Проект станции водоподготовки для города с населением 185 тыс. человек

     Распределение воды по площади камеры хлопьеобразования  осуществляется дырчатым трубопроводом с отверстиями, направленными вниз под углом 45° [2].

     Камеры  хлопьеобразования принимаются  комбинированного типа: с вертикальными  и наклонными стенками по продольной оси.

     Высота  конической части h_н, м, определяется по формуле [2]:

            (30)

где В - ширина камеры хлопьеобразования в верхнем сечении, м; b - ширина камеры по дну, м; α- угол между наклонными стенками, град.

     Объем конической части камеры W_к, м³, будет равен [2]:

           (31)

     Рабочий объем одной камеры хлопьеобразования  W₁, м³, составит:

            (32)

     Объем верхней части камеры с вертикальными  стенками W_в, м³, равен:

      (33)

     При высоте вертикальной стенки h_в, м, определяемой по формуле:

             (34)

     Рабочая глубина камеры хлопьеобразования  Н_р, м, определится:

            (35)

     С учетом строительного борта полная глубина камеры Н_п, м,  будет равна:

            (36)

     Отвод воды из камеры хлопьеобразования в  отстойник предусматривается через  затопленный водослив. Верх стенки водослива располагается ниже уровня воды в камере на величину h_в, м:

             (37)

где q_{к -} нагрузка по воде, м³/с, которая определяется:

       ;   (38)

Vв - скорость отвода воды, м/с.

     

     За  стенкой водослива проектируется  подвесная перегородка, отклоняющая  поток воды к низу. Она погружена  на 1/4 высоты отстойника, что составит:

            (39)

     

     Для непосредственного контроля и наблюдения за процессом формирования хлопьев проектируется смотровой павильон. В каждой камере предусматривается трубопровод опорожнения.

     3.5 Расчет горизонтальных отстойников

     В действующих типовых проектах станций  водоочистки ширина отстойника принимается  6 м. Осадок удаляют прекращением работы отстойника, сбросом воды и смывом накопившегося ила. Ориентировочное время работы отстойника между сбросами осадка определяется временем накопления осадка до высоты слоя в 1,2 м [2].

     Расчет  горизонтальных отстойников рекомендуется  вести в следующей последовательности.

     Площадь отстойников в плане F_г.о., м², определяется по формуле:

            (40)

где q_ч - производительность станции, м³/ч; α - коэффициент объемного использования отстойников, принимаемый равным 1,3; U_o - скорость выпадания взвеси, мм/с принимается 0,4 мм/с [2].

     Длина отстойников L, м, определяется по формуле:

            (41)

где Н_ср - средняя высота зоны осаждения (принимается равной 3,5м); V_ср - расчетная скорость горизонтального движения воды в начале отстойника (принимается равной 7 мм/с)  [2].

     Ширину  отстойника, соответствующую размеру  плит перекрытия, принимают в осях 6 м. Тогда количество рабочих отстойников  N_р, шт., составит:

            (42)

     Количество  рабочих отстойников принимаем, равным 9 шт.

     Рабочая глубина отстойника H_р, м, равна:

            (43)

где Н_ср - средняя высота зоны осаждения, м; h_ос - высота зоны накопления и уплотнения осадка, м.

     С учетом высоты строительного борта  полная высота отстойника H,м, составит:

            (44)

где h_стр- высота строительного борта, м.

     

     Площадь одного отстойника в плане F_1., м²,  равна:

             (45)

     При принятой высоте зоны накопления, и  уплотнения осадка (h_ос=1,2 м) объем осадочной части отстойника Wос., м³,составит:

           (46)

     

где 0,7 - коэффициент, учитывающий снижение объема зоны накопления и уплотнения осадка вследствие призматичности днища [2].

     Период  работы отстойника Т_р, ч, между сбросами осадка определяется по формуле:

           (47)

     

где W_ос.ч. - объем зоны накопления и уплотнения осадка, м³; N_р - количество рабочих отстойников; М_осв - мутность воды, выходящей из отстойника, принимается 8г/м³ ; δ - средняя по всей высоте осадочной части концентрация твердой фазы осадка, г/м³, в зависимости от мутности воды и продолжительности интервалов между сбросами, принимается равной 9000 г/м³; С_в - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающих в отстойник (с учетом мутности и цветности исходной воды, нерастворимых веществ, вводимых с реагентами), равная [2]:

     С_в=М+Ц+Д_к+Д_ф+Д_щ+Д_х=30+90+38+0,6+20,3+5= 188,9 г/м³.  (48)

     Объем зоны осаждения Wз.о., м³, одного отстойника составит:

            (49)

     При рабочем объеме W₁, м³, одного отстойника, равном:

            (50)

     Время пребывания воды в отстойнике t, ч, в среднем составит:

             (51)

     При гидравлическом удалении осадка из отстойника предусматривается гидравлическая система из перфорированных труб. Дно отстойника между трубами  сборной системы осадка принимается  призматическим с углом наклона граней 45°, продольный уклон дна отстойника 0,005 в сторону сброса осадка.

     Количество  воды q_ос., м³/с , сбрасываемой из отстойника вместе с осадком, определяется с учетом коэффициента разбавления (К_р = 1,5) при продолжительности сброса осадка (t_c =20 мин).

           (52)

     

     Для удаления осадка принимаются к монтажу  в отстойнике асбестоцементные трубопроводы с расстоянием между их осями 3 м. Расстояние между осями труб и стен принимается 1,5 м. В конце  каждой трубы для выпуска воздуха предусматривается отверстие диаметром не менее 15 мм, направленное вверх.

     Количество  образующегося за сутки осадка составит:

     3.6 Расчет скорых безнапорных фильтров

     Основными исходными данными при проектировании фильтров являются: полезная производительность станции, продолжительность ее работы в течение суток, расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме работы.

Таблица 3.3 – Исходные данные при проектировании фильтров

     Фильтры рассчитываются на работу при нормальном и форсированном режимах с  учетом выключения отдельных фильтров на промывку и ремонт.

     Общая площадь F,м², фильтров на станции определяется, по формуле:

           (53)

где Q_п - полезная производительность станции,м³/сут; m - продолжительность работы станции в течение суток (принимается 24 ч); V_н - скорость фильтрования, м/ч (принимается по табл. 3.3); n - число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации; q- удельный расход воды на промывку одного фильтра, м³/м²; t₁ - время простоя фильтра в связи с промывкой, ч [2].

     

     Количество  промывок n, шт., определяется по выражению:

            (54)

где Т - расчетная продолжительность фильтрующего цикла (принимается при нормальном режиме - 12 ч); t₁ - время простоя фильтра в связи с промывкой (принимается для фильтров, промываемых водой - 0,33 ч).

     Удельный  расход воды q, м³/м², для фильтров, промываемых водой, составит:

            (55)

где W, t - соответственно интенсивность л/(с*м² ) и продолжительность промывки фильтра, ч; 

     По  общей площади фильтров (в первом приближении) определяется их количество N,шт., по выражению:

            (56)

     Округляя:

     Площадь f, м², одного фильтра по формуле:

           (57)

     

     Назначаются его размеры в плане и по высоте.

     Корпус  фильтра представляет в плане  железобетонный резервуар прямоугольной  формы. При определении размеров фильтров в плане по найденной  площади рекомендуется ориентироваться  на основные типоразмеры: (ВхL) 6x6 м (размеры по осям стен).