Opis techniczny

Zaprojektowany Z.U.W. o wydajności 35000
, zaspokaja potrzeby wodne ludności i różnego rodzaju jednostek gospodarczych. Woda wykorzystywana na powyższe cele jest wodą powierzchniową - naturalnym źródłem zaopatrzenia.

Jakość wody do picia i na potrzeby gospodarcze określa rozporządzenie ministra zdrowia i opieki społecznej z dnia 19 listopada 2002 r. Woda do wyżej wymienionych celów nie może zawierać substancji szkodliwych dla zdrowia lub wskazujących na jej zanieczyszczenie, ani też składników wpływających ujemnie na jej smak, zapach czy barwę. Pod względem właściwości fizycznych i składu chemicznego, woda powinna odpowiadać warunkom określonym w załączniku do wyżej wymienionego rozporządzenia pod względem bakteriologicznym.

1. Skład fizyczno - chemiczny ujmowanej wody.

Temperatura: do 22 ⁰C

Barwa: 15-30 gPt/m³

Twardość: 225 gCaCO₃/m³

Mętność: 5-20 NTU

Odczyn: pH = 7,0 -7,2

Zasadowość: 130 gCaCO₃/m³

Utlenialność: do 12,0 gO₂/m³

Żelazo: do 0,4 gFe/m³

Azot amonowy: do 0,2 gN/m³

Azot azotanowy: do 5,0 gNO₃/m³

Mangan: do 0,05 gMn/m³

Zawiesiny: 3 -18 g/m³

Miano Coli: 25 w 100 cm³

Twardość, zasadowość, azot azotanowy, azot amonowy, mangan i odczyn mieszczą się w normie.

Projektowany proces uzdatniania wody ma na celu dostosowanie danej wody - jej właściwości i składu do wymagań wynikających z jej przeznaczenia, dlatego też wybór schematu układu technologicznego uzdatniania wody powierzchniowej zaprojektowanego Z.U.W. jest dokonany na podstawie analizy fizyczno - chemicznej i bakteriologicznej ujmowanej wody. Schemat technologiczny gwarantuje odpowiednie uzdatnienie wody powierzchniowej, charakteryzującej się zmiennymi właściwościami zależnymi od pory roku, jak i stanu pogody na obszarze zlewni.

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

Skład technologiczny oczyszczania wody:

• Koagulacja objętościowa

• Wiązanie CO_{2 agr}

• Sedymentacja

• Filtracja pospieszna

• Sorpcja

• Dezynfekcja

Układ urządzeń:

• Mieszacz szybki hydrauliczny

• Mieszacz wolny mechaniczny

• Osadniki o przepływie poziomym

• Filtr pospieszny grawitacyjny ze złożem piaskowo - węglowym

• Urządzenia do dezynfekcji

Koagulacja objętościowa

Zastosowanie tego procesu ma na celu zmniejszenie barwy i mętności wody. Dlatego dawkę stosowanego koagulantu siarczanu glinu
, obliczono ze względu na barwę i mętność ujmowanej wody. Przy projektowaniu zwrócono uwagę na wymaganą zasadowość wody po procesie koagulacji oraz zawartość dwutlenku węgla w wodzie. Koagulant przygotowywany będzie w zbiorniku zarobowo-roztworowym (roztwór 5%) i dawkowany za pomocą pompki dawkującej . Koagulacja będzie się odbywać w dwóch fazach.

Korekta zasadowości i dwutlenku węgla agresywnego CO_2a

Po koagulacji następuje zmniejszenie zasadowości i wzrost zawartości dwutlenku węgla agresywnego. W celu zmniejszenia zawartości
agresywnego do uzdatnianej wody dawkowane będzie mleko wapienne. Dawkowanie będzie zachodzić za pomocą pompek dawkujących. Przygotowanie mleka wapiennego zachodzi w dwóch zbiornikach roztworowych. Zbiorniki usytuowane będą w budynku chemicznym.

