Расчет станции улучшения качества воды

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ 

«Приморская  государственная  сельскохозяйственная академия»

Институт  земледелия и природообустройства  
 
 
 
 

                                                              Кафедра водоснабжения и

                                                                           водоотведения 
 
 
 

Курсовая  работа

по дисциплине «Технология улучшения качества природных вод»

«Расчет станции улучшения качества воды» 
 

Выполнил: студент з/о 
 
 
 
 

Уссурийск, 2011 

     Содержание 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Методы  и технологические  схемы улучшения  качества природных  вод
1. Требования к качеству воды

 

  Состав  и свойства воды при любом типе водоисточника должны быть безопасны  в эпидимическом отношении, безвредны  по химическому составу, иметь благоприятные органолептические свойства и обеспечена радиационная безопасность.

  Качество  воды должно постоянно контролироваться в местах водозабора, в процессе ее переработки на очистных сооружениях, перед поступлением в сеть, а также  в распределительные сети.

  Питьевая вода, подаваемая централизованными системами водоснабжения, должна удовлетворять требованиям СанПин 2.1.4.1074-01. 

2. Выбор способа и метода очистки воды

 

  Методы  и способы улучшения качества воды являются рядом технологических  процессов. Рекомендуется использовать реагентный способ обработки воды. Безреагентная очистка основана на естественном отстаивании, фильтровании, протекает очень медленно, требует огромных сооружений с большим объемом. 

3. Определение полной производительности станции водоподготовки

 

  Водоочистные станции рассчитываются на равномерную работу в течении суток, если их производительность составляет не менее 5000м³/сут. При меньшей производительности станция рассчитывается на двухсменную работу.

  Полная  производительность станции обработки  хозяйственно-питьевой воды состоит:

• из расчетного расхода для суток максимального водопотребления (полезная производительность);
• из расхода воды на собственные нужды (промывку фильтров, чистку смесителей, камер хлопьеобразования, отстойников, продувку осветителей)
• из расхода воды на пополнение противопожарного запаса.

Производительность  станции составляет: 

где - коэффициент  для станции с полной суточной производительностью более 50 тыс. м³/сут = 1,05,    менее 50 тыс. м³/сут = 1,1;

полезная  производительность станции, м³/сут;

 - расход на пополнение пожарного запаса,   м³/сут. 

где  - число одновременных пожаров;

 - норма расхода воды на один пожар, л/с;

 - расчетная длительность пожара, час;

 - время восстановления пожарного запаса, час.

  Расчетная продолжительность тушения пожара 3 часа, время восстановления 72 часа. 
 
 
 

4. Технологические схемы очистки  воды с применением  реагентов

 

  В водоподготовке используются различные  технологические приемы улучшения качества воды. Современные методы являются комбинацией ряда процессов: физических, химических и биологических. Технологические схе-мы выбирают в зависимости от производительности, качества воды в источнике и требований к ее качеству, а также местных условий.

  Общая схема реагентной водоподготовки такова: неочищенная вода подается в смеситель, сюда же подается раствор реагента. Смешанная вода поступает в камеру хлопьеобразования, где происходит образование взвеси. В отстойниках хлопья выпадают в осадок, а отстоенная вода для окончательного осветления подается на фильтры, затем ее обеззараживают и собирают в резервуары чистой воды.

  По  принципу перемещения масс воды в  очистных сооружениях различают напорные и самотечные системы. В практике получили распространенные схемы станции водоподготовки с самотечным движением воды.

  При подготовке воды на хозяйственно - питьевые нужды применяются реагенты, разрешенные  Главным санитарно - эпидемиологическим управлением Минздрава России. 

  2. Проектирование и расчет сооружений станции

  водоподготовки

  2.1       Коагулянты 

  Естественная  скорость осаждения коллоидных частиц в воде очень мала, поэтому требуется агломерация коллоидных примесей с образованием крупных частиц.

  Для интенсификации процессов осветления воды, уменьшения запахов и привкусов применяют коагулирование. Это процесс свертывания в хлопья и выпадение в осадок веществ, находящихся в воде в коллоидном состоянии.

