Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

Імені Юрія Кондратюка

Факультет нафти газу та природокористування

Кафедра гідравліки, водопостачання та водовідведення

Розрахунково-графічна робота з дисципліни:

«Водопостачання, водовідведення та поліпшення якості води»

Виконала: Студ. гр..401-СЕ

Кушніренко К.С.

Перевірив: Яковлєв В.С.

Полтава 2014

Зміст

Вихідні дані

1. Вибір очисних споруд водопостачання

1.1 Аналіз вихідних даних i вибір методу очистки води

1.2 Розрахункова продуктивність очисних споруд

1.3 Склад очисних споруд

2. Технологічні розрахунки

2.1 Споруди реагентного господарства

2.1.2 Флокуляція

2.2 Освітлювачі зі зваженим осадом

3. Екологічна частина

3.1 Визначення якості питної води після реагентної обробки

Література

Вихідні дані

1. Очисні споруди призначені для підготовки питної води за ДСПіН "Вода питна".

2.Гарантуються:

- каламутність очищеної води не більше ніж 0.58 мг/л;

- кольоровість не більше ніж 20 град.ПКШ;

- смак не більше ніж 2 ПР;

- запах не більше ніж 2 ПР.

3. Продуктивність 5000 м³/добу;

4. Показники природної води:

1) Каламутність води - 50 мг/л;

2) Кольоровість води - 50 град.;

3) Карбонатна твердість - 0,3 мг-екв/л;

4) Індекс бактерій групи кишкової палички - 450;

7) Смак - 3 ПР;

8) Запах - 4 ПР;

10) Сульфати -90 мг/л;

11) Хлориди - 150 мг/л.

Реагенти:

- коагулянт -СЗК(сульфато-залізовмісний Fe₂(SO₄)₃)

- флокуляція- поліакриламід

водопостачання продуктивність очисний споруда

1. Вибір очисних споруд водопостачання

1.1 Аналіз вихідних даних i вибір методу очистки води

Очисні споруди призначені для питного водопостачання. Порівняємо вихідні данні з вимогами ДСПiН „Вода питна”.

№ №п/п	Показники якості води	В джерелі	За ДСПіН
11	Каламутність, мг/л	50	До 0.58
22	Кольоровість, град.	50	До 20
33	Індекс БГКП	450	-
44	Смак, ПР	3	До 2
55	Запах, ПР	4	До 2
76	Хлор, мг/л	150	250(300)
87	SO42-,мг/л	90	250(500)

Аналіз даних:

Каламутність-перевищення

Забарвленість- перевищення

Смак-перевищення

Запах-перевищення

Щоб одержати питну воду, потрібно застосувати реагентні методи і такі процеси очищення:

- освітлити воду;

- знебарвити воду;

- знезаразити воду;

- дезодорувати воду.

Для очищення води застосовуємо такий коагулянт, Fe₂(SO₄)₃-СЗК.

Доза коагулянту відносно каламутності - 35 мг/л.

Доза коагулянту відносно кольоровості:

,

де Ц=50 - кольоровість води, град.

мг/л,

Розрахункова доза коагулянту - 35 мг/л.(по ДБН) за таблицею 15(Доза безводного коагулянту для обробки води) .

,

е_к=67 мг/мг-екв - еквівалентна маса коагулянту;

Л₀=ж_к=0.3 мг-екв/л - жорсткість карбонатна;

приймаємо в залежності від виду підлужуючого реагенту (для вапна 28).

мг/л

Каламутність води з врахуванням зависі, що утворюється в наслідок коагулювання розраховується за формулою:

,

К_к=0,8-1.2=1.0

, де

- коефіцієнт, що залежить від реагенту, 0,7;

- частинний вміст кальцію у вапні.

К_В=70%=0,7 - частинний вміст СаО у вапні;

М=50 мг/л - каламутність.

