Очистка воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения (окисляемость перманганатная - 28,1 мг/л, цветность источника водоснабжения - 68 град., мутность источника водоснабжения - 233,7 мг/л)

барабан с сеткой; 2 - ось барабана с приемным желобом; 3 - промывное устройство; 4 - привод; 5 - камера; б - канал поступающей воды;7 - сборный канал; 8 - отвод промывной воды

Рисунок 2 - Схема устройства барабанной сетки

По справочной литературе подбираем барабанную сетку БС 3х1,5 со следующими параметрами:

- производительность сетки, q=35000 м³/сут;

- диаметр барабана, d=3050 мм;

- длина барабана, l=1714 мм;

- длина сетки, L=2606 мм;

- ширина сетки, B=4060 мм;

- расстояние от оси до дна, c=1700 мм.

Принимаем одну резервную сетку.

Пересчитываем расход на одну барабанную сетку, в соответствии с выбранным количеством.

                                        ;                                                                  (8)

 м³/сут.

                                        ;                                                            (9)

 м³/сут.

Подсчитаем площадь живого сечения ванны

                                            ,                                                         (10)

где Н – высота ванны.

                                      ;                                                      (11)

м.

м².

Рассчитаем размеры подводящего и отводящего каналов.

Площадь сечения канала определим по формуле

                                               ,                                                         (12)

где - скорость движения воды в канале, принимаем 0,6-1 м/с.

м².

Высота канала

                                                   ,                                                            (12)

где В_к – ширина канала, принимается 0,7 м.

м.

Площадь, занимаемая сеткой, с учётом подводящих и отводящих каналов определяется по формуле

                                          ,                              (13)

где n      – число ванны, в которых располагаются рабочие и резервные барабанные сетки, n=6;

    - количество подводящих и отводящих каналов ();

 - площади ванн подводящих и отводящих каналов, м².

                                              ;                                                             (14)

м².

                                            ,                                           (15)

где N_полн – общее количество сеток.

м².

Тогда

м².

Определим расход воды, требуемый на промывку барабанных сеток

                                       ,                                                        (16)

где А – процент воды на промывку барабанных сеток, А=0,5 %.

м³/с.

По расходу  м³/с и напору Н=15 м подбираем для промывки барабанных сеток насос марки КМ 8/18 со следующими характеристиками:

- подача, Q=15,5 м³/ч;

- напор, Н=20 м;

- электродвигатель, мощностью N=1,5 кВт;

- частота вращения рабочего колеса, n=3000 об/мин.

Габаритные размеры насоса:

длина – 0,26 м;

ширина – 0,5 м;

высота – 0,35 м.

4.2  Расчёт реагентного хозяйства

4.2.1 Расчёт дозы коагулянта

Дозу коагулянта считается по цветности и по мутности.

Определим дозу коагулянта по цветности

(17)

где Ц – цветность обрабатываемой воды, град.

                                                                                                 мг/л.

Дозу коагулянта по цветности определяет по таблице.

Так как мутность составляет 90 мг/л, то

мг/л.

Окончательно принимает дозу коагулянта равную 35,78 мг/л.

Так как при коагуляции используются контактные осветлители, то дозу коагулянта уменьшаем  на 10 %.

Тогда окончательно

мг/л.

Доза подщелачивающих реагентов, необходимая для улучшения процесса хлопьеобразования,  определяется по формуле

                                                                                                                                                                 (18)

Где Д_К – максимальная в период подщелачивания доза безводного коагулянта, мг/л;

     е_к   – эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг/мг-экв, принимаемая для Al₂(SO₄)₃ – 57, FeCl₃ – 54, Fe₂(SO₄)₃  – 67. В качестве коагулянта применяем сернокислый алюминий, поэтому е_к =57;

    К_Щ  – коэффициент, равный для извести (по СаО) – 28, для соды (по Na₂CO₃) – 53;

   Щ₀  – минимальная щёлочность воды, мг-экв/л.

                                                       мг/л.

Таким образом, подщелачивание воды не требуется.

Расчёт растворных и расходных баков

Необходимая емкость растворного бака определяется по формуле

,                                         (19)

где  q   –  расчетный расход воды в м³/ч;

n – число часов работы  станции. Для очистной станции производительностью 30000 м³/сут n=8-12 ч.

b_p  –  концентрация раствора к концу растворения в  %. Принимается 10-17%

   – плотность раствора в т /м³.

м³.

Баков должно быть не менее двух. Причём высота бака принимается до 2,5 м, ширина и длина не менее 1м.

Таким образом, принимает  2 бака, каждый из которых  шириной 1м, длинной 1 м, высотой 2м.

Тогда объём одного бака будет составлять 2 м³, а W_р=4 м³.

Объём расходного бака определим по формуле

                                           ,                                                         (20)

где b – концентрация рабочего раствора в расходном баке. Принимается        4-10 %.

