|
Tallinna tehnikaülikool Keskkonnatehnika instituut Kursuseprojekt aines Veevarustus 11 linna veevärgi projekt Õppejõud: J. Karu Üliõpilane: D.Tarkoev Arvestatud: arv.r. 960058 TALLINN 1999 Proektiülesanne Veevärgiarvutusliku toodangu määramine Pinnaveehaarde tüübi ja skeemi valik Veehaarde põhielementide arvutus Veehaarde ehitiste vajalike kõrgusmärkide määramine Veepuhastusjaama tehnoloogiaskeemi valik Veepuhastusseadme arvutus Veepuhastusjaama kõrgusskeemi arvutus Uhtevee ja sette vastuvõtu ning töötlemise küsimuste lahendamine Veejaotusvõrgu arvutus Veetorni kõrguse määramine Kasutatud kirjandus Graafiline osa Q=Qmax ööp.
+Qt
Ejaama omatarvet arvestav koefitsent; =1,04 Qmaxööp.
-maksimaalne ööpäevane tarbijatele antav vooluhulk; Qmax ööp.
= 100000m3
/ööp Qt
Etuletõrje vooluhulk; Qt
=5000m3
/ööp Q=1,04*100000+5000=109000m3
/ööp=1.26m3
/s Käesolev veehaare on projekteeritud ühildatud veehaardena. Veehaare koosneb päisest, kahest isevoolutorust (pikkus 20m, Æ 1000mm) ja kaldakaevust. Päis on konstrueeritud raudbetoonist, koonus on valmistatud metallist, mis juhib vee isevoolutorusse. Isevoolutorud asuvad pinnase all. Päise sissevooluava ja kalda sissevoolu avade ees on võred, mis hoiavad ära suuremate osakeste sattumise isevoolutorusse ja eelkambrisse ja samuti on türjevahehdiks lobjaka vastu. Kaldakaev on jagatud kaheks sektsiooniks. Mõlemad sektsioonid töötavad teineteist sõltumata. Sektsioon jaguneb omakorda kaheks kambriks: eelkamber ja imikamber. Kambrite vahel on pöörlev sõel. Imikambris asuvad pumpade imitorud. Pumplas on 3 pumpa(ABS tsentrifugaalpump, seeria ) Pumplast läheb 2 survetoru (pikkus 20m, Æ 1000mm) veepuhastusjaama. v Kaldakaevu sissevooluakna pindala
A= Kus q - veevärgi toodang; q=109000m3
/d=1.26m3
/s v - vee sissevoolukiirus; v=0,22m/s=19008m/d k Eava kitsendus koefitsient; a - varraste vahekaugus; a=0,05m c Evarraste läbimõõt; c=0,01m Seega ühe ava vajalik pindala A=8.6m2
Valin võre mõõtmetega 1700*1700mm. v Pöörleva sõela arvutus
Valin pöörleva sõela TH-1500, mille tootlikkus on 1-5m3
/s, sõela elektrimootor AOC2-41-6, võimsus 4kW, pöörete arv 970p/min, sõela liikumiskiirus 4m/min. v Isevoolutorustiku arvutus
Isevoolutorus (malmist), pikkusega 20m, voolukiirused 1 kategooria puhul sovit. 0,7E,5m/s. Veehaarde kasulik läbilaskevõime Q=0,5m3
/s, kahe isevoolutoru korral v Isevoolutoru diameetri valik
v Isevoolutoru sissevooluava läbimõõt
A-sissevooluava pindala A= 1,25 E reostuskoefitsent, q Eveevärgi arvututuslik toodang; q=21280m3
/d=0,246m3
/s, v Evee sissevoolukiirus; v=0,4m/s, k E kitsenduskoefitsent; k=1,2 d= v Isevoolutoru mudastamise kontroll
Mudastumise kontrollimiseks arvutatakse selline järvevee hägusus, millise puhul antud tingimustel r£0,11 r - järvevee hägusus =0,55kd/m3
d - põhjasetete kaalutud keskmine hüdrauliline terasus =0,015m/s u Etera settimiskiirus, V Evoolukiirus torus 1,27m/s Kui V>1.2m/s, siis l= Tera settimiskiirus: U= kus C EChezy parameeter C= U= r£0,11 Seega hägusus, mille puhul toimub mudastumine on 1,09kg/m3
ning tingimus 0,55£1,09 on täidetud ning siit tulenevalt mudastumist ei toimu. Veehaardeehitiste vajalike kõrgusmärkide määramine v Päis
Jääkatte paksus on max 0,3m. Päis asub 0,7m sügavusel jääkihist ja päise korgus on 1,75m. Arvestades, et min vee pind asub 18m kõrgusel on päise ülemise serva kõrgusmärk 17m. v Kaldakaevu põhi
Päise alumise osa kõrgusmärk on 15.25m. Toru läbimõõt 1m. Kaldakaevu põhja kõrgusmärk on: 15.25-1-0,5=13.75m. v Kaldakaevu imi- ja eelkambris.
l - hõõrdetakistustegur (määratakse Moody graafikult) Re= V Evoolukiirus isevoolutorus; V=1,5m/s d Eisevoolutoru läbimõõt; d = 1m n - vee kinemaatiline viskoossus; n=1,308*10-6
m2
/s Re= DC Etoru ekvivalentkaredus; DC=0,2 d Etoru läbimõõt (mm); d=1000mm. Seega l=0,0145 l Etoru pikkus; l=19m, d Etoru läbimõõt; d=1m, V Evoolukiirus; V=1,5m/s, x - kohttakistus: käänak x=1,265 väljavool x=1,0 Võre puhul Seega eelkambri min veepinna kõrgusmärk on 18,0-0,4=17,6m. Imikambri puhul lisandub veel üks sõel mille v Isevoolutoru
Isevoolutoru ülemise serva kõrgusmärk ühtib päise alumise kõrgusmärgiga, mis on 15,25m, kuna toru läbimõõt on 0,5m, siis toru alumise serva kõrgusmärk on 15.25-0,5=14.25m. v Veepuhastusjaama tehnoloogiaskeemi valik
I astme P.J. Mikro- filter Kontakt- bassein 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 pöörlemiskiirus 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: läbimõõt 2.2m, kõrgus 2m, kiirusgradient G=200s-1
, pöörete 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 ühes 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
Eühe 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 Evooluhulk; Q=109000m3
/d=4542m3
/h U0
Esettimiskiirus; U0
=0,5mm/s A=1,3* Settiti sügavus on 3,0m. Seega maht on W=H*A=3,5*3280=11480m3
Settiti pikkus arvutatav: L= Vk
Evee keskmine horisontaalse liikumise kiirus; Vk
=7,5mm/s L= Settiti laius b= Setiti on pikkudi jagatud vaheseintega üksteist sõltumatult töötavateks sektsioonideks laiusega 6m. Sektsioonide arv v Kiirfilter
Q Eveepuhastusjaama toodang T Ejaama töötundide arv ööpäevas; T=24h V Earvutuslik filtratsioonikiirus norm. Reziimil; V=8m/h n Eühe filtri uhtumiste arv ööpäevas; n=3 q Euhtevee erikulu filtri uhtumisel; q=0,06wt1
w - uhtumise intensiivsus; w=12l/s*m2
t1
E uhtumise kestvus; t1
=6min q=0,06*12*6=4,3m3
/m2
t Efiltri uhtumisest tingitud seisuaeg; t=0,33h Filtrite arv N=0,5* Forseeritud reziimil on filtratsiooni kiirus: N1
remondisolevate filtrite arv; N=1 Filtri kihi paksus on 1,5m. Filtri uhtumine toimub veega, mida voetakse puhtavee reservuaarist. Uhtevett kulub ühele filtrile quh
=A*w A filtri pind; A=46.5m2
wE 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 külge. Voolukiirus piludes on 1,5m/s, pilude läbimõõt on 0,6mm. Pilukupleid on 40tk/m2
, seega ühel filtril 40*46.5=1860tk. Ühtevesi kogutakse ära filtri pinnalt renniga. Rennid on roostevabast plekist poolringikujulised. Renni servad peavad olema rangelt horisontaalsed ja ühes tasapinnas. Renni laius: Br
=K* K Etegur. Poolringikujulise rennipuhul k=2 qr
Erenni vooluhulk; qr
=0,558m3
/s ar
- tegur; ar
=1,5 Br
=2* Renni vertikaalosa kõrgus: Renn paigaldatakse paralleelselt filtri lühema küljega. Dh=He/100; H Efiltrikihi paksus; H=1,5m e Efiltrikihi paisumise protsent; e=45%. Dh= Renni põhi on languga (i=0,01m) kogumiskanali poole kui filtri külg (lühem) 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
Ekanali vooluhulk; qk
=0,558m3
/s Bk
Ekanali 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
Ekohttakistustegur; xp
=4 Vpilu
Evee väljavoolu kiirus; Vpilu
=1,5m/s hpilu
= 2) filtri kihis hf
=(a+b*w)*Hf
a Etegur; a=0,76 b Etegur; b=0,017 w - uhtumise intansiivsus; w=12l/s*m2
Hf
Efiltri 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 läbimõõt 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 20āE30, n=73.6EEsup>-1. v Puhta vee reservuaar
Reservuaari maht on arvutatav W=3*Qt
+Quh
+Q5%
Qt
Etuletõrje vooluhulk m3
/h; Qt
=208.3m3
/h Quh
Eveehulk filtrite uhtumiseks. Arvestatakse kahe järjestikulise uhtumisega Quh