Sedymentacja

Proces sedymentacji zachodzi w sześciu osadnikach poziomych znajdujących się w hali osadników. Jest to następny proces po koagulacji w celu usunięcia wytrąconych zawiesin pokoagulacyjnych. Jest to proces polegający na opadaniu cząstek charakteryzujących się gęstością większą od gęstości wody.

Filtracja

Proces filtracji uzdatnianej wody zapewnia usunięcie cząstek, których gęstość jest nieznacznie większa od gęstości wody. Filtracja odbywa się na filtrach pośpiesznych grawitacyjnych ze złożem piaskowo - węglowym (8 filtrów). Wysokość warstwy podtrzymującej 0,3 [m], warstwa piasku 0,7 [m], warstwa węgla aktywnego 0,6 [m]. Filtry znajdują się w hali filtrów.

Płukanie filtrów

Filtry płukane będą wyłącznie wodą. Woda do płukania dostarczona będzie ze zbiorników wody czystej. Założono 1 dobowy cykl filtracji. Płukanie filtra będzie odbywać się raz na dobie. Założony czas trwania płukania t = 10 min.

Sorpcja

Proces sorpcji przebiega w filtrze przy zastosowaniu węgla aktywnego jako sorbenta. Używane do usuwania związków organicznych nadających wodom smak i zapach oraz do usuwania mikrozanieczyszczeń z wód w procesach ich oczyszczania.

Dezynfekcja

Proces dezynfekcji odbywa się przy zastosowaniu chloru jako materiału dezynfekującego. W celu zabezpieczenia sieci wodociągowej, zbiorników wody oraz w celu uzyskania wody pewnej bakteriologicznie po filtracji dawkowana będzie za pomocą 2 chloratorów znajdujących się w chlorowni -
w ilości
.

Zbiorniki wody czystej

Woda czysta do celów bytowo-gospodarczych będzie dostarczona ze zbiorników wody czystej. Zaprojektowano 6 zbiorniki wody czystej. Są to zbiorniki terenowe, każdy o pojemności V = 1800 [
]. Łączna pojemność wynosi 10800 [
].

Ścieki technologiczne

Osady powstałe w wyniku sedymentacji w osadnikach poziomych oraz popłuczyny z filtrów odprowadzane będą grawitacyjnie do dwóch odstojników. Następnie po zagęszczeniu trafią na laguny . Na lagunach osady będą suszone. Woda nad osadowa z lagun będzie odprowadzana okresowo do kanalizacji. Przewiduje się okresowy wywóz osuszonych osadów na wysypisko odpadów.

Ścieki bytowo-gospodarcze

Ścieki pochodzące z węzłów sanitarnych, czyszczenia urządzeń ZUW oraz mycia posadzek w różnych pomieszczeniach odprowadzane będą do sieci kanalizacyjnej miejskiej.

Projekt zawiera:

• opis techniczny

• część obliczeniową

• rysunki:

rys. 1 - Plan sytuacyjny w skali 1:500

rys. 2 - Schemat wysokościowy w skali 1:

3. Wybór reagentów i wykonanie obliczeń technologicznych.

3.1. Wyznaczenie dawki koagulantu.

D_k = 7

D_k = 6 - 8
(Przyjęto D_k = 7
)

Gdzie:

D_k - dawka koagulantu

M - mętność [NTU]

B - barwa

D_kM = 7
= 31,30

D_kB = 7
= 38,34

Zawartość CO₂ w wodzie surowej wyznaczona z nomogramu równowagi węglanowo - wapniowej:

• Wolny - 26,0
  

• Przynależny - 4,50
  

Badanie zdolności oczyszczonej wody do całkowitej hydrolizy koagulantu.

zas. M < W * D + 0,7

Gdzie:

zas. M - naturalna zasadowość wody

W - współczynnik określający jednostkowe zużycie zasadowości naturalnej wody w procesie hydrolizy koagulantu (dal siarczanu glinu W = 0,009)

D - dawka koagulantu

0,7 - zapas zasadowości naturalnej wody, warunkujący właściwy przebieg hydrolizy koagulantu

zas. M < 0,009* 38,34 + 0,7

1,04
> 2,6

Ponieważ powyższa nierówność nie jest spełniona, do wody przed koagulacją nie należy dodawać wapna. Oznacza to również to, że naturalna zasadowość wody umożliwia całkowitą hydrolizę dawkowanego koagulant.

