|
Дипломная работа: Водоснабжение города и промышленных предприятийНа основании принятых распределений расходов воды отдельными водопотребителями составляем суммарное распределение расходов воды по всем потребителям (таб. 2.2). На основании таб.2.3. строим ступенчатый график водопотребления города ( рис 2.1). 3.2.7. Определение свободного напора. Минимальный свободный напор в водопроводной сети определяем в соответствии с [1, п.3.27] при заданной этажности – 6: Нсв = 10+(4*5)=30 м Минимальный свободный напор при тушении пожара для объедененного хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода низкого давления приниманм по [1, п.3.31]: Нсв = 10 м. Глава 3. Выбор источника водоснабжения. Системы и схемы водоснабжения 3.1. Выбор источника водоснабжения В связи с тем, что в районе расположения объекта водоснабжения не имеется подземных источников водоснабжения с необходимым дебитом, в качестве источника водоснабжения принята река, на берегу которой расположен город. Минимальный расход воды в реке 95-процентной обеспеченности составляет 18,2 м3/с, а средний секундный расход воды в системе водоснабжения при максимальном суточном водопотреблении 42421 м3/сут составляет: 48690 / (24*3600) = 0,49 м3/с. Относительный отбор воды из реки составляет: 0,49 / 18,2 * 100% = 2,7% 3.2. Выбор системы водоснабжения Проектируемая система водоснабжения - I категории обеспеченности подачи воды при численности населения более 50 тыс. человек (115500 человек в нашем случае). На основании анализа объемов потребления воды отдельными категориями потребителей в проекте принята объединенная хозяйственно-питьевая, производственная и противопожарная система водоснабжения города и промышленных предприятий. При этом планируется большую часть производственного водопотребления предприятий обеспечить за счет использования оборотных систем водоснабжения. 3.3. Выбор схемы и состава сооружений системы водоснабжения Водозаборные сооружения согласно проекту предусматривается расположить на берегу реки выше города по течению реки. Так как качество речной воды не отвечает требованиям ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая", то в состав сооружений по водоснабжению будут входить очистные сооружения, располагаемые в непосредственной близости от водозаборных сооружений. На территории очистных сооружений будут располагаться резервуары чистой воды и насосная станция II подъема. Для подачи воды в город предусматривается проложить напорные водоводы. Для обеспечения надежности городскую водопроводную сеть предполагается выполнить кольцевой. Водонапорная башня располагается на естественной возвышенности и присоединяется к водопроводной сети в ее начале. Таким образом проектируемая система водоснабжения I категории обеспеченности подачи воды характеризуется: · по виду источника водоснабжения - с использованием поверхностных вод (река); · по способу подачи воды - нагнетательная (вода потребителям подается насосами); · по назначению - объединенная (хозяйственно-питьевая, производственная, противопожарная); · по видам обслуживаемых объектов - городская; · по территориальному охвату водопотребителей - централизованная, обеспечивающая водой всех потребителей, расположенных в городе; · по характеру использования воды - прямоточная (вода после однократного использования транспортируется в систему водоотведения); для предприятий применяется оборотная система водоснабжения, при этом для пополнения оборотных систем применяется повторное использование воды (из технологического цикла). Глава 4. Водозаборные сооружения 4.1. Санитарные требования к качеству воды источников водоснабжения Санитарная охрана источников водоснабжения является необходимой и имеет следующие цели: - обеспечения населения доброкачественной водой для хозяйственно-питьевых нужд в достаточном количестве; - предупреждение загрязнения как открытых источников водоснабжения, так и подземных; - установление условий и проведение мероприятий, при которых возможно использование водоемов для хозяйственно-питьевых целей. В целях обеспечения населения доброкачественной питьевой водой действует ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая» в котором регламентированы нормативы качества подаваемой населению водопроводной воды и определение ответственности хозяйственных организаций за несоблюдение этих нормативов. Санитарные требования к качеству воды источника водоснабжения, который используется для хозяйственно-питьевых целей, изложены в ГОСТ 2761-74 «Источники центрального хозяйственно-питьевого водоснабжения». 