Дипломный проект - Водоочистные и водозаборные сооружения из поверхностного источника в г. Шуя

Целью данного дипломного проекта является проектирование водоочистных и водозаборных сооружений из поверхностного источника в г. Кстов.
Порядок проектирования зависит от конкретных условий и состава исходных данных, и включает в себя следующие этапы:
- выбор места расположения водозабора;
- выбор типа водоприемника и схемы водозабора;
- проектирование оголовка и берегового колодца;
- проектирование насосных станций первого и второго подъемов;
- устойчивость водозаборных сооружений на всплывание;
- выбор методов и схемы очистки воды;
- расчет сооружений входящих в схему очистки воды;
- проектирование системы внутреннего холодного водопровода административно-бытового здания;
- гидравлический расчет системы внутреннего водопровода;
- определение диаметров труб и потерь напора;
- выбор водомера;
- проектирование системы внутренней и дворовой канализации;
- разработка технологической карты на каменную кладку;
- технико-экономическое сравнение вариантов с применением двух разнотипных коагулянтов;
- разработка мероприятий по охране окружающей среды;
- разработка мероприятий по обеспечению требуемого качества воды

СОДЕРЖАНИЕ:
ЦЕЛЬ ПРОЕТА 6
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 7
1.1. Проектирование водозаборных сооружений 7
1.1.1. Природно-климатические условия объекта проектирования 7
1.1.2. Выбор места расположения водозабора 7
1.1.3. Характеристика источника водоснабжения 8
1.1.4. Выбор типа водоприемника и схемы водозабора 9
1.1.5. Проектирование оголовка 10
1.1.6. Самотечные линии 14
1.1.7. Береговой колодец 18
1.1.8. Насосная станция первого подъема 21
1.1.8.1. Выбор вспомогательного оборудования 25
1.1.8.2. Компоновка насосной станции первого подъема 26
1.1.9. Удаление осадка из колодца 26
1.1.10.Устойчивость водозаборных сооружений 28
1.1.10.1. Анализ статической устойчивости водоприемных оголовков 28
1.1.10.2. Устойчивость самотечных линий на всплывание 30
1.1.11. Мероприятия по рыбозащите 31
1.2. Проектирование очистных сооружений водоснабжения 31
1.2.1. Выбор метода обработки воды 31
1.2.2. Производительность и состав очистных сооружений 33
1.2.3. Дозы и последовательность ввода реагентов 34
1.2.4. Вертикальный (вихревой) смеситель 37
1.2.5. Горизонтальный отстойник 40
1.2.6. Периодическое удаление осадка из отстойника 43
1.2.7. Встроенная камера хлопьеобразования 45
1.2.8. Станция фильтрования 46
1.2.8.1. Общие требования и расчет скорого фильтра 47
1.2.8.2. Распределительная система и трубопроводы 49
1.2.8.3. Процесс обезжелезивания на скорых фильтрах 51
1.2.8.4. Промывка скорого фильтра 52
1.2.9. Станция обеззараживания 54
1.2.10. Станция фторирования 57
1.2.11. Резервуар чистой воды 59
1.2.12. Реагентное хозяйство 61
1.2.13. Насосная станция второго подъема 62
1.2.13.1. Обточка рабочего колеса 64
1.2.13.2. Регулирование работы насосов 67
1.2.13.3. Расчет напорных и всасывающих линий 70
1.2.13.4. Выбор вспомогательного оборудования 72
1.2.13.5. Определение допустимой отметки оси насосов 73
2. САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗДАНИЙ 74
2.1. Проектирование системы внутреннего холодного водопровода 74
2.1.1. Выбор принципиальной схемы внутреннего водопровода 74
2.1.2. Конструирование системы внутреннего водопровода 74
2.1.3. Гидравлический расчет системы внутреннего водопровода 74
2.1.4. Выбор расчетной магистрали 75
2.1.5. Определение расчетных расходов воды 75
2.1.6. Определение диаметров труб и потерь напора 76
2.1.7. Подбор водомера и выбор места его установки 78
2.1.7.1. Выбор калибра водомера 78
2.1.7.2. Определение потерь напора в водомере 78
2.1.7.3. Установка водомера 79
2.1.8. Определение требуемого напора для систем внутреннего водопровода 79
2.2. Проектирование системы канализации 80
2.2.1. Выбор схемы внутренней канализации 80
2.2.2. Конструирование систем внутренней канализации 80
2.2.3. Конструирование дворовой канализационной сети 82
2.2.4. Определение расчетных параметров и расчет внутренней канализации 83
2.2.5. Построение профиля дворовой канализации 83
3. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 86
