Водоснабжение

Водоснабжение

Tallinna tehnikaьlikool

Keskkonnatehnika instituut

Kursuseprojekt aines Veevarustus ((

linna veevдrgi projekt

Хppejхud: J. Karu Ьliхpilane:

D.Tarkoev

Arvestatud: № arv.r. 960058

TALLINN 1999

Sisukord

Proektiьlesanne

Veevдrgiarvutusliku toodangu mддramine

Pinnaveehaarde tььbi ja skeemi valik

Veehaarde pхhielementide arvutus

Veehaarde ehitiste vajalike kхrgusmдrkide mддramine

Veepuhastusjaama tehnoloogiaskeemi valik

Veepuhastusseadme arvutus

Veepuhastusjaama kхrgusskeemi arvutus

Uhtevee ja sette vastuvхtu ning tццtlemise kьsimuste lahendamine

Veejaotusvхrgu arvutus

Veetorni kхrguse mддramine

Kasutatud kirjandus

Graafiline osa

veevдrgi arvutusliku toodangu mддramine

Q=?Qmax ццp.+Qt

? – jaama omatarvet arvestav koefitsent; ?=1,04

Qmaxццp.-maksimaalne ццpдevane tarbijatele antav vooluhulk; Qmax ццp.=

100000m3/ццp

Qt – tuletхrje vooluhulk; Qt=5000m3/ццp

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

pinnaveehaarde tььbi ja valik

Kдesolev veehaare on projekteeritud ьhildatud veehaardena. Veehaare koosneb

pдisest, kahest isevoolutorust (pikkus 20m, ( 1000mm) ja kaldakaevust.

Pдis on konstrueeritud raudbetoonist, koonus on valmistatud metallist, mis

juhib vee isevoolutorusse. Isevoolutorud asuvad pinnase all. Pдise

sissevooluava ja kalda sissevoolu avade ees on vхred, mis hoiavad дra

suuremate osakeste sattumise isevoolutorusse ja eelkambrisse ja samuti on

tьrjevahehdiks lobjaka vastu.

Kaldakaev on jagatud kaheks sektsiooniks. Mхlemad sektsioonid tццtavad

teineteist sхltumata. Sektsioon jaguneb omakorda kaheks kambriks: eelkamber

ja imikamber. Kambrite vahel on pццrlev sхel. Imikambris asuvad pumpade

imitorud. Pumplas on 3 pumpa(ABS tsentrifugaalpump, seeria )

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

veehaarde pхhielementide arvutus

* Kaldakaevu sissevooluakna pindala

A=[pic];

Kus q - veevдrgi toodang; q=109000m3/d=1.26m3/s

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

k – ava kitsendus koefitsient; [pic];

a - varraste vahekaugus; a=0,05m

c – varraste lдbimххt; c=0,01m

[pic]

[pic]

Seega ьhe ava vajalik pindala A=8.6m2

Valin vхre mххtmetega 1700*1700mm.

* Pццrleva sхela arvutus

Valin pццrleva sхela TH-1500, mille tootlikkus on 1-5m3/s,

sхela elektrimootor AOC2-41-6,

vхimsus 4kW,

pццrete arv 970p/min,

sхela liikumiskiirus 4m/min.

* Isevoolutorustiku arvutus

Isevoolutorus (malmist), pikkusega 20m, voolukiirused ( kategooria puhul

sovit. 0,7…1,5m/s. Veehaarde kasulik lдbilaskevхime Q=0,5m3/s, kahe

isevoolutoru korral [pic].

* Isevoolutoru diameetri valik

[pic] ; [pic]

[pic]

* Isevoolutoru sissevooluava lдbimххt

[pic]

A-sissevooluava pindala

A=[pic]

1,25 – reostuskoefitsent,

q – veevдrgi arvututuslik toodang; q=21280m3/d=0,246m3/s,

v – vee sissevoolukiirus; v=0,4m/s,

k – kitsenduskoefitsent; k=1,2

[pic]

d=[pic]=2.45m ( 2.5m

* Isevoolutoru mudastamise kontroll

Mudastumise kontrollimiseks arvutatakse selline jдrvevee hдgusus, millise

puhul antud tingimustel ((0,11[pic] toimub mudastumine.

