Реконструкция систем водоснабжения и водоотведения

Федеральное государственное  образовательное учреждение

Среднего профессионального  образования

Южно-уральский государственный  технический колледж

Реферат

Реконструкция систем водоснабжения 

и водоотведения 

Выполнил:

студент группы з-624-ВВ

                                                                                                                            Прошлецов Д.

Проверил:

Трофимов В.Н.

Челябинск  2012

Содержание

Введение………………………………………………………………………….....................3

1. Водоподготовка воды…………………………………........................................................4

    1.1. Одноступенчатая система очистки воды…………………………………………......5

    1.2. Двухступенчатая система очистки воды……………………………………………..8

2. Реконструкция насосных станций…………………………………………………………9

Заключение……………………………………………………………………………………12

Литература……………………………………………………………………….....................13

Введение

Очистка природных  вод и водоподготовка комплекс физических, химических и биологических процессов для снижения содержания в воде вредных примесей и обогащения ее недостающими ингредиентами, чтобы сделать ее пригодной для хозяйственно-питьевого, промышленного или сельскохозяйственного использования. В поверхностных и подземных природных водах обычно присутствуют во взвешенном состоянии песчаные и глинистые частицы, ил, планктон, коллоиды органического и минерального происхождения, в том числе: гуматы, кремне-кислота, гидроксид трехвалентного железа; в истиннорастворимом состоянии — минеральные соли натрия, магния, кальция, фтора, двухвалентного железа, хлориды, сульфаты, бикарбонаты и др. В воде нередко присутствуют также антропогенные загрязнения: соединения азота, фосфора, нефтепродукты, пестициды, СПАВ, токсичные вещества: мышьяк, стронций, бериллий, тяжелые металлы. Обычно в воде обнаруживаются также бактерии и вирусы. Раствор, в воде газы — кислород, диоксид углерода, сероводород — интенсифицируют процессы коррозии металлич. трубопроводов и оборудования. После хлорирования цветных вод, а также вод, загрязненных нефтепродуктами и планктоном, образуются канцерогенные хлорорганические соединения. В ряде случаев в воде обнаруживается метан, что иногда является взрывоопасным. Для очистки природной воды применяют реагентные и безреагентные методы. Безреагентные с медленными фильтрами отличаются простотой устройства и эксплуатации, дают значит, меньше отходов, загрязняющих окружающую среду, но имеют ограничения по цветности и мутности исходной воды. Методы обработки воды с применением реагентов интенсивнее и эффективнее. С использованием реагентов фильтрование осуществляется со скоростью 5—15 м/ч и выше, без реагентов (медленное фильтрование) — 0,1—0,2 м/ч.

1. Водоподготовка воды

Водоподготовка воды - процесс очистки воды из природных источников и подготовки ее для нужд потребителей. Водоподготовка включает в себя следующие основные методы очистки воды:

• Обезжелезивание и деманганация - очистка воды от железа и марганца
• Осветление и сорбция - очистка воды от взвешенных частиц, хлора, органики
• Умягчение воды - удаление из воды солей жесткости, тяжелых металлов
• Аэрирование воды - отдув растворенных газов, предварительное окисление железа
• Озонирование воды - стерилизация воды, окисление органики, металлов, газов

Как правило, в систему водоподготовки включается несколько стадий очистки воды, в зависимости от исходных загрязнений и требований к качеству воды на выходе с фильтров. На первых стадиях очистки удаляются взвешенные вещества, железо, затем воду умягчают или обессоливают. Так как система водоподготовки сложное техническое решение, очень важным является грамотный подбор системы и настройка работы, иначе фильтры могут выйти из строя через небольшой промежуток времени. Области применения систем водоподготовки охватывают почти все сферы жизнедеятельности человека, а именно:

• Промышленная водоподготовка - приготовление воды для технологических процессов, массовых потребителей.
• Водоподготовка коттеджа - очистка воды из скважины, колодца, поселкового водопровода.
• Водоподготовка в квартиру - приготовление питьевой воды, очистка от хлора.
• Водоподготовка в офис - приготовление питьевой воды.
• Очистка воды для школ, детских садов и больниц - приготовление питьевой воды и там где требуется наличие чистой воды, а требования к качеству постоянно растут.

