oczyszcz wody podziemna offczar


Politechnika

Wrocławska

Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska

0x01 graphic

Ćwiczenie projektowe z oczyszczania wody

Analiza wody podziemnej.

Prowadzący:

dr inż. Małgorzata Wolska

Tomasz Owczarek

IV rok WK

Nr albumu 124098

Rok akademicki 2005/2006

WODA PODZIEMNA

Parametry wody:

1) Twardość ogólna

Two = 15,10 tw = 5,39 mval/dm3

2) Twardość niewęglanowa

Twn = 6,00 tw = 2,14 mval/dm3

3)Twardość węglanowa

Tw = Two - Twn = 5,39 - 2,14 = 3,25 mval/dm3

• ZASADOWOŚĆ

pH = 6,6

Zasadowość M = Tw = 3,25 val/m3 = 162,5 g CaCO3/m3 .

• BARWA

19 g Pt /m3 (w normie)

• MĘTNOŚĆ

27 NTU (przekroczona)

• UTLENIALNOŚĆ

2,8 g O2 /m3 (w normie)

• MANGAN

0,6 g Mn /m3 (przekroczona)

• ŻELAZO OGÓLNE

5,9 gFe/m3 (przekroczona)

• DWUTLENEK WĘGLA

Odczytano z nomogramu równowagi węglanowo-wapniowej.

Zawartość CO2 wolnego - CO2w = 90 g CO2 /m3

Zawartość CO2 przynależnego- CO2p = 9,2 g CO2 /m3

Zawartość CO2 agresywnego - CO2a = CO2w - CO2p = 90 - 9,2 = 80,8 g CO2 /m3

1. SCHEMAT TECHNOLOGICZNY.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Woda surowa Woda oczyszczona

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
1 2 3

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

gdzie:

  1. Dysze amsterdamskie (NAPOWIETRZANIE OTWARTE);

2) Filtr ciśnieniowy ze złożem piaskowo-antracytowym wpracowanym (FILTRACJA);

  1. DEZYNFEKCJA CHLOREM (Cl2)

2. OBLICZENIA TECHNOLOGICZNE.

W zależności od jakości i rodzaju oczyszczanej wody stosuje się różne chemikalia. W zakładach oczyszczania wody podziemnej do najczęściej stosowanych chemikaliów należą wapno i substancje używane do dezynfekcji. W szczególnych przypadkach używane są, oprócz wymienionych, koagulanty.

2.1 Wyznaczenie dawki chloru.

Chlor w zakładach oczyszczania wody podziemnej jest stosowany do dezynfekcji wody oraz do utleniania związków zredukowanych obecnych w oczyszczanej wodzie.

DCl2 = 1,31 ⋅ Mn + 0,56 Fe

DCl2 = 1,31 ⋅ 0,6 + 0,56 ⋅ 5,9 = 4,09 gCl2 /m3

Przyjęto DCl2 = 2,0 gCl2 /m3

DCl2- dawka chloru, gCl2 /m3

Mn- zawartość związków manganu w wodzie, g Mn+2/m3

Fe - zawartość związków żelaza dwuwartościowego, g Fe+2 /m3

Magazyn chloru:

Mdmax = Q·Dmax·f

Mdmax = 14500·2,0·1 = 29000 g/d = 29,00 kg/d

f- współczynnik przeliczeniowy masy reagenta w postaci chemicznie czystej i bezwonnej na masę produktu technicznego.

Zapas:

Z = Mdmax·T

Z = 29,00 ·30 = 870 kg

Powierzchnia magazynu(ilość magazynowanych butli):

0x01 graphic

Powierzchnia magazynowania:

F= F1+ F2

F1 - na butle z chlorem 22·0,5 m2 = 11 m2

F2 - na transport 19,0 m2

Powierzchnia magazynowania F = 30m2.

Do przygotowania wody chlorowej stosujemy chloratory. Zastosowano chlorownice typu C-32, wydatek min.= 500gCl2/h, a max. = 6000gCl2/h. Przyjęto chlorownice 2 ( pracujące 1 i 1 jedna w rezerwie). Na każdą potrzeba 2m2 powierzchni, czyli pod chlorownice potrzeba 4 m2.

Cała powierzchnia chlorowni wynosi 40m2

3. URZĄDZENIA DO USUWANIA DWUTLENKU WĘGLA AGRESYWNEGO

3.1. Obliczenia dysz amsterdamskich.

Parametry:

Założono :

- Wydajność jednej dyszy q = 5 m3/h ;

- Rozstaw dysz ⇒ co 1 m ;

- Obciążenie powierzchni ⇒ 5 m3/m2⋅h ;

- Wysokość rozbryzgu ⇒ 3,0 m

- Wydajność zakładu Q =14500 m3/d = 604,2 m3 /h

a)Wymagana powierzchnia hali dysz F:

0x01 graphic

Przyjęto: halę dysz o wymiarach: 5 m × 25 m

0x01 graphic

b) Liczba dysz n =120

c) Zbiornik pod dyszami .

