Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Улучшение качества воды

Федеральное агентство по образованию РФ

Читинский государственный университет

Кафедра ВХиИЭ

Курсовая работа

по

улучшению качества воды

Выполнил: студент группы ОВ-03

Днепровский М.А.

Проверил: Зыкова Е.Х.

Чита 2007

Содержание

Задание

Введение………………………………………………………………………...…

1.Определение показателей по застройке поселка……………………...………

2. Определение суточного расхода…………………………………………...….

3. Определение дозы коагулянта………………………………………………....

4. Определение ёмкости растворного и расходного бака………………………

5. Расчет дырчатого смесителя…………………………………………………...

6. Расчет камеры хлопьеобразования…………………………………………..

7. Определяем ширину камеры хлопьеобразования…………………………..

8. Расчет отстойника…………………………………………………………….

9. Расчет фильтра…………………………………………………………….….

9.1Конструирование фильтра в вертикальной плоскости……………………

10. Высотная компоновка………………………………………………………

10.1 Определение высотных отметок……………………………………..……

10.2 Определение расчетных расходов для водоотведения…………………..

11. Определение объемных расчетных расходов дождёвой канализации…..

12. Определение концентрации загрязняющих веществ и их объёмов, поступающих на очистные сооружения…………………………………….….

13. Определение необходимости очистки сточных вод………………………

14. Определение степени смешения и разбавления…………………..……….

Заключение……………………………………………………………...………..

Список литературы………………………………………………………...…….

Введение

Среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных пунктов и развития промышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место.

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеем большое гигиеническое значение, ток как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде требуются громадные ее количества, измеряемые в миллионах кубических метров в сутки. Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.

Производственные процессы на промышленных предприятиях также сопровождаются большим расходованием воды. При этом предприятия отдельных отраслей промышленность и энергохозяйства потребляют количество воды, нередко значительно превосходящее коммунальное водопотребление крупных городов. Некоторые промышленные предприятия предъявляют к качеству потребляемой воды специфические требования, иногда весьма высокие.

Комплекс сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, т.е. получение воды их природных источников, её очистку, транспортирование и подачу потребителям, называют системой водоснабжения или водопроводом.

1 Определение показателей по застройке поселка

Определение общей площади застройки по крайним (конечным) конечным точкам

Площадь застройки благоустроенным жильем

Площадь неблагоустроенного сектора (1.1)
Площадь, занимаемая зелеными насаждениями

(1.2)

Площадь, занимаемая дорогами с покрытиями и площади

(1.3)

Определяем число жителей в благоустроенном секторе

(1.4)

где n_бл– плотность населения в благоустроенном секторе;

Определяем число жителей в неблагоустроенном секторе

(1.5)

где n _небл– плотность населения в неблагоустроенном секторе;

Определяем общее число жителей в поселке

(1.6)

Определяем число жителей проживающих в домах с ЦГВ

(1.7)

10. Определяем число жителей проживающих в домах с ВНК

(1.8)

11. Проверяем число жителей проживающих в благоустроенном секторе

( 1.9)

2 Определение суточного расхода поселка

Суточный расход каждого сектора определяется как произведение нормы водопотребления на количество водопотребителей

(2.1)

Все расчеты по определению суточных расходов сводят в табличную форму (табл. 1).

Таблица 1 Определение суточных расходов для нужд поселка

Водопотребитель	Единица измерения	Норма водопотребления, л/сут.	Количество водопот-ребителей	Суточный расход, м³/сут.
1.Население а) Проживающих в домах ЦГВ б) В домах ВНК в) Неблагоустроенный сектор	жители	400 230 50	12813 12813 1066	5125,2 2946,99 53,3
2.Промышленость Кирпичный завод	1000 штук	0,7-1,2 м³/тонну	7,2	8,64
3.Поливка зеленых насаждений	м²	3-4 л/м²	65200	260,8
4.Поливка дорог и площадей	м²	0,3-0,4 л/м²	94900	37,96
5.Объекты соц.культ.быта. а) Клуб б) Гостиница в) Школа интернат	мест мест учеников	10 литров 100-120 литров 15-20 литров	76 200 600	0,76 20 12
Всего				8464,65
Неучтенные расходы 10%				846,565
Итого				9312,215

