Определение емкости и геометрических размеров резервуара чистой воды

Необходимо определить емкость и геометрические размеры подземного резервуара чистой воды при следующих условиях:

• Вода забирается из реки и подается насосной станцией первого подъема по водоводу в одну нитку на очистные сооружения;

• Очистка воды осуществляется по реагентной схеме;

• Очистные сооружения резервуар чистой воды и водонапорная башня располагается на одной строительной площадке.

При заданных условиях общий объем подземного -резервуара чистой воды W в м³ определяется по формуле:

W=W_р+ W_x +W_нпз+W_a+W_ф; (6.1)

где W_р - регулирующий объем воды в м³; W_x - необходимый объем воды на контакт хлора с водой в м³; W_нпз -полный неприкосновенный противопожарный объем воды в м³; W_a - аварийный объем воды в м³; W_ф - объем воды, необходимый на промывку двух фильтров подряд в м³.

Регулирующий объем воды определяется на основании интегральных графиков поступления воды в резервуар из очистных сооружений и забора ее из резервуара насосной станции второго подъема (см. рис. 6.1.).

Вода из очистных сооружений поступает в подаваемый резервуар равномерно с 0 до 24 часов (прямая 1 на рис 6.1.). насосная станция второго подъема, как это установлено при определении регулирующей емкости бака водонапорной башни забирает из резервуара чистой воды тоже равномерно с 4 до 23 часов, (прямая 2 на рис 6.1,).

Регулирующий объем воды W_p в м³ определяется по формуле:

W_pег= (6.2)

где Q_{сут.макс} - максимально-суточная водопотребность в м³ /сут; И,Н - максимальные разности ординат интегральных графиков поступления воды в резервуар и забора ее из резервуара соответственно по избытку и недостатку в процентах от расчетного суточного расхода Q_{сут.макс} ординаты И избыток и Н недостаток определяется по рис. 6.1.

(6.3)

где все величины известны;

Объем воды W_x, допускается уменьшать на величину объема воды, необходимого на противопожарные нужды. Полный неприкосновенный противопожарный объем воды W_нпз в м³ согласно рекомендации СНиП /1/, -определяется по формуле:

W_нпз=3.6 (6.4)

Если во время пожара гарантируется бесперебойная работа насосной станции первого подъема, допускается за время тушения пожара учитывать пополнение резервуара:

W_нпз= (6.5)

В формулах 6.4. и 6.5. символы обозначают: 3,6- переводной коэффициент л/с в м³ /ч; t-продолжительность тушения пожара в часах (по /1/, равно 3 ч.); q_n - расход воды на тушение пожаров в л/с (определяется по /1/,табл. 5; n- расчетное количество одновременных пожаров/1/; Q_{сут.макс} - суточная максимальная водопотребность населенного .пункта в м³ /сут; а, б, с- ординаты трех смежных часов наибольшего расхода воды в % (берутся из графика суточного водопотребления населенного пункта); Т=24 часа - время работы водозаборных сооружений в сутки.

Аварийный запас воды предусматривается при прокладке водовода в одну линию, по которому вода поступает в резервуар. Аварийный запас во время ликвидации аварии на водоводе должен обеспечить:

- производственные нужды по аварийному графику;

- хозяйственно-питьевые нужды в размере 70% расчетного расхода;

- наружное пожаротушение в течении 3 часов.

Условно примем, что производственные нужды, по аварийному графику, как и хозяйственно-питьевые, составляют также 70% от расчетного.

Тогда аварийный объем воды W_ав в м³ можно определить по формуле:

(6.6)

где 0,70 - коэффициент снижения расчетного суточного расхода воды на период ликвидации аварии; t- время, необходимое на ликвидацию аварии на водоводе в ч (1 час.);q_n - расчетный расход в л/с на тушение одного наружного пожара определяется по /1/; t_n -продолжительность тушения одного пожара согласно [1], равно 3 часа; остальные величины известны.

Объем воды на промывку двух фильтров подряд [1], W_ф в м³ определяется по формуле /6.7/:

W_ф=2·F_ф·ω · t·0,001; (6.7)

где F_ф - площадь одного фильтра в м²; ω- интенсивность промывки фильтров принимают равной 12-18 л/с м²; t- продолжительность промывки секции фильтра, обычно равна 300-400 с ; 0,001- коэффициент перевода литров в м³.

Площадь фильтра можно определить по приблизительной формуле

Площадь фильтра можно определить по приближенной формуле:

F_р= (6.8)

где v_р – скорость фильтрования для медленного фильтра принимается 0,1 м/ч, для скорого и контактного фильтра 5-8 м/ч; Q_р – максимальное суточное потребление воды в поселке (табл. 1.1); где m₀-время работы очистной станции, (24 часа); n₀ - число промывок в сутки, 05; t₁ – время простоя фильтра 0,3 ч.

После определения общей емкости подземного резервуара необходимо выбратьпо приложению типовой резервуар.

Общее количество резервуаров в одном узле, как правило, должно быть не менее двух, при этом распределение запасных и регулировочных объемов воды следует производить пропорционально их количеству или объему [1].

В расчетах необходимо указать типовой проект принятых резервуаров, их высоту Н_стр в м и площадь, в плане в м².

Отметка наивысшего уровня, воды в резервуаре ∇5 принимается на 0,5 м больше: отметки поверхности земли ∇₁, т.е.

∇₅= ∇₁ + 0,5^: м; (6.9)

При слое воды в резервуаре Н_в в м отметка дна его (см. рис.6.1) будет:

∇₆= ∇₅ - Н_в; (6.10)

Рис 6.1. Схема подземного резервуара

Отметка высшего неприкосновенного противопожарного объема ∇₇ вычисляется по формуле:

∇₇= ∇₆ + h_нпз; (6.11)

где h_нпз -высота слоя воды, занимаемого противопожарным объемом в м.

Если в расчетах принято два резервуара одинаковой емкости, то слой воды (м) слагаемого объема (W_р,W_x ,W_нпз,W_a,W_ф) определяется по формуле:

(6.12)

где W- слагаемый объем в м³; F -площадь в плане принятого резервуара в м².

Вычислив по формуле 6.12 значение h_НПЗ можно найти отметку ∇₇ по формуле 6.11. Аналогично вычисляются остальные отметки слоев.

Резервуары оборудуются трубопроводами и другими устройствами согласно рекомендаций [1].