Расчет объема резервуара чистой воды

Ультрафиолетовое обеззараживание воды. Расчет резервуара чистой воды

Страницы работы

Содержание работы

5 Ультрафиолетовое обеззараживание воды

Технология ультрафиолетового обеззараживания воды имеет неоспоримые преимущества по сравнению с технологиями хлорирования и озонирования: мгновенное обеззараживание; экологически более чистая; эффективней против вирусов; не приводит к изменению цвета и запаха воды; безопаснее и значительно проще в обслуживании; значительно дешевле, чем капитальные и эксплуатационные расходы при хлорировании и озонировании.

На рисунке 6 представлен общий вид безнапорной установки.

1 – задвижка; 2 – кассеты; 3 – входной шибер; 4 – распределительное устройство; 5 – крышка; 6 – выходной шибер; 7 – тельфер

Рисунок 6 – Общий вид бактерицидной установки с десятью кассетами

Потребный бактерицидный поток, , вт, определяется по формуле

, (155)

где α – коэффициент поглощения облучаемой воды, для родниковой, грунтовой и инфильтрационной воды принимаем α = 0,15 см -1 ;

k – коэффициент сопротивляемости облучаемых бактерий, принимаем равным 2500 мквт·с/см 2 ;

P– количество бактерий в 1 дм 3 воды до облучения, принимаем равным коли-индексу P = 1000;

P – количество бактерий в 1 дм 3 воды после облучения, или коли-индекс облучённой воды, принимаемый P = 1;

η_п – коэффициент использования бактерицидного потока, для установок с погружным источником принимаем η_п = 0,9;

η – коэффициент использования бактерицидного излучения, зависящий от толщины слоя воды, её физико-химических показателей и конструктивного типа установки, принимаем равным 0,9.

вт.

Потребное число ламп, , шт, определим по формуле

, (156)

где F_л – расчётный бактерицидный поток лампы после 4500 – 5000 ч горения, F_л = 75 вт.

шт.

Следовательно установка типа ОВ-1П-РКС должна состоять из трех кассет, по шесть ламп в каждой. Принимаем две рабочих и одну резервную, или всего (3+1)·6 = 24 ламп.

Длина рабочей части канала установки, , м, определим по формуле

, (157)

где l – расстояние между кассетами, равное 0,4 м;

N – общее количество кассет.

м.

6 Расчет резервуара чистой воды

Для повышения надежности системы водоснабжения применяют резервуар чистой воды для хранения в них регулирующего, противопожарного и аварийного запасов воды. Общее число в одном узле системы должно быть не менее двух. В РЧВ должна обеспечиваться циркуляция воды и обмен всей воды в течение не менее пяти суток. Внутренняя поверхность резервуара должна быть оштукатурена или покрыта полимерными пластинами.

Регулирующий объем воды в резервуаре, , м 3 , должен определяться по графикам поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле

, (158)

где К_н – отношение максимальной часовой подачи воды в регулирующую емкость к среднему расходу в сутки максимального водопотребления;

К_ч – коэффициент часовой неравномерности отбора воды из регулирующей емкости.

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления определим по формуле из [1]

, (159)

где α_max – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаем α_max = 1,25;

β_max – коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте,

Коэффициент К_н найдем по следующей формуле

, (160)

, (161)

м 3 /ч,

м 3 .

Объем воды для промывки фильтров, , м 3 , составит

, (137)

где q_пр – количество воды, необходимое для одного фильтра, м 3 ;

N – количество фильтров;

n – количество промывок за сутки.

м 3 .

Общий объем резервуара чистой воды, , м 3 , определим по формуле

, (139)

где W_доп – противопожарный объем воды, W_доп = 1296 м 3 .

м 3 .

Принимаем 2 резервуара размерами в плане 26×26 м, глубиной 4,5 м, общим объемом =6084 м 3 .

7 Составление высотной схемы

Сооружения надлежит располагать по естественному склону местности с учетом потерь напора в сооружениях, соединительных коммуникациях и измерительных устройствах.

Составление высотной схемы (при самотечном движении воды) начинаем с конечного сооружения, т.е. с РЧВ, задавшись отметкой наивысшего уровня воды в нем. Эта отметка должна быть на 0,25 – 0,5 м выше отметки земли (для предотвращения инфильтрации грунтовых вод в РЧВ).