V = Q ⋅ t

gdzie:

t - czas przetrzymania wody w zbiorniku ; (t = 30 min. = 0,5 h)

V = 604,2 ⋅ 0,5 = 302,1 ≈ 302 m3

0x01 graphic
m

4. FILTRY.

4.1. Filtr ciśnieniowy ze złożem piaskowo-antracytowym.

Parametry:

- powierzchnia filtrów

0x01 graphic

gdzie: Qh - założone obciążenie hydrauliczne w m3/m2⋅h

- średnica filtru

przyjęto D = 3,0 m

- powierzchnia jednego filtru

F1 = 7,07 m2

- liczba filtrów

0x01 graphic

Przyjęto 18 filtrów.

Wysokość złoża filtracyjnego Hz = 1,2 m.

Warstwa podtrzymująca 0,4m.

- prędkość filtracji

0x01 graphic

- prędkość filtracji, gdy jeden filtr jest wyłączony z eksploatacji.

0x01 graphic
< 10 m/h

Przyjęto płukanie wodno - powietrzne. W filtrze zastosowano drenaż wysokooporowy rurowy.

- intensywność płukania filtru Ip

Dla danego uziarnienia złoża przyjęto płukanie filtru wodą.

Intensywność płukania wyznaczono z nomogramu do wyznaczania intensywności płukania filtrów piaskowych według wzoru Minca-Szuberta: dz = (1,8WR - 0,8)⋅ d10

d10 = 0,8 mm

WR = 1,4

temp. wody 7°C

dz = (1,8⋅ 1,4- 0,8) ⋅ 0,8 = 1,376 cm

dla dz = 1,376 cm K = 1

z nomogramu odczytano q1 = 12,5 dm3/m2s

stąd :

Ip = K ⋅ q1 = 1⋅ 12,5 dm3/m2s = 12,5 dm3/m2s

Qx = 12,5 dm3/m2s ⋅ 7,07 m2 =88,375 dm3/s =0,0884 m3/s

4.2. Drenaż wysokooporowy.

Intensywność płukania wodą Ip = 12,5 dm3/m2s

Natężenie przepływu wody płuczącej Q = 0,0884 m3/s

Z nomogramu Colebrooka - White'a dla q = 0,0884 m3/s przyjęto rurociąg główny drenażu o średnicy d = 300 mm, w którym prędkość przepływu wynosi 1,2 m/s, spadek hydrauliczny 7,5 %0.

Przyjęto rozstaw lateral b = 0,15m.

- liczba lataral n

0x01 graphic
20szt.

V = 1,5 ÷ 2,0 m/s

Przyjęto V = 1,8 m/s

0x01 graphic

0x01 graphic

- długość najdłuższej laterali Lmax.

0x01 graphic

X - odległość laterali od ściany filtru; (X = 0,04 m)

D -średnica filtru; ( D = 3,0 m)

d - średnica rurociągu; (d = 0,25 m)

0x01 graphic
1,34 m

- powierzchnia filtru przypadająca na najdłuższą lateralę

f1 = b ⋅ Lmax. = 0,15 ⋅ 1,34 = 0,2 m2

- natężenie przepływu wody w najdłuższej laterali

0x01 graphic

V = 1,0 ÷ 1,5 m/s

Przyjęto V = 1,3 m/s

0x01 graphic

0x01 graphic

Jako boczne lateraly przyjęto rurociągi o średnicy d = 49 mm, w których prędkość przepływy wynosi v = 1,3 m/s, a spadek hydrauliczny i = 2 %0.

Dla przyjętej ilości lateral n = 20 szt. oraz ich rozstawu co 0,15 m, odległość pierwszej i ostatniej laterali od wewnętrznej ściany zbiornika filtracyjnego ( wzdłuż średnicy) - h, wynosi 0,08 m. Stąd obliczono:

- długość cięciwy c

0x01 graphic

- długość najkrótszej laterali lmin.

0x01 graphic

- powierzchnia filtru przypadająca na najkrótszą lateralę

0x01 graphic

- natężenie przepływu wody w najkrótszej laterali

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

W rurociągu o średnicy d = 49 mm prędkość przepływu wynosi v = 0,21 m/s, a spadek hydrauliczny i =2 %0.