(2.2)

(2.3)

(2.4)

3 Определение дозы коагулянта

Для интенсивной очистки природной воды от взвешенных веществ и снижения цветности, воду обрабатывают коагулянтом. В процессе коагуляции уменьшаются запахи и привкусы, значительно уменьшается бактериальная загрязненность.

Ориентировочная расчетная доза коагулянтов определяется согласно СНиП 2.04.02.-84 по формуле:

(3.1)

Где: Ц – цветность

Если вода не мутная пользуемся данной формулой. Если вода имеет цветность и мутность, то дозу коагулянта определим по цветности, и по мутности по таблице 17 СНиПа (по наибольшему значению).

При недостатке природной щелочности для проведения процесса коагуляции, исходную воду необходимо подщелачивать. Дозу щелочности определяем по формуле:

(3.2)

Где – доза коагулянта

– коэффициент щелочности, который берется по СНиПу, для извести равным 28, а для соды равный 53.

– эквивалентная масса коагулянта для, сернокислого алюминия равна 57 (мг/мгэкв).

– общая щелочность обрабатываемой воды (берется из задания)

1 – избыток щелочности.

Так как доза щелочности получилась со знаком минус, то природная щелочность достаточная и подщелачивание не требуется.

Основным реагентом для обработки воды является сернокислый алюминий.

В качестве реагента для коагуляции принимаем глинозем с процентным содержанием сернокислого алюминия Р=30%.

Определим дозу реагента:

(3.3)

Определяем суточный расход реагента:

(3.4)

Определяем годовую потребность в глиноземе:

(3.5)

4 Определение ёмкости растворного и расходного бака

Раствор коагулянта обычно приготавливают в два приема. Сначала порций коагулянта растворяют в растворном баке до концентраций 17 – 20%, затем полученный раствор перепускают в расходный бак снижая концентрацию до 4 – 12%. Из расходного бака раствор подается в дозатор и далее в смеситель. Время полного цикла приготовления раствора коагулянта (загрузка, растворение, отстаивание, перекачка) при температуре воды 10⁰С принимается 10 – 12 часов. Для ускорения цикла до 6 – 8 часов используют воду температурой до 40⁰С. По СНиП количество растворных баков принимается не менее трех.

Определяем общую ёмкость растворных баков:

(4.1)

Где: – количество приготовления раствора коагулянта в сутки, ;

- концентрация коагулянта, ;

- объёмный вес раствора,

Определяем ёмкость одного растворного бака:

(4.2)

Где - число баков;

Находим размеры бака, по рабочей высоте .Над колосниковой решеткой с прозорами 10 – 15 мм. Определяем площадь дна бака:

(4.3)

Бак квадратной формы, при этой форме размер его сторон будет равен:

– запас над уровнем воды.

Определяем расходные баки, согласно СНиП принимается не менее двух расходных баков.

(4.4)

Находим объем одного бака:

(4.5)

Находим площадь дна:

(4.6)

При квадратной форме находим стороны:

Для растворения коагулянта и перемешивания его в баках предусматривают подачу сжатого воздуха, который поступает через дырчатые трубы.

Растворные баки в нижней части проектируют с наклонными стенками под углом 45⁰ к горизонтали, для неочищенного и 15⁰ для очищенного коагулянта. Для опорожнения баков и сброса осадков следует предусматривать трубопроводы диаметром не менее 150 мм.

5 Расчет дырчатого смесителя

СНиП 2.04.02 – 84, число перегородок не менее трех. Принимаем три перегородки.

Определяем расход воды через смеситель:

(5.1)

Определяем геометрические размеры начиная с последней секции, находим площадь перегородки:

(5.2)

где : – скорость в последней секции, принимается не менее 0,6 м/сек.

