Характеристика водоснабжения жилого здания

    Регулирующая  емкость бака водонапорной башни  – разность между максимальным и минимальным остатками воды в баке. Из таблицы 2 следует:   5,4 –  0 = 5.4 % суточного потребления: 

W_р = Q_{сут max} * 5,4/100 = 30600*5,4/100 = 1652,4 м³ 

    Емкость баков водонапорных башен определяют из условия неблагоприятной работы всей системы, то есть исходя из предположения, что пожары происходят в часы наибольшего водопотребления и что расходование воды для собственных целей очистной станции (промывка фильтров) не прекращается.

    Емкость баков водонапорных башен определяется как сумма регулирующей емкости и объема воды, необходимого для тушения в течении 10 минут одного внутреннего и одного наружного пожара:

    W_б = W_р + (q_п +2*2,5)*10*60/1000, м³

W_б = 1652,4+(35+5)*10*60/1000 = 1676,4 м³ 

Принимаем две  водонапорные башни.

Емкость одного регулирующего бака составит 

W_б^о = 838,2 м³ 

    Геометрические  размеры бака определяют из рекомендуемого соотношения высоты и диаметра бака: Н_о = 0,7 Д_б.

    Тогда W_б^о =( p Д_б²/4)* Н_о = ( p Д_б²/4)*0,7 Д_б;

    W_б^о = 0,55Д_б³;

    Д_б =

    Диаметр бака одной башни Д_б = 11,5 м.

    Высота  бака Н_о = 8 м

    Емкость резервуаров чистой воды на станции  очистки 

    W_рез = W_р +W_п +W_ф + 3 q_{ч max} – 3*4,17/100 Q_{сут max},

Где W_ф – объем воды, необходимый для собственных нужд очистной станции   
( на промывку фильтров) в течение 3 часов:

W_ф = 3*(0,05-0,08)*Q_{сут max}/24 = 3*(0,06)*30600/24=229,5 

W_рез = 1655+870+230+3*1683-3*4,17/100*30600 =3975,94 ~ 4000 м³ 

    C другой стороны, емкость резервуаров чистой воды определяется соотношением режимов работы насосных станций 1 и 2 подъема. Накопление чистой воды в резервуарах происходит в период с 13⁰⁰ до 8⁰⁰. За это время (19 часов) насосы 1 подъема подадут объем воды, равный 0,0417*30600*19= 24245 м³; насосы 2 подъема  подадут из резервуаров в сеть объем воды, равный 0,04*30600*19 =23256 м³. Необходимый объем резервуаров чистой воды

W_рез = 24245-23256=989~1000 м³

Принимаем больший  объем – 1000 м³ 
 
 

 

1.3 Построение  пьезометрической линии.

 Подбор  насосов 2 подъема. 
 

    Минимальный свободный напор в сети водопровода  при максимальном хозяйственно-питьевом потреблении на вводе в здание должен приниматься при одноэтажной застройке не менее 10 м. При большей этажности на каждый этаж следует добавлять 4 м. 

    Н_св=10+4(Э-1)

    Где Э – этажность застройки.

    В нашем примере Н_св = 10+4*(5-1)=26 м

     Диктующей точкой является точка a. 
 
 
 

    Пьезометрическая  линия характеризует падение  напора в сети в часы максимального водопотребления. Когда из-за движения воды по водоводу появляются потери напора по длине.

    Высоту  водонапорной башни (высота расположения дна бака башни) определяют из соотношения высот: 

    Н_б+Z_б= Z_а+Н_св+h_ба,

    Н_б= Н_св+h_ба-( Z_б- Z_а),

Где h_ба – потери напора на участке от башни до диктующей точки a;

    h_ба=i*l_ба; i=(5-8)м вод.ст. на 1 км.

    В нашем примере

    Н_б=26+6*0,5-(65-52)=16м 

    Пьезометрическая  линия от насосной станции 2 подъема  до башни определяют необходимый напор насосов 2 подъема из соотношения 

    Z_н+Н_||-h_нб=Z_б+ Н_б+Н_о,

    Н_||=( Z_б- Z_н)+( Н_б+Н_о)+ h_нб+(2-2,5)

    Где (2-2,5) – потери набора во внутренних коммуникациях насосной станции.

    В нашем примере 

    Н_||=65-45+16+8+6*1,5+2 = 55 м вод. ст. 

    Подбор  насосов станции 2 подъема 

    Насосы  подбирают по каталогам центробежных насосов для чистых жидкостей  по требуемым производительности (подачи) и напору.

    Из  совмещенного графика водопотребления  и режимов насосных станций следует, что в час максимального водопотребления (с 8 до 10 часов) подача воды насосами 2 подъема составляет 5 % от суточного хозяйственно-питьевого потребления.

    С учетом пожарного водопотребления насосы второго подъема должны обеспечить подачу 

    Q_||=0,05 Q_{сут max}+Q_п.ч.

    Q_||=0,05*30600+290=1820»1850 м³/ч 
 
 

    Примем 4 насоса, тогда каждый насос должен подавать 462.5 м³/ч при 55м вод.ст.

По каталогам  подбираем марку насоса.

    Требованиям удовлетворяет насос Д1250-65 (12 НДс) с параметрами: подача 500 м³/ч, напор – 65м вод.ст., мощность двигателя – 100кВт, масса агрегата – 1680 кг.

 

   2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 

   2.1. Качество воды и основные методы  ее очистки 

   Качество  природной воды зависит от наличия в ней различных веществ неорганического и органического происхождения.

   Содержание  в воде нерастворенных веществ характеризуется  мутностью в мг на литр.

   Присутствие в воде гумусовых веществ характеризуется  цветностью в градусах по так называемой платинокобальтовой шкале.

   Содержащиеся  в воде соли кальция и магния придают  ей жесткость.

   Загрязненность  воды бактериями характеризуются количеством  бактерий, содержащихся в 1 куб.см. воды.

   Методы  очистки воды зависят от качества природной воды, потребляемого расхода и требований к ее качеству. При очистке речной воды для хозяйственно-питьевых нужд наиболее широко применяют осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды (дезинфекция).

   Более глубоко и более эффективно осветление воды происходит при коагулировании и пропуске через «взвешенный слой» хлопьев, ранее отделенных от воды в осветлителях.

   Для глубокого осветления воды применяют  ее фильтрование через песчаные фильтры.

   Коагулирование  с последующим отстаиванием и  фильтрованием, а затем хлорированием воды применяют также для устранения цветности и снижения окисления воды.

    Обеззараживание воды производят хлорированием, озонированием, ультрафиолетовым облучением.

    Для снижения жесткости (умягчения), обессоливания  и дегазации воды применяют химические и физико-химические методы обработки воды. Их применяют одновременно с отстаиванием и фильтрованием. 
 
 

    2.2. Выбор технологической схемы  очистки воды 

    В процессе очистки вода должна пройти ряд очистных сооружений, в которых  осуществляются принятые методы очистки.

    Наиболее распространенные технологические схемы очистки речной воды для хозяйственно-питьевых целей.

1. Глубокое осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды путем коагулирования и последовательного осветления воды в отстойниках и на фильтрах. Природная вода насосами 1 подъема 1 подается в смеситель 3, куда одновременно подаются реагенты, приготовленные в реагентном цехе 2. После смешения с реагентами вода поступает в камеру хлопьеобразования 4, где происходит процесс агломерации взвешенных  (мутность) и коллоидальных (цветность) частиц в крупные хлопья. Затем вода поступает в отстойники 5, в которых движется с малой скоростью (2-10 мм/с). При этом основная масса образовавшихся хлопьев отделяется от обрабатываемой воды и выпадает в осадок. Из отстойников воду подают на фильтры 6 для глубокого осветления путем пропуска ее через толщу песчаной загрузки. В процессе очистки в толще фильтров накапливаются загрязнения. Для их удаления фильтры выключают из работы и промывают.

    Осветленную воду обеззараживают и собирают в резервуарах чистой воды 7, где обеззараживание завершается в результате контакта с дезинфекторами (хлором, озоном).

    Вода, подаваемая в сеть, не должна содержать  озона, так как он вызывает коррозию труб и оборудования. Поэтому воду, обработанную озоном, выдерживают в резервуарах до завершения расходования озона. 

       

2. На рисунке 4 также показана схема глубокого  осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды.

    Отличие от ранее описанной схемы состоит  в том, что в ней отстойники заменены осветлителями, при применении которых отпадает необходимость в устройстве камеры хлопьеобразования. Процесс коагуляции взвесей и осветления воды происходит во взвешенном слое осадка. 

       

3. Технологическая схема, представленная на рисунке 5, имеет  лишь одно сооружение для осветления воды – контактные осветлители (песчаные фильтры с движением воды снизу вверх).

     В них коагуляция взвесей и осветление воды происходит одновременно. Укрупнение частиц в хлопья происходит не в свободном объеме, а на поверхности зерен фильтрующего материала под действием сил прилипания (контактная коагуляция). Общий объем очистных сооружений по этой схеме значительно меньше, чем по предыдущим. Эту схему можно применять при малом содержании в воде взвешенных веществ – до 150-200 мг/л.

    По  рассмотренным технологическим схемам обесцвечивание воды происходит в результате сорбции коллоидных гумусовых веществ, обусловливающих цветность воды.

    При выборе сооружений для осветления и  обесцвечивания воды рекомендуется  руководствоваться данными.

    В соответствии с моими исходными данными: мутность – 200 мг/л; цветность – 90 град;  по приложению выбираем  для обработки воды с применением коагулянтов и флокулянтов Осветлители  со взвешенным осадком – Скорые фильтры

    Как правило, на очистных станциях применяют  не менее двух сооружений каждого типа. Этим обеспечивается непрерывность работы очистных станций при авариях и эксплуатационных отключениях сооружений.

    Взаимное  высотное расположение сооружений предусматривают  с таким расчетом, чтобы движение воды от сооружения к сооружению было самотечным. Разность отметок уровней воды в расположенных рядом сооружениях должна быть равна потерям напора при движении воды между сооружениями по трубопроводам и лоткам, а также в самих сооружениях.