Расчет основного оборудования узла водоподготовки

Вода из проектируемой скважины по данным химического анализа не соответствует требованиям СанПин 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (таблица 1).

Для окисления двухвалентного железа в трехвалентное, задерживаемое фильтром в виде гидрата окиси, требуется обогащение воды кислородом. Аэрирование очищаемой воды осуществляется путем подачи воздуха вентилятором.

Исходная вода из скважин поступает на аэрацию, которая осуществляется разбрызгиванием воды с высоты 1 метр (относительно рабочего уровня воды в аэраторе) с одновременным вентилированием этого свободного объема бака. Время нахождения воды в баке составляет 40 минут.

Процесс окисления двухвалентного железа сопровождается увеличением содержания свободной углекислоты. В аэраторе - дегазаторе происходит, отдув углекислого газа.

1.1.1 Расчет напорных механических фильтров

Напорные фильтры представляют собой закрытые металлические резервуары, оборудованные дренажно-распределительной системой и необходимыми трубопроводами (рисунок 2).

Вертикальные однокамерные фильтры выпускаются диаметром 1000 - 3400 мм и высотой 2964 - 4545 мм.

При полезной суточной производительности станции водоподготовки 150 м³/сут и расчетной скорости фильтрации 7 м³/час [1] потребная площадь фильтрования с учетом промывки и в соответствии [1] составит:

, (35)

где Q − полезная производительность станции, м³/сут;

Т_ст − продолжительность работы станции в течение суток, час;

v_н − расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/час;

n _пр − число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;

q_np − удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м²;

t_np − время простоя фильтра в связи с промывкой, час.

Рисунок 2– Вертикальный напорный фильтр с водовоздушной промывкой:

а) − вид в профиль; б) – план

1− подача исходной воды; 2 − сброс первого фильтрата; 3 − подвод промывной воды; 4 − сброс сточных вод; 5 − отвод фильтрата; 6 − водораспределитель; 7−люк; 8 − трубчатый дренаж из щелеванных труб; 9 − фильтрующая загрузка

К установке приняты 2 напорных фильтра.

Таблица 2 – Технические характеристики напорного фильтра

Тип напорного фильтра	Марка	Диаметр D, м	Площадь фильтро-вания, м^2	Высота H, мм	Слой загрузки, м	Производи-тельность, м^3/час	Давление рабочее, МПа	Масса, кг
Фильтр вертикаль-ный, однокамер-ный	ФОВ-1,4-0,6	1,4	1,54		1,0		0,6

Промывка фильтров

В качестве загрузки фильтров используется кварцевый песок с эквивалентным диаметром зерен 0,7 − 1,2 мм. В соответствии с [1] для кварцевой фильтрующей загрузки предусмотрена водовоздушная промывка. Промывка фильтров производится один раз в сутки, по схеме – снизу вверх, из резервуаров чистой воды в часы минимального водопотребления.

Режим и параметры промывки:

Этап 1. Продувка воздухом:

− интенсивность − 20 м/с·м²;

− продолжительность − 2 мин.

Этап 2. Совместная продувка водой и воздухом:

− интенсивность подачи воздуха − 20 л/с·м²;

− продолжительность − 5 мин.

− интенсивность подачи воды − 4 л/с·м²;

− продолжительность − 5 мин.

Этап 3. Промывка водой:

− интенсивность − 7 л/с·м²;

− продолжительность − 5 мин.

Расход промывной воды на промывку 1 м² площади фильтра (удельный расход) составит 3,3 м³.

Сорбцией называется поглощение растворенных в воде веществ поверхностью твердого вещества (сорбента), наполняющего фильтр.

Сорбционная очистка воды является одним из самых эффективных способов удаления вредных химических и биологических веществ, улучшения запаха, вкуса, цвета воды. В некоторых случаях сорбционная очистка показывает наилучшие результаты по сравнению с остальными способами очищения воды. Это касается удаления различных органических примесей, которые по ряду причин могут оставаться в воде даже после фильтрации с помощью других фильтров. Уникальность технологии сорбционной очистки воды заключается в способности молекул сорбентов вступать в реакцию даже с теми примесями, которые содержатся в воде в крайне малых количествах.

Принцип работы. Сорбционный фильтр состоит из корпуса с дренажно-распределительным устройством и блока управления, расположенного сверху на корпусе фильтра. Внутри корпуса фильтра находятся фильтрующий материал. Работа оборудования сорбционной очистки воды основана на явлении адсорбции. Адсорбция – задержание молекул загрязнителей внешней поверхностью твердого вещества.

