Politechnika Śląska

Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki

Inżynieria Środowiska

PROJEKT KONCEPCYJNY STACJI UZDATNIANIA WODY

Agnieszka Danielczyk

Spec.: Wodociągi i Kanalizacje

Semestr VI

Rok akad.: 2013/2014

1. Cel i zakres projektu

Przedmiotem opracowania jest projekt koncepcyjny stacji uzdatniania wody na maksymalne zapotrzebowanie dobowe 72 500 m³/d. Uzdatniana woda jest wodą powierzchniową o wahaniach temperatury 4-19 °C. W trakcie procesu uzdatniania dla celów pitnych usunąć należy barwę (występującą w zakresie 5 - 18 gPt/m³), mętność (30 – 60 gSiO₂/m³), a także zawiesinę (100 – 200 g/m³) . Koagulacji przeprowadza się za pomocą siarczanu glinu dawką 13 – 20 gAl₂(SO₄)₃/m³ (dawka przeciętna – 15 g/m³). Dezynfekcję wody przeprowadza się chlorem gazowym dawką 1,4 - 1,6 g/m³ (dawka przeciętna – 1,5 g/m³).

Przyjęto usytuowanie stacji uzdatniania wody w środkowej Polsce, gdzie strefa przemarzania wynosi 1 m.

Zakres projektu obejmuje:

- Ustalenie schematu technologicznego oczyszczalni,

- Obliczenia wstępne:

• Filtracji

• Obliczenia Sankeya

• Magazynu reagentów

• Zbiorników roztworowych

• Chlorowni

• Pojemności zbiorników

• Odstojników

• Komory szybkiego mieszania

• Pulsatorów

- Rysunki:

• Plan sytuacyjno – wysokościowy (Rys. nr 1)

• Schemat rurociągów i armatury (Rys. nr 2)

• Profil podłużny przez poszczególne urządzenia stacji uzdatniania wody (Rys. nr 3)

• Wykres strumienia Sankeya (Rys. nr 4)

1. Schemat technologiczny

Przy wyborze odpowiedniego schematu technologicznego należy uwzględnić skład i zmienność wskaźników charakteryzujących wodę surową oraz jej zanieczyszczenia. Należy również wziąć pod uwagę ilość wody wyprodukowanej oraz wyniki badań technologicznych w skali laboratoryjnej.

C = C₀ + k * D + 0, 25 * B + N

Dla Al₂(SO₄)₃ wspolczynnik k = 1

C_max = 200 + 1 * 20 + 0, 25 * 18 + 0 = 224, 5 g/m3

C_min = 100 + 1 * 13 + 0, 25 * 5 + 0 = 114, 25 g/m3

C_naj. = 160 + 1 * 15 + 0, 25 * 10 + 0 = 177, 5 g/m3

Wybór schematu technologicznego:

Z komorami wielofunkcyjnymi z zawieszonym osadem, stosowany przy dużych ilościach zawiesiny.

Stosując koagulację za pomocą pulsatorów należy stosować koagulant glinowy Al₂(SO₄)₃. Ze względu na rodzaj zastosowanego koagulantu wyeliminowano metodę koagulacji z akcelatorem, w której zalecanym koagulantem jest FeSO₄. Wybór nie zastosowania tej metody wnioskuje się również tym, że akcelatory raczej stosowane są na skalę przemysłową.

Woda surowa poddawana koagulacji za pomocą pulsatorów powinna zawierać odpowiednią ilość zawiesiny. Ilość ta mieści się w granicach od 60 do 250 g/m³. Woda uzdatniana przez projektowaną stację uzdatniania wody zawiera następującą ilość zawiesiny pokoagulacyjnej: 100 - 200 g/m³. Ilość ta mieści się w zadanych granicach.

Przy wyborze rodzaju schematu technologicznego należy zwrócić również uwagę na prędkość filtracji. Woda oczyszczana powinna posiadać prędkość 8,5 m/h, co eliminuje wybór koagulacji powierzchniowej, ponieważ maksymalna prędkością na filtrach kontaktowych wynosi 6 m/h. Dlatego też zrezygnowano z tego sposobu oczyszczania wody.

1. Opis urządzeń

• Ujęcie + pompownia I⁰

W celu ochrony pomp pierwszego stopnia przed zanieczyszczeniami pływającymi i zawieszonymi uzdatnianej wody powierzchniowej należy zastosować kraty.

Proponowane kraty stałe, prześwit pomiędzy prętami wynosi 30 mm.

Do podniesienia wody do zbiornika odpowietrzającego (zbiornika wody surowej) zastosowano cztery pompy grupy Powen- Wafapomp SA typu PH-300 o wydajności Q =1440 m³/h i wysokości podnoszenia H = 77 m każda.

Pompownię pierwszego stopnia ze zbiornikiem wody surowej łączą dwa rurociągi o średnicy φ=710mm.

• Zbiornik wody surowej

Zbiornik wody surowej jest zbiornikiem prostokątnym, dwukomorowym o pojemności 330,44 m³. Wymiary zbiornika – 6 x 12m. Wysokość napełnienia – 4,6 m. Prędkość przepływu wody przez zbiornik wynosi 12,8 mm/s, co zapewnia dobre odpowietrzenie wody.

• Pulsatory

Zaprojektowano 4 pulsatory kwadratowe o wymiarach 21 x 21 m o grubości ścian 0,5m. Czas zatrzymania w pulsatorach wynosi 3,05 godziny, zaś przy awarii jednego pulsatora czas zatrzymania wynosi 2,28 godziny. Różnica poziomów zwierciadła w dzwonie to 1m, wymiary dzwonu: 2,3 x 3 m. W każdym pulsatorze znajduje się sześć komór osadowych o łącznej pojemności 42,12 m³, przyjęto 2 zrzuty osadu na dobę. Osad zrzucany jest do jednego odstojnika ( +1 rezerwowy) o pojemności 169 m³.

• Filtry pospieszne

Filtracja zachodzi na filtrach pospiesznych ze złożem piaskowym. Wymagana liczba filtrów – 8 + 2 rezerwowe, piasek o gęstości ziaren 2,65 g/cm³. Ekspansja złoża wynosi 30%. Prędkość filtracji przez złoże wynosi 8 m/h. Długość filtrocyklu wynosi 23,5 godziny –wymagane jest 1 płukanie na dobę, przy czym intensywność płukania q=23, 94 dm³/(s *m²), a czas płukania T_{pł min} = 5 min. Powierzchnia jednego filtra wynosi 49,59 m²_. W filtrze zastosowano drenaż kulowy.