Koagulacja 38,34
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

• Spadek zasadowości:

Δ zas. M = 0,45 * 38,34 = 17,25

• Wzrost zawartości CO₂:

Δ CO₂ = 0,4 * 38,34 = 15,34

Po koagulacji:

• Zasadowość:

zas. M' = 130 - 17,25 = 112,75

• Zawartość dwutlenku węgla:

CO_{2 wol} = 26 + 15,34 = 41,34

Zawartość CO₂ w wodzie po koagulacji wyznaczona z nomogramu równowagi

węglanowo - wapniowej:

• Wolny - 41,34
  

• Przynależny - 3,0
  

Zawartość agresywnego CO₂ w wodzie po koagulacji wynosi 38,34

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

2 CO_{2 agr} + CaO + H₂O = Ca(HCO₃)₂

W ilości przybliżonej:

Przybliżenie: związane zostaną 33

2CO_{2 agr} - 1CaO

2 * 44 - 56

33 - x

Dawka wiążąca wapna wynosi:

x =
=21

Zmiana zasadowości spowodowana dodaniem 21
wynosi:

Δ zas. M =
* 50 = 37,5

Zasadowość po dodaniu 37,5
wynosi:

Zas. M'' = zas. M' + Δ zas. M = 112,75 + 37,5= 150,2

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

• Przynależny - 7
  

Zawartość pozostałego CO₂ w wodzie wynosi: 41,34 -33 -7 =1,34 g CO₂ / m³.

Pozostała ilość agresywnego dwutlenku węgla = 1,34 g CO₂ / m³ jest < 2,0 g / m³, dlatego związanie 33 g CO_2a / m³ usunie korozyjny charakter wody.

3.2. Wyznaczenie dawek substancji stosowanych do chlorowania.

Ponieważ woda zawiera bakterie z grupy coli w ilości 20 / 100 cm³, a ilość azotu amonowego dochodzi do 0,2
oraz związki organiczne należy zastosować chlorowanie do punktu przełamania. Wymagana dawka chloru wynosi wg wzoru:

D_Cl2 = (8- 9) C_N

Gdzie:

D_Cl2 - dawka chloru,

C_N - stężenie azotu amonowego w wodzie

D_Cl2 = 9,0 * 0,14 = 1,26

4. Obliczanie powierzchni do wyznaczania reagentów.

4.1. Magazyn wapna.

Maksymalne dobowe zużycie reagenta w postaci produktu technicznego:

M_dmax = Q_dmax ⋅ D_max ⋅f

Gdzie:

Q_dmax - maksymalna dobowa wydajność stacji uzdatniania wody;

Q_dmax = 35000
,

D_CaO - maksymalna dawka reagenta w postaci czystej i ewentualnie bezwodnej, ustalona na podstawie badań technologicznych;

D_CaO = 21,0

f - współczynnik przeliczeniowy masy reagenta w postaci chemicznie czystej i bezwodnej na masę produktu technicznego, f = 1,15;

M_dmax = 35000 ⋅ 0,021 ⋅ 1,15 = 845,25

Ponieważ zapotrzebowanie dobowe na wapno przekracza 250 kg stosuje się mleko wapienne.

Magazyn wapna obliczany na 14 dób.

Z_m-c = M_dmax * T_m = 845,25 * 14 = 11834 kg / m-c

Przyjęto magazynowanie wapna hydratyzowanego w workach 50 kg.