3.1. Область применения 86
3.2. Организация и технология строительного процесса 86
3.3. Выбор строповочных и монтажных приспособлений 88
3.4. Выбор монтажного крана 89
3.5. Календарное планирование производства работ 90
3.6. Потребность в основных материалах 96
3.7. Потребность в основных машинах, механизмах, инструменте и приспособлениях 96
3.8. Контроль качества работ 97
3.9. Определение технико-экономических показателей. 97
3.10. Мероприятия по технике безопасности 97
4. ЭКОНОМИКА 99
Технико-экономическое сравнение вариантов с использованием двух разнотипных коагулянтов 99
5. АВТОМАТИЗАЦИЯ 117
Система автоматического регулирования насосов первого и второго подъемов с частотным преобразователем 117
5.1. Регулирование насосов первого подъема 117
5.2. Регулирование насосов второго подъема 118
5.3. Описание, назначение и работа преобразователя ПЧ-ТТПТ-250-380-50-0,2-УХЛ4 118
6. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 123
7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 127
Мероприятия по обеспечения качества воды на водоочистных и водозаборных сооружениях в г. Шуя . 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . 133
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 137

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
В качестве источника водоснабжения была принята река Теза.
При проектировании водозаборных сооружений был выбран железобетонный раструбный оголовок с боковым приемом воды и установкой на нем фильтрующих кассет размером 1,255 х 1,505 м, с загрузкой из щебеночного материала.
В качестве самотечных линий были приняты полиэтиленовые трубы низкого давления, диаметром DНАР = 400 мм, δ = 15,1 мм, длинной 30 м.
В виду малой производительности водозабора, при легких условиях забора воды, а также в в виду отсутствия у берега достаточных глубин воды, принята схема руслового водозабора с раздельным размещением водоприемного сетчатого колодца и НС-1. Приемное и всасывающее отделение берегового колодца отделены друг от друга двумя плоскими (подъемными) сетками стандартных размеров: В = 800 мм, Н = 1000 мм.
В ходе гидравлического расчета самотечных линий были найдены уровни воды в приемной камере: минимальный на отметке 86,35 м, максимальный – 90,60 м, а уровень воды во всасывающей камере находится на отметке 86,30 м.
На насосной станции первого подъема было принято по расчету 4 насоса марки Д800/28: 2 рабочих и 2 резервных. Приняты две всасывающие трубы диаметром DНАР = 426 мм, δ = 5 мм, длинной 30 м, и три напорные DНАР = 325 мм, δ = 5 мм, длинной 125 м. Определена максимально допустимая отметка оси насосов, равная 89,98 м и отметка пола насосной станции – 88,78 м.
В качестве грузоподъемного средства был принят тельфер грузоподъемностью до 3 тонн. Был выбран электродвигатель серии 4А250S4УЗ, мощностью 75 кВт, частотой вращения вала – 1500 об/мин.
В данном дипломном проекте для питания насосов первого и второго подъемов используем одну двух трансформаторную подстанцию 2-КТП-630-10/0,5УЗ. Резервирование трансформаторной подстанции осуществляется следующим образом: в момент выхода из строя одного из трансформаторов подстанция оказывается в аварийном режиме, при котором необходимо включение секционного выключателя на подстанции для продолжения работы на одном из трансформаторов, это возможно только на время замены трансформатора.
Данная подстанция получает питание от главного распределительного пункта, и удалена от него на 2000 м, питание производится по кабельной линии. Для питания подстанции применяется радиальная схема снабжения, по которой трансформаторы будут работать раздельно, секционные выключатели в нормальном режиме разомкнуты.
Для удаления осадка из колодца, вследствие малой производительности водозабора был принят гидроэлеватор производительностью 63,33 ∙ 10-6 м3/с и требуемым напором 5,75 м. Произведен анализ статической устойчивости водоприемных оголовков и устойчивость самотечных линий на всплывание.
На основании данных о качестве воды в источнике были приняты следующие методы обработки и обеззараживания воды: коагулирование, обезжелезивание, фторирование и обработка воды гипохлоритом натрия. Выбрана самотечная схема очистных сооружений.