• Magazyn reagentów

W magazynie reagentów przechowywany jest miesięczny zapas siarczanu glinu. Powierzchnia całkowita magazynu wynosi 108 m², wymiary budynku 9 x 12 m. Koagulant składowany jest w workach o wym.: 80x50x20, wysokość składowania – do 1,6 m. Do roztwarzania siarczanu glinu stosowane są dwa zbiorniki zarobowo – roztworowe (+ rezerwowy) o powierzchni 8,31 m². Dobrano dwie pompki dozujące z napędem silnikowym firmy ProMinent typ 040830, seria Sigma 3, o maksymalnej wydajności 1040 l/h.

• Urządzenia do dezynfekcji

Dezynfekcja wody przeprowadzana chlorem dawką przeciętną – 1,5 g/m³. Chlor składowany jest w 28 butlach po każda, w pierwszym magazynie jest zapas na 3 dni, w drugim w 35 butlach zapas na 14 dni. Dobrano 1 chlorator pracujący firmy ALLDOS grupa Grundfos o wydajności 6000 g Cl₂/h. Wymagane ciśnienie wody wynosi 0,6 MPa, ilość wody zasilającej chlorator 38,4 m³/d.

• Zbiornik wody czystej

Po dezynfekcji woda prowadzona jest do zbiornika wody czystej. Jest to zbiornik prostokątny dwukomorowy o pojemności 650, 3 m³. Jego wymiary: 25,5 x 25,5m. Wysokość napełnienia całego zbiornika wynosi 7,5m.

• Pompownia II⁰

Do sieci obszaru zaopatrywanego woda podawana jest przez pompownię drugiego stopnia przy pomocy czterech pomp + jedna rezerwowa grupy Powen- Wafapomp SA typu PH-250 o wydajności Q = 820 m³/h i wysokości podnoszenia H = 76 m każda. Do miasta woda dostarczana jest dwoma rurociągami o średnicy Φ = 710 mm. Do zbiornika wody płucznej woda podawana jest za pomocą dwóch pomp grupy Powen- Wafapomp SA typu PH-150 o wydajności Q = 400 m³/h i wysokości podnoszenia H = 56 m każda.

• Zbiornik wody płucznej

Zbiornik wody płucznej jest obiektem wieżowym o pojemności 1522, 44 m³ o wymiarach 13,5 x 12m i rzeczywistej wysokości napełnienia h_rzecz=4,7 m, rzędna zwierciadła max – 169,7 m n.p.m. Taka wysokość zapewnia grawitacyjny przepływ wody płucznej do filtrów kontaktowych. Ponadto zbiornik ten zaopatruje w wodę chlorownię oraz inne budynki stacji.

• Odstojniki

Po płukaniu woda z usuniętym z filtrów osadem jest kierowana przewodem o średnicy 280 mm do odstojników. Przyjęto cztery odstojników o wymiarach 6 x 27m o przewidywanej wysokości napełnienia 4,45 m. Przewidziano 1 odstojnik – na 2 filtry - po 2 płukania na dobę. Woda sklarowana kierowana jest do odbiornika. W odstojnikach następuje wstępne zagęszczenie osadu, po czym osad kierowany jest na wirówki. Osad wywożony jest na składowisko. Przepompownia osadu, wirówki oraz składowisko osadu nie są zaprojektowane, ale tylko koncepcyjnie przyjęte, jako istniejące na stacji uzdatniania wody.

1. Sposoby zabezpieczenia ciągłości pracy SUW

Podczas projektowania stacji uzdatniania wody należy zapewnić jej ciągłość pracy podczas awarii. Trzeba zapewnić ciągłość w dostawie wody. Związane jest to również z koniecznością ponownego rozruchu całej stacji, zarastaniem wyłączonych z procesu technologicznego urządzeń oraz co za tym idzie, trudnościami w późniejszej ich eksploatacji.

Pierwszym elementem zabezpieczającym ciągłą pracę stacji jest przyjęcie rezerwowego układu pompowego w pompowni pierwszego stopnia. W hali filtrów pospiesznych przewidziano dodatkowo dwa filtry rezerwowe na wpadek awarii, dzięki czemu jest zagwarantowana ciągła praca wymaganej ilości filtrów potrzebnych do uzdatniania niezbędnej ilości wody. Zbiorniki wody płucznej oraz wody czystej są podzielone na dwie komory każdy, objętość każdej z komór wynosi ok. 60% pojemności całego zbiornika, co umożliwia czasowe wyłączenie z pracy jednej komory w celu przeprowadzenia czyszczenia lub remontu, przy niewielkim obniżeniu wydajności stacji. Ponadto zasilanie stacji z dwóch źródeł elektrycznych (z miasta oraz ze stacji TRAFO) zapewnia ciągłość pracy pomp oraz urządzeń związanych z regulacją przepływu.

1. Strefy ochrony sanitarnej

Celem ustalenia strefy ochronnej jest zagwarantowane zabezpieczenie jakości ujmowanej wody. Ochrona sanitarna stacji uzdatniania wody jest również konieczna z punktu widzenia możliwości zaburzenia procesu technologicznego i konieczności przerwy w jej dostawie.

Gwarancją ochrony terenów ujęć jest ustanowienie stref ochronnych zgodnie z Rozporządzeniem Ministrów z dnia 24.03.1965 Dz.U. nr 13. Teren stacji ogrodzony jest ogrodzeniem trwałym, a wstępu pilnuje portier. Pośrednia ochrona obejmuje kontrolę dopływów do rzeki oraz umieszczanie w wyznaczonych miejscach tablic informacyjnych o ujęciu wody pitnej.

1. Obliczenia

1. Filtracja

• Obliczenie niezbędnej powierzchni filtracyjnej

$$Q_{\text{br}} = Q_{T} + 0,05*Q_{T} = 72500 + 0,05*72500 = 76125\frac{m3}{d} = 3171,875\frac{m3}{h}$$

$$F_{c} = \frac{Q_{\text{br}}}{v_{f}} = \frac{3171,875}{7,4} = 428,632\ m^{2}$$

Założenie wymiarów powierzchni jednego złoża filtracyjnego:

- grubość ścian komory g = 0, 3 m,

- szerokość 1 złoża b = 6 m,

- długość 1 złoża a = 9 m.

F_1 opt = 50m²

F_1 rzecz = (a−0,3) * (b−0,3) = (9−0,3) * (6−0,3) = 49, 59 m²

• Obliczenie ilości filtrów:

$$n = \frac{F_{c}}{F_{1\ rzecz}} = \frac{428,632}{49,59} = 8,64$$

Przyjęto 8 filtrów pracujących i dwa filtry rezerwowe.

