Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Wydział Melioracji i Inżynierii Środowiska

Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej

Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Sanitacji Wsi

Kierunek: Inżynieria Środowiska

Przedmiot:

Technologia Wody i Ścieków

PROJEKT STACJI UZDATNIANIA WODY PODZIEMNEJ

DLA MIEJSCOWOŚCI CZERWONAK

Studia niestacjonarne

Wykonał:

Natalia Zachwiej

WMiIŚ Grupa 1 rok III

Rok akademicki 2011/2012

Poznań 2012

Obliczenia i dobór urządzeń stacji uzdatniania wody dla małej miejscowości

1.Dobór pompy 1⁰ stopnia (głębinowej)

1.1 Określenie natężenia przepływu wody

$$Q_{I} = Q_{\text{dmax}} + T\left( Q_{\text{dmax}} \right) + Q_{\text{strat\ i\ SW}}\ \lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

$$Q_{I} = 9,1 + 47,44 + 1,395 = 57,94\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack = 16,09\left\lbrack \frac{\text{dm}^{3}}{s} \right\rbrack = 1390,56\lbrack\frac{m^{3}}{d}\rbrack$$

$$Q_{\text{dmax}} = 218,374\left\lbrack \frac{m3}{d} \right\rbrack = \frac{218,374}{24} = 9,1\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Q_I⁰- obliczeniowa wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m³/h],

Q_dmax – maksymalne dobowe zapotrzebowanie wody przez miejscowość [m³/h],

Q_dmax=Σ Q_dmax

ΣQ_dmax – suma maksymalnego dobowego zapotrzebowania wody przez mieszkańców i obiekty przemysłowe [m³/h],

T(Q_dmax) – maksymalne dobowe zapotrzebowanie wody na tranzyt [m³/h],

$$T\left( Q_{\text{dmax}} \right) = \frac{T(Q_{\text{hmax}})}{N_{hsr}} = \frac{7*4}{2,125}\ \left\lbrack \frac{\text{dm}^{3}}{h} \right\rbrack = \frac{\frac{28*3600}{1000}}{2,125} = 47,44\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack$$

$$N_{hsr} = \frac{\text{ΣQ}_{\text{hmax}}}{\text{ΣQ}_{hsr}} = \frac{19,333}{9,1} = 2,125$$

T(Q_hmax) – maksymalne godzinowe zapotrzebowanie wody na tranzyt [m³/h],

N_hśr –współczynnik godzinowej nierównomierności rozbioru wody dla całej miejscowości [-],

Q_{strat i SW} – straty wody na stacji wodociągowej [m³/h],

$$Q_{\text{strat\ i\ SW}} = \frac{X\%*Q_{dsr}}{100\%} = \ \frac{20\%*6,975}{100\%} = 1,395\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Q_dśr – średnie dobowe zapotrzebowanie wody przez miejscowość [m³/h],

X% - procentowy wskaźnik zapotrzebowania wody dla stacji wodociągowej względem maksymalnego dobowego zapotrzebowania wody przez miejscowość [%]

1.2 Określenie wymaganej wysokości podnoszenia

H_I = H_zw + h₁ + H_Fe + H_Mn + h₂ + H_z [m]

H_I = 8 + 12 + 3 + 3 + 0, 48 + 43 = 69, 48[m]

H_zw – głębokość zwierciadła dynamicznego studni pod powierzchnią terenu [m],

Δh₁ - straty na długości rurociągu między pompą I⁰, a stacją uzdatniania wody [m],

$${h}_{1} = i_{1}*L_{1\ } = 30*8*50 = \frac{12000}{1000} = 12\lbrack m\rbrack$$

𝟇₁=110

L₁ – długość rurociągu łączącego pompy I⁰ ze stacją uzdatniania wody [m],

i₁ – liniowy spadek ciśnienia w rurociągu łączącym pompy I⁰ ze stacją uzdatniania wody

odczytany z nomogramu do doboru parametrów hydraulicznych rur ciśnieniowych dla danej