4.2. Выбор схемы водозаборных сооружений и основного технологического оборудования Оценив геологический профиль русла реки и природные условия забора воды, принимаем водозаборное сооружение раздельного типа с русловым водоприемником. Раздельная компоновка насосной станции и берегового сеточного колодца обусловлена амплитудой колебания уровня воды А = 5 м. Водозаборное сооружение намечено оборудовать плоскими водоочистными сетками, т.к. водозабор имеет малую производительность ( до 1 м3/с), а водоприемник на малое количество загрязнений и сора. Для задержания сора (водорослей, веток, шугольда) намечено оборудовать водоприемные отверстия водоприемника сороудерживающими решетками. 4.3. Определение производительности водозаборных сооружений Полный расход воды водозаборных сооружений определяется по формуле: Qв.с. = a * (Qсут.макс. + Qпож.)=1,05*(42421+1458)=46073 м3/сут=0,53 м3/сут где a - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нуж-ды станции водоподготовки, принимается равным 1,05 [1, п.6.6]; Qсут.макс. – максимальный суточный расход воды ,м3/сут; Qпож. - расход воды на восполнение пожарного запаса (м3) и определяемый по формуле: Qпож. = 3,6 * tпож. * m * qпож.= 3,6 * 3 * 3 * 45 = 1458 м3 где tпож. – расчетная продолжительность пожара, час; m – число одновременных пожаров (определено в главе 3), m = 3; qпож. - расход воды на один пожар, л/с, (определено в главе 3), qпож = 45; 4.4. Выбор схемы и основного технологического оборудования водозаборных сооружений Исходя из производительности водозабора (0,53 м3/с) I категории, гидрологических характеристик водоисточника, топографических и геологических условий (пологий берег, отсутствие достаточных глубин у берега, нескальный грунт) принимается технологическая схема водозаборных сооружений - раздельного типа с русловым затопленным водоприемником. В состав водозаборных сооружений входят затопленный двухсекционный водоприемник с двусторонним втеканием воды, береговой сеточный колодец и насосная станция I подъема для создания необходимого напора со всасывающим и напорным водоводами. Технологическое оборудование водозаборов включает: · сороудерживающие решетки, установленные в водоприемных отверстиях водоприемника со стержнями, расположенными под углом 1350 к направлению течения воды в реке; · водоочистные плоские сетки, размещенные в береговом сеточном колодце; · центробежные насосы с приводом от электродвигателей; · подъемно-транспортное оборудование, служащее для монтажа оборудования, трубопроводов при выполнении ремонтных работ; · трубопроводная арматура и оборудование для промыва водоприемных отверстий и самотечных водоводов. 4.5. Гидравлические расчеты водозаборных сооружений Гидравлические расчеты водозаборных сооружений выполняются применительно к нормальным и аварийным условиям эксплуатации. Гидравлические расчеты по определению размеров водоприемных отверстий, водоочистных сеток, диаметров водоводов и других элементов водозаборов выполняются для нормальных условий эксплуатации, а расчеты потерь напора, уровней воды в береговом сеточном колодце и допускаемой наивысшей отметки оси насосов - применительно к аварийному режиму эксплуатации сооружений. Расчетный расход воды в одной секции водозабора.
Для нормальных условий эксплуатации рассчитывается по формуле: где n – число секций водозабора; и для аварийных условий:
где Р - допускаемое уменьшение подачи воды в аварийном режиме, принимается для системы водоснабжения I категории подачи воды - 30% [1, п.4.4]; Площадь водоприемных отверстий (брутто) одной секции водозабора (оборудованной решетками) определяется по формуле: где Qр – расчетный расход одной секции, м3/с; vвт – средняя скорость втекания в водоприемные отверстия с учетом требований для рыбозащиты принимается: для русловых затопленных водоприемников vвт = 0,2 м/с, для рек со скоростями не менее 0,4 м/с, [1, п.5.94]; ηст - коэффициент стеснения площади водоприемного отверстия стержнями сороудерживающей решетки, определяется по формуле: ηст = а / (а+d)=50/(50+6)=0,89 где d – толщина стержней, 6 мм; а – расстояние между стержнями, 50 см; ηз - коэффициент засорения решетки, 0,8; Для принятого размера водоприемного отверстия число отверстий (количество решеток) в каждой секции берем –4. Согласно [11, прил.1, табл. п 1.1], принимается характеристика сороудерживающих решеток: · размеры водоприемных отверстий: ширина - b = 600 мм; высота - h = 800 мм; · внутренние размеры рам решеток соответствуют размерам водоприемных отверстий; · размеры рам решеток по наружному обмеру: ширина - 700 мм; высота - 900 мм; Скорость втекания воды в водоприемное отверстие определяется по формуле: Площадь водоочистных сеток, располагаемых под наинизшим расчетным уровнем воды в береговом сеточном колодце, определяется для плоских сеток по формуле: где Qр – расчетный расход одной секции, м3/с; vвт –допускаемая скорость течения воды в ячейках сеток: для плоских сеток принимается: Vc = 0,3 м/с [4, п.2.10]; ηст-коэффициент стеснения отверстия проволокой сетки, определяемый по формуле: ηст = а2/(а+d)2=3,52/(3,5+1)2=0,6 где, а – расстояние между проволоками сетки в свету, 3,5 мм; d – диаметр проволоки, 1 мм; Согласно [4, прил.1, табл.П1.2] принимается две плоских водоочистных сеток: · с размерами: ширина - 1250 мм; высота - 1500 мм. При выбранных размерах сетки расчетная скорость течения воды в сетке определяется по формуле: Глубина погружения сеточного полотна под расчетный уровень воды определяется по формуле: При всех уровнях волы в колодце, больших минимального, процеживание воды будет происходить через большую площадь сетки и с меньшей скоростью течения воды через нее. Вследствие этого повышается сороизвлекающая способность сеток и обеспечивается лучшая очистка воды. Потери напора в плоских сетках согласно [4, п.2.10] принимаются: hc = 0,15 м. Уровень воды в береговом колодце пеерд сеткой и после нее определяется по формуле: А/ = Мин УВ – Σh1-2 = 72,5-0,33=72,15м В/ = А/ - hс =72,15-0,15= 72,0 м где Мин УВ – минимальный расчетный уровень воды в реке; Σh1-2 – сумма потерь напора при течении воды от 1 до 2 сечения – от водоприемника до водоочистной сетки; Σh1-2 = hр+hв+hсам+Σhм.с =0,05+0,08+0,15+0,06=0,33м где hр – потери напора в решетке, 0,05м; hв – потери напора в водоприемнике, 0,08м; hсам – потери напора в самотечном водоводе, м; Σhм.с – потери напора в местных сопративлениях водовода:
ζ - коэффициент местных сопротивлений, равный [4, прил.3]: 0,1 - для тройника на протоке; 0,05 – для полностью открытой задвижки; 1,0 - при вытекании воды под уровень; q - ускорение свободного падения, м/с; hс – по эксплутационным данным для плоских сеток , 0,15 м; Отметку днища берегового колодца определяем по формуле: Дн = А/ - Нс – hп = 72,15-0,84-0,5=70,81м; Дн = В/ - h1 – h2 – h3 = 72-1,2-0,6-0,65=69,55м; Принято Дн = 69,5 м где Нс – высота сетки; hп – глубина приямка для сбора осадка, 0,5 м; h1 – допускаемое погружение отверстия всасывающего водовода, определяется: 1,5*Dв = 1,5*0,78=1,2 м, Dв – диаметр отверстия воронки всасывающего водовода диаметром dвс: Dв = 1,3* dвс = 1,3*600=0,78 м; h2 – расстояние от низа воронки до дна, принимается: h2 = 0,8* Dв=0,8*0,78=0,6 м; h3 – высота слоя бетона для образования приямка и откосов для сползания осадка к приямку, принимается: h3 = hп +0,15=0,5+0,15=0,65 м; Расчет водоводов ( самотечных, всасывающих и напорных) выполняется применительно к нормальным и аварийным условиям эксплуатации. Диаметр водоводов принимается по [3] при расчетном расходе воды в одной секции водозабора для нормальных условий эксплуатации: Qр = 0,27 м3/с; D = 600 мм. Скорости течения воды в водоводах при нормальных условиях эксплуатации принимаются по [4, табл.2.5]: 1,02 м/с - в самотечных водоводах и 1,29 м/с - во всасывающих. Принятый диаметр самотечных труб проверяем на незаиляемость транспортируемыми по водоводу мелкими наносами, по формуле: где, v – средняя скорость течения воды в водоводе, м/с; v* - динамическая скорость, принимается: v* = 0,007*v = 0,007*1,02=0,0714 м/с; А – параметр, принимаемый 9; d – средневзвешанный диаметр наносов, 25мм; ρ – средняя мутность