--
Выбор метода обработки воды и состава очистных сооружений. 2
--
Расчёт и проектирование водоочистных сооружений 2
--
Определение производительности водонапорной 3
очистной станции.
--
Реагентное хозяйство. 3
--
Определение доз реагентов. 3
--
Хранение реагентов. Определение емкости растворных и расходных баков. 4
--
Дозирование реагентов. 9
--
Смеситель вихревой. 10
--
Вертикальный отстойник. 15
--
Фильтры. 21
--
Обеззараживание воды. 29
--
Хлорирование воды. 30
--
Фторирование воды. 33
--
Выбор метода обработки воды и состава очистных сооружений.
Метод обработки воды и состав основных сооружений выбираем в соответствии с табл. 15 (1) в зависимости от качества исходной воды, производительности станции, местных условий и технико-экономических соображений.
Принимаем следующую схему очистки воды: (согласно заданию) смеситель вертикальный, отстойник со встроенной камерой хлорообразования, фильтр, резервуар чистой воды.
Основные сооружения: вертикальные отстойники - скорые фильтры, т.е. исходная вода имеет мутность до 1500 мг/л, цветность до 120 град. и производительность станции до 5000 м3/сут.
--
Расчет и проектирование водоочистных сооружений.
--
Определение производительности очистной станции.
Полную расчетную производительность водопроводной очистной станции определяем по формуле:
Q=Ђ *Qn ,
Где Q- полная расчетная производительность очистной станции, м3/сут.;
Qn- полезная производительность очистной станции, м3/сут;
Ђ- коэффициент учитывающий расходы воды на собственные нужды станции.
При повторном использовании воды =3%.
Q=3*3500/100=105 м3/сут.
Qрасщ=3500+105=3605 м3/сут.
--
Реагентное хозяйство.
--
Определение доз реагентов.
Дозу реагента для обработки воды устанавливают на основании результатов пробного коагулирования. При невозможности проведении технологического анализа воды дозу примем по табл. 16 (1), т.к. в воде содержится одновременно взвешенные
вещества и цветность и расчетная доза меньше табличной:
Дк=4-ц,
Где Дк - доза реагента, мг/л;
ц - цветность обрабатываемой воды, град.
Дк=4-70=4*8,37=33,47 мг/л
При мутности по т. 16(1) - от 600 до 800 мг/л Дк=50-60 мг/л
Принимаем Дк=50 мг/л.
Если щелочность обрабатываемой воды недостаточна, добавляем известь Са (ОН)2, т.е. подщелачиваем ее. Дозу подщелачивающего
Реагента определяем по формуле:
Дщ =Кщ(Дк /lк -Щ0),
Где: Дщ- доза подщелачеваемого реагента, мг/л;
Дк- доза коагулянта, мг/л;
lк -эквивалентная масса коагулянта, мг/мг-экв., для Al2(SO4)3-57
Кщ- коэффициент, равный для извести 28.
Щ0- минимальная щёлочность воды, мг-экв/л.
Дщ=28(50/57-1,7+1)=4,96 мг/л.
--
Хранение реагентов. Определение ёмкости растворных и расходных баков.
Склад будем расчитывать на хранение 30- суточного запаса, считая по периоду максимального потребления реагентов, не менее объема их разовой поставки. Площадь склада при сухом хранении определяем по формуле:
Fскл=QДрТЂ'/10000Pа0hp
Где Fскл- площадь склада, м2;
Q- полезная расчетная производительность очистной станции, м3/сут.;
Т- продолжительность хранения реагента, сут;
Др- доза реагента по максимальной потребности, г/м3;
Ђ'- коэффициент, учитывающий, площади проходов на складе, Ђ'=1,15;
Р- содержание активного безводного продукта в реагенте, %. Очищенный Аl2(SO4)3 содержит активной части 40%. В извести- 60%;
а0- насыпная плотность реагента, т/м3;
а0 Al2(SO4)3=1,1 т/м3; извести- 1,5 т/м3;
hр- допустимая высота реагента на складе для Al2(SO4)3 - 2 м для хлорной извести- 1,5 м.
