Расчет водоводов от водозаборного сооружения до очистной станции

1.          расчет водоводов от водозаборного сооружения до очистной станции.

Расчетный расход по одной линии водоводы q₁; л/с определяет по формуле:

q₁=  (4.17)

где q_о.с. – производительность очистной станции, л\с

q_о.с.= (4.18)

q_о.с..= (л/с)

q₁=  (л/с)

При аварии допускается снижение расхода на 30% и расход составляет 70% от расчетного, транспортируется по одной нитке трубопровода, тогда q₁^аб, л/с определяется по формуле

q₁^аб=0,7 q_о.с (4.19)

q₁^аб=0,7 79,7= 55,8 (л/с)

2.         Расчет водоводов от очистной станции до водонапорной башни.

Расчетный расход по одной линии водопровода q₂=

где q^нв_{нсII -} подача насосной станции второго подъема в час максимального водопотребления, л/с определяется по формуле:

q^нв_нсII = (4.20)

Р_н.с.II - подача насосной станции второго подъема в %

q^нв_нсII =

q₂ = (л/с)

Расход воды в момент аварии q_2, л/с определяется по формуле:

q^ав₂= 0,7 q^нв_нсII (4.21)

q^ав₂=0,7 75,2=52,6 (л/с)

Расчетный расход по первой нитке водовода при напоре q₂^пол.; л/с,

определяется по формуле:

q₂^пож.= (4.22)

q₂^пож.= (л/с)

Расчетный расход по первой нитке водовода при напоре q₂^пол.,л\с (башня при напоре работает, то есть свободный напор водонапорной башни при напоре ниже свободного напора в час максимального водонапора.) определяется по формуле:

q₂^пож.= (4.23)

q₂^пож.= (л/с)

Башня при пожаре не работает, если пьезометрическая линия на пожар проходит выше бака водонапорной башни.

3.         Расчет от водонапорной башни до второй точки сети. При нормальном режиме работы по каждой нитке водовода идет расход q₃, л/с, который определяется по формуле:

q₃= (4.24)

q₃=  (л/с)

При аварии по одной нитке водовода расчетный расход q₃^ав,л/с

определяется по формуле:

q₃^ав=0,7 q^сек_расч. (4.25)

q₃^ав=0,7 12,9=9 (л/с)

При пожаре расчетный расход q ₃^пож. определяется по формуле:

q ₃^пож.=0,5 q _расч.^пож. (4.26)

q ₃^пож=0,5 66,4=33,2 (л/с)

Для определения потерь в водоводах h,м, используем формулу:

h=, (4.27)

где 1000i - удельные потери напора, м, на 1км. длины (см. табл.);

l - длина водоводов, м (см. табл.)

Материал труб водоводов принят – пластмасс.

Экономический фактор Э – 1.

Объем сети при аварии и пожаре должны быть меньше или равны 22,5 м.

 

5.5 Пьезометрические отметки и свободные напоры

Минимальный свободный напор в сети хозяйственно-питьевого водоснабжения в час максимального водопотребления зависит от этажности застройки 1 этаж - 10м., на каждый последующий добавляется на 4м.

Т.к. в данном курсовом проекте этажность застройки равна 1.то свободный напор h_св.= 10м.

Свободный напор-это высота столба жидкости в пьезометрической трубке, считая от поверхности земли.

Пьезометрический напор - это высота столба жидкости в пьезометрической трубке над уровнем Балтийского моря (с учетом отметок земли).

 

Таблица 5.5-Пьезометрические и свободные напоры в час максимального водопотребления

Обозначение узлов	Потери напора на участке,м	Отметки земли,м	Подсчеты
			Пьезометрические отметки,м		Свободные напоры
			ПО	Нсв.	ПО	Нсв.
1	2	3	4	5	6	7
НСII	4,3 4,3 3,6 4,7 6,3 3,1	184,6	199,7	15,1	205,6	21
4		184,6	195,4	10,8	201,3	16,7
5		182,1	191,1	8	197	13,9
6		182,3	187,5	5,2	193,4	11,1
1		182,8	192,8	10	202,8	15,9
2		185	189,1	4,1	195	10
ВБ		185	192,2	7,2	198,1	13,1

Н_св.= 10-4,1=5,9

Минимальный свободный напор при пожаре в системах пожаротушения низкого давления должен быть не менее 10 м.(II подъем).

