Водоснабжение и очистка сточных вод

 

 

Рис. 5. Схема скорого безнапорного фильтра:

1 - подача воды на фильтр; 2 - трубопровод сброса первого фильтрата; 3 - боковой карман; 4 - ответвления трубчатого дренажа; 5 - коллектор дренажа; 6 - рубопровод для сброса промывных вод; 7 - промывные желоба; 8- отвод фильтрованной воды;

9- подача промывной воды

 

 

 

Фильтрующий слой песка лежит на поддерживающих слоях крупного песка и гравия, предназначенных для предотвращения вымывания мелкого песка и  равномерного распределения воды по площади фильтра. Высота слоя воды над  поверхностью загрузки должна быть не менее 2 м. Поддерживающие гравийные  слои соприкасаются с распределительной  трубчатой системой, собирающей профильтрованную воду. Эта вода отводится в резервуары чистой воды.

При фильтровании происходит загрязнение зернистой  загрузки, что приводит к возрастанию  потерь напора в фильтре. Когда эти  потери достигают 2,5 - 3 м вод.ст., фильтр отключается на промывку. Промывка производится обратным током воды снизу вверх интенсивностью 10 - 18 л/см². Суммарная площадь скорых фильтров:

F_ф = Q_хоз.п. / (T V_рн – 3,6 nqt₁ – nt₂ V_рн - n V_рн t₃)

где     Т - продолжительность работы станции в течение суток, принимают 24 ч;

V_рн - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме эксплуатации, м/ч;

V_рн =8м/ч (табл.1)

п - количество промывок фильтра за сутки, принимают 2;

q - интенсивность промывки, л/с-м ;

t₁ - продолжительность промывки, принимают 0,1 ч;

t₂ - время простоя фильтра в связи с промывкой, принимают 0,33 ч;

t₃ - продолжительность сброса первого фильтрата в канализацию, принимают 0,17ч.

 

Количество  фильтров на станции рассчитывается по формуле

 

 

Устройство  менее двух фильтров не допускается.

 

 

7. Расчет охлаждающих устройств оборотных систем водоснабжения.

В целях  рационального использования воды устраиваются оборотные системы  водоснабжения, позволяющие значительно  сократить расход свежей воды. Условно  чистые стоки промышленных предприятий  направляют на водоохладители с последующим  их возвращением к теплообменным  устройствам. В этом случае подачу свежей воды осуществляют только на компенсацию безвозвратных потерь, В качестве водоохладителей применяют пруды-охладители, брызгальные устройства, градирни.

 

7.1. Определение  потерь воды в охладителях.

При охлаждении воды часть ее теряется на испарение. Величина потерь на испарение определяется по формуле

q = kt,

где     q - количество испарившейся воды в процентах от циркуляции;

k - коэффициент, учитывающий долю теплопередачи испарением в

общем процессе теплопередачи, принимают от 0,8 до 1,1;  k=1,0

t - перепад температур, ⁰С.   t=6⁰С (табл.1)

 

Кроме потерь на испарение некоторое количество ее выносится из испарителя с воздухом. Потери на унос приведены в таблице.

Таблица 4

Потери  воды на унос

Тип охладителя	Потери воды, %	Тип охладителя	Потери воды, %
Брызгатьные бассейны производительностью, м3/ч: до 500	2-3	градирни: открытые	0,5-1,5
более 500	1,5-2	башенные	0,5-1,0

Из табл.1 и  табл.4    

В результате испарения повышается концентрация минеральных солей  циркуляционной воды. Для предотвращения выпадения солей жесткости производят постоянную продувку системы оборотного водоснабжения, т. е. удаление части  циркуляционной воды. Солевое содержание циркуляционной воды стабилизируется, если количество солей, удаляемых из системы при продувке и в результате уноса, будет равно количеству солей, приносимых с добавочной водой.

