Очистка воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения (окисляемость перманганатная - 38,7 мг/л, цветность источника водоснабжения - 65 град., мутность источника водоснабжения - 50 мг/л)

расход воды на один пожар (внешнее пожаротушение) в населенном пункте (q^внеш_пож = 40 л/с);

q^/внеш_пож – расход воды на один пожар (внешнее пожаротушение) на промышленном предприятии (q^/внеш_пож = 20 л/с).

Q_доп. = 3,6·3∙[3∙(5 + 40 )+ 1∙( (5 + 20)/2)]=1593 м³/сут.

Q_о.с =  м³/сут,

Q^час _о.с = ,                                           (5)

Q^час _о.с =  м³/ч.

Q^с _о.с = ,                                          (6)

Q^с _о.с =  м³/с.

3 Технологическая схема очистной станции

Сочетание необходимых технологических процессов и сооружений составляет технологическую схему улучшения качества воды. В соответствии с данными курсового проекта требуется глубокое осветление воды.

4 Расчет и подбор оборудования по всем сооружениям очистки воды

4.1 Расчет микрофильтров

Рисунок 2 – Схема устройства микрофильтра

1 — барабан со съемными фильтрующими элементами; 2 — опора; 3 — ось барабана с желобом для сбора промывной воды; 4 — ограждение из прозрачных материалов; 5— промывное устройство; 6 —  привод; 7 — канал исходной воды; 8 — камера микрофильтра; 9 — сборный канал; 10 — трубопровод для отвода промывной воды; 11 — водосливное окно с шибером

Количество рабочих МФ определяется по выражению:

,                                                   (7)

где Q^о_сут - полная производительность станции осветления воды, м³/сут;

q      - производительность одного  МФ, м³/сут, принимаемая по таблицам.

Тогда                               

 шт.

В данном курсовом проекте будем рассчитывать микрофильтр марки МФ 1,5×2.

Принимаем 2 резервных микрофильтра.

Пересчитаем расход на один микрофильтр в соответствии с выбранным количеством по формуле

,                                            (8)

тогда       

 м³/сут = 2,15 м³/с.

Подсчитаем площадь живого сечения ванны

                                             ,                                                           (9)

где H– вся высота ванны;

B – ширина ванны.

                                                  (10)

Тогда                          

 м.

 м².

Рассчитаем размеры подводящего и отводящего канала

(11)

 

где v_к – скорость движущейся воды в канале (v_к = 0,6-1 м/с).

 м².

Высота канала:                            ,                                                    (12)

где  В_к – ширина канала (В_к = 0,7м);

 м.

Площадь, занимаемая микрофильтром, с учетом подводящих и отводящих каналов, определим по формуле

                                               (13)

где п         - количество ванн, в которых размещаются рабочие и резервные БС или МФ;

m₁, т₂ - количество подводящих и отводящих каналов;

f_в, f_п, f_o- площади ванн, подводящих и отводящих каналов, м².

 ,                                                               (14)

,                                      (15)

где N_пол – количество всех микрофильтров;

В    – ширина одной ванны.

Тогда                           

 м²,

 м².

 м².

Определим расход воды, требуемый на промывку микрофильтров

                                            ,                                                      (16)

 

где А – процент воды на промывку микрофильтра (А = 1,5%),

 м³/с.

По расходу  q_пром = 0,008 м³/с и напору 15 м подбираем насос.

По каталогу выбрали насос марки КМ 8/18 с характеристиками: подача 12,5 м³/ч и напор – 20 м. Электродвигатель мощностью 1,5 кВт и с частотой вращения – 3000об/мин.

4.2 Расчет реагентного хозяйства

4.2.1 Расчет дозы коагулянта

Дозу коагулянта Д_к, мг/л, в расчете на Al₂(SO₄)₃ , FeCl₃, Fe ₂(SO₄)₃ (по безводному веществу) допускается принимать при обработке: мутных вод – по таблице 2, цветных вод – по формуле

 

(17)

где Ц – цветность обрабатываемой воды, град.

Тогда

Д_к = 4∙65^0,5 = 32,25 мг/л.

Учитывая мутность, по таблице СНиПа определяем дозу коагулянта. Так как мутность составляет 50 мг/л, то

Д_к = 35 мг/л.

Окончательно принимаем дозу коагулянта

Д_к = 35 мг/л.

Так как при коагулировании используются контактные осветлители, то дозу коагулянта уменьшают на 10 %.

Тогда                               

Д_к = 31,5 мг/л.

4.2.2 Расчет расходных и растворяющих баков

Необходимая емкость растворяющего бака определяется по формуле

(18)

где  q  –  расчетный расход воды в м³/ч;

n  – число часов работы  станции, на которое рассчитывается количество раствора  коагулянта  от одного затворения;

Д_к – максимальная расчетная  доза  коагулянта в пересчете на  безводный сернокислый алюминий , мг/л;

b_p  –  концентрация раствора к концу растворения в  %.

γ  – объемный вес раствора в т /м³.

 м³.

Баков должно быть не менее двух, принимаем 2.

Принимаем длину равную 1м, ширину – 1м,  высоту – 1м, тогда объем одного бака 2 м³, тогда

W_p=4 м³.

Объем расходных баков определим по формуле

(19)

где b– концентрация рабочего  раствора  в расходном  баке в  %, для установок  производительностью более 10 тыс. м³/сутки крепость дозируемого раствора целесообразно принимать равной 10%.

Тогда

 м³.

Принимаем ширину бака 1,5м, длину – 1м, высота – 2м.

4.2.2* Определение дозы подщелачивающих реагентов

Определим дозу подщелачивающих реагентов по формуле

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;

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

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

Реагенты следует вводить одновременно с вводом коагулянта.

Тогда

Так как Д_щ = - 40,53 мг/л, то подщелачивание не требуется.

4.2.3 Расчет воздуходувок и воздухопроводов

Расчетный расход воздуха Q_воздопределяется как произведение площадей баков на величину интенсивности подачи воздуха а) для растворных баков

                                                     q’_возд =S∙J∙n,                                        (20)

где S – площадь бака, S = 1м²;

J – интенсивность подачи воздуха, J =8-10 л/с∙м²;

n – количество баков.

q’_возд = 1∙9∙2 = 18 л/с.

б) для расходных баков

q’’_возд =S∙J∙n,                                        (21)

тогда

q’’_возд = 1,5∙4∙2 = 12 л/с.

Общий расход воздуха

Q_возд = q’_возд + q’’_возд ,                                (22)

Q_возд = 18+12 =30 л/с.

Подбираем воздуходувку: ВК – 1,5 (Q_возд = 0,91 м³/мин, избыточное давление – 10м, завод изготовитель – бессноновский компрессорный завод).

Принимаем 1 резервную воздуходувку.

Диаметр воздуховода

(23)

 м.

Принимаем диаметр воздуховода равный 40 мм.

4.2.4 Расчет склада реагента

Площадь склада определяется по формуле

(24)

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