Расчет реагентного хозяйства станции подготовки питьевой воды
Реагентные методы получили особенно большое распространение при улучшении качества воды. Расчет включает подбор необходимых реагентов, определение их доз и расходов, выбор методов хранения и приготовления их растворов, расчет и подбор необходимого оборудования для хранения, приготовления,транспортировки и дозирования реагентов.
Необходимые реагенты выбирают в зависимости от качественных показателей воды и способа ее обработки.
В системе водоподготовки для города предусмотрено использование гипохлорита натрия, для достижения пролонгированного эффекта обеззараживания питьевой воды.
Гипохлорит натрия поставляется в виде низко концентрированного раствора в баках на станцию подготовки питьевой воды. Наличие хлорноватистой кислоты в водных растворах гипохлорита натрия объясняет его сильное дезинфицирующее свойство. Гипохлорит натрия является одним из наиболее эффективных средств, проявляющих благодаря гипохлорит-аниону сильную антибактериальную активность. Образующиеся при распаде ГПХН частицы способствуют в уничтожении микроорганизмов, разрушая окружающую их биопленку, что приводит к«гибели» микроорганизмов.
Проектом предлагается использование раствора ГПХН марки А по ГОСТ 11086 с содержанием активного хлора n= 8% плотностью η=1130 г/л.
Остаточная концентрация активного хлора должна составлять 0,5 мг/л.
При расходе воды Qчас = 447630 л/ч (447,63 мз/ч) и требуемой концентрации n8%=(n100%·100%)/n=(0.5·100%)/8%= 6,25 мг/л, часовой расход реагента составит:
|
|
|
Mчас=(n8%·Qчас)/1000=6,25·447630/1000= 2797,68 г/ч (2.30)
Расход ГПХН с учетом плотности раствора:
QГПХНч= Mчас/η=2797,68/1130=2,48 л/ч (2.31)
Суточная норма составляет:
QГПХНсут= QГПХНчас · 24=2,47· 24=59,28 л/сут (2.32)
На складе хранится запас ГПХН в размере:
ЗГПХН= QГПХНсут · Tхр=59,28· 30=1778,4 л (2.33)
Расчет основных сооружений для обработки воды и подбор необходимого оборудования
Расчет контактной камеры
Для обеспечения определенного времени после аэрации обрабатываемой воды устроена контактная камера.
Необходимый объём контактной камеры находим по формуле:
(2.34)
Необходимая площадь в плане контактной камеры 
(2.35)
где nк.к.- количество контактных камер ;
Нк.к.- высота слоя воды в контактной камере; принимают обычно равной
3-3,5 м;
Тк - принимают равной 5-10 мин.
Принимаем контактные камеры (2 рабочие и 1 резервную) со строительными размерами в плане 3х4,3м, высотой 3,2 м (высота слоя воды 3 м).
Расчет скорых фильтров
К проектированию приняты открытые скорые фильтры с двухслойной загрузкой из кварцевого песка и антрацита с гравийным поддерживающим слоем. Регенерация фильтрующей загрузки предусмотрена с помощью промывки обратным током воды.
|
|
|
Фильтрующая загрузка принята высотой Нф.з. = 1,2 м. Она состоит из слоя кварцевого песка высотой 0,8 м с крупностью зерен 0,5 - 1,2 мм, эквивалентным диаметром 0,7 мм, коэффициент неоднородности 2,0 и слоя дробленого антрацита высотой 0,4 м с крупностью зерен 0,8 - 1,8 мм, эквивалентным диаметром 1,0 мм, коэффициентом неоднородности 1,7.
Фильтрующая загрузка уложена на поддерживающий слой гравия с крупностью зерен 1,2 - 40 мм, высотой Н= 0,5 м.
Скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров - 7 м/ч при форсированном - не более 8,5 м/ч. Фильтры работают с постоянной скоростью фильтрования. Слой воды над поверхностью загрузки НВ = 2 м.
Следовательно, рабочая высота фильтра равна:
Нф = Нф.з. + Нп.с.+ Нв = 1,2 + 2,0 + 0,5 = 3,7 м (2.36)
Строительная высота при этом составляет - 4,2 м. Общая площадь фильтров составит:
2.37)
VН – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;
q ПР – интенсивность промывки, л/см2;
nПР – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме
|
|
|
эксплуатации;
t1 – продолжительность промывки, ч;
t2 – время простоя фильтра в связи с промывкой, ч (при промывке водой t2=0,33).
Определяем ориентировочно количество фильтров
(2.38)
с учетом компоновки фильтров принимаем 
Скорость фильтрования при форсированном режиме составит
, (2.39)
что не соответствует принятым ранее параметрам, поэтому добавляем еще один фильтр, тогда:
, (2.40)
что соответствует параметрам.
