Курсовая работа (т): Водопроводные очистные сооружения

Водопроводные очистные сооружения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ)

Институт инженерно-экологических систем и сооружений

Кафедра водоснабжения и водоотведения

Пояснительная записка

к курсовому проекту

Водопроводные очистные сооружения

Студент гр. 442 Струков Г.А.

Нижний Новгород - 2014г.

Содержание

1.  Выбор схемы водоподготовки

.    Расчет реагентного хозяйства

3. Расчет озонаторной станции

. Расчет контактной камеры озонирования

5. Расчет хлораторной

. Расчет вертикального вихревого смесителя

7. Расчет камеры хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка

. Расчет горизонтального отстойника

. Расчет скорых фильтров

10. Расчет резервуара чистой воды

Литература

1. Выбор схемы водоподготовки

Определение полной производительности станции

где:  - полезная производительность станции,  ;

 - коэффициент, учитывающий расход воды на собственный нужны станции, 3%.

Выбор схемы очистки.

Схема подбирается согласно рекомендациям по табл. 15[1], в зависимости от качества исходной воды (мутности и цветности) и производительности

Принимаем согласно [1] двухступенчатую реагентную очистку горизонтальные отстойники - скорые фильтры.

. Расчёт реагентного хозяйства

В качестве коагулянта принимаем неочищенный сернокислый алюминий - Al₂(SO₄)₃ ·18H₂O.

Доза коагулянта.

Дозу коагулянта по цветности принимаем согласно п. 6.16 [1], по мутности по табл. 16[1].

а) доза по цветности

б) доза по мутности

Окончательно в расчетах принимаем дозу коагулянта .

Определяем дозу подщелачивающего реагента.

В качестве реагента используется известь СaO. Согласно п.6.19[1] дозу подщелачивающего реагента определяют по формуле:

где:  - коэффициент, принимаемый для извести,28;

 - максимальная доза безводного коагулянта;

 - эквивалентная масса безводного коагулянта. ≈ 57 мг/л;

 - минимальная щелочность исходной воды, 1,32 мг-экв/л.

Доза отрицательная, следовательно, подщелачивания не требуется.

В проекте принята технология мокрого хранения коагулянта.

В состав сооружений входят: растворные баки, баки - хранилища, расходные баки, дозаторы, кислотостойкие насосы. На площадку очистных сооружений реагент доставляется самосвалами или в вагонах по железной дороге. С пандуса высотой 1,2м коагулянт выгружается в растворные баки, частично заполненные водой. Приготовленный 17% раствор после 2-4 часов отстаивания перекачивается в баки-хранилища. Далее, по мере необходимости, крепкий раствор коагулянта перекачивается в расходные баки, где его концентрацию доводится до рабочей - 8%. Затем раствор коагулянта рабочей концентрации забирается насосами-дозаторами и подается к месту ввода - перед смесителем.

Суточный расход товарного коагулянта.

где:  - процентное содержание в реагенте безводного продукта для сернокислого алюминия 33,5%.

Объем растворных баков.

Коагулянт поступают на станцию большегрузным железнодорожным вагоном, грузоподъемностью 60 т, что обеспечивает потребление:

Объем баков для раствора 17% концентрации, получаемого при растворении 60 т товарного продукта определяется из расчёта по 2,4 м³ на тонну неочищенного коагулянта (согласно п. 6.205 [1]):

В соответствии с п. 6.22 [1], принимаем 3 бака. Тогда емкость каждого составит:

В баках предусматривается съемная колосниковая решетка с прозорами 10-15мм, которая делит бак на верхнюю надрешеточную и нижнюю подрешеточную части.

Объем надрешеточной части составляет 70%:

Объем подрешеточной части составляет 30%:

Конструктивно принимаем размер бака в плане 3 x 3м. Тогда высота над- и подрешеточной частей определится:

где:  - площадь бака в плане, м².

Надрешеточная часть:

Подрешеточная часть: .

Общая глубина бака составит.

где: - строительная высота, 0,5м.

