Technologia wody i ścieków - podziemnaKuba


0x08 graphic

UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA

ZAKŁAD SIECI I INSTALACJI SANITARNYCH

PROJEKT NR 2

TEMAT:

ZAKŁAD UZDATNIANIA WODY PODZIEMNEJ.

JAKUB KOSTECKI

GRUPA 35 B

2003/2004

Opis Techniczny.

Woda podziemna ujmowana jest za pomocą studni wierconych, z czego jedna jest studnią zapasową. Pompa zapewnia przepływ wody przez aeratory i jej dopływ do filtru kontaktowego - grawitacyjnego.

Z powodu podwyższonej barwy i mętności stosuje się koagulację siarczanem glinu w złożu filtracyjnym. Dawkowanie koagulantu następuje przed filtrem kontaktowym; pełne wymieszanie koagulantu z wodą zapewnia wyprofilowana rura doprowadzająca wodę na filtry.

0x01 graphic

    1. Napowietrzanie ciśnieniowe

    2. Filtracja z koagulacją

    3. Filtracja ciśnieniowa - pospieszna

    4. Dezynfekcja

Ponieważ zamiast mleka wapiennego powinna być stosowana kłopotliwa woda wapienna, zastąpiono ją zasadą sodową dawkowaną przed filtrem ciśnieniowym.

Osady posedymentacyjne i popłuczyny odprowadzane są do odstojnika, skąd po zagęszczeniu trafiają na laguny; przewiduje się wywóz osadów z lagun na składowisko.

Czysta woda, po uprzedniej dezynfekcji za pomocą chloru jest kierowana bezpośrednio do odbiorców, zapas jest magazynowany w zbiorniku umiejscowionym poza obiektem ZUW

Kontrole jakości wody zapewnia znajduje się laboratorium położone przy budynku administracyjnym.

Stacje uzdatniania wody przewiduje się na wydajność ujęcia 16 000 [m3/d].

Tabelaryczne zestawienie parametrów początkowych.

Wskaźnik

Wartość

Jednostka

Rodzaj ujmowanej wody

Podziemna

-

Wydajność ZOW

16 000

0x01 graphic

Temperatura

10

[oC]

Barwa

25

0x01 graphic

Mętność

10

[NTU]

pH

7,1

-

Twardość ogólna

410

0x01 graphic

Zasadowość ogólna

260

0x01 graphic

Utlenialność

8,2

0x01 graphic

Azot amonowy

0,25

0x01 graphic

Azot azotanowy

7,5

0x01 graphic

Żelazo ogólne

3,7

0x01 graphic

Mangan

0,4

0x01 graphic

  1. Ustalenie składu technologicznego oczyszczania wody oraz odpowiadającego mu układu urządzeń i obiektów.

Skład technologiczny oczyszczania wody:

    1. Napowietrzanie ciśnieniowe

    2. Filtracja z koagulacją

    3. Filtracja ciśnieniowa - pospieszna

    4. Dezynfekcja

Układ urządzeń:

  1. Wybór reagentów i wykonanie obliczeń technologicznych.

2.1. Wyznaczenie dawki koagulantu.

Dk = 7 0x01 graphic

Dk = 6 - 8 (Przyjęto Dk = 70x01 graphic
)

Gdzie:

Dk - dawka koagulantu

M - mętność [NTU]

B - barwa

DkM = 70x01 graphic
= 22,1

DkB = 70x01 graphic
= 35,0

2.2. Wyznaczenie dawki wodorotlenku sodu.

Parametry wody po napowietrzaniu:

Koagulacja 35,0 siarczanu glinu spowodowała obniżenie zasadowości M oraz zwiększenie zawartości dwutlenku węgla w wodzie.

