ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.12.2019
Просмотров: 1431
Скачиваний: 1
Лекція №4
Т4. Вимоги до якості води
Вімоги до якості води в господарський-питному водопроводі В1 можна розбити на дві групи:
- вода повинна бути питною, згідно ГОСТ 2874-82*;
- вода повинна бути холодною, тобто з температурою t +8 ... +11 С.
Стандарт на питну воду містить показники трьох типів:
1) ФІЗІЧНІ: каламутність, кольоровість, запах, присмак; те інші.
2) ХІМІЧНІ: загальна мінералізація (не більше 1 г/літр - це прісна вода), а також зміст неорганічних і органічних речовин не більш гранично-допустимих концентрацій (ГДК);
3) БАКТЕРІОЛОГІЧНІ: не більше трьох бактерій на літр води.
Температура води в межах t +8 ... +11 З досягається за рахунок контакту підземних труб зовнішнього водопроводу з грунтом, для чого ці води не теплоїзоліруются під землею. Зовнішній водопровід прокладається завжди на глибинах нижче за зону промерзання грунту, де круглий рік температури позитивні.
Сучасні методи: покращення якості води звичайно представляє собою комбінацію ряду технологічних процесів: фізичних, хімічних (фізико-хімічних) і біологічних.
Технологічні схеми і основні споруди станцій покращення якості води вибирають, беручи за основу практику експлуатації водопровідних станцій, що працюють в аналогічних умовах, враховувавши результати технологічних вишукувань або дослідів на модельних установках. Дані по покращення води в «джерелі» звичайно вивчають за декілька років, враховуючи маловодні і багатоводні роки, а також за весь рік.
Для підготовки води питної якості можуть бути прийняті тільки ті методи, за якими отримані позитивні гігієнічні висновки.
Підготовчі роботи до проектування включають порівняння основних властивостей води в джерелі з вимогами ГОСТ 2874-82 «Вода питна»
Станції очищення води будують по типовим проектах, що передбачають застосування різних технологічних схем, що забезпечують якість води після очищення і відповідних до вимог ГОСТ 2874-82 «Вода питна». Дані про порівнянні приводять у таблиці
Порівняння властивостей вихідної води з вимогами ГОСТ 2874-82
Таблиця 4.1
|
Найменування |
Віхідні значення |
Вімоги ГОСТ |
Вісновки |
|
Каламутність, НОМ |
|
|
|
|
Присмак |
|
2 |
— |
|
Мінералізація загальна, мт/дм3 |
|
1000(1500) |
— |
|
Кольоровість, град |
49 |
|
|
|
Запах, бал |
2,9 |
|
|
|
Лужність, міліграм екв/ л |
10,1 |
|
|
|
Активна реакція рН |
8,1 |
|
|
|
Кількість клітини планктону, шт/мл |
1140 |
— |
— |
Лекція №5
Т5. Споруди для поліпшення якості води
5.1 Візначення продуктивності станції очищення
Водоочисну станцію розраховуємо на рівномірну роботові на протязі доби, якщо продуктивність становить не менше 5000 м3/доб.
Станцію розраховують на пропуск витрати, що подається споживачам (корисна продуктивність) і витрати на власні споживи (приготування розчинів реагентів, помивка фільтрів, господарські споживи станції і т.д.), а також витрати на поповнення запасу води для протипожежних цілей.
Повна добова продуктивність (м3/доб) очисної станції:
, (5.1)
а погодинна продуктивність:
, (5.2)
де
— коефіцієнт; для станцій з повною
добовою продуктивністю більше 50 тис.
м3/доб —
;
менше 50 тис. м3/доб —
;
— задана
корисна продуктивність станції, м3/доб;
— витрата
на поповнення пожежного запасу, м3/доб:
, (5.3)
де — число одночасних пожеж;
— норма
витрати
води на одну пожежу,
л/с;
— розрахункова
тривалість
пожежі,
рік.;
— годину
відновлення
пожежного
запасу, рік;
приймаємо
за Сніп 2.04.02-84.
При обладнанні системи для зворотного використання промивної води витрата на власні споживи може бути зменшена у 2.2,5 рази.
5.2 Розрахунок основних споруд станції очищення води і їхнє висотне розташування
-
5.2.1 Реагентне господарство
Реагентне господарство включає в собі склади реагентів, розчинні і витратні баки, дозатори і трубопроводи.
Розмір та об’єм споруд реагентного господарства залежить від кількості і якості реагентів, що застосовуються на станції. Для інтенсивного очищення природної води від зважених речовин і для зниження кольоровості воду обробляють коагулянтами.
Рекомендують застосовувати у якості коагулянту сіркокислий алюміній .
Орієнтірну (розрахункову) дозу коагулянту визначають відповідно рекомендаціям Сніп за максимальною каламутністю води в джерелі або за максимальною її кольоровістю. Для кольорових вод визначаємо за формулою:
, (5.4)
де — кольоровість води, град.
Для каламутних вод за таблицею.5.1.
