий, благодаря чему повышаются ее санитарные качества.
Специальной операцией по уничтожению содержащихся в воде бактерий, в частности болезнетворных, является обеззараживание (дезинфекция) воды. Для обеззараживания применяют хлорирование, озонирование, а также бактерицидное облучение воды.
Для улучшения качества воды применяют также и другие операции: умягчение, обессоливание, дегазацию и др.
 Определение расчетной производительности станции.
Определение количества жителей:
 ;
,где Qср – производительность очистных сооружений, м3/сут;
q – норма водопотребления, л/сут.
 человек.
По числу жителей определяется необходимый расход воды на нужды пожаротушения по СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
 ;
,где Qрасч – полная производительность очистных сооружений, м3/сут;
α – коэффициент учитывающий дополнительный расход воды на производственные нужды станции по очистке воды, принимаемый: 3%-4% для схемы с повторным использованием промывной воды; и 10%-14% для схемы без повторного использования.
Qдоп – расход воды на нужды пожаротушения, м3/сут.
,где q н – расход воды на наружное пожаротушение, определяется по СНиП, л/с
q вн - расход воды на внутреннее пожаротушение, определяется по СНиП 2.04.01-85*, л/с
q’ н – то же что и q н, но для предприятия, л/с
q’ вн - то же что и q’ н, но для предприятия, л/с.
Q доп = 3,6*3*(2*(40+5)+1*(35+5)*0,5=1188 м3/сут;
Для схемы без повторного использования воды на собственные нужды водоочистной станции:
Q расч = 1,1*25 200 + 1188 = 28 908 м3/сут.
Определение часовых расходов:
Коэффициент суточной неравномерности водопотребления Ксут, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, надлежит принимать равным:
Q сут max = 1,2 * 28 908 = 34689,6 м3/сут;
Q сут min = 0,8 * 28 908 = 23126,4 м3/сут;
Расчетные часовые расходы воды qч, м3/ч, должны определяться по формулам:
Коэффициент часовой неравномерности водопотребления Кч следует определять из выражений:
где a — коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаемый amax = 1,2—1,4; amin = 0,4—0,6;
b — коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаемый при числе жителей 72000 человек: βmax =1,13; β min = 0,64;
К ч max = 1,3 * 1,13 = 1,469;
К ч min = 0,5 * 0,64 = 0,32;
q ч max = 1,469 * 34689,6 / 24 = 2123,3 м3/ч;
q ч min = 0,385 * 23126,4 / 24 = 371 м3/ч;
Выбор технологической схемы очистки воды для целей водоснабжения:
Выбираем контактный осветлитель как способ фильтрования
Условие применения:
- Мутность: до 120мг/л;
- Цветность: до 120˚;
- Производительность: любая.
Выбранная схема предполагает наличие коагулянта и в процесс очистки воды, следовательно, схема дополняется смесителем (выбираем вертикального типа) + входная камера.
Расчет резервуаров чистой воды
Полны объем резервуаров слагается из суммы:
,где W рег – регулирующий объем, 8% от расчетного расхода, м3/сут;
W рег = 0,08 * 28 908 + 1188 = 2430,6 м3.
Принимаем 2 резервуара, емкость одного будет равна:
W1 = W рег / 2 = 3782,24 / 2 = 1215,3 м3.
Высота резервуара равна 4,5 м (от 1,8 до 4,8 м по типовым проектам), следовательно площадь сооружения:
S рез = W1 / h = 1892 / 4,5 = 270 м2.
Проектируем круглый в плане резервуар, диаметр которого определяется:
 м.
Резервуар строят из марок бетона не меньше 200 и марки по морозостойкости 100, по водопроницаемости В8, В/Ц = (0,4-0,5). Внутренние поверхности заштукатурены и зажелезнены. Для эксплуатации и осмотра предусматриваются 2 люка, вентиляционные шахты, люки для отбора проб воды.
Резервуар отсыпают грунтом 0,7 м., и сверху укрепляют посевом трав.
Процесс коагулирования
В практике очистки природных вод для целей водоснабжения коагулирование применяется весьма широко.
Наиболее часто применяемыми реагентами при коагулировании (коагулянтами) в настоящее время являются: сернокислый алюминий Аl2(SО4)3, железный купорос FеSO4 и хлорное железо FеCl4.