średnicy przewodu (zależna od średnicy kroćca tłocznego pompy głębinowej) oraz natężenie

przepływu Q_I⁰

H_Fe – strata ciśnienia na odżelaziaczu [m],

H_Fe = 3,0 m,

H_Mn – strata ciśnienia na odmanganiaczu [m],

H_Mn = 3,0 m,

Δh₂ - straty na długości rurociągu między wejściem rurociągu do stacji uzdatniania wody, a

zbiornikiem wyrównawczym [m],

$${h}_{2} = i_{2}*L_{2} = 10*8*6 = \frac{480}{1000} = 0,48\ \lbrack m\rbrack$$

𝟇₂=160

L₂ – długość rurociągu pomiędzy wejściem do stacji uzdatniania wody, a zbiornikiem

wyrównawczym [m],

i₂ – liniowy spadek ciśnienia w rurociągu pomiędzy wejściem do stacji uzdatniania wody, a

zbiornikiem wyrównawczym odczytany z nomogramu do doboru parametrów hydraulicznych rur ciśnieniowych dla danej średnicy przewodu w stacji uzdatniania wody oraz natężenie przepływu Q_I⁰

H_z – wysokość zwierciadła wody w zbiorniku wyrównawczym (ciśnienie hydrostatyczne w

zbiorniku wyrównawczym) [m],

Wstępne określenie pojemności zbiornika wyrównawczego

$$V_{\text{zb}} = \frac{20\%*Q_{I}}{100\%} + \ V_{p.poz.\ }\ \lbrack m^{3}\rbrack$$

$$V_{\text{zb}} = \frac{20\%*1390,56}{100\%} + \ 100 = 378,112\ \lbrack m^{3}\rbrack$$

Q_I⁰ - obliczeniowa wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m3/d],

V_p.poż. –objętość zbiornika wyrównawczego przeznaczona na cele przeciwpożarowe [m3],

V_p.poż. = 100m3,

Dla zbiornika produkcji PROWODROL SULECHÓW typ ZW4 o pojemności 400m³ wysokość wody w zbiorniku wynosi 8m

1.3 Dobór pompy 1⁰ (głębinowej)

$${Q_{I} = 57,94\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack\backslash n}{H_{I} = 69,48\ m}$$

$${Hydro - Vacuum\backslash n}{GBC.5.09\backslash n}{Q_{rz.p.gl.} = 61\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack = 1464\ \lbrack\frac{m^{3}}{d}\rbrack\backslash n}{P = 1,75*9 = 15,75\ kW\backslash n}{NG = 75\%}$$

1.4 Obliczenie czasu pracy pompy 1⁰ (głębinowe)

$$t_{p.gl.} = \frac{Q_{I}}{Q_{rz.p.gl.}}*24\ \lbrack\frac{h}{d}\rbrack$$

$$t_{p.gl.} = \frac{57,94}{61}*24 = 22,8\ \lbrack\frac{h}{d}\rbrack$$

Q_I⁰ - obliczeniowa wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m3/h],

Q_rz.p.gł. - rzeczywista wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m3/h].

2. Obliczenie objętości zbiornika wyrównawczego i dobór zbiornika

2.1 Wyznaczenie objętości zbiornika wyrównawczego

Lp.	Godziny	Wydajność	Zużycie	Przybyło do	Ubyło ze	Jest w
		pompy	wody	zbiornika	zbiornika	zbiorniku
		%Q	%Q	%Q	%Q	%Q
1	0-1	0,00	1		1	3,68
2	1-2	4,35	1	3,35		7,03
3	2-3	4,35	2	2,35		9,38
4	3-4	4,35	3	1,35		10,73
5	4-5	4,35	3	1,35		12,08
6	5-6	4,35	4	0,35		12,43
7	6-7	4,35	6		1,65	10,78
8	7-8	4,35	6		1,65	9,13
9	8-9	4,35	7		2,65	6,48
10	9-10	4,35	5		0,65	5,83
11	10-11	4,35	3	1,35		7,18
12	11-12	4,35	1	3,35		10,53
13	12-13	4,35	2	2,35		12,88
14	13-14	4,35	2	2,35		15,23
15	14-15	4,35	3	1,35		16,58
16	15-16	4,35	7		2,65	13,93
17	16-17	4,35	7		2,65	11,28
18	17-18	4,35	8		3,65	7,63
19	18-19	4,35	7		2,65	4,98
20	19-20	4,34	7		2,66	2,32
21	20-21	4,34	6		1,66	0,66
22	21-22	4,34	5		0,66	0,00
23	22-23	4,34	3	1,34		1,34
24	23-24	4,34	1	3,34		4,68
	Suma	100,00	100	24,18	24,18

$$V_{\text{zb}} = \frac{\%_{\max}*Q_{rz.p.gl.}}{100\%} + V_{p.poz.}\ \lbrack m^{3}\rbrack$$

$$V_{\text{zb}} = \frac{16,58\%*1464}{100\%} + 100 = 342,73\lbrack m^{3}\rbrack$$

$$Q_{rz.p.gl.} = 61\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack*24 = 1464\lbrack\frac{m^{3}}{d}\rbrack$$