Powierzchnia magazynu dla wapna magazynowanego na sucho:

• Powierzchnia worka = 0,3 m²,

• Masa worka = 50 kg,

• Wysokość worka = h_worka = 0,25 m,

• Wysokość składowania = H_skad = 1,2 m,

• Zapas worków na 14 dób = 11834: 50 = 237

• Ilość worków w kolumnie = 237 / 5 = 48 sztuk

• Ilość warstw = H_skad. / h_worka = 1,2 / 0,25 = 5

Łączna powierzchnia magazynu przy założeniu powierzchni zajmowanej prze 1 worek = 0,3 m² wynosi:

F = 48 * 0,3 = 14,4 m²

F_całk. = 14,4+13 = 27,4 m², przyjęto F = 28 m²

Przyjęto stos o wymiarach:4 m * 3,4 m

4.2. Magazyn koagulantu.

Dawka koagulantu D_kB = 38,34
,

a wydajność ZUW 35 000

Zapotrzebowanie dobowe Z.U.W. wynosi:

Zd = Qd * D_CaO = 35000 * 38,34 = 1341900 g/d = 1341,9 kg/d.

Zapotrzebowanie miesięczne Z.U.W. wynosi:

Zm = Zd * 14 = 1341,9 * 14 = 18786,6 kg/2 tyg.

Powierzchnia magazynu dla koagulantu magazynowanego na sucho:

• Powierzchnia worka = 0,5m²,

• Masa worka = 50 kg,

• Wysokość worka = 0,20 m,

• Wysokość składowania = 1,5 m,

• Zapas worków na 14 dób =18786,6 : 50 = 376 worki

• Ilość worków w kolumnie = 54

• Ilość warstw = 7

Łączna powierzchnia magazynu przy założeniu powierzchni zajmowanej przez 1 worek = 0,5 m² wynosi:

F = 54* 0,5 = 27,0 m²

Przyjęto stos o wymiarach 4,5 m - 6 m

Po uwzględnieniu miejsca na komunikacje - 15 m otrzymuje:

F_całk. = 27 + 15 = 42 m².

4.3. Magazyn chloru.

Dawka chloru D_Cl2 = 1,26 g Cl₂ / m³, a wydajność ZUW 35 000

Zapotrzebowanie dobowe Z.U.W. wynosi:

Zd = Qd * D_CaO = 35000 * 1,26 = 44100 g/d = 44,1 kg/d.

Zapotrzebowanie miesięczne Z.U.W. wynosi:

Zm = Zd * 30 = 44,1 * 30 = 1323 kg/m-c.

Zapas chloru będzie magazynowany w butlach o wymiarach: h = 1,6 m, średnica d = 0,25 m; masa 45 kg tzn. że w magazynie będzie 30 butli. Butle z chlorem będą magazynowane w pozycji pionowej w 3 stojakach po 10 butli. Długość stojaka L = 6m;

szerokość B = 0,4m. Zapewniając odpowiednią komunikację między stojakami A = 2m, to powierzchnia zajmowana przez stojaki będzie wynosiła:

Fst = [(3*B)+(3*A)]*L

Fst = [(3*0,4)+(3*2)]*6 = 43,2 m²

Butle opróżniane będą w pozycji poziomej w 1 stojaku tworząc stos o wysokości H = 1,6 m, długość stojaka L = 6m; szerokość B = 0,4 m; powierzchnia zajmowana przez stojak:

F = (B*L) = (1,6*6) =9,6m²

Powierzchnia całkowita Fcałk. = 52,8 m².

W magazynie znajduje się urządzenie do niszczenia chloru.

5. Obliczanie urządzeń do przygotowania reagentów oraz ich dawkowania.

5.1.1. Zbiornik zarobowo -roztworowy koagulantu.

Zd = 1341,9 kg/d = zapotrzebowanie dobowe koagulantu,

Q = 35000 m³/d = 1458,3 m³/h - wydajność zakładu.