При введении в осветляемую воду сернокислого алюминия происходит его диссоциация:
Далее происходит ионный обмен катионов алюминия на катионы, сорбированные содержащимися в воде глинистыми частицами. В результате гидролиза оставшихся в избытке катионов алюминия образуется выпадающая в осадок гидроокись алюминия:
Катионы водорода оказывают отрицательное влияние на протекание указанного процесса. Они реагируют с имеющимися в воде бикарбонатами:
Если естественная щелочность воды для хода этой реакции недостаточна, то воду необходимо подщелачивать. Для этого в нее вводят известь или соду. Связывание водородных катионов идет в случае добавления извести по уравнению:
,а при добавлении соды — по уравнению:
При применении в качестве коагулянта хлорного железа реакция с образованием хлопьевидной взвеси Fе (ОН)з протекает аналогично описанным выше:
Хорошие результаты дает также применение железного купороса с одновременным хлорированием воды. Введение хлора облегчает процесс коагуляции и способствует окислению закисного железа.
Определение реагентов:
1) Определение дозы коагулянта:
- От мутности определяется по СНиП 2.04.02-84* табл. 16:
Доза безводного коагулянта для обработки мутных вод, мг/л – (35)
- От цветности:
 мг/л.
Наибольшая доза будет являться диктующей: 35 мг/л.
2) Определение необходимости подщелачивания.
Доза щелочи:
,где е – эквивалентный вес коагулянта = 57 мг/мг*эквив;
Кщ — коэффициент, равный для извести (по СаО) — 28, для соды (по Na2CO3) — 53;
Щ0 — минимальная щелочность воды, мг-экв/л.
Ответ отрицательный, следовательно, вода не нуждается в подщелачивании.
3) Доза хлора.
Дозу хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) при предварительном хлорировании и для улучшения хода коагуляции и обесцвечивания воды, а также для улучшения санитарного состояния сооружений следует принимать 3—10 мг/л. Вводится 2-х ступенчато:
- Перед смесителем и основными сооружениями;
- Перед подачей очищенной воды в резервуары.
4) Устранение запахов и привкусов:
Исходная вода имеет 3 балла по вкусу и 2 по запаху, при необходимости после очистки для устранения недостатка применяется активированный порошкообразный уголь.
5) Фторирование воды.
Доза фтора:
 , г/м3
где n — коэффициент, зависящий от места ввода реагента в обрабатываемую воду, принимаемый при вводе в чистую воду — 1, при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке воды — 1,1;
а — необходимое содержание фтора в обрабатываемой воде в зависимости от климатического района расположения населенного пункта, устанавливаемое органами санитарно-эпидемиологической службы, г/м3;
F — содержание фтора в исходной воде, г/м3.
К — содержание фтора в чистом реагенте, %, принимаемое для натрия кремнефтористого — 61, для натрия фтористого — 45, для аммония кремнефтористого — 64, для кислоты кремнефтористоводородной — 79;
Сф — содержание чистого реагента в товарном продукте, %.
 мг/л.
На очистных станциях современных водопроводов установки, связанные с процессом коагулирования, обычно включают сооружения для подготовки и дозирования реагентов — реагентное хозяйство, для смещения осветляемой воды с реагентами смесители, для хлопьеобразования — камеры хлопьеобразования.
Доставляемый на станцию коагулянт может храниться или в сухом виде, или в виде концентрированного раствора. Последнее весьма рационально, особенно на станциях большой производительности.
Коагулянт должен быть введен в очищаемую воду до ее поступления в отстойник или осветлитель. Если свойства природной воды требуют ее подщелачивания, то реагенты, повышающие щелочность воды, также должны быть поданы в воду до ее поступления в отстойник.
Устройства для приготовления раствора коагулянта и его дозирования
Для приготовления раствора коагулянта на станциях разной производительности применяют различные устройства.