 

Таблица 5.6-Пьезометрические и свободные напоры в час возникновения пожара

Обозначение узлов	Потери напора на участке,м	Отметки земли,м	Подсчеты
			Пьезометрические отметки,м		Свободные напоры
			ПО	Нсв.	ПО	Нсв.
1	2	3	4	5	6	7
НСII	13,1 10,1 8,6 13,9 12,8 5,9	184,6	197,7	200,1	13,1	15,4
4		184,6	192,2	194,6	7,6	10
5		182,1	190,9	193,3	8,8	11,2
6		182,3	190,7	193,1	8,4	10,8
1		182,8	192,8	195,2	10	12,4
2		185	197,8	200,2	12,8	15,2
ВБ		185	190,9	193,3	5,9	8.3

Н_св.= 10-7,6=2,4

Н_св=10+(n-1) 4=10,

где n - этажность застройки, 1 этаж

Башня при пожаре не работает, т.к. свободный напор водонапорной башни в час максимального водопотребления меньше, чем свободный напор водонапорной башни при пожаре.

 

Таблица 4.7

Пьезометрические и свободные напоры в час максимального транзита

Обозначение узлов	Потери напора на участке,м	Отметки земли,м	Подсчеты
			ПО	Нсв.
1	2	3	4	6
НСII	4,3 3,4 2,4 4,6 4,3 3,1	184,6	188,9	4,3
4		184,6	185,5	0,9
5		182,1	184,7	2,6
6		182,3	187,4	5,1
1		182,8	192,8	10
2		185	187,1	2,1
ВБ		185	188,1	3,1

Н_св.тр..= Н_вб.+Н_стр.

 

5.6. Расчет водонапорной башни

Регулирующий объем бака водонапорной башни W_рег.^вб., м³, определяется по формуле

W_рег.^вб.=, (4.27)

где P - максимальный остаток воды в баке водонапорной башни,%

W_рег.^вб =

Противопожарный объем бака водонапорной башни W_пож.^вб, м³, определяется по формуле

W_пож.^вб=/60, (4.28)

где q_н. - расход, л/с., на тушение одного наружного пожара

q _вн. - расход, л/с., на тушение одного внутреннего пожара

Q_{час.макс.} - максимальный расход воды, м³,(итог графы 17 табл. для часа максимального водопотребления)

t - время хранения противоположного запаса в баке водонапорной башни, мин., t=10

Расчетное число одновременных внешних пожаров – 1.

Расход воды на один пожар 14 л/с. Принимаем внутренний пожар в прачечной - 1 струя 2,5 л/с.

W_пож^вб=(15+2,5) 10 60/1000+297,9 10/60=60,15

Общий объем водонапорной башни W_пол..^вб, м³, определяется по формуле

W_пол..^вб= W_рег...^вб. + W_пож..^вб.=60,15 +213,4=273,5, (4.29)

Диаметр бака водонапорной башни Д_в.б., м, определяется по формуле

Д_в.б=, (4.30) Д_в.б==7,9

Высота бака водонапорной башни, H_пол.^в.б., определяется по формуле

H_пол.^в.б= 0,7 Д_в.б, (4.31)

H_пол.^в.б= 0,7 7,9=5,53

Полная высота при стротельстве бака,H_стр., м., определяется по формуле

H_стр= H_пол.^в.б+0,3+0,25, (4.32)

Где 0,3 - величина,повышения бортов бака уровнем воды

0,25 - ведичина,предусматриваемая осадка в баке

H_стр= 5,53+0,3+0,25=6,08

5.7 Выбор материала труб. Основание под трубы. Глубина заложения сети. Деталировка кольца, спецификация

 

При назначении водопровода, параметров его работы и местных условий для курсового проекта приняты полиэтиленовые трубы.Выпускаемые по ГОСТ из полиэтилена низкого давления ПНД, тип средний.Полиэтиленовые трубы,выбранные для водоводов и сетей. Взятые с учетом требований и наибольшей экономичности.

Глубина заложения водопроводных труб зависит от глубины промерзания почвы.Согласно СНиПу, глубина заложения труб считается до низа трубы, должна быть на 0,5 м больше расчетноц глубины промерзания грунта.Трубу закладывают не менее 0,7 м,чтобы защутить трубу от раздавливания транспортом.

Для Николаевской области глубина промерзания грунта-.Глубина заложения будет равна.

Деталировку всех узлов сети проводят после назначения диаметров и материала труб. При составлении назначают места всех колодцев, задвижек. Пожарных кранов и указывают все фасонные части. Деталировку производят без масштаба, но конфигурация ее должна соответствовать очертанию сети.

Поясненя к деталировке.

- при деталировке узлов используются чугунные фасонные части;

- патрубки и трубы устанавливаются так, чтобы вода входила в раструб;

- в фланцевых крестах с пожарной подставкой при назначении деаметра прохода принято выбирать наибольший диаметр;

- у тройника диаметр отростка может быть или равен или меньше диаметра ствола;

- фасонные части с пожарной подставкой выпускаются только диаметром 300 мм.

