Поля фильтрации. Классификация, конструкция и расчет.

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 25Следующая ⇒

Ст. вода подается на поляфильтрации. Процесс очистки ст. вод на поляхфильтрации состоит в след.: вода запускается на участки, фильтруется через почву. В почве задерживаются органические в-ва, образуется биологическая пленка на частицах грунта, где развиваются микроорганизмы. Поля фильтрациипредназн. для полной биологич. очистки ст. вод, а также и промстоков, близких по составу к хоз-быт. Их необх. устраивать на песчаных и супесчаных грунтах, кот.обычно непригодны для исп. в с/х и на малоплодородных почвах. УГВ на территории, используемой для полей фильтрации д.б. на глубине не менее 1.5м от пов-сти земли, в противном случае необходимо устр. дренаж. Поля фильтрации сост. из карт, спланированных горизонтально и окруженных земляными валиками. Нагрузку на поля фильтрации необх. прин. согласно СНиП., т.е. это объем ст. воды, кот.м.б. очищен на 1га площади полей за опред. промежуток времени. Расчет полей фильтрации: площадь для полей фильтрации опред. как полезная площадь: F_n=q_max/q (га), q – удельная нагрузка [м³/га сут]. Резервная площадь: F_p=0.25·F_n (га). В нее входят площади, необходимые для намораживания в зимнее время. Общая площадь: F_общ=1.35·(F_n+F_р) (га), 1.35 –коэф., кот.учитывают при устройстве дорог, оградительных валиков и оросительных сетей. Вода на поля фильтрации подается по оросительным сетям и через выпуск выпускается на карты. Основной (-) соор. почвенной очистки ст. вод в ест.усл. – в зимнее время процессы очистки в основном прекращаются. Рекомендуется устраивать сор.в искусственно созданных условиях: аэротенках и биофильтрах.

Машины и оборудование для подготовительных работ: кусторезы, древовалы корчеватели, рыхлители.

Земляным работам в строительстве, как правило, предшествуют подготовительные работы, связанные с удалением деревьев, кустарника, корневой системы, растительного слоя, валунов Для удаления деревьев применяются древовалы или бульдозеры. Древовал специальной толкающей рамой наклоняет дерево, а затем отвалом поддевает его корневую систему, выворачивая вместе с корнем.

Мелколесье с диаметром ствола до 10-15 см и кустарник удаляются (срезаются) ножом кустореза на уровне поверхности грунта. Корневая система после этого удаляется корчевателем или рыхлителем.

Кусторезы являются навесным оборудованием, смонтированным в основном на гусеничных тракторах. Кусторезы применяют для срезки кустарника и мелколесья при расчистке дорожных трасс. По конструкции рабочего органа кусторезы бывают с пассивным и активным рабочим органом. Пассивным рабочим органом является навешиваемый спереди отвал клинообразной формы. В качестве активных рабочих органов используют режущие аппараты типа горизонтальных дисковых фрез.

Для корчевания крупных пней, валунов, выкорчевывания части мелколесья, их сгребания и перетряхивания используют корчеватели, которые являются навесным или прицепным оборудованием, в основном к гусеничным тракторам. Корчеватели классифицируют по расположению и назначению рабочего органа: по расположению рабочего органа корчеватели бывают с передним и задним расположением, по назначению – корчеватели-собиратели, корчеватели-погрузчики и корчевательные агрегаты. При корчевании, сгребании и транспортировании выкорчеванной (или срезанной кусторезами) древесины эти машины перемещают в валы и кучи значительно (до 300 тонн/га) количества почвы. Большое количество почвы остается на пнях, образуются большие подпневые ямы. Поэтому необходима последующая планировка площади.

Рыхлителями называются машины для послойного разрушения грунта методом отделения его от массива. Применяются они в тех случаях, когда непосредственная разработка грунта машинами невозможна или затруднительна и ведет к перегрузке машины и потере ее производительности. По сравнению с взрывным рыхлением полускальных и замерзших грунтов применение рыхлителей снижает стоимость земляных работ почти вдвое. Наиболее широко распространены навесные рыхлители с параллелограмной подвеской рамы и гидравлическим управлением. Эти рыхлители имеют принудительное заглубление и угол резания у них не зависит от заглубления зубьев. Во всех рыхлителях зубья сменные и снабжаются специальными наконечниками.По мощности базового трактора и его тяговому усилию рыхлители делят на легкие, средние, большой мощности и сверхмощные. К легким относятся рыхлители с силой тяги до 13 тонн, к средним – от 13 до 20 тонн, к рыхлителям большой мощности – с тягой 20-30 тонн и к сверхмощным те, у которых тяга свыше 30 тонн. Отдельные рыхлители снабжены буферным устройством, позволяющим работать с толкачом.