Ponieważ dodanie 1 [g] siarczanu glinu do 1 [m3] wody powoduje spadek zasadowości równy 0,45 i wzrost zawartości dwutlenku węgla, o 0,4, więc

Δ zas. M = 0,45 * 35,0 = 15,75

Δ CO2 = 0,4 * 35,0 = 14,0

Po koagulacji:

zas. M' = 260 - 15,75 = 244,25

CO2 wol = 40 + 14 = 54,0

Zawartość CO2 w wodzie po koagulacji:

Agresywny - 22,0 [g / m3].

Ponieważ dopuszczalna zawartość agresywnego dwutlenku węgla w wodzie po koagulacji nie może wynosić więcej niż 2, jego związanie zajdzie zgodnie z równaniem:

2 CO2 agr + CaO + H2O = Ca(HCO3)2

W ilości przybliżonej:

Przybliżenie: związane zostaną 14 [g / m3]

2CO2 agr - 1CaO

2 * 44 - 56

14 - x

Dawka wiążąca wapna wynosi:

x = 8,91 0x01 graphic

Zmiana zasadowości spowodowana dodaniem 8,91 wynosi:

Δ zas. M = 8,91 * 50 / 28 = 15,910x01 graphic

Zasadowość po dodaniu 15,910x01 graphic
wynosi:

Zas. M'' = zas. M' + Δ zas. M = 244,25 + 15,91 = 260,16

Zawartość CO2 w wodzie po dodaniu wapna wyznaczona z nomogramu równowagi węglanowo - wapniowej:

Zawartość pozostałego CO2 w wodzie wynosi: 56,0 - 14 - 39 = 1 [g CO2 / m3]

Zrezygnowano z wapna na rzecz zasady sodowej.

CO2 agr + NaOH = NaHCO3

Przybliżenie: związane zostaną 14 [g / m3]

CO2 agr - NaOH

44 - 40

14 - x

Dawka wiążąca wapna wynosi:

x = 12,73 [g NaOH / m3]

2.3. Wyznaczenie dawek substancji stosowanych do chlorowania.

Ponieważ woda zawiera ponad normatywną ilość azotu amonowego (0,25 [gN/m3]) wymagana dawka chloru wynosi wg wzoru:

DCl2 = (3 - 5) CN

Gdzie:

DCl2 - dawka chloru, 0x01 graphic

CN - stężenie azotu amonowego w wodzie0x01 graphic

DCl2 = 4 * 0,25 = 1,0 0x01 graphic

  1. Wykonanie obliczeń urządzeń i obiektów ZOW.

3.1. Urządzenia

      1. Mieszacz ciśnieniowy wody z powietrzem.

Ze względu na zawartość żelaza ogólnego w ilości 3,7 [gFe/m3], niezbędna ilość powietrza w stosunku do uzdatnianej wody wynosi 2% wydajności zakładu.

Qpow = 0,02 * 16 000 = 320 [m3 / d]

Powierzchnia aeratora:

F = 0x01 graphic

Gdzie:

F - powierzchnia aeratora

Q - wydajność zakładu

V - prędkość przepływu wody; przyjęto V = 0,05 [m / s]

F = 0x01 graphic
[m2]

Przyjęto dwa aeratory o powierzchni jednostkowej 1,85 [m2]. Jednostkowa średnica D = 1,54 [m]. Wysokość aeratora przyjęto równą jego średnicy H = 1,54 [m].

3.1.2. Filtr kontaktowy - grawitacyjny.

Powierzchnia filtru

F =0x01 graphic

Gdzie:

F - powierzchnia aeratora

Q - wydajność zakładu

Oh - obciążenie hydrauliczne; przyjęto Oh = 6,0 [m3 / (m2 * s)]

F =0x01 graphic
= 111,11 [m2]

Przyjęto liczbę filtrów n = 6 o wymiarach 4 [m] x 6 [m].

Prędkość filtracji przy wyłączonym jednym filtrze:

0x01 graphic

Gdzie:

vf - prędkość filtracji

Q - wydajność zakładu

n - ilość filtrów

Fj - powierzchnia jednostkowa

0x01 graphic
[m / h]

Przyjęto złoże filtracyjne - piaskowe, o d10 = 0,6 [mm], WR = 2,0, wysokość złoża h = 2,0 [m]. Przyjęto drenaż wysokooporowy rurowy; filtr płukany wodą.

