Изучение схем и сооружений по подготовке воды для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Июня 2014 в 19:14, контрольная работа

Краткое описание

Целью данной контрольной работы является изучение схем и сооружений по подготовке воды для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения.
Задание:
а) выбрать технологическую схему подготовки питьевой воды, исходя из качества исходной воды и производительности станции;
б) составить высотную схему очистных сооружений в соответствии с выбранной технологической схемой;
в) определить дозу коагулята и суточное потребление коагулянта и хлора;
г) рассчитать все сооружения, входящие в технологическую схему очистки;
д) определить потери воды в охладителях;
ё) рассчитать один из охладителей (по заданию).

Прикрепленные файлы: 1 файл

Контрольная работа водоснабжение.docx

— 238.33 Кб (Скачать документ)

Контрольная работа.

Целью данной контрольной работы является изучение схем и сооружений по подготовке воды для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения.

Задание:

а) выбрать технологическую схему подготовки питьевой воды, исходя из качества исходной воды и производительности станции;

б) составить высотную схему очистных сооружений в соответствии с выбранной технологической схемой;

в) определить дозу коагулята и суточное потребление коагулянта и хлора;

г) рассчитать все сооружения, входящие в технологическую схему очистки;

д) определить потери воды в охладителях;

ё) рассчитать один из охладителей (по заданию).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ п/п

Исходные данные

Значения

1

Расход воды, м3/сут:

хоз.-питьевые нужды

Контур 1

Контур 2

 

1400

1100

200

2

Качество исходной воды:

мутность, мг/л;

цветность, град;

солесодержание, мг/л

 

300

20

350

3

Отметка земли у очистной станции Zo

12

4

Потери воды в контуре 2, %

контур 2: потери

с осадком

 

1,0

8

7

Температура воздуха по смоченному термометру, ° С

16

8

Перепад температур, °С

6

9

Скорость фильтрования, м/ч

6

10

Интенсивность промывки, лс*м2

10

11

Рассчитываемый тип

охладителя:

брызгальный бассейн

градирня

 

 

+

12

Напор перед соплами, м вод. ст.

6



Исходные данные:

Исходные данные:

Таблица 1

 

1. Подготовка воды для промышленного  водоснабжения.

 

Вода, растворы и суспензии играют важную роль во многих производственных процессах. Каждый производственный процесс предъявляет свои требования к качеству воды. Особое внимание следует уделять назначению подпиточной воды и вопросам повторного использования и циркуляции воды, важность которых в данное время возрастает.

Следует контролировать следующие показатели качества циркуляционной воды:

  • содержание сульфатов и карбонатов щелочноземельных металлов для предотвращения их осаждения;
  • количество всех растворенных неорганических солей - для предотвращения повышения электропроводности воды и усиления коррозии;
  • количество разлагающихся органических веществ, солей аммония и фосфатов, способствующих росту аэробных и анаэробных бактерий;
  • содержание детергентов - для предотвращения пенообразования;
  • температуру, чтобы избежать промежуточного охлаждения или сброса излишне горячей воды в реку.

2. Выбор схемы осветления  воды и составление высотной  схемы.

Исходя из качества исходной воды (мутности и цветности), а также расчетной производительности станции, в соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.02-84 выбирают расчетную схему осветления (Табл. 2) и составляют схему водопровода (Рис. 1).

Высотную схему начинают составлять с наиболее низко расположенного сооружения - резервуара чистой воды. При определении отметок уровня воды в элементах сооружений водоочистной станции за начальную отметку принимают отметку поверхности земли площадки водоочистной станции Zo.

 

Таблица 2

 

Рекомендации по выбору схемы осветления воды при ее обработке

с применением коагулятов

Сооружения станции

очистки воды

Условия предпочтительного применения

по качеству исходной воды

по производительности станции, м3/сут

мутность,

мг/л

цветность,

мг/л

Вертикальные отстойники и фильтры

до 2500

любая

до 3000

Осветлители со взвешенным осадком и фильтры

до 2500

любая

более 3000

Горизонтальные отстойники и фильтры

до 2500

любая

более 30000

Контактные осветлители

до 150

до 150

любая




 


 

 

 

 

Рис. 1. Схема водопровода:

I - река, II - сооружения очистки воды, III - промышленное предприятие,

1 - водоприемный оголовок; 2 - береговой водоприемный колодец, совмещенный с насосной станцией I подъема; 3 - смесители; 4 - блок осветлителей или отстойников; 5 - блок фильтров; 6 - резервуары чистой воды; 7 - насосная станция

 

Отметку наивысшего уровня воды в резервуаре чистой воды Z обычно назначают по экономическим и санитарным соображениям на 0,5 м выше отметки Zo. Затем, задаваясь потерями напора, определяют отметки уровней воды в отдельных сооружениях станции и соединительных коммуникациях между ними (Табл. 3). На рисунке 2 представлена высотная схема водопроводной очистной станции.