При сухом хранении реагента приготовление раствора осуществляют в растворных баках. Емкость растворных баков определяем по формуле:
Wр=Qt*t*Др/10000*Вр*Ё,
Где Wр- емкость растворного бака, м3;
Qt- производительность очистной станции, м3/ч;
t- время, на которое готовится раствор- 10 ч;
Др- доза реагента, г/м3;
Вр- концентрация реагента, %;
Вр=20% для очищенного;
Ё- объемный вес раствора реагента, равный 1 т/м3.
Wр=(150*10*50)/(10000*20*1)=0,38 м3
0,38/1,25=0,3- площадь одного бака,
где 1,25- высота слоя раствора,
--
количество баков.
Из растворных баков раствора реагента перекачивают в расходные баки, где разбавляют водой до требуемой концентрации. Емкость расходного бака определяем по формуле:
W=Wp*Вр/в,
Где W- емкость расходного бака, м3;
В- концентрация раствора реагента в расходном баке, % (до 12%)
W=(0,38*20)/12=0,63 м3; F=0,63/2*1=0,315 м2
Количество расходных баков должно быть не меньше 2 с высотой слоя раствора до 2 м.
Количество реагента на принятый срок хранения определяем по формуле:
Мк=Q*Др*Т/10000*Р,
Где Мк- количество реагента, т;
Q- полная расчетная производительность очистной станции, м3/сут;
Др- доза реагента по максимальной потребности, мг/л;
Т-продолжительность реагента, %.
Мк(Al2(SO4)3)=(3605*50*30)/(10000*40)=13,5 т
Мк(Cа(OH)2)=(3605*4.46*30)/(10000*60)=0,89 т
Для растворения реагента и перемешивания его в баках предусматривают подачу слабого воздуха с интенсивностью 8-10 л/сек*м2 для растворения, 3-5 л/сек*м2 для перемешивания. При разбавлении до требуемой концентрации в расходных баках.
Qb=qb*F*n,
Где Qb- расход воздуха, л/с;
qb- интенсивность подачи сжатого воздуха, л/(с *м2)
F- площадь одного бака, м2;
n- число баков
Qb=10*0,38*3=11,4 л/с
Qb=5*0,38*3=5,7 л/с - для растворных баков
Qb(общ.раств.)=11,4+5,7=17,1 л/с
Qb=10*0,63*2=12,6 л/с
Qb=5*0,63*2=6,3 л/с - для расходных баков
Qb(общ.раств.)=12,6+6,3=18,9 л/с
Qобщ.=18,9+17,1=36,0 л/с
Принимаем воздуходувку ТВ-42-1.4, подача 2500 м3/ч, избыточное давление 0,4 кгс/см2, электродвигатель: марка АО2-82-2, мощность 55 кВТ, частота вращения 2950 об/мин, размеры: 2520*1550*1480; масса 3990 кг и 1 резервную.
При использовании комовой извести предусматривают ее гашение и хранение в виде теста в емкостях. Объем емкости определяют из расчета 3,5-5 м3 на 1 т товарной извести.
Мк(Са(ОН)2)=0,89 т ,
Следовательно принимаем 1 емкость объемом 3,5 м3.
При мокром хранении коагулянта объём баков опред. из расчёта -2,2 м3 на1т. 13,5*2,2=29,7 м3
Fкоаг =29,7/2=15 м2; Fизв.=3,5/2=1,75 м2.
--
Дозирование реагента.
Дозирование извести в обрабатываемую воду осуществляется дозаторами. Наиболее часто применяют поплавковые дозаторы и насосы-дозаторы.
Насосы-дозаторы марки Нд 4IВ применяют для дозирования растворов реагентов.
Подачу насосов для дозирования реагентов определяем по формуле:
Qн=Qr*Др/10000*В*Ё,
Где Qн- подача насоса, м3/ч;
Qr- производительность очистной станции, м3/ч;
Др- доза реагента, г/м3;
В- концентрация раствора реагента в расходном баке, %;
Ё- объемный вес раствора реагента, т/м3.