На рис.1 показана установка для приготовления раствора очищенного сернокислого алюминия на станциях небольшой производительности. При хранении коагулянта 1 в сухом виде его грейфером 2 загружают через бункер З в «растворные» баки б, куда подается вода для его растворения. Коагулянт в растворном баке находится на колосниковой решетке 4. Для интенсификации процесса растворения под колосники по системе дырчатых труб 5 подается сжатый воздух воздуходувкой 9. Полученный раствор поступает по перепускному рукаву 7 в рабочие (расходные) баки 8, где доводится до требуемой концентрации (добавлением воды). Из рабочих баков раствор требуемой концентрации подается насосом - дозатором 9 в смеситель.
Для непрерывного приготовления и непрерывной подачи раствора должно быть установлено не менее двух растворных и двух рабочих баков, работающих попеременно.
На станциях большой производительности широко внедряют хранение коагулянта в растворенном состоянии. При этом коагулянт сгружают непосредственно в растворные баки. Приготовленный концентрированный раствор (15—20%-ный) перекачивают в емкости-хранилища (рис.2). Их можно располагать вместе с растворными баками или отдельно от них. Затем по мере необходимости раствор перекачивают из хранилищ в расходные баки. Концентрация раствора снижается до 4—10% путем добавления чистой воды.
Ускорение процесса растворения коагулянта может быть достигнуто использованием воды, подогретой до 40—60° С.
 
А — резервуар-хранилище; Б — растворный бак; 1— поплавки; 2 — воздуховод; З— вертикальная решетка; 4 — коагулянт; 5 — колосниковая решетка; б — трубопровод для подачи исходной воды; 7 — трубопровод для подачи раствора коагулянта к насосу; 8—трубопровод для подачи раствора коагулянта от насоса в резервуар-хранилище; 9 - трубопровод для подачи раствора коагулянта в расходные баки или к дозаторам; 10— сбросные трубопроводы; 11 — кислотостойкая изоляция.
Расчет растворных и расходных баков.
Для приготовления коагулянта применяют специальные установки, включающие растворные и расходные баки, а также воздуходувки и дозаторы (насос-дозатор).
Объем раствора в растворных баках определяется по формуле:
 , м3
Q сут – производительность установки в м3/сут:
Дф – доза реагента;
Kp – концентрация раствора коагулянта в растворном баке, % (16%);
n – число затворений в сутки
 м3
Проектируем 2 растворных бака, объем одного будет определяться:
W р1 = W р / 2 = 4,8 / 2 = 2,4 м3;
Производительность насоса-дозатора
 или 1208 л/ч
Принимаем насос-дозатор марки НД-1200/6и (один рабочий, другой резервный) номинальной производительностью 1200 л/ч с мощностью электродвигателя 1,7 квт.
Определение площади склада для хранения реагентов:
 ,
где m –коливечтво бочек реагента, рассчитанное на 1,5 месячный запас;
f – площадь, занимаемая одной бочкой и равная 0, 25 м3;
1,2 – коэффициент для учета проходов.
Кремнефтористый натрий транспортируется в деревянных бочек весом нетто 50кг;
При потребности в реагенте на 1,5 месяца (45дней)
А количество бочек будет m=1587,6/50=32шт.
Тогда площадь склада:
Размеры склада: 4,2 м Х 4,2 м
Входная камера
Устройство входной камеры необходимо для того, чтобы исключить попадание в распределительную систему и зернистую загрузку контактного осветлителя водорослей и крупной взвеси.
Объем входной камеры составит:
Где t – продолжительность пребывания воды во входной камере не менее 5 мин, принимаем 6 мин. (СНиП 2.04.02-84*)
Камера должна быть секционирована на 2 отделения. Определяются размеры секций в плане (ВхL) при глубине воды h =3 м. В секциях устанавливаются вертикальные сетки с отверстиями 2-4 мм.
Рабочая площадь сеток Fс ,м2, определяется:
Входная камера оборудуется устройствами для промывки сеток, спускной и переливной трубами.
Нижняя часть камеры имеет наклонные стенки под углом 500 к горизонту. Высота конической части камеры составит:
Полная высота камеры:
Осветление воды пропуском через слой взвешенного осадка
Для предварительного осветления воды перед подачей ее на фильтры вместо отстойников широко используют так называемые осветлители со взвешенным осадком. Этот метод осветления применим только при условии введения в воду коагулянта, т. е. при условии предварительной обработки воды, лишающей частицы взвеси агрегативной устойчивости.