Drenaż wodny.

Przyjęto intensywność płukania wodą Ip = 15 [m3 / (m2 * h)], stąd natężenie przepływu wody:

Qp = Ip * Fj

Qp = 15 * 24 = 360 [m3 / h] = 100 [dm3 / s]

Z nomogramu Colebrooka - White'a przyjęto rurociąg główny o średnicy d = 300 [mm], v = 1,4 [m/s]. Ilość laterali n = 30.

Przyjęto laterale boczne o długości L = 1,7 [m] i rozstawie b = 0,2 [m].

Powierzchnia pasa laterali wynosi:

f = bL

f = 0,2 * 1,7 = 0,34 [m2]

Natężenie przepływu wody w laterali:

q = 0x01 graphic

q =0x01 graphic
[dm3 / s]

Z nomogramu Colebrooka - White'a przyjęto laterale boczne o średnicy d = 50 [mm], v = 1,4 [m/s].

Przyjęto rozstaw otworów b' = 150 [mm]. Powierzchnia filtru przypadająca na 1 otwór:

bb' = 0,2 * 0,15 = 0,03 [m2]

Liczba otworów na całej powierzchni:

n = 0x01 graphic

n =0x01 graphic

Powierzchnia jednego otworka o d0 = 0,007 wynosi fo = 6,36*10-5 [m];

Sumaryczna powierzchnia otworów wynosi

fo = 340 * 6,36*10-5 = 0,022

Co stanowi0,21 %

Straty ciśnienia:

h =0x01 graphic

h = 0x01 graphic
= 2,87 [m H2O]

Dla 95% równomierności rozdziału wody przyjęto  = 12.

3.1.3.Filtr ciśnieniowy pospieszny ze złożem wpracowanym do usuwania manganu.

Powierzchnia filtru przy założonym obciążeniu hydraulicznym Oh = 8 [m3 / (m2 * s)]:

F = 0x01 graphic

Σ F = 0x01 graphic
[m2]

Przyjęto średnice jednego filtru D = 3,0 [m].

Liczba filtrów:

n = 0x01 graphic

n = 0x01 graphic

Przyjęto 12 filtrów pionowych o wysokości złoża filtracyjnego Hz = 2,0 [m] oraz warstwie podtrzymującej 0,35 [m].

Powierzchnia jednostkowa

0x01 graphic

0x01 graphic

Prędkość filtracji przy jednym filtrze wyłączonym z eksploatacji;

v = 0x01 graphic
[m/h]

Przyjęto płukanie filtru wodą i powietrzem

Drenaż wodny.

Przyjęto intensywność płukania wodą Ip = 25 [m3 / (m2 * h)], stąd natężenie przepływu wody:

Qp = Ip * Fj

Qp = 25 * 6,95 = 173,75 [m3 / h] = 48,3 [dm3 / s]

Z nomogramu Colebrooka - White'a przyjęto rurociąg główny o średnicy d = 150 [mm], prędkość przepływu v = 1,5 [m/s], spadek hydrauliczny i = 20 ‰.

Przyjęto rozstaw lateral b = 0,2 [m]

Liczba lateral:

n = 0x01 graphic

n = 0x01 graphic

Długość laterali najdłuższej:

Lmax = 0x01 graphic

Odległość laterali od ściany filtru:

X = 0,04 [m]

Lmax = 0x01 graphic
= 1,38 [m]

Powierzchnia filtru przypadająca na najdłuższą lateralę:

f1 = bLmax = 0,2*1,38 = 0,276 [m2]

Natężenie przepływu w laterali najdłuższej:

q1 = 0x01 graphic

q1 = 0x01 graphic
= 1,92 [dm3 / s]

Jako boczne laterale przyjęto rurociągi o średnicy d' = 50 [mm], w których prędkość przepływu wynosi v ≈ 1,0 [dm / s], spadek hydrauliczny i = 55 ‰.

