Вариант 5.Очистные сооружения железнодорожного водопровода для подготовки питьевой воды

Объем осадка, выпавшего в одной секции отстойника, составляет: Vl = Voc/4 = 742/4 = 185,5 м3/мес.Длина контейнера принимается равной длине секции (одного хода воды) песколовки (9 м), длина и ширина выбраны из конструктивных соображений (по 1м). Выгрузку осадка рекомендуется осуществлять по мере накопления его в песколовке до высоты 0,75÷0,80 м. Расчеты по вспомогательным сооружениям3.

1. Сооружения для повторного использования промывной воды.

Еслиочисткуводыосуществляюттолькофильтрованием, промывную водунаправляютвдополнительныйотстойник (времяотстаивания 1 ч, доза полиакриламида 0,8 — 0,16 мг/л), азатем — вначалоочистныхсооружений. Осадокво всехслучаяхобезвоживают. Основнымикомпонентамиосадка, задерживаемогозагрузкойскорыхфильтров иконтактныхосветлителей, являютсязагрязнения, содержащиесявисходнойводе, атакжепродуктыгидролизакоагулянта, используемого дляочисткиводы. Следовательно, массаосадка, образующегосянастанциив течениесутокравнапроизведениюсуточнойпроизводительностистанциина концентрациювзвесивисходнойводе. Дляопределения среднейконцентрациитвердойфазывпромывнойводеделятполученнуюмассу (г/сут) насуточныйобъемпромывнойводы, которыйрассчитываютвкаждом конкретномслучае. Определяемконцентрациювзвешенныхвеществвисходнойводесучетом вводимыхреагентов.

Сср.Дозакоагулянта, определяемаяпо мутности, — Дк= 25мг/л, поцветности — Дк = 39мг/л.Уменьшаембольшуюдозуна 15% (попримечанию 2 ктабл. 16, [3]).Дк= 33мг/л. k = 0,55 — переводнойкоэффициент для Al2(SO4)3. Определяемрасходпромывнойводы qпр=Fωп = 28,26· 12,0 = 339л/с.ОбъемпромывнойводынаоднупромывкуравенVпр = 339· 6 · 60 / 1000= 122 м³. Масса взвеси, улавливаемая из воды за час: Концентрациявзвешенныхвеществвисходнойводесучетом вводимыхреагентов:

3.2. Обработка осадка.

Осадокизсооруженийповторногоиспользованияводыследуетобезвоживатьна центрифугах, прессиливакуум-фильтрахлибонаиловыхплощадках, длячего предусматриваютсяспециальныеплощади. Картыиловыхплощадокмогутбыть расположенывнетерриторииочистныхсооружений. Приналичиивблизиочистнойстанцииестественныхвпадинилиискусственныхвыработокихследуетиспользовать какшламонакопители. Однимизспособовобработкиосадкаводопроводныхстанций являетсясовместнаяегообработкасосадком, образующимсяприочисткебытовых сточныхвод. Вэтомслучаеосадокспомощьюнасосовперекачиваютвгородскую канализационнуюсеть, ионпотрубампоступаетнаканализационныеочистные сооружения.

3.3. Компоновка очистных сооружений. Припроектированииводоочистныхстанцийвсетехнологическиесооруженияи вспомогательныепомещениярасполагаютводномздании. Этозначительно уменьшаетстроительно-монтажнуюстоимостьстанциииупрощаетееэксплуатацию.Взаимноерасположениеотдельныхсооруженийстанциидолжнообеспечивать минимальнуюпротяженностьтрубопроводовмеждуними, дорогипешеходных дорожек. Следуетпредусматриватьрасширениестанциипомереувеличения водопотребления. Приэтомдолжныбытьоставленысвободныеотнадземной застройкииподземныхкоммуникацийплощадкидлясооруженийвторойочереди. Дляобеспечениябесперебойностиводоснабжениянаводоочистнойстанции предусматриваютсистемуобводныхводоводов, обеспечивающихвозможность подачиводы, минуяосновныетехнологическиесооружения, атакжеотключение отдельныхсооруженийстанции. Компоновкатехнологическихивспомогательныхсооруженийввидеотдельных зданийдопускаетсятолькодлястанцийбольшойпроизводительности (более 100 000 м3/сут) приналичиитехнико-экономическихобоснований. Расстояниемежду соседнимисооружениямивтакомслучаедолжнобытьминимальным, носусловием сохраненияудобствастроительства, эксплуатацииипроизводстваремонтныхработ. Натерриториистанции (всанитарнойзонестрогогорежима) размещаютвсе вспомогательныепомещения, предусмотренные.

