- •1 Определение притока воды к водозаборным скважинам. Выбор типа и расчет фильтров для водозаборных скважин 5
- •Аннотация
- •Задание на выполнение
- •Расчет насосной станции первого подъема
- •Построение высотной схемы сооружений
- •Перечень практических работ
- •1 Определение притока воды к водозаборным скважинам. Выбор типа и расчет фильтров для водозаборных скважин
- •2 Определение размеров водоприемных окон и сеточных отверстий водозаборных сооружений. Расчет самотечных линий
- •2.1 Оборудование береговых и русловых водозаборов
- •2.2 Расчёт водоприёмных отверстий оголовка
- •2.3 Расчет сеток в береговом колодце
- •2.4 Расчет самотечных линий
- •Отметка верха приемной камеры, м, принимается на 5м выше площадки головных сооружений.
- •Водопроводные очистные сооружения
- •3.1 Требования, предъявляемые к воде хозяйственно-питьевого назначения
- •3.2 Выбор состава очистных сооружений
- •3.3 Расчет сооружений водоподготовки
- •3.3.1 Определение доз реагентов
- •3.3.2 Расчет сооружений реагентного хозяйства
- •3.3.4 Расчет вертикального вихревого смесителя
- •3.3.5 Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка
- •3.3.6 Расчет горизонтального отстойника
- •3.3.7 Расчет камеры хлопьеобразования зашламленного типа
- •3.3.8 Расчет скорых фильтров
- •3.3.9 Расчет сооружений для обеззараживания воды
- •3.4 Построение высотной схемы сооружений
- •Список рекомендуемых источников
3.3.5 Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка
Расчет осветлителей со взвешенным осадком производится с учетом годовых колебаний качества обрабатываемой воды.
Скорости восходящего потока в зонах осветления и отделения осадка, а также коэффициент распределения воды между зонами определяется по таблице 20 [1].
Площадь зон осветления воды и отделения осадка принимается наибольшими при расчете по двум вариантам:
– для периода минимальной мутности при зимнем (минимальном) расходе воды;
– для периода наибольших расходов при соответствующей этому периоду наибольшей мутности.
Площадь F осветления, м2, определяются по формуле
F = Fосв + Fотд = K · q + (1 – K) · q (65)
3,6 · Vосв 3,6 · α · Vосв
где Fосв – площадь зоны коридора осветления;
Fотд – площадь зоны коридора отделения и уплотнения осадка;
q – расчетный расход до станции, м3/ч;
K – коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем, принимается по таблице 20 [1];
Vосв – скорость восходящего потока в зоне осветления, мм/с, принимается по таблице 20 [1].
α – коэффициент снижения скорости восходящего потока воды в верхней части осадкоуплотнителя, равный 0,9.
Число осветлителей определяется из условия: площадь одного осветлителя в плане должна быть не более 100 – 150 м2
Высота слоя взвешенного осадка в осветлителе принимается 2,5 м (это расстояние от нижней кромки осадкоприемных окон до нижней части зоны взвешенного осадка).
Низ осадкоприемных окон или кромка осадкотводящих труб располагается на 1,5 м выше перехода накладных стен осветлителя в вертикальные. Угол между наклонными стенами принимается в приделах 50 –700.
Высота зоны осветления задается 1,5 – 2м (1,5м – для мутных и 2м – для цветных вод).
Расстояние между сборными лотками или трубами в зоне осветления принимается не более 3м.
Вместимость зоны накопления и уплотнения осадка, м3, определяется по формуле
Wз.у. = q · (Cср – m) · T (66)
δср · N
где q – расчетный расход
Cср – средняя концентрация взвешенных веществ, определяется по формуле
Cср = М + Кк ·Дк + 0,25 ·Ц + Ви (67)
где М – количество взвешенных веществ в исходной воде;
Дк – доза коагулянта по безводному продукту, г/м3;
Кк – коэффициент, принимаемый для очищенного сернокислого алюминия 0,5, для нефелинового коагулянта 1,2, для хлорного железа 0,24
Ц – цветность исходной воды, градусы;
Ви – количество нерастворимых веществ, вводимых с известью.
Ви = Ди – Ди (68)
Ки
Ки – долевое содержание СаО в извести, (0,4);
Ди – доза извести по СаО, г/м3
m – количество взвеси в воде, выходящей из осветлителя, 8 – 15мг/л;
T – время уплотнения осадка (не менее 6 ч);
N – расчетное число осветлителей;
δср- средняя концентрация взвеси в осадкоуплотнителе, принимается по таблице 19[1].
Площадь каждого из двух коридоров осветления, м2, определяется по формуле
fосв = Fосв (69)
2· N
Площадь коридора осадкоуплотнения, м2, определяется по формуле
fотд = Fотд / N (70)
Ширина коридоров осветления принимается в соответствии с унифицированными размерами балок 3 или 6 м.
Длина осветлителя, м, определяется по формуле:
Lосв = fосв / Bосв (71)
Длина осветлителя уточняется в соответствии унифицированными размерами балок 3 или 6 м.