Dla przyjętej liczby lateral n = 15, oraz ich rozstawu co 0,2 [m], odległość pierwszej i ostatniej laterali od wewnętrznej ściany zbiornika filtracyjnego (wzdłuż średnicy) - h, wynosi 0,075 [m]

Długość laterali najkrótszej:

lmin = 0x01 graphic

Długość cięciwy:

c = 0x01 graphic

c = 0x01 graphic
= 0,937 [m]

lmin = 0x01 graphic
= 0,4 [m]

Powierzchnia filtru przypadająca na najkrótsza lateralę:

f2 = 0x01 graphic

f2 = 0x01 graphic
= 0,04 [m2]

Natężenie przepływu w najkrótszej laterali:

q2 = 0x01 graphic

q2 = 0x01 graphic
= 0,28

W rurociągu o średnicy d' = 32 [mm] prędkość przepływu v' = [m / s], spadek hydrauliczny i = ‰.

Przyjęto rozstaw otworów b' = 150 [mm].

Powierzchnia filtru przypadająca na 1 otwór:

bb' = 0,2 * 0,15 = 0,03 [m2]

Liczba otworów na całej powierzchni:

n = 0x01 graphic

n =0x01 graphic

Powierzchnia jednego otworka o średnicy d0 = 0,007 wynosi fo = 6,36*10-5 [m];

Sumaryczna powierzchnia otworów wynosi

fo = 232 * 6,36*10-5 = 0,015 [m2]

co stanowi 0,22 % powierzchni filtru.

Straty ciśnienia:

h =0x01 graphic

h =0x01 graphic
= < 4 [m H2O]

Dla 95% równomierności rozdziału wody przyjęto  = 12.

Drenaż powietrzny:

Przyjęto intensywność pukania powietrzem 72 [m3 / (m2 * h)], stąd natężenie przepływu powietrza:

Qp = Ip * Fj

Qp = 72 * 6,95 = 500,4 [m3 / h] = 139 [dm3 / s]

Z nomogramu Markela dla temperatury powietrza 288 K i nadciśnienia powietrza 5 [m H2O] przyjęto rurociąg główny o średnicy d = 150 [mm], w którym jednostkowe straty ciśnienia wynoszą [mm / m].

Przyjęto 15 sztuk lateral bocznych o rozstawie 0,2 [m]. Długość lateral najdłuższej i najkrótszej SA takie same, jak w drenażu wodnym.

Natężenie przepływu w laterali najdłuższej

q1pow = 0x01 graphic
= 0,788 [dm3 / s]

Jako boczne laterale przyjęto rurociągi o średnicy [mm]. których temperaturze powietrza 288 K i przy nadciśnieniu powietrza [m H2O], straty jednostkowe wynoszą [mm / m].

Natężenie przepływu w najkrótszej laterali:

q2pow = 0x01 graphic

Przyjęto lateralę najkrótszą o średnicy [mm]

Przyjęto sumaryczną powierzchnię otworków 0,02% powierzchni filtra.

Σfo= 0,0002*6,95 = 1,39 * 10-3

Przyjęto otworki o średnicy 2 [mm].

Liczba otworków

n = 0x01 graphic

n = 0x01 graphic

Powierzchnia jednego otworka

0x01 graphic

0x01 graphic
[m2]

Powierzchnia przypadająca na 1 otwór:

0x01 graphic
[m2]

Rozstaw otworów

0x01 graphic

0x01 graphic
[m] = 105 [mm]

3.1.5. Urządzenia do dezynfekcji.

Maksymalne dobowe zużycie chloru:

Mdmax = Qdmax  DCl 0x01 graphic

Gdzie:

Qdmax - maksymalna dobowa wydajność stacji uzdatniania wody; Qdmax = 16 000 0x01 graphic
,

DCl - dawka chloru; DCl = 1,00x01 graphic
,

Mdmax = 16000  0,001 = 16,0 0x01 graphic

W budynku do dezynfekcji znajdują się: chlorownia, magazyn chloru, przedsionek, pomieszczenie do unieszkodliwiania chloru.

