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

КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

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;

СКЛАД ПРОЕКТУ

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

ОЧИСНИХ СПОРУД

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

Вибір реагентів для очищення води

  , мг/л (4.1)  

Визначення дози Al2(SО4)3 для обробки каламутних вод

  мг/л (4.2)  

Визначення дози ПАА для обробки природної води

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,…

Видалення смаків і запахів

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…

Знезараження води

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.

Відділення коагулянту

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

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 =…

Відділення активованого вугілля

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.

Установки для хлорування води газоподібним хлором

а) Визначають потрібну кількість хлору за формулою (4.10)   ,г/год, (4.10)

Гіпохлоритом натрію

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.

Змішувачі

Найбільше поширення одержали змішувачі: а) шайбові - для станцій будь-якої продуктивності; б) перегородчасті й дирчасті - для станцій продуктивністю до 500-1000 м3/год;

Шайбовий змішувач

  Рисунок 5.1 - Шайбовий змішувач Приклад. Продуктивність Qдоб = 24000 м3/доб, qгод = 1000 м3/год. Діаметр трубопроводу, що підводить воду при швидкості…

Перегородчастий змішувач

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)

Дирчастий змішувач

  Рисунок 5.3 - Дирчастий змішувач: 1 – дирчасті перегородки, 2 – переливний кран

Вертикальний (вихровий) змішувач

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.

Перегородчасті камери хлоп’єутворення

  Рисунок 5.5 – Перегородчаста камера хлоп’єутворення з горизонтальним рухом води

Коловоротна камера хлоп’єутворення

Площа однієї коловоротної камери (у плані) (рис. 5.7).   м2

Відстійники

  Рисунок 5.8 - Схема руху води в горизонтальних відстійниках: а- одноповерховому прямоточному (розріз); б- двоповерховому прямоточному (розріз); в- двоповерховому з поворотом…

Порядок розрахунку горизонтальних відстійників

  м2(5.11)  

Коефіцієнт розподілення води між зоною прояснення і

Зоною відділення осаду

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

Вертикальні відстійники

Порядок розрахунку: а) Визначаємо площу відстійника в плані за формулою 5.19.  

Концентрація ущільненого осаду в залежності від початкової

Каламутності води

Діаметр трубопроводу для випуску осаду з відстійника приймаємо 150 - 200 мм. Згідно визначених параметрів (L,D) обираємо типову конструкцію відстійника…

Прояснювачі з шаром змуленого осаду

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)

Фільтри

Використовуються фільтри: а) однопоточні - з рухом води зверху вниз; б) двопоточні - з одночасним рухом води зверху вниз і знизу вверх.

Порядок розрахунку відкритих швидких фільтрів

  Fж = (5.28)  

Напорні швидкі фільтри

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

Контактні прояснювачі

Порядок розрахунку Контактні прояснювачі КО-3 відрізняються більш високими техніко-економічними… Рисунок 5.12 – Контактні прояснювачі КО-1(а) і КО-3(б):

Резервуари чистої води

Конструкції й габарити резервуарів обираємо відповідно до типових проектів або за літературними даними каталогів обладнання. Додаток 1 Генплан майданчику очисних споруд

Вимоги якості до води питної щодо мікробіологічних показників

Таблиця 2

Допустимий вміст хімічних речовин у природних водах

  Таблиця 3

Допустимий вміст хімічних речовин у природних водах, що впливають на органолептичні властивості води

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.

Вимоги до органолептичних властивостей води

Насоси та повітродувки, що застосовуються у

Реагентному господарстві

Таблиця 1

Кислототривкі насоси

Повітродувки

Таблиця 3

Насоси - дозатори

Таблиця 4

Дозатори типу ДИМБА

Насоси типу ФГ

Характеристика лопатевих змішувачів

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

 

 

Спорудження та монтаж пристроїв електропостачання

Методичні вказівки до курсового проекту   Редактор Т. В. Мацкевич