 

Таблица 3

Потери напора в водоочистных сооружениях и

соединительных коммуникациях

 

Сооружения и соединительные коммуникации

Рекомендуемые

Принятые

Потери напора, м

Смесители

0,4-0,9

0,5

Камеры хлопьеобразования

0,4-0,5

0,5

Отстойники

0,6-0,7

0,6

Осветлители со взвешенным осадком

0,7-0,8

0,7

Фильтры

3,0-3,5

3,0

От смесителя к отстойникам

0,3-0,5

0,4

От смесителя к осветлителям со взвешенным осадком

0,5

0,5

От отстойников или осветлителей со взвешенным осадком к фильтрам

0,5-1,0

0,7

От фильтров к резервуарам чистой воды

1,0

1,0




 

По таблице 2 в соответствии с заданием выбираем осветлители со взвешенным осадком и фильтры мутностью до2500 мг/л, цветность любая, производительность станции более 3000 м3/сут.

Отметка Z0=12 м (таблица 1), отметка наивысшего уровня воды в резервуаре  чистой воды:

Z1= Z0+0,5=12+0,5=12,5 м.

Принятые потери напора представлены в таблице 3

На рисунке 2 представлена высотная схема водопроводной очистной станции.


 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Высотная схема водопроводной очистной станции:

1 - насосная станция I подъема; 2- смеситель; 3 - осветлитель со слоем взвешенного осадка; 4 - скорые фильтры; 5 - резервуары чистой воды; 6 - насосная станция II подъема; 7- реагентное хозяйство

 

 

3. Расчет расхода реагентов.

 

Поскольку исходная вода, забираемая из открытого источника, содержит взвешенные и растворенные окрашенные вещества, то для ускорения процессов их удаления в нее добавляют коагулянты. В качестве коагулянта чаще всего используют сернокислый алюминий A1(S04)3*18H20, гидролизующийся с образованием трудно растворимых оснований А1(ОН)3. Гидролиз коагулянта сопровождается образованием в воде положительно заряженного золя гидроокиси, обладающего развитой поверхностью, на которой сорбируются частично или полностью потерявшие отрицательный заряд коллоидные и высокомолекулярные примеси обрабатываемой воды.

Доза коагулянта определяется в зависимости от мутности исходной воды по таблице 4, а для цветных вод - по формуле:

Dk=4

где    Ц - цветность воды, град. Ц=20 град.

При одновременном содержании в воде взвешенных веществ и цветности доза коагулянта выбирается по большему значению.

По таблице 4 согласно исходным данным (мутность 300 мг/л) доза коагулянта 40-60 мг/л.

Dk=4, Dk=4=17,9 мг/л, принимаем Dk=40 мг/л

Количество коагулянта, необходимое для работы станции в течении суток W

W=Dk=Qхоз.п·24/1000

Где Qхоз.п –суточное потребление воды предприятием, м3/сут

(Qхоз.п=1400 м3/сут согласно таблице 1)

W=40·1400·24/1000=1344 кг

Обеззараживание воды может быть осуществлено с помощью хлорирования, озонирования, бактерицидного облучения и др. Наибольшее распространение получило обеззараживание хлорсодержащими реагентами. Обычно хлорирование производится в два этапа: предварительное - дозой 3 - 5 мг/л хлора при поступлении воды на станцию и вторичное - дозой 1 - 2 мг/л для обеззараживания воды перед поступлением ее в резервуар чистой воды. Расчетный суточный расход хлора для хлорирования определяется:

- на  предварительное  G1 = Q хоз.п ·Dхл/1000

G1 =1400·3/1000=4,2кг

- на вторичное             G2 = Q хоз.п ·Dхл/1000

G2 =1400·1/1000=1,4 кг.

 

 

4. Расчет смесителя.

 

Перемешивание исходной воды с реагентами происходит е течение 1-2 минут в смесителе. Смесители могут быть дырчатые, шайбовые, перегородчатые, вертикальные и механические.

Вертикальный смеситель представляет собой круглый или квадратный в плане резервуар с конической или пирамидальной нижней частью. Центральный угол между наклонными стенками α = 30-40°. Вода входит в смеситель снизу со скоростью 1-1,5 м/с, выходит из смесителя на уровне водосборных устройств со скоростью 25 мм/с. Нагрузка по воде на один смеситель не должна превышать 1200 - 1500 м3/ч. Время пребывания воды в смесителе вертикального типа 1,5 - 2 мин. Площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя:

где    Qч - часовая производительность станции, м/ч;

Vв - скорость восходящего движения воды, равная 90-100 м/ч.