Принцип работы осветлителя со взвешенным осадком схематически показан на рис.5 (на рисунке показана половина осветлителя — левая его часть). Вода из смесителя после введения в нее реагентов подается в нижнюю часть осветлителя. В большинстве современных конструкций осветлителей их нижнюю часть устраивают постепенно расширяющейся кверху, т. е. конической или призматической. Благодаря этому скорость восходящего потока в пределах нижней части осветлителя постепенно уменьшается. Хлопья коагулянта и увлекаемые ими частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока их скорость выпадения не станет равной восходящей скорости потока. Допустим, что это достигается на высоте h0 над точкой ввода воды — на уровне I—I. Выше этого уровня по мере работы осветлителя образуется слой взвешенного осадка, через который будет проходить и как бы фильтроваться осветляемая вода. Высота слоя h1 зависит от требуемого эффекта осветления воды. Эта высота обеспечивается расположением устройства З для отбора осадка на определенном уровне II—II. Осадок удаляется в осадкоуплотнителе. Вода, прошедшая такой своеобразный «взвешенный фильтр», продолжает восходящее движение до уровня III—III, где расположены устройства для ее сбора и отвода. Высота h2 слоя воды над слоем взвешенного осадка должна обеспечить задержание частиц мути, проскочивших через взвешенный осадок, и защитить поверхность взвешенного осадка от подсоса взвеси устройствами 2— желобами, перфорированными трубами — для сбора осветленной воды. Подобный подсос возможен вследствие образования местных потоков воды вблизи указанных устройств.
В слое взвешенного осадка происходит процесс прилипания частиц взвеси к образовавшимся в воде хлопьям коагулянта, т. е. своеобразный процесс контактной коагуляции, так называемое стесненное осаждение хлопьев и частиц мути. Скорость выпадения частиц в условиях стесненного осаждения всегда меньше, чем при их свободном осаждении; скорость восходящего движения воды в пределах этого слоя в каждый момент работы осветлителя равна скорости выпадения хлопьев. При увеличении концентрации вещества в слое взвешенного осадка уменьшается скорость выпадения частиц. Поэтому слой взвешенного осадка обладает известной устойчивостью.
Рис.5 Осветлитель.
1— осветлитель; 2 желоба для сбора и отвода воды; З — устройство для отбора осадка; 4 – осадкоуплотнитель
Осветлители работают эффективно при условии относительно незначительных колебаний часового расхода подаваемой воды—не более ± 10% в течение часа и незначительных колебаний ее температуры — не более 10 ˚С в течение 1 ч.
Типы и конструкции осветлителей
Основными признаками, отличающими отдельные типы осветлителей, используемых в отечественной практике, являются: а) форма рабочей камеры осветлителя; б) наличие или отсутствие дырчатого днища под слоем взвешенного осадка; в) метод удаления избыточного осадка из рабочей камеры; г) конструкция и место расположения осадкоуплотнителей.
Осветлители бывают круглой или прямоугольной формы в плане. Нижняя часть большинства осветлителей имеет форму конуса, пирамиды или призмы (т. е. с переменным поперечным сечением рабочей части) с углом наклона стенок к горизонту около 600.
Поддержание требуемой высоты слоя взвешенного осадка в большинстве современных конструкций осветлителей достигается так называемым принудительным отсосом (отбором) осадка.
Осадкоуплотнители устраивают встроенными в осветлитель или вне его (выносными), располагают их в середине осветлителя или под его дном.
Следует отметить, что наличие в воде, подаваемой на осветлитель, пузырьков воздуха может нарушить нормальную работу слоя взвешенного осадка. Поэтому обычно предусматривают удаление воздуха из воды до ее поступления в осветлитель.
Расчет контактного осветлителя
Определение площади контактного осветлителя.
Необходимая площадь контактных осветлителей определяется, как и площадь двухпоточных фильтров, по формуле:
где T - продолжительность работы станции в течение суток = 24 ч;
n - количество промывок каждого фильтра за сутки = 3;
щ - интенсивность промывки = 0,5 л/с·м2;
t1 - продолжительность промывки осветлителя = 8 мин;
Vрн - скорость фильтрования при нормальном режиме = 5 м/час;
t2 - время простоя осветлителя в связи с промывкой =10 мин;
t3 - продолжительность сброса первого фильтра = 10 мин.