Билет 26

1). Классификации систем водоснабжения. Категории систем водоснабжения по надежности подачи воды. Общая схема системы водоснабжения при различных источниках водоснабжения. Роль отдельных элементов системы водоснабжения.

Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснаб. и неразрывно связана в работе с водоводами, НС, подающими воду в сеть а также регулирующими емкостями. Она должна удовлетворять требованиям: 1) обеспечивать подачу заданных количеств воды к местам ее потребления под требуемым напором; 2) обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности снабжения водой потребителя.

Системы водоснабжения: децентрализованная система снабжает водой каждый хозяйственный или производственный объект независимо друг от друга. На каждом объекте предусматривается канальный трубопровод, а для небольших потребителей – местные устройства водоснабжения. Централизованная снабжает водой с/х объекты по единому трубопроводу. Комбинированная.

Системы водоснабжения НП проектируют обычно централизованно. В зависимости от местных условий они м.б. объединенными или раздельными с общим источником водоснабжения (схемы). При разработке схемы водоснабжения необходимо производить расчеты совместной работы водоводов, водопроводной сети, НС и регулирующих емкостей для следующих режимов работы: в сутки максимального водопотребления, на подачу воды в ВНБ, в сутки максимального водопотребления на пожары. Водозаборные сооружения с водоводами и сооружениями подготовки воды должны рассчитываться на среднечасовой расход в сутки максимального потребления (4, 17% от Q_сут). При разработке схем водоснабжения д.б. установлен перечень контрольных параметров (давлений, расходов, уровней и т.д.) и мест их определения для проверки в соответствии с проектом. Выбор оптимального варианта следует определять по формуле: ПЗ = С + Е_н*К, где ПЗ – приведенные затраты; С – эксплуатационные затраты, тыс.руб/год; К – капиталовложения, тыс.руб; Е_н – к-т эффективности капиталовложений (величина, обратная сроку окупаемости Е_н = 1/T_ОК).

Категории надежности подачи воды потребителям, их учет при проектировании систем водоснабжения: I – допускается снижение подачи воды на хоз-питьевые нужды не более 30% расчетной подачи, а на производственные – до предела, установленного аварийным графиком предприятия.Длительность снижения не должна превышать 3сут. Перерыв в подаче или снижение ее ниже указанного предела не должен превышать 10мин. (Системы, обеспечивающие водой предприятия металлургической, нефтеперерабат., хим. промышленности, электростанции и хоз-пит.Водопроводы НП с числом жителей > 50тыс.).

II – то же. Длительность снижения – не более 10сут. Перерыв – не более 6ч (системы, обеспечивающие водой предприятия угольной, горно-рудной, машиностроительной и др. видов промышленности и хоз-пит. водопроводы в НП с числом жителей 5÷ 50тыс., групповые и с/х водопроводы).

III – то же. Длительность снижения – не более 15сут. Перерыв – не более 24ч (системы, обеспеч. водой мелкие промпредприятия, системы орошения с/х земель, хоз-пит. водопроводы в НП с числом жителей < 5тыс человек).

Источником водоснаб. являются поверхностные и подз. воды. Из поверхностных источников вода забирается русловыми или береговыми водозаборами, а из подземных – скважинами. Вода поступает на НС-I подъема, затем на станцию водоподготовки или прямо в городскую сеть, если вода не требует очиятки.

В состав систем водоснаб. включаются след.виды водопроводных сооружений: 1) водозаборные сооружения, осуществляющие забор воды из источника; 2) НС (водоподъемные сооружения), создающие требуемое давление в водопроводных трубах для подачи заданных расходов воды на заданную высоту; 3) сооружения для очистки и обработки воды (ОС), осуществляющие улучшение качества (очистку) природной воды в соответствии с требованиями потребителей; 4) водоводы и водопроводные сети, транспортирующие воду к объектам и местам ее потребления; 5) регулирующие и запасные емкости – резервуары различных типов для хранения и аккумулирования воды.

