Ûdens un kanalizacijas attîrîšanas iekartu aprçíins

Siltumapgades, gazes un ûdens tehnoloìijas institûts

Ûdens apgades un kanalizacijas katedra

“Ûdens un kanalizacijas attîrîšanas iekartu aprçíins.”

Satura radîtajs

1. Dotie lielumi kursa darba aprçíinašanai 3

2. Pilsçtas ûdens sagatavošanas ietaišu aprçíins 4

2.1. Attîrîšanas iekartu shçma 5

2.2. Sajaucçja aprçíins 6

2.3. Parslu veidošanas kameras aprçíins 8

2.4. Nostadinataja aprçíins 9

2.5. Filtru aprçíins 10

2.6. Ûdens hlorçšana 11

2.7. Koagulanta aprçíins 11

3. Pilsçtas notekûdeòu attîrîšanas ietaišu aprçíins 12

3.1. Attîrîšanas iekartu shçma 12

3.2. Redeïu aprçíins 13

Smilšu íçraja aprçíins 14

Pirmçja nostadinataja aprçíins 15

Aerotenka aprçíins 16

Otrçja nostadinataja aprçíins 17

Darba uzdevums

Veikt pilsçtas ûdens sagatavošanas ietaišu aprçíinu.

Veikt pilsçtas notekûdeòu attîrîšanas ietaišu aprçíinu.

1. Dotie lielumi kursa darba aprçíinašanai:

Dzeramo ûdeni sagatavo no virszemes ûdenskratuves.

Cilvçku skaits pilsçta N=1 000 000 cilv.

Ûdens patçriòš vidçji uz cilv./dnn. Q _îp = 150 l/dnn.

Duïíainîba 50 – 100 mg/l

Krasainîba pçc Pl-Ko skalas 50°-120°

Izmantota literatûra:

”, 1982.g.

” , 1975.g.

I.Semjonovs, R.A. Bebris, A. Kokorevièa, L. Konošonoka u.c. “Pazemes ûdeòu aizsardzîba Latvija”, 1997.g.

Eiropas Savienîbas Komisija “Ûdens apgades un notekûdeòu attîrîšana  Latvijas mazpilsçtas”, 1996.g.

6. T.J. Casey “Unit Treatment processes in water & Wastewater Engeneering”, 1997. g. , “Wiley”

7. R.L. Droste “Theory & Practice of Water and Wastewater Treatment”, 1997.g., “Wiley”

Pilsçtas ûdens sagatavošanas ietaišu aprçíins

Ûdens sagatavošanas stacijas ražîbas aprçíins:

Ûdens patçriòš iedz. saimnieciskajam vajadzîbam :

kur

a_max = 1.3, a_min = 0.5, b_max = 1.0, b_min = 1.0,

Q –aprçíina patçriòš, N- cilv.skaits, K- nevienmçrîbas koef.

Koeficienti pçc

Ûdens pateriòš ražošanas vajadzîbam netiek aprçíinats.

Ûdens patçriòš stacijas iekšçjam vajadzîbam:

To pieòem 6-8% apmçra no nepieciešama ûdens patçriòa pilsçtai.

Ûdens daudzums, kas japadod ar pirma pacçluma sûkòu stacijas palîdzîbu no ûdens òemšanas vietas:

Q_st.h= 9750x1.07=10432.5 m³/h. Ieplûdes filtru laukums 10432.5/6 =1738.75 m²

Ûdens patçriòš ugunsdzçsîbas vajadzîbam:

Q u.dz = (3.6 x N x q_u.dz x t_u.dz)/G_u.dz = (3.6x3x100x3)/24 = 135 m³/h

Kur N- vienlaicîgi iesp. ugunsgrçku skaits, q_u.dz - patçriòa norma,

t_u.dz - ugunsgrçka dzçšanas ilgums, G_u.dz - ûdens rezervju atjaunošanas laiks.

Pçc

Filtracijas atrums ugunsgrçka gadîjuma:

V _var = (10432.5 + 135)/1738.75 = 6.08 m/h

V _var < V _max ; V _max =12 m/h.

2.1. Attîrîšanas iekartu shçma

2.2. Sajaucçja aprçíins

Caurumotos sajaucçjus ir ieteicams projektçt ar jaudu lîdz 24000 m³/h, kas apmierina mûsu aprçíina apjomus. Pietiek ar vienu sajaucçju, bet jabuvç otru rezervei.

Sajaucçja jauda q = 10432.5 m³/h jeb 2.90 m³/s

Plûsmas atrums caurumos v_o = 1 m/s. Caurumu diametrs d_o = 0.1m.