Q_rz.p.gł. - rzeczywista wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m³/h],

%_max - maksymalne procentowe napełnienie zbiornika [%]

V_p.poż. –objętość zbiornika wyrównawczego przeznaczona na cele przeciwpożarowe [m3],

V_p.poż. = 100m3,

2.2 Dobór zbiornika wyrównawczego

Dla wymaganej pojemności zbiornika wyrównawczego V_zb=342,73 m³ dobrano zbiornik wyrównawczy produkcji PROWODROL SULECHÓW typ ZW4 o pojemności 350m³ .

3. Dobór zestawu do podnoszenia ciśnienia (pomp II⁰)

3.1 Określenie natężenia przepływu wody pomp II⁰

$$Q_{II} = Q_{\text{hmax}} + T\left( Q_{\text{hmax}} \right)\ \lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

$$Q_{II} = 19,33 + 100,8 = 120,13\ \lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Q_II⁰ - obliczeniowa wydajność pomp IIo [m³/h],

T(Q_hmax) – maksymalne godzinowe zapotrzebowanie wody na tranzyt [m³/h],

Q_hmax – maksymalne godzinowe zapotrzebowanie wody przez miejscowość [m³/h],

Qhmax = ΣQhmax

ΣQhmax – suma maksymalnego godzinowego zapotrzebowania wody przez mieszkańców i obiekty przemysłowe [m³/h],

3.2 Określenie wymaganej wysokości podnoszenia pomp II⁰

H_II = P_o + 1 [m_H2O]

H_II = (8*5) + 1 = 41 [m_H2O]

P₀ – wymagana wysokość ciśnienia dyspozycyjnego na wyjściu ze stacji wodociągowej odczytana z linii ciśnień [m_H2O].

Dobrano, dla przepływu Q_II⁰=120,13 m³/h oraz wymaganej wysokości podnoszenia H_II⁰=41 m, zestaw do podnoszenia ciśnienia wody GRUNDFOS HYDRO 2000 CR 32-3-5 MS-MSH w ilości 4 sztuk pomp + 1 rezerwowa, razem 5 sztuk.

4. Dobór urządzeń do uzdatniania wody pitnej

4.1 Dobór i obliczenia odżelaziacza

4.1.1 Określenie wymaganej powierzchni filtracji odżelaziacza

$$F_{\text{Fe}} = \frac{Q_{rz.p.gl.}}{v_{\text{Fe}}} = \frac{61}{10} = 6,1\lbrack m^{2}\rbrack$$

Q_rz.p.gł - rzeczywista wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m³/h],

v_Fe – prędkość przepływu wody przez filtr odżelaziacza [m/h],

v_Fe = 5÷15 m/h,

4.1.2 Dobór odżelaziacza

F_rzFe = F_j * n = 2, 54 * 3 = 7, 62 [m²]

F_j – powierzchnia pojedynczego filtra [m2],

n – ilość zbiornikow filtracyjnych [szt.].

Dobrano dla wymaganej powierzchni filtracji F_Fe=6,1 m² odżelaziacz produkcji PROWODROL SULECHÓW typ ZFP:F20 w ilości 3 sztuk o powierzchni filtracyjnej 2,54 m² każdy.

4.1.3 Obliczenie rzeczywistej prędkości filtracji przez odżelaziacz

$$5\frac{m}{h} \leq v_{\text{rzFe}} = \frac{Q_{rz.p.gl.}}{F_{\text{rzFe}}}\ \left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack \leq 15\ m/h$$

$$5\frac{m}{h} \leq v_{\text{rzFe}} = \frac{61}{7,62} = 8,01\ \left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack \leq 15\ m/h$$

Q_rz.p.gł. - rzeczywista wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m³/h],
F_rzFe – rzeczywista powierzchnia filtrów odżelaziaczy [m2/szt.].

