Техника улучшения качества природных вод (стр. 1 из 5)
Введение
Курсовой проект выполнен на основании задания на проектирование, в котором приведены исходные данные и вопросы, требующие разработки при проектировании.
Исходные данные:
– краткая характеристика объекта водоснабжения (число и состав водопотребителей, хозяйственно-производственная направленность);
– расположение потребителей воды на генеральном плане с отметками рельефа местности;
– планировка населенного пункта;
– требования, предъявляемые потребителями к качеству воды;
– данные об источниках водоснабжения, которые получают в результате гидрологических и топографических изысканий;
– природно-климатические условия;
– дополнительные данные, обусловленные местными факторами.
Разработка водопроводных очистных сооружений проведена в определенной последовательности. Первоначально определена полная производительность станции с учетом количества воды, идущего на собственные нужды станции (промывка фильтров, удаление осадка из отстойников и осветлителей со слоем взвешенного осадка). На основании показателей качества воды и полученной производительности станции водообработки производится выбор состава очистных сооружений. Следующим этапом является определение необходимых реагентов. При употреблении сжатого воздуха для ускорения растворения следует запроектировать воздуходувную станцию. После этого выбрано обеззараживание воды и рассчитаны необходимые сооружения. По окончании расчета реагентного хозяйства построена высотная схема очистных сооружений, затем высчитаны основные сооружения и компонованы станции водоочистки. В заключении приведен технико-экономический расчет.
1. Определение расчетной производительности
При определении расчетной производительности очистной станции, кроме заданной пропускной способности надо учитывать расход воды на собственные нужды станции, которые согласно п. 6.6 СНиП 2.04.02* [2] составляет 10–14% полезной производительности (Qпол) для станции без повторного использования промывных вод.
Расчетная производительность очистной станции Qрасч, м3/сут, определяется по зависимости:
Qрасч = 
Qпол
Где Qпол – полезная производительность станции, м3/сут;
– коэффициент, учитывающий собственные нужды очистной станции.Qрасч =
= 7410 м3/сут.Для удобства расчетов переводим Qрасч, м3/сут
qчас, м3/ч qсек, л/сек.Qрасч = 7410 / 24 = 308.75 (м3/час);
qчас = 308,75 / 3600 = 0,0857 (м3/сек);
qсек = 0.0857 * 1000 = 85.76 (л/сек).
2. Выбор метода и схемы очистки воды
2.1 Выбор метода очистки
Метод улучшения качества воды (УКВ), состав сооружений, расчетные дозы реагентов определяются сравнением качества питьевой воды [1], местными условиями и расчетной производительностью станции (п. 6.2 [2]).
Для получения воды питьевого качества могут использоваться методы, получившие положительное гигиеническое заключение Минздрава РФ [2].
Для определения метода очистки воды заполним таблицу 1.
Таблица 1 – Анализ качества подлежащей обработке воды
| Показатель качества воды | Исходная вода | Требования СанПин 2.1.4.1074 «Питьевая вода» | Рекомендуемый метод УКВ |
| Обобщенные показатели качества воды | |||
| Мутность воды, М, мг/л | 140 | до 1,5 | Реагентное осветление воды |
| Цветность воды, Ц, град | 90 | до 20 | Обесцвечивание воды |
| Общая минерализация воды, Р, мг/л | 340 | до 1000 | |
| Общая жесткость, Ж, мг-экв/л | 3,45 | до 7 | |
| Величина рН, единицы рН | 7,3 | в пределах 6 – 9 | |
По результатам анализа таблицы 1 исходную воду следует подвергнуть реагентному осветлению и обесцвечиванию, а также необходимо провести обеззараживание.
2.2 Технологическая схема обработки воды
Технологическая схема включает основные сооружения, обеспечивающие получение воды заданного качества и вспомогательные, предназначенные для контроля и создания оптимальных условий эксплуатации выбранных сооружений. Выбор основных сооружений ВОС выполняется по таблице 15 [2], в зависимости от расчетной производительности, мутности и цветности воды.