Rzeczywista prędkość filtracji:

$$v_{\text{f\ rzecz}} = \frac{Q_{\text{br}}}{F_{1\ rzecz}*n_{\text{prak}}} = \frac{3171,875}{49,59*8} = 8\ m/h$$

• Obliczanie czasu filtrocykli:

Pojemność złoża filtru pospiesznego po koagulacji P_zl = 4500 g/m²

Zawartość zawiesiny w wodzie dopływającej do filtra w schemacie SUW z komorą wielofunkcyjną C_x = 22 g/m³

$$T_{\text{obl}} = \frac{P_{zl}}{C_{x}*v_{\text{f\ rzecz}}} = \frac{4500}{22*8} = 25,6\ h$$

Przyjęto rzeczywisty czas filtrocykli T=23,5 h/1pł/d

• Obliczanie szybkości strat narastania strat ciśnienia na złożu filtracyjnym:

Maksymalna różnica wysokości H_max = 3m

$${H}_{c} = \frac{{H}_{\max}}{T_{\text{obl}}} = \frac{3}{25,6} = 0,12\frac{m}{h}$$

Przyjmujemy ∝ = 1

$${H}_{15} = \frac{{H}_{c}*15}{\propto *C_{x}} = \frac{0,12*15}{1*22} = 0,08\frac{m}{h}$$

• Dobór parametrów złoża

Dla H₁₅ i v_{f rzecz} odczytujemy d_sr oraz głębokość przenikania zawiesin.

Przeciętna średnica ziaren d_sr = 0, 093 cm = 0, 93 mm

Głębokość przenikania zawiesin G_zl = 1, 7 m

H_zl = 1, 2 * G_zl = 1, 2 * 1, 7 = 2 m

• Płukanie złoża

Płukanie filtrów odbywa się za pomocą wody, filtry otwarte, działające w sposób grawitacyjny od dołu.

Dla d_sr = 0, 93 mm e=30%

Dokonano korekty intensywności płukania dla temperatury maksymalnej t_max = 19 i minimalnej t_min = 4:

Intensywność płukania dla warunków letnich:

$$q_{\max} = q_{12,6}\left( 1 + \frac{t_{\max} - 12,6}{100} \right) = 22,5*\left( 1 + \frac{19 - 12,6}{100} \right) = 23,94\ \frac{\text{dm}^{3}}{s*m^{2}}\ $$

$$q_{\min} = q_{12,6}\left( 1 - \frac{12,6 - t_{\min}}{100} \right) = 22,5*\left( 1 - \frac{12,6 - 4}{100} \right) = 20,57\ \frac{\text{dm}^{3}}{s*m^{2}}$$

Założono czas płukania t_pl = 5 − 10 min

• Obliczanie koryt przepływowych. Założenie, jedno koryto odprowadza wodę z 10 m² powierzchni złoża filtracyjnego.

$$n_{k} = \frac{F_{1}}{10} = \frac{49,59}{10} = 5\ korytek$$

Wydajność wody płucznej:

Q_pl = q_max * F₁ * 10⁻³ = 23, 94 * 49, 59 * 10⁻³ = 1, 19 m³/s

$$q_{1k} = \frac{Q_{pl}}{n_{k}} = \frac{1,19}{5} = 0,238\ m^{3}/s$$

Kształt koryta

$F_{k} = {4x}^{2} = \frac{q_{1k}}{v_{\text{kor}}}$ $x = \sqrt{\frac{\frac{q_{1k}}{v_{k}}}{4}} = \sqrt{\frac{\frac{0,238}{1,2}}{4}} = 0,22m$

$$F_{k} = {4x}^{2} = \frac{q_{1k}}{v_{\text{kor}}} = 0,238\ m^{2}$$

$$v_{pl} = 2\frac{m}{s}$$

$$v_{\text{kor}} = 1,2\frac{m}{s}$$

Wzniesienie krawędzi przelewowej koryta

$$h_{k} = 1,33*\frac{e*H_{zl}}{100} = 1,33*\frac{30*2,04}{100} = 0,9\ m$$

Założono:

- szerokość koryta zbiorczego: B = 1 m,

- prędkość w korycie zbiorczym: v_kzb = 0, 7.

Odległości koryt powinna wynosić a= 1,5 -2,7 m

Napełnienie w czasie płukania $H_{1} = \frac{q_{\max}*F_{1}*10^{- 3}}{v_{\text{kzb}}*B} = \frac{23,94*49,59*10^{- 3}}{0,7*1} = 1,7\ m$

$$H_{2} = 0,8\left( \frac{q_{\max}*F_{1}*10^{- 3}}{B} \right)^{\frac{2}{3}} + 0,2 = 0,8*\left( \frac{23,94*49,59*10^{- 3}}{1} \right)^{\frac{2}{3}} + 0,2 = 1,1\ m$$

• Obliczanie drenażu kulowego

Ilość płyt:

$$n_{plyt} = \frac{F_{1}}{0,3*0,6} = \frac{49,59}{0,3*0,6} = 275,5 \approx 275$$

n_otworow = 2 * n_plyt = 551

Założono:

- strata ciśnienia na drenażu: h_dren = 3 m,

- współczynnik wypływu przez otwór zatopiony: μ = 0, 62.

Obliczanie powierzchni otworów

$$f_{\text{otw}} = \frac{q_{\max}*F_{1}*10^{- 3}}{\mu\sqrt{2g*{h}_{\text{ow}}}} = \frac{23,94*49,59*10^{- 3}}{0,62*\sqrt{2*9,81*3}} = 0,25\ m^{2}$$

$$f_{1otw} = \frac{f_{\text{otw}}}{n} = 452,97\ \text{mm}^{2} \approx 453\text{mm}^{2}$$

$$d = \sqrt{\frac{4f_{1otw}}{\pi}} = 24\ mm$$

Założono d_rzecz = 25 mm

$$f_{\text{rzecz\ otw}} = n_{\text{otw}}*\frac{\pi*d_{\text{rzecz}}^{2}}{4} = 551*\frac{3,14*{0,025}^{2}}{4} = 0,27\ m^{2}$$

Rzeczywusta strata ciśnienia na drenażu

$${h}_{\text{dren}} = \frac{\left( F_{1}*q_{\max}*10^{- 3} \right)^{2}}{\mu^{2}*f_{\text{rzecz}}^{2}*2g} + 0,1 = \frac{\left( 49,59*23,94*10^{- 3} \right)^{2}}{{0,62}^{2}*{0,27}^{2}*2*9,81} + 0,1 = 2,66\ m$$

• Obliczanie dobowej ilości wody płucznej

$$Q_{pl\ dob} = F_{1}*q_{\max}*10^{- 3}*t_{pl\ min}*n_{\frac{pl}{d}}*n_{filtrow\ pracujacych} = 49,59*23,94*10^{- 3}*300*1*8 = 2849,24\frac{m^{3}}{d}$$

$$Q_{pl\ dob} = F_{1}*q_{\min}*10^{- 3}*t_{pl\ max}*n_{\frac{pl}{d}}*n_{filtrow\ pracujacych} = 49,59*20,57*10^{- 3}*600*1*8 = 4896,32\frac{m^{3}}{d}$$