Восстановление фильтрующей способности происходит автоматически путем промывки обратным и прямым током воды угля без применения каких-либо реагентов. Промывные воды сбрасываются в канализацию. Корпус сорбционного фильтра изготовлен из полиэстера и стеклопластика и не подвержен коррозии. Дренажные системы выполнены из композитных материалов на основе высокопрочного пластика.

Таблица 3 – Технические характеристики сорбционного угольного фильтра

Тип напорного фильтра	Марка	Диаметр D, м	Высота H, мм	Высота фильтрую-щей загрузки, м	Производи-тельность, м^3/час	Давление рабочее, МПа	Масса, кг
Фильтр угольный сорбционный	ФСУ-1,2-0,6	1,2		2,1		0,6

1.1.2 Выбор установки для обеззараживания воды

УДВ − это бактерицидные установки для обеззараживания воды. Бактерицидная установка − это электротехническое устройство, состоящее из камеры обеззараживания, пульта управления и блока промывки [10]

Основным элементом установки является камера обеззараживания изготовленная из пищевой нержавеющей стали. Внутри камеры располагаются бактерицидные лампы, заключенные в прочные кварцевые чехлы, которые исключают контакт УФ-лампы с водой. Количество ламп и их расположение определяется производительностью установки, а так же типом и качеством обрабатываемой воды. На камере находятся подводящие и отводящие патрубки, пробоотборники, смотровое окно, УФ-датчик и др. элементы. Система автоматики располагается на выносном пульте управления. В состав большинства УФ-систем входит блок промывки, позволяющий легко осуществлять регламентную очистку камер обеззараживания.

Принцип работы

Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, который убивает все находящиеся в воде микроорганизмы (бактерии, вирусы, простейшие и т.д.)

Установки обеспечивают надежное обеззараживание в широком диапазоне качества обрабатываемой воды за счет предусмотренного запаса УФ-дозы.

Действие ультрафиолета

Обеззараживающий эффект ультрафиолетового излучения, в основном, обусловлен фотохимическими реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет действует и на другие структуры микроорганизмов, в частности, на РНК и клеточные мембраны, что вызывает, в конечном итоге, гибель микроорганизма.

Таким образом, ультрафиолет как высокоточное оружие поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав среды, что имеет место для химических дезинфектантов. Последнее свойство исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции.

В здании водоподготовки устанавливаем систему обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением УДВ-3А-300Н-10-100 (рисунок 7), обеспечивающую безопасность воды в отношении болезнетворных микроорганизмов.

Рисунок – 7 Установка ультрафиолетового излучения УДВ-3А-300Н-10-100

Таблица 7 – Основные технические характеристики УДВ-3А-300Н-10-100

Наименование показателей	Единицы измерения	Значение
Производительность установки	м^3/ч
Доза УФ облучения, не менее	мДж/см^2
Потери напора в установке за счет гидравлического сопротивления, не более	См вод.ст.
Окончание таблицы 7
Минимальный и максимальный расходы	м^3/ч	6..80
Условный диаметр входного и выходного патрубка камеры обеззараживания	мм
Рабочее давление в камере обеззараживания, не более	МПа
Разрежение в камере обеззараживания, не более	МПа	-0,01
Тип лампы		ДБ 300Н
Количество ламп в камере	шт.
Срок службы лампы, не менее	ч
Количество включений/выключений в течение срока службы, не более
Напряжение питания	В	220±10%
Частота питающего напряжения	Гц
Потребляемая мощность, не более - камера обеззараживания и пульт управления - насос промывочный	Вт
Коэффициент мощности, не менее		0,96
Тепловыделение в пульте управления, не более	Вт
Габариты: - камера обеззараживания - пульт управления - насос промывочный	мм	1231×351×388 600×252×800 512×210×345
Масса, не более - камера обеззараживания - пульт управления - насос промывочный	кг	40,5
Объем камеры обеззараживания	дм^3

В УФ-установках «УДВ» используется наиболее удобный и экономичный способ регламентной очистки: химическая промывка слабыми растворами пищевых кислот. Для этого установки комплектуются специальным блоком промывки. На пульт управления внесены индикация о режиме работы установки, счетчик времени наработки ламп и сигнализация об аварийных ситуациях.

Особое внимание при разработке УФ-установок уделяется простоте и удобству обслуживания. Установки могут месяцами работать в автономном режиме, без вмешательства человека. Замена ламп производится 1 раз в 1,5 года, промывка − 1 раз в 3 месяца, эти операции не сложны и не требуют специальных знаний.

Дата добавления: 2015-07-26