В качестве коагулянта на основании технико-экономического сравнения двух реагентов:
сернокислого алюминия и оксихлорида алюминия, был выбран ОХА «Бопак-Е», который, позволяет сократить статьи расходов, связанные с приготовлением и закупкой данного реагента, и в связи с этим по методу определения денежных поступлений получить дополнительные денежные средства. Данный реагент не требует растворения, что позволяет сократить расходы на электроэнергию, связанные с перемешиванием раствора, сократить расходы на собственные нужды, практически не снижает щелочность воды, вследствие этого приводит к снижению коррозионной активности воды, и увеличивает срок службы водопроводов; остаточное содержание алюминия после использования данного реагента на порядок ниже, санитарных требований; ускоряет процесс хлопьеобразования и осаждения взвеси; применение его существенно улучшает качество воды; и отличается стабильность процесса коагуляции при низких температурах (ниже 1º); имеет поверхностную кислотную оболочку, что способствует максимально высокой эффективности очистки от взвешенных веществ. Доза данного коагулянта составляет 18,545 мг/л.
В качестве флокулянта применяется катионный флокулянт фирмы «Stockhausen» «Праестол TR-650», доза которого составляет 0,6 мг/л.
В процессе коагулирования также происходит и обезжелезивание воды. Процесс обезжелезивания далее осуществляется на скорых фильтрах, где за счет растворенного в воде кислорода, при фильтрации через загрузку фильтра, на поверхности зерен образуется каталитическая пленка (гидроксид железа), которая интенсифицирует процесс окисления и выделения железа. Для хорошего смешения воды с реагентом был принят вертикальный (вихревой) смеситель, а для осветления и обесцвечивания природных вод был принят коридорный осветлитель с вертикальным осадкоуплотнителем.
Также были приняты 8 рабочих скорых фильтров и один резервный, площадь каждого из которых составляет 60 м2.
Скорые фильтры промываются обратным током воды, вода после промывки направляется в аккумулирующие емкости, где отстаивается, и снова возвращается в систему, направляясь в смеситель и дальше на очистку. Такое повторное использование воды, позволяет сократить расходы на собственные нужды до 4%, от производительности водозаборных сооружений. Обеззараживание воды осуществляется гипохлоритом натрия, в два этапа: первичное – перед смесителем, вторичное – перед РЧВ.
Фторирование воды осуществляется на фтораторной установке с растворными баками. В качестве реагента принимаем порошкообразный кремнефтористый натрий Na2SiF6. Выбираем 2 рабочих насос-дозатора марки НД-400/6, и один резервный, производительностью 400 л/час; мощность электродвигателя 1 кВт; длина дозатора 840 мм, ширина 300 мм, высота 634 мм; вес дозатора вместе с электродвигателем 108 кг.
Для компенсации несоответствия режимов работы очистной станции и насосной станции второго подъема были приняты два резервуара прямоугольной формы в плане из монолитного железобетона объемом 3000 м3, длиной 30 м и шириной 24 м. Минимальный уровень воды в резервуаре находится на отметке 90,38 м, а максимальный – 94,50 м.
На насосной станции второго подъема принято три рабочих насоса марки Д 500/65 и два резервных той же марки. Выполнен расчет напорных и всасывающих линий, приняты стальные трубы, диаметр которых составляет DНАР = 426 мм, δ = 5 мм. Определена допустимая отметка оси насоса – 82,38 м. Выбран электродвигатель серии 4А280М4УЗ, мощность которого составляет 132 кВт при частоте вращения 1500 об/мин и трансформатор ТМГ-630-10/0,4.
В разделе санитарно-техническое оборудование зданий, была запроектирована система внутреннего водопровода, с установкой в душевой двух проточных электроводонагревателей типа ВЭП-15. Был произведен гидравлический расчет сети, определены диаметры и потери напора в трубопроводах, произведен подбор водомера, а также была запроектирована система внутренней и дворовой канализации, произведен гидравлический расчет дворовой канализации.
В разделе технология строительного производства была разработана технологическая карта на каменную кладку несущих стен. Были выбраны основное оборудование и материалы, выбран пневмоколесный крат, грузоподъемности 16 тонн, вылет стрелы 22 м, с гуськом – 6,0 м.