Таблица 2
| Основныесооружения | Условия применения | Производ-тьстанции, м3/сут | |
| Мутность, мг/л | Цветность, град | ||
| Обработка воды с применением коагулянтов и флокулянтов | |||
| 1. Скорые фильтры (одноступенчатое фильтрование):а) напорные фильтрыб) открытые фильтры | до 30до 20 | до 50до50 | до 5000до 50000 |
| 2. Вертикальные отстойники – скорые фильтры: | до 1500 | до 120 | до 5000 |
| 3. Горизонтальные отстойники – скорые фильтры | |||
| 4. Контактные префильтры – скорые фильтры (двухступенчатое фильтрование) | |||
| 5. Осветлители с взвешенным осадком – скорые фильтры | |||
| 6. Две ступени отстойников – скорые фильтры | |||
| 7. Контактные осветлители | |||
| 8. Горизонтальные отстойники и осветлители с взвешенным осадком для частичного осветления воды | |||
| 9. Крупнозернистые фильтры для частичного осветления воды | |||
| 10. Радиальные отстойники для предварительного осветления высокомутных вод | |||
| 11. Трубчатый отстойник и напорный фильтр (типа «Струя») | |||
| Обработка воды без применения коагулянтов и флокулянтов | |||
| 12. Крупнозернистые фильтрыдля частичного осветления воды | |||
| 13. Радиальные отстойники для частичного осветления воды | |||
| 14. Медленные фильтры с механической или гидравлической регенерацией песка | |||
Для извлечения из воды крупных плавающих примесей следует использовать барабанные сетки. При содержании в обрабатываемой воде планктона свыше 1000 кг/мл следует устанавливать микрофильтры.
В проекте рекомендуется принимать универсальный реагентную схему осветления воды, включающую: смеситель → осветлители с взвешенным осадком или отстойники (горизонтальные, вертикальные) → скорые фильтры, блок-схема которой приведена на рисунке 1.
2.3 Высотная схема очистной станции
Высотная схема позволяет установить соотношение между уровнями воды во всех основных сооружениях очистной станции и определить необходимый напор насосной станции первого подъема (НС‑1). Движение воды по сооружениям станции предусматривается самотечное, а технологических стоков – самотечно-напорное. При выборе месторасположения сооружений и станции в целом необходимо максимально использовать естественный уклон местности.
Составление высотной схемы начинают с резервуара чистой воды (РВЧ), расположенного на территории ВОС, отметка воды в котором принимается ± 0,5 м относительно поверхности земли (см. задание). Отметки остальных сооружений определяют последовательным суммированием отметки волы в предыдущем сооружении и потерь напора в самих сооружениях и соединительных коммуникациях, ориентировочные значения которых принимаются по рекомендациям п. 6.219 [2] и затем уточняются расчетом.
Таблица 2 – Ориентировочные потери напора в сооружениях и коммуникациях
| В сооружениях | Потери напора, h, м | В коммуникациях | Потери напора, h, м |
| в гидравл. смесителях (С) | 0,5–0,6 | ||
| С→О | 0,3–0,4 | ||
| в осветлителях со вз. ос., отстойниках (О) | 0,7–0,8 | ||
| О→СФ | 0,5–0,6 | ||
| в скорых фильтрах (СФ) | 3–3,5 | ||
| СФ→РВЧ | 0,5–1,0 |
Высотная схема приводится в РПЗ проекта, на листе формата А4 или выносится на ватман (по заданию руководителя) и представлена на рисунке 2.
 |
1 – подача исходной воды от НС-I; 2 – смеситель гидравлического типа; 3 – осветлитель с взвешенным осадком; 4 – скорый фильтр; 5 – резервуар чистой воды; 6 – ввод реагентов; 7 – подача воды потребителям.
ПЗ – отметка поверхности земли (см. задание).
Рисунок 2 – Высотная схема водопроводной очистной станции (выполнена в относительных отметках).
3. Расчет установок реагентного хозяйства
Для осветления воды на ВОС предусматривается предварительная обработка воды коагулянтом и в зимнее время добавление флокулянта.
3.1 Определение дозы реагентов для обработки воды
Необходимая доза коагулянта определяется по таблице 16 [2] в зависимости от мутности воды в паводковый и меженный периоды. В качестве коагулянта применяется сернокислый алюминий – Al2(SO4)3x 18 H3O.
Так как мутность воды М = 150 мг/м3, то доза коагулянта по мутности:
Дк = 35 мг/л.
Определяем дозу коагулянта по цветности:
Дк =
= 
= 38.Так как в исследуемой воде присутствует и цветность, и мутность, то выбираем наибольшую дозу коагулянта – 38 мг/л (по цветности).
Необходимая доза подщелачивающих реагентов определяется в зависимости от принятой дозы коагулянта по п. 6.19 [2]:
Дщ = Кщ х (Дк / ек – ЩО) + 1,
где Дщ – доза извести, мг/л;
Кщ – Коэффициент, равный для извести (по СаО) – 28;