Magazyn chloru:

Przewiduje się magazynowanie chloru w stanie ciekłym, pod ciśnieniem, w butlach o pojemności 40 [kg]. Butle powinny być ustawione w pozycji pionowej w drewnianych stojakach. Przyjęto 4 beczki o łącznej pojemności 160 [kg] (zapas na ≈ 10 dób).

Chlorownia:

Przyjęto powierzchnię chlorowni 12 [m2]. Znajduje się w niej trzy chloratory C-3 (w tym jeden rezerwowy).

3.2. Magazyny.

3.2.1. Magazyn koagulantu.

Maksymalne dobowe zużycie koagulantu:

Mdmax = Qdmax  Dk f 0x01 graphic

Gdzie:

Qdmax - maksymalna dobowa wydajność stacji uzdatniania wody; Qdmax = 16000 0x01 graphic
,

Dk - dawka koagulantu; Dk = 35 0x01 graphic
,

f - współczynnik przeliczeniowy masy reagenta w postaci chemicznie czystej i

bezwodnej na masę produktu technicznego, f = 1,2,

Mdmax = 16000  0,035  1,2 = 672 0x01 graphic

Powierzchnia magazynu dla koagulantu magazynowanego na sucho:

3.2.2.1. Zbiornik zarobowy.

Vz = 0x01 graphic

Gdzie:

Vz - objętość zbiornika

Dk - dobowa dawka koagulantu

Cr - Stężenie roztworu; przyjęto Cr = 20%

Vz = 0x01 graphic
= 3,4 [m3]

Przyjęto 2 zaroby na dobę, stąd liczba zbiorników o pojemności 3,4 wynosi 2 + 1 zapasowy. [m3].

3.2.2.2. Zbiornik roztworowy.

Vz = 0x01 graphic

Gdzie:

Vz - objętość zbiornika

Dk - dobowa dawka koagulantu

Cr - Stężenie roztworu; przyjęto Cr = 5%

Vz = 0x01 graphic
= 14 [m3]

Przyjęto 2 zaroby na dobę, stąd liczba zbiorników o pojemności 14 wynosi 2 + 1 zapasowy. [m3].

3.2.2.3. Dawkownik..

Dawkowanie koagulantu odbywa się za pomocą pompki dawkującej.

W = 0x01 graphic

W = 0x01 graphic
= 11,2 0x01 graphic

Dobrano pompkę dawkującą o wydajności 11,2 [m3 / d].

      1. Magazyn zasady sodowej.

Dobowe zapotrzebowanie ługu czystego:

Zc = D*Q

Zc = 12,73 * 16 000 = 204 [kg NaOH / d]

Dobowe zapotrzebowanie ługu brudnego:

Zb = f * Zc

Zb = 2,5 * 204 = 510 [kg NaOH / d]

Przyjęto okres składowania 10 dób. Zapotrzebowanie na NaOH Objętość tym okresie wynosi:

Z = 510 * 10 = 5100 [kg NaOH]

Przyjęto składowanie w beczkach 300 [kg] o wysokości 1,5 [m] Objętość średnicy 0,25 [m]

Ilość beczek:

n = 0x01 graphic

n = 17 sztuk

Przewiduje się składowanie beczek w jednym rzędzie, w pozycji poziomej, z otworami wlewowymi skierowanymi ku górze. Do przelewania należy stosować specjalne wózki przechylne.