4.3. Obliczanie liczby otworów drenażu wodnego.

Przyjęto rozstaw otworów b' = 150 mm.

- powierzchnia filtru przypadająca na 1 otwór laterali

b ⋅ b' = 0,15 ⋅ 0,15 = 0,0225m2

- liczba otworów na całej powierzchni

0x01 graphic
314szt.

- powierzchnia 1 otworka o średnicy ∅ 8,0 mm wynosi 5,02 ⋅ 10-5

- sumaryczna powierzchnia otworów

∑f0= 314 ⋅ 5,02 ⋅ 10-5 = 0,0158 m2 ;

co stanowi ok. 0,22 % i mieści się w zalecanym zakresie powierzchni otworów (0,18÷0,40F)

- straty ciśnienia Δh

0x01 graphic
Dla 95 % równomierności rozdziału wody przyjęto ξ=12.

4.4. Obliczanie drenażu powietrznego.

Przyjęto intensywność płukania powietrzem Qp=72m3/m2⋅h

-natężenie przepływu powietrza przez jeden filtr :

Qp ⋅ F1 = 72 ⋅ 7,07 =509,04 m3/h = 0,141 m3/s

V = 8 ÷ 12 m/s

Przyjęto V = 10 m/s

0x01 graphic

0x01 graphic

- długość najdłuższej laterali Lmax.

0x01 graphic

- powierzchnia filtru przypadająca na najdłuższą lateralę

f1 = b ⋅ Lmax. = 0,15 ⋅ 1,4 = 0,21 m2

- natężenie przepływu powietrza w najdłuższej laterali

0x01 graphic

V = 8 ÷ 12 m/s

Przyjęto V = 8 m/s

0x01 graphic

0x01 graphic

Dla temperatury powietrza 288K i nadciśnieniu powietrza 5 mH2O,przyjeto rurociąg główny o d =134 mm.

Przyjęto 20 sztuk lateral bocznych o rozstawie 0,15m.

Przyjęto boczną lateralę o średnicy 26 mm.

- długość najkrótszej laterali lmin.

0x01 graphic

.

- powierzchnia filtru przypadająca na najkrótszą lateralę

0x01 graphic

- natężenie przepływu w laterali najkrótszej :

q 2pow= =0x01 graphic
m3/s

0x01 graphic

0x01 graphic

W rurociągu o średnicy d = 26 mm prędkość przepływu wynosi v = 1,6 m/s, a spadek hydrauliczny i =2 %0.

Przyjęto lateralę najkrótszą o średnicy 26 mm.

4.5.Obliczanie liczby otworków w drenażu powietrznym.

Przyjęto otworki o średnicy 2 mm.

- powierzchnia 1 otworka :

f0 = 3,14 ⋅10-6 m2

Przyjęto sumaryczną powierzchnię otworków 0,02 % powierzchni filtra, co stanowi:

f = 1,41 ⋅ 10-3m2

- liczba otworków :

n = 0x01 graphic
449szt.

- powierzchnia przypadająca na 1 otworek :

f1o= 0x01 graphic
m2

- rozstaw otworków :

lo = 0x01 graphic
105 mm

5. Odstojniki i laguny.

O ilości osadów decyduje masa usuniętego z wody wodorotlenku żelaza (III) oraz manganu (IV). Stężenie związków pozostałych w wodzie czystej wynosi 0,2 gFe/m3 , a manganu 0,05 gMn/m3.

- dobowa ilość suchej masy osadów powstałych z wodorotlenków :

GX = 0x01 graphic

GX- dobowa ilość osadów wytrąconych;

0x01 graphic
- gęstość wytrąconych wodorotlenków żelaza lub manganu;

0x01 graphic
- gęstość wody;

CX0- początkowe stężenie żelaza lub manganu;

CXK- końcowe stężenie żelaza lub manganu;

- dobowa ilość suchej masy osadu powstałego z Fe(OH)3 :

GFe= 3,5(5.9 -0,2) ⋅ 14500 = 289275 g/d = 289,28 kg/d

-dobowa ilość suchej masy osadu powstałego z MnO(OH)2:

GMn= 4,5(0,6 -0,05) ⋅ 14500 = 35887,5 g/d =35,88 kg/d

Po założeniu, że w komorze reakcyjnej zatrzyma się 75% związków żelaza, ilość suchej masy osadu wynosi:

GFe os= 289,275 ⋅ 0,75 = 216,96 kg/d

Po przyjęciu, że osady w komorze mają uwodnienie 99,6%, objętość uwodnionych osadów wynosi:

Vos= 0x01 graphic
m3

Przyjęto 12 filtrów płukanych wodą i powietrzem. Intensywność płukania

przyjęto 12,5 dm3/m2⋅s, a czas płukania: 6min.