2). Водоподготовка с использованием фильтрования воды. Классификация фильтров. Скорые фильтры, их конструктивные типы, способы регенерации и расчет

Фильтрованием воды называется пропускание ее через пористый материал, в результате чего вода освобождается от взвешенных, а иногда и растворенных частиц.

Фильтрование воды характеризуется скоростью, которая показывает, какой расход воды q проходит через единицу площади F, т.е.

Эта скорость характеризует движущие слоя воды над фильтрующим материалом.

При фильтровании воды имеют место потери напора: минимальные в самом начале фильтрования и максимальные к концу цикла фильтрования. Для открытого безнапорного фильтра( с открытой водной поверхностью) потери напора – это разница между уровнем воды в фильтре и отметкой воды в пьезометре на трубопроводе, отводящем фильтрат. Для скорого безнапорного фильтра предельные потери напора не должны превышать 3 – 3, 5 м. Потери напора зависят от скорости фильтрования, высоты фильтрующего слоя, диаметра зерен и шероховатости загрузки, вязкости воды, температуры.Продолжительность работы фильтра до достижения предельной потери напора( при заданном качестве фильтрата) называется продолжительностью фильтроцикла, который в зависимости от качества воды, характеристики фильтрующего материала и скорости фильтрования может составлять от 12 до 48 часов и более.

По достижении предельной потери напора фильтр выключат из режима фильтрования и включают в режим промывки. Промывка характеризуется интенсивностью, которая выражается в м/ч. Она может быть водяная или водовоздушная, ее продолжительность, в зависимости от типа загрузки и вида, может составлять от 6 до 20 мин. и более.

Различают нормальный и форсированный режимы фильтров.Нормальный – это такой режим, когда все фильтры работают, а один из них может находиться на промывке.Форсированный режим – когда один из фильтров находится в ремонте, а остальные работают попеременно выходя на промывку.Фильтры никогда не промываются одновремено, только поочередно, т.к. на промывку идет очень большой расход воды.

Классификация фильтров ( типы фильтров, способы фильтрования)

Классифицировать фильтры можно по разным признакам:

1.По типу загрузки: Мелкозернистые d_з≤ 1, 0 мм, Среднезернистые d_з≤ 2, 0 мм,

Крупнозернистые d_з> 2, 0 мм

2.По скорости фильтрования: Медленные v= 0, 1 – 0, 2 м/ч, Скорые v= 5 – 12 м/ч, Сверхскорые v> 15 м/ч

Скорые фильтры могут быть открытыми и напорными. Медленные могут быть только открытыми. Сверхскорые чаще всего напорные, но могут быть и открытыми.

3.В зависимости от напора, под которым происходит фильтрование: открытые (безнапорные), напорные.

4.По направлению движения воды при фильтровании: - Фильтры с нисходящим движением воды( сверху вниз) - Фильтры с восходящим движением воды - Двухпоточные фильтры

5.По количеству фильтрующих слоев: однослойные(перечисленные), многослойные

6.Фильтры могут быть не промываемыми и промываемыми. К первым относят медленные фильтры, регенерация которых осуществляется механическим удалением верхнего загрязненного слоя толщиной до 10 см. Имеются медленные фильтры с гидравлическим смывом верхней загрязненной части фильтрующего слоя.

7.По типу промывки различают: водяная промывка, водовоздушная, последовательная с чередованием водяной и водовоздушной промывок.

Скорые фильтры представляют собой бетонные емкости прямоугольные в плане, оборудованные трубопроводами для подачи воды на фильтрование и отвода фильтрата, подачей воды на промывку и отвода грязной промывной воды, трубопроводами опорожнения, воздушником, устройствами для регулирования скорости фильтрования. В нижней части фильтрата располагается дренажная система большого сопротивления, предназначенная для сбора и отведения профильтрованной по площади фильтра, а также подачи равномерного распределения по площади фильтра промывной воды.

При использовании трубчатой распределительной системы необходимо предусматривать поддерживающие слои, предназначенные для предотвращения попадания в дренаж фракций фильтрующего материала, а также для более равномерного распределения воды по площади фильтра.