м³.

Количество растворных баков так же принимается не менее двух.     

Принимаем 2 бака.

Размерами:

- ширина 1,5 м;

- длина 1 м;

- высота 2 м.

Принимаем один резервный бак размерами 1,5х1х2.

Расчёт воздуходувок и воздуховодов

Расчётный расход воздуха Q_возд определяется как произведение площадей баков  на величину интенсивности подачи воздуха.

Для растворных баков

                                                 ,                                                        (21)

где S^/ – площадь всех растворных баков, м². Для принятого бака S=2 м².

I – интенсивность подачи воздуха, равная 8-10 л/с м².

л/с.

Для расходного бака

, где S^// – площадь  всех расходных баков, равная 3 м².

I – интенсивность подачи воздуха, равная 3-5 л/с м².

л/с.

Таким образом, общий  расход воздуха составит

                                       ;                                                      (22)

л/см³/мин.

По полученным результатам подбираем 2 рабочих и 1 резервную воздуходувку ВК-1,5 со следующими характеристиками:

- расход воздуха – 0,91 м³/мин=0,015 м³/с;

- избыточное давление – 10 м;

- завод изготовитель – бессоногвский компрессорный завод.

Принимаем две рабочих и одну резервную воздуходувку.

Диаметр воздуховода рассчитаем по формуле

                                    ,                                                        (23)

v – скорость движения воздуха в трубах,  равная 10-15 м/с.

м.

Принимаем d_возд=80 мм.

4.2.4 Дозирование реагента

В практике очистки воды весьма распространено использование для дозирования растворов и суспензий реагентов насосов-дозаторов. Достоинство их состоит в том, что они компактны, обеспечивают возможность дозирования в напорный трубопровод и могут быть легко автоматизированы.

Расход реагента  определяем по формуле

,                                       (24)

где  – производительность очистной станции, м³/сут;

  – доза реагента, мг/л;

    – содержание безводного продукта в коагулянте, %.

 т/сут.

Часовой расход коагулянта

                              ;                                                          (25)

 м³/ч = 540 л/ч.

Принимаем 1 рабочих и 1 резервных насоса дозатор марки НД - 630/10  с мощностью электродвигателя 1,6 кВт. Длина насоса – 803 мм; ширина – 280 мм; высота – 677 мм; масса – 120 кг.

1— всасывающий патрубок;

2 — нагнетательный  патрубок;

3 и 4 — подвод и отвод воды к «фонарю»;

5 – устройство  для изменения длины хода плунжера при выключенном электродвигателе;

6 — отверстия  для анкерных болтов.

Рисунок 3 – Общий вид насоса-дозатора серии НД

4.2.5 Расчет склада реагента

Площадь склада определяется по формуле

(26)

где Д_к (Д_щ) – доза коагулянта или доза щелочи, мг/л;

Т           – продолжительность хранения коагулянта на складе, Т = 15-30 сут;

а          – коэффициент для учета дополнительной площади на складе,  принимаем α = 1,1 – 1,2;

р_с         – содержание безводного продукта в коагулянте, %;

              – плотность коагулянта при загрузке склада навалом

        – допустимая высота слоя коагулянта, м.

Тогда

 м².

Принимаем размеры склада в плане 6×8.

Таким образом, площадь принятого склада составит F=48 м².

4.3 Расчет смесителя

Принимаем вертикальный (вихревой) смеситель, которых должно быть не менее двух. Пребывание воды в смесителе 1-2 минуты.

1 – трубопровод подачи воды на смеситель;

2 – устройство ввода реагента;

3 – трубопровод ввода реагента;

4 – цилиндрическая или квадратная часть смесителя;

5  – конусная или пирамидальная часть смесителя;

6  – сборный карман;

7  – затопленные отверстия;

8  – переливной трубопровод;

9  – сетка;

10 – трубопровод опорожнения;

11 – трубопровод отвода воды;

12 – сборный лоток

Рисунок  4 – Вертикальный (вихревой) смеситель

Определим число смесителей по формуле

                                       ,                                                         (27)

где – расход на один смеситель (1200-1500 м³/ч).

Тогда

 шт.

Тогда расход одного смесителя составит

                                         ;                                                        (28)

 м³/ч = 0,23 м³/с.

Площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя

                                 ,                                                            (29)

где  v_в – скорость восходящего движения воды, равна 90-100 м/ч.

Тогда

 м².

Если принять верхнюю часть смесителя квадратной в плане, то сторона будет иметь размер

                                               .                                                   (30)

Тогда

 м.

Диаметр трубопровода, подающего обрабатываемую воду в нижнюю часть смесителя, определим по формуле

                                  ;                                                           (31)

Тогда

 м = 490 мм.

Принимаем стандартный диаметр d = 500 мм.

Так как диаметр подводящего трубопровода будет равен