Количество контактных осветлителей:
Площадь одного контактного осветлителя:
Проверяем скорость восходящего потока воды при форсированном режиме эксплуатации:
где N1— количество контактных осветлителей, находящихся в ремонте.
Таким образом, скорость при форсированном режиме не превышает допускаемую скорость движения воды, равную 6 м/ч.
Расчет трубчатой распределительной системы
Расход промывной воды, приходящейся на один контактный осветлитель (одновременно промываются оба отделения), составит:
При наличии двух отделений на каждый коллектор распределительной системы контактного осветлителя приходится расход промывной воды qкол= л/сек
Принимая скорость движения воды при промывке не более 0,8—1,2 м/сек, находим диаметр коллектора каждого отделения dкол=600 мм, отвечающий скорости движения воды vкол=1,2 м/сек.
Наружный диаметр стальной трубы по ГОСТ 10704—63 равен: D=630 мм. Длина одного ответвления каждого отделения контактного ответлителя составит
lотв=(L—D):2=(6—0,63):2=2,69 м.
Так как шаг оси ответвлений должен быть е=0,25—0,35 м, то количество ответвлений в каждом отделении контактного осветлителя будет:
Расход промывной воды, приходящейся на одно ответвление:
Диаметр ответвления:
Тогда количество отверстий на каждом ответвлении:
Расстояния между осями отверстий при размещении их в один ряд ео=2690 : 24≈112 мм (рекомендуются в пределах 80 −120 мм).
Расчет ширины желоба:
Обеззараживание воды и уничтожение в ней запахов и привкусов. Процессы обеззараживания воды
Отстаивание и фильтрование воды значительно уменьшают количество содержащихся в ней микроорганизмов, но не дают гарантии окончательного их удаления. Даже в хорошо эксплуатируемых очистных сооружениях через фильтры проходит часть бактерий, содержавшихся в воде источников. Для окончательного удаления микроорганизмов применяют обеззараживание (дезинфекцию) воды, В современных очистных сооружениях обеззараживание воды производится во всех случаях, когда источник водоснабжения ненадежен в санитарном отношении.
Обеззараживанию, как правило, подвергается вода, уже прошедшая остальные стадии очистки: коагулирование, отстаивание, фильтрование.
В некоторых случаях дезинфекция применяется как единственная самостоятельная мера очистки воды (например, при использовании подземных вод, не отвечающих санитарным требованиям).
Обеззараживание воды может быть осуществлено с помощью хлорирования, озонирования, бактерицидного облучения и др.
В современной практике очистки воды наиболее широкое распространение получила ее дезинфекция путем хлорирования.
Хлорирование воды
Для хлорирования воды на водопроводных очистных станциях используется жидкий хлор и для станций малой производительности хлорная известь.
Хлорирование воды жидким хлором. При введении хлора в воду образуются хлорноватистая в соляная кислоты:
Далее происходит диссоциация образовавшейся хлорноватистой кислоты
Получающиеся в результате диссоциации хлорноватистой кислоты гипохлоритные ионы ОСl - обладают наряду с недиссоциированными молекулами хлорноватистой кислоты бактерицидным свойством. Сумму С12--НОС1--ОС1 - называют свободным активным хлором.
При наличии в воде аммонийных соединений или при специальном введении в воду аммиака образуются монохлорамины NН2Сl и дихлорамины NНСl2, также оказывающие бактерицидное действие, несколько меньшее, чем свободный хлор, но более продолжительное. Хлор в виде хлораминов в отличие от свободного называется связанным активным хлором.
Количество активного хлора, необходимого для обеззараживания воды, должно определяться не по количеству болезнетворных бактерий, а по всему количеству органических веществ и микроорганизмов, а также и неорганических веществ, способных к окислению, которые могут находиться в хлорируемой воде. Правильное назначение дозы хлора является исключительно важным. Недостаточная доза хлора может привести к тому, что он не окажет необходимого бактерицидного действия; излишняя доза хлора ухудшает вкусовые качества воды.
Поэтому доза хлора должна быть установлена в зависимости от индивидуальных свойств очищаемой воды на основании пробных опытов с этой водой.