( - jдrvevee hдgusus =0,55kd/m3

( - pхhjasetete kaalutud keskmine hьdrauliline terasus =0,015m/s

u – tera settimiskiirus,

V – voolukiirus torus 1,27m/s

Kui V(1.2m/s, siis (=[pic]; (=[pic]=0,026

Tera settimiskiirus: U=[pic];

kus C – Chezy parameeter C=[pic]; C=[pic]=54,94

U=[pic]

((0,11[pic]

Seega hдgusus, mille puhul toimub mudastumine on 1,09kg/m3 ning tingimus

0,55(1,09 on tдidetud ning siit tulenevalt mudastumist ei toimu.

Veehaardeehitiste vajalike kхrgusmдrkide mддramine

* Pдis

Jддkatte paksus on max 0,3m. Pдis asub 0,7m sьgavusel jддkihist ja pдise

korgus on 1,75m. Arvestades, et min vee pind asub 18m kхrgusel on pдise

ьlemise serva kхrgusmдrk 17m.

* Kaldakaevu pхhi

Pдise alumise osa kхrgusmдrk on 15.25m. Toru lдbimххt 1m. Kaldakaevu pхhja

kхrgusmдrk on: 15.25-1-0,5=13.75m.

* Kaldakaevu imi- ja eelkambris.

[pic]

( - hххrdetakistustegur (mддratakse Moody graafikult)

Re=[pic]

V – voolukiirus isevoolutorus; V=1,5m/s

d – isevoolutoru lдbimххt; d = 1m

( - vee kinemaatiline viskoossus; (=1,308*10-6m2/s

Re=[pic]1146789 ( 106

[pic]

(C – toru ekvivalentkaredus; (C=0,2

d – toru lдbimххt (mm); d=1000mm.

Seega (=0,0145

l – toru pikkus; l=19m,

d – toru lдbimххt; d=1m,

V – voolukiirus; V=1,5m/s,

( - kohttakistus: kддnak (=1,265

vдljavool (=1,0

Vхre puhul [pic]

[pic] ( 0,4m

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

Imikambri puhul lisandub veel ьks sхel mille [pic], seega 17,6-0,1=17,5m.

* Isevoolutoru

Isevoolutoru ьlemise serva kхrgusmдrk ьhtib pдise alumise kхrgusmдrgiga,

mis on 15,25m, kuna toru lдbimххt on 0,5m, siis toru alumise serva

kхrgusmдrk on 15.25-0,5=14.25m.

* Veepuhastusjaama tehnoloogiaskeemi valik

veepuhastusseadmete arvutus

* Mikrofilter

Mikrofiltreid on 3, millest 1 on reservis. Ьhe mikrofiltri arvutuslik

keskmine toodang on 1600m3/h. Seadme gabariidid (mm): pikkus 5460, kхrgus

4240; kusjuures trumli gabariitmххtmed (D*L)mm=3*3,7 ja pikkus 4600.

Tegelik filtratsiooni pind 17,5m2, trumli pццrlemiskiirus on 1,7 p/min.

* Kontaktbassein

Kontaktiaeg kontaktbasseinis on 10 min. Kontaktbasseini min maht:

Wmin=[pic]

Valin kontaktbasseini gabariitideks: pikkus 10,1m, laius 7.5, kхrgus 10m.

Maht 757m3.

* Segisti

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

W=[pic]

Segisti gabariidid on: lдbimххt 2.2m, kхrgus 2m, kiirusgradient G=200s-1,

pццrete arv n = 1 p/s.

* Flokulatsioonikamber

Koagulatsiooni II faas toimub mehaanilises flokulatsioonikambris ehk

flokulaatoris. Vee viibeaeg flokulaatoris on 15 min, seega min maht on:

Wmin=[pic]

Valin flokulaatori gabariitideks pikkus 39m, laius 10m, kхrgus 3m. Maht

1170m3. Vee segamine toimub horisontaalsele vхllile asetatud tasapinnaliste

labadega. Labade kogupind ьhes vertikaaltasapinnas on 15% flokulaatori

ristlхike pinnast. Flokulaatori ristlхike pind A=3*10=30m2. Flokulaatori

labade kogupind [pic]

Kuna labasid on 4 siis 4.6/4=1.125m2 – ьhe laba pind. Laba pikkuse suhe

l/b=20, siis laba pikkus on 4.74m ja laius 0,24m.