Cześć zarobowa zbiornika:

C = 20% - stężenie roztworu koagulantu

200,0 kg/m³ - 1m³ miano roztworu

Przyjęto trzy zaroby w ciągu doby, to w ciągu 1 zmiany trzeba wyprodukować 2,24 m³, przyjęto 3m³ koagulantu. Przyjęto liczbe zbiorników 2 + 1 zapasowy. Objętość 1 zbiornika zarobowego Vz = 1,5 m³

Wymiary części zarobowej: wysokość h = 0,6 m; szerokość = 1,0 m;

długość l = 2,5 m.

Cześć roztworowa zbiornika:

C = 5% - stężenie roztworu koagulantu

50 kg/m³ - 1m³ miano roztworu

/ d

Przyjmując trzy zaroby w ciągu doby, to w ciągu 1 zmiany trzeba wyprodukować 8,94 m³, przyjęto 9 m³ koagulantu. Przyjęto liczbę zbiorników 2 + 1 zapasowy. Objętość 1 zbiornika zarobowego Vz = 4,5 m³

Wymiary części roztworowej: wysokość h = 1,3 m; szerokość b₂ = 1,5 m; długość l = 2,5 m.

Objętość całkowita zbiornika:

6 m³

5.1.2. Zbiornik roztworowy do przygotowania mleka wapiennego.

Zd = 845,25 kg/d = zapotrzebowanie dobowe mleka wapiennego,

Q = 35000 m³/d = 583,3 m³/h - wydajność zakładu.

C = 5% - stężenie roztworu koagulantu

50,0 kg/m³ - 1m³ miano roztworu

Przyjęto trzy zaroby w ciągu doby, to w ciągu 1 zmiany trzeba wyprodukować 5,6 m³

roztworu. Przyjęto liczbę zbiorników 2 + 1 zapasowy. Objętość 1 zbiornika zarobowego Vz = 5,6m³

Wymiary zbiornika: wysokość h = 1,2 m; stąd powierzchnia zbiornika: F = 4,66 m².

F = π d² / 4 => d =
=
= 2,44 = 2,5 m

5.2.1. Pompka dawkująca roztwór koagulantu.

Q = 35000 m³/d = 24,3 m³/min - wydajność zakładu.

D_{Al2(SO4)3*18H20} = 38,34 g / m³ -dawka koagulanta,

C_r-ru = 5% - stężenie roztworu koagulantu

50,0 kg/m³ - 1m³ miano roztworu

Q = 24,3 * 38,34 = 931,66 g / min

Q_pd =
= 18,6 l / min

Przyjęto pompkę - 19,0 l / min.

5.2.2. Pompka dawkująca roztwór mleka wapiennego.

Q = 35000 m³/d = 24,3 m³/min - wydajność zakładu.

D_CaO= 21,0 g / m³ -dawka wapna,

C_r-ru = 5% - stężenie roztworu koagulantu

50,0 kg/m³ - 1m³ miano roztworu

Q = 24,3 * 21,0 = 510,3 g / min

Q_pd =
= 10,2 l / min

Przyjęto pompkę - 11l / min.

6. Obliczanie urządzeń do uzdatniania wody

6.1. Mieszacz szybki hydrauliczny pionowy.

Objętość komory mieszacza:

V = Q * t

Q = 35000 [m³/d]

t = 120 s

V = 0,4 * 120 = 48 [m³]

Powierzchnia górnej cylindrycznej części mieszacza:

F_g =

f₀ =
= 14,29 [m²]

Średnica cylindrycznej części mieszacza:

D =

D =

= 4,27 [m]

Wysokość dolnej części mieszacza w przypadku kształtu stożkowego

h₁ =
(D - d) ctg

h₁ =
(4,27 - 0,8) ctg 22,5=4,18 m

Wysokość górnej cylindrycznej części mieszacza:

h₂ =

V₁ =
*
*h₁

V₁ =
*3,14*4,18
=24,4 m³

h₂ =
= 1,65 m

Do odprowadzania wody z mieszacza zaprojektowano koryto zbiorcze na obwodzie. Dla założonej prędkości przepływu 0,6 m/s przyjęto koryto o szerokości 0,4 m i wysokości 0,6 m. Woda do koryta zbiorczego dopływa przez otwory umieszczone na obwodzie mieszacza. Powierzchnia otworów przy prędkości przepływu wody przez otwory V = 1,0 m/s wynosi:

Liczba otworów przy założeniu średnicy otworów d_o = 0,1 m wynosi n = 18.