мг/л

Тип основних споруд та установок-освітлювачі зі зваженим осадом(за таблицею 14 ДБН: Рекомендації для попереднього вибору споруд для освітлення і знебарвлення води).

1.2 Розрахункова продуктивність очисних споруд

Визначається за формулою:

Q_p=Q_k+Q_вп,м³/добу

де Q_k - корисна продуктивність ,5000м³/добу;

Q_вп - витрати на власні потреби =30% Q_k

Розрахунок:

Q_р =1,3* Q_k =1,3*5000=6500 м³/добу

1.3 Склад очисних споруд

Склад очисних споруд приймаємо відповідно до вимог норм [1, табл.15, п.6.10, ст.22] :

1. Реагентне господарство

2. Мікрофільтри

3. Контактні камери

4. Змішувач (дірчастий)

5. Контакті попередні фільтри

6. Швидкі фільтри

7. Резервуар чистої води (РЧВ)

8. Фільтри - поглиначі

9. Водонапірна башта промивних вод

10. Споруди повторного використання промивних вод

11. Споруди обробки осаду

2. Технологічні розрахунки

2.1 Споруди реагентного господарства

Для ВОС запроектоване застосування коагулянту, флокулянту ПАА для інтенсифікації коагулювання та обробки промивної води.

Q_p = 6500 м³/добу

С=100мг/л

Заб=50град.

2.1.1 Флокуляція

Для очищення води застосовано катіонний на основі поліакриламіду, концентрація=90%. Розрахункова доза ПАА D_R=0,5 мг/л.

Добова витрата реагенту:

R_D=Q_R?D_R/(1000000?А)= 6500?0,5/(1000000?0,9)=0.0036 т;

Витрати реагенту за місяць:

G_Р =30?R_D=30?0,0036 =0.108 т(об'єм поставки);

Прийнята поставка автотранспортом G_Р=0.2 т.

Аск=1.15* G_р/?*h,де h=1.5-2.5 м, ?=0.75

Аскл=1.15*2/1.13=2.04м²<10 м²,то приймаємо зберігання реагенту в приміщенні дозування(у тарі).

Приймаємо зберігання флокулянту в приміщенні дозування.Розрахунок площі :

А ск= G_р*А_m/ G_m*n_я,де G_m-

вага одиниці тари=0.025 т, n_я -кількість ярусів=1.5м, А_m-площа тари в плані -0.15м².

А ск=0.108*0.15/0.025*1.5=0.432 м²

Потрібний об'єм розчинних баків(не менше 3) при тривалості повного циклу

приготування Т=2 год., концентрація розчину В_R=90% та його густині G_R=0.75т/м³, дорівнює:

W_рб=D_R?Q_R?T/(10000?B_R?G_R)= 0,5?270.8?2/(1000000?0.9?0.75)=0.0004м³;

W₁= W_рб/n_рб=0.00040/3=0.00013 м³/год.

А*В*H

0.05*0.05*0.05(м)

W_вб= W_рб*а/в,

де а- концентрація реагенту, в-концентрація реагенту у витратному баці(по ДБН)=0.7-1%

W_вб=0.00013*0.9/0.01=0.0117м³

Кількість витратних баків -2

W1_вб=0.0117/2=0.00585=

Н=0.6, L=0.6, В=0.5

Витрати насоса-дозатора при кількості змішувачів 1 дорівнює:

Q_D=D_R? Q_R /(1000000?в?G_R?N_Z)=0,5 ?270.8/(1000000?0.75?1?0.01)=0,180 м³/год=180л/год.

Обираємо насос - дозатор Дозувальні плунжерні насои (НД 400/10)

http://www.rimos.ru/catalog/pump/24128 .

№	Тип	Продуктивність, л/год	Потужність електродвигуна, кВт	Основні розміри, мм
				довжина	ширина	висота
3	НД-400/10	100-400	1	840	342	634

2.2 Освітлювачі зі зваженим осадом

Винахід відноситься до водопостачання і каналізації, владності до конструкцій споруд очистки питних і стічних вод.Освітлювачі зі зваженим осадом є основною спорудою для попереднього освітлення води перед подачею на швидкі фільтри.