Для растворения коагулянта баки, общим объемом  оборудованы системой воздушного барботажа (согласно п.6.23 [1]). Расчётную подачу воздуха (интенсивность) принимаем 9 л/с на 1 м². Количество воздуха при перемешивании коагулянта составит:

где:  - количество одновременно работающих баков;

 - площадь бака, м²;

I - интенсивность подачи воздуха .

Нижняя подрешеточная часть баков оборудуется системой гидросмыва осадка и имеет угол наклона стенок 25º. Для опорожнения баков и сброса осадка предусмотрен трубопровод d = 200 мм.

Из отстойной части растворных баков крепкий раствор забирается с помощью поплавков и кислотостойких насосов и перекачивается в баки - хранилища.

На станции предусмотрен 30-и суточный запас коагулянта. Тогда баки-хранилища рассчитываются на время хранения:

За этот период будет израсходовано:

Объем баков-хранилищ определяется из расчёта 1,7 м³ на 1 тонну товарного коагулянта (п. 6.206 [1]). Тогда объём определится:

Руководствуясь ТП-901-3-181.83 принимаем 4 бака-хранилища по 104 м³ с размерами в плане 5,5×4,5 м и глубиной 4,2 м.

Баки - хранилища оборудуются системой для барботажа с интенсивностью 4 - 6 л/с м².

Из баков-хранилищ крепкий раствор забирается с помощью поплавка и насосами перекачивается по мере необходимости в расходные баки. Часовой расход коагулянта с плотностью γ = 1,087 м³/т составит:

где:  - концентрация раствора в %.

Принимаем 2 химических насоса: 1 раб + 1 рез. марки 2х-6П-1 производительностью 2 м³/ч.

Предусматриваем установку 2-х расходных баков. Если каждый бак будет расходоваться в течении 8 часов, то емкость каждого составит:

Конструктивно принимаем размеры бака 2,5×3м и высотой в 2,5 м.

Раствор коагулянта перемешивается сжатым воздухом с интенсивностью I = 4 л/с на 1 м² (п. 6.23 [1]). Тогда количество воздуха, необходимое для перемешивания коагулянта в 1 баке, составит:

где:  - площадь бака в м².

Общий расход воздуха для 2-х одновременно работающих растворных баков и одного расходного составит:

Для подачи воздуха предусматриваем 3 воздуходувки: 2 рабочих и 1 резервную, марки ВК12 ( производительность 10,4 м³/мин ).

3. Расчёт озонаторной станции

Определяем часовую потребность в озоне:

где:  - доза озона, 4г/м³;

 - часовой расход обрабатываемой воды, м³/ч;

 - коэффициент использования озона, 0,95. 

Подбор оборудования.

Принимаем 2 генератора озона марки П - 222 (плюс один резервный ) с расходом воздуха 435 м³/ч.

Рабочие озонаторы расходуют воздуха:

) Принимаем 2 компрессора марки 3С2ВП-10/8,плюс один резервный.

) Выбор автоматических блоков воздухоподготовки нагревного типа

Принимаем 2 установки БОВ - 10, плюс одна резервная.

) Аппараты каталитического разложения озона.

Принимаем ТК - 1600, резервные не предусматриваются.

. Расчёт контактной камеры озонирования

Расчёт рекуперационного отделения.

Объем рекуперационного отделения рассчитывается на время пребывания воды в нем t_p = 1 мин:

где:  - полная минутная производительность станции, м³/мин.

Площадь рекуперационного отделения:

где:  - высота слоя воды в контактной камере 4,6м.

Конструктивно принимаем ширину камеры b = 6 м, длина рекуперационного отделения определится:

Используя формулы 4.1, 4.2, 4.3 определяем объемы и длины первой и второй секций контактной камеры. При этом время пребывания в первой секции t₁ принимается 4 мин., во второй секции t₂ принимается 8 мин.

секция № 1  

секция № 2  

Общая длина контактной камеры определяется:

где:  - принимается 0,5м. 

Для распыления озоно-воздушной смеси в камере используем пористые нержавеющие трубы марки ПНС - 40, с размером пор 40 мкм. Диаметр труб 60 мм, длина одного элемента 800 мм, активная площадь распыления f = 0,075 м². Интенсивность подачи озоно-воздушной смеси i = 37 м³/м²час.