воды в период половодья, 1,3 кг/м3; ω – гидравлическая крупность, 11,6 мм/с; Потери напора в водоводах (по длине) определяются по формуле: h = i * L где, i - пьезометрический уклон, определяемый согласно [3]; L - длина водовода, м; Потери напора в самоточном водоводе (по длине) равны: h = 0,00209 * 72 = 0,15 м Потери напора во всасывающем водоводе (по длине) равны: hвс = 0,00421* 19 = 0,08 м Наивысшая допустимая отметка оси насоса определяется по формуле: ОН=Мин УВ+(10-∆hg)-∑hп-v2/2g =72,5+(10-5)-0,52-0,4=76,58 м где, Мин УВ - отметка миним. расчетного уровня воды в реке, м; 10-∆hg – приведенная высота атмосферного давления и допустимый кавитационный запас насоса, м; Shп – сумма потерь напора при движении воды в сооружениях от водоприемных отверстий до насоса при аварийных условиях эксплуатации (т.е. потери напора в решетке, водоприемнике, самоточном водоводе, на местных сопротивлениях водовода, в сетке, во всасывающем водоводе, на местных сопротивлениях всасывающего водовода), м; V2/2q - скоростной напор во всасывающем патрубке насоса: V2/2q = 2,782/2*9,81 = 4м Потери напора на местных сопротивлениях во всасывающем водоводе определяются по формуле:
ζ - коэффициент местных сопротивлений, равный [4, прил.3]: 0,5 – для колена; 0,4 – длявходной воронки; 0,4 – для перехода; 0,05 - для полностью открытой задвижки; Shп = Σh1-2 + hвс+ Σhм.с=0,33+0,08+0,11 =0,52м Принимаем ось насоса на отметке 76,5 м. Неразмывавающая скорость течения воды при проверке неразмываемости дна и определении крупности камня для крепления определяем по формуле: где, d0 – средневзвешанный диаметр отложений дна русла или каменного крепления, 0,3 мм; H – глубина потока, м; 4.6. Описание конструктивных решений Двухсекционный водоприемник с двусторонним втеканием воды имеет в плане удобообтекаемую форму. Корпус водоприемника выполнен сварным из машиностроительной стали. Самотечные водоводы проходят через водоприемник и заглушены с внешней стороны. Заглушки могут быть сняты для очистки самоточных водоводов. К самотечным водоводам присоединены вертикальные стояки, заглушенные в верху. Водоприемные отверстия размером 0,6 х 0,8 м по четыре в каждой секции расположены с обоих сторон водоприемника и соединены со стоками косыми сужающимися коробами. Форма коробов за отверстиями обеспечивает плавное движение воды с непрерывным увеличением скоростей течения. Глава 5. Очистные сооружения 5.1.Выбор схемы и состава очистных сооружений Сравнивая показатели качества воды источника с требованиями ГОСТ 2874-82 показывает, что она не удовлетворяет этим требованиям по цветности и мутности. Осветление и обесцвечивания воды производится коагулированием, в качестве реагента применяется сернокислый алюминий Al2(SO4)3 .Этот процесс предусматривает реагентное хозяйство, а также смесители. Для снижения интенсивности запаха и вкуса предусматривается предварительное хлорирование (если больше 2 баллов) Для обеззараживания воды также применяется хлорирование (вторичное), которое осуществляется перед поступлением воды в резервуары чистой воды. Учитывая состав воды и производительность станции в качестве основных сооружений принимаем горизонтальные отстойники и скорые фильтры. 5.2. Определение расчетной производительности очистной станции Производительность очистной станции определяется по формуле: Qоч.соор. мах= α*(Qмах.сут+Qдоп )=1,15*(42421+1458)= 50242 м3/сут где, α –коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужны станции и зависящий в основном от промывки фильтров. Принимаем равным 1,15 при повторном использовании промывной воды в размере 10% от расхода воды, подаваемой потребителям, и при сборе концентрированной мутной воды в размере 5% [1,п.6.6] Qдоп –расход воды на трехчасовое тушение пожара, определен в главе 5 и равен 1458 м3/сут; 5.3. Расчет сооружений реагентного хозяйства Употребляемые при обработке воды реагенты вводятся в виде порошков или гранул (сухое дозирование) либо в виде водных растворов или суспензий (мокрое дозирование). Оба способа дозирования требуют организации на водоочистном комплексе реагентного хозяйства. Реагентный блок разработан на два основных реагента: коагулянта и флокулянта. Хлорирование воды обеспечивается подачей хлорной воды от