Таблиця 5.1
Табліця для визначення дози коагулянту
|
Каламутність води, міліграм/л |
До 100 |
100 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
|
Доза коагулянту, міліграм/л |
25. 35. |
30. 40. |
35. 45. |
46. 50. |
50. 60. |
60. 70. |
70. 80. |
При нестачі природної лужності для проведення процесу коагуляції вихідну воду необхідно підлужувати. Дозу лугу можна розраховувати за формулою:
, (5.5)
де — доза реагенту (товарного продукту) ля підлужування води, міліграм/л;
і
— еквівалентна
маса
активної
частини
реагенту відповідно
для підлужування
і коагулянту, м
грама(міліграм
· екв)
(за таблицею. 5 [1]);
— доза
коагулянту у
перерахунку
на безводну
активну
речовину,
міліграм/л;
— загальна
лужність
води, якові оброблюють,
міліграму
екв/л;
— вміст
активної
речовини
у
реагенті
для підлужування
води. %.
Якщо виходить зі знаком мінус, то природна лужність достатня і підлужування не потрібно.
Заготівля, зберігання, приготування розчинів (суспензій) і дозування реагентів проводять у спеціальних приміщеннях, які мають склади мокрого та сухого зберігання коагулянту, флокулянта, кальцинованої соди, активованого вугілля, кремне-фтористого натрію і ін.; розчинні і витратні баки; устаткування для перекачування і дозування сухих реагентів.
При зберігання коагулянту на станції очищення у сухому виді (сухе зберігання) площу складу (м2) розраховують за формулою:
, (5.6)
де
—термін зберігання коагулянту на
складі, доба; для станцій продуктивністю
до 25 тис. м3/добу складає не менш 30 діб;
— коефіцієнт,
що
визначає
площу
переходів
на складі
;
— вміст
безводого
продукту у
реагенті
%;
— щільність
коагулянту
т/м3;
— висота
шару коагулянту на складі,
до 2 м.
5.2.2. Приготування розчинів реагентів
Розчинні і витратні баки для реагентів можуть бути сполученої конструкції. У цьому випадку у витратний бак розміщують менший за об’ємом розчинний бак. Якщо баки розміщують окремо один від один, тоді їх поєднують трубопроводами і арматурою затвора. Для того, щоб прискорити розчинення реагентів і перемішування, у розчинні баки подають підігріту воду і стиснуте повітря. Розчинні баки обладнують колосниковими решітками. Баки місткістю менше 1,5 м3 роблять з деревини, пластмаси (вініпластмаси, полістиролу), металу і футерують пластмасою. При місткості більше 1,5 м3 баки звичайно виготовлюють із залізобетону прямокутної форми з антикорозійним захисним покриттям (мал. 5.1).
-
Розчинній бак.
-
Подача води.
-
Вітратні баки.
-
Засувка.
-
Бік дозатора.
-
Дозуюча діафрагма.
Мал. 5.1. Схема реагентного господарства
Розрахункову корисну місткість (м3) розчинного баку коагулянту визначають за рівнянням:
, (5.7)
де
— розрахункова витрата води, якові
оброблюють, м3/год;
— час,
необхідний
для приготування
розчину
коагулянту, 0,2год.; при малій
продуктивності
станції
очищення;
— концентрація
розчину
коагулянту у
розчинному
баку %; до 17 % для неочищеного і до 20 % для
очищеного
(у
витратних
баках до 5.12 %) за рекомендаціями
СНІП;
— щільність
розчину
т/м3.
Кількість баків — не менше двох, тоді місткість (м3) одного:
, (5.8)
де — кількість баків.
У
залежності від робочої висоти баку
якові
звичайно приймають рівною 0,6.2,5 м над
колосниковою решіткою, визначають площу
(м2) баку:
. (5.9)
Якщо квадратна форма баку, розмір його сторін дорівнює:
. (5.10)
У нижній частині стінки розчинних баків розташовуються під кутом 450 до горизонту для неочищення коагулянту і 150 для очисного. Для спустошення баків і виделення передбачають трубопровід діаметром 150 мм.
Об’єм (м3) витратного баку визначають за формулою:
, (5.11)
Де Ср — концентрація робочого розчину коагулянту у витратному баку; %.
Лекція №6
Т6. Освітлення і знебарвлення води.
6.1 Змішувальне обладнання
Для рівномірного розподілу реагентів у масі води, яка оброблюється і забезпечення протікання реакції у всьому її об’ємі необхідно повне і швидке перемішування. Змішування реагентів з водою проводять у змішувачах гідравлічного типу, а також в змішувачах механічного типу при відповідному обгрунтуванні. Кількість змішувачів — не менше двох. У обхід змішувача передбачають обводний трубопровід з розміщенням у ньому устаткування введення реагентів замість резервного змішувача. Змішування реагентів з водою повинне бути закінчено впродовж 1.2 хвилин при мокрому і не більш 3 хвилин при сухому дозуванні реагентів.
Розрахунок горизонтального змішувача
Приймаємо горизонтальний змішувач — лоток з трьома поперечними вертикальними перегородками (мал. 2.2).
-
Корпус. 3. Подача реагенту.