4.1.4 Obliczenie prędkości filtracji podczas płukania filtrów odżelaziaczy

$$5\frac{m}{h} \leq \ v_{\text{pFe}} = \frac{Q_{rz.p.gl.}}{F_{\text{rzFe}} - F_{j}}\ \left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack \leq 15\ m/h$$

$$5\frac{m}{h} \leq \ v_{\text{pFe}} = \frac{61}{7,62 - 2,54} = 12,01\ \left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack \leq 15\ m/h$$

Q_rz.p.gł - rzeczywista wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m³/h],

F_rzFe – rzeczywista powierzchnia filtrów odżelaziaczy [m2/szt.],

F_j – powierzchnia pojedynczego filtra [m2].

4.1.5 Obliczenie czasu trwania cyklu pracy odżelaziacza

$${T(h)}_{\text{Fe}} = \frac{M_{d}}{M_{\text{Fe}}*v_{\text{rzFe}}} = \frac{3400}{4,202*8,01} = 101\ \lbrack h\rbrack$$

M_d – dopuszczalna ilość zawiesin przy grubości warstwy osadu na filtrze [g/m2]:

*dla 0,7mm – 3400 gFe/m2,

*dla 0,5mm – 2500 gFe/m2,

M_Fe – liczba zawiesin w wodzie surowej (współczynnik przeliczeniowy z Fe na Fe(OH)3

rowny 1,91),

$$M_{\text{Fe}} = S_{\text{Fe}}*1,91 = 2,2*1,91 = 4,202\ \lbrack\frac{g}{m3}\rbrack$$

S_Fe – stężenie żelaza w wodzie surowej [gFe/m3],

v_rzFe – rzeczywista prędkość przepływu wody przez filtr odżelaziacza [m/h].

4.1.6 Obliczenie cyklu dobowego pracy filtrów odżelaziacza

$${T(d)}_{\text{Fe}} = \frac{{T(h)}_{\text{Fe}}}{t_{p.gl.}} = \frac{101}{22,8} = 4,43\lbrack d\rbrack$$

T(h)_Fe – czas trwania cyklu pracy odżelaziacza [h],

t_p.gł. - czas pracy pompy głębinowej [h/d]

4.2 Dobór i obliczenia odmanganiacza

4.2.1 Określenie powierzchni filtracji odmanganiacza

$$F_{\text{Mn}} = \frac{Q_{rz.p.gl.}}{v_{\text{Mn}}} = \frac{6,1}{10} = 6,1\lbrack m^{2}\rbrack$$

Q_rz.p.gł.- rzeczywista wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m³/h],

v_Mn – prędkość przepływu wody przez filtr odmanganiacza [m/h],

v_Mn = 5÷15 m/h,

4.2.2 Dobór odmanganiacza

F_rzMn = F_j * n = 2, 54 * 3 = 7, 62[m²]

F_j – powierzchnia pojedynczego filtra [m2],

n – ilość zbiorników filtracyjnych [szt.].

Dobrano dla wymaganej powierzchni filtracji F_Fe=6,1 m² odżelaziacz produkcji PROWODROL SULECHÓW typ ZFP:F20 w ilości 3 sztuk o powierzchni filtracyjnej 2,54 m² każdy.

4.2.3 Obliczenie rzeczywistej prędkości filtracji przez odmanganiacz

$$5\frac{m}{h} \leq \ v_{\text{rzMn}} = \frac{Q_{rz.p.gl.}}{F_{\text{rzMn}}}\ \left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack \leq 15\ m/h$$

$$5\frac{m}{h} \leq \ v_{\text{rzMn}} = \frac{61}{7,62} = 8,01\ \left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack \leq 15\ m/h$$

Q_rz.p.gł - rzeczywista wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m³/h],

F_rzMn– rzeczywista powierzchnia filtrów odmanganiaczy [m2/szt.],

v_rzMn – rzeczywista prędkość przepływu wody przez filtr odmanganiaczy [m/h].