Qн=(150*50)/(10000*12*1=0,06 м3/ч
Количество насосов-дозаторов принимаем 2 - 1- рабочий, 1- резервный. Принимаем насос типа НД 100/10 с электродвигателем ВАО-071-4; А=475*В=465, С=215, Д=75, Е=180, F=90, d2=14, масса агрегата 48 кг.
--
Смеситель вихревой.
Смеситель предназначен для быстрого и полного смешивания реагента с обрабатываемой водой.
По скорости входа воды в смеситель и расходу на одно отделение определяем диаметр подающей трубы:
D=-4g/юЁ,
Где d-диаметр подающей трубы, м;
g- расход вод на одно отделение, м3/с;
Ё- скорость входа воды в смеситель 1,2 м/с.
g=3605/86400=0,04 м3/с
0,04/2=0,02 м3/с - т.к. 2 отделения
d=-(4*0,02)/(3,14*1,2)=0,15 м
Сторону квадрата нижнего сечения смесителя (смеситель квадратный в плане) определяем по формуле:
вн=dн+0,05,
где вн- сторона квадрата нижнего сечения смесителя, м;
dн- наружный диаметр подающей трубы, м.
Вн=0,15+0,5=0,2 м
Сторону квадрата верхнего сечения определяем по формуле:
вв=-g/Vв,
где вв- сторона квадрата верхнего сечения смесителя;
Vв- скорость восходящего потока в верхней части смесителя.
вв=-0,02/0,03=0,83 м
Угол между наклонными стенками нижней части смесителя равен 45®. По величине угла между наклонными стенками определяют высоту нижней части смесителя.
hн=0,5ctg Ђ/2(вв-вн),
где hн- высота нижней части смесителя, м;
Ђ- угол между наклонными стенками смесителя
hн=0,5ctg 45/2(вв-вн)=0,5*2,44(0,83-0,2)=0,77 м
Высоту верхней части смесителя принимаем 1,5 м. Общую высоту смесителя определяем по формуле:
h=hн+hв+0,3,
где h- общая высота смесителя м;
0,3- строительная высота, м.
h=0,77+1,5+0,3=2,57 м
Площадь поперечного сечения сборного лотка смесителя определяют по расходу, который делится на 2 потока, и скорости движения в нем.
Fл=g/2V,
Где Fл- площадь поперечного сечения сборного лотка, м2;
V- скорость движения воды в лотке, принимаем равной 0,8 м/с
Fл=0,02/2*0,6=0,02 м2
Приняв глубину потока в лотке, определяем его ширину.
вл=Fл/hл,
где вл- ширина сборного лотка смесителя, м;
hл- глубина потока в лотке, равная 0,5 м
Дно лотка выполняется с уклоном i=0,02.
вл=0,02/0,5=0,04 м
В лоток вода поступает через затопленные отверстия, общую площадь которых определяем по формуле:
F0=g/V,
Где F0- общая площадь отверстия, м;
V- скорость воды в отверстиях, равной 1 м/с
F0=0,02/1=0,02 м
Приняв диаметр одного отверстия d0=50 мм, определяем их число.
n0=F0/f0,
где n0- число отверстий;
f0- площадь одного отверстия, м2 f0=юr2=3,14*0,0252=0,0019 м2
n0=0,02/0,0019=10,52=11
Шаг отверстий определяем по формуле:
l0=4вв/n0
l0=4*0,83/11=0,3 м
--
Вертикальные отстойники.
Вертикальные отстойники применяют на станциях производительностью до 5000 м3/сут. Их проектируют с гидравлическими камерами хлопьеобразования водоворотного типа (камеру хлопьеобразования размещают в центре отстойника).