- objętość popłuczyn :

V= 12,5 ⋅ 12 ⋅ 7,07 ⋅ 0,1 = 381,8 m3

- objętość odstojnika

V = 381,8 + 54,24 = 436,0 m3

Przyjęto V = 440 m3

Przyjęto dwa odstojniki o wymiarach: głębokość- 2m, szerokość- 10 m, długość-22m.

- sucha masa osadu z filtra :

GFe f = GFe - GFe os

GFe f = 289,28 -216,96 = 72,32 kg/d

0x01 graphic

- uwodnienie popłuczyn

100-0,028= 99,97 %

- ilość osadu po zagęszczeniu

V1 = 381,8 ⋅0x01 graphic
m3/d

- ilość osadu zagęszczonego do 96% :

V2 = 54,24 ⋅0x01 graphic
m3/d

- ilość osadu odprowadzonego na laguny :

2,86 + 5,42 = 8,3 m3/d

- roczna ilość osadu o uwodnieniu 96%:

V96% = 8,3 ⋅ 365 = 3030 m3/rok

W pierwszym roku odprowadzenie wody drenażem oraz odparowanie wody pozwoli na obniżenie uwodnienia do 80%:

V80% = 0x01 graphic

V80%= 0,2 ⋅ 3030 = 606,0 m3

Jest to objętość miarodajna do obliczania pojemności czynnej lagun.

W obliczeniach całkowitej ilości osadów przeznaczonych do usunięcia z laguny w końcu 3-letniego cyklu eksploatacji założono, że parowanie z warstwy osadu w lagunach wynosi 30% z wolnej powierzchni wody. Przyjęto, że roczna ilość wody odprowadzanej z powierzchni wody wynosi 860 mm, a wiec ilość wody wyparowanej z warstwy osadu wyniesie 0,3·860mm.

- obliczeniowa powierzchnia laguny przy założonej głębokości 2,0 m wynosi :

0x01 graphic
m2

- głębokość warstwy osadu przy końcu drugiego roku eksploatacji wynosi :

2-0x01 graphic

- objętość osadów:

Vk= 303,0⋅ 1,74 = 527,72 m3

- uwodnienie końcowe osadu :

uk = 100-0x01 graphic

Roczna ilość suchej masy osadu o uwodnieniu 80% i gęstości 1050 kg/m3 :

Gsm= 0,2 ⋅V80%0x01 graphic

Gsm= 0,2 ⋅ 606,0 ⋅1050 = 127260 kg

uk = 100-0x01 graphic

Przyjęto 3 laguny o objętości całkowitej 606,0m3. Pracują w cyklu trzyletnim, tj. w pierwszym roku następuje gromadzenie osadu, w drugim -suszenie, w trzecim - usuwanie osadów i przygotowanie do ponownego wypełnienia.

Wymiary lagun : długość-30 m, szerokość-10 m, głębokość-2m.

5. Dobór rurociągów.

1)Dopływ wody do ZOW.

Wydajność ZOW : Qd=14500m3/d

Q = 0,17 m3/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
= 0,44 m

2)Dopływ wody surowej na filtry

Rurociąg nr 1: doprowadzenie wody do hali filtrów

Q1 =0,17m3/s

Dla V=1,1m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
=0,44 m

Przyjęto DN 450

Prędkość rzeczywista Vrz= 1,07 m/s

Rurociąg nr 2 : rozprowadzenie wody na poszczególne filtry

Q2=0x01 graphic
Q1=0,14 m3/s

Dla V=1,1m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
= 0,4 m

Przyjęto DN 400

Prędkość rzeczywista Vrz=1,19 m/s

Rurociąg nr 3

Q3=0x01 graphic
Q1=0,11 m3/s

Dla V=1,0m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
= 0,37 m

Przyjęto DN 400

Prędkość rzeczywista Vrz=0,87m/s

Rurociąg nr 4

Q4=0x01 graphic
Q1=0,085 m3/s

Dla V=1,0m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
= 0,33 m

Przyjęto DN 350

Prędkość rzeczywista Vrz=0,88m/s

Rurociąg nr 5

Q5=0x01 graphic
Q1=0,057 m3/s

Dla V=1,0m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
= 0,27 m

Przyjęto DN 300

Prędkość rzeczywista Vrz=0,8m/s

Rurociąg nr 6

Q6=0x01 graphic
Q1=0,028 m3/s

Dla V=1,0m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
= 0,19 m

Przyjęto DN 200

Prędkość rzeczywista Vrz=0,89 m/s

Rurociąg nr 7: rozprowadzenie wody na poszczególne filtry

Q7=0x01 graphic
Q1=0,014 m3/s

Dla V=1,0m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
= 0,13 m

Przyjęto DN 150

Prędkość rzeczywista Vrz=0,80 m/s

3)Rurociąg doprowadzający wodę do płukania.