Obliczenie dobowej ilości spustu pierwszego filtra

t_spustu = 5 min

$$Q_{\text{sp\ Ifiltr.}} = v_{\text{f\ rzecz}}*F_{1}*t_{\text{spustu}}*n_{filtrow}*n_{\frac{pl}{d}} = 8*49,59*8*0,083*1 = 263,42\ m^{3}/d$$

• Strata ciśnieni na filtrach

- w trakcie pracy

Strata początkowa h_poczatkowe = 0, 3 m

Strata końcowa h_koncowe = 3 m

- w trakcie płukania

Założono:

- gęstość ziaren: $\rho_{z} = 2,65\ \frac{g}{\text{cm}^{3}}$,

- gęstość wody: $:\ \rho_{\text{wody}} = 1\ \frac{g}{\text{cm}^{3}}$,

- porowatość złoża: m_o = 40 %,

- wysokość warstwy podtrzymującej: H_wys. = 0, 5 m.

Obliczenie strat ciśnienia w czasie płukania filtra w złożu filtracyjnym:

$${h}_{zl} = \frac{(\rho_{z} - \rho_{w})(100 - m_{o})}{\rho_{w}*100}*H_{zl} = \frac{\left( 2,65 - 1 \right)\left( 100 - 40 \right)}{1*100}*2,04 = 2,02\ m$$

Obliczenie strat ciśnienia w czasie płukania filtra w warstwie podtrzymującej:

h_pod = 0, 022 * q_max * H_wys. = 0, 022 * 23, 94 * 0, 5 = 0, 26 m

Obliczanie drenażu rzeczywistego

Ilość dysz przypadające na jeden filtr gdzie $q_{d} = 2,5\frac{m^{3}}{h} = 0,694\ \text{dm}^{3}/s$

$$n_{d} = \frac{q_{\max}*F_{1}}{q_{d}} = \frac{23,94*49,59}{0,694} = 1232$$

• Sprawdzenie zbiornika wody do płukania

Q_pl = F₁ * q_max = 49, 59 * 23, 94 = 1187, 18 dm³/s  potrzebny zbiornik wody do płukania

1. Wykres Sankeya

Przyjęto:

$$Q_{\text{koag}} = 100\frac{m^{3}}{d} = 1,16\ l/s$$

$$Q_{\text{gosp.}} = 300\frac{m^{3}}{d} = 3,47\ l/s$$

$$Q_{\text{dezyn.}} = 76,8\frac{m^{3}}{d} = 0,89\ l/s$$

$$\sum_{}^{}{Q = Q_{\text{koag}} + Q_{pl/d} + Q_{\text{dezyn.}} + Q_{\text{gosp.}} = 100 + 300 + 38,4 + 4896,32} = 5334,72\frac{m^{3}}{d} = 61,74\ l/s$$

$$Q_{1} = Q_{t} + \sum_{}^{}Q = 72500 + 5334,72 = 77834,72\frac{m^{3}}{d} = 900,86\ l/s$$

$$Q_{2} = Q_{1} - Q_{\text{dezyn.}} = 77834,72 - 38,4 = 77796,32\frac{m^{3}}{d} = 900,42\ l/s$$

$$Q_{3} = Q_{2} + Q_{\text{spustu}} = 77796,32 + 263,42 = 78059,74\frac{m^{3}}{d} = 903,47\ l/s$$

$$Q_{4} = Q_{3} + Q_{\text{os}} = 78059,74 + 1346,27 = 79406,01\frac{m^{3}}{d} = 919,05\ l/s$$

$$Q_{5} = Q_{4} - Q_{\text{koag.}} = 79406,01 - 100 = 79306,01\frac{m^{3}}{d} = 917,89\ l/s$$

• Dobór średnic

Dobrano rury z PE SDR 21, chropowatość k=0,01 mm firmy KWH Pipe.

WODA SUROWA
5/8
4/8
3/8
2/8
1/8

WODA CZYSTA
4/8
3/8
2/8
1/8

WODA DO PŁUKANIA, POPŁUCZNA I SPUSTU
Płukania
Popłuczyny
Spustu

4. Obliczenie magazynów reagentów

Dane:

-Rodzaj koagulantu: Al₂(SO₄)₃,

-Przeciętna dawka: $D_{\text{przec}} = 15\frac{g}{m^{3}}$,

-Współczynnik przeliczeniowy dla Al₂(SO₄)₃: f = 2, 14,

• Dobowe przeciętne zużycie reagenta:

$$G_{d} = Q_{5} \bullet D_{\text{przec}} \bullet f \bullet 10^{- 6} = 79306,01 \bullet 15 \bullet 2,14 \bullet 10^{- 6} = 2,55\frac{\mathrm{T}}{\mathrm{d}}$$

• Zapas miesięczny:

$$G_{30} = 30 \bullet G_{d} = 30 \bullet 2,55 = 76,4\frac{\mathrm{T}}{\mathrm{miesiac}}$$

• Objętość zapasu reagentów

Ciężar nasypowy γ₁ = 1, 2 T/m³

$$V_{30} = \frac{G_{30}}{\gamma_{1}} = \frac{76,4}{1,2} = 63,6\frac{m^{3}}{\text{mies.}}$$

Założono składowanie reagenta w workach o masie 50 kg i wymiarach 80x50x20cm.

• Ilość worków:

$$n_{w} = \frac{G_{30}}{M_{w}} = \frac{76,4 \bullet 1000}{50} = 1527$$

Założono ułożenie worków w 8 warstwach (wysokość składowania: 8x 0,2 = 1,6m). 8 worków będzie zabierało 0, 40 m² powierzchni (0,5x0,8).

$$F_{sklad} = \frac{V_{30}}{h_{sklad}} = \frac{63,6}{1,6} = {\mathrm{39,78\ }\mathrm{m}}^{\mathrm{2}}$$

• Całkowita powierzchnia magazynu:

Przyjęto wymiary magazynu zachowując moduł budowlany oraz zwiększono powierzchnie dwukrotnie by umożliwić komunikację w magazynie.