Площадь дозы осаждения отстойника определяем по формуле:
F3.0.=ЃQ4/3.6VNp,
Где F3.0.- площадь дозы осаждения отстойника, м2;
Ѓ- коэффициент, учитывающий, объемное использование отстойника, величину которого принимаем 1,3;
Q4- производительность очистной станции, м3/ч =150 м3/ч;
V- скорость восходящего потока, мм/с, принимаем по т.18(1). V=0,5 мм/с - вода мутная, обрабатываемая реагентом.
Np- количество рабочих отстойников =4.
F3.0.=(1,3*150)/(3,6*0,5*4)=2,7 м2
Площадь камеры хлопьеобразования определяем по формуле:
Fк=Q4t/60Nкhк,
Где Fк- площадь камеры хлопьеобразования, м2;
t- время пребывания воды в камере, мин (15-20 мин);
Nк- количество камер (по количеству отстойников) =4шт
hк- высота камеры хлопьеобразования (3,5-4 м), принимаем 4 м.
Fк=(150*15)/(60*4*4)=2,3 м
При количестве отстойников менее 6 предусматриваем один резервный. Высоту зоны осаждения принимаем равную 4,5 м.
Диаметр отстойника определяем по формуле:
Д0=2-(F3.0.+Fк)/ю=2-(2,7+2,3)/3,14=6 м
Определив Д0, проверяем соотношение диаметра к высоте зоны осаждения, которое не должно быть менее 1,5 м.
Д0/h=6/4,5=1,37<1,5, условие выполняется
Принимаем 4 отстойника и 1 резервный. Для сбора осветленной воды в верхней части отстойника предусматривают периферийные и радиальные желоба (при Д0>4). Площадь сечения желоба рассчитывают по скорости движения воды в нем (0,5-0,6 м/с). Отверстия в желобах принимаем d=20 мм, скорость движения воды в них 1 м/с.
Fж=g/2V=0,01/2*0,5=0,01 м2
g=0,04/4=0,01 (4 отстойника)
Fж- площадь поперечного сечения лотка =0,01 м2 слишком мала,
следовательно, принимаем ее конструктивно. Принимаем ширину лотка вл=0,1 м, глубину потока в лотке = 0,1 м.
В лоток вода поступает через затопление отверстия, общую площадь которых определяем по формуле:
F0=g/V=0,01/1=0,01 м2
Где V= 1 м/с - скорость воды в отверстиях
Приняв дно метр одного отверстия d0=20 мм, определяем их число.
n0=F0/f0,
где n0- число отверстий;
f0- площадь одного отверстия, м2 f0=юr2=3.14*(0.02/2)2=3.14*0.012=0.00031 м2
n0=0,01/0,00031=32 отверстия
Определим шаг отверстий: длина желоба =2юr=2*3,14*6,1=38,3 м.
Шаг отверстий l0=38,3/32=1,2 м. Диаметр подающей трубы определим по g=0,01 м3/с =10 л/с и V=1 м/с (по табл. Шевелева) d=100 мм, трубы стальные.
В зависимости от угла наклона и горизонтали стен нижней части отстойника (50-55®) Ђ=50® и диаметра трубопровода для сбора осадка (d=150-200 мм) d=150 мм, определяем высоту зоны накопления и уплотнения осадка.
hз.н.=(Д0-d)/2tg(90-Ђ),
где hз.н.- высота зоны накопления и уплотнения, м;
d- диаметр трубопровода для сбора осадка, м;
Ђ- угол наклона =50®
hз.н.=(6-0,15)/2tg(90-50)=3,4 м
Сброс осадка предусматривают без выключения отстойника. Объем зоны накопления и уплотнения осадка определяем по формуле:
Wз.н.=1/12юhз.н.(Д02+Д0d+d2)
Wз.н.=1/12*3,14*3,4(62+6*0,15+0,152)=33 м
Период работы между сборами осадка определяем по формуле:
Тр=Wз.н.NpЄ/Q4(Св-Ќ),
Где Тр- период работы отстойника между сбросами осадка, ч;
Є- средняя по всей высоте осадочной части концентрация твердой фазы осадка г/м3, в зависимости от мутности воды и продолжительности интервалов между сбросами по табл.19(1) Є=50000 г/м3 при интервале промывки;
Ќ- мутность воды выходящей из отстойника г/м3, от 8 до 15 г/м3 Св- концентрация взвешенных веществ в воде, г/м3, поступающих в отстойник.