При введении хлора в обрабатываемую воду должны быть обеспечены хорошее смешивание его с водой и достаточная продолжительность (не менее 30 мин) его контакта с водой до подачи ее потребителю. Хлорирование уже осветленной воды обычно производят перед поступлением ее в резервуар чистой воды, где и обеспечивается необходимое для их контакта время.
Вместо хлорирования воды после отстойников и фильтров в практике водоочистки иногда применяют хлорирование ее перед поступлением на отстойники (предварительное хлорирование) — до смесителя, а иногда перед подачей на фильтр. Предварительное хлорирование способствует коагуляция, окисляя органические вещества, которые тормозят этот процесс, и, следовательно, позволяет уменьшить дозу коагулянта, а также обеспечивает хорошее санитарное состояние самих очистных сооружений. Предварительное хлорирование требует повышения доз хлора, так как значительная часть его идет на окисление органических веществ, содержащихся в еще неосветленной воде.
Вводя хлор до и после очистных сооружений, можно снизить общий расход хлора по сравнению с расходом его при предварительном хлорировании, сохранив преимущества, даваемые последним. Такой метод носит название двойного хлорирования.
Расчет необходимого количества активного хлора при Q=25,2 тыс.м3
Уничтожение запахов и привкусов в воде природных источников
Содержащиеся в воде природных источников различные вещества, а также микроорганизмы могут придавать ей неприятные запахи и привкусы, ухудшающие качество воды и препятствующие использованию ее для питьевых целей. Весьма часто наличие запахов и привкусов в природной воде обусловливается выделением в результате жизнедеятельности и отмирания находящихся в воде микроорганизмов и водорослей пахнущих веществ. Для устранения этих запахов и привкусов можно применять хлорирование. Малые дозы хлора, вызывая отмирание микроорганизмов, могут увеличить запах; лишь увеличенные дозы хлора, достаточные для окисления органических веществ и микроорганизмов, приводят в некоторых случаях к устранению запахов и при.вкусов.
Если хлорирование воды проводится для целей обеззараживания, то уничтожение запахов и привкусов, имеющихся в природной воде, может быть проведено попутно. Однако при назначении дозы хлора должно быть учтено и количество его, необходимое для окисления микроорганизмов.
Подсобные и вспомогательные сооружения и помещения очистной станции
К вспомогательным сооружениям очистной станции относятся: склады реагентов — коагулянтов, флокулянтов, извести, хлора; склады фильтрующих материалов; сооружения по удалению промывной воды, регенерации осадка, обороту промывной воды и ее сбросу; сооружения по удалению, сушке и эвакуации осадка из отстойников.
Склады реагентов исходя из условий удобства подачи реагентов в реагентное хозяйство обычно устраивают непосредственно примыкающими к зданию реагентного хозяйства. Склады жидкого хлора устраивают в отдельных помещениях.
В основном здании очистной станции должны быть предусмотрены помещения для химических, бактериологических и гидробиологических лабораторий по контролю качества воды с подсобными помещениями, помещения для работы персонала станции (диспетчерские, кладовые, гардеробы, душевые, мастерские, вентиляционные камеры и т. п.)
Заключение
Выполняя данный курсовой проект было выявлено, что для выбора метода обработки воды нужно знать основные факторы по качественные показатели воды, рельефа местности, геологический разрез.
После проведения различных расчетов видно, как все таки можно очистить воды от определенных примесей. Подробно рассмотрен коридорный осветлитель и раскрыта суть его работы.
Так же замечу, что помимо коридорного осветлителя для очистки питьевой воды есть и другие устройства, которые могут быть выбраны в зависимости от факторов, которые были приведены выше.
Используемые источники
СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения – М. Стройиздат, 1986.
Яковлев С.В. и др. Канализация – М.: Стройиздат, 1976.
Москвитин А.С. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. – М.:Стройиздат, 1979.
Василевич Э.Э. – Иркутск, 20006. Методическое указание по выполнению курсового проекта по дисциплине «Очистка сточных вод»
Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского: справочное пособие – 5-е изд. перераб. И доп.-М.:Стройиздат, -1987-152с.
Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. –М.:Стройиздат, 1981
 ГОСТ 7.32-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления."
|
Скачать 389.16 Kb.