* Horisontaalsetiti

Vee selitamine toimub horisontaalsetitis. Arvestades toorvee omadusi on

arvutuslik settimis kiitus U0=0,5mm/s, setiti pindala:

A=([pic]

( - turbulentsi mхju arvestav tegur; (=1,3

Q – vooluhulk; Q=109000m3/d=4542m3/h

U0 – settimiskiirus; U0=0,5mm/s

A=1,3*[pic]

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

Settiti pikkus arvutatav:

L=[pic]

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

L=[pic]

Settiti laius b=[pic]

Setiti on pikkudi jagatud vaheseintega ьksteist sхltumatult tццtavateks

sektsioonideks laiusega ( 6m. Sektsioonide arv [pic]

* Kiirfilter

Vajalik summaarne filtratsiooni pind

[pic]

Q – veepuhastusjaama toodang

T – jaama tццtundide arv ццpдevas; T=24h

V – arvutuslik filtratsioonikiirus norm. Reziimil; V=8m/h

n – ьhe filtri uhtumiste arv ццpдevas; n=3

q – uhtevee erikulu filtri uhtumisel;

q=0,06(t1

( - uhtumise intensiivsus; (=12l/s*m2

t1 – uhtumise kestvus; t1=6min

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

t – filtri uhtumisest tingitud seisuaeg; t=0,33h

[pic]

Filtrite arv N=0,5*[pic], ьhe filtri filtratsiooni pind on 596.3/13=45.9m2.

Filtri mххtmeteks plaanis 7.5*6.2m, seega on filtri pind on 45.9m2.

Forseeritud reziimil on filtratsiooni kiirus:

[pic]

N1 –remondisolevate filtrite arv; N=1

[pic]<10m/h

Filtri kihi paksus on 1,5m. Filtri uhtumine toimub veega, mida voetakse

puhtavee reservuaarist. Uhtevett kulub ьhele filtrile quh=A*(

A –filtri pind; A=46.5m2

(– uhtumise intensiivsus; (=12l/s*m2

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

Uhtumise toimub pilukuplite abil, mis on kinnitatud keermega filtri

kahekordse pхhja kьlge. Voolukiirus piludes on 1,5m/s, pilude lдbimххt on

0,6mm. Pilukupleid on 40tk/m2, seega ьhel filtril 40*46.5=1860tk.

Ьhtevesi kogutakse дra filtri pinnalt renniga. Rennid on roostevabast

plekist poolringikujulised. Renni servad peavad olema rangelt

horisontaalsed ja ьhes tasapinnas. Renni laius: Br=K*[pic]

K – tegur. Poolringikujulise rennipuhul k=2

qr – renni vooluhulk; qr=0,558m3/s

ar - tegur; ar=1,5

Br=2*[pic]

Renni vertikaalosa kхrgus:

[pic]

Renn paigaldatakse paralleelselt filtri lьhema kьljega. (h=He/100;

H – filtrikihi paksus; H=1,5m

e – filtrikihi paisumise protsent; e=45%.

(h=[pic]

Renni pхhi on languga (i=0,01m) kogumiskanali poole kui filtri kьlg (lьhem)

on 6m, siis renni pхhja kхrguste vahe renni alguses ja lхpus on

0,01*6=0,06m.

Kogumiskanali pхhi asub allpoolrenni pхhja Hkan vхrra:

Hkan=1,73*[pic]

qk – kanali vooluhulk; qk=0,558m3/s

Bk – kanali laius; Bk=0,7m

Hkan=1,73*[pic]

Vee liikumise kiirus kanali lхpus:

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

Uhtevesi pumbatakse puhta vee reservuaarist. Uhtepumba valikuks summeerin

rхhukaod:

1) pilukuplites

[pic]

(p – kohttakistustegur; (p=4

Vpilu – vee vдljavoolu kiirus; Vpilu =1,5m/s

hpilu=[pic]

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

a – tegur; a=0,76

b – tegur; b=0,017

( - uhtumise intansiivsus; (=12l/s*m2

Hf – filtri 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 lдbimххt 600mm ning

rхhukadu 25m/1000m kohta. Toru pikkus l=50m, seega juurdevoolutorustikus

on rхhukadu:

hjv=[pic]

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

Pumba vajalik tootlikus on 558l/s. Valin pumba 20НДн730, n=73.6мин-1.