F_c = 1, 3 * F_sklad = 1, 3 * 39, 78 = 51, 71m²

2 * F_c = 103, 42 m²

A=12 m

B=9m

F_c = a * b = 12 * 9 = 108 m²

4. Zbiorniki roztworowe

Założono:

-Stężenie roztworu: c = 6%

-Czas dozowania roztworu: T = 8 h

Dane:

-Gęstość właściwa dla Al₂(SO₄)₃: $\gamma_{\text{Al}} = 1,06\frac{\mathrm{T}}{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}$

-Dawka maksymalna koagulantu: $D_{\max} = 20\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}$

-Przepływ: $Q_{5} = 79306,01\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}} = 3304,42\ \frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$

• Objętość zbiorników:

$$V_{1} = \frac{Q_{5} \bullet T \bullet D_{\max}}{10\ 000 \bullet c \bullet \gamma_{\text{Al}}} = \frac{3304,42 \bullet 8 \bullet 20}{10\ 000 \bullet 6 \bullet 1,06} = 8,31\ \mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

Dobrano 2 zbiorniki pracujące + jeden rezerwowy

• Pompka dozująca

Dane:

-Objętość jednego zbiornika: V₁ = 8, 31 m³

-Czas dozowania roztworu: T = 8 h

Wydajność pompki dozującej:

$$Q_{p} = \frac{V_{1}}{T} = \frac{8,31}{8} = 1,04\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}} = 1039\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{h}}$$

Dobrano dwie pompki dozujące z napędem silnikowym:

-Producent: ProMinent

-Typ: 040830

-Seria: Sigma 3

-Max. wydajność: 1040 l/h

• Zapotrzebowanie wody do rozrobienia reagentów

Objętość roztworu

$$V_{r - ru} = V_{1} \bullet n_{\text{rozt.}} = 8,31\ \bullet 3 = 24,93\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}}$$

Objętość koagulantu

$$\rho_{\text{Al}_{2}\left( \text{SO}_{4} \right)_{3} \times 18\ H_{2}O} = 1,69\frac{T}{m^{3}}$$

$$V_{\text{d.koag.}} = \frac{G_{\text{d.max}}}{\rho} = \frac{Q_{5} \bullet D_{\max} \bullet f}{\rho} = \frac{79306,01 \bullet 20 \bullet 2,14 \bullet 10^{- 6}}{1,69} = 2,01\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}}$$

Ilość wody potrzebnej do rozrobienia reagentów

$$V_{H_{2}0} = V_{r - ru} - V_{\text{d.koag.}} = 24,93 - 2,01 = 22,92\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}}$$

• Dobór średnic

Przyjęto:

Czas napełnienia: T_nap = 30 min

$$V_{1.w} = \frac{V_{\text{d.}H_{2}O}}{n_{\text{rozt.}}} = \frac{22,92}{3} = 7,64\ m^{3}$$

$$Q_{W} = \frac{V_{1.w}}{T_{\text{nap.}}} = \frac{7,64}{30} = 0,25\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{\min}} \approx 15,28\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}} \approx 4,24\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$$

Dobór średnicy:

- dla $Q_{W} = 4,24\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$: materiał PE100 , DN90mm, v = 0, 95 m/s ,i = 1, 4 %

− dla $Q_{p} = 0,289\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$: materiał PE100 , DN25mm, v = 0, 8 m/s ,i = 5, 5 %

4. Chlorownia

   • Obliczanie chlorowni

Dane:

$$Q_{2}\mathrm{=}77796,32\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}}$$

$$D_{\max} = 1,6\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}$$

Dobowe zapotrzebowanie chloru

Gd_Cl2 = Q₂ * D_max * 10⁻³ = 77796, 32 * 1, 6 * 10⁻³ = 124, 47 kgCl₂/d

Magazyn podręczny

Założono:

T = 4dni

Masa chloru gromadzona w jednej butli: G_B=50 kg

G_4d = G_d • T = 124, 47 • 4 = 497, 88 kg_Cl2

$$n_{B}\mathrm{=}\frac{G_{5d}}{G_{B}}\mathrm{=}\frac{497,88}{50}\mathrm{=}9,96 \approx \mathrm{10\ butli}$$

Magazyn główny

Założono

T = 14dni

G_14d = G_d • T = 124, 47 • 14 = 1742, 58  kg_Cl2

$$n_{B}\mathrm{=}\frac{G_{14d}}{G_{B}}\mathrm{=}\frac{1742,58}{50}\mathrm{=}34,85 \approx \mathrm{35\ butli}$$

• Dobór chloratora

Dane:

$$D_{\max} = 1,6\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}$$

Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na chlor

$$G_{\text{godz.}} = \frac{Q_{2} \bullet D_{\max}}{24} = \frac{77796,32 \bullet 1,6}{24} = 5186,42\ \frac{\mathrm{g}_{\mathrm{Cl2}}}{\mathrm{h}}$$

Dobrano jeden chlorator firmy ALLDOS grupa Grundfos o wydajności 6000 $\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{h}}$.

Producent: GRUNDFOS-ALLDOS

Seria: C111

Typ: 6000

Dodatkowo założono jeden chlorator rezerwowy tego samego typu.

Wydajność wody zasilającej chlorator

$$V_{\text{W.Cl}}\mathrm{= 1600}\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}\mathrm{= 38,4\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}}$$

Wymagane ciśnienie wody zasilającej chlorator

p_wym.=0, 2 ÷ 0, 6 MPa

Średnice wody chlorowej:

dla $Q_{\text{dez..}} = 38,4\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}} = 0,88\ l/s$ dobrano PVC DN 25.

4. Obliczanie pojemności zbiorników

• Zbiornik wody płucznej

Dane:

F₁ = 49, 59 m²

$$q_{\max} = 23,94\ \frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s \bullet}\mathrm{m}^{\mathrm{2}}}$$

$$q_{\min} = 20,57\ \frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s \bullet}\mathrm{m}^{\mathrm{2}}}$$

t_pl.min = 5 min  =  300 s

t_pl.max = 10 min  =  600 s

$$v_{f} = 8\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{h}}\ $$

Przyjęto:

V_poz. = 100m³

V_pl.1 = F₁ • q_max • t_pl.min • 10⁻³ = 49, 59 • 23, 94 • 300 • 10⁻³ = 356, 16 m³

V_pl.2 = F₁ • q_min • t_pl.max • 10⁻³ = 49, 59 • 20, 57 • 600 • 10⁻³ = 612, 04 m³

V_pl.2>V_pl.1→V_pl.2=V_pl

V_gosp.=0, 5• F₁ • v_f=0, 5  •  49, 59 • 8  =  198, 36 m³

V_zb.pl = 2 • V_pl + V _gosp. + V_poz. = 2 • 612, 04 + 198, 36 + 100 = 1522, 44 m³

Zaprojektowano zbiornik prostokątny dwukomorowy. Wymiary jednej komory:

a x b = 13, 5 x 12 m

Powierzchnia dna zbiornika jest równa:

F_zb.pl = 2 • a • b = 2 • 13, 5 • 12 = 324m²

Napełnienie każdej z komór wynosi zatem:

$$h_{zb.pl} = \frac{V_{zb.p\ l}}{F_{zb.pl}} = \frac{1522,44}{324} = 4,7\ \mathrm{m}$$

• Zbiornik wody czystej

Dane:

T_aw = 1 h

T_dez = 0, 5 h

T_uz = 1, 5 h

$$Q_{1} = 77834,72\frac{m^{3}}{d} = 3243,11\frac{m^{3}}{h}$$

V_aw = Q₁ • T_aw = 3243, 11 • 1, 0 = 3243, 11 m³

V_dez = Q₁ • T_dez = 3243, 11 • 0, 5 = 1621, 56 m³

V_uz = Q₁ • T_uz = 3243, 11 • 1, 5 = 4864, 67 m³

V_zb = V_uz + V_aw + V_dez = 9729, 34 m³

Zaprojektowano zbiornik terenowy dwukomorowy prostokątny o wymiarach komory:

F_komory = a x b = 25, 5 x 25, 5 m = 650, 3 m²

Wysokość napełnienia komory:

$$h_{\text{rz.}} = \frac{V_{\text{zb}}}{2 \bullet F_{\text{komory}}} = \frac{9729,34}{2 \bullet 650,3} = 7,5\mathrm{m}$$

• Zbiornik wody surowej

$$Q_{5} = 79306,01\ \frac{m^{3}}{d} = 3304,42\frac{m^{3}}{h}$$

$$V_{\text{zb}} = Q_{5} \bullet \frac{6}{60} = 3304,42 \bullet \frac{6}{60} = 330,44\ m^{3}$$

Zaprojektowano zbiornik terenowy dwukomorowy prostokątny o wymiarach komory:

F_komory = a x b = 6 x 6 m = 36 m²

Wysokość napełnienia komory:

$$h_{\text{rz.}} = \frac{V_{\text{zb}}}{2 \bullet F_{\text{komory}}} = \frac{330,44\ \ }{2 \bullet 36} = 4,6\ \mathrm{m}$$

Prędkość przepływu przez zbiornik:

$$v = \frac{Q_{5}}{F_{\text{rzecz}}} = \frac{3304,42}{72} = 45,89\frac{m}{h} = 12,8\frac{\text{mm}}{s}$$

Prędkość przepływu przez zbiornik z wyłączoną jedną komorą:

$$v = \frac{Q_{5}}{F_{\text{komory}}} = \frac{3304,42}{36} = 91,79\frac{m}{h} = 25,5\frac{\text{mm}}{s} < 50\frac{\text{mm}}{s}$$

4. Odstojniki

• Odstojniki wód popłucznych

Założenia:

- Woda z płukania 2 filtrów zrzucana jest do 1 odstojnika.

- Wysokość odstojnika: h_odst. = 4m

V₁ = F₁ • q_max • t_pl.min • 10⁻³ = 49, 59 • 23, 94 • 300 • 10⁻³ = 356, 16 m³

V₂ = F₁ • q_min • t_pl.max • 10⁻³ = 49, 59 • 20, 57 • 600 • 10⁻³ = 612, 04 m³

V₂>V₁

Powierzchnia zrzutu jednego odstojnika

$$F_{1.odst.} = \frac{V_{2}}{h_{\text{odst.}}} = \frac{612,04}{4} = 153,01\mathrm{m}^{\mathrm{2}}$$

Założono:

Wymiary odstojnika:

B =  6 m

L = 27m

Rzeczywiste wymiary żelbetowych komór:

F_rz.odst. = B • L = 6 • 27 = 162 m²

$$h_{\text{rz.odst.}} = \frac{V_{2}}{F_{\text{rz.odst.}}} = \frac{612,04}{162} = 3,8\ m$$

Dobowy harmonogram pracy odstojników

Przyjęto:

• Zrzut popłuczyn z filtru t = 0, 5 h (ZIELONY)

• Odstawanie osadu: t_z=6 h (CZERWONY)

• Czas opróżnienia: t_cz= 1, 5 h (NIEBIESKI)

Dane:

• Ilość filtrów pracujących: 8

• Ilość płukań na dobę: 1

Dla powyższych danych sporządzono dobowy harmonogram pracy odstojników:

Dobrano trzy odstojniki pracujące i jeden rezerwowy.

• Odstojniki po osadnikach

Dane :

• Ilość pulsatorów n = 4

• Ilość zrzutów osadu na dobę: n_zrz = 2

• Pojemność wszystkich komór osadu w 1 pulsatorze: V_kom.os = 39 m³ 

• Czas zrzutu z 1 pulsatora: 6 komor  × 5 min = 30 min 

Pojemność odstojnika przypada na 1 zrzut osadu – kolejno z każdego pulsatora:

V_1odst = n_pul • V_kom.os = 4 • 39 = 156 m³ 

Czas zrzutu:

t_zrz = 4 • 30 min = 120 min = 2 h

Przyjęto 1 odstojnik pracujący oraz jeden rezerwowy o pojemności 180 m³ każdy.

Założono wymiary odstojnika:

B =  4, 5 m

L = 9m

Rzeczywiste wymiary:

F_rz.odst. = B • L = 4, 5 • 9 = 40, 5 m²

$$h_{\text{rz.odst.}} = \frac{V_{2}}{F_{\text{rz.odst.}}} = \frac{180}{40,5} = 4,45\ m$$

4. Komora szybkiego mieszania

Dobór średnicy przewodu doprowadzającego:

$$Q_{4} = 79406,01\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}} = 919,05\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$$

Przyjęto:

- Ilość przegród:n_p = 5,

- Ilość ciągów technologicznych:n_ct = 2

$$Q_{4obl} = \frac{Q_{4}}{2} = \frac{919,09}{2} = 459,53\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$$

Dobrano przewód :

- Materiał: PE SDR 26,

- Średnica: d = 710mm,

- Prędkość przepływu: $\ v_{p} = 1,4\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$,

- Straty: i = 1, 9%0.

Pole przekroju przewodu:

$$F_{1} = \frac{\pi \bullet d^{2}}{4} = \frac{\pi \bullet 710^{2}}{4} = 395718\mathrm{\text{mm}}^{\mathrm{2}} = 0,396\mathrm{m}^{\mathrm{2}}$$

Średnica poszerzenia:

$$D = \sqrt{\frac{4 \bullet 2 \bullet F_{1}}{\pi}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 2 \bullet 0,396}{3,14}} = 1\ \mathrm{m}$$

Przyjęto rurę o średnicy wewnętrznej DN 1000.