Св=Ќ0+Кк+Дк+0,25Ц+Ви,
Где Ќ0- кол-во взвешенных веществ в исходной воде, г/м3;
Дк- доза коагуляции по безводному продукту, г/м3;
Кк- коэффициент, принимаемый для Al2(SO4)3 - 0,5;
Ц- цветность исходной воды, град;
Ви- кол-во нерастворимых веществ, вводимых с известью, г/м3
Ви=Ди/Ки-Ди,
Где Ки- долевое содержание CaO в извести;
Ди- доза извести по СаО г/м3
Ви=4,96/0,6- 4,96=3,3 г/м3
Св=650+0,5*50+0,25*70+3,3=695,8 г/м3
Тр=(33*4*50000)/(150*(695,8-10))=64,15 ч
--
Фильтры.
Фильтры применяют в качестве второй ступени очистки в двухступенчатой схеме водоподготовки. В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок. Фильтры и их коммуникации рассчитывают на работу при нормальном и форсированном режиме (часть фильтров в ремонте). На станциях с количеством фильтров до 20 предусматривают возможность на отключение на ремонт 1 фильтра.
Общую площадь фильтров определяем по формуле:
Fф=Qи/Тст*Vн-3,6*n*и*t1-n*t2*Vн,
Где Fф- общая площадь фильтров, м;
Тст- продолжительность работы станции в течение суток=24 ч;
Vн- расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме табл 21(1) Vн=8 м/ч;
n- число промывок одного фильтра
и- интенсивность промывок фильтра, л/(с*м2), принимаем по табл 23(1);
t1- продолжительность промывки, ч, табл 23(1);
t2- время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для фильтров, промываемых водой- 0,33 ч
Тст=24 ч
Vн=8 м/ч
n=2
и=14 л/(с*м2)
t1=6 мин=0,1 ч
t2=0,33 ч
Fф=(3500*2)/(24,8-3,6*2*14*0,1-2*0,33*8)=40 м2
Количество фильтров на станции производительностью более 1600 м3/сут, принимаем не менее 4. При этом должно обеспечиваться соотношение:
Vф=(Vн*Nф)/(Nф-N1),
Где Vф- скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч;
N1- число фильтров находящихся в ремонте
Определяем площадь одного фильтра F1=40/4=10 м2 со сторонами 3*3,3 м.
Трубчатую дренажную систему большого сопротивления, предназначенную для сбора фильтрата и подачи промывной воды, рассчитывают по промывному расходу:
gпр=и*F1,
где gпр- промывной расход, л/с;
F1- площадь фильтра, м2;
gпр=14*10=140 л/с
Диаметр коллектора распределительной системы определяем по формуле:
dк=-4*gпр/ю*Vк,
где dк- диаметр коллектора распределительной системы, м;
gпр- промывной расход, м3/с;
Vк- скорость движения воды в коллекторе от 0,8-1,2 м/с
dк=-(4*0,14)/(3,14*1)=0,42 м
Количество отверстий дренажной системы определяем по формуле:
nотв=2Вф/а,
где nотв- кол-во отверстий дренажной системы;
Вф- ширина фильтра, м;
а- расстояние между осями ответвлений, равное 0,25 м
Диаметр ответвлений определяют по промывному расходу в одном ответвлении и скорости движения воды в нем.
dотв=-(4*gпр)/(nотв*ю*Vотв),
где dотв- диаметр ответвлений, м;
gпр- промывной расход, м3/с;
Vотв- скорость движения воды в ответвлении, 1,6-2 м/с
nотв=(2*3,3)/0,25=26 ответвлений
dотв=-(4*0,14)/(26*3,14*2)=0,06 м=60 мм
Ответвления дренажной системы из стальных труб (или пластмассовых) укладывают в нижних слоях гравия и присоединяют к коллектору или к центральному каналу. Расстояние от низа ответвлений до дна фильтра должно быть не менее 75 мм.
