Технические Средства Аквакультуры

Для ориентировочных подсчетов дозу коагулянта можно определить для мутных вод по количеству взвешенных веществ согласно 
табл. 3, а также рекомендациям СНиП 2.04.02 - 84.

Расчетные данные реагентов устанавливают по данным пробной 
обработки воды или по опыту эксплуатации аналогичных очистных сооружений.

Таблица 3.Оптимальные дозы реагентов

Мутность воды, мг/л	Доза безводного коагулянта для обработки мутных вод, мг/л
Свыше 200 до 400	35-45

Расчетную дозу коагулянта (Дк) в пересчете на безводный сульфат алюминия для обесцвечивания коагуляцией цветных вод определяют по формуле

,

где Ц – цветность обрабатываемой воды ( определяется по платиново –

      кобальтовой шкале, град)

    Дк по мутности равно М=300, Дк=60 мг/л

   За расчетную дозу принимаем  Дк по мутности, что больше значения

    При одновременном содержании  в воде взвешенных веществ  и цветности принимается наибольшее  значение из доз коагулянта, приведенных в табл. 4 или рассчитанных по формуле.

 

Таблица 4.Оптимальные дозы коагулянта

Содержание взвешенных веществ в исходной воде, мг/л	Доза А12(S04)3,при содержании в воде извести
	тонкодисперсный                                   (u˂0,05 мм/с)	грубодисперсный
До 100	35	25
101-200	45	30
201-400	60	40

 

      Меньшие значения  доз относятся к воде, содержащей  грубодисперсную взвесь.

     При расчетах реагентов  проверяют необходимость подщелачивания  воды в паводковый период по  формуле

,

где – доза извести для подщелачивания воды в паводковый период,

         мг/л;  

        - коэффициент для извести ( по СаО), k=28;

        – молярная масса эквивалента коагулянта, принимают для А12(S04)3,    

        ек =57;

        - щелочность воды в паводок (карбонатная жесткость воды в паводок), моль/л (мг-экв/л);

        1-избыток щелочности, мг-экв/л.

 

     получается со знаком минус (- 162,7), значит природная щелочность достаточна и подщелачивание не требуется.

    Расчет растворного и расходных баков. Для приготовления растворного коагулянта устанавливают растворный и расходные баки.

   Вместимость (м3)растворного бака определяем по формуле

,

где qрасч- расчетная часовая производительность станции, м3/ч:

,

       t-время полного цикла приготовления раствора коагулянта. При 

          температуре воды до 40°С. Принимаем  t=6 часов;

       - плотность раствора коагулянта, т/м;

       Дк- доза коагулянта ( максимальная), Дк=45мг/л;

       bр-концентрация раствора коагулянта в растворном баке. Для  

            неочищенного раствора bр=17°(СНиП 204.01-84).

 .

    Вместимость  расходных баков

,

где b- концентрация раствора коагулянта в расходном баке. Изменяется в   

      пределах 5÷12%, принимаем b=10%.

.

    Число расходных  баков (n=2) , тогда вместимость одного

,

.

   Растворный и расходные баки принимаем квадратной формы. По рабочей высоте растворного бака hб, принимаем hб=0,9 над колосниковой решеткой   ( с прозорами 10-15мм), определяем площадь (м2) бака ( строительная высота на 0,3м ). Принимаем hб=0,6+0,3=0,9 м.

 

 

    При  квадратной форме бака размер (м) его сторон

  .

   Определяем площадь расходного бака, приняв  высоту расходного бака

 

 

    Размер сторон  расходного бака 

 

 

      Выбор воздуходувки, дозаторов и складского помещения. Интенсификация процесса растворения реагентов достигается перемешиванием растворяемого химиката в водной среде. Для растворения коагулянта и перемешивания подается сжатый воздух интенсивностью:

     для  растворения-

     принимаем  wр=8 л/с.м2;

     для  перемешивания в расходных баках-

     принимаем  wр=3 л/с.м2;

    Расход  сжатого воздуха, подаваемый в  растворный бак, определяется по  формуле

;

.

     Расход сжатого воздуха, подаваемый в расходный бак для интенсификации перемешивания воды с реагентом, определяется по зависимости

.

     Общий  расход сжатого воздуха

 

    Принимаем  две воздуходувки марки ВК-6.

    Растворный  бак и дозатор для реагентного хозяйства представлены на рис. 9 и 10.

Рис. 9. Конструкция растворного бака

1 - подача подогретой воды ; 2- колосниковая решетка;  3,5 - верхняя и нижняя воздухораспределительная система; 4-сброс осадка; 6- отбор раствора; 7- подача сжатого воздуха; 8 - поплавок.