* Puhta vee reservuaar

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

Qt – tuletхrje vooluhulk m3/h; Qt=208.3m3/h

Quh – veehulk filtrite uhtumiseks. Arvestatakse kahe jдrjestikulise

uhtumisega Quh=0.558*2*6*60=402m3

Q5% -puhtavee reservuaari reguleeriv maht on 5% ццpдevasest toodangust:

Q5%=0,05*109000=5450m3

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

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

REAGENDIMAJANDUS

* Osoon

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

* Koagulant

Koaguleerimiseks kasutatakse Al2(SO4)3 – alumiiniumsulfaati. Koagulant

kogus on

Dk=4[pic]

V – toorvee vдrvus; V=60(

Dk=4[pic]=34mg/l

Koagulandi kulu on 34*109000=3706000g/d=3706kg/d. Toimub koagulandi kuiv

Hoidmine ja mдrg annustus. Vajalik koagulandi lao pind on

AL=[pic][pic]

Q – veepuhastusjaama ццpaevana toodang; Q=109000m3/d

Dk – koagulandi kogus; Dk=34mg/l

T - koagulandi sдilitamise kestvus; T=30d

( - vahekдikude lisapinda arvestav tegur; (=1,15

pc – veevabakoagulandi sisaldus tehnilises produktis; pc =45%

Go – koagulandi mahu mass; Go=1,1t/m3

hk – koagulandikihi paksus laos; hk=3,5m

AL=[pic][pic]

Koagulandi lahustamiseks kasutatakse lahustuspaake, kuhu reagent laaditakse

greiferiga. Paagi maht on:

WL=[pic]

n – ajavahemik, milliseks lahus valmistatakse; n=9h

bL – lahuse konsentratsioon paagis; bL=20%

WL=[pic]= 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=[pic]

b – lahuse konsendratsioon lahusepaagis; b=12%

W=[pic]=3.5m3

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

Lahustamiseks nii lahustus- kui lahusepaagis kasutatakse suruхhku.

Arvutuslik хhukulu lahustuspaagile:

qх=a*b*8

a - paagi laius; a=1.3m

b – paagi pikkus; b=1,3m

8 – хhu kogus l/s m2 kohta;

qх=1,3*1,3*8=13.52l/s

Arvutuslik хhukogus lahusepaagile:

qх=a*b*4

a - paagi laius; a=1,55m

b – paagi pikkus; b=1,55m

4 – хhu kogus l/s m2 kohta;

qх=1,55*1,55*4=9.61l/s

Kogu хhukulu on 13.52+9.61=23.13l/s.

Reagendi annustamine toimub annustuspumba abil.

* Lubi

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

DL=eL*([pic])

eL – lubja aktiivosa ekvivalentmass, eL =28mg/mg*ekv

ek – koagulandi aktiivosa ekvivalentmass; ek =57mg/mg*ekv

Dk – koagulandi kogus; Dk=34mg/l

Lo – toorvee leelisus; Lo=1,1mg*ekv/l

1. - jддkleelisus

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

Lubja kulu on 16.7*109000=18203000g/d=1820kg/d. Lubi saabub veepuhastus

jaama kustutamata tahkel kujul ning teda sдilitatakse laos. Enne vette

lisamist lubi kustutatakse. Kustutamata tьkid ja lisandid eraldatakse

hьdrotsьkloni abil. Puhastatud suspensioon suunatakse lubjapiimapaaki, kus

toimub pidev segamine tsirkulatsioonipumpade abil. Lubjapiima paagi maht:

WLP=[pic]

Qt – tunnivooluhulk; Qt =4542m3/h

n – ajavahemik, milliseks lahus valmistatakse; n=3h

DL – vajalik lubja annus; DL =16.7mg/l

bLP – aktiivaine sisaldus lubjapiimas; bLP =5%

(LP – lubjapiima mahumass; (LP =1t/m3

WLP=[pic]=4.55m3

Paagi gabariitideks on: diameeter 1,46m, kхrgus 2,7m. Paigaldatud on 3

paaki, millest 1 on reservis. Lubjalahus valmistatakse lubjapiimast

kahekordse kьllastusega saturaatoris. Selitatud ja kьllastunud lubjalahus

kogutakse rennidega kust ta annustuspunba abil lisatakse puhastatavale

veele.