  Реагент, обуславливающий процесс коагуляции, называют коагулянтом.

  В качестве коагулянта наиболее часто  применяется сернокислый алюминий, хлорное железо, железный купорос, сульфат железа.

  Для ускорения процессов реакции  и улучшения качества хлопьев  применяют флокулянты дозой от 0,5 до 2 мг/л.

  

  Рисунок 1.1 – Схема компоновки очистных сооружений (двухступенчатая):

1 –  реагентное хозяйство; 2 – насосная  станция первого подъема; 3 - хлораторная; 4 – смесители; 5 – камеры хлопьеобразования; 6 – горизонтальные отстойники; 7 – скорые фильтры; 8 – резервуары чистой воды (РЧВ); 9 - насосная станция второго подъема. 

  Доза  коагулянта зависит от мутности и  цветности воды, активной реакции рН, состава растворенных солей и других факторов.

  Доза  коагулянта при обработке цветных  вод определяют по формуле:

  , мг/л 

  где Ц - цветность исходной воды в градусах платиново кобальтовой шкалы.

    мг/л

  Д_к по мутности определяем по таблице.

  Д_к = 30 мг/л

  Из  двух доз принимаем максимальную, т.е.   Д_к = 30 мг/л.

  Для улучшения процесса хлопьеобразования  при недостаточной щелочности исходной воды параллельно с применением коагулянта проводят ее подщелачивание известью или содой.

  Дозу  подщелачивающего реагента определяют по формуле:

    , мг/л

  где  - эквивалентная масса активной массы  реагента для подщелачи-вания, мг (мг.экв);

  Э₂ - эквивалентная масса коагулянта (безводного) мг(мг.экв)

  Д_к - максимальная доза безводного коагулянта, мг/л;

  Щ - минимальная щелочность исходной воды, мг.-экв/л;

  1 - избыток щелочности, мг.-экв/л;

  с = 60% - содержание активного вещества в реагенте для подщелачива-ния.

  Если  доза щелочности получается со знаком минус, то природная щелочность достаточна и подщелачивание не требуется.

    мг/л 

  рН = 6,5-8,5

  следовательно,   подщелачивания не требуется.

  Фактическое содержание взвешенных веществ после  введения коагулянта увеличивается из-за содержания в коагулянте примесей песка, глины и т.п.

  М_ф = М + КД_К + 0,25Ц + В, мг/л

  где М - количество взвешенных веществ в  обрабатываемой воде, мг/л;

  К - коэффициент, для хлорного железа К = 0,8;

  Ц - цветность обрабатываемой воды;

  В - количество нерастворимых веществ, вводимых с известью, мгл.

  М_ф = 42 + 0,8 * 30 + 0,25 * 16 + 0 = 70 мг/л

  При коагулировании и подщелачивании воды новая щелочность

  , мг.экв/л

    мг.экв/л

Вывод: в качестве реагента используем серный алюминий. Подщелачивание не требуется. Новая щелочность Щ_н = 0,68   мг.экв/л. 

  2.2 Устройства для приготовления и дозирования (реагентов)

    коагулянтов 

  Для приготовления и дозирования  реагентов принимаются растворные баки, расходные, насосы - дозаторы. Баки устраивают отдельно, связывают их трубопроводами с запорной арматурой.

  При хранении коагулянта на станции в  сухом виде расчет склада ведется на 30 суток.

  Если  в баках хранилищах, т.е. мокрый способ хранения коагулянта, то число баков  применяется не менее трех, запас  коагулянта должен составлять на 15 -30 суток.

  Емкость растворных баков определяется по формуле: 

  где  - расчетный расход обрабатываемой воды, м^3//час;

  Д_к - расчетная доза реагента по безводному продукту, г/м³;

  t - время приготовления раствора реагента, час; t = 10-12 час, если малая производительность t = 12-24 час;

  С_р — концентрация раствора коагулянта в растворных баках в %, принимают до 17%;

    - плотность раствора, т/м³( 1 т/м³). 

  Число баков принимают не менее двух, тогда вместимость одного бака 

  где  - число баков.