 

 

Рис.10. схема поплавкового дозатора

1 – поплавок; 2 – воздушная трубка; 3 – позирующая  диафрагма; 4 – воронка, отводящая раствор в смеситель; 5 – запорный вентиль; 6 – отводящая труба

 

5.4.Расчет  вихревого смесителя гидравлического  типа.

 

     Для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды и обеспечения протекания реакции во всем ее объеме необходимо полное и быстрое перемешивание. Смешение реагента с водой осуществляется в смесителе гидравлического типа (рис. 10.). Смеситель состоит из двух частей; цилиндрическая — верхняя и пирамидальная - нижняя. Центральный угол между наклонными стенками α = 30 - 50°.

Площадь горизонтального сечения в верхней (цилиндрической) части смесители

 

     где  qрасч- расчетный часовой расход очистной станции:

Рис.10 Схема смесителя:

1 - корпус; 2 - отвод воды; 3 - сборный карман; 4 - водосборный лоток; 5 - подача исходной  воды; 6 - ввод реагентов; 7 - сброс  в канализацию.

 

,

     vв-скорость входящего потока на уровне водосборного лотка, м/ч.     

         Принимаем vв=108 м/ч.

     Площадь  горизонтального сечения в верхней ( цилиндрической) части смесителя

.

     Определяем диаметр цилиндрической части смесителя

 

     Площадь  сечения

w=qc÷vвх,

где  qс- расход воды в смесителе, м3/с:

0,07 м3/с;

vвх- скорость восходящего движения в конической части смесителя.     

      Принимаем  vвх=1,2 м/с.

wвх

    Диаметр конической части смесителя

 

    Высота  конической части смесителя

 

    Полный  объем смесителя при t=1,5

,

где t-время пребывания воды в смесителе. Принимаем 1,5 мин.

     Объем конической части смесителя

 

     Объем  цилиндрической части

.

    Высота  цилиндрической части

 

    Общая  высота вихревого смесителя

 

 

 

 

 

 

5.5.Расчет  вертикального отстойника со  встроенной водоворотной камерой  хлопьеобразования

 

     Вертикальный отстойник- цилиндрический бассейн, в котором вода при отстаивания движется в вертикальном направлении снизу вверх (рис.11)

Рис.11 Вертикальный отстойник:

1 - корпус; 2 - центральная труба; 3 - подающая труба; 4 - сборный желоб; 5 - отводная труба; 6 - гаситель; 7 - труба отвода осадка.

 

     Их применяют только для осветления воды, обработанной коагулянтом. В центре отстойника расположена встроенная водоворотная камера хлопьеобразования, в которую подается вода из смесителя. Из камеры хлопьеобразования вода через гаситель выходит в нижнюю часть отстойника. Здесь она изменяет направление и движется вверх; по кольцевому пространству между камерой хлопьеобразования и стенками отстойника. В верхней части вода переливается через горизонтальные кромки стенок отстойника, поступает в отводящий кольцевой желоб и далее отводится на фильтры. Выпавший из воды осадок накапливается в конической части отстойника, откуда периодически выпускается самотеком (под давлением столба воды в отстойнике) через спускную трубу. Цилиндрическая часть отстойника, где выпадает взвесь, называется зоной осаждения. Высоту ее принимем равной 4,5 м. Нижняя коническая часть, с которой накапливается и уплотняется выпавший осадок, называется осадочной частью.

     Принимаем высоту  отстойной части Н0= 4,5 м; количество отстойников n =4, расчетную скорость восходящего потока u=0,5 мм/с.

     Площадь камеры хлопьеобразования  определяется по формуле

,

где hк-высота камеры хлопьеобразования, hк 0,9 х Н0

          q0- расход воды, поступающей на один отстойник:

;

       t- время пребывания воды в камере хлопьеобразования. Принимаем   

       t=15 мин.

.

     Диаметр  камеры хлопьеобразования находим  по формуле

 

    Площадь  отстойника определяется как  сумма площадей зоны осаждения  и камеры хлопьеобразования

,

где  Fз.о- площадь зоны осаждения

 

где βоб- коэффициент, учитывающий использование объема   отстойника, 

      βоб=1,3;

      vр- расчетная скорость восходящего потока. Принимаем vр=0,5 мм/с.

 

    Площадь  отстойника

 

   Диаметр  отстойника определяется аналогичным  образом:

 

    Высота  конической части отстойника

 

 

5.6. Расчет  однослойного однопоточного безнапорного  скорого фильтра.