Для сбора и отведения промывной воды предусматривают желоба пятиугольного сечения (или круглого).
Вж=К-g2ж/(1,57+аж)3,
Где Вж- ширина желоба, м;
К- коэффициент, принимаемый для желобов с пятиугольным сечением 2,1;
gж- расход воды в желобе, м3/с;
аж- отношение высоты пятиугольной части желоба к половине его ширины в приделах 1-1,5
gж=gпром/nжелобов=0,14/2=0,7 м3/с
Вж=2,1*-0,72/(1,57+1,5)3=0,92 м
По ширине желоба определяем полную высоту желоба
Нж=0,5Вж(1+gж),
Где Нж- полная высота желоба, м;
Вж- ширина желоба, м;
Нж=0,5*0,92*(1+1,8)=1,15 м
Расстояние от верхней кромки желоба до поверхности фильтрующей загрузки.
hж=(Нз*ае/100)+0,3,
где hж- расстояние от верхней кромки желоба до поверхности фильтрующей загрузки, м;
Нз- высота фильтрующей загрузки, м;
ае- относительное расширение фильтрующей загрузки, %, принимаемое по табл.23(1)
hж=(0,8*30/100)+0,3=0,54 м
hж=0,54 м < Нж=1,15, следовательно, hж принимаем конструктивно на 5 см больше полной высоты желоба.
hж=Нж+0,05=1,15+0,05=1,2 м
Верх желобов проектируют горизонтально, дно с уклоном 0,01 в сторону сборного канала (кармана). В фильтрах со сборным карманом расстояние от дна желоба до дна кармана, определяем по формуле:
Нк=(1,73*-g2пр/g*Вк2)+0,2,
Где Нк- расстояние от дна желоба до дна кармана, м;
gпр- промывной расход, м3/с;
Вк- ширина кармана не менее 0,7 м;
g- ускорение свободного падения, м/с2
Нк=(1,73*-0,142/9,8*0,72)+0,2=0,94 м
Промывку фильтра осуществляют чистой водой с помощью специальных насосов или от водонапорной башни. При использовании насосов забор воды осуществляют из рез.2.в. или из отводящего коллектора фильтрованной воды. Принимаем 1 рабочий и 1 резервный насос с подачей Q=0,14 м3/с и Н=12-15 м. Скорость движения воды в трубопроводах подающих и отводящих промывную воду, принимаем 1,5-2 м/с.
Для удаления воздуха на коллекторе предусматриваем воздушных d75-100 мм, для опорожнения фильтра- спускные трубы d 100-200 мм.
Полную высоту фильтра, определяем по формуле:
Нф=Нп+Нз+Нв+Ндоп+hс,
Где Нф- полная высота фильтра, м;
Нп- общая высота поддерживающих слоев, м, принимаемая по табл.22(1);
Нз- высота фильтрующей загрузки, ем, принимаемая по табл .21(1);
Нв- высота слоя воды над фильтрующей загрузкой, принимаем 2 м;
Ндоп- дополнительная высота;
hс- превышение строительной высоты над уровнем воды (не менее 5 м)
При выключении части фильтров на промывку и при работе оставшихся фильтров с постоянной скоростью фильтрования, предусматривают под нормальным уровнем воды в фильтре дополнительную высоту.
Ндоп=W0/F,
Где W0- объем воды, м3, накапливающийся за время простоя одновременно промываемых фильтров, tпрст=0,33 ч;
F- суммарная площадь фильтров, м2, в которых происходит накопление воды.
W0=g*t,
Где g- расход одного фильтра, равен 0,01 м3/с =0,6 м3/ч
t- время промывки, равное 0,33 ч
W0=0,6*0,33=0,198 м3
Ндоп=0,198/10*3=0,0066=0,01 м
Нф=0,1+0,8+2+0,01+0,5=3,41 м
--
Обеззараживание воды.