1.1 Одноступенчатая схема очистки

Одноступенчатая схема прямоточного фильтрования включает коагуляцию — фильтрование. Коагуляция происходит непосредственно в фильтрующей загрузке. Аппаратное оформление: смесители — скорые фильтры. Область применения прямоточного фильтрования — невысокая мутность воды при дозе коагулянта до 20 мг/л. Ввиду эффективности контактной коагуляции при прямоточном фильтровании нормативная скорость фильтрования может достигать 25 м/ч (форсиров. 40 м/ч), экономия коагулянта — до 20%. Для маломутных высокоцветных вод нашел применение метод, включающий коагуляцию, крупно- и мелкозернистые фильтры. Конструкции смесителей обеспечивают практически мгновенное смешение реагентов с исходной водой. В отечественной практике успешно применяют фильтры с плавающей загрузкой, например, из пенополистирола, а также контактные осветлители. В качестве загрузки скорых фильтров используют песок, керамзит, антрацит, гранодиарит, габбро-диабаз, шунгизит, горелые породы, вулканич. шлаки, фосфорит, цеолит, дробленый гранит. Большое разнообразие фильтрующих материалов позволяет применять высокоэффективные многослойные фильтры. Обработка воды раствором коагулянта, подвергнутым магнитно-электрической активации, позволяет увеличить крупность взвешенных веществ и улучшить работу фильтров водопроводных станций. Обработку воды коагулянтами применяют для очистки воды от взвешенных веществ пестицидов, нефтепродуктов, снижения цветности и для интенсификации процесса реагентного умягчения воды.

Для коагуляции воды применяют следующие реагенты: сернокислый алюминий Al2(S04)3, хлорное железо FeCb, железный купорос FeSO<r7H20, оксихлорид алюминия А12(ОН)пС1б-п, алюминат натрия, который не снижает рН воды при гидролизе и поэтому не требуется дополнительное подщелачивания; анионные флокулянты — активная кремнекислота, по-лиакриламид; катионные флокулянты — ВА-2, ВПК-101 и ВПК-402 (полидиметилдиалиламмонийхлорид) и др., получившие распространение в отечеств, практике для очистки хозяйственно-питьевых вод. Для промышленного водоснабжения используют полиэтиленамин; известь (СаО), кальцинированная сода, едкий натрий (NaOH), применяемые для подщелачивания воды при недостаточной щелочности; гексаметафосфат натрия (NаРОз) и триполифосфат натрия NasP30io и др., используемые в качестве ингибитора коррозии. Для дезодорации питьевой воды, очистки от пестицидов, нефтепродуктов и органических веществ, в том числе хлорорганики, применяют гранулированный активный уголь для загрузки фильтров АГ-3, АГ-М, СКТ-6 марки А. Дозирование реагентов осуществляют особыми устройствами — дозаторами. Комплекс устройств, с помощью которых хранят, приготовляют и дозируют реагенты, называется реагентным хозяйством. Для очистки подземной воды от сероводорода, аммонийного азота, агрессивного диоксида углерода, а также снижения содержания метана, нефтепродуктов, фенолов, марганца, ПАВ, тяжелых металлов и органических веществ используют схему, включающую реактор биологического окисления, представляющий собой резервуар с гравийной или щебеночной загрузкой. Вода проходит снизу вверх через загрузку и при этом барботируется воздухом. После реактора вода направляется на скорые фильтры для очистки от активного ила и продуктов реакции.

Для улучшения качества воды, используемой для хозяйственно-бытовых целей, применяют фторирование и дефторирование воды. Заключительным этапом очистки воды является обеззараживание газообразным хлором, хлорной известью, гипохлоритом кальция или натрия и гипохлоритами, получеными путем электролиза непосредственно на станции в специальных электролизерах, озоном, ультрафиолетовыми лучами.

Вода, используемая в промышленности, подвергается обработке для устранения из нее раствора и взвешенных примесей, а также агрессивных газов (Ог, СОг, HfeS), предупреждения отложений в теплосиловом оборудовании, ухудшающих теплообмен, и снижения интенсивности коррозии внутренних поверхностей. Снижение содержания в воде свободного диоксида углерода называемого декарбонизацией.

Для снабжения городов вода забирается из поверхностных или подземных источников и подвергается очистке, часть ее (около 20—40%) направляется на водоподготовку для питания теплосиловых объектов. ТЭС и АЭС с тепловыми сетями обеспечиваются водой обычно от специального комплекса сооружений, включающего очистку и подготовку воды. Жесткость воды нормируется для теплоэнергетического оборудования всех видов, некоторых производственных процессов и для хозяйствено-питьевого использования. Снижение ее обеспечивается умягчением, для чего применяются как ионообменные так и реагентные методы. Прозрачность, содержание соединений железа и марганца — нормируемые показатели для хозяйствено-питьевого водоснабжения и добавочной воды для всех парогенераторов, ядерных ректоров, испарителей и тепловых сетей; цветность — для тепловых сетей открытого типа с водозабором у потребителей; содержание кремния — для парогенераторов высокого, сверхвысокого и сверхкритичного давления .