С _доб (р₁ + р₂ + р₃) = С_цирк (р₂ + р₃)

где     С_до6 и С_цирк - концентрация солей жесткости соответственно в

                   добавочной и циркуляционной  воде; С_цирк= 2000мг/л

р₁ - потери воды на испарение, %;

р₂ - потери воды на унос с воздухом, %;

р₃ - потери воды, сбрасываемые для продувки системы, %.

Из  приведенного равенства легко определить необходимый продувочный расход воды, если максимально допустимую концентрацию солей жесткости принять равной 2000мг/л. Если значение р₃ получилось отрицательным, то продувка системы не требуется.

 

Определяем

 

Продувка системы не требуется

 

7.2. Расчет брызгальных устройств.

Брызгальные бассейны представляют собой открытые емкости, в которых смонтирована сеть распылительных устройств. Охлаждение осуществляется за счет контакта распыленных  частиц с воздухом.

Температура нагретой воды иногда достигает 36°С. Разность между нагретой и охлажденной  водой должна составлять 5-10° С. (табл.1)

Сложность процесса охлаждения в брызгальных устройствах затрудняет разработку теоретических методов теплового расчета. Поэтому для определения температуры охлажденной воды используют эмпирические зависимости, полученные на основании опытных данных.

Задаваясь температурой воздуха, измеренной смоченным термометром, и разностью  температур, которую желательно получить по диаграмме, определяют температуру  охлажденной воды при напоре перед  соплами Н = 5м вод. ст. и скорости ветра 2 м/с (Рис. 6).

Рис. 6. Диаграмма определения температуры охлажденной воды

 

(табл 1)

По  диаграмме рис.6 находим температуру  охлажденной воды

 

 

При большем  напоре из температуры охлажденной  воды, полученной по диаграмме, вычитают поправку, определяемую по дополнительному  графику (Рис. 7).

Рис. 7. Диаграмма определения поправки к температуре охлажденной воды

 

По  диаграмме рис.7 находим температуру  охлажденной воды

 

 

 

 

 

 

 

 (темп. охлажденной воды)

Размеры брызгального устройства определяются расходом охлаждаемой воды и плотностью орошения, которая принимается 0,8-1,2 м³/ч на м². Площадь брызгального бассейна исходя из 16-часовой работы:

F_бб = Q_контур 1 / q 16 ,

где     q - плотность орошения, м³/ч на м²,

Расход в контурах I и II (табл.1)

 

 

В бассейне должно быть не менее двух секций, В  целях эффективной работы бассейна распределительные линии должны располагаться параллельно направлению  господствующих ветров, и расстояние между крайними соплами одной  линии не должно превышать 45 м (Рис. 9).

 

 

 

Рис. 9. Схема брызгального бассейна:

1 - подача воды на охлаждение;

2 - отвод охлажденной воды;

3 - разбрызгивающее устройство

 

 

 

 

7.3 Определение количества градирен.

Градирни  бывают башенные и вентиляторные. Наибольшее распространение в промышленности нашли вентиляторные градирни. Схема вентиляторной градирни приведена на рисунке 10.

Количество  градирен выбирают, исходя из расчетного расхода термически загрязненной воды и производительности выбранного типа градирни. Количество градирен должно быть не менее двух. Техническая  характеристика малогабаритных градирен представлена в таблице 6.

Рис. 10. Схема вентиляторной градирни:

1 - корпус; 2 - ороситель; 3 - трубопровод нагретой воды; 4 - вентилятор;

5 - брызгоуловитель; 6 - сопла; 7- резервуар; 8 - трубопровод отвода

охлажденной воды; 9 - система подпитки

 

 

 

Таблица 6

Техническая характеристика малогабаритных градирен

 

Показатели	МГ-4	МГ-6	МГ-8	МГ-10	МГ-12
Производительность  по охлаждаемой воде, м3/ч	2-3	4-6	7-9	11-13	22-40
Количество  отводимого тепла, ккал/ч	20-25	30-45	50-75	100-140	200-320
Расчетный перепад температуры, 0С	8	8	8	8	8
Удельная нагрузка по воде, м3/ч на м2	6-8	5-7	4-6	5-8	5-9