В технологии водоподготовки известно много методов обеззараживания воды, которые можно классифицировать на четыре основные группы: термический; с помощью сильных окислителей; воздействие ионов благородных металлов; физический (с помощью ультрозвука, радиоактивного излучения, ультрофиолетовых лучей). Из перечисленных наиболее широко применяют методы 2 группы. В качестве окислителей используют хлор, озон, дионсид хлора. Вэтом проекте обеззараживание воды будем проводить хлором.
--
Хлорирование воды.
Хлор используют как для предварительного хлорирование с целью улучшения хода коагуляции, обесцвечивания воды и улучшения состояния сооружения, так и для обеззараживания воды.
Дозу хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) для предварительного хлорирования принимаем 3 мг/л. Реагент вводят за 1-3 мин до ввода коагулянта.
Дозу активного хлора для обеззараживания воды устанавливают на основании технологических изысканий. При их отсутствии для предварительных расчетов принимаем для поверхностных вод после фильтрования-3 мг/л.
При двойном хлорировании расход хлора определяем отдельно для каждого этапа по формуле:
gx=Дх*Qч/1000,
где gх- расход хлора кг/ч;
Qч- производительность очистной станции, м3/ч;
Дх- доза хлора, мг/л
gx=3*150/1000=0,45 кг/ч
gxобщ=gx*2 т.к. двойное хлорирование
gxобщ=0,45*2=0,9 кг/ч
Хлорное хозяйство очистной станции обеспечивает прием, хранение, испарение жидкого хлора, дозирование газообразного хлора с получением хлорной воды. Хлорное хозяйство располагают в отдельно стоящих помещениях, где сбалансирован расходный склад хлора, испарительная и хлордозаторная.
Потребное количество хлора (из расчета 30 суточного запаса) определяем по формуле:
Qx=720*g,
Где Qx- 30 суточный запас хлора;
gx- расход хлора, кг/ч
Qx=720*0,9=628 кг
Потребное количество бочек определяем по формуле:
n=Qx/Mx,
где Мх- масса сжиженного хлора в бочке;
n=628/500=1,26=2 бочки
Схема оборудования с испарителем
1.- бочка;
2.-испаритель;
3.-промежуточный болон (грязевик);
4.-вакуумный хлоротон;
5.-монометр;
6.-эжектор;
х.г.-трубопровод с хлором газом;
ж.х.-трубопровод с жидким хлором;
в- трубопровод с водой;
х.в.-трубопровод с хлорной водой.
2.8.Фторирование воды.
В качестве реагентов для фторирования воды применяют кремнефтористый натрий, фтористый натрий, кремнефтористый аллюминий, кремнефтористоводородную кислоту.
Дозу фторсодержащих реагентов, определяют по формуле:
Дф=104*(mф*Qф-Ф)/Кф*Сф,
Где Дф- доза фторсодержащего реагента, г/м3;
mф- коэффициент, зависящий от места ввода реагента в обрабатываемую воду, применяемый при вводе в чистую воду-1, при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке-1.1;
Qф- необходимое содержание фтора в обрабатываемой воде в зависимости от климатического района расположение населенного пункта в пределах от 0,7 до 1,5 г/м3;
Кф- содержание фтора в чистом реагенте, %, принимаемое для натрия кремнефтористого 61;
Сф- содержание чистого реагента в товарном продукте, %, принимаемое для натрия кремнефтористого высшего сорта-98
Дф=104*(1*1-0,4)/61*98=1,07 г/м3
Фторсодержащие реагенты (из расчета 30 суточного запаса) хранят на складе в заводской таре. Поставку натрия кремнефтористого осуществляют в фанерных или деревянных бочек (вместимостью 40*80 м).
Кол-во фторсодержащего реагента на принятый срок хранения определяют по формуле:
Мф=(Q*Дф*Т)/1000,
Где Мф- кол-во фторсодержащего реагента на принятый срок хранения, кг;
Дф- доза фторсодержащего реагента, г/м3;
Q- расход обрабатываемой воды, м3/сут;
Т- продолжительность хранения реагента, сут.