=0.558*2*6*60=402m3
Q5%
-puhtavee reservuaari reguleeriv maht on 5% ööpäevasest toodangust: Q5%
=0,05*109000=5450m3
W=3*208.3+402+5450=6477m3
Reservuaari gabariidid: pikkus 44m, laius 30m, kõrgus 5m. v Osoon
O3
kogus on 3 mg/l. Seega O3
kulu on 3*109000g/d=327kg/d. v Koagulant
Koaguleerimiseks kasutatakse Al2
(SO4
)3
Ealumiiniumsulfaati. Koagulant kogus on Dk
=4 AL
= Q Eveepuhastusjaama ööpaevana toodang; Q=109000m3
/d Dk
Ekoagulandi kogus; Dk
=34mg/l a - vahekäikude lisapinda arvestav tegur; a=1,15 pc
Eveevabakoagulandi sisaldus tehnilises produktis; pc
=45% Go
Ekoagulandi mahu mass; Go
=1,1t/m3
hk
Ekoagulandikihi paksus laos; hk
=3,5m AL
= Koagulandi lahustamiseks kasutatakse lahustuspaake, kuhu reagent laaditakse greiferiga. Paagi maht on: WL
= n Eajavahemik, milliseks lahus valmistatakse; n=9h bL
Elahuse konsentratsioon paagis; bL
=20% WL
= 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 Elahuse konsendratsioon lahusepaagis; b=12% W= 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 Epaagi pikkus; b=1,3m 8 Eõhu 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 Epaagi pikkus; b=1,55m 4 Eõhu 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
Elubja aktiivosa ekvivalentmass, eL
=28mg/mg*ekv ek
Ekoagulandi aktiivosa ekvivalentmass; ek
=57mg/mg*ekv Dk
Ekoagulandi kogus; Dk
=34mg/l Lo
Etoorvee leelisus; Lo
=1,1mg*ekv/l 1 - jääkleelisus DL
=28*( Lubja kulu on 16.7*109000=18203000g/d=1820kg/d. Lubi saabub veepuhastus jaama kustutamata tahkel kujul ning teda säilitatakse laos. Enne vette lisamist lubi kustutatakse. Kustutamata tükid ja lisandid eraldatakse hüdrotsükloni abil. Puhastatud suspensioon suunatakse lubjapiimapaaki, kus toimub pidev segamine tsirkulatsioonipumpade abil. Lubjapiima paagi maht: WLP
= Qt
Etunnivooluhulk; Qt
=4542m3
/h n Eajavahemik, milliseks lahus valmistatakse; n=3h DL
Evajalik lubja annus; DL
=16.7mg/l bLP
Eaktiivaine sisaldus lubjapiimas; bLP
=5% gLP
Elubjapiima mahumass; gLP
=1t/m3
WLP
= Paagi gabariitideks on: diameeter 1,46m, kõrgus 2,7m. Paigaldatud on 3 paaki, millest 1 on reservis. Lubjalahus valmistatakse lubjapiimast kahekordse küllastusega saturaatoris. Selitatud ja küllastunud lubjalahus kogutakse rennidega kust ta annustuspunba abil lisatakse puhastatavale veele. v Flokulant
Flokulandina kasutatakse polüakrüülamiidi (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 ületa 0,1%. Lahjendamine toimub ejektori abil. v Kloor
Kloori normatiivne annus järelkloorimisel on 0,75mg/l. Seega arvutuslik kloori kulu on 0,75*109000=81750g/d=81.75kg/d. v Veepuhastusjaama kõrgusskeemi arvutus
Veepinna kõrgusmärk v Uhtevee ja sette vastuvõtu ning töötlemise küsimuste lahendamine.
Kasutusel on uhtevee korduvkasutuse süsteem. Filtrite pesuvesi suunatakse kogumisrennide ja- kanali kaudu ühte keskendusreservuaari, kus ta osaliselt setib. Väljasettinud liivaosakesed ja hõljum suunatakse reservuaarist kanalisatsiooni. Ülejaanud osa pesemisveest suunatakse segistisse, kust algab tema täielik puhastamine. Sette massi moodustab horisontaalsetitist välja settinud sete. Sette kogumine toimub mudaväljakule, 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 734.5l/s 661.4l/s 250m 250m 250m 300l/s 10l/s 535.2l/s 5 6 250m 250m 151.2l/s 164.1l/s 126.2l/s 189.2l/s 220m 7 25l/s 8 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. сEHGEEDEAE. (CB EL E EKEL EEEE. BEE1967E 2. ..A. CB. HE1982E 3. сEHGE E ECZEE HZEE ..E, ..E..E,... BEE1994E 4. ..J. ME HE HZEE BEE1987E
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||