Техника улучшения качества природных вод (стр. 3 из 5)

Расчет хлораторной установки заключается в определении доз активного хлора Д_С_l, мг/л; точекввода хлора и их количества; подборе дозирующих устройств (хлораторов).

Принимается обеззараживание воды двойным хлорированием: первичное Д_С_l^I=5–8 мг/л (хлор вводится в нижнюю часть смесителя) и вторичное Д_С_l^II= 2–3 мг/л (хлор вводится в трубопровод перед резервуаром чистой воды). Хлорагенты вводятся в воду за 1–3 мин до ввода коагулянта (п. 6.18 [2]).

Необходимый расход хлораQ_С_l, кг/сут (кг/ч) определяется как сумма расходов для первичного Q_С_l^I, кг/сут и вторичногоQ_С_l^II, кг/сут хлорирования:

Q_С_l = Q_С_l^I + Q_С_l^II,

Q_С_l^I = (Q_РАСЧ+ Д_С_l^I) / 1000,

Q_С_l^II = (Q_РАСЧ+ Д_С_l^II) / 1000.

Q_С_l^I = (308.75+ 8) / 1000 = 0.316 (кг/сут),

Q_С_l^II = (308,75 + 3) / 1000 = 0,312 (кг/сут),

Q_С_l = 0,316 + 0,312 = 0,628 (кг/сут).

Для дозирования хлора в зависимости от необходимого его количества применяются хлораторы:

Системы Л.А. Кульского

ЛК‑10 с расходом хлора 40–800 г./ч;

ЛК‑11 с расходом хлора 0,5–4,5 кг/ч;

системы ЛОНИИ‑100 двух модификаций: 0,08–2,05 и 1,28–20 кг/ч.

При расходе хлора 0,628 кг/сут можно взять хлоратор Кульского ЛК‑11 или хлоратор системы ЛОНИИ‑100 модификации 0,08–2,05 кг/ч.

Количество хлораторов должно быть не менее двух. При количестве до двух рабочих хлораторов применяется один резервный, при более двух – два резервных. Для повышения надежности обеззараживания рекомендуется дозирование хлора проводить раздельно на каждое место ввода.

Установка хлораторов производится в специальном помещении хлораторной, где по числу хлораторов устанавливаются и промежуточные баллоны для задерживания загрязнений пред поступлением хлорного газа в хлоратор из баллонов. Съем газообразного хлора S, кг/ч, без подогрева баллонов, при температуре 18˚С, принимают 0,5–0,7 кг/ч с одного баллона, при искусственном подогреве можно эту величину увеличить до 3 кг/ч.

К каждой группе хлораторов необходимо подключить n_БАЛ, шт. баллонов соответственно

n^I_БАЛ = q_Cl^I / S,

n^II_БАЛ= q_C^II/ S,

где q_Cl^I и q_C^II- необходимый часовой расход хлора для первичного и вторичного хлорирования соответственно, кг/ч.

n^I_БАЛ = 0,356 / 0,628 = 1 (шт.)

n^II_БАЛ = 0,350 / 0,628 = 1 (шт.)

Суточная потребность в баллонах N_СУТ, шт.

N_СУТ = Q_Cl/ М,

где М – вместимость баллонов с жидким хлором, кг.

N_СУТ = 0,628 / 100 = 63 (шт.)

Месячный запас хлора N_Б, шт. хранится в расходном складе и определяется

N_Б = N_СУТ х 30.

N_Б = 63 * 30 = 1890 (шт.)

В помещении хлораторной хранятся резервные баллоны, число которых составляет не менее 50% суточной потребности. При суточной потребности в три баллона и более в хлораторной располагается промежуточный склад хлора для хранения трехсуточного запаса.

При устройстве хлораторной необходимо выполнение определенных требований по технике безопасности, предусмотренных п. 6.148 – 6.156 [2]. Для обеспечения безопасности хлораторные располагаются на первом этаже с двумя выходами наружу. В хлораторных необходима установка вентилятора, рассчитанного на 12‑кратный обмен воздуха в час. Перед хлораторной необходим тамбур, где хранятся спецодежда и противогазы, а также монтируются выключатели для вентиляции и освещения. Электроосвещение предусматривается герметичной аппаратурой.

5. Расчет вихревого смесителя

Для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды и быстрого их перемешивания принимаем вертикальный (вихревой) смеситель гидравлического типа.

1 – корпус смесителя; 2 – отверстия сборного лотка; 3 – сборный лоток; 4 – боковой карман; 5 – подача воды в смеситель; 6 – ввод реагентов в смеситель; 7 – отводящий трубопровод; 8 – сброс в канализацию.

Рисунок 4 – Схема вихревого смесителя

Расчет вихревого смесителя заключается в определении его габаритных размеров; расчете водосборной системы (перфорация сборных лотков); в определении диаметров проводящего и отводящего трубопроводов.