Принимаем Qч=58,3м3/ч в соответствии с исходными данными,

Vв=100 м/ч

Fв.см= Qч/ Vв

Fв.см.=58,3/100=0,6 м2

Если смеситель круглый в плане, то его диаметр:

Dв.см.=

Dв.см.= м

 

Трубопровод, подающий обрабатываемую воду в нижнюю часть смесителя со скоростью Vн = 1 - 1,2 м/с, имеет сечение:

Fн= Qч/3600Vн

Fн = =0,016 м2

Расчетный диаметр Dт=

Dт==0,14 м=140 мм

Принимаем Dт=200 мм

Площадь нижней части усеченной пирамиды в месте примыкания этого трубопровода:

Fн = Dт2

Fн=0,22=0,04 м 2

Высота нижней (пирамидальной ) части смесителя:

hн=0,5(Вв.см.- Dт)ctgα/2

принимаем α=300,тогда

hн=0,5(0,9-0,2)ctg300/2=1,3м

Объем пирамидальной части смесителя:

Wн= hн (Fв+ Fн+)

Wн= ·1.3(0,6+0,016+)=0,3 м3

Полный объем смесителя

Wсм=Qч·t/60,

где t=1...2 мин- время пребывания воды в смесителе

Wсм=58,3·2/60=1,94 м3

Объем верхней части смесителя

Wв= Wсм- Wн

Wв=1,94-0,3=1,64 м3

Высота верхней части смесителя

hв= Wв/ Fв

hв=1,64/0,6=2,7 м

 

 

 

 

 

 

Схема вертикального смесителя представлена на рисунке 3.

 

 


 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Схема вертикального смесителя:

1 - подача исходной воды; 2 - отвод воды из смесителя;

3 - сброс (опорожнение смесителя); 4 - подача реагентов

 

Так как в технологическую схему очистки воды включены осветлители со взвешенным осадком то камеры хлопьеобразования не требуются.

 

5. Расчет осветлителя со взвешенным осадком.

Осветлители проектируют круглыми или прямоугольными в плане, и они имеют четыре основные рабочие зоны: взвешенного осадка, осветления, отделения осадка и уплотнения осадка. В зависимости от расположения зон отделения и уплотнения осадка их подразделяют на осветлители с горизонтальным и вертикальным осадкоуплотнителем.

Осветлитель коридорного типа с вертикальным осадкоуплотнителем состоит из двух коридоров и осадкоуплотнителя. Схема осветлителя представлена на рисунке 4. Общая площадь осветлителя:

Fосв = Fотд + Fз.осв

Площадь зоны осветления рассчитывают по формуле:

Fз.осв  = Крв Qч/ 3,6 V осв

где    Крв - коэффициент распределения между зонами осветления и

                 отделения осадка, принимают равным 0,7;

V осв - скорость восходящего потока воды в зоне осветления,

           принимают равной 1 мм/с.

Площадь зоны отделения осадка определяют по формуле:

Fотд = Qч (1 - Крв) / 3,6 V осв

Выполняем расчеты:

Fз.осв  =0,7·58,3/3,6·1=12 м2

Fотд =58,3(1-0,7)3,6·1=4,9 м2

Fосв =4,9+12=16,9 м2


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Схема осветлителя со взвешенным осадком коридорного типа:

1 - подача воды на осветлитель; 2 - отвод воды из осветлителя; 3 - осадкоприемные окна; 4- отвод осветленной воды из осадкоуплотнителя; 5 - отвод осадка из осадкоуплотнителя

Для определения размеров осветлителей в плане задаются его длиной, принимаемой 6 - 8 м. Ширина зоны осветления будет:

Восв = Fз.осв  /  L осв

где    L - принятая длина осветлителя, м.

Восв =12/5=2,4 м

Количество осветлителей будет:

N = Восв  / 2 Восв

где Восв -ширина одного коридора, принимается 2-3 м.

 Принимаем  Восв=2 м

N =2,4/2·2=0,6

При дробном значение N количество осветлителей увеличивают до целого числа в большую сторону.

Принимаем N =1.

Ширина зоны отделения осадка определяется по формуле:

Вотд = Fотд / Lосв ·N

Вотд =4,9/5·1=1 м

Высота осветлителя складывается из высоты слоя взвешенного осадка, высоты зоны осветления и запаса высоты.

 

6. Расчет скорых фильтров

Окончательное осветление воды производится на скорых фильтрах. Вода, поступающая на фильтры, должна содержать взвешенные вещества не более 8 - 12 мг/л. После фильтров мутность воды не должна превышать 1,5 мг/л. На скорых фильтрах осветляется предварительно скоагулированная вода.

Скорый безнапорный фильтр (Рис. 5) представляет собой резервуар, загруженный слоями песка и гравия, крупность которых возрастает сверху вниз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Схема скорого безнапорного фильтра:

1 - подача воды на фильтр; 2 - трубопровод сброса первого фильтрата; 3 - боковой карман; 4 - ответвления трубчатого дренажа; 5 - коллектор дренажа; 6 - рубопровод для сброса промывных вод; 7 - промывные желоба; 8- отвод фильтрованной воды; 9- подача промывной воды

Информация о работе Изучение схем и сооружений по подготовке воды для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения