Очистка воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения (окисляемость перманганатная - 22,6 мг/л, цветность источника водоснабжения - 80 град., мутность источника водоснабжения - 90 мг/л)

размер в плане нижней части смесителя в месте примыкания этого трубопровода должен быть равен 500×500 мм, а площадь нижней части усеченной пирамиды составит

                                 .                                                              (32)

Получим

 мм² = 0,25 м².

Высота нижней части смесителя

h_н = 0,5∙(b_в – b_н)·ctg ,                                               (33)

где   - угол наклона стенок смесителя, принимается равным 30-45⁰;

b_н – сторона нижней части смесителя, которая равна 0,5 м.

Получаем

h_н = 0,5∙(2,97 – 0,5)·ctg = 4,61 м.

Определим объем пирамидальной части смесителя

                           .                                   (34)

Подставив значения, получим

 м³.

Определим полный объем смесителя

                               ,                                                          (35)

где t – время пребывания воды в смесителе (1,5-2 минуты).

 м³.

Определим объем верхней части смесителя

                                       ;                                                     (36)

Получаем

 м³.

Высота верхней части смесителя определяется по формуле

                                       ,                                                             (37)

 м.

Определим полную высоту смесителя

                                    ,                                            (38)

где h_cтр – высота строительного борта (0,3-0,5 м);

h_к    – конструктивный размер (0,3-0,5 м).

 м.

Определяем расход воды по лоткам

                                      ;                                                             (39)

 м³/ч.

Площадь сечения лотка

                                      ,                                                  (40)

где  v_л – скорость движения воды в лотке, равна 0,6 м/с.

 м².

Ширина лотка принимается b_л = 0,2-0,8 м.

Принимаем b_л = 0,5 м.

Высота лотка определяется по формуле

                                        ;                                                     (41)

Получаем

 м.

Принимаем уклон дна лота i_л= 0,02.

Определим площадь всех отверстий в стенках сборного лотка

                                          ,                                                 (42)

где v₀ – скорость движения воды через отверстия, равна 1 м/с.

 м².

Площадь одного отверстия равна

                                            ,                                                           (43) где d₀ – диаметр отверстий, равный 80 мм;

 м².

Определим количество отверстий

                                               ,                                                         (44)

 шт.

Определим внутренний периметр лотка

                                 ;                                           (45)

Подставив значения, получим

 м.

Определим шаг оси отверстий

                                         ,                                                     (46)

 м.

Расстояние между отверстиями

                                     ;                                               (47)

м.

Подбираем трубу для отвода воды со скоростью воды в отверстии равной 0,8-1 м/с.

;

Тогда

            м.

Принимаем диаметр трубы для отвода воды из отверстия равный 600 мм

4.4 Расчет контактного осветлителя

4.4.1 Определение площади контактного осветлителя

Необходимая площадь контактных осветлителей F_к.о., м², определяется по формуле

,                         (48)

где  Т     – продолжительность  работы станции в течение суток, ч., к расчету принимаем Т = 24 ч.;

 – скорость  фильтрования  при  нормальном  режиме, м/ч., к  расчету принимаем  м/ч.;

n     – количество промывок каждого фильтра за сутки, принимаем n= 3;

    – интенсивность промывки, л/с·м², принимается 15 л/с м²;

t₁– продолжительность  промывки  контактного  осветлителя,  ч,  к расчету  принимаем t₁ = 0,133 ч.;

t₂    – время простоя  контактного осветлителя в связи с промывкой, ч, к расчету принимаем t₂ = 0,33 ч.;

t₃    – продолжительность  сброса  первого  контактного  осветлителя, ч, к расчету принимаем t₃ = 0,17 ч.

 м².

Количество контактных осветлителей на станции можно определить по формуле

;                                                    (49)

   шт.

Площадь одного контактного осветлителя f_к.о., м², определяться по формуле

;                                                    (50)

 м².

Так как > 40 м², принимаем контактный осветлитель с центральным сборным каналом, разделяющим его на 2 отделения; размер каждого отделения в плане принимаем 4×5,1 м. Таким образом, площадь одного отделения 20,4 м².

 м².

Проверяем скорость восходящего потока воды при форсированном режиме эксплуатации

,                                             (51)

где N₁ – количество контактных осветлителей находящихся в ремонте, принимаем  N₁=1 шт.

 м/ч.

Таким образом, скорость при форсированном режиме не превышает допускаемую скорость движения воды, равную 6 м/ч.

1 – подача исходной воды;

2 – отвод фильтрата;

3 – подача промывной воды;

4 – отвод промывной воды;

5 - воздуховод а – типа КО-1, б – типа КО-3

Рисунок 5 – Принципиальная схема контактного осветлителя

4.4.2 Расчет трубчатой распределительной системы

Расход промывной воды, приходящейся на один контактный осветлитель определяем по формуле

;                                                   (52)

 л/с м³/с.

При наличии двух отделений на каждый коллектор распределительной системы контактного осветлителя приходится расход промывной воды  м³/с  л/с.

Диаметр коллектора каждого отделения распределительной системы контактного осветлителя

,                                                  (53)

где  – скорость  движения  воды  при промывке, м/с, принимается равной не более 0,8-1,2 м/с, к расчету принимаем  м/с.

 м мм.

Принимаем диаметр коллектора равный 600 мм.

Наружный диаметр стальной трубы  составляет 630 мм.

Пересчитаем скорость движения воды при промывке для принятого диаметра

;                                              (54)

 м/с.

Длина одного ответвления каждого отделения контактного осветлителя определяется по формуле

,                                             (55)       

где  L  – длина одного контактного осветлителя, м;

D – наружный диаметр коллектора распределительной системы, м.

м.

Количество ответвлений в контактном осветлителе m, шт., будет определяться по формуле

,                                            (56)          где   b – ширина одного контактного осветлителя, м;

e  – шаг оси ответвлений, м, должен быть 0,25 – 0,35 м, к  расчету принимаем e= 0,3 м.

 шт.

Расход промывной воды, приходящейся на одно ответвление рассчитывается по формуле

;                                         (57)                     

 л/с =0,0118 м³/с.

Диаметр ответвления d_отв, мм, можно определить по формуле (53) учитывая, что допустимая скорость в трубопроводах распределительной системы должна быть не более 1,8-2 м/с.

 м  мм.

Принимаем стандартное значение трубопровода равное 90 мм, что отвечает скорости движения воды

 м/с.

Диаметр отверстий в ответвлениях  принимаем d₀ = 10 мм = 0,01 м. Тогда количество отверстий на каждом ответвлении можно определить по формуле