Attalums no caurumu augšçjas malas lîdz ûdens lîmenim h_o = 0.1m.

Starpsienu skaits sajauceja m = 3

Spiediena zudumi starpsienu caurumos:

Sh = (m x v_o²)/( 2 x g x m²) = 4 x1/2x9.81x0.5625 = 0.36 m

kur m = 0.75 – patçriòa koeficients.

Ja starpsienu skaits m = 3, tad kritums aiz katras starpsienas h = 0.12 m

Caurumu skaits katra starpsiena:

n = 4 x q/p x v_o x d_o ² = 4x2.90/3.14x1x0.01 = 370

urbumus starpsienas izveido 19 rindas pa 20 urbumiem.

Caurumu šíçrsgriezuma laukums katra starpsiena :

F_c = n x p x d_o² /4 = 370x0.785x0.01 = 2.91 m²

Caurumu laukums var aizòemt 30% no starpsienas darba virsmas, starpsienas laukums :

F_o = 2.91 / 0.3 = 9.7 m²

Pieòem, ka ûdens lîmenis aiz trešas starpsienas bûs h = 0.7 m, tad teknes platums tiek rçíinats no caurumu augšçjas malas h_o = 0.7-0.1 = 0.6m

Teknes platums:

b = 1.1/0.6 = 1.83 à 1.85 m

Ûdens lîmenis :

starp 2-3 starpsienu : 0.70+0.12=0.82 m

starp 1-2 starpsienu : 0.82+0.12=0.94 m

pirms 1 starpsienas : 0.94+0.12=1.06 m

Attalumu starp starpsienam pieòeman l = 2m

Šíçrsgriezuma laukums sajaucçja beigas :

F₃ = q/ v_s = 2.9/0.6 = 4.84 m² , ja h=0.7, tad

b₃= 4.84/0.7 = 6.9 m

Sajaucçja shema:

Sajaucçja 2 starpsienas perforacijas shçma:

2.3. Parslu veidošanas kameras aprçíins :

Izvçlas pie katra nostadinataja iebûvçtu starsienu parslu veidošanas kameru.

Nostadinataju skaits - 6

Ûdens atrums kamera v_o=0.2 m/s, lai nodrošinatu parslu neizjaukšanu un nenotiktu parslu izgulsnçšanas,ûdens atrašanas laiks kamera aptuveni

t = 10 min=600 sek., q = 10432.5 m³/h jeb 2.90 m³/s,

katras kameras nepieciešamais tilpums V=q x t /6 = 2.9x600/6 = 290 m³

Kameras koridoru skaits m = 4

Spiediena zudumi pec kameras

h = 0,15 x n x v_o²=0.15x4x0.04=0.024m,

kur n - pagriezienu skaits kamera

Spiediena zudumus uz berzi pieòem apmçram lîdzîgus, h_kop. = 0.1m

Kameras ûdens slaòa dziïumu pieòem 2m + spiediena zudumi kamera, H=2+0.1 = 2.1m.

Kameras koridoru platums b = q/v_oxH = 2.9/0.2x2.1 = 1.22 m

Kameras garums l = q x t / H x b x m =2.9x600/6x2.1x1.22x4 =28.3 m 28.5 m

2.4. Nostadinataja aprçíins

Izvçlamies horizontalos nostadinatajus ar iebûvçtam parslu veidošanas kameram.

Kopçjais nostadinataju laukums

F_kop. = a x q/u_o =1.65x2.9/0.00045 =10633 m²,

kur a = vertikalas plûsmas atruma izvçrtçjoš koeficients = 1.65

u_o = parslu nosçšanas atrums = 0.45 mm/s

horizontalais plûsmas atrums v=K x u_o= 12x0.00045 =0.0054 m/s,

kur K koeficients, kas atkarîgs no L/H atiecîbas

Nostadinataju skaits n = 6

Viena nostadinataja laukums F=F_kop./n = 1772.2m²

Ûdens slaòa biezums H=2 m

Viena nostadinataja platums B= q / n x v x H = 2.9 / 6x0.0054x2=44.8m

Nostadinatja garums L=F/B =1772.2/44.8=39.6 m 40m

Nostadinataja dibena slîpums i=0.02, nosçšanas zonas dziïums H_sak. = H+Lxi

H_sak. = 2 + 40x0.02 = 2.8m

Nogulsnes no nostadinataja izvada ar perforçtas caurules palîdzîbu.