4.2.4 Obliczenie prędkości filtracji podczas płukania filtrów odmanganiaczy

$$5\frac{m}{h} \leq \ v_{\text{pMn}} = \frac{Q_{rz.p.gl.}}{F_{\text{rzMn}} - F_{j}}\ \left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack \leq 15\ m/h$$

$$5\frac{m}{h} \leq \ v_{\text{pMn}} = \frac{61}{7,62 - 2,54} = 12,01\ \left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack \leq 15\ m/h$$

Q_rz.p.gł - rzeczywista wydajność pomp I stopnia (głębinowych) [m³/h],

F_rzMn – rzeczywista powierzchnia filtrów odmanganiaczy [m2/szt.],
F_j – powierzchnia pojedynczego filtra [m2].

4.2.5 Obliczenie czasu trwania cyklu pracy odmanganiacza

$${T(h)}_{\text{Mn}} = \frac{M_{d}}{M_{\text{Mn}}*v_{\text{rzMn}}} = \frac{3400}{1,148*8,01} = 369,75\ \lbrack h\rbrack$$

M_d – dopuszczalna ilość zawiesin przy grubości warstwy osadu na filtrze [g/m2]:
* dla 0,7mm – 3400gMn/m2,
* dla 0,5mm – 2500gMn/m2,

M_Mn – liczba zawiesin w wodzie surowej (współczynnik przeliczeniowy z Mn na MnO2

równy 1,64),

$$M_{\text{Mn}} = S_{\text{Mn}}*1,64 = 0,7*1,64 = 1,148\ \lbrack\frac{g}{m3}\rbrack$$

S_Mn – stężenie manganu w wodzie surowej [gMn/m3],

v_rzMn – rzeczywista prędkość przepływu wody przez filtr odmanganiacza [m/h].

4.2.6 Obliczenie cyklu dobowego pracy filtrów odmanganiacza

$${T(d)}_{\text{Mn}} = \frac{{T(h)}_{\text{Mn}}}{t_{p.gl.}} = \frac{369,75}{22,8} = 16,22\ \lbrack d\rbrack$$

T(h)_Mn – czas trwania cyklu pracy odmanganiacza [h],

t_p.gł.- czas pracy pompy głębinowej [h/d].

4.3 Płukanie filtrów

4.3.1 Obliczenia ilości i objętości potrzebnego powietrza do płukania filtra

a) obliczenie ilości potrzebnego powietrza

$$Q_{\text{p\ pow}} = q_{\text{p\ pow}}*F_{j} = \frac{19*3600}{1000}*2,54 = 173,736\ \lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

q_{p pow} – jednostkowa ilość potrzebnego powietrza do płukania filtra [m3/m2∙s],

q_{p pow} = 18,0÷20,0 dm3/m2∙s,

F_j – powierzchnia pojedynczego filtra [m2].

b) obliczenie objętości potrzebnego powietrza

V_{p pow} = Q_{p pow} * t_{p pow} = 173, 736 * 0, 017 = 2, 95 [m³]

V_{p pow} – objętość potrzebnego powietrza do płukania filtra [m3],

Q_{p pow} – ilość potrzebnego powietrza do płukania filtra [m³/h],

t_{p pow} – czas płukania filtra za pomocą powietrza [h], tp pow = 1 min.

4.3.2 Obliczenia ilości i objętości potrzebnej mieszaniny powietrza i wody do płukania

a) obliczenie ilości potrzebnej mieszaniny powietrza i wody

$$Q_{p\ pow + woda} = q_{p\ pow + woda}*F_{j} = \frac{20*3600}{100}*2,54 = 182,88\ \lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

q_{p pow+woda} – jednostkowa ilość potrzebnej mieszaniny powietrza i wody do płukania

filtra [m3/m2∙s],

q_{p pow+woda} = 20,0 dm3/m2∙s,

Fj – powierzchnia pojedynczego filtra [m2].

b) obliczenie objętości potrzebnej wody

V_{p pow + woda} = Q_{p pow + woda} * t_{p pow + woda} = 182, 88 * 0, 25 = 45, 72[m³]

t=15 min=0,25 h

V_{p pow+woda} – objętość potrzebnej mieszaniny powietrza i wody do płukania filtra [m3],

Q_{p pow+woda} – ilość potrzebnej mieszaniny powietrza i wody do płukania filtra [m³/h],

t_{p pow+woda} – czas płukania filtra za pomocą mieszaniny powietrza i wody [h],

t_{p pow+woda} = 10÷15 min.