отдельно стоящей хлораторной. Отделение коагулянта запроектировано в составе: баков растворных и расходных., насосов – дозаторов, а также воздуходувкой. Под растворными баками предусмотрены поддоны, что позволяет осуществлять контроль за утечками раствора – коагулянта из баков. В растворных баках концентрацию раствора коагулянта следует принимать до 20 %, а в расходных баках – 10-12%. Внутренняя поверхность баков покрывается специальной изоляцией. Отделение ПАА состоит из склада и помещения для приготовления раствора ПАА определенной концентрацией. Для расчетов сооружений реагентного хозяйства необходимо определить дозы применяемых реагентов. В качестве коагулянтов, для устранения повышенной цветности и мутности, используют сернокислый алюминий. Доза коагулянта: где, Ц – цветность исходной ходы, 60 град В соответствии [1.табл.16] дозу реагента берем мах, при этом учитывая нашу мутность воды: Дк = 40 мг/л Для улучшения хлопьеобразования при недостаточной щелочности исходной воды проводят подщелачивание воды (в качестве коагулянта используют сернокислый алюминий, а для ускорения процесса добавляем гашеную известь). Дозу подщелачивания определяем по формуле: где : ек – эквивалентный вес безводного коагулянта; для сернокислого алюминия он равен 57; Щ0 – щелочность исходной воды (карбонатная жесткость),мг-экв/л; Кщ - коэффициент для извести = 28; Если Дщ < 0 , то не производим подщелачивание. Для улучшения осветления и обесцвечивания воды используется флокулянт полиакриламид (ПАА) = ДПАА = 0.5 мг/л Дозу флокулянтов следует принимать в соответствии [1.табл.16] Для интефикации хода коагуляциии обесвечивания, а также для улучшения санитарного состояния сооружений рекомендуется проводить первичное хлорирование воды. Доза хлора для первичного хлорирования принимаем 3 –10 мг/л. Коагулянт вводят после первичного хлорирования, ПАА через 2 – 3 мин. после коагулянта. 5.4.Расчет отделения коагулянта 6.4.1. Сухое хранение коагулянта Для хранения реагентов в сухом виде предусматривают закрытые помещения на первом этаже вблизи от растворных баков. При хранении навалом сульфата алюминия и негашеной извести высоту слоя принимают соответственно 1,5 –2 м, а при наличии соответствующей механизации допускается увеличение высоты слоя до 2,5 –3,5 м. Площадь склада коагулянта определяем на 30 суточное хранение. Площадь склада: где k – коэффициент, учитывающий расширение площади за счет проходов, 1,2; P - суточная потребность в реагенте, т/сут;где Д – доза реагента, 40 мг/л; Qсут.пол – расчетная производительность станции , 40529 м3/сут в – процентное содержание чистого продукта в техническом реагенте для глинозема очищенного 42 %; T – время хранения коагулянта , 30 суток; h – высота слоя коагулянта, 2 м; γ – объемный вес коагулянта, 1 т/м3; Размер склада в плане принимаем 8 x 9 м2 (при высоте слоя коагулянта 2,1 м) Проверим площадь склада на возможность доставки коагулянта на очистные сооружения большегрузными 60-тонными железнодорожными вагонами. Принимаем: грузоподъемность вагона G = 6т; число одновременно прибывших вагонов N = 1; время, на которое необходимо иметь запас реагента на складе к моменту поступления новой партии, Т0 = 10 сут где G–грузоподъемность большегрузного железнодорожного вагона, 60т; N – количество одновременно прибывающих вагонов,1; T – время на которое необходимо иметь запас реагента на складе, к моменту поступления новой партии, принимаемое равным 10 сут. при доставке железнодорожными вагонами; Принимаемая площадь склада удовлетворяет требованиям приема большегрузного вагона. По мере необходимости коагулянт со склада подается в растворные баки, где получается 20% раствор. После 4-5 часового отстаивания раствор перепускают в расходные баки, где он разбавляется до концентрации 10-12%. Емкость растворных баков: где qчас – часовая производительность станции, 1689 м3/ч; n – время полного циклаприготавления раствора коагулянта 10-12 ч ; враст - концентрация раствора коагулянта, 20%; Площадь растворного бака: где h – высота слоя раствора, 1 м Принимаем 3 растворных бака, каждый емкостью 3,4 м3 . Высота слоя раствора h = 1 м, в плане 1,7х 2 м2.Емкость расходных (рабочих) баков: Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |