Водоснабжение

ВьCъBъьбжение

Tallinna tehnikaulikool

Keskkonnatehnika instituut

Kursuseprojekt aines Veevarustus 11

Linna veevargi projekt

Õppejõud: J. Karu Üliõpilane: D. Tarkoev

Arvestatud: № arv. r. 960058

TALLINN 1999

Sisukord

Proektiulesanne

Veevargiarvutusliku toodangu maaramine

Pinnaveehaarde tuubi ja skeemi valik

Veehaarde põhielementide arvutus

Veehaarde ehitiste vajalike kõrgusmarkide maaramine

Veepuhastusjaama tehnoloogiaskeemi valik

Veepuhastusseadme arvutus

Veepuhastusjaama kõrgusskeemi arvutus

Uhtevee ja sette vastuvõtu ning tootlemise kusimuste lahendamine

Veejaotusvõrgu arvutus

Veetorni kõrguse maaramine

Kasutatud kirjandus

Graafiline osa

veevargi arvutusliku toodangu maaramine

Q=ѓїQmax oop. +Qt

Ѓї ЃEjaama omatarvet arvestav koefitsent; ѓї=1,04

Qmaxoop. – maksimaalne oopaevane tarbijatele antav vooluhulk; Qmax oop. = 100000m3 /oop

Qt ЃEtuletõrje vooluhulk; Qt =5000m3 /oop

Q=1,04*100000+5000=109000m3 /oop=1.26m3 /s

pinnaveehaarde tuubi ja valik

Kaesolev veehaare on projekteeritud uhildatud veehaardena. Veehaare koosneb paisest, kahest isevoolutorust (pikkus 20m, Æ 1000mm) ja kaldakaevust.

Pais on konstrueeritud raudbetoonist, koonus on valmistatud metallist, mis juhib vee isevoolutorusse. Isevoolutorud asuvad pinnase all. Paise sissevooluava ja kalda sissevoolu avade ees on võred, mis hoiavad ara suuremate osakeste sattumise isevoolutorusse ja eelkambrisse ja samuti on turjevahehdiks lobjaka vastu.

Kaldakaev on jagatud kaheks sektsiooniks. Mõlemad sektsioonid tootavad teineteist sõltumata. Sektsioon jaguneb omakorda kaheks kambriks: eelkamber ja imikamber. Kambrite vahel on poorlev sõel. Imikambris asuvad pumpade imitorud. Pumplas on 3 pumpa(ABS tsentrifugaalpump, seeria )

Pumplast laheb 2 survetoru (pikkus 20m, Æ 1000mm) veepuhastusjaama.

veehaarde põhielementide arvutus

V Kaldakaevu sissevooluakna pindala

A=;

Kus q – veevargi toodang; q=109000m3 /d=1.26m3 /s

v – vee sissevoolukiirus; v=0,22m/s=19008m/d

k ЃEava kitsendus koefitsient; ;

a – varraste vahekaugus; a=0,05m

c ЃEvarraste labimõõt; c=0,01m

Seega uhe ava vajalik pindala A=8.6m2

Valin võre mõõtmetega 1700*1700mm.

V Poorleva sõela arvutus

Valin poorleva sõela TH-1500, mille tootlikkus on 1-5m3 /s,

Sõela elektrimootor AOC2-41-6,

Võimsus 4kW,

Poorete arv 970p/min,

Sõela liikumiskiirus 4m/min.

V Isevoolutorustiku arvutus

Isevoolutorus (malmist), pikkusega 20m, voolukiirused 1 kategooria puhul sovit. 0,7ЃE,5m/s. Veehaarde kasulik labilaskevõime Q=0,5m3 /s, kahe isevoolutoru korral .

V Isevoolutoru diameetri valik

;

V Isevoolutoru sissevooluava labimõõt

A-sissevooluava pindala

A=

1,25 ЃE reostuskoefitsent,

Q ЃEveevargi arvututuslik toodang; q=21280m3 /d=0,246m3 /s,

V ЃEvee sissevoolukiirus; v=0,4m/s,

K ЃE kitsenduskoefitsent; k=1,2

D==2.45m ” 2.5m

V Isevoolutoru mudastamise kontroll

Mudastumise kontrollimiseks arvutatakse selline jarvevee hagusus, millise puhul antud tingimustel r£0,11 toimub mudastumine.

R – jarvevee hagusus =0,55kd/m3

D – põhjasetete kaalutud keskmine hudrauliline terasus =0,015m/s

U ЃEtera settimiskiirus,

V ЃEvoolukiirus torus 1,27m/s

Kui V>1.2m/s, siis l=; l==0,026

Tera settimiskiirus: U=;

Kus C ЃEChezy parameeter C=; C==54,94

U=

R£0,11

Seega hagusus, mille puhul toimub mudastumine on 1,09kg/m3 ning tingimus 0,55£1,09 on taidetud ning siit tulenevalt mudastumist ei toimu.