СНиПом, атакженасосныестанции 1-гои 2-гоподъемов, резервуары, понизительныетрансформаторныеподстанции, котельную, мастерские, склады, проходную. Недопускаетсярасполагатьздесь помещения, неимеющиенепосредственногоотношениякэксплуатации (например, гараж, помещениеохраныит.

п.).Изэкономическихсоображенийпонизительнуютрансформаторнуюстанцию следуетрасполагатьвцентреэнергонагрузки (обычновозленасосныхстанций), а котельную — вцентретепловойнагрузки (обычновозлефильтров, сподветренной стороны).

3.4. Гидравлический расчет технологических трубопроводов станции обработки воды.

Припроектированиистанцииводообработкибольшоезначениеимеет правильныйвыбордиаметровтрубопроводовиразмещениеихнаочистных сооружениях. Взависимостиотназначениятрубопроводапринимают соответствующуюскоростьдвиженияводывнем. Диаметртрубопроводаопределяютпотаблицамдлягидравлическогорасчета трубопроводов, задаваясоответствующийрасходискорость. Расчетныескорости движенияводывтрубахиканалахочистныхсооруженийпринимаютпотаблице. Таблица3 — Рекомендуемыескоростивкоммуникацияхочистныхсооружений.

ТрубопроводыиканалыРасчётныескорости движенияводы, м/сОтнасоснойстанции 1-гоподъёмаксмесителю1 — 1,2Отсмесителядофильтров0,8 — 1Отфильтровдорезервуаровчистойводы1 — 1,5Внапорномтрубопроводе, подающемводупотребителю1 — 1,5Вустьежелобадляотводапромывнойводы0,6Вканаледляотводапромывнойводынеменее 0,8Таблица 4 — Гидравлический расчет трубопроводов.

Наименование трубопровода.

Скорость в тр/пр, м/сРасход в тр/пр, м3/сДиаметр тр/пр расчетный, мДиаметр тр/пр (внутр.) станд., мм.

Реальная скорость в тр/пр, м/сОтнасоснойстанции 1-гопод.

ксмесителю10,450,7 578 000,9Отсмесителядофильтров0,90,450,7 988 000,9Тр/пр подвода к од. фильтру0,80,050,2 492 500,795Напорныйтр/пр, подачиводыпотребителю1,50,450,6 186 001,51Расчёт реагентного хозяйства.

В практике водоподготовки нашли применение следующие схемы приготовления и хранения раствора коагулянта. Схема 1- сухое хранение. Коагулянт хранят на складе в сухом виде. По мере необходимости его отгружают в растворные баки, где происходит растворение коагулянта до концентрации раствора 10÷17%. Далее этот раствор подастся в расходные баки, где разбавляется до концентрации 4÷10% и дотируется в обрабатываемую воду. Данная схема рекомендуется для станций производительностью менее 30 000 м3 /сут (рисунок 4.1).Схема 2 — мокрое хранение Доставленный на станцию коагулянт разгружают в растворные баки, объем которых принимается из расчета 1,8÷2 м2 пространства на 1 т технического продукта. При растворении коагулянта водой вот можно получение раствора концом ранней 20÷25%. Крепкий раствор, по мере необходимости, перекачивается в расходные баки, где разбавляется водой до 4÷10% и затем дотируется в обрабатываемую воду. Эта схема рекомендуется для станций производительностью более 30 000 м3/сут.Схема 3 — смешанное, сухо-мокрое хранение. Запас коагулянта хранится в сухом виде на складе. По мере необходимости коагулянта поступает в растворные баки, где происходит растворение коагулянта до концентрации раствора 20÷35%.Принимаю (по производительности) 1 схему приготовления и хранения раствора коагулянта.Рис. 4.

1. Схема 1- сухое хранение 1. Определяется площадь склада для хранения товарного продукта, м2:(4.1)где.

Дк — доза коагулянта в пересчете на безводный продукт, мг/л:Qсм- расход води в смесителе, м3/сут, Т — продолжительность хранения продукта на складе. Т = 30 сут;А — высота слоя товарного реагента принять по п.