Определяем ширину смесителя:

(5.3)

где: h₁ – глубина раствора в последней секции, h₁=0,4÷0,5м.

Число секций

Находим длину смесителя:

(5.4)

Где

Находим перепады глубин между секциями или потерь напора:

(5.5)

где: - коэффициент расхода для отверстий, ;

– скорость в отверстиях, .

Находим глубину раствора в остальных секциях:

h₂=h₁+∆h_отв, (м); h₂=0,5+0,153=0,653 (м);

h₃=h₂+∆h_отв, (м); h₃=0,653+0,153=0,806 (м);

h₄=h₃+∆h_отв, (м); h₃=0,806+0,153=0,959(м);

Находим суммарную площадь отверстий:

(5.6)

0,091≤0,1135.

Находим площадь каждой перегородки:

;

Определяем высоту смесителя:

(5.7)

Где: с – запас, с=0,3м.

Определяем площадь первого отверстия:

(5.8)

Где: d – диаметр отверстия, d=20÷50мм.

Находим количество отверстий в перегородке:

(5.9)

6 Расчет камеры хлопьеобразования

Принимаем перегородчатую камеру хлопьеобразования с горизонтальным движением воды.

Согласно СНиП, число поворотов 8÷10;

Ширина коридоров ;

Принимаем начальную ширину коридора ;

Время пребывания воды в камере ;

Скорость движения в начальном коридоре ;

Скорость движения в конечном коридоре ;

Изменение скорости происходит за счет увеличения ширины коридоров.

Средняя глубина рекомендуемая СНиПом, ;

Определяем часовую производительность камер хлопьеобразования:

(6.1)

Объем камеры хлопьеобразования:

(6.2)

Находим глубину начального коридора:

(6.3)

;

(6.4)

Находим ширину начального коридора:

(6.5)

Так как , то принимаем ;

Определяем примерную ширину конечного коридора:

(6.6)

(6.7)

Находим потери напора:

(6.8)

где: ζ – коэффициент Шези равный 2.9.

Значения в табличной форме:

Таблица 2

Ширина коридора, в, м.	Глубина воды, h, м.	W,м².	Скорость, V=q/W*3600, м/с.	Потеря напора, ∆hн=ζ, м.
0,7	0,647	0,453	0,3	0,0133
0,875	0,6337	0,555	0,245	0,00887
1,05	0,62483	0,656	0,207	0,00633
1,225	0,6185	0,758	0,179	0,00474
1,4	0,61376	0,859	0,158	0,00369
1,575	0,61007	0,961	0,141	0,00294
1,75	0,60713	1,0625	0,128	0,00242
1,925	0,60471	1,164	0,117	0,00202
2,1	0,60269	1,266	0,107	0,00169

∑12,6.

7 Определяем ширину камеры хлопьеобразования

По СНиП толщина стенок равна:

;

(7.1)

Определяем площадь камеры хлопьеобразования:

(7.2)

Где: – средняя глубина (определяется по таблице).

Определяем внутреннюю глубину КХО:

(7.3)

Находим наружный размер:

(7.4)

Определяем высоту лотка, подводящие и отводящие каналы, возьмем одинаковое сечение.

(7.5)

Где: с – запас, с=0,3м.;

;

– толщина наружных стенок, .

8 Расчет отстойника

В соответствии со СНиПом расчет отстойника ведется для двух периодов:

1) Для минимальной мутности, при минимальном зимнем расходе воды

2) Наибольшая мутность, при наибольшем расходе воды, соответствующему этому периоду.

Расчет ведем по второму периоду.

Исходные данные для расчета:

1. часовой расход

2. мутность

3. цветность

4. доза коагулянта

Принимаем скорость выпадения взвеси по таблице 18 СНиПа

(8.1)

где: К – коэффициент зависящий от отношения длины отстойника к глубине l/H