Відомі конструкції освітлювачів зі зваженим осадом коридорного типу і типу акселератора і суперпульсатора. Освітлювач зі зваженим осадом для очищення води містить резервуар з зонами зваженого осаду, посвітління і осадковловлювача, в яких розташована плаваюча завантаження,експлуатацію при ремонті і при відведенні осаду, із-за відсутності виходу повітря вода під дном набуває неприємного запаху і смаку, розподіл вихідної води всередині освітлювача складний, багато комунікацій, зважений осад легкий і швидкість підйому води мала.

А_осв=, А_нак.ос.=,

де -коефіцієнт розподілу води між зонами освітлення та накопиченням осаду,приймається в залежності від вапна.

- швидкість висхідного потоку в зоні освітлення, мм/с, за таблицею 20 ДБН.

Висоту шару зваженого осаду слід приймати від 2 м до 2,5 м включно. Низ вікон для приймання осаду або кромку труб, що відводять осад, потрібно розташовувати від 1,0 м до 1,5 м вище переходу похилих стінок зони зваженого осаду освітлювача у вертикальні.Кут між похилими стінками нижньої частини зони зваженого осаду рекомендується приймати від 60° до 70° включно, а висоту зони освітлення - від 2 м до 2,5 м включно.

Відстань між збірними лотками або трубами в зоні освітлення слід приймати не більше ніж 3 м.Висота стінок освітлювачів повинна перевищувати не менше ніж на 0,3 м розрахунковий рівень води в них.

Видалення осаду з ущільнювача слід передбачати періодично по дірчастих трубах. Кількість води, яка відводиться разом з осадом, потрібно визначати згідно з таблицею 19 з урахуванням коефіцієнта розбавлення, що дорівнює 1,5.

(В=2або 3 м),

=3:9м,

А_осв= м²

А_нак.ос.= м²,

Висота пірамідальної частини освітлювача

H_пір= ,=60

А=D +0.4

D=,

де =0.6-0.8 м/с

D=

А=0.1+0.4=0.5м

H_пір=

H_{зав.шар.}=2-2.5м; H_{захисної зони} приймаємо 2-2.5 м; H_{сухого борту} =0.3;

H_{загальна}=1.29+2+2+0.3=5.59м

Площа вікон

А_вік=,

де -швидкість руху води у вікнах 0.015 м/с;

А_вік= м²

Довжина вікон

L_вік=;

Н_вік.=0.2-0.3м

L_вік=

Об'єм зони ущільнення

,

де Н₁- відстань від низу вікон для приймання осаду до верхньої межі ущільненого осаду =1.5 м.

Н₂=Н_пір.

м³

Час ущільнення осаду

Т_ущ.=;

де - концентрація осаду зони ущільнення приймається в залежності від тривалості ущільнення (по ДБН,табл.10),32000 г/м³

-каламутність води на виході з освітлювача,приймаємо 8-15мг/л;

С - каламутність на вході освітлювача.

Т_ущ.=

Витрата осаду

Q_ос=;

де -коефіцієнт розбавлення осаду,який залежить від способу випускання,приймаємо 1.2-1.5; -тривалість випускання осаду,приймаємо 15-20 хв.

Q_ос=м³/год.

Діаметр труби випускання осаду

D= ;

де - швидкість випускання осаду,0.6 м/с

D=

3. Екологічна частина

3.1 Визначення якості питної води після реагентної обробки

Якість вихідної води визначається наявністю в ній бікарбонатів, сульфатів і хлоридів.

За завданням у вихідній воді:

- бікарбонатів Сбік 0.3 мг-екв/л;

- сульфатів 90 мг/л, або Ссульф/48 =1.88 мг-екв/л;

- хлоридів 150 мг/л, або Схлорид/35,5 =4.23 мг-екв/л;

Сума цих іонів у воді:

Ссум = Сбік + Ссульф + Схлорид = 6.41 мг-екв/л.