Мф=(3605*1,07*30)/1000=115,72 кг
Кремнефтористый натрий представляет собой мелкий, сыпучий, кристалическкй порошок белого цвета, без запаха, удобен в эксплуатации. Фтористый натрии -порошок белого или. светло-серого цвета без запаха. Растворимость фтористого натрия с изменением температуры воды меняется незначительно, рН его
раствора -7,0.
При использовании кремнефтористого натрия применяют следующие технологические схемы: приготовление насыщенного раствора реагента в сатураторах одинарного насыщения; приготовление ненасыщенного раствора реагента в расходных
баках.
При применении фтористого натрия к кремнефтористого аммония применяют технологические схемы с приготовлением ненасыщенного раствора реагента в расходных баках.
Производительность сатуратора одинарного насыщения /по
насыщенному раствору реагента/ определяют по формуле:
gс=Дф*Q/n*P,
где gс- производительность сатуратора, л/ч;
Q- расход обрабатываемой воды, м3/ч;
n- количество сатураторов;
--
растворимость кремнефтористого натрия, равная при 0®С 4,3 г/л, при 20®С - 7,3 г/л.
gс=3605*150/1*4,3=37,33 л/г
Количество сатураторов должно быть не менее двух /I рабочий и I резервный/.
Объем сатуратора одинарного насыщения определяют из расчета времени пребывания в нем раствора.
Wc=gct/1000,
где Wc- объем сатуратора, м3;
t- время пребывания раствора в сатураторе, принимаемое равным 5ч.
Wc=37,33*5/1000=0,19 м3
По скорости восходящего потока раствора реагента и производи-тельности сатуратора определяют его диаметр:
dc=-4gc/юV,
где dc- диаметр сатуратора, м;
gc- производительность сатуратора, мэ/с;
V- скорость восходящего потока раствора реагента, равная 0,0001 м/с.
При приготовлении ненасыщенных растворов в расходных баках концентрацию раствора реагента принимают: для кремнефтористого натрия 0,25 % при 0®С, 0,5 '% при 25®С; для натрия фтористого - 2,5 % при 0®С; для аммония кремнефтористого - 7 % при 0®С. Объем расходного бака определяют по формуле:
Wp=(Q4tДф)/10000ВрЁ,
где Wp- объем расходного бака, м3;
Q4- расход обрабатываемой воды, мэ/ч;
t- время, на которое приготавливается раствор /10 - 12 ч/;
Дф- доза фторсодержащего реагента, г/м3;
Вр- концентрация раствора реагента, %; а- плотность раствора реагента, принимаемая равной 1 т/м3.
Wp=(150*10*1,07)/10000*0,25*1=0,618 м3
Количество расходных баков должно быть не менее двух.
Для лучшего растворения реагента баки оборудуют мешалками с частотой вращения 50-60 об/мин. Время перемешивания - 2 ч. Допускается перемешивание воздухом с интенсивностью подачи 8 - 10 л/(с*м2). Растворы фторсодержащих реагентов применяют после отстаивания в
течение 2 ч. Отбор раствора производят из верхнего слоя при помощи прикрепленного к поплавку шланга. При применении в качестве реагента кремнефтористого натрия и кремнефтористого аммония предусматривают мероприятия против коррозии баков, трубопроводов и дозаторов.
Для дозирования фторсодержащих реагентов в жидком виде применяют насосы-дозаторы мембранного и поршневого типа.
ЛИТЕРАТУРА
1.СНиП 2.04.02 -84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 1997.- 128 с. 2.Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных: труб: Справочное пособие. -М.: Стройиздат, 1984*- 116 с.
3.Абрамов Н.Н Водоснабжение. Учебник для вузов.-М.: Стройиздат, 1982-440 с.
4.Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод.-М.: Высш. шк. , 1987-479 с.
2