Для удаления грубодисперсных и коллоидных веществ осуществляется осветление. Эффективность осветления контролируется содержанием взвешенных веществ. Очистка воды от них происходит в отстойниках или специальных осветлителях (осадок в них поддерживается во взвешенном состоянии потоком поступающей снизу вверх воды), в напорных или открытых фильтрах и контактных осветлителях с загрузкой из зернистых материалов, а также во флотаторах, гидроциклонах и фильтрах намывных (напорных), которые позволяют добиться более глубокой очистки от взвешенных веществ.

Для устранения цветности воды, если она обусловлена гуминовыми соединениями, применяют коагуляцию солями алюминия (при рН около 5) или озонирование. Если причина цветности воды — соединения трехвалентного Fe, то ее устраняют при обезжелезивании.

Одна из основных задач при эксплуатации систем охлаждающей воды — предотвращение образования карбонатных отложений в теплообменных аппаратах и парогенераторах, которое вызывается распадом бикарбоната кальция и увеличением концентрации карбоната кальция, а также гидроксида магния. Одной из причин, вызывающих распад бикарбоната кальция, является недостаток растворенного в воде диоксида углерода. Чтобы предотвратить распад бикарбоната кальция, в воде поддерживают необходимую концентрацию растворенного диоксида углерода, т.е. равновесную концентрацию. На ТЭС недостаток диоксида углерода в охлаждающей воде восполняют обработкой ее дымовыми газами. Введение в воду диоксида углерода называется рекарбонизацией. Наряду с умягчением рекарбонизация служит для предотвращения образования карбонатных отложений.

Расход воды на собственные нужды станций очистки воды (промывные воды фильтров, воды от обезвоживания осадков сточных вод и т.д.) составляет 10—14% ее пропускной способности, станций умягчения — 20—30%. При повторном использовании воды расход сточной воды сокращается до 3—4 %.

1.2 Двухступенчатая схема очистки

В основе очистки воды городского водоснабжения лежит двухступенчатая схема, в основе которой находится применение сернокислого алюминия и хлора. Аппаратное оформление двухступенчатой схемы очистки: смесители — камеры хлопьеобразования — отстойники (осветлители, флотаторы) — скорые фильтры.

Но с увеличением количества вредных примесей в воде, что связано с общей экологической ситуацией, данный способ очистки не справляется с поставленной задачей, именно поэтому к данной схеме следует добавить процедуру озонирования, сорбции и включить применение мембранных процессов.

Тогда процедура очистки воды в системах городского водоснабжения будет состоять из следующих этапов.

На подготовительном этапе следует провести озонирование, за счёт чего существенно сокращается уровень озона в воде и увеличивается эффект осветления, что немаловажно для процесса ультрафильтрации, которая проводится на завершающем этапе.

После проведения озонирования осуществляется коагуляция, в процессе которой регулируется величина показателя рН, затем проводится осветление воды на специальных аппаратах, после чего водная нагрузка увеличивается практически в два раза по сравнению с тонкослойным отстойником.

По завершении данного этапа, снова проводится озонирование воды, после чего проводится её фильтрация с использованием песчаных фильтров. Это основной этап в схеме очистки воды систем городского водоснабжения.

На завершающем этапе проводится ультрафильтрация, основанная на применении порошкообразного гранулированного угля, который способствует удалению болезнетворных микробов и вредных органических соединений, после чего осуществляется обеззараживание хлором. Без данного этапа вода не может считаться качественной и безвредной.

Все эти этапы позволяют сделать воду безопасной для использования в повседневной жизни, но, тем не менее, следует применять ещё и барьерный способ очистки воды собственными силами, основанный на применении фильтров, тем самым вода станет не только безопасной, но и полезной для здоровья.

2. Реконструкция  насосных станций

Необходимость реконструкции старой насосной станции  может выть вызвана многими причинами. За время долгого срока службы насосы и другое оборудование насосной станции устаревают и изнашиваются, что увеличивает расходы на эксплуатацию насосной станции и вызывает необходимость капитального ремонта станции и замены оборудования. Изменившиеся местные условия или структура населения территории также могут предъявлять новые требования к производительности насосной станции. Реконструкция системы объединенной канализации сточных и дождевых вод в раздельные канализационные системы также обуславливает проведение реконструкции насосных станций в соответствии с новым функциональным назначением. Ужесточившаяся разрешительная практика органов надзора за состоянием окружающей среды может повлечь требование реконструкции находящейся под угрозой перелива насосной станции в более надёжную и полностью закрытую.