Приймемо суму іонів за 100% та підрахуємо відсотковий вміст кожного іону;

6.41 мг-екв/л це 100%,

бікарбонатів 100 Сбік/Ссум =4.68 %,

сульфатів 100 Ссульф/Ссум =29.33 %,

хлоридів 100 Схлорид/Ссум =65.99 %.

Одержані результати нанесемо на трикутну діаграму як точку 1.

Унаслідок реагентної обробки води її якість змінюється. Вміст бікарбонатів у воді (тобто лужність) буде зменшена у наслідок взаємодії з воднем, який вивільнюється при гідролізі коагулянту .

Сбік2 = Щк = Що - Дк/Ек + Дл/Ел = 0.3 - 35/67 +6.6/ 37.04= 0 мг-екв/л.

де Що - лужність вихідної води, мг-екв/л,(за завданням Що=0,3 мг-екв/л);

Дк - розрахункова доза коагулянту, мг/л (Дк=35 мг/л); Ек- еквівалентна маса коагулянту, мг/мг-екв (Ек=67 мг/мг-екв);

Вважається, що іонному шарі колоідних часток адсорбується 10% одновалентних іонів, 20% двовалентних іонів. Коректуємо вміст;

Сбік2=Сбік20,9 = 0 мг-екв/л.

Вміст сульфатів у воді після коагулювання :

Cсульф2 = Ссульф+ = 0,52 мг-екв/л

=96г/моль

)=4000г/моль

З урахуванням адсорбції іонів:

Ссульф2 = Ссульф2 0,8 =0.42 мг-екв/л.

Вміст хлоридів у воді після коагулювання збільшиться так як цей іон входить до реагенту для знезараження води (хлору):

Cхлорид2 =

Дхл - сумарна доза хлорування(Дхл = Дхл₁+ Дхл₂=2+3= 5 мг/л)

З урахуванням адсорбції іонів:

Схлорид2 = Схлорид2 0,9 =3,87мг-екв/л.

Вміст хлоридів після очищення води становить:

З отриманого результату можна зробити висновок, що вміст хлоридів знаходиться в межах норми 137 мг/л < 250 мг/л;

Сума цих іонів у очищеній воді:

Ссум2 = Сбік2 + Ссульф2 + Схлорид2 = 0 + 0,42 + 3.87 = 4.29 м-екв/л

Приймемо суму іонів за 100% та підрахуємо відсотковий вміст кожного іону:

4,72 м-екв/л це 100%.

1. бікарбонатів - 100 Сбік/Ссум = 0

2. сульфатів - 100 Ссульф/Ссум = 9.79 %;

3. хлоридів - 100 Схлорид/Ссум = 90.21 %;

Сума = 100%

Одержані результати нанесемо на трикутну діаграму як точку 2.

Для побудови гістограми показник якості вихідної води приймається за 100% і обчислюється за допомогою пропорції відсоткове значення показника якості води після реагентної обробки (згідно з ДСПіН). Різниця відсоткових показників приймається за ефект очищення.

Література

1. СНиП 2.04.02-85. Водоснабжение. Наружние сети и сооружения. М.: СИ. 1985..

2. Водопровідні очисні споруди. Робоча програма й методичні вказівки до виконання курсового проекту/Укладач І.О.Злобін.-Полтава, 1992.-64 с.

3. Методичні вказівки до курсового проекту "Водопровідні очисні споруди". Розрахунок швидких фільтрів і дренажних систем/Укладач І.О.Злобін.Полтава. 1997.

4. Кульский Л.А., П.П. Строкач. Технология очистки природных вод. - К.: Вища шк., 1986. -352 с.

5. Справочник проектировщика: Водоснабжеие населенных мест и промышленных предприятий. - М.: Стройиздат, 1981. - 639 с.

Размещено на Allbest.ru

...