Q=0,0884 m3/s

Dla V=2,0m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
=0,237 m

Przyjęto DN 250

0x01 graphic

Prędkość rzeczywista Vrz=1,8 m/s

4)Rurociąg odprowadzający filtrat.

Przyjęto średnice rurociągu takie same jak przy wodzie surowej doprowadzanej na filtry.

5)Rurociąg doprowadzający powietrze do filtrów podczas płukania.

Q=0,141m3/s

Dla V=10m/s

d=0x01 graphic
=0x01 graphic
=0,134 m

Przyjęto DN 150

Prędkość rzeczywista Vrz=7,9m/s

6) Rurociąg odprowadzający popłuczyny

Przyjęto średnice rurociągu takie same jak przy wodzie surowej do płukania.

OPIS TECHNICZNY

Celem projektu było zaprojektowanie Zakładu Oczyszczania Wody dla wody podziemnej o Q = 14500 m3/d. Przeznaczenie wody: zaopatrzenie miasta.

Zaprojektowano układ technologiczny:

W celu usunięcia dwutlenku węgla agresywnego w ilości 80,8 gCO2/m3 zastosowano napowietrzanie otwarte. Biorąc pod uwagę zas.M = 3,25 val/m3 proces ten przeprowadza się za pomocą dysz amsterdamskich. Następnie woda spływa do zbiornika gdzie jest przetrzymywana 30 minut.

Woda po napowietrzaniu kierowana jest na halę filtrów. Proces filtracji przeprowadzany będzie na filtrach ciśnieniowych dwuwarstwowych. Zaprojektowano 18 filtrów z drenażem wysokooporowym. Filtry dwuwarstwowe składają się ze złoża piaskowego o wysokości 1,0 m. Wysokość warstwy podtrzymującej: 0,3m. Złoże płukane jest wodą i powietrzem. Popłuczyny i pierwszy filtrat odprowadzane są na odstojniki. Po zagęszczeniu osady z odstojników będą kierowane na laguny. Na dnie lagun ułożony jest drenaż filtrujący wodę osadową, która to jest następnie kierowana do kanalizacji i zawracana na początek zakładu.

Na terenie zakładu znajdują się dwie pompownie: pompownia 1 tłoczy wodę z ujęcia i kieruje ją do budynku napowietrzania, natomiast pompownia 2 kieruje wodę o odpowiednim ciśnieniu na filtry ciśnieniowe. Dezynfekcję wody przeprowadza się za pomocą wody chlorowej w rurociągu, po filtracji po czym kierowana jest ona do miasta.

Do przygotowania wody chlorowej stosujemy chloratory. Zastosowano chlorownice typu C-32, wydatek min.=500gCl2/h, a max.=6000gCl2/h. Przyjęto 2 chlorownice

(1 pracująca i jedna w rezerwie). Na każdą potrzeba 2m2 powierzchni, czyli pod chlorownice potrzeba 6m2.

Cała powierzchnia chlorowni wynosi 40m2

14



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
oczyszczanie wody podziemnej projekt Madlen systemy oczyszczania wody podziemnej Madlen projek
oczyszczanie wody podziemnej projekt Madlen, filtry rury
oczyszczanie wody offczar
wiśniewski,oczyszczanie wody,oczyszczanie wód podziemnych
Ruchy wody morskiej i wody podziemne
GEOLOGIA 3 wody podziemne
Adsorpcyjne oczyszczanie wody i ścieków
spr - koag pow, Sprawozdania, oczyszczanie wody
Osad czynny-protokół, Ochrona Środowiska, semestr V, Oczyszczanie wody i ścieków II, Lab
Sprawko2, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody, laboratorium
Bilans jonowy, AGH, SEMESTR 3, TECHNOLOGIE OCZYSZCZANIA WODY I ŚCIEKÓW, Ćwiczenie 3
ściąga pyt 1, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody
ciężkowski,hydrogeologia, WODY PODZIEMNE
Oczyszczanie wody Sprawozdanie 3 MIEX
,systemy oczyszczania wody, Korozja metali
Wody podziemne, Hydrologia
oczycz.wody.projekt.nj, studia pwr- IŚ, 5 semestr, Oczyszczanie wody 2
pytania ogarniete2, Politechnika Wrocławska, Oczyszczanie wody -w-

więcej podobnych podstron