По заданию эта отметка равна 130 м.

Читать еще: К чему снится вылить грязную воду

Опираясь на укрупненные потери напора, которые сведены в таблицу 4, согласно СниП [2, пункт 6.219] строим высотную схему.

Проектирование хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения населенного пункта

Wрег = (12,32 11825) / 100 = 14568 м3 (46)

где = 14568 м3/сутки (табл. 1.1)

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушении одного пожара на предприятии, то

W10минн.з.пож = (70 ∙ 10 ∙60) / 1000 = 42м3 (47)

Согласно таблицы 1.1.

W10минн.з.х-п = (694,303 ∙10) / 60 = 115,7171 м3 (48)

Wнз = ;

42 + 115,7171 = 157,7171 м3 (49)

;

Wб = 14568 + 115,7171 = 145841,7 м3 (50)

По приложению III принимаем типовую водонапорную башню высотой 22,5 м с баком емкостью Wб = 500 м3.

Зная емкость бака, определим его диаметр и высоту:

Дб = 1,24 3Ö Wб = 1,24 = 9,8 м. Нб = Дб /1,5 = 9,8/1,5 = 6,5 м.

Расчет резервуаров чистой воды

Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения:

Wр.ч.в. = Wрег + Wнз

Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъемов.

Режим работы НС-I обычно принимается равномерным, так как такой режим наиболее благоприятен для оборудования НС- I и сооружений для обработки воды. При этом НС-I, так же как и НС-II, должна подать все 100% суточного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды НС-I составит 100/24 = 4,167% от суточного расхода воды в поселке. Режим работы НС-II приведен в разделе 3.

Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-I и НС-II (рис. 6.1). Регулирующий объем в процентах от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площади «б».

Wрег = (5 – 4,167) 16 = 13,3%, или

Wрег = (4,167 – 2,5) 5 + (4,167 – 2,5) 3 = 13,3%. (51)

Суточный расход воды составляет 3814,5 м3 и регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:

Wрег = (11825 х 13,3)/100 = 1572,72 м3 (52)

Неприкосновенный запас воды Wн.з. в соответствии с п. 9.4 СНиП 2.04.02–84 определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов (пп. 2.12 – 2.17, 2. 20,2.22 – 2.24 СНиП 2.04.02–84 и пп. 6.1 – 6.4 СНиП 2.04.01–85), а также обеспечение максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения с учетом требований п 2.21 СНиП 2.04.02–84.

Рис. 6.1. Режим работы НС-II и НС-I: а – поступление воды в резервуар; б – убыль воды из резервуара

Wн.з. = Wн.з.пож + Wн.з.х-п

При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуар осуществляются системами водоснабжения I и II категории по степени обеспеченности подачи воды, т.е.

Wн.з. = (Wн.з.пож + Wн.з.х-п) – Wн.с-1

В нашем примере:

Wн.з.пож = 140 3 3600 /1000 = 1512 м3, (53)

где tт = 3 ч – расчетная продолжительность тушения пожара (п 2.24 СНиП 2.04.02–84).

При определении Qпос.пр не учитываются расходы воды на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технологического оборудования на промышленном предприятии, а также расходы воды на поливку растений в теплицах, т.е. если эти расходы воды попали в час максимального водопотребления, то их следует вычесть из общего расхода воды (п. 2.21 СНиП 2.04.02–84). Если при этом Qпос.пр окажется ниже, чем водопотребление в какой-либо другой час, когда душ не работает, то максимальный расход воды следует принимать в соответствии со столбцом 10 табл. 1.1.

В данном примере Q’пос.пр = 670,1655 м3

Wн.з.х-п = 670,1655 х 3 = 2010,49 м3 (54)

Во время тушения пожара насосы НС-I подают в час 4,167% суточного расхода воды, а за время будет равен:

Wнс-1 = (11825 ∙4,167 ∙ 3) / 100 = 1478,24м3 (55)

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

Читать еще: Живые клетки проводящей ткани

Wн.з. = (1512 + 686,82) – 476,85 = 1721,97 м3 (56)

Полный объем резервуаров чистой воды:

Wр.ч.в.= 507,33 + 1087,47 = 1594,8 м3 (57)

Согласно п. 9.21 СНиП 2.04.02–84 общее количество резервуаров должно быть не менее двух, причем уровни НЗ должны быть на одинаковых отметках, при включении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50% НЗ, а оборудование резервуаров должно обеспечивать возможность независимого включения и опорожнения каждого резервуара.