Устаревшая  или находящаяся в плохом техническом состоянии насосная станция может оказывать негативное воздействие на прилегающую территорию в виде, например, неприятных запахов. Решением данной проблемы может быть реконструкция насосной станции с учетом современных требований.

Необходимость реконструкции насосной станции  может быть вызвана и изменившимися  эксплуатационными факторами. Ввод в эксплуатацию приборов дистанционного наблюдения часто предполагает замену блоков управления насосами и, в некоторых  случаях, самих насосов. Практический срок службы станции зависит от условий эксплуатации. Замена насосов производится раз в 15 – 20 лет, а основательная проверка состояния станции и техническое обслуживание должны выполняться, по меньшей мере, один раз в 10 лет. Проведенная специалистом проверка и составленный на основании детального досмотра насосов отчет об их техническом состоянии служат основой для заблаговременного составления плана реконструкции насосных станций и условием выгодного планирования экономической деятельности.

Рис. 1 Модель реконструированной насосной станции.

Реконструкция всасывающего резервуара насосной станции  путем установки внутреннего  резервуара из армированного пластика. Земляные работы ограничиваются выведением на поверхность подводящей и напорной труб. В случае необходимости можно демонтировать несколько верхних бетонных колец. Внутренний резервуар закрепляется на месте путем заливки бетона в промежуточное пространство, по крайней мере, до уровня входящей трубы. Промежуточное пространство заполняется песком.

Процесс реконструкции насосной станции

Сбор  основной информации

Ознакомление  с объектом и определение его  нынешнего технического состояния  следует выполнять с особой тщательностью. Необходимо собрать, по крайней мере, следующую информацию:

По  имеющимся чертежам и рабочим документам установить проектные данные насосной станции. Наличие полной технической документации станции значительно облегчит данную задачу.

Сведения  о практической эксплуатации станции  можно получить, ознакомившись с  журналом эксплуатации насосной станции или путем опроса технического персонала. Таким образом, можно получить данные о проблемах, возникавших в ходе эксплуатации насосной станции, таких как сбои в работе насосов и их причины, проблемы запахов, образование скоплений поверхностных загрязнений или оседание твердых частиц и осадка на дне насосной станции.

При проверке насосной станции производится определение  ее общего состояния, а также оценка состояния насосов и других наиболее важных систем. Проверке подвергаются насосы, трубопроводы и клапаны. При определении состояния конструкций особое внимание следует уделить состоянию конструкции колодца и выяснить, не произошло ли смещения или просадки. Выполненные из бетонных колец колодцы непрочны и часто протекают. В плохо установленных насосных станциях из стекловолокна могут возникать трещины.

При необходимости  на время проверки колодец насосной станции следует опорожнить, а  входящую трубу заглушить. После  основательной промывки возможен осмотр дна насосной станции и других внутренних конструкций, таких как рабочие площадки, лестницы, направляющие трубы, утопленные соединения и фиксаторы насосов. Акт, составляемый по результатам осмотра, является одним из документов, использующихся при дальнейшем проектировании.

Определяется  точная рабочая точка установленных на станции насосов. В случае необходимости к насосной станции может быть временно подключен переносной блок управления ELSA 2000 с целью получения точных данных о производительности насосов, объеме поступающей в насосную станцию и откачиваемой из нее воды, продолжительности циклов работы насосов и другие сведения.

          Заключение

Реконструкция насосной станции это всеобъемлющий  процесс, состоящий из ознакомления с объектом, работ по проектированию, в том числе, выбора рабочей точки, составления сметы, принятия решения о проведении реконструкции, строительных работ, надзора, инструктажа персонала и ввода насосной станции в эксплуатацию. В этом данный процесс во многом совпадает с процессом поставки новой насосной станции. В процессе проектирования структура расходов должна рассматриваться в целом, с учетом не только непосредственных затрат на приобретение оборудование, но и расходов в течение срока службы насосной станции.

       Литература

1. Учебно-методическое пособие к курсовому проекту "Насосная станция" по дисциплине "Насосные станции" для студентов специальности Т. 19.04 - "Водохозяйственное строительство". Минск 2010
2. Насосы и насосные станции: Учебник / Под ред. В.Ф. Чебаевского. - М.: Агропромиздат, 2003. -416с.
3. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок: Учеб. Пособие / Под ред. В.Ф. Чебаевского. -3-е изд., перераб. и доп. -М.: Колос, 1992. -320 с.
4. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1974 - 480 с.
5. Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. М.: Издательство литературы по строительству, 1991 - 579 с
6. Орадовская А.Е., Лапшин Н.Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод. М.: Недра, 1987 - 167 с.
7. Алексеев Л.С. Контроль качества воды: Учебник. М.: ИНФРА-М, 2010 - 154 с.