Odstępy między przegrodami:

$$a \bullet D = F_{1} \rightarrow a = \frac{F_{1}}{D} = \frac{0,396}{1,0} = 0,396\ m$$

Straty ciśnienia na komorze szybkiego mieszania:

Przyjęto:

$$\frac{D}{d} = 1,41$$

ξ_poszerz. = 0, 16

ξ_zwez. = 3

ξ_przeg. = 5, 3

$${\Delta h_{\text{k.szm}} = \sum_{}^{}{\xi \bullet \frac{v^{2}}{2 \bullet g}} = (\xi}_{\text{poszerz.}} + \xi_{zwez.} + \ n_{p}{\bullet \xi}_{\text{przeg.}}) \bullet \frac{v^{2}}{2 \bullet g} = \left( 0,16 + 3 + 5 \bullet 5,3 \right) \bullet \frac{{1,4}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 2,96\ m$$

Straty ciśnienia na długości pomijamy ze względu na małą długość komory szybkiego mieszania.

4. Pulsatory

   • Wymiary pulsatora oraz czas zatrzymania

$$Q_{4} = 79406,01\frac{m^{3}}{d} = 919,05\ l/s$$

Przyjęto:

- Ilość pulsatorów: n_pul = 4,

- Wysokość napełnienia pulsatora wodą: h = 6 m,

- Czas zatrzymania wody w pulsatorze: T = 3 h.

Ilość wody na przypadająca na 1 pulsator:

$$Q_{1pul} = \frac{Q_{4}}{n_{\text{pul}}} = \frac{79406,01}{4} = 19851,5\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{d}} = 827,1\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Niezbędna pojemność pulsatora:

V_1pul = Q_1pul • T = 827, 1 * 3 = 2481, 4 m³

Powierzchnia pulsatora:

$$F_{1pul} = \frac{V_{1pul}}{h} = \frac{2481,4}{6} = 413,6\ m^{2}$$

Przyjęto:

- Pulsatory prostokątne,

- Długość w osiach: a = 21 m,

- Szerokość : b = 21 m,

- Grubość ścian: g = 0, 5 m.

Rzeczywista pojemność, powierzchnia pulsatora oraz czas zatrzymania:

F_1pul.rzecz = (21−0,5) • (21−0,5) = 420, 25 m²

V_1pul.rzecz = F_1pul.rzecz • h = 420, 25 • 6 = 2521, 5 m³

$$T_{\text{rzecz}} = \frac{V_{1pul.rzecz}}{Q_{1pul}} = \frac{2521,5\ }{827,1} = 3,05\ h > 3\ godzin$$

Sprawdzenie czasu zatrzymania przy pracujących (n-1) pulsatorach:

$$T_{\text{aw}} = \frac{V_{1pul.rzecz} \bullet 3}{Q_{1pul} \bullet 4} = \frac{2521,5 \bullet 3}{827,1 \bullet 4} = 2,28\ h > 2\ godzin$$

• Wymiary dzwona

Przyjęto:

- Czas zatrzymania wody w dzwonie: t_d = 30 s,

- Różnica poziomów zwierciadła wody: h_d = 1 m.

Obliczenie dzwonu zasysania powietrza:

$$V_{d} = Q_{1pul} \bullet t_{d} = 827,1 \bullet \frac{30}{3600} = 6,89m^{3}$$

Powierzchnia przekroju dzwonu:

$$F_{d} = \frac{V_{d}}{h_{d}} = \frac{6,89}{1} = 6,89\ m^{2}$$

Przyjęto:

Wymiary dzwonu: 2, 3 × 3 m.

F_d.rzecz = 2, 3 • 3 = 6, 9 m²

• Strefa klarowania

Powierzchnia strefy klarowania:

F_k = F_1pul.rzecz − F_d.rzecz = 420, 25 − 6, 9 = 413, 35 m²

Prędkość wznoszenia wody w strefie klarowania:

$$v_{k} = \frac{Q_{1pul}}{F_{k}} = \frac{827,1}{413,35} = 2\ \frac{m}{h} = 0,55\frac{\text{mm}}{s}$$

Sprawdzenie prędkości dla 1 pulsatora wyłączonego:

$$v_{\text{kaw}} = \frac{4 \bullet Q_{1pul}}{3 \bullet F_{k}} = \frac{4 \bullet 827,1}{3 \bullet 413,35} = 2,67\ \frac{m}{h} = 0,74\frac{\text{mm}}{s}$$

• Komory osadowe

Przyjęto:

- Ilość komór osadowych: n_kom.os = 6,

- Wymiary góry komory osadowej: 2, 3 × 3 m,

- Wymiary dołu komory osadowej: 1 × 1 m,

- Wysokość komory osadowej: 2 m.

Powierzchnia górna i dolna komory osadowej:

F_g = 2, 3 • 3 = 6, 9 m²

F_d = 1 • 1 = 1 m²

Pojemność 1 komory osadowej:

$$V_{1kom.os} = \frac{1}{3} \bullet \left( F_{d} + \sqrt{F_{d} \bullet F_{g}} + F_{g} \right) \bullet h = \frac{1}{3} \bullet \left( 1 + \sqrt{1 \bullet 6,9} + 6,9 \right) \bullet 2 = 7,02\ m^{3}$$

Pojemność wszystkich komór osadu:

V_kom.os = V_1kom.os • n_kom.os = 7, 02  • 6 = 42, 12 m³

Przyjęto:

- Maksymalne stężenie zawiesiny pokoagulacyjnej: $C_{p} = 200\ \frac{g}{m^{3}},$

- Stężenie zawiesiny na odpływie z pulsatora: $C_{o} = 10\ \frac{g}{m^{3}},$

- Średnia koncentracja zawiesin w osadzie usuwanym (z tabeli):$\ C_{\text{os}} = 46000\ \frac{g}{m^{3}}\ \left( dla\ t = 6\ h \right),$

Ilość osadu zatrzymanego w ciągu jednej doby:

$$Q_{\text{os}} = Q_{4} \bullet \frac{C_{p} - C_{o}}{C_{\text{os}}} = 79406,01 \bullet \frac{200 - 10}{48000} = 314,3\ \frac{m^{3}}{d}$$

Pojemność komór osadowych w 4 pulsatorach:

V_os4 = 4 • V_kom.os = 4 • 42, 12 = 168, 48 m³

Ilość zrzutów osadu na dobę:

$$n_{\text{zrz}} = \frac{Q_{\text{os}}}{V_{os4}} = \frac{314,3\ }{168,48} = 1,87 \rightarrow n_{\text{zrz}} = 2$$

• Dobór średnic

Woda surowa dla dwóch pulsatorów:

$$Q_{4obl} = \frac{Q_{4}}{2} = \frac{919,05\ }{2} = 459,53\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$$

Dobrano przewód :

- Materiał: PE SDR 26,

- Średnica: d = 710mm,

- Prędkość przepływu: $\ v_{p} = 1,4\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$,

- Straty: i = 1, 9%0.