Определен объем работ и сроки выполнения; составлена калькуляция затрат труда и заработной платы и разработан календарный график выполнения работ.
Также в дипломном проекте разработаны вопросы охраны окружающей среды, и безопасности жизнедеятельности, где были проведены следующие мероприятия: по окончании завершения всех работ, был вывезен весь строительный мусор, за пределы территории водоочистной станции, на полигоны; в процессе очистки воды, весь осадок из сооружений, удаляется гидроэлеватором; стоки хозяйственно-бытовых помещений, направляются на локальные очистные сооружения, и также были созданы зоны санитарной охраны, и проведены все требуемые мероприятия по охране зон, мероприятия по обеспечению требуемого качества воды. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе данного дипломного проекта были запроектированы водоочистные и водозаборные сооружения из поверхностного источника в г. Шуя. В качестве источника водоснабжения была принята река Теза. При проектировании водозаборных сооружений был выбран железобетонный раструбный оголовок с боковым приемом воды и установкой на нем фильтрующих кассет размером 1,255 х 1,505 м, с загрузкой из щебеночного материала. В качестве самотечных линий были приняты полиэтиленовые трубы низкого давления, диаметром DНАР = 400 мм, δ = 15,1 мм, длинной 30 м. В виду малой производительности водозабора, при легких условиях забора воды, а также в в виду отсутствия у берега достаточных глубин воды, принята схема руслового водозабора с раздельным размещением водоприемного сетчатого колодца и НС-1. Приемное и всасывающее отделение берегового колодца отделены друг от друга двумя плоскими (подъемными) сетками стандартных размеров: В = 800 мм, Н = 1000 мм. В ходе гидравлического расчета самотечных линий были найдены уровни воды в приемной камере: минимальный на отметке 86,35 м, максимальный – 90,60 м, а уровень воды во всасывающей камере находится на отметке 86,30 м. На насосной станции первого подъема было принято по расчету 4 насоса марки Д800/28: 2 рабочих и 2 резервных. Приняты две всасывающие трубы диаметром DНАР = 426 мм, δ = 5 мм, длинной 30 м, и три напорные DНАР = 325 мм, δ = 5 мм, длинной 125 м. Определена максимально допустимая отметка оси насосов, равная 89,98 м и отметка пола насосной станции – 88,78 м. В качестве грузоподъемного средства был принят тельфер грузоподъемностью до 3 тонн. Был выбран электродвигатель серии 4А250S4УЗ, мощностью 75 кВт, частотой вращения вала – 1500 об/мин. В данном дипломном проекте для питания насосов первого и второго подъемов используем одну двух трансформаторную подстанцию 2-КТП-630-10/0,5УЗ. Резервирование трансформаторной подстанции осуществляется следующим образом: в момент выхода из строя одного из трансформаторов подстанция оказывается в аварийном режиме, при котором необходимо включение секционного выключателя на подстанции для продолжения работы на одном из трансформаторов, это возможно только на время замены трансформатора. Данная подстанция получает питание от главного распределительного пункта, и удалена от него на 2000 м, питание производится по кабельной линии. Для питания подстанции применяется радиальная схема снабжения, по которой трансформаторы будут работать раздельно, секционные выключатели в нормальном режиме разомкнуты. Для удаления осадка из колодца, вследствие малой производительности водозабора был принят гидроэлеватор производительностью 63,33 ∙ 10-6 м3/с и требуемым напором 5,75 м. Произведен анализ статической устойчивости водоприемных оголовков и устойчивость самотечных линий на всплывание. На основании данных о качестве воды в источнике были приняты следующие методы обработки и обеззараживания воды: коагулирование, обезжелезивание, фторирование и обработка воды гипохлоритом натрия. Выбрана самотечная схема очистных сооружений. В качестве коагулянта на основании технико-экономического сравнения двух реагентов: сернокислого алюминия и оксихлорида алюминия, был выбран ОХА «Бопак-Е», который, позволяет сократить статьи расходов, связанные с приготовлением и закупкой данного реагента, и в связи с этим по методу определения денежных поступлений получить дополнительные денежные средства. Данный реагент не требует растворения, что позволяет сократить расходы на электроэнергию, связанные с перемешиванием раствора, сократить расходы на собственные нужды, практически не снижает щелочность воды, вследствие