Łączna powierzchnia magazynu: 21 m2 (w tym: powierzchnia składowania ługu: 3,0 m2, powierzchnia przeznaczona do transportu wewnętrznego: 18,0 m2)

3.2.1.1. Zbiornik zarobowy.

Vz = 0x01 graphic

Gdzie:

Vz - objętość zbiornika

Dk - dobowa dawka ługu

Cr - stężenie roztworu; przyjęto Cr = 40%

Vz = 0x01 graphic
= 1,3 [m3]

Przyjęto 2 zaroby na dobę, stąd 3 zbiorniki o pojemności 1,5 [m3].

3.2.1.2. Zbiornik roztworowy.

Vz = 0x01 graphic

Gdzie:

Vz - objętość zbiornika

Dk - dobowa dawka ługu

Cr - Stężenie roztworu; przyjęto Cr = 5%

Vz = 0x01 graphic
= 10,2 [m3]

Przyjęto 2 roztwarzania na dobę, stąd 3 zbiorniki o pojemności 10,5 [m3].

3.2.1.3. Dawkownik..

Dawkowanie ługu odbywa się za pomocą pompki dawkującej.

Wydajność pompki:

W = 0x01 graphic

W = 0x01 graphic
= 4,16 0x01 graphic

Dobrano pompki dawkujące o wydajności 4,16 [m3 / d].

  1. Gospodarka ściekowo - osadowa.

Ilość popłuczyn:

  1. popłuczyny z filtru grawitacyjnego

V = q nF t

Gdzie:

V - objętość popłuczyn [m3]

q - intensywność płukania [m3/ m2s]

n - liczba płukań w dobie; przyjęto jedno płukanie na dobę.

F - powierzchnia wszystkich filtrów [m2]

t - czas płukania [s]; przyjęto t = 360 [s]

V = 0,00417 * 1 * 111,11 * 360 = 167 [m3]

  1. popłuczyny z filtru ciśnieniowego

V = 0,00975 * 1 * 111,11 * 360 = 1404 [m3]

t - czas płukania [s]; przyjęto t = 360 [s]

V = 0,1 * 1 * 111,11 * 360 = 1404 [m3]

Objętość odstojnika:

V = V + Vos

V = 1404 + 19,6 = 1423,6 [m3]

Przyjęto dwa odstojniki o wymiarach: głębokość: 3 [m], szerokość: 19 [m], długość: 25 [m].

Ilość osadów powstała po zagęszczeniu popłuczyn:

V1 = V 0x01 graphic

Gdzie:

uo - uwodnienie początkowe; przyjęto 99,9%

u - uwodnienie końcowe; przyjęto 96,0%

V1 = [m3]

2



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Charakterystyka metod napowietrzania ciśnieniowego wody podziemnej, Technologia Wody i Ścieków
Wody podziemne, Technologia Wody i Ścieków
wersja do nauki, Studia - inżynieria & ochrona środowiska (inż. mgr.), Technologie wody i ścieków, P
analiza wody, technologia wody i sciekow Jachimko
ZWIĄZKI REFRAKCYJNE I METODY ICH USUWANIA ZE ŚCIEKÓW, Technologia Wody i Ścieków
spr woda3 próbki, technologia wody i sciekow Jachimko
azotany, Technologia Wody i Ścieków
Technologia sciekw Wyklady-sciaga, do Szkoły, matura, praca mgr i podyplom., encyklopedie, ściągi, T
Uzdatnianie wody - Odgazowanie (1), Technologia Wody i Ścieków
Projekt oczyszczalni sciekow Lukasz Jankowsk-Kate made, Technologia Wody i Ścieków
KOAGULACJA1sd, technologia wody i sciekow Jachimko
technol sciaga, technologia wody i scieków
Przebieg linii ciśnień i energii wzdłuż przewodu, Technologia Wody i Ścieków
Wyznaczanie wskaźników stabilności wody i napowietrzanie wody, Ochrona środowiska, Technologie wody
Złoże biologiczne, Technologia Wody i Ścieków
TECHNOLOGI WODY I ŚCIEKÓW, KOAGULACJA - M˙tno˙˙ lub barw˙ wody powoduj˙ cz˙stki sta˙e - zawiesiny or

więcej podobnych podstron