Woda surowa dla jednego pulsatora

$$Q_{4obl} = \frac{Q_{4}}{4} = 229,76\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$$

Dobrano przewód :

- Materiał: PE SDR 26,

- Średnica: d = 560mm,

- Prędkość przepływu: $\ v_{p} = 1,20\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$,

- Straty: i = 1, 8%0.

Woda czysta dla dwóch pulsatorów:

$$Q_{3obl} = \frac{Q_{3}}{2} = \frac{903,47}{2} = 451,7\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$$

Dobrano przewód :

- Materiał: PE SDR 26,

- Średnica: d = 710mm,

- Prędkość przepływu: $\ v_{p} = 1,3\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$,

- Straty: i = 1, 8%.

Woda czysta dla jednego pulsatora:

$$Q_{4obl} = \frac{Q_{3}}{4} = 225,87\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{s}}$$

Dobrano przewód :

- Materiał: PE SDR 26,

- Średnica: d = 560mm,

- Prędkość przepływu: $\ v_{p} = 1,15\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$,

- Straty: i = 1, 75%.

4. Obliczenie strat ciśnienia na poszczególnych urządzeniach i między urządzeniami

Przyjęte straty ciśnienia:

• kraty: 0,1 m,

• sita: 0,5 m,

• pompownia I st.: 2- 5 m,

• pulsator: 1 m,

• zbiornik wody surowej: 0,4 m,

• zbiornik wody czystej: 0,4 m,

• filtr pośpieszny: 4,94 m,

• zbiornik wody do płukania: 2 m,

Straty liniowe (ζ_l)

$$h_{l} = \frac{i \bullet L}{1000}$$

i − spadek w promilach

L −  dlugosc przewodu

Straty ciśnienia na odcinku filtry pośpieszne- zbiornik wody czystej

h₁ = h_l + h_{na filtrach} + h_m = 0, 21 + 3 + 1, 2 = 4, 41 m

Straty ciśnienia na odcinku pulsator-filtry pośpieszne

h₂ = h_l + h_pulsatorach + h_m = 0, 025 + 1 + 1 = 2, 025 m

Straty ciśnienia na odcinku zbiornik wody surowej- pulsator

h₃ = h_l + h_m + h_KSM + h_pulsator = 0, 18 + 0, 3 + 2, 96 = 3, 44 m

Suma strat ciśnienia na głównym ciągu

h = h₁ + h₂ + h₃ = 4, 41 + 2, 025 + 3, 44  = 9, 88 m

Straty ciśnienia na odcinku filtry pośpieszne-zbiornik wody płucznej

h₄ = h_l + h_{na filtrach} + h_m = 0, 09 + 4, 49 + 2 = 6, 58 m → przyjmujemy 10 m

• Dobór pomp

  • Pompownia I stopnia

Założono

- ilość pomp pracujących: n = 4

- ilość pomp rezerwowych: n_rez = 2

$$Q_{p} = \frac{Q_{5}}{n} = \frac{79306,01}{4} = 19826,5\ \frac{m^{3}}{d} = 826,1\frac{m^{3}}{h}$$

Wysokość podnoszenia:

H_p = H_g + h_pomp + h_l = 13, 2 + 3 + 0, 3 = 16, 5 m

Dobrano pompę grupy Powen-Wafapomp SA model PH-300 o wydajności $1440\ \frac{m^{3}}{h}$ oraz wysokości podnoszenia 77 m.

• Pompownia II stopnia

Założono

- ilość pomp pracujących: n = 4

- ilość pomp rezerwowych: n_rez = 2

Wydajność pompy:

$$Q_{p} = \frac{Q_{T}}{n} = \frac{72500}{4} = 18125\ \frac{m^{3}}{d} = 755,2\frac{m^{3}}{h}$$

Wysokość podnoszenia:

H_p = 0, 53 Mpa * 100m = 53 m

Dobrano pompę grupy Powen-Wafapomp SA model PH-250 o wydajności $820\ \frac{m^{3}}{h}$ oraz wysokości podnoszenia 76 m.

• Pompa do zbiornika wody płucznej

Wydajność pompy:

$$Q_{p} = \frac{\sum_{}^{}Q}{n} = \frac{5334,72}{1} = 5334,72\ \frac{m^{3}}{d} = 222,28\frac{m^{3}}{h}$$

Dobrano pompę grupy Powen-Wafapomp SA model PH-150 o wydajności 400 m³/h i wysokości podnoszenia 56m (1pompa pracująca + 1 rezerwowa).

Średnica rury dostarczającej wodę do zbiornika 225 mm.

1. Wnioski

Projekt jest projektem koncepcyjnym, który może być wykorzystany do sporządzenia projektu technicznego. Wykorzystane urządzenia do uzdatniania wody zostały przyjęte na podstawie warunków technologicznych nie uwzględniając istotnej strony projektu jaką stanowi koszt budowy.

W projekcie dysponowano nieograniczonym terenem, a w związku z możliwością dowolnego przyjęcia spadku terenu można było wysokościowo korzystnie usytuować stację uzdatniania wody. W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy stacji i pewności dostawy wody zastosowano zarówno w pompowni pierwszego jak i drugiego stopnia pompy rezerwowe, wodę poprowadzono dwoma rurociągami. Kolejne zabezpieczenie stanowią dwa rezerwowe filtry. Sprawdzono także pracę układu pulsatorów przy założeniu jednego niepracującego pulsatora.

Przy wyznaczaniu rzędnej położenia zbiornika wody płucznej wzięto pod uwagę straty hydrauliczne na przewodzie z filtru wynoszące 6,58 m. Zalecane jest jednak, by różnica pomiędzy górną krawędzią przelewu w filtrze, a dnem zbiornika wody płucznej wynosiła 10 metrów.

Zbiornik wody płucznej jest zbiornikiem wieżowym, został on zaprojektowany pomimo wysokich kosztów jego budowy. W przypadku braku takiego zbiornika każdorazowo do płukania filtrów konieczne byłoby załączanie pomp na krótki czas, co nie byłoby racjonalne, ze względu na niekorzystne warunki eksploatacji pomp i ich szybsze zużycie.

Aby projekt był kompletny należałoby zaprojektować wirówki, przepompownie i składowisko osadu oraz armaturę pomiarowo - regulacyjną (m. in. wodomierze, regulatory, zasuwy, klapy zwrotne), których istnienie na stacji uzdatniania wody przyjęto tylko w założeniach projektu. Powinno się też ustalić faktyczne zużycie wody na cele gospodarcze, gdyż w rozpatrywanym przypadku dysponowano wielkością orientacyjną oraz zaprojektować założone średnice kanalizacji.