* Flokulant

Flokulandina kasutatakse polьakrььlamiidi (PAA). Flokulandi koguseks on 1%

hхljuvaine 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 ьleta 0,1%. Lahjendamine toimub ejektori abil.

* Kloor

Kloori normatiivne annus jдrelkloorimisel on 0,75mg/l. Seega arvutuslik

kloori kulu on 0,75*109000=81750g/d=81.75kg/d.

* Veepuhastusjaama kхrgusskeemi arvutus

|Seade |Rхhukadu, m |Veepinna |

| | |kхrgusmдrk |

|Mikrofilter |0,6 |9,3 |

|Mikrofiltrist-kontaktbasseini |0,2 | |

|Kontaktbassein |2,0 |8,5 |

|Kontaktbasseinist segistisse |0,2 | |

|Segisti |0,2 |6,3 |

|Segistist-flokulats.kamber/setiti|0,4 | |

|sse | | |

|Flokulats.kamber/setiti |0,8 |5,7 |

|Flok.kamber/setitist |0,6 | |

|kiirfiltrisse | | |

|Kiirfilter |3,5 |4,3 |

|Kiirfiltrist puhtavee reservuaari|0,8 | |

|Puhta vee reservuaar | |0 |

* Uhtevee ja sette vastuvхtu ning tццtlemise kьsimuste lahendamine.

Kasutusel on uhtevee korduvkasutuse sьsteem. Filtrite pesuvesi suunatakse

kogumisrennide ja- kanali kaudu ьhte keskendusreservuaari, kus ta osaliselt

setib. Vдljasettinud liivaosakesed ja hхljum suunatakse reservuaarist

kanalisatsiooni. Ьlejaanud osa pesemisveest suunatakse segistisse, kust

algab tema tдielik puhastamine.

Sette massi moodustab horisontaalsetitist vдlja settinud sete. Sette

kogumine toimub mudavдljakule, kuhu toorsete juhitakse rennide abil 0,3m

paksuse kihtidena.

vee jaotusvхrgu 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

|№ |Lдbimххt, mm |Vooluhulk, l/s |Rхhukadu,m |

|1-2 |800 |728,14 | |

|2-3 |800 |654,28 | |

|3-6 |700 |528,08 | |

|1-4 |500 |306,46 |1,735 |

|4-5 |125 |9,37 | |

|2-5 |125 |10,77 | |

|6-5 |450 |212,68 | |

|4-7 |400 |158,29 |1,515 |

|7-8 |200 |32,09 |2,035 |

|5-8 |400 |157,11 | |

|9-1 |1000 |1261,70 | |

|№ Punkt |Vooluhulk,l/s |Kхrgusmдrk,m |

|1 |227,10 |43,50 |

|2 |63,10 |42,80 |

|3 |126,20 |41,10 |

|4 |138,80 |39,70 |

|5 |75,70 |39,10 |

|6 |315,40 |38,60 |

|7 |126,20 |36,80 |

|8 |189,20 |36,50 |

|9 |-1261,70 |43,50 |

1*10mH2O+3*4=22m

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

Kasutatud kirjandus:

1. Справочник проектировщика. (Водоснабжение населённых мест и

промышленных предприятий). Москва 1967г.

2. Н.Н.Абрамов. Водоснабжение. Стройиздат.1982г.

3. Справочник. Очистка природных и сточных вод. Л.Л.Пааль,

Я.Я.Кару,Х.А.Мельдер,Б.Н.Репин. Москва 1994г.

4. Г.Н.Николадзе. Технология очистки сточных вод. Москва 1987г.

-----------------------

I

astme

P.J.

Mikro-

filter

Kontakt-

bassein

Segisti

Flokulat-siooni-

kamber

Horison-

taal-

setiti

Kiir-

filter

Puhta-

vee

reservuar

II astme

P.J.

Osoon

Koa-

g???????????????????

ulant

Lubi

Floku-

lant

Kloor

vt