6.204 [1]; γ, = 1 — удельный вес коагулянта, т/м3.Склад коагулянта предусматривается в соответствии с указаниями, содержащимися в пп. 6.202…6.207 [1]. Определяется объем растворных баков Wр, м3:(4.2)гдеQсм- расход воды поступающей в смеситель, м3/ч;n — время, на которое заготавливают коагулянт, ч, n= 10÷12 ч;b- концентрация раствора коагулята к концу растворения, b — 10÷17%;γ2 = 1 — объемный все раствора, т/м3.Количество растворных баков должно быть не менее трех. Размеры баков натачают, исходя из объема и условий компоновки.

Рекомендуется высота слоя раствора коагулянт в пределах 1÷2 м. При применении кусковою коагулянта и баках устанавливается решетка в виде поставленных на ребро досок с прозорами 10÷15 мм. При использовании порошкообразного реагента на решетку укладывается сетка с отверстиями 2 мм. Стенки растворного бака ниже колосниковой решетки выполняются наклонными под углом 45…50°. Для опорожнения бака используется трубопровод диаметром не менее 150 мм.

Объем подколосниковой части не входит в объем Wр. Объем расходных баков W, м3:(4.3)гдеb — концентрация раствора в расходном баке, b — 4÷10%.Количество расходных баков должно быть не менее двух. Размеры бака назначают конструктивно. Днище бака имеет уклон не менее 0,01. Строительная высота растворных баков принимается на 0,3÷0,5 м более высоты стоя коагулятора. Забор готового раствора из растворных и расходных баков производится по гибкому шлангу, прикреплѐнному к поплавку. Для перекачки растворов коагуля тора используют кислостойкие насосы (приложение В).Время перекачки из растворного бака в расходные баки принимают 30÷60 мин. Для сокращения продолжительности растворения коагулянта и лучшего перемешивания раствора в баки подастся сжатый воздух от воздуходувки. Производительность воздуходувки определяется исходя из площадей растворных и расходных баков и интенсивности подачи воздуха п. 6.23 [1]. Расход воздуха равен: Qвозд = Wвозд ∙ Fбака, гдеWвозд- интенсивность подачи воздуха л/с ∙м2;Fбака — площадь бака, м2. Qвозд=5 ∙1,4∙4,0=28 л/с.Воздуходувку можно подобрать, но приложению Г.

Принимаем воздуходувку ВК-1,5 производительностью 1,4 м3/мин с габаритными размерами 660×562×850 мм. Распределение воздуха по площади бака осуществляется при помощи дырчатых винипластовых труб или кислотостойких шлангов (рисунок 6.1), которые укладываются в растворных баках под колосниковой решеткой, а в расходных — по дну бака. Расстояние между трубами (шлангами) 400÷500 мм, скорость выхода воздуха из отверстий — 20÷30 м/с; диаметр направленных вниз отверстий — 3÷4 мм; скорость движения воздуха в трубах — 10÷15 м/с.Дозирование раствора коагулянта производится с помощью поплавковых дозаторов (приложение Д). Принимаем поплавковый дозатор-ПД-40 (приложение Е). Насосы-дозаторы устанавливаются в помещении расходных баков, поплавковые дозаторы — на площадке над смесителем.

1.Определяется суточный расход технического коагулянта Рк, т: гдер — содержание чистого безводного вещества в техническом продукте, % (33,5% - для неочищенного глинозѐма; 40,3% - для очищенного глинозёма; 98% - для хлорного железа; 53% - для железного купороса марки, А и 47% - марки Б).Вычисляем месячный запас коагулянта на станции. Рмес=45,4 т. Определяем количество одновременно поступающих на станцию очистки воды вагонов с коагулянтом:

Определяется полезный объём растворных баков, м3:ΣWP = (1.

8…

2.0) 60N.ΣWP = (1,8…2,0) 60∙1,0=110 м3.

2. Принимаю количество растворных баков (по числу поступающих вагонов, но не менее двух), два бака и назначаются размеры бака, бак с размерами 2000×2000×2500 мм. 9000×8700×2000.

Допускается принимать глубину слоя раствора над колосниковой решѐткой до 3÷3,5 м.

3. Определяется объём расходного бака по формуле (6,3), его размеры и количество баков (не менее двух).

гдеb — концентрация раствора в расходном баке, b — 4÷10%.По данным приложения В подбираются насосы для перекачки растворов коагулянта из растворных баков в баки-хранилища, а из последних — в расходные баки. Продолжительность перекачки раствора из одного бака принимается в пределах 0,5÷1 ч. Принимаю насосы 2 шт. 1,5Х-6Д-1−41 производительностью 6÷14 м3/ч.Габаритные размеры 930×450×375 мм.