Принимаем два резервуара объемом 800 м3 каждый (приложение IV).

Рис. 6.2. План камеры переключения резервуара чистой воды для HC-II низкого давления

Рис. 6.3. План камеры переключения РЧВ для НС-II высокого давления

Подбор насосов для насосной станции второго подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней двух основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна:

Qхоз.нас = 11825 2,5 /100 = 295,625 м3/ч = 82,11 л/с (58)

Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле

Нхоз.нас = 1,1hвод + Нвб + Нб + (zвб – zнс),

где hвод — потери напора в водоводах, м; Нвб — высота водонапорной башни, м; Нб – высота бака водонапорной башни, м; zвб и zнс – геодезические отметки, соответственно, места установки башни и НС-II; 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления (п. 4. приложения 10 СНиП 2.04.02–84)

Определение полного объема резервуаров чистой воды.

Резервуары чистой воды (рис. ) расположены на территории очистной станции и выполняют роль запасных и регулирующих емкостей. Прошедшая необходимую очистку вода забирается из них насосами второго подъема и подается в сеть города. Объем резервуаров определяется по формуле

(20)

Регулирующий объем определяется совмещением графика поступления воды в резервуар от очистных сооружений и графика отбора воды из резервуара насосами второго подъема (см. рис. 2, 3):

(21)

где W I ,W II – наибольшие ординаты между интегральными линиями подачи (ОС) и потребления (НС-II), %.

Неприкосновенный запас воды на тушение расчетного количества пожаров в течение 3-х часов согласно [1, п. 9.4]:

(22)

Объем воды на собственные нужды очистных сооружений согласно [1, п. 6.6] можно принимать равным 10-14% от максимального суточного расхода. Резервуары чистой воды принимаются по типовым проектам (прил. 9), их количество должно быть не менее двух [1, п. 9.21].

Для нахождения необходимого напора насосов второго подъема определяются отметки дна z₁, и неприкосновенного пожарного запаса z₂ (см. рис. 7) исходя из количества резервуаров n, их размеров и подсчитанных объемов, хранящихся в каждом резервуаре:

(23)

где F_рчв – площадь основания резервуара чистой воды, м 3 .

При этом верхний уровень воды z_в в резервуаре чистой воды принимается на 0,5…1,0 м выше отметки земли. Отметка земли у РЧВ принимается по генплану.

Резервуары чистой воды принимаем по типовым проектам, их количество 2 – ТП 90-4-63.83 (объем – 1400 м, размеры основания — 18×18 м, высота – 4,84м).

Расчет емкости и конструирование РЧВ;

Определение фактических свободных напоров в узлах систем водоснабжения

Отображение режимов водопотребления населения и промпредприятий. Построение суммарных графиков водопотребления города

Организация противопожарного водоснабжения в НП. Системы пожаротушения высокого и низкого давления

По способу тушения пожара системы подразделяются на системы пожаротушения высокого и низкого давления. При системе пожаротушения высокого давления водопровод должен обеспечить в надлежащий момент не только подачу воды к месту пожара установленными нормами пожарного расхода воды, но и повышение давления водопроводной сети до величины, достаточной для создания пожарных струй непосредственно от гидранта. Обычно в этих системах повышение давления обеспечивается лишь на время тушения пожара. Минимальное гидростатическое давление в наружной сети противопожарного водопровода высокого давления должно обеспечивать высоту компактной струи не менее 10м при расчетном расходе и расположении ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания, но не превышать 0,4МПа. Максимальное давление у любого гидранта не более 0,9МПа, в хоз-п/пожарном водопроводе не более 0,6МПа, в производственно-п/пожарном – не более 0,9МПа.

Читать еще: Игровые площадки от производителя

При системе низкого давления водопровод должен обеспечить лишь подачу увеличенного в связи с пожаром расхода воды. Напор для получения пожарных струй создается передвижными пожарными насосами, забирающими воду из водопроводной сети через гидранты. Системы пожаротушения высокого давления применяют иногда в водопроводах промпредприятий. В НП обычно применяют системы низкого давления.

При проектировании водопровода знать только максимальное водопотребление недостаточно. Необходимо еще знать почасовое распределение потребления воды в течение суток. Точно установить график возможного водопотребления невозможно, но приблизительно можно. Обычно ориентируются на водопотребление аналогичных НП. Кроме того, разработаны типовые графики водопотребления в зависимости от к-та неравномерности K = Q_max/Q_cp (график водопотребления). Работа НС.

Фактических свободных напоров в узлах сети определяется по ф-ле:

H_св ф = П_i – Z_i, где П_i – пьезометрическая отметка i-ой точки, Z_i – отметка земли в i-ой точке.

Если фактический свободный напор во всех точках сети ≥ требуемым свободным напорам, то ДТ выбрана правильно. Если условие не выполнено, то необходимо выбрать новую ДТ и повторить расчет.

Резервуары предназначены для хранения хозяйственно-питьевого, противопожарного запасов воды, и запасы воды на собственные нужды очистных сооружений.

Объем резервуара определяется по формуле: W_РЧВ = W_рег_. + W_пож_. + W_о, м 3 , где: W_рег_. – регулирующая ёмкость резервуара чистой воды, Регулирующая емкость бака определяется по формуле: W_рег_. = (P * Q_c_ут_. _max)/100, м 3 , где Р – максимальный остаток в баке. Q_c_ут_. _max — максимальный суточный расход. W_пож_. – неприкосновенный противопожарный запас воды, определяемый из расчёта подачи воды на тушение пожара в течение 3 часов наибольшего водопотребления; определяется по формуле: W_пож_. = 3 * (Q_max _хоз. + Q_пож.ч – Q₁), м 3 , где Q_max _хоз. – максимальный хозяйственный расход в часы максимального, м 3 /ч, Q_пож.ч – максимальный часовой расход на тушение, Q_пож_. = 3,6 * (q н. _пож_. * n + q вн. _пож_.), м 3 /ч, где q н. _пож_. – расход воды на тушение наружных пожаров, л/с; n – расчётное количество одновременных пожаров по СНиП); q вн. _пож_. – расход воды на тушение внутренних пожаров, л/с. Q₁ – часовая подача воды НС-II (4,17 % от Q_max _сут.), W_о – запас воды на нужды очистной станции: W_о = (5÷7)% * Q_max _сут.. Количество РЧВ принимается равным 2, тогда полезный объём одного резервуара равен: Wполезн. = W_РЧВ1 = W_РЧВ/2, м 3 . Принимаем марку РЧВ (b*l*h).

Зная параметры резервуара, определяют уровень воды в нём и пожарный объём по формулам:

— неприкосновенный противопожарный запас воды в резервуаре:

— величина слоя воды в резервуаре:

Также определяют отметки дна резервуара и пожарного уровня в нём:

Конструктивное оформление резервуаров весьма разнообразно. Ранее применялись кирпичные резервуары, а также из бутового камня. В современных системах водоснабжения преимущественное распространение получили ж/б резервуары самых различных форм, конструкций и методов изготовления. Стальные резервуары, устраиваемые наподобие нефтяных цистерн. Они имеют различную вместимость и строятся в виде вертикальных цилиндров различного Ø и высоты, иногда с ж/б и бетонным днищем. Трудность и большая стоимость защиты стальных резервуаров от коррозии, а также осуществление термоизоляции являются существенным препятствием к их широкому применению. Есть также резервуары, выполняемые в виде копаных в земле водоемов, используемых в качестве запасных емкостей. Их строят обычно открытыми.

В соответствии с требованиями строительных норм пожарный запас воды, превышающий 1000м 3 , должен быть разделен между двумя резервуарами. В крупных установках устраивают несколько резервуаров, дающих в сумме расчетный объем воды. Это обеспечивает бесперебойность работы системы, возможность выключения на ремонт отдельных резервуаров, а также выполнение строительства по очередям.