Поддерживающие слои укладываются с убыванием крупности снизу вверх. Самые мелкие верхние фракции поддерживающих слоев должны соответствовать по крупности наибольшим по размеру фракциям фильтрующего материала.

На поддерживающий слой укладывается слой фильтрующего материала с заданной крупностью и высотой слоя.

1- подача очищаемой воды на фильтры; 2-отвод грязной промывной воды; 3- подача воды на промывку; 4- отвод фильтрата; 5- дренажная распределительная система фильтра, состоящая из коллектора и боковых ответвлений; 6- поддерживающий слой; 7 - фильтрующая загрузка; 8 - желоба для сбора и отведения промывной воды в карман; 9- воздушник; 10- карман фильтра; 12 -опорожнение фильтра.

Расчет фильтров з аключается в определении площади фильтрования. После определения площади задаются числом фильтров, при этом возможна компоновка фильтров в один ряд и в два ряда.

При производительности станции более 1600м³/сут должно быть не менее 4х фильтров. На станции меньшей производительности допускается меньшее количество, желательно не менее 3х.Площадь одного фильтра не должна превышать 60-100 м².

3) Сооружения для очистки небольших расходов сточных вод в грунте, септики. Септик - сооружение для очистки небольших количеств (до 25 м³/сут) бытовых сточных вод в виде герметичного колодца (круглого или прямоугольного сечения).Объем септика зависит от расхода сточных вод. Неочищенные сточные воды не должны просачиваться сквозь стены септика в грунт. Поэтому его конструкция должна быть герметичной: стены из железобетона, бутового камня (бутобетона) или кирпича, дно — из монолитного бетона или железобетонной плиты.

Для устройства септика готовят котлован на полную глубину, изготавливают дно и стены. Стены из бутового камня или кирпича штукатурят цементным раствором (соотношение цемента и песка 1: 3) и обязательно железнят (затирают влажную поверхность цементом). Впускное отверстие должно быть на 50—100 мм выше выпускного, которое отстоит от верхней кромки бетонного кольца на 300 мм.

Очистку септика производят раз в год. Откачивают осадок специальным погружным насосом либо ассенизационной машиной.Септик должен располагаться не менее чем в 5 м от дома. Если он удален более чем на 15 м, необходимо устроить смотровой колодец, обеспечивающий доступ к входному патрубку.

При высоком уровне грунтовых вод снижают глубину колодца септика, одновременно увеличивая его диаметр - например, вместо двух колец диаметром 1000 мм общей высотой 1800 мм возможна установка одного кольца диаметром 2000 мм и высотой 1300 мм. Септик такой конструкции делают двухкамерным: устанавливают вертикальную перегородку по всей высоте железобетонного кольца. В перегородке устанавливают два патрубка диаметром 150 мм: один, перепускной, размещают на 400 мм ниже, а второй, вентиляционный, — на 150 мм выше расчетного уровня воды.

Возможно использование готовых пластиковых септиков. Преимущества: низкая цена; длительный срок службы; легкость установки.

Модульный септик.Каждый модуль имеет две секции очистки стоков. Принцип работы модуля – отделение тяжелых и легких примесей от основного потока воды. Тяжелые фракции выпадают на дно септика, легкие всплывают на поверхность, при этом перетекание воды из первой секции во вторую производится между ними.

Рис.3. Принцип работы модульного септика: через трубу 1 сточные воды попадают в секцию 2 септика, где происходит первичное разложение сточных примесей на тяжелые и легкие составляющие. Далее через отверстие 3 загрязненная вода попадает во вторую секцию 4, где производится окончательная очистка воды от примесей. Через трубу 5 вода уходит в подушку из щебня и далее в грунт.

4) Монтаж керамических, асбестоцементных, чугунных, пластмассовых, бетонных и железобетонных труб с раструбными, муфтовыми и фальцевыми соединениями. Заделка стыков. Приспособления для монтажа раструбных труб.