2.5. Filtru aprçíins

Izvçlamies atrfiltrus ar divslaòu pildîjumu:

antracîts d_e=1.2 mm, slaòa biezums 0.5m

kvarca smiltis d_e=0.8 mm, slaòa biezums 0.7m

atbalsta slanis dolimîta šíembas ar =2.5mm augšçja slanî.

Filtrçšanas atrums v_f =8 m/s

Filtru skalošanas skaits diennaktî n=2

Skalošanas intensitate w = 14 l/s x m²

Skalošanas ilgums t=6 min.

Kopçjais filtru laukums:

F= Q_dnn /T x v_f – 3.6 x n x w x t = 180000/(24x8 – 3.6x2x14x0.1) = 181.9 m²,

kur T iekartas darba laiks 24h

Nepieciešamais filtru skaits:

N=0.5 F = 0.5 182 = 7 gab.

Viena filtra laukums bûs 182/7 26 m²

Izvçlamies 6 filtrus ar izmçriem 5.2x5m

2.6. Ûdens hlorçšana

Ûdens hlorçšanu veic ar šíidro hloru izmantojot hlora dozatorus.

Pirmçjo hlorešanu veic pirms sajaucçja, kas veicina koagulçšanos oksidçjot organiskas vielas, kuras bremzç koagulçšanos.

Hlora patçriòš pirmçjai hlorçšanai:

Hlora deva 5 mg/l

Stundas patçriòš 6250 m³/h x 5 mg/l = 31.3 kg/h

Otrçjo hlorçšanu veic pçc filtriem, lai nodrošinatu ûdens bakterioloìisko tîrîbu arî ûdens apgades cauruïu sistçma.

Hlora patçriòš otrçjai hlorçšanai:

Hlora deva 1 mg/l

Stundas patçriòš 6250 m³/h x 1 mg/l = 6.25 kg/h

2.7. Koagulanta aprçíins

Ûdens koagulçšanai izmanto bezûdens attîrîto alumînija sulfatu Al₂(SO₄)₃, un ta nepieciešamais daudzums atkarîgs no duïíainîbas un ûdens krasainîbas.

Pie duïíainîbas 100 mg/l un krasainîbas 120° - koagulanta dadzums 35 mg/l.

Stundas patçriòš 6250 m³/h x 35 mg/l = 218.8 kg/h

Pilsçtas notekûdeòu attîrîšanas ietaišu aprçíins

3.1.Attîrîšanas iekartu shçma

3.2. Redeïu aprçíins

Caurplûdes aprçíins:

q_vid.= 2.90 m³/s q_max= q_vid. x K_kop.= 2.90 x 1.05=3.05 m³/s

Pieòemam 2 darba redeles ar dziïumu redeïu kamera h=1.5m,

ûdens slaòa augstums h₁ = 0.6 m,

redeles izveidotas no apaïstieòiem ar d=10 mm,

vidçjais atrums redeïu starpas v_p=1 m/s,

spraugu platums b = 0.016 m,

spraugu skaits :

n = q_max x K_pies. /b x h₁ x v = 3.05x1.05 /0.016x0.6x1 = 334 gab.

kur K_pies. - piesaròojumu izvçrtçjošs koeficients.

Redeïu platums:

B = s x (n – 1) + b x n = 0.01x333+0.016x334 = 8.7 m

s – stieòu diametrs =10 mm

Plûsmas atrums pirms redelçm:

Darba ir viena no redelçm, otra tîrîšana.

v = q_max / F = 3.05 / 0.6 x 8.7 = 0.58 m/s

Spiediena zudumu redelçs aprçíins:

pretestîbas koeficients:

x = b x (s/b)^4/3 sina = 1.79x(0.01/0.016)^4/3x0.86 = 0.83

b - koeficients kas atkarigs no stieòu formas, apaïstieòiem 1.79,

a - redeles slîpuma leòíis – 60° .

h_p = xv²p/2g = 0.83 x 0.59² x 3 / 2x9.81 = 0.05 m

Redeles tiek tîrîtas ar mehaniskiem grabekïiem no pieplûdes puses.

3.3. Smilšu íçraja aprçíins.

Izvçlamies horizontalos smilšu íerajus ar dziïumu caurteces zona h = 0.6m. Apreíinamais aizturamo smilšu diametrs 0.25mm.