4. Рассчитывается система воздухопроводов, и по приложению Г подбираются воздуходувки. Принимаю воздуходувку 2 шт. ВК-3. Габаритные размеры 1225×527×990 мм.

5. Подбираются устройства для дозирования раствора коагулянта. Поплавковый дозатор 2 шт. ПДк-40.Расчет и конструирование устройств для приготовления, хранения и дозирования раствора извести.

На станцию очистки воды известь обычно поступает порошкообразной или комовой, реже — в виде известкового молока или теста. Ввод извести в обрабатываемую воду, как правило, осуществляется в виде суспензии (известкового молока) концентрацией около 5%, считая по СаО. Гашение извести производится в известегасилках или шаровых мельницах (приложение Ж), куда должна поступать горячая вода. В известегасилках (мельницах) получается суспензия 15÷30%-й концентрации, которая сливается в растворные баки и затем насосами подаётся в расходные баки, снабжённые лопастными или гидравлическими мешалками (приложение 3).Способы хранения извести на станции очистки воды:

1) сухое хранение (схема 1) — при поступлении порошкообразной или комовой извести (рисунок 16). Расчѐт производят аналогично схеме 1 п. 3.

7.1, при этом используют указания, содержащиеся в пп. 6.

33…

6.38, 6.207 [1]; 2) мокрое хранение (схема 2) при поступлении извести в Рисунок 4.3 — Приготовление раствора извести Виде молока или теста; порядок расчёта, см. п. 3.

7.1 (схема 2).При расчёте обоих схем учесть следующее:

1. Производительность известегасильных аппаратов Пи, т/ч, определяется по формуле:

где Ри суточный расход извести на станции, т;К — коэффициент учитывающий перерывы в работе известегасильных аппарату К- 3…4;Т — время работы станции в сутки, ч. Число известегасильных аппаратов должно быть не менее двух. Принимаю два известегасильных аппарата С-322, производительность 1 т/ч, габаритные размеры: 1770×1750×1540 мм.

2. Содержание СаО в товарной извести — 50÷70%.

3. В баках крепкого известкового молока срок хранения суспензии — 12÷16 ч; высота слоя молока — 1,5÷2,5 м.

4. Удельный вес известкового молока любой концентрации принят равным 1 т/м.

5. Допускается предусматривать единое воздуходувное хозяйство для отделений коагулянта и извести. Принимаю растворные баки извести 3 шт. 1000×1000×1300 мм. Спецификация на сооружения и оборудование.

Таблица 5 — Спецификация на сооружения и оборудование.

Наименование сооружений и оборудования.

КоличествоРазмеры, мм.

Основные сооружения.

Скорые фильтры10ø 6000, Н = 4240.

Смесители2ø 4200, Н = 7800.

Реагентное хозяйство.

Растворные баки для коагулянта29 000×8700×2000.

Расходные баки для коагулянта12 000×1500×2000.

Установка для приготовления раствора ПАА УРП-222 190×1680×2250.

Хлоратор, ЛК 10Б21 230×640×280Технико-экономическая часть проекта.

Прирасчететехнико-экономическихпоказателейнеобходимоопределить капитальныеиэксплуатационныезатраты, атакжестоимостьочистки 1 м3воды. Определение капитальных затрат на оборудование по укрупненным показателям. Удельная стоимость оборудования для очистки 1 м3/час воды (ориентировочно):Куд = 80 000 руб/(м3/час).Капитальные затраты на оборудование:

К = Куд · Gв = 80 000 · 39 000/24 = 130 000 тыс. руб. Определение эксплуатационных затрат на очистку воды.

Стоимость электроэнергии.

На водоподготовительной установке предусматривается установка насосов. Количество потребляемой электроэнергии за год (ориентировочно):Тариф на электрическую энергию 3,79 руб/кВт· час. Затраты на электроэнергию:

Годовой расход коагулянта:.Цена коагулянта:

Цк = 35 тыс. руб./т.Годовой расход ПАА:.Цена ПАА: Цк = 284 тыс. руб./т.Годовой расход хлора:.Цена хлора:

Цхл = 153 тыс. руб./т.Годовой расход извести:.Цена извести:

Ци = 121 тыс. руб./т.Годовые затраты на реагенты:

Зр = ΣЦ · mгод = 963,6 · 35 + 34,2 · 284 + 71,2 · 153 + 185 ∙ 121 = 76,7 млн.