Odległość między otworkami

L = 0,47 m

6.2.Mieszacz wolny mechaniczny (komora wolnego mieszania)

Czas przepływu wody dla wolnego mieszacza mechanicznego powinien wynosić

900 - 2700 s

przyjęto czas 1500 s tj. 0,42 h.

Wydajność Z.O.W.

Q = 35000 m³/d = 1458,3 m³/h

Przy założonym czasie flokulacji objętość komory wynosi:

V = Q * t

V = 1458,3 * 0,42 = 612,5 m ³

Przyjęto głębokość komory H = 3 m, stąd jego powierzchnia wynosi:

F =

F =
= 204,2 m ²

Przyjęto cztery komory o powierzchni F = 51 m² , każda o wymiarach :

szerokość - B = 4,5 m , długość L = 11,4 m.

W każdej komorze flokulacji przyjęto trzy mieszadła o osi pionowej. Średnicę ramy mieszadła [d] ustalono przy założeniu odległości łopatek mieszadeł od ścian komory:

D = B - 2p

D = 4,5 - 2 *0,75 = 3 m

Szerokośćłopatki mieszadła b określona na podstawie stosunku:

= 0,1 czyli b = 0,1 *3 =0,3 m

Przyjęto trzy łopatki o szerokości:

=
= 0,10 m

Wysokość zawieszenia mieszadła wynosi:

= 0,2 czyli h = 0,2* d = 0,2 * 3 =0,6 m

Dla przyjętego gradientu G = 50 [1/s] wyznaczono zapotrzebowanie mocy na wałkach mieszadeł, a następnie powierzchnie łopatek. Dla wody o temp. 288,5 [K]

= 1,14 * 10^-3

Zapotrzebowanie mocy jest równe

N =
* G² * V = 1,14 * 10^-3 * 50² * 612,5 = 1746 [kg*m²/s²]

Założono prędkość obwodową łopatek mieszadła Vp = 0,5 m/s a względną prędkość łopatek mieszadła w wodzie można przyjmować (0,7 - 0,8) . Przyjęto V = 0,75 * 0,5 = 0,38 m/s

Dla stosunku
=
= 5 przyjęto

Powierzchnia łopatek jest równa:

F =
=
= 5,41 m²

Łączna powierzchnia łopatek wyznaczona jako 10 % powierzchni przekroju komór wolnego mieszania wynosi 5,4 m²

6.3.Osadniki o przepływie poziomym:

Do koagulacji zastosowano większą dawkę koagulanta czyli 38,34

C_o = C_z +KD+0,25 B+N

C_o =18 + 38,34 + 0,55 + 0,25 * 30 + 0 =46,6 [g/m³]

Prędkość opadania zawiesin przyjęto: V_o =0,4 [mm/s] czyli:

=
= 1,5

Dla
=1,5 powierzchnia wyznaczona na podstawie wzoru :

F =

Wynosi:

F =
=1519[ m² ]

Przyjęto głębokość osadnika H = 3,0m;dla L/H = 15 długość osadnika L = 45 m szerokości osadnika B = 6,0, stąd liczba osadników:

=
= 5,6

Przyjęto sześć osadników.

Powierzchnia rzeczywista osadnika wynosi:

F_R = 6 * 45 = 270 [m²]

Sprawdzenie warunków stabilności:

Obliczanie niezbędnej długości krawędzi przelewowych.

Przyjęto obciążenie hydrauliczne przelewów O_p=15 [m³/m h].

Wymagana długość krawędzi przelewowych obliczona według wzoru:

L_p =
=
= 16,2 [m]

A całkowita długość osadnika wynosi:

L_c = L + L_p

Długość zajmowana przez przelewy wynosi:

L_p =3,0 [m]

Czyli:

L_c =45 + 3 = 48 [m]

Objętość jednego osadnika dla H = 3,0 [m] oraz F_R =270 [m²] wynosi:

V = 810 [m³]

Stąd czas przetrzymywania wody w osadniku:

T =
= 3,33 [h]

Objętość osadnika [V_o ] przeznaczona na osad magazynowany w okresie eksploatacji, obliczony według wzoru wynosi:

V_o =
=
=2,97 [m³ /10 h]

Gdzie: T_e = 10 h

Wymiarowanie osadnika według jego długości; długość osadnika obliczona według wzoru:

L =
=1,5 * 3 *
= 45 [m]

Szerokość osadnika B, według wzoru:

B =
=
= 33,7 = 34[m]

V_os = n * V_o * 2,4 = 6 * 2,97 * 2,4 = 42,8 [m³/d]

6.4. Filtr pospieszny grawitacyjny ze złożem piaskowo - węglowym (aktywnym)

- Powierzchnia filtrów:

F =

243 m² V_f = 6 m / h, h =5

- Ekonomiczna liczba filtrów grawitacyjnych:

n = ½
= ½
= 7,79
8 filtrów

- Powierzchnia 1 filtra:

f =

30,4 m² 6,8 x 4,5 = 30,6 m²

- Odległość koryt popłuczyn od warstwy podtrzymującej:

Hz = 1,3m wysokość warstwy podtrzymującej 0,3 m czyli odległość koryt popłuczyn od warstwy podtrzymującej przy złożu 150 % eksp.złoża.

h = Hz (1+eksp) = 0,05 = 1 (1+0,73) + 0,05 = 2,30 m

Przyjmuję 8 filtrów o wymiarach 6,8 x 4,5 o powierzchni 30,4 m²

- Prędkość filtracji przy 1 filtrze wyłączonym:

V =

6,8 m / h

Dla danego uziarnienia złoża przyjęto z tabeli płukania filtrów wodą. Można również stosować płukanie wodno - powietrzne.

Prędkość przepływu wody w korycie wynosi 0,6 m/s.

V = 1,5

d₁₀ = 0,65

WR = 1,5

q = 11,3

d_z = (1,8 WR - 0,8) * d₁₀

d_z = (1,8 *1,5 - 0,8) * 0,65 = 1,23 m

dla K = 1,23

Jp = k * q = 1,07 * 11,3 = 12,1 dm³/m²s

obliczamy:

Qx = Jp * F = 12,1 * 30,4 = 363,5 dm³/s = 0,364 m³/s

2x = 2*0,49*(0,364)^0.4 = 0,65 => x = 0,32

czyli szerokość koryta wynosi: 0,65 m

Obliczamy prędkość:

V = 1,5
= 1,5
= 0,85; przyjmuję 0,85 m/s oraz szerokość kanału B = 0,6 m

Odległość dla kanału od dna koryta:

L = 1,73
+ 0,2 = 0,52 [m]

- Drenaż do filtru:

W filtrze zastosowano drenaż grzybkowy niskooporowy. Przyjęto liczbę grzybków 81 sztuk / m²płyty drenażowej. Każde z nich ma na obwodzie 24 prostokątne szczeliny o wymiarach: 10 x 0,7mm - powierzchnia szczelin.