Ширина осадкоуплотнителя выше осадкоприемных окон, м, определяется по формуле
Вотд = fотд / Lосв (72)
Распределение воды осуществляется с помощью дырчатого коллектора, диаметр которого определяется исходя из расхода в одном коридоре осветления и по скорости движения воды на входе в коллектор 0,5-0,6 м/с.
qк = q (73)
2 · N
Отверстия в коллекторе принимаются диаметром 15 – 25 мм и располагаются в нижней части трубы под углом 450 к ее оси. Расстояние между ними не более 0,5 м. Скорость выхода из отверстия 1,5 – 2 м/с.
Отношение площади отверстий к площади поперечного сечения коллектора должно быть в пределах 0,3-0,4.
Суммарная площадь отверстий, м2, определяется по формуле
fо = qк / Vо (74)
Расстояние между отверстиями, м, составит:
е = Lосв / n0 (75)
Полная высота осветлителя, м, определяется по формуле
Носв = Нверт + Нпир + Нзащ (76)
где Нверт – высота слоя взвешенного осадка выше перехода наклонных стен осветлителя в вертикальные (от нижней кромки осадкоприемных окон до поверхности воды в осветлителе), 1-1,5м;
Нпир – высота пирамидальной части осветлителя
Нпир = Вотд + а (77)
2 ·tg α/2
а – ширина коридора понизу ниже водораспределительных труб, 0,2-0,5 м;
α – угол между наклонными стенками нижней части осветлителя (60-70);
Нзащ – высота зоны осветления, принимается равной 1,5 м.
Высота слоя взвешенного осадка, м, определяется по формуле:
hвo = Нпир / 2 + Нверт (78)
что должно находиться в пределах 2-2,5 м
Сбор осветленной воды в осветлителе осуществляется с помощью водосборных желобов с затопленными отверстиями, располагаемыми на 7 см ниже верхней кромки желобов. Расчет желобов производится аналогично расчету желобов вертикального смесителя.
Расход воды в желобе, м3/с, определяется по формуле:
qж = q · к (79)
4 · N
Ширина желоба составит: Вж=0,9 qж0,4 м
Глубина желоба в начале:
hнач = 7+ 1,5 · (Вж/2) (80)
в конце:
hкон = 7+ 2,5 · (Вж/2) (81)
Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборных желобов, м2, определяется по формуле
Fо = qж (82)
μ · √2 · g · h
где μ – коэффициент расхода 0,65;
h – разность уровней воды в осветлителе и желобе - 0,05м .
Задавшись диаметром одного отверстия 15-25 мм, определяют их число.
Для сбора избыточного осадка из зоны осветления в зону осадкоуплотнения служат осадкоприемные окна, площадь которых с каждой стороны осадкоуплотнителя определяется по скорости движения осадка вместе с водой со скоростью 10-15 мм/с(36-54 м/ч) и по расходу, который определяется по формуле
qос = (1 – k) · q (83)
2 · N
Суммарная площадь окон, м2, составит
fок = qос / Vос (84)
Общая длина окон, м2, определяется по формуле
Lок = fок / hок (85)
Задавшись длиной окна, определяется их число
nок = Lок / еок (86)
Сбор осветленной воды из верней части осадкоуплотнителя осуществляется с помощью дырчатых труб, располагаемых на 30 см ниже поверхности воды в осадкоуплотнителе. Дырчатые трубы для удаления осадка размещаются так, чтобы их верх был ниже уровня воды в осветлителе не менее чем на 0,3 м и выше уровня осадкоприемных окон не менее чем на 1.5 м.
Расход воды в одной трубе, м3/ч, определяется по формуле
qтр = [(1 – k) – Кр · (Сср – m)] · q (87)
δ n · N
где Кр – коэффициент разбавления осадка 1,2-1,5
n – число водоотводящих труб,2 шт;
δ – средняя концентрация уплотненного осадка.
Площадь отверстий при скорости движения воды в них 1,5 м/с должна быть
fо = qтр (88)
Vос · 3600
Объем осадкоуплотнителя, м3, определяется по формуле
W = Lосв · [Вотд · Нверт + (Нпир · Вотд) / 2] (89)
Количество осадка, поступающего в осадкоуплотнитель за 1 час, м3,
qос = Сф · q (90)
Время пребывания осадка в осадкоуплотнителе, ч, определяется по формуле:
Т = W · Vср (91)
qос
где Vср – средняя концентрация осадка по сухому веществу 19 кг/м3.
Расчет дырчатых труб для удаления осадка производится из условия отведения осадка в течение 15-20 мин (0,25 – 0,33 ч) и по скорость движения воды в трубе не менее 1 м/с.
Скорость движения воды в отверстии не менее 3 м/с. Через каждую водосборную трубу протекает расход:
q1ос = W (92)
2 · t
Площадь отверстий, м2, составит:
fо = qос / Vос (93)