На основе деталировки сети составляют спецификации фасонных частей и арматуру, необходимые для их заказа и разработки сметы.

6. Очистные сооружения

 

6.1 Выбор метода обработки воды и состава сооружений

 

Качество исходной воды характеризуется следующими показателями(см. задание):

1)         Мутность –240 мг/л ;

2)         Цветность – 65 град. ;

3)         Щелочность – 4,1 мг-экв/л ;

4)         pH – 7 ;

5)         общая жесткость – 4,8 мг-экв/л ;

6)         плотный осадок – 470 мг/л ;

7)         коли-индекс – 200 шт.

Качество исходной воды не соответствует СанПиН 2.1.4.1074-01 по следующим показателям:

1) мутности(<1,5 мг/л);

2) цветности(<20 град.);

3) бактериологическому показателю(коли-индекс <3 шт.), поэтому приняты следущие методы очистки воды: осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

Производительность очистной станции Q_о.с.= 6887 м³/сут.

Для характеристики водопотребления в течение суток строят ступенчатый график.

Водозаборные, очистные станции и насосная станции первого подъема работают равномерно в течение суток.

Насосные станции второго подъема работают в равномерном режиме.

Состав очистных сооружений назначается по таблице

1) осветлители с взвешенным осадком - скорые фильтры;

2) По заданию консультанта принята схема:

В состав основных сооружений входят:

6.2 Расчет очистных сооружений

 

6.1.1.Расчет скорого фильтра

Общая площадь F_ф, м², определяется по формуле:

F_ф=

Где Q^о.с._сут. полезная производительность станции, м³/сут.,

T_ст. - продолжительность работыстанции в течении суток, часы,

Vн - расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/час, принимается по таблице 21, с учетом расчетов по формуле 20,

Nпр-число промывок одного фильтра с сутки при нормальном режиме эксплуатации,

Qпр - уденый расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м²,

Тпр - время простоя фильтра в связи с промывкой, принимается для фильтров, промываемых водой - 0,33ч., водой и воздухом – 0,5ч.

Удельный расход воды на одну промывку определяется по формуле:

q_пр=

F_ф= 6889/(24*5-3*4,8-3*0,33*5)= 68,5 м²

 

Таблица 6.1 - Данные о фильтрующей загрузки скорого фильтра.

Характеристика фильтрующих слоев при обезжелезивании воды, упрощенной аэрацией					Расчетная скорость фильтрования, м/час.
min диаметр зерен, мм	max диаметр зерен, мм	Эквивалентный диаметр зерен, мм	Коэффициент неоднородности	Высота слоя, мм
0,8	1,8	0,9-1	1,5-2	1000	5-7

Для определенния количества фильтров на станции задаются типовыми размерами фильтров в плане. Для станции подготовки поверхностных вод производительность станции Q^о.с._сут.=8000м3/сут., размеры фильтров в плане приняли:6*3. площадь одного фильтра с такими размерами в плане: F₁= 13,3095 м².

Число фильтров на станции производительностью более 1600 м³/сут. Долно быть не менее 4.

На одной станции число фильтров определяется по формуле:

Nф

Где Fф - общая площать фильтра м²,

F₁ - площадь одного фильтра м²,

Nф = 68,5/13,30955 шт.

Расчет распределительной системы.

В проектируемом фильтре принято щелевая распределительная система без поддерживающих слоев.

Она служит для равномерного распределения промывной воды по площади фильтра и для сбора профильтрованной воды.

Интенсивность промывки прината w=16 л/сек*м².

Количество промывной воды, необходимой для промывки одного фильтра q_пр,л/сек. определяется по формуле:

q_пр=F₁*w

q_пр= 13,3095*16=213 л/сек.

Коллектор распределитеной системы выполнен из стальных и электросварных труб, скорость в нем должна быть 0,8 - 1,2 м/сек.

По таблице Шевелева q_пр.=213 л/сек. принят диаметр труб 450мм, Vк= 1,72 м/сек, 1000i = 5,53 м.

По таблице 3 наружный диаметр равен 720мм.

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление распределительной системы, при растояниях между ними m= 0,25-0,35 м.(принято 0,25), и наружном диаметре коллектора Д _кол= 720 мм= 7,2 м., определяется по формуле:

f_отв.= (А - 1,18 - Д_к)* m

где А - размер стороны фильтра, м.

F_отв.= (6-1,18-0,72)*0,25=1,025

Расход промывной воды поступающее через одно ответвление, л/с:

q_отв= f_отв. W

q_отв=1,025 16=16,4 (л/с)

Боковые ответвления приняты из плассмассовых трцб, скорость движения воды в них должна быть 1,6-2 м/с

V=1,67 м/с