 

     Важнейшей  стадией осветления воды является  ее фильтрование. При фильтровании  вода проходит через пористую  среду, образованную слоем фильтрующего  материала.

Важнейшей стадией осветления воды является ее фильтрование. При фильтровании вода проходит через пористую среду, образованную слоем фильтрующего материала.

     Скорый безнапорный фильтр - это прямоугольный железобетонный резервуар, который загружен кварцевым песком, уложенным на гравийный поддерживающий слой (рис. 12). Осветляемая вода по трубопроводу подается на фильтр, проходит через фильтрующую загрузку, в которой задерживаются взвешенные частицы, которые собираются дренажной системой. Дренаж выполняют из перфорированных труб. Из дренажа по трубопроводу осветленная вода отводится в резервуар для чистой воды. В зависимости от количества воды, поступающей на фильтр, и содержания в ней взвешенных веществ его периодически промывают (через 12 ... 72 ч) обратным током воды. Промывная вода по трубе подается в дренаж, который равномерно распределяет воду по площади фильтра. При движении воды снизу вверх через загрузку фильтрующий слой расширяется, увеличиваясь в объеме, и перемешивается, в результате чего происходит отмывка зерен загрузки от загрязнений. Промывная вода собирается желобами и отводится в карман или канал. В период промывки задвижки на трубах, предназначенных для отвода фильтра, закрыты.

    Расход воды, подаваемой  на промывку 1м2 фильтрующей поверхности загрузки, называют интенсивностью промывки (л/с м2). Продолжительность подачи промывной воды на скорый фильтр составляет 5- 8 мин. После промывки фильтр снова включают в работу.

 

Рис.12 Скорый фильтр:

1 – карман  фильтра; 2 – подача исходной воды; 3 – сброс промывной воды; 4 –  отвод фильтра; 5 – подача промывной  воды; 6 – желоба; 7 – окна; 8 – коллектор; 9 – трубчатая распределительная  система; 10 – воздушник; 11 – поддерживающий  слой; 12 – ответвления; 13 – отверстия  в ответвлениях; 14 – уровень воды  при промывке фильтра.

 

     Суммарную площадь  скорых фильтров Fф определяют по формуле, рекомендуемой СНиП 2.04.02-84

 

где Q р – расчетная производительность станции очистки, м3/сут;

      Тст- продолжительность работы станции в течении суток, ч. Принимаем  

            Тст =24 часа;

      vн – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч.

             Принимаем vн-6 м/ч;

      nпр – число промывок одного фильтра за сутки при нормальном режиме  

             эксплуатации. Принимаем nпр- 2;

     qпр- удельный расход воды на одну промывку 1 м2 фильтра;

      tпр- время простоя фильтра в связи с промывкой. Принимаем для

            фильтров , промываемых водой, tпр=0,33 ч;

      Принимаем w= 12 л/с.м2.

     Расчетная  производительность станции 

     Qр= 6407,2 м3/сут; Qр=266,96м3/ч; qр=0,07 м3/с.

    Удельный  расход воды на одну промывку 1м2 фильтра определяется по формуле

 

где t- продолжительность промывки, мин.t=6 мин=0,1 ч.

 

 

    Число  фильтров определяем по формуле

 

    На  станциях очистки с пропускной  способностью более 1600 м3/ сут СНиП рекомендует принимать не менее 4 фильтров. Поэтому принимаем Nф= 4 шт.

    Площадь  одного фильтра

 

    Размер  одного фильтра в плане 2х6м. Для таких размеров ( площадь фильтра f˂40м2) принимаем конструкцию фильтров с боковым карманом. Суммарная площадь фильтров Fф=.

    Определяем  расход промывной воды (qпр) на одни фильтр в зависимости от w:

 

    Ширину  желоба вычисляем по формуле

 

где k- коэффициент. Для желоба с треугольным основание k=2,1;

       а- отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его   

            ширины. Принимаем а=1,0.

 

 

5.7. Резервуар чистой воды

 

     Резервуар - это емкость, заглубленная в землю. Верхнюю часть подземных резервуаров покрывают утепляющей земляной обсыпкой толщиной около одного метра. В резервуарах предусматривают регулирующий объем и хранение запасного объема на случай аварии.

     В общем виде полный  объем (м3) резервуаров определяем по формуле

 

где  W- полный объем резервуаров, м3;

         Wрег – регулирующий объем, м3. Этот объем равен часовой 

                   потребности в воде  Qр=331,2м3/час