-
Переливи. 4. Подача води.
Мал. 2.2. Схема перегородчастого змішувача
Переріз лотка при швидкості руху води м/с:
, (6.1)
де
м3/с — щосекундна продуктивність.
Висота кулі води в кінці змішувача після перегородок м.
Ширина лотка
м. (6.2)
Втраті натиску в кожному звуженні перегородчастого змішувача при швидкості води у них м/с:
м (6.3)
де — коефіцієнт витрати, який залежить від відношення звуженого бічного проходу до товщини перегородки..
При наявності трьох перегородок загальна втрата тиску у звуженнях усього змішувача м.
Розмірі звужених проходів для води в центральній перегородці, де є два бічних звуження
м2 (6.4)
де
м3/с — щосекундна продуктивність.
Глибина затоплення проходів від рівня води до їхнього верху повинна бути 0,1 - 0,15 м. Висота комплексного з двох бічних проходів в центральній перегородці:
Необхідна ширина кожного звуженого бічного проходу:
див. (6.5)
У першій і другій перегородках влаштовують одному центральному звуженому проході. Площа одного проходу:
м2. (6.6)
Ширина центрального проходу у третій перегородці:
м. (6.7)
Відстань між перегородками по довжині змішувача
м. (6.8)
Розрахунок вертикального змішувача
Вертикальній змішувач має наступний вигляд:
Площа горизонтального перерізу у верхній (циліндричній) частині змішувача
м2
Діаметр циліндричної частини змішувача розраховуємо по формулі:
м
Діаметр конічної частини змішувача
Висота конусної частини змішувача,
м
Повній об’єм змішувача при t=1.5 мін
м3
6.2. Камері утворення пластівців коагулянту
Після введення реагентів починається утворення пластівців. Для забезпечення оптимального режиму потрібне рівномірне повільне перемішування води. Ці камери роблять вбудованими у відстійники. Для станцій з продуктивністю більше 5000 м3/добу застосовують гідравлічні камери:
-
перегородчаті
-
вихрові
-
з шаром зваженого осаду.
При меншій продуктивності застосовують вертикальні камери.
6.2.1. Розрахунок перегородчатої камери з горизонтальним рухом води
Схема перегородчатої камери з горизонтальним рухом води представлена на мал. 6.3.
-
Корпус.
-
Скид осаду.
-
Шибер.
-
Подача води від змішувача.
Мал. 6.3. Схема перегородчатої камери утворення пластівців з горизонтальним рухом води
Об’єм камери дорівнює:
м3. (6.9)
Висоту камери приймаємо м.
Площа камери (у плані):
м2. (6.10)
Ширина коридору при швидкості руху води м/с
м. (6.11)
Для
пропускної здатності до 5000 м3/добу за
типовим проектом ширину відстійника
складає
м.
Загальна кількість коридорів:
, (6.12)
де — товщина залізобетонних стінок камери; м.
Приймаємо 3 коридори, а число поворотів на одиницю менше, тобто 2, що відповідає вимогам СНіп.
Довжина шкожного коридору (ширина камери):
м. (6.13)
6.3. Відстійники
Призначені для видалення механічних домішок. На станціях підготовки води застосовують проточні відстійники:
-
радіальні
-
вертикальні
-
горизонтальні
-
тонкошарові.
Ефектівність роботи відстійника залежить від швидкості руху води, швидкості осаду домішок і рівномірності розподілення потоку води. Зазвічай відстійник — це система бетонних коридорів. При повільному русі води домішки випадають по довжині коридору. При оптимальному режимі частинка гідравлічної крупності 75 % повинна випасти в осад до кінця коридору.
Розрахунок горизонтального відстійника на висвітлювання заданої витрати води
Сумарна площа (м2) горизонтальних відстійників у плані:
м2 (6.14)
Де L — коефіцієнт об’ємного використання відстійника ;
— розрахункова
витрата води, що оброблюється на станції,
м3/год.;
— швидкість
випаду
домішок,
мм/с (визначаємо
за Сніп 2.04.02-84, таблиця. 18);
Розрахункова ширина (м) відстійника:
, (6.14)
де L -середня розрахункова швидкість горизонтального руху на качану відстійника, приймаємо рівною мм/с;
— середня
глибина
осаду
,
приймаємо
м;
У середину кожного відстійника встановлюють продовжні вертикальні перегородки, які утворюють паралельні коридори. Розрахункова довжина (м) відстійника між дірчатими перегородками:
м. (6.15)
Загальна довжина відстійника дорівнює:
м. (6.15)
На початку і у кінці відстійника влаштовують поперечні водорозподільні дірчаті перегородки її робоча площа вкорисному коридорі відстійника шириною
м2. (6.16)
Розрахункова витрата води для корисного коридорів:
(6.17)
Необхідна площа отворів у розподільних перегородках:
на початку відстійника
м2 (6.18)
де — швидкість руху води у отворах перегородки, дорівнює 0,3 м/с;
у кінці відстійника
м2 (6.19)
де — швидкість руху води у отворах кінцевої перегородки, дорівнює 0,5 м/с.