Smilšu íçraja garums:

L = 1000Kvh/u₀ = 1000x1.3x0.3x0.6/24 = 9.75 m

kur K- koeficients kas izverte ûdens atruma ietekmi uz smilšu nosçšanos,

v – plûsmas atrums , u₀ – smilšu hidrauliskais raupjums

pçc [2]

Smilšu íeraja laukums:

F = q_max/u₀ = 3.05/0.024 =127.1 m

q_max – maksimalais notekûdeòu daudzums m³/sek.

Smilšu íeraja platums:

B = F/L = 127.1 / 9.75 = 13 m

Izveido smilšu íçraju ar diviem nodalîjumiem, katra nodalîjuma platums 6.5 m, garums 9.75 m

3.4. Pirmçja nostadinataja aprçíins

Izvçlas horizontalos nostadinatajus ar nostadinašanas zonas dziïumu H = 3 m, plûsmas vidçjais atrums v = 5 mm/s. Suspendçto daïinu koncentracija 300 mg/l, nepieciešamais dzidrinašanas efekts 50%.

pçc [2]

Kopçjais nostadinataju laukums

F_kop. = a x q_max/u_o =1.65x3.05/0.0006 = 8387.5 m²

kur a = vertikalas plûsmas atruma izvçrtçjoš koeficients = 1.65

u_o = hidrauliskais raupjums – nosçšanas atrums = 0.6 mm/s pçc [2]

Nostadinataja garums:

L = vH/u₀ = 0.005x3/0.0006 = 25m

Nostadinataju skaits n = 6

Viena nostadinataja laukums F=F_kop./n = 1398.0m²

Viena nostadinataja platums B= F/L = 1398.0 / 25 = 56 m

Nostadinataja dibena slîpums i=0.02, nostadinataja dziïums H_sak. = H+Lxi

H_sak. = 3 + 25x0.02 = 3.5 m

Nogulsnes no nostadinataja izvada ar perforçtas caurules palîdzîbu, ka arî nostadinataja beigas ir peredzçts izveidot tauku savacçjus no ûdens virspuses.

3.5. Aerotenka aprçíins

Izvçlas aerotenkus ar regeneratoru,

a_aer. = 1.8 g/l, a_reì. = 7 g/l, a=0.35

L_en – notekûdeòu BSP pirms attîrîšanas = 200 mg/l

L_ex – notekûdeòu BSP pçc attîrîšanas = 15 mg/l

Aprçíina notekûdeòu aeracijas laiku:

t_aer. = (2.5/ a_aer )lg L_en / L_ex = (2.5/1.8^0.5 )lg 200/15 = 2.09h

kopçjais oksidçšanas laiks

t_oks. = L_en - L_ex /a a_reì. r= 200 – 15 /0.35x7x22 = 4.9h

reìeneratora nepieciešamais laiks

t_reì. = t_oks. – t_aer. = 4.9 – 2.09 = 2.81 h

Aerotenka tilpums:

W_aer. = t_aer. (Q_max + q) = 2.09 (7500+379) = 16467 m³

W_reì. = t_reì. q = 2.81 x 379 = 1065 m³

W_kop. = 17532 m³

Vidçja dûòu koncentracija

a_vid. = (a_reì. W_reì. + a_aer. W_aer. )/ W_kop. =(7x1065+1.8x16467)/17532 = 2.12 g/l

Izvçlas aerotenkus ar gaisa padevi pa perforçtam caurulçm, perforacijas urbumi 3 mm.

Izvçlas 4 aeracijas kameras ar izmçriem:

Dziïums 3,5 m, garums 25 m, platums 10 m

Aeracijas kameru kopçjais tilpums W = 3500 m³

Regeneracijas kamera :

Dziïums 4,5 m, garums 25 m, platums 10 m, tilpums W = 1125m³

3.7. Otrçja nostadinataja aprçíins

Izvçlamies radialos nostadinatajus ar nostadinašanas zonas dziïumu h₁=4m, un aprçíinam slodzi , ja J=80 cm³/g :

Q=4,5 h h₁⁸⁰ / (0,1 J a)^0,5-0,01.at =4.5*0.4*4^0.8/(0.1*80*3.06)^0.5-0.01*15= =1.80m³/m² h

Kur h - koeficients , kas ievçrtç lietderîgo caurplûdes tilpumu

J – dûòu indeks

a – dûòu koncentracija aerotenka , g/l

a_t – dûòu koncentracija pçc dzidrinašanas , mg/l.

Viena nostadinataja virsmas laukums , ja peòem ka to bûs 6 gab , bûs :

F=Q_h.max/(n q) = 694.5 m²

Nostadinataja diametra aprçíins:

D= 4 F/p =30m.