Площадь одного фильтра будет:
(2.41)
Принимаем конструкцию фильтра с центральным каналом, поэтому расчет ведем на два отделения. Площадь одного отделения:
(2.42)
Принимаем размеры отделения в плане 4,0 х 1,5 м, площадь 6 м2.Канал по высоте разделен на две части: в верхнюю подается обрабатываемая вода и собирается промывная вода, в нижнюю собирается фильтрат и подается вода на промывку. По условиям эксплуатации принимаем ширину канала ВКАН.=0,5 м. Размеры фильтра в плане с учетом двух отделений и канала приняты 4х3,5 м (LФхВФ), полезная площадь FФ=12 м2; занимаемая площадь – 14 м2.
|
|
|
В фильтрах принята дренажно-распределительная система большого сопротивления, состоящая из дырчатых труб, отходящих от канала у дна фильтра в толще поддерживающих слоев. Расход промывной воды на один фильтр составит
(2.42)
Количество дырчатых труб при расстоянии между ними lТР=250 мм составит
(2.43)
Расход промывной воды по одной дырчатой трубе составит:
(2.44)
Qпр- расход воды на одно отделение фильтра.
Для устройства дренажно-распределительной системы приняты стальные электросварные трубы по ГОСТ 10704-91 диаметром 50 мм, скорость движения воды в начале трубы 1,65 м/с, что соответствует требованиям.
Общая площадь отверстий дырчатых труб принята равной 0,4% от площади фильтра, что составит
. (2.45)
Общее количество отверстий в фильтре при их диаметре dОТВ.=10 мм равно
(2.46)
На одной дырчатой трубе размещено отверстий
(2.47)
Отверстия расположены в нижней части трубы в два ряда в шахматном порядке под углом 45° к вертикальной оси. Количество отверстий в одном ряду 19 шт., а расстояние между ними (по оси)
(2.48)
что отвечает требованиям.
Коэффициент перфорации равен
(2.49)
Для удаления воздуха из нижней части канала предусмотрено устройство стояка-воздушника диаметром 75 мм с установкой автоматического устройства для выпуска воздуха. Для опорожнения фильтра предусмотрена спускная труба, подсоединенная к трубопроводу отвода промывных вод, диаметром 150 мм с задвижкой; предусмотрен уклон дна фильтра 0,005 в сторону спускной трубы.
Сбор и отведение загрязненной промывной воды производится четырьмя желобами с полукруглым основанием; промывная вода поступает в них, переливаясь через верхнюю кромку. Расстояние между желобами (по оси) равно
(2.50)
что отвечает требованиям.
Расход промывной воды по одному желобу будет
(2.51)
Ширина желоба составит
(2.52)
где кж=2.
Полезная высота
(2.53)
Расстояние от верха желобов до поверхности загрузки
(2.54)
Лотки желобов имеют уклон 0,01 в сторону сборного канала. Загрязненная промывная вода из желобов свободно изливается в сборный канал, откуда отводится на песколовку. Сечение канала принято прямоугольным, ширина ВКАН.=0,5 м. Расход промывной воды по каналу равен
. (2.55)
Расстояние от дна желобов до дна сборного канала составит
(2.56)
Скорость движения воды в конце сборного канала при площади его поперечного сечения
(2.57)
, (2.58)
Что отвечает существующим требованиям ( 
).
Очищенная вода поступает в резервуары чистой воды, вместимость которых принята равной 15 % от производительности. Следовательно:
Wрез = 0,15 х Qполн= 0,15 х 11368,04 = 1705,2 м3 (2.59)
Принимаем 2 резервуара чистой воды фактическим объемом 932 мз каждый. Размеры резервуара в плане 12х24 м, высота – 3,6 м (слой воды - 3,0 м).
Вода на промывку фильтров подается специальными промывными насосами из резервуаров чистой воды, в которых предусматривается дополнительно запас воды на две промывки. Требуемый напор насоса определяется:
Ннас=Нг+Нз.н.+Σh=7,1+9,9+1,5=18,5 м (2.60)
Геометрическая высота подъема промывной воды от дна резервуара до верхней кромки водосборных желобов (Нг):
Hг = НЖ.З. + Нф.З, + Нпс + Нрез = 0,9 + 1,2 + 0,5 + 4,50 = 7,1 м (2.61)
где НЖ., - расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов, м;
НФз - высота фильтрующей загрузки, м;
Нпс - толщина поддерживающего слоя, м;
НРез - высота резервуара, м;
Потеря напора в фильтре (Σh):
Σh = hрс+hфз+hпс+hт+hмс+hос=5,49+1,16+0,15+1,1+1,5+0,4 = 9,9м (2.62)
Потеря напора в распределительной системе определяется по формуле:
м (2.63)
Потеря напора в фильтрующей загрузке (hФ.з.):
hфз=(a+b·qпр)·Нфз=((0,76+0,017·14)0,8+(0,85+0,004·14)0,4=1,16 м (2.64)
Потеря напора в поддерживающих слоях (hпc.) вычисляется по формуле:
hпс=0,022· Нпс· qпр=0,022· 0,5· 14=0,15 м (2.65)
Потеря напора по длине в трубопроводе подачи воды на промывку фильтра (hT) при диаметре трубопровода Дтр=400 мм, скорости VTP=1,25 м/с и уклоне i=5.32·10-3 м/м составят:
hт=i· lт=5,32· 10-3· 200=1,1м (2.66)
Производительность промывного насоса равна:
Q нас.пр. = 3,6 х 168 = 604, 8м3/час (2.67)
Принимаем два промывных насоса марки 1Д1250-63 (один рабочий и один резервный) с числом оборотов 980 об/сек, производительностью 610 мз/час, напором 20 м и диаметром рабочего колеса 390 мм.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 872; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!