Veehaardeehitiste vajalike kõrgusmarkide maaramine

V Pais

Jaakatte paksus on max 0,3m. Pais asub 0,7m sugavusel jaakihist ja paise korgus on 1,75m. Arvestades, et min vee pind asub 18m kõrgusel on paise ulemise serva kõrgusmark 17m.

V Kaldakaevu põhi

Paise alumise osa kõrgusmark on 15.25m. Toru labimõõt 1m. Kaldakaevu põhja kõrgusmark on: 15.25-1-0,5=13.75m.

V Kaldakaevu imi – ja eelkambris.

L – hõõrdetakistustegur (maaratakse Moody graafikult)

Re=

V ЃEvoolukiirus isevoolutorus; V=1,5m/s

D ЃEisevoolutoru labimõõt; d = 1m

N – vee kinemaatiline viskoossus; n=1,308*10-6 m2 /s

Re=1146789 ” 106

DC ЃEtoru ekvivalentkaredus; DC=0,2

D ЃEtoru labimõõt (mm); d=1000mm.

Seega l=0,0145

L ЃEtoru pikkus; l=19m,

D ЃEtoru labimõõt; d=1m,

V ЃEvoolukiirus; V=1,5m/s,

X – kohttakistus: kaanak x=1,265

Valjavool x=1,0

Võre puhul

” 0,4m

Seega eelkambri min veepinna kõrgusmark on 18,0-0,4=17,6m.

Imikambri puhul lisandub veel uks sõel mille , seega 17,6-0,1=17,5m.

V Isevoolutoru

Isevoolutoru ulemise serva kõrgusmark uhtib paise alumise kõrgusmargiga, mis on 15,25m, kuna toru labimõõt on 0,5m, siis toru alumise serva kõrgusmark on 15.25-0,5=14.25m.

V Veepuhastusjaama tehnoloogiaskeemi valik

I

Astme

P. J.

Mikro-

Filter

Kontakt-

Bassein

Segisti

Kiir-

Filter

Puhta-

Vee

Reservuar

II astme

P. J.

Veepuhastusseadmete arvutus

V Mikrofilter

Mikrofiltreid on 3, millest 1 on reservis. Ühe mikrofiltri arvutuslik keskmine toodang on 1600m3 /h. Seadme gabariidid (mm): pikkus 5460, kõrgus 4240; kusjuures trumli gabariitmõõtmed (D*L)mm=3*3,7 ja pikkus 4600. Tegelik filtratsiooni pind 17,5m2 , trumli poorlemiskiirus on 1,7 p/min.

V Kontaktbassein

Kontaktiaeg kontaktbasseinis on 10 min. Kontaktbasseini min maht:

Wmin =

Valin kontaktbasseini gabariitideks: pikkus 10,1m, laius 7.5, kõrgus 10m. Maht 757m3 .

V Segisti

Segistiks on tiiviksegisti. Vee viibeaeg segistis on 30s. Segisteid on 5:

W=

Segisti gabariidid on: labimõõt 2.2m, kõrgus 2m, kiirusgradient G=200s-1 , poorete arv n = 1 p/s.

V Flokulatsioonikamber

Koagulatsiooni II faas toimub mehaanilises flokulatsioonikambris ehk flokulaatoris. Vee viibeaeg flokulaatoris on 15 min, seega min maht on:

Wmin =

Valin flokulaatori gabariitideks pikkus 39m, laius 10m, kõrgus 3m. Maht 1170m3 . Vee segamine toimub horisontaalsele võllile asetatud tasapinnaliste labadega. Labade kogupind uhes vertikaaltasapinnas on 15% flokulaatori ristlõike pinnast. Flokulaatori ristlõike pind A=3*10=30m2 . Flokulaatori labade kogupind

Kuna labasid on 4 siis 4.6/4=1.125m2 ЃEuhe laba pind. Laba pikkuse suhe l/b=20, siis laba pikkus on 4.74m ja laius 0,24m.