Монтаж керамических трубопроводов ведут как отдельными трубами, так и укрупнительными звеньями (секциями) в две, три, пять труб при общей длине секции не более 8 м. Укладку трубопроводов производят снизу вверх по уклону, начиная от смотрового колодца раструбами против течения сточной жидкости.Трубы укладывают на подготовленное и тщательно спланированное основание с выдерживанием заданного уклона по ходовой визирке. Первую трубу укладывают на подушку (основание) смотрового колодца раструбом вверх, т. е. «от колодца».Стыковые соединения трубопроводов из керамических труб уплотняют пеньковой смоляной или битуминизированной прядью с последующим устройством замка из асфальтовой мастики, цементного раствора или асбестоцементной смеси.Укладка трубопроводов звеньями. Для ускорения процесса укладки труб в траншею и заделки их стыков производят ихпредварительную укрупнительную сборку в звенья (секции) по две, три ипять труб. Укладка звеньев из двух-трех труб диаметром до 250 мм может быть осуществлена вручную. При укладке звеньев труб больших диаметров применяют стреловые краны и специальныетраверсы, которые обеспечивают горизонтальное положениезвеньев при опускании.

Монтаж асбестоцементных трубопроводов. Раскладка труб вдоль траншеи перед монтажом производится на расстоянии не ближе 1 м от ее бровки. Трубы диаметром до 150 мм допускается раскладывать на трассе в штабеля высотой до 1 м, располагаемых друг от друга на расстоянии не более 100 м. Муфты также раскладывают в штабеля. Трубы больших диаметров доставляют непосредственно к месту укладки. Монтаж трубопроводов ведут с применением двухбуртных асбестоцементных муфт и с уплотнением их резиновыми кольцами круглого сечения или чугунных фланцевых муфт с резиновыми кольцами. Монтаж трубопроводов из труб малых диаметров (до 150 мм) ведут в основном вручную с опусканием их, а также соединительных частей на дно траншеи без всяких приспособлений, если глубина ее не превышает 3 м. Трубы диаметром 200... 300 мм переносят со штабелей и опускают на дно неглубокой траншеи на лямках. В целях ускорения монтажа труб малых и средних диаметров их до укладки укрупняют в секции по нескольку штук (до четырех), а затем опускают их в траншею краном с помощью специальных траверс, исключающих возможность нарушения герметичности муфтовых стыковых соединений.Монтаж муфт производят с помощью специальных приспособлений - рычажного домкрата или, если необходимо большее усилие, винтового домкрата и винтового натяжного устройства.

Монтаж чугунных трубопроводов. В начале монтируемого участка трубопровода, особенно при заделке раструбных стыков самоуплотняющимися резиновыми манжетами, устраивают концевой бетонный упор для первых труб. Легкие трубы (диаметром до 200 мм) опускают в траншею вручную с помощью каната, который пропускают внутри трубы или которым обвязывают трубу у концов. Трубы диаметром более 200 мм укладывают обычно с помощью монтажных кранов и кранов-трубоукладчиков.Герметичность и водонепроницаемость раструбных стыков чугунных трубопроводов достигается заделкой раструбной щели пеньковой просмоленной и битуминизированной прядью с последующим устройством замка из асбестоцементной смеси. Иногда вместо нее применяют цементный раствор и в исключительных случаях - свинец. В последнее время применяют мастики-герметики.

Монтаж пластмассовых трубопроводов. Тип применяемых соединений пластмассовых труб зависит от конкретных условий работы и прокладки трубопроводов, а также от материала труб и соответствующих фасонных частей. Неразъемные соединения полиэтиленовых и полипропиленовых труб из ПВП, ПНП и ПП выполняют на сварке (контактным нагревом), а винипластовых труб из ПВХ - склеиванием или газовой прутковой сваркой. Надежную работу пластмассового трубопровода обеспечивает прочное соединение труб между собой и с металлическими фасонными частями. Обычно применяют два типа соединений пластмассовых труб: разъемный (резьбовые и фланцевые) и неразъемный (сварные и клеевые). В практике водопроводного строительства соединения таких труб чаще всего выполняют на сварке или клею. Более экономичной и производительной является сварка, обеспечивающая необходимую прочность, герметичность и надежность трубопроводов. Клеевые соединения, более трудоемки.

