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