5.1 Определение габаритных размеров смесителя

Смеситель принимается квадратным в плане, с прямоугольной верхней частью (успокоителем) и пирамидальной нижней. Центральный угол между наклонными стенками α=30–45˚(п. 6.45 [2]).

Количество смесителей следует принимать один при суточной производительности станции до 8000 м³/сут, и два свыше.

Площадь горизонтального сечения верхней части смесителя ƒ_В, м² определяется по зависимости:

ƒ_В= q_Ч / V_В,

где q_Ч- расчетный часовой расход станции осветления воды, м³/ч;

V_В – скорость восходящего потока на уровне водосборного лотка, принимается по [2] 28–40 мм/с (90–144 м/ч).

ƒ_В= 308.75/ 100 = 3,09 (м²)

Сторона верхней части смесителя В_В, м определяется через площадь

В_В = ƒ_В^0,5,

В_В =

= 1.76 (м)

Площади нижнего сечения смесителя ƒ_Н, м² определяется по внешнему диаметру подводящего осветляемую воду трубопровода Д_Н, мм (Д_Н=В_Н).

По расчетному секундному расходу q_С, л/с и рекомендуемой п. 6.45 [2] скорости движения V_Н, м/с по [4], подбирается диаметр подающего в смеситель трубопровода Д, мм. Следует принимать стальной трубопровод.

Таблица 7 – Наружный диаметр стальных труб в мм

Д	50	80	100	150	200	250	300	350	400	450	500	600
Д_Н	66	98	118	170	222	274	326	378	429	480	532	635

Подводящая труба встраивается в нижнюю пирамидальную часть смесителя и площадь нижнего сечения, ƒ_Н, м², можно вычислить по формуле:

ƒ_Н = (Д_Н)² = (В_Н)².

ƒ_Н = 0,378² = 0,14 (м²)

Полная высота смесителя Н, м включает

Н = h_Н + h_В

Высота нижней (пирамидальной) части смесителя h_Н, м определяется

h_Н = 0,5 х (В_В – В_Н) х ctg (α/2),

h_Н = 0,5 х (1,76 – 0,378) х 2,605 = 1,8 (м)

тогда можно определить объем пирамидальной части смесителя W_Н, м³

W_Н = 0,33 х h_Н х (ƒ_В + ƒ_Н).

W_Н = 0,33 х 1.8 х (3,09 + 0,14) = 1.92 (м³)

Полный объем смесителя W, м³ определяется из гидравлической зависимости:

W = (q_Ч х t) / 60,

где t– продолжительность смешения реагентов с осветляемой водой, принимается 1,5–2,0 мин.

W = (308,75 х 1,5) / 60 = 7.72 (м³)

Объем верхней части смесителя W_Н, м³

W_В = W– W_Н.

W_В = 7.72 – 1.92 = 5.8 (м³)

Высота верхней части смесителя h_В, м составляет

h_В = W_В / ƒ_В.

h_В = 5.8 / 3.09 = 1.87 (м)

5.2 Расчет сборной системы смесителя

Сбор воды производится в верхней части смесителя сборным лотком через затопленные отверстия. Вода, протекающая по лотку двумя потоками, собирается в боковой сборный карман и по отводному трубопроводу отводится на дальнейшую очистку.

Площадь живого сечения сборного лотка ω_Л, м² вычисляется

ω_Л = q_Л / (V_Л х 3600),

где q_Л – расчетный расход каждого потока воды, м³/ч,

V_Л – скорость движения воды в периферийном сбросном лотке, принимается по рекомендации п. 6.45 [2] равной 0,4–0,6 м/с.

q_Л = 0,5 х q_Ч;

q_Л = 0,5 х 308,75 = 154.375 (м³/ч)

ω_Л = 154,375 / (0,6 х 3600) = 0.071 (м²)

Расчетная высота слоя воды h_Л,м при принятой b_Л = 0,27 м, будет

h_Л= ω_Л / b_Л.

h_Л= 0,071 / 0,27 = 0,26 (м)

Сборный лоток выполняется с уклоном дна в сторону бокового кармана не менее 0,02. Размеры сборного бокового кармана принимаются конструктивно с учетом того, что в нижней части его размещают отводящую трубу.

Диаметр отводящей трубы Д_ОТВ, м определяется по q_С л/с и скорости движения воды в трубопроводе V_ОТВ=0,6–1,0 м/с (п. 6.49 [2]) по формуле (или по [4])

Д_ОТВ =

м/с

Д_ОТВ =

= 1,11 (м)

6. Расчет коридорного осветлителя

Коридорный осветлитель, как и отстойник, предназначен для предварительного выделения коагулированных взвешенных веществ из воды.

Расчет осветлителей выполняется с учетом годовых колебаний качества воды для двух периодов (п. 6.78 [2]):

– минимальной мутности осветляемой воды при минимальном расходе (в зимний период);

– максимальной мутности воды и максимальном расходе (в летний период).

Расчет осветлителя включает определение его габаритныхразмеров; расчет подводящих и отводящихсистем; системы принудительного отводаосадкавзонушламонакопления; шламоотводящей системы.