V Horisontaalsetiti

Vee selitamine toimub horisontaalsetitis. Arvestades toorvee omadusi on arvutuslik settimis kiitus U­­0 =0,5mm/s, setiti pindala:

A=a

A – turbulentsi mõju arvestav tegur; a=1,3

Q ЃEvooluhulk; Q=109000m3 /d=4542m3 /h

U0 ЃEsettimiskiirus; U0 =0,5mm/s

A=1,3*

Settiti sugavus on 3,0m. Seega maht on W=H*A=3,5*3280=11480m3

Settiti pikkus arvutatav:

L=

Vk ЃEvee keskmine horisontaalse liikumise kiirus; Vk =7,5mm/s

L=

Settiti laius b=

Setiti on pikkudi jagatud vaheseintega uksteist sõltumatult tootavateks sektsioonideks laiusega ” 6m. Sektsioonide arv

V Kiirfilter

Vajalik summaarne filtratsiooni pind

Q ЃEveepuhastusjaama toodang

T ЃEjaama tootundide arv oopaevas; T=24h

V ЃEarvutuslik filtratsioonikiirus norm. Reziimil; V=8m/h

N ЃEuhe filtri uhtumiste arv oopaevas; n=3

Q ЃEuhtevee erikulu filtri uhtumisel;

Q=0,06wt1

W – uhtumise intensiivsus; w=12l/s*m2

T1 ЃE uhtumise kestvus; t1 =6min

Q=0,06*12*6=4,3m3 /m2

T ЃEfiltri uhtumisest tingitud seisuaeg; t=0,33h

Filtrite arv N=0,5*, uhe filtri filtratsiooni pind on 596.3/13=45.9m2 . Filtri mõõtmeteks plaanis 7.5*6.2m, seega on filtri pind on 45.9m2 .

Forseeritud reziimil on filtratsiooni kiirus:

N1 -remondisolevate filtrite arv; N=1

<10m/h

Filtri kihi paksus on 1,5m. Filtri uhtumine toimub veega, mida voetakse puhtavee reservuaarist. Uhtevett kulub uhele filtrile quh =A*w

A -filtri pind; A=46.5m2

WЃE uhtumise intensiivsus; w=12l/s*m2

Quh =46.5*12=558l/s=0,558m3 /s

Uhtumise toimub pilukuplite abil, mis on kinnitatud keermega filtri kahekordse põhja kulge. Voolukiirus piludes on 1,5m/s, pilude labimõõt on 0,6mm. Pilukupleid on 40tk/m2 , seega uhel filtril 40*46.5=1860tk.

Ühtevesi kogutakse ara filtri pinnalt renniga. Rennid on roostevabast plekist poolringikujulised. Renni servad peavad olema rangelt horisontaalsed ja uhes tasapinnas. Renni laius: Br =K*

K ЃEtegur. Poolringikujulise rennipuhul k=2

Qr ЃErenni vooluhulk; qr =0,558m3 /s

Ar – tegur; ar =1,5

Br =2*

Renni vertikaalosa kõrgus:

Renn paigaldatakse paralleelselt filtri luhema kuljega. Dh=He/100;

H ЃEfiltrikihi paksus; H=1,5m

E ЃEfiltrikihi paisumise protsent; e=45%.

Dh=

Renni põhi on languga (i=0,01m) kogumiskanali poole kui filtri kulg (luhem) on 6m, siis renni põhja kõrguste vahe renni alguses ja lõpus on 0,01*6=0,06m.

Kogumiskanali põhi asub allpoolrenni põhja Hkan võrra:

Hkan =1,73*

Qk ЃEkanali vooluhulk; qk =0,558m3 /s

Bk ЃEkanali laius; Bk =0,7m

Hkan =1,73*

Vee liikumise kiirus kanali lõpus:

Vkan =qkan *Bkan *Hkan =0,558*0,7*0,8=0,3m/s

Uhtevesi pumbatakse puhta vee reservuaarist. Uhtepumba valikuks summeerin rõhukaod:

1) pilukuplites

Xp ЃEkohttakistustegur; xp =4

Vpilu ЃEvee valjavoolu kiirus; Vpilu =1,5m/s

Hpilu =

2) filtri kihis hf =(a+b*w)*Hf

A ЃEtegur; a=0,76

B ЃEtegur; b=0,017

W – uhtumise intansiivsus; w=12l/s*m2

Hf ЃEfiltri kihi paksus; Hf =1,5m

Hf =(0,76+0,017*12)1,5=1,45m

3) juurdevoolutorustifus. Kasutan Hazen-Williamsi graafikut ja leian, et vooluhulgal q=0,558m3 /s ja kiirusel V=1,88m/s on toru labimõõt 600mm ning rõhukadu 25m/1000m kohta. Toru pikkus l=50m, seega juurdevoolutorustikus on rõhukadu:

Hjv =

Kogu rõhukadu h=hpilu +hf +hjv =0,46+1,45+1.25=3.16m.