4.3.3 Obliczenia ilości i objętości potrzebnej wody do płukania filtra

a) obliczenie ilości potrzebnej wody

$$Q_{\text{p\ woda}} = q_{\text{p\ woda}}*F_{j} = \frac{3*3600}{1000}*2,54 = 27,432\lbrack m^{3}h\rbrack$$

q_{p woda} – jednostkowa ilość potrzebnej wody do płukania filtra [m3/m2∙s],

q_{p woda} = 3,0÷5,0 dm3/m2∙s,

Fj – powierzchnia pojedynczego filtra [m2].

b) obliczenie objętości potrzebnej wody

V_{p woda} = Q_{p woda} * t_{p woda} = 27, 432 * 0, 05 = 1, 37[m³]

t=3 min=0,05 h

V_{p woda} – objętość potrzebnej wody do płukania filtra [m3],

Q_{p woda} – ilość potrzebnej wody do płukania filtra [m³/h],

t_{p woda} – czas płukania filtra za pomocą wody [h],

t_{p woda} = 3÷5 min.

4.4 Dobór aeratora

4.4.1 Określenie wymaganej wydajności mieszacza wodno-powietrznego (aeratora)

$$Q_{m} = Q_{rz.p.gl.}*n = 61*1 = 61\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Q_m - wydajność mieszacza powietrzno-wodnego [m³/h],

Q_rz.p.gl.- rzeczywista wydajność pompy głębinowej [m³/h],

n - ilość pomp głębinowych [-].

4.4.2 Dobór mieszacza wodno-powietrznego (aeratora)

Dla Q_m=61 m³/h dobrano mieszacz wodno-powietrzny firmy „PROWODROL-SULECHÓW S.A.” typ MWP:ASK Ø1000 mm o wydajności 60-80 m³/h i pojemności 1400 dm³.

4.5 Dobór sprężarki i zbiornika na sprężone powietrze

4.5.1 Określenie wymaganej całkowitej ilości powietrza do płukania

$$Q_{\text{p.}} = Q_{\text{p\ pow}} + 0,1*Q_{p\ pow + woda}\ \lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

$$Q_{\text{p.}} = 173,736 + 0,1*182,88 = 192,024\ \lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Q_{p pow+woda} – ilość potrzebnej mieszaniny powietrza i wody do płukania filtra [m³/h],

Q_{p pow} – ilość potrzebnego powietrza do płukania filtra [m³/h],

4.5.2 Określenie wymaganej ilości powietrza do napowietrzania (sprężarki powietrznej)

$$Q_{\text{spr.}} = \frac{\left( 2:10 \right)\%*Q_{rz.p.gl}}{100\%} + Q_{\text{p.}}\ \lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

$$Q_{\text{spr.}} = \frac{5\%*61}{100\%} + 192,024 = 195,074\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack:60 = 3,25\ \lbrack\frac{m^{3}}{\min}\rbrack$$

Q_spr - wymagana wydajność sprężarki [m³/h],

Q_rz.p.gł - rzeczywista wydajność pompy głębinowej [m³/h],

Q_p – całkowita ilość potrzebnego powietrza do płukania filtra [m³/h],

4.5.3 Dobór sprężarki

Dla Q_spr=3,25 m³/min dobrano 2 sprężarki śrubowe firmy KAESER typ BSD 62 T o wydajności 3,60 m³/min oraz o nadciśnieniu roboczym P_max=13 bar (w tym jedna jest zapasową)

4.5.4 Określenie wymaganej całkowitej objętości powietrza do płukania

V_p = V_{p pow} + 0, 1 * V_{p pow + woda} [m³]

V_p = 2, 954 + 0, 1 * 45, 72 = 7, 526 [m³]

V_{p pow+woda} – objętość potrzebnej mieszaniny powietrza i wody do płukania filtra [m³/h],

V_{p pow} – objętość potrzebnego powietrza do płukania filtra [m³/h],

4.5.5 Dobór i obliczenia zbiornika na sprężone powietrze

P_pow * V_p = P_zb * V_zb

12*7,526=130*0,695

90,3=90,3

P_pow - wymagana ciśnienie powietrza do płukania filtra[mH20],

P_pow = 12mH20,

P_zb – ciśnienie powietrza w zbiorniku na sprężone powietrze [mH20],

P_zb = P_max,

P_max – maksymalne ciśnienie robocze sprężarki [mH20],

V_p – całkowita objętość potrzebnego powietrza do płukania filtra [m3].

$$V_{\text{zb}} = \frac{P_{\text{pow}}*V_{p}}{P_{\text{zb}}}\ \lbrack m^{3}\rbrack$$

$$V_{\text{zb}} = \frac{12*7,526}{130} = 0,695\ \lbrack m^{3}\rbrack$$

Dla V_zb=0,695 m³ dobrano zbiornik na sprężone powietrze firmy PROWODROL SULECHÓW o pojemności 750 l.

