Методика определения гарантированной полной производительности водоочистной станции

При проектировании и реконструкции станций водоочистки следует различать тре­буемые, фактические и гарантированные реальные производительности станций. При этом основные понятия и термины, касающиеся производительностей по качеству очи­щенной на станции воды за сутки или часы, должны соответствовать ГОСТ 30813-2002, СНиП 2.04.02-84*, СанПиН 2.1.4. 1074-01, ГН 2.1.5-1315-03(07).

Под гарантированной полной суточной производительностью водопроводной очи­стной станции (Q_{z полн}) понимают такую, при которой, независимо от изменения качест­ва воды на входе в станцию, всегда будут обеспечены нормативы питьевой воды на вы­ходе после нее по всем лимитируемым ингредиентам в течение расчетного срока экс­плуатации станции.

Полная требуемая суточная производительность станции(Q_г.noлн) - состоит из полезной производительности (Q_noлезн) и расхода воды, используемой в течение суток на собственные нужды водоочистной станции (О_собств). В случае возврата части очищен­ных промывных вод после фильтров (Q_возвр) в «голову» сооружений величина Q_полн уменьшается на Q_возв.

Расход воды, возвращаемый в «голову» сооружений (Q_возв), - это суточный расход отстоянных, частично очищенных промывных вод после скорых фильтров, подаваемых равномерно в «голову» сооружений в пределах (5-7%) Q_полн.

Полезная производительность станции(Qполезн) - расход воды, подаваемой по­требителям в сутки максимального водопотребления.

Дополнительная производительность станции (Q_доп) - расход воды, хранящий­ся в резервуарах чистой воды и предназначенный для тушения расчетного числа воз­можных пожаров с заданной их продолжительностью.

Фактическая часовая подача очищенной воды потребителю - это переменная в течение суток, месяцев и года величина, зависящая от режима водопотребления в зоне обслуживания конкретной станцией водоочистки, системы подачи и распределения во­ды, совместной работы насосных станций первого и второго подъемов и режимов сра­батывания регулирующих объемов воды в резервуарах питьевой воды. Степень равно­мерности работы НС-I в течение суток зависит от имеющегося на станции регулирую­щего объема воды в РПВ и принятого графика работы насосов второго подъема.

Качество воды на входе в станцию - это качество воды в водоисточнике, транс­формируемое по тракту поступления воды от водоисточника до входных камер или сме­сителей водоочистных станций, в том числе - после смешения с отстоянной (или более глубоко очищенной) промывной после фильтров водой, частично возвращаемой в «го­лову» сооружений.

Качество питьевой водына выходе после станции должно соответствовать требо­ваниям СанПиН 2.1.4. 1074-01 и ГН 2.1.5-1315-03. С целью достижения нормативов по отдельным наиболее трудно удаляемым из исходной воды ингредиентам в неблагополучные периоды года могут быть обоснованы и приняты более жесткие нормы качест­ва воды по отдельным показателям качества (мутность, окисляемость, цветность и т.д.).

Пример графиков среднесуточной подачи исходной воды насосными станциями I подъема

Пример графиков среднесуточной подачи исходной воды насосными станциями II подъема

Полная требуемая суточная производительность станции определяется по форму­лам

Q_полн= Q_полезн + Q_{coбств.н}- Q_возвр,                                                  

Q_полн= αQ_{сут.макс} + Q_доп - Q_возвр                                                                           

где α = 1,06-1,1 (коэффициент учета расхода воды на собственные нужды станции); Q_{сут.макс} - водопотребление в сутки наибольшего потребления воды, м³/сут.

Q_{сут.макс}=К_{сутмакс} Q_сут.ср

где К_{сутмакс} =1,1-1,3; Q_сут.ср- средний за год суточный расход воды, м³/сут.

Q_доп=3,6t_пож[∑(m₁q_пож1)+∑(m₂q_пож2)]

где t_пож= 3 ч - расчетная продолжительность тушения одного пожара; ∑m₁ ∑m₂ - чис­ло одновременных пожаров в населенном пункте и на промпредприятии; q_пож1 ,q_пож2- расходы воды на тушение пожара в населенном пункте и промпредприятии, л/с.

Для каждого показателя качества воды на основе экспериментальных данных необ­ходимо получить вектор коэффициентов. Последним этапом построения математичес­кой модели является проверка адекватности решений.

При решении задачи требуемые показатели качества воды, подаваемой потреби­телю Х_тр, должны быть меньше или равными нормируемым значениям Х_норм. Послед­ние уточняются из расчетов

X_тр<Xнорм,

В отдельных случаях

Х_тр<(Х_норм-ΔХ_i),                                                       

где ΔХ_i- требуемая величина снижения верхних пределов нормируемых ингредиентов, устанавливаемая опытным путем.

Пример графика, отражающего зависимость требуемой мутности фильтрата (М_вых) от требуемой концентрации остаточного алюминия (Аl