Pumba vajalik tootlikus on 558l/s. Valin pumba 20НДЃE30, n=73.6ЃEЃEsup>-1.

V Puhta vee reservuaar

Reservuaari maht on arvutatav W=3*Qt +Quh +Q5%

Qt ЃEtuletõrje vooluhulk m3 /h; Qt =208.3m3 /h

Quh ЃEveehulk filtrite uhtumiseks. Arvestatakse kahe jarjestikulise uhtumisega Quh =0.558*2*6*60=402m3

Q5% – puhtavee reservuaari reguleeriv maht on 5% oopaevasest toodangust: Q5% =0,05*109000=5450m3

W=3*208.3+402+5450=6477m3

Reservuaari gabariidid: pikkus 44m, laius 30m, kõrgus 5m.

REAGENDIMAJANDUS

V Osoon

O3 kogus on 3 mg/l. Seega O3 kulu on 3*109000g/d=327kg/d.

V Koagulant

Koaguleerimiseks kasutatakse Al2 (SO4 )3 ЃEalumiiniumsulfaati. Koagulant kogus on

Dk =4

V ЃEtoorvee varvus; V=60° Dk =4=34mg/l Koagulandi kulu on 34*109000=3706000g/d=3706kg/d. Toimub koagulandi kuiv Hoidmine ja marg annustus. Vajalik koagulandi lao pind on

AL =

Q ЃEveepuhastusjaama oopaevana toodang; Q=109000m3 /d

Dk ЃEkoagulandi kogus; Dk =34mg/l

T – koagulandi sailitamise kestvus; T=30d

A – vahekaikude lisapinda arvestav tegur; a=1,15

Pc ЃEveevabakoagulandi sisaldus tehnilises produktis; pc =45%

Go ЃEkoagulandi mahu mass; Go =1,1t/m3

Hk ЃEkoagulandikihi paksus laos; hk =3,5m

AL =

Koagulandi lahustamiseks kasutatakse lahustuspaake, kuhu reagent laaditakse greiferiga. Paagi maht on:

WL =

N ЃEajavahemik, milliseks lahus valmistatakse; n=9h

BL ЃElahuse konsentratsioon paagis; bL =20%

WL == 2.1m3

Paagi gabariidid 1,3*1.3*1.3m. Lahustuspaake on 3. Lahustuspaagist suunatakse lahus edasi lahusepaaki, kus see lahjendatakse 12%-ni. Lahusepaagi maht on:

W=

B ЃElahuse konsendratsioon lahusepaagis; b=12%

W==3.5m3

Lahusepaagi gabariidid 1,55*1.55*1.55m. Paake on 3.

Lahustamiseks nii lahustus – kui lahusepaagis kasutatakse suruõhku. Arvutuslik õhukulu lahustuspaagile:

Qõ =a*b*8

A – paagi laius; a=1.3m

B ЃEpaagi pikkus; b=1,3m

8 ЃEõhu kogus l/s m2 kohta;

Qõ =1,3*1,3*8=13.52l/s

Arvutuslik õhukogus lahusepaagile:

Qõ =a*b*4

A – paagi laius; a=1,55m

B ЃEpaagi pikkus; b=1,55m

4 ЃEõhu kogus l/s m2 kohta;

Qõ =1,55*1,55*4=9.61l/s

Kogu õhukulu on 13.52+9.61=23.13l/s.

Reagendi annustamine toimub annustuspumba abil.

V Lubi

Lupja (CaO) kasutatakse kelistamiseks. Lubja kogus on arvutatav:

DL =eL *()

EL ЃElubja aktiivosa ekvivalentmass, eL =28mg/mg*ekv

Ek ЃEkoagulandi aktiivosa ekvivalentmass; ek =57mg/mg*ekv

Dk ЃEkoagulandi kogus; Dk =34mg/l

Lo ЃEtoorvee leelisus; Lo =1,1mg*ekv/l

1 – jaakleelisus

DL =28*()=16,7mg/l

Lubja kulu on 16.7*109000=18203000g/d=1820kg/d. Lubi saabub veepuhastus jaama kustutamata tahkel kujul ning teda sailitatakse laos. Enne vette lisamist lubi kustutatakse. Kustutamata tukid ja lisandid eraldatakse hudrotsukloni abil. Puhastatud suspensioon suunatakse lubjapiimapaaki, kus toimub pidev segamine tsirkulatsioonipumpade abil. Lubjapiima paagi maht:

WLP =

Qt ЃEtunnivooluhulk; Qt =4542m3 /h

N ЃEajavahemik, milliseks lahus valmistatakse; n=3h

DL ЃEvajalik lubja annus; DL =16.7mg/l

BLP ЃEaktiivaine sisaldus lubjapiimas; bLP =5%

GLP ЃElubjapiima mahumass; gLP =1t/m3

WLP ==4.55m3

Paagi gabariitideks on: diameeter 1,46m, kõrgus 2,7m. Paigaldatud on 3 paaki, millest 1 on reservis. Lubjalahus valmistatakse lubjapiimast kahekordse kullastusega saturaatoris. Selitatud ja kullastunud lubjalahus kogutakse rennidega kust ta annustuspunba abil lisatakse puhastatavale veele.

