Для виконання курсового проекту Екологія міських систем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Кафедра «Хімія та інженерна екологія»
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
для виконання курсового проекту
з дисципліни «Екологія міських систем»
Укладач: Л.О. Яришкіна
для студентів IІІ курсу денної форми навчання спеціальності 7.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»
Дніпропетровськ – 2013
ЗАВДАННЯ ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛІНИ
«ЕКОЛОГІЯ МІСЬКИХ СИСТЕМ»
Розробити проект водопровідної очисної станції для господарсько-питного водопостачання міста (селища) на підставі вихідних даних щодо продуктивності станції, якості води джерела водопостачання та плану майданчика у масштабі 1:500 (додаток 1).
ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ ДО ВИКОНАННЯ
У процесі виконання курсового проекту студент повинен закріпити отримані їм теоретичні знання[1-3,4-6], детально познайомитися з особливостями… Варто пам'ятати, що при визначенні розмірів будинків у плані варто… - похідний модуль 60М (6000 т) без обмеження;
1.1 Визначення повної витрати води, що надходить на очисну станцію.
1.2 Вибір методу обробки води й складу очисних споруд.
1.3 Короткий опис обраної технологічної схеми й основних споруд.
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ
КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
ВИЗНАЧЕННЯ ПОВНОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ
ОЧИСНОЇ СТАНЦІЇ
Повна продуктивність очисної станції qповн визначається за формулою:
м3/год (1.1)
де Qк - корисна продуктивність очисної станції, м3/добу;
Qвл - витрата на власні потреби станції, м3/добу, складає 10÷20% від Qк. (визначається залежно від типу споруд і якості вихідної води).
ВИБІР МЕТОДУ ОБРОБКИ ВОДИ Й СКЛАДУ
Застосування того або іншого методу залежить від властивостей води природних джерел водопостачання, вимог споживачів і техніко-економічних… Для обґрунтування методу очищення води необхідно зіставити якість води… Склад очисних споруд за обраними методами очищення води варто підбирати відповідно до табл. 15[4].
ВИСОТНА СХЕМА ОЧИСНОЇ СТАНЦІЇ
Необхідно розробити попередню схему очисних споруд (виходячи з обраного складу споруд), висотну схему із самопливним режимом потоку води, а потім уточнити їх у процесі проектування [4]. Споруди на площадці варто розміщати з урахуванням рельєфу місцевості й розрахункових перепадів, що відповідають гідравлічним втратам у спорудах і комунікаціях.
Висотну схему варто починати з найбільш низько розташованої споруди - резервуара чистої води, найвищий рівень води в якому повинен перебувати над поверхнею землі не менше ніж на 0,5м. Далі, на основі нормативних витрат напору в спорудах і комунікаціях, необхідно знайти відмітки рівнів води в кожній споруді схеми.
Для попередніх розрахунків варто прийняти наступні перепади рівня води рекомендовані п.6.219[4]:
- у змішувачі - 0,5-0,6м;
- у камері хлоп`єутворення - 0,4-0,5м;
- у відстійниках - 0,7-0,8м;
- у прояснювачах зі шаром змуленого осаду - 0,7-0,8м;
- у швидких фільтрах - 3,0-3,5м, у повільних фільтрах – 1,0-1,5м;
- у контактних прояснювачах - 2-2,5м;
в комунікаціях:
- від змішувачів до відстійників- - 0,4м;
- від змішувачів до прояснювачів - 0,4м;
- від відстійників або прояснювачів до фільтрів - 0,5-0,6м;
- від фільтрів до РЧВ - 0,5-1м.
Схеми очисних станцій за їх різної продуктивностю й складом споруд докладно наведено в [7-9].
РОЗРАХУНОК СПОРУД РЕАГЕНТНОГО ГОСПОДАРСТВА
Перш ніж приступити до розрахунку очисних споруд і їх елементів, необхідно докладніше ознайомитися з конструкціями окремих споруд, з наявними типовими проектами. При проектуванні прагнути до максимальної уніфікації споруд, керуватися вказівками СНіП 2.04.02-84 [4].