этого приводит к снижению коррозионной активности воды, и увеличивает срок службы водопроводов; остаточное содержание алюминия после использования данного реагента на порядок ниже, санитарных требований; ускоряет процесс хлопьеобразования и осаждения взвеси; применение его существенно улучшает качество воды; и отличается стабильность процесса коагуляции при низких температурах (ниже 1º); имеет поверхностную кислотную оболочку, что способствует максимально высокой эффективности очистки от взвешенных веществ. Доза данного коагулянта составляет 18,545 мг/л. В качестве флокулянта применяется катионный флокулянт фирмы «Stockhausen» «Праестол TR-650», доза которого составляет 0,6 мг/л. В процессе коагулирования также происходит и обезжелезивание воды. Процесс обезжелезивания далее осуществляется на скорых фильтрах, где за счет растворенного в воде кислорода, при фильтрации через загрузку фильтра, на поверхности зерен образуется каталитическая пленка (гидроксид железа), которая интенсифицирует процесс окисления и выделения железа. Для хорошего смешения воды с реагентом был принят вертикальный (вихревой) смеситель, а для осветления и обесцвечивания природных вод был принят коридорный осветлитель с вертикальным осадкоуплотнителем. Также были приняты 8 рабочих скорых фильтров и один резервный, площадь каждого из которых составляет 60 м2. Скорые фильтры промываются обратным током воды, вода после промывки направляется в аккумулирующие емкости, где отстаивается, и снова возвращается в систему, направляясь в смеситель и дальше на очистку. Такое повторное использование воды, позволяет сократить расходы на собственные нужды до 4%, от производительности водозаборных сооружений. Обеззараживание воды осуществляется гипохлоритом натрия, в два этапа: первичное – перед смесителем, вторичное – перед РЧВ. Фторирование воды осуществляется на фтораторной установке с растворными баками. В качестве реагента принимаем порошкообразный кремнефтористый натрий Na2SiF6. Выбираем 2 рабочих насос-дозатора марки НД-400/6, и один резервный, производительностью 400 л/час; мощность электродвигателя 1 кВт; длина дозатора 840 мм, ширина 300 мм, высота 634 мм; вес дозатора вместе с электродвигателем 108 кг. Для компенсации несоответствия режимов работы очистной станции и насосной станции второго подъема были приняты два резервуара прямоугольной формы в плане из монолитного железобетона объемом 3000 м3, длиной 30 м и шириной 24 м. Минимальный уровень воды в резервуаре находится на отметке 90,38 м, а максимальный – 94,50 м. На насосной станции второго подъема принято три рабочих насоса марки Д 500/65 и два резервных той же марки. Выполнен расчет напорных и всасывающих линий, приняты стальные трубы, диаметр которых составляет DНАР = 426 мм, δ = 5 мм. Определена допустимая отметка оси насоса – 82,38 м. Выбран электродвигатель серии 4А280М4УЗ, мощность которого составляет 132 кВт при частоте вращения 1500 об/мин и трансформатор ТМГ-630-10/0,4. В разделе санитарно-техническое оборудование зданий, была запроектирована система внутреннего водопровода, с установкой в душевой двух проточных электроводонагревателей типа ВЭП-15. Был произведен гидравлический расчет сети, определены диаметры и потери напора в трубопроводах, произведен подбор водомера, а также была запроектирована система внутренней и дворовой канализации, произведен гидравлический расчет дворовой канализации. В разделе технология строительного производства была разработана технологическая карта на каменную кладку несущих стен. Были выбраны основное оборудование и материалы, выбран пневмоколесный крат, грузоподъемности 16 тонн, вылет стрелы 22 м, с гуськом – 6,0 м. Определен объем работ и сроки выполнения; составлена калькуляция затрат труда и заработной платы и разработан календарный график выполнения работ. Также в дипломном проекте разработаны вопросы охраны окружающей среды, и безопасности жизнедеятельности, где были проведены следующие мероприятия: по окончании завершения всех работ, был вывезен весь строительный мусор, за пределы территории водоочистной станции, на полигоны; в процессе очистки воды, весь осадок из сооружений, удаляется гидроэлеватором; стоки хозяйственно-бытовых помещений, направляются на локальные очистные сооружения, и также были созданы зоны санитарной охраны, и проведены все требуемые мероприятия по охране зон, мероприятия по обеспечению требуемого качества воды.