V Flokulant

Flokulandina kasutatakse poluakruulamiidi (PAA). Flokulandi koguseks on 1% hõljuvaine hulgast 0,75mg/l. Flokulanti kulub 0,75*109000=81750/d=81.75kg/d.

PAA lisatakse vette lahusena, mis valmistatakse tehnilisest produktist (geel), selle mehaanilise segamise teel veega. Otstarbekas on lisada lahust ville konsendratsioon ei uleta 0,1%. Lahjendamine toimub ejektori abil.

V Kloor

Kloori normatiivne annus jarelkloorimisel on 0,75mg/l. Seega arvutuslik kloori kulu on 0,75*109000=81750g/d=81.75kg/d.

V Veepuhastusjaama kõrgusskeemi arvutus

SeadeRõhukadu, m

Veepinna

Kõrgusmark

Mikrofilter0,69,3
Mikrofiltrist-kontaktbasseini0,2
Kontaktbassein2,08,5
Kontaktbasseinist segistisse0,2
Segisti0,26,3
Segistist-flokulats. kamber/setitisse0,4
Flokulats. kamber/setiti0,85,7
Flok. kamber/setitist kiirfiltrisse0,6
Kiirfilter3,54,3
Kiirfiltrist puhtavee reservuaari0,8
Puhta vee reservuaar0

V Uhtevee ja sette vastuvõtu ning tootlemise kusimuste lahendamine.

Kasutusel on uhtevee korduvkasutuse susteem. Filtrite pesuvesi suunatakse kogumisrennide ja – kanali kaudu uhte keskendusreservuaari, kus ta osaliselt setib. Valjasettinud liivaosakesed ja hõljum suunatakse reservuaarist kanalisatsiooni. Ülejaanud osa pesemisveest suunatakse segistisse, kust algab tema taielik puhastamine.

Sette massi moodustab horisontaalsetitist valja settinud sete. Sette kogumine toimub mudavaljakule, kuhu toorsete juhitakse rennide abil 0,3m paksuse kihtidena.

Vee jaotusvõrgu arvutus

109000m3 /d=1261.6l/s

227.1l/s 69.1l/s 126.2l/s

1 220m 2 240m 3

734.5l/s 661.4l/s

250m 250m 250m

300l/s 10l/s 535.2l/s

138.8l/s 75.7l/s 315.4l/s

4 220m 240m

10l/s 219.8l/s

5 6

250m 250m

151.2l/s 164.1l/s

126.2l/s 189.2l/s

220m

7 25l/s 8

Labimõõt, mmVooluhulk, l/sRõhukadu, m
1-2800728,14
2-3800654,28
3-6700528,08
1-4500306,461,735
4-51259,37
2-512510,77
6-5450212,68
4-7400158,291,515
7-820032,092,035
5-8400157,11
9-110001261,70
№ PunktVooluhulk, l/sKõrgusmark, m
1227,1043,50
263,1042,80
3126,2041,10
4138,8039,70
575,7039,10
6315,4038,60
7126,2036,80
8189,2036,50
9-1261,7043,50

1*10mH2 O+3*4=22m

22+Dh=22+(1,925+2,15+3,03)-(43,5-36,5)=22,105m -veetorni kõrgus.

Kasutatud kirjandus:

1. СЃEавъHыGЃEЃEьDЃEирьAщиЃE. (ВьCъBъьбжение ъьсеЃEыLых ЃEст и

ЃEьKышЃEыLых ЃEедЃEЃEтиЃE. МъBЃEЃE1967ЃE

2. Н. Н.АбрамьA. ВьCъBъьбжение. СтрьHиздаЃE1982ЃE

3. СЃEавъHыGЃE ОчистЃE ЃEирьCыZЃEЃE стъHыZЃEвоЃE Л. Л.ПааЃE, Я. Я.КарЃEХ. А.МелЃEер, Б.Н. Репин. МъBЃEЃE1994ЃE

4. Г. Н.НикьJадзе. ТехыMЃEгия ъHисткЃE стъHыZЃEвоЃE МъBЃEЃE1987ЃE


Зараз ви читаєте: Водоснабжение