руб./год.Расчет затрат на зарплату персонала.

Таблица 6 — Определение суммарной зарплаты сотрудников.

ДолжностьКоличество работников.

Годовая зарплата одного сотрудника, тыс. руб. Сумма заработной платы, тыс. руб. Начальник1 200 200.

Главный инженер1 185 185.

Начальник смены4 170 680.

Зав. лабораторией1 150 150.

Лаборант8 110 880.

Коагуляторщик4 110 440.

Хлораторщик4 110 440.

Фильтровальщик4 110 440.

Механик1 150 150.

Слесарь-сантехник4 120 480.

Электрик4 120 480.

Уборщица290 180.

Дворник19 090.

Итого39 4795(соц. отчисления 240) Годовые затраты на заработную плату составят:

Ззрп = 4795 + 240 = 5,035млн.

руб./год.Амортизационные отчисления (5% от капитальных затрат) составят.

Зам = 0,05 · 130 000 = 6,5млн. руб/год.Затраты на текущий ремонт Зтр = 0,038 · 130 000 = 4,9млн. руб/год.Неучтенные расходы на отопление помещений, содержание участков и прочее:

Зн = 0,06 ∙ (5,035 + 4,9 + 6,5 + 76,7) = 5,6 млн руб/год.

Суммарные эксплуатационные затраты:

Зэ = Зэ + Зр + Ззрп + Зам + Зтр+ Зн= 12,24 + 76,7 + 5,035 + 6,5 + 4,9 + 5,6 = 111 млн руб./год.За год водоподготовительная установка очистит 39 000 · 365 = 14 235 тыс. м3 воды. Себестоимость очистки составит: Sв = 111 000 000/14235000 = 7,8 руб/м3.Библиографический список1. Николадзе.

Г. И., Сомов.

М.А. Водоснабжение. Учебникдлявузов. — М.:Стройиздат, 1995. — 688 с.

2. Николадзе.

Г. И., Минц.

Д.М., Кастальский.

А.А. Подготовкаводыдляпитьевого ипромышленноговодоснабжения. -Москва: «Высшаяшкола», 1984 — 368 с.

3. Строительныенормаиправила.

СНиП2.

04.02−64*. Водоснабжение. Наружныесетиисооружения. -М.:ФГУПЦПП, 2004. -128 с.

4. Водоснабжениенаселённыхместипромышленныхпредприятий. Справочникпроектировщика. Разд. III. -М. :Стройиздат, 1977−287 с.

5. Справочникпоочисткеприродныхисточныхвод/ Пааль.

Л.Л., Кару.

Я.Я., Мельцер

Х.А., Репин.

Б.Н. -М: Высш. шк., 1994. — 336 с.

6. Кожинов.

В.Ф. Очисткапитьевойитехническойводы. Примерыирасчёты.3-еизд. -М.: Стройиздат, 1971. — 303 с.

7. Тугай.

А.М., Терновцев.

В.Е. Водоснабжение. Курсовоепроектирование. — Киев: Вищашкола. 1980. — 207 с.

8. Справочникмонтажника. Оборудованиеводопроводно-канализационных сооружений/ Москвитин.

А.С. идр.-М.: Стройиздат, 1979. — 480 с.

9. Водоснабжение. Технико-экономическиерасчёты. -Киев: Вищашкола, 1977. -150 с.

10. Журба.

М.Г. идр. Классификаторытехнологийочисткиприродныхвод.-М.: ГНЦНИИВОДГЕО, 2000. — 118 с.

11. Беляева.

С.Д. Обработкаалюминийсодержащихосадковприродныхвод // Современныетехнологиииобрудованиедляобработкиводына водоочистныхстанциях / НИИкоммунальноговодоснабженияиочистки воды. -М.:

1997.

12. Сан.

ПиН 2.

1.4. 1074−01. Питьеваявода. Гигиеническиетребованияккачеству водыцентрализованныхсистемпитьевоговодоснабжения. Контроль качества. Санитарно-эпидемиологическиеправилаинормативы. -М.: Федеральныйцентргоссанэпиднадзора.

МинздраваРоссии, 2002. — 103 с.

13. Постановление.

ПравительстваРоссийской.

Федерации N 87 от 16 февраля 2008 г. «Осоставеразделовпроектнойдокументацииитребованияхких содержанию» .

14. Кожинов.

В.Ф. Очисткапитьевойитехническойводы. -М. 1971. -580с.