При реагентному методі очищення води вибір конкретного реагенту відбувається за даними табл. 4.1 залежно від якості вихідної води й прийнятого способу обробки.
Визначення доз реагентів
4.1.1 Прояснення та знебарвлення води
Для усунення підвищеної кольоровості й каламутності природних вод проводять обробку їх коагулянтами. В якості коагулянтів найчастіше використовують сірчанокислий алюміній (очищений і неочищений), гідроксохлорид алюмінію, залізний купорос і хлорне залізо.
Таблиця 4.1
, мг/л (4.1)
мг/л (4.2)
У випадку утворення хлорфенольних запахів за 2-3 хв до первинного хлорування у воду вводиться розчин аміаку (преамонізація води). Кількість аміаку… У разі використання в якості дезинфікуючих реагентів озону, діоксиду хлору,…
Якщо в технологічній схемі передбачений швидкий фільтр, можливо завантаження його шаром АВ.
У випадку використання перманганату калію спочатку проводять первинне… Якщо для видалення запахів використовується озон, то він вводиться перед фільтрами. Доза озону призначається за даними…
Доза хлоруючого реагенту у розрахунку на активний хлор приймається:
Dx =0,75 + 2,0 мг/л – для знезараження води при наявності незначного… Dx = 3÷5 мг/л - для попереднього хлорування, що застосовується при проясненні сильно кольорових вод і вод,…
Реагентный цех
До складу реагентного цеху входять окремі приміщення, призначені для зберігання різних реагентів, а також для розміщення ємностей і устаткування, необхідних для приготування й дозування розчинів. Складські приміщення проектують для зберігання тридцяти- (п’яти)денного запасу реагенту й влаштовуються ізольовано від приміщень із устаткуванням.
При сухому зберіганні склад реагентів влаштовується в окремому приміщенні. Сірчанокислий алюміній зберігається навалом з висотою шару до 2 або 3,5м…
м2 (4.3)
Відділення вапнування складається із двох ізольованих приміщень. У першому міститься склад з устаткуванням для приготування й зберігання міцного… Сухе зберігання вапна.
Площу складських приміщень для сухого зберігання вапна визначають за формулами (4.3) і (4.4), приймаючи h = 1,5 м, в =…
На складі вугілля зберігається в тарі постачальника в паперових тришарових мішках або фанерних барабанах. Висота шару мішків не повинна перевищувати… Ємність гідравлічної або лопатевої мішалки Wn визначається за формулою (4.5),…
Відділення хлору
Хлорування води забезпечує високий ефект знезараження. Установки прості, дешеві й можуть застосовуватися на станціях будь-якої продуктивності.
а) Визначають потрібну кількість хлору за формулою (4.10)
,г/год, (4.10)
Розчинні баки для готування розчинів розраховуються звичайно місткістю 150-200 л, що становить близько 10% від місткості витратного бака, але не… Ємкість дозувального бачка становить 50-100 л.
Ємкість витратного бака W для приготування розчину хлорного вапна визначається за формулою (4.13)
Установки для озонування або УФ-опромінення
Вибір установок здійснюється відповідно до каталогів сучасного обладнання згідно розрахункової дози озону або інтенсивності УФ-випромінювання.
РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ СПОРУД СТАНЦІЇ
При виконанні курсового проекту студент повинен визначити конструктивні розміри основних споруд станції водопідготовки: змішувачів, прояснювачів, камер хлоп’єутворення, відстійників, швидких та повільних фільтрів та запропонувати сучасне обладнання відповідно каталогів обладнання провідних виробників.