5. Obliczenie pojemności odstojnika oraz dobór jego wymiarów

5.1 Obliczenie objętości pierwszego filtratu

V_sp = Q_dsr + T * t_sp = 47, 69 * 0, 08 = 3, 82[m³]

V_sp – objętość pierwszego filtratu [m3],

t_sp – czas spuszczania do kanalizacji pierwszego filtratu [h],

t_sp = 5 min,

Q_dśr+T - średnie dobowe zapotrzebowanie wody przez miejscowość z uwzględnieniem tranzytu oraz strat na stacji wodociągowej [m³/h],

$$Q_{dsr + T} = \frac{Q_{rz.p.gl}}{N_{\text{dsr}}} = \ \frac{61}{1,3} = 46,92\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

t=5 min=0,08 h

$$N_{\text{dsr}} = \frac{Q_{\text{dmax}}}{Q_{\text{dsr}}} = \frac{218,374}{167,40} = 1,3$$

N_dśr – wspołczynnik dobowej nierownomierności rozbioru wody dla całej miejscowości [-],

Q_rz.p.gł. - rzeczywista wydajność pompy głębinowej [m³/h],

5.2 Obliczanie objętości wody użytej do jednorazowego płukania

V_pw = 0, 9 * V_{p pow + woda} + V_{p woda} [m³]

V_pw = 0, 9 * 45, 72 + 1, 37 = 42, 52[m³]

V_{p w} – objętość wody użytej do jednorazowego płukania [m3],

V_{p woda} – objętość potrzebnej wody do płukania filtra [m3],

V_{p pow+woda} – objętość potrzebnej mieszaniny powietrza i wody do płukania filtra [m3].

5.3 Obliczenie wymaganej objętości odstojnika

V_odst = V_sp + V_pw [m³]

V_odst = 3, 82 + 42, 52 = 46, 34 [m³]

V_{p w} – objętość wody użytej do jednorazowego płukania [m3],

V_sp – objętość pierwszego filtratu [m3].

5.4 Dobór parametrów odstojnika

H=3,5 m

L=3*a=6 m

a=2 m

Schemat odstojnika

Objętość przyjętego odstojnika wynosi:

V_odstrz = L * a * H [m³]  ≤  V_odst [m³]

V_odstrz = 6 * 2 * 3, 5 = 42 [m³]  ≤  46, 34 [m³]

6. Dobór zestawu do dezynfekcji wody

6.1 Obliczenie ilości potrzebnego podchlorynu sodu do dezynfekcji wody

$$\text{Cl}_{100\%} = Q_{II}*D_{\text{Cl}}\ \lbrack\frac{g}{h}\rbrack$$

$$\text{Cl}_{100\%} = 120,133*1 = 120,133\ \lbrack\frac{g}{h}\rbrack$$

Q_II⁰ - obliczeniowa wydajność pomp IIo [m³/h],

D_CL – dawka chloru [g/m3], DCL = 1 g/m3.

6.2 Obliczenie ilości potrzebnego 3% roztworu podchlorynu sodu do dezynfekcji wody

$$Q_{\text{Cl}} = \frac{\text{Cl}_{100\%}*100\%}{3\%*\rho_{w}}\ \lbrack\frac{l}{h}\rbrack$$

$$Q_{\text{Cl}} = \frac{120,133*100\%}{3\%*1000} = 4,004\ \lbrack\frac{l}{h}\rbrack$$

CL_100% – ilość potrzebnego podchlorynu sodu do dezynfekcji wody [g/h],

ρ_w – gęstość wody [g/l], ρw = 1000kg/m3.

6.3 Dobór zestawu do dezynfekcji wody

Dla Q_Cl=4,004 l/h dobrano pompę dozującą z wodomierzem firmy Etatron serii DLX-VFT 05-07 o wydajności 5 l/h oraz zbiornik na podchloryn sodu o pojemności 50 l.