3. Гидравлический расчет узлов сооружений по выбранной схеме очистки воды

1. Реагентное хозяйство

1. Сухое хранение коагулянта

Для хранения реагентов необходимо устройство склада, рассчитанного на 15 – 30 – суточный запас, считая по периоду максимального расхода реагента. Площадь склада определяется по формуле

F_скл = Q_сутД_кTα/(10000P_сG₀h_к) , м², (5)

где Q_сут – полная производительность очистной станции, м³/сут;

Д_к – максимальная доза реагента, г/м³;

Т – продолжительность хранения реагента на складе в сутках (15 – 30

сут);

α – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь проходов

на складе, равный 1,15;

Р_с – содержание активного вещества в коагулянте (извести) в

процентах [3];

G₀ – объемный вес коагулянта (извести) при загрузке склада навалом,

т/м³;

h_к – допустимая высота слоя коагулянта (извести) на складе, м.

При определении площади склада для хранения реагентов высота слоя коагулянта принимается 2м, извести – 1,5м.

При наличии соответствующей механизации высота слоя коагулянта может быть увеличена до 3,5м, извести до 2,5м.

Для приготовления раствора коагулянта применяют специальные установки, в состав которых входят растворные и расходные баки, а также воздуходувки для перемешивания раствора реагентов. Вместимость, W_раст, растворных баков , определяют по формуле:

W_раст = Q_чnД_к/10000b_раст•ϒ , м³ , (6)

где Q_ч – часовая производительность станции, м³/ч;

Д_к –максимальная доза коагулянта в пересчете на безводный

продукт, г/м³;

b_раст – концентрация раствора коагулянта в растворных баках,

применяется в пределах 10 – 17% [1, п.6.21];

ϒ – плотность раствора коагулянта, кг/м³, табл. 2;

n – время полного цикла приготовления раствора коагулянта, ч

[1, п.6.22.].

Принимается не менее трех баков рассчитанной вместимости.

Таблица 2

Значения плотности растворов коагулянтов

Тип коагулянта	Температура, ºС	Плотность раствора, кг/м^3, при его концентрации по массе, %
		1	2	4	6	8	10	20	30	40	50
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Al2(SO4)3	19,0	1001	1019	1040	1060	1083	1105	1266	1338	---	---
FeCl3	17,5	1007	1015	1032	1049	1067	1085	1182	1291	1417	1551
Fe2(SO4)3	17,5	1007	1016	1033	1050	1067	1084	1181	1307	1449	1613
FeSO4	18,0	1008	1018	1037	1057	1078	1106	1213	---	---	---

Вместимость расходных баков, м³, определяется по формуле:

W_расх = W_растb_раст/b_расх , м³ , (7)

где b_расх – концентрация раствора коагулянта в расходных баках, принимаемая равной 4 – 10% в пересчете на безводный продукт [1, п.6.22.2].

Устанавливается не менее двух баков рассчитанной вместимости.

Растворные и расходные баки обычно изготавливаются из железобетона, внутренние стенки их обкладывают кислотоупорным кирпичом или кислотоупорной плиткой на кислотостойкой замазке. При расходе коагулянта до 0,5 м³/сут растворно-расходные баки можно изготавливать из дерева.

Баки устраивают прямоугольной формы. Размеры баков находят, задаваясь высотой рабочей части, которая для растворных баков принимается равной 1 – 1,5 м, для расходных 2 – 2,2 м. Диаметр трубопроводов для опорожнения и сброса осадка в водосток принимают не менее 150 мм.

2. Мокрое хранение коагулянта

При мокром хранении коагулянта его раствор крепостью 20 – 30% готовится на станции в специальных растворных баках, вместимость которых определяют в зависимости от объема доставки. Доставка может осуществляться автосамосвалами или вагонами. При доставке автосамосвалами вместимость растворного бака определяется по формуле:

W_раст = Q_сутД_кt/10000b_рϒ_р , м³ , (8)

где Q_сут – суточная производительность станции, м³/сут;

t – время приготовления раствора коагулянта, t = 1сут;

b_р – концентрация раствора коагулянта, b_р = 30%;

ϒ_р – плотность раствора коагулянта (табл.2), кг/м³.

Количество растворных баков принимают не менее двух.

Баки – хранилища располагаются, как правило, в зданиях, но при обосновании допускается их расположение вне зданий.

Количество баков - хранилищ должно быть не менее двух [1, п.6.22.].

При количестве баков до десяти следует предусматривать один резервный.

Вместимость баков – хранилищ определяется по формуле:

W_бх = Q_сутД_кТ/10000b_рϒ_р , м³ , (9)

где Т – время хранения коагулянта, Т = 15 – 30 сут.

Объем расходных баков определяется по формуле:

W_расх = Q_чД_кn/10000bϒ_р , м³ , (10)

где n – время, на которое заготовляется раствор коагулянта, n = 10-12 ч;

b – крепость раствора коагулянта в растворном баке, b – до 12%.

Количество баков принимается не менее трех.

2. Устройства для приготовления известкового молока

С целью приготовления известкового молока должны быть запроектированы устройства для гашения извести, баки для приготовления известкового молока, дозаторы для введения его в воду.

Гашение извести производится в известегасилках, в которых на 1т товарного продукта подают 7–10м³ воды. Техническая характеристика известегасительных аппаратов приведена в табл. 3.

Таблица 3

Характеристика аппаратов известкового хозяйства

Марка аппарата	Производи тельность, т/ч	Габариты, мм			Мощность электродви- гателя, кВт
		длина	ширина	высота
Известегасилка С – 382	1,0	1770	1750	1540	2,8
Известегасилка СМ – 1247	2 – 3	2800	996	1560	2,2
Шаровая мельница СМ - 432	0,5 – 1,9	5088	1800	1700	20
Стержневая мельница СМ - 435	1 – 2,4	4925	1820	1700	20

Из известегасительных аппаратов известковое молоко сливается в промежуточные баки, в которых осуществляется непрерывное перемешивание. Количество баков принимается равным количеству известегасилок такой же емкости.

Вместимость расходных баков определяется по формуле:

W_и = Q_чД_иn/10000b_иϒ_и , м³ , (11)

где Q_ч – расчетный расход воды, м³/ч;

n – время приготовления известкового молока, n = 10 – 12ч;

Д_и – доза извести в пересчете на СаО, г/м³ (формула 2);

b_и–концентрация известкового молока, (b_и принимается не более 5%);

ϒ_и – плотность раствора известкового молока , кг/м³.

Перемешивание известкового молока в баках может осуществляться гидравлическими методами (с помощью циркуляционного насоса), сжатым воздухом и лопастными мешалками.

Баки для гидравлического перемешивания известкового молока объемом 1 – 4м³ изготавливают серийно. При перемешивании известкового молока воздухом интенсивность его подачи должна составлять 8 -10 л/(с•м²) [1, п.6.37].

3. Аппараты для растворения и перемешивания реагентов

Для растворения и перемешивания реагентов в баках предусматривается подвод воздуха от воздуходувок. При этом применяются водокольцевые насосы–воздуходувки типа ВК. Производительность воздуходувок определяется по формуле:

Q_в = Σ(i • F) , м³/мин , (12)

где i – интенсивность подачи воздуха в баки с реагентами, л/(с•м²);

F – площадь в плане баков с реагентами, м²;

Интенсивность подачи воздуха в баки для перемешивания растворов, принимается:

• Для растворных баков коагулянта 8 - 10 л/(с•м²)

• Для расходных баков коагулянта 3 - 5 л/(с•м²)

• Для перемешивания известкового молока и других реагентов в баках- хранилищах 8 - 10 л/(с•м²)

При расчете учитывается одновременное приготовление раствора в двух растворных баках и в одном расходном для каждого реагента.

По производительности подбирается потребное количество воздуходувок. Следует предусмотреть одну резервную воздуходувку.

Характеристики воздуходувок типа ВК приведены в табл.4.

Таблица 4

Характеристики водокольцевых воздуходувок типа ВК

Марка воздуходувки	Подача м^3/мин	Габариты с электродвигателем, мм			Мощность электродвигателя, кВт
		длина	ширина	высота
ВК – 1,5	1,4	660	562	850	4
ВК – 3	3,1	1225	527	990	7,5
ВК – 6	5,7	1500	580	1370	18,5
ВК - 12	10,4	1840	780	1750	22,0

4. Дозирование реагентов

Дозирование коагулянтов и известкового молока рекомендуется производить насосами – дозаторами или весовыми дозаторами системы В.В.Хованского, автоматическими дозаторами системы Л.В..Чейшвили и И.Д.Крымского, дозаторами типа ДИМБА и др. Наибольшее применение нашли насосы – дозаторы. Они подбираются по производительности, которая находится по формуле:

Q_н-д = Q_ч•Д_р/10bϒ , л/ч , (13)

где Q_ч – часовая производительность, м³/ч;

Д_р – принятая доза реагента, г/м³;

b – концентрация раствора реагента в расходных баках, %

ϒ – плотность раствора реагента в расходных баках, кг/м³.

Характеристики насосов – дозаторов типа НД приведены в табл.5.

Таблица 5

Основные характеристики насосов – дозаторов типа НД

Марка	Габариты, мм			Масса с электродвигателем серии ВАО, кг
	длина	ширина	высота
НД 10/100	445	215	465	42
НД 16/23	450	215	465	43
НД 25/40	470	215	465	44
НД 40/25	475	215	465	45
НД 63/16	475	280	677	46
НД 100/10	475	215	465	48
НД 160/25	648	273	622	78
НД 400/16	803	280	677	110
НД 630/10	803	280	677	120
НД 1000/10	840	302	726	150
НД 1600/10	965	350	840	239
НД 2500/10	970	350	840	245