Монтаж бетонных и железобетонных трубопроводов. Бетонные и железобетонные трубы укладывают на естественное или искусственное основание. Стыки напорных труб устраиваются раструбные и муфтовые с водонепроницаемой заделкой их резиновыми уплотнениями, а безнапорных - раструбные и фальцевые с заделкой их смоляной или битуминизированной прядью, асбесто-цементным или цементным замком, а также асфальтовой мастикой.Монтаж трубопроводов из раструбных трубтруб ведут в такойпоследовательности: доставка труб и раскладка их вдоль траншеи, подача их на место укладки, подготовка конца трубы и установка на него резинового кольца; введение его вместе с кольцом в раструб ранее уложенной трубы; придание уложенной трубе проектного положения; окончательная заделка стыка; предварительное испытание готового не засыпанного участка трубопровода (а при трубах больших диаметров только стыковых соединений); засыпка этого участка;

окончательное его испытание. Монтаж труб ведут стреловыми кранами, причем трубы с бермы траншеи подают раструбами вперед по ходу монтажа и обязательнопротив течения жидкости. Перед укладкой первой трубы в начале трассы устанавливают бетонный упор, обеспечивающий устойчивое положение первым двум-трем трубам при их соединении в раструб.

Монтаж трубопроводов с муфтовыми стыковыми соединениями. После центровки и проверки правильности укладки труб по шнуру, отвесу и визирке на концах соединяемых труб делают разметку рисками, определяющими начальное положение резиновых колец, расстояния а и б. При монтаже труб муфту устанавливают в исходное положение так, чтобы ее торец с рабочей стороны совпадал с нанесенной на трубе риской. Резиновое кольцо размещают около рабочего кольца муфты, которое затем с помощью конопатки вводят в коническую щель муфты заподлицо с ее торцом. Одновременно на вторую трубу надевают другое резиновое кольцо, размещая его на расстоянии б от ее торца. Далее с помощью монтажных приспособлений муфту продвигают в сторону стыкуемой трубы с одновременным закатыванием первого резинового кольца. По достижении муфтой на второй трубе риски б от ее торца в щель муфты вводят второе резиновое кольцо, благодаря чему обеспечивается необходимое конечное положение резиновых колец в стыке и его водонепроницаемость.

Монтаж трубопровода из фальцевых безнапорных труб сопряжен с необходимостью заделки фальцевых стыков. Стыки труб диаметром более 1000 мм заделывают по всему периметру пеньковой прядью и затирают цементным раствором состава 1: 1с устройством снаружи пояса из этого раствора.

Билет 27

1) Проектирование водопроводных насосных станций второго подъема

Насосная станция II подъема подает воду из резервуаров чистой воды в водопроводную сеть потребителя. В зависимости от планировки объекта и взаимного расположения насосной станции и напорных емкостей различают системы: с башней в начале сети, безбашенную, с башней в конце сети (с контррезервуаром).

Режим работы насосной станции II подъема определяется в зависимости от режима водопотребления объекта. Насосное оборудование подбирается на подачу расчетного расхода в час максимального водопотребления и проверяется на подачу пожарного расхода, транзитного расхода в водонапорную башню (при наличии схемы с контррезервуаром), расчетного расхода при аварии на одной из ниток водоводов.

В безбашенной системе подача насосов по часам суток должна полностью дублировать график водопотребления. Подача регулируется количеством одновременно работающих насосов или числом их оборотов. Расчетная максимальная подача насосов принимается равной максимальному часовому расходу:

Qч = qмакс.ч., м3/ч. (1)

В системах водоснабжения с башней график подачи воды насосами не совпадает с графиком водопотребления. Расчетное водопотребление в часы максимального расходования обеспечивается подачей воды насосами и расходами из башни, в часы минимального водопотребления - только насосами, избыток воды в этом случае направляется в башню. Для таких схем характерными являются двух- или трехступенчатые графики работы насосных станций II подъема. Максимальная подача насосов определяется по наивысшей ступени графика подачи воды, а минимальная - по наинизшей. Равномерный режим работы насосов рекомендуется при подаче не более 15 тыс. м3/сут. При ступенчатой работе насосов регулирующая вместимость башни принимается 2, 5-6% суточной подачи станции.

Работа насосной станции II подъема должна быть проверена на случай возникновения пожара. Подача насосов должна равняться сумме полного расчетного расхода воды на тушение пожара Qпож и расхода воды в час максимального водоразбора qмакс.ч. Башню на период тушения пожара отключают.

⇐ Предыдущая 16 17 18 19 20 21 222324 25 Следующая ⇒