Найбільше поширення одержали змішувачі:
а) шайбові - для станцій будь-якої продуктивності;
б) перегородчасті й дирчасті - для станцій продуктивністю до 500-1000 м3/год;
Рисунок 5.1 - Шайбовий змішувач
Приклад. Продуктивність Qдоб = 24000 м3/доб, qгод = 1000 м3/год. Діаметр трубопроводу, що підводить воду при швидкості…
Розрахунок зводиться до визначення розмірів змішувача (довжини, ширини, висоти). Площа змішувача й проходів визначається за формулою
q повн/с = w·v, м3/с (5.1)
Рисунок 5.3 - Дирчастий змішувач:
1 – дирчасті перегородки, 2 – переливний кран
Застосовується на станціях середньої й великої продуктивності. Витрата води в одному змішувачі не повинна перевищувати 1200-1500 м3/год. Швидкість…
Рисунок 4 Вертикальний (вихровий) змішувач^
Камери хлоп’єутворення
Камери хлоп’єутворення призначені для швидкого та повного утворення у воді осаду.
Установка їх передбачається тільки в тому випадку, якщо в схемах для прояснення води запроектовані відстійники. Влаштовують їх зазвичай вбудованими у відстійники, або так, щоб вони примикали до останніх, щоб не було руйнування пластівців у комунікаціях камери.
Типи камер, що застосовуються: перегород часті, коловоротні, коридорні.
Рисунок 5.5 – Перегородчаста камера хлоп’єутворення
з горизонтальним рухом води
Площа однієї коловоротної камери (у плані) (рис. 5.7).
м2
Рисунок 5.8 - Схема руху води в горизонтальних відстійниках:
а- одноповерховому прямоточному (розріз); б- двоповерховому прямоточному (розріз); в- двоповерховому з поворотом…
м2(5.11)
Коефіцієнт розподілення води між зоною прояснення і
H - середня глибина зони осадження, м (варто визначати за висотною схемою, при цьому необхідно враховувати рівень залягання ґрунтових вод і… При кількості фільтрів менше шести необхідно визначаємо додаткову висоту… б) Визначаємо ширину відстійника
Порядок розрахунку:
а) Визначаємо площу відстійника в плані за формулою 5.19.
Концентрація ущільненого осаду в залежності від початкової
Діаметр трубопроводу для випуску осаду з відстійника приймаємо 150 - 200 мм.
Згідно визначених параметрів (L,D) обираємо типову конструкцію відстійника…
Кожний прояснювач має 4 зони: 1) зваженого осаду, 2) прояснення,3) відділення осаду, 4) ущільнення осаду.
Нижче зазначений порядок розрахунку прояснювача коридорного типу з… 1. Визначати площу прояснювача (у плані)
Використовуються фільтри:
а) однопоточні - з рухом води зверху вниз;
б) двопоточні - з одночасним рухом води зверху вниз і знизу вверх.
Fж = (5.28)
Напірний фільтр представляє собою закритий сталевий резервуар (вертикальний або горизонтальний), розрахований на внутрішній тиск до 6 атм (рис.… На станціях великої продуктивності доцільно влаштовувати горизонтальні напірні… Розрахунок напорного фільтра
Порядок розрахунку
Контактні прояснювачі КО-3 відрізняються більш високими техніко-економічними… Рисунок 5.12 – Контактні прояснювачі КО-1(а) і КО-3(б):
Конструкції й габарити резервуарів обираємо відповідно до типових проектів або за літературними даними каталогів обладнання.
Додаток 1
Генплан майданчику очисних споруд
Таблиця 2
Таблиця 3
1. Для водопроводів, що подають воду без спеціальної обробки за узгодженням з органами санітарно-епідеміологічної служби, допускається: сухий… 2. Сума концентрацій хлоридів і сульфатів, виражених у частках гранично… 1.5.3. Органолептичні властивості води повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл.4.
Насоси та повітродувки, що застосовуються у
Реагентному господарстві
Таблиця 1
Таблиця 3
Таблиця 4
1. Конституція України. Верховна Рада України; Конституція, Закон від 28.06.1996 № 254к/96-ВР.
2. Водний кодекс України. Верховна Рада України; Кодекс України, Закон, Кодекс… 3. Про питну воду та питне водопостачання. Верховна Рада України; Закон від 10.01.2002 № 2918-III
Яришкіна Лариса Олександрівна
Методичні вказівки до курсового проекту
Редактор Т. В. Мацкевич