F₁ = 24 * 0,01 * 0,0007 = 2,13 * 10 ^-4 m²

Całkowita liczba grzybków w drenażu 1 filtru:

n = powierz.1 filtra * liczba grzybków = 30,4 * 81 = 2462,4 =2463 sztuki

stąd całkowita powierzchnia szczelin:

f₁ = n * F₁ = 2463 * 2,13 * 10 ^-4 = 0,52 m²

30,4 - 100

0,52 - x

x =
= 1,71
1,7 %

Obliczanie strat ciśnienia w drenażu niskooporowym:

- ilość wody płuczącej:

Qpł = Ip * powierz.1 filtru = 12,1 * 10^-3 * 30,4 = 0,368 m³/s

- prędkość wypływu wody ze szczeliny:

V₁ =
=
= 0,7 m / s

- straty ciśnieniowe:

h = 9*
= 9*
= 0,22 = 2,2 * 10^-1 m

Ilość filtrów = 8 sztuk, zakładam płukania wodą 1 x na dobę

Ilość popłuczyn w ciągu doby:

Q_popł. = 8 * Q_pł. * 10 minut = 5 * 0,368 * 600 = 1104 m³/d

6.5. Zbiorniki wody czystej.

Q - wydajność -35000 m³/d - z tego 30 % - 10500 m³

Przyjmuje 6 zbiorników o wymiarach: 20m x 18 m x 5 m każdy po 1800 m³.

razem zbiorniki zajmują powierzchnię = 2546,2 m²

Gospodarka odpadami:

Ilość osadów z osadników. Objętość zbiornika przeznaczonego na osad magazynowany w okresie eksploatacji:

V_os = n * V_o * 2,4 = 2,97 * 2,4 * 6 = 42,8 m³/d

n - liczba odstojników

V_o = objętość leja przeznaczona dla osadów

J_p - ilość popłuczyn z płukania filtrów.

Objętość popłuczyn z płukania filtrów:

V_pł = J_p * n_pł * Σ F * t_pł = 12,1 * 10^-3 * 1 * 243 * 600 sek. = 1764,2 m³/d

t - czas

F - powierzchni filtrów

Obliczanie odstojników:

V_odst. = V_pł + V_os = 1764,2 + 42,8 = 1807 m³

Przyjęto 2 odstojniki, każdy o objętości V = 1000 m³, wysokość wysokość = 3 m, stąd powierzchni 1 odstojnika F = 333 m². Wymiary odstojnika: szerokość B = 17m, długość długość = 21m;

17 m x 21m

Osady po zagęszczeniu w odstojnikach suszy się na lagunach.

Obliczanie lagun:

V₁ = ilość osadów powstałych po zagęszczeniu popłuczyn,

V₁ = V_pł *
= 1764,2 *
= 44,1 m³

V₂ = ilość osadów z osadnika zagęszczonych do 96 %,

V₂ = V_os *
= 42,8 *
= 4,28 m³

gdzie:

Uo, U - uwodnienie początkowe i końcowe (z tabeli);

Uo popłuczyn - 99,9 %

Uo osadów - 99,6 %

U = 96 %

t = 365 dni - czas eksploatacji laguny

a = 0,3 - współczynnik zmniejszający objętość lagun ze względu na parowanie

Objętość lagun:

V_L = (V₁ + V₂) * t * a = (44,1 + 42,8) * 365 * 0,3 = 5297,6 m³

Głębokość laguny H = 2m, stąd powierzchnia laguny F = 2648,8 m² = 2649 m², szerokość B = 40m, długość długość = 67 m.

Średnice przewodów:

RODZAJ RUROCIĄGU	ŚREDNICA [mm]	PRĘDKOŚĆ [m/s]	SPADEK [%0]
Dopływ wody do ZUW	800	1,0	1,75
Dopływ wody do mieszacza szybkiego	800	1,0	1,75
Dopływ wody do mieszacza wolnego	800	0,8	0,97
Dopływ wody do osadników	1200	0,4	0,16
Odpływ wody z osadników	1200	0,4	0,16
Dopływ wody na filtry	800	1,0	1,75
Odprowadzenie filtratu	600	1,43	3,5
Dopływ wody płuczącej	125	2,0	73
Odpływ popłuczyn w rurociągu	125	2,0	73
Woda czysta w sieci wodociągowej	800	1,0	1,75
Przepływ osadu na początku rury	100	0,06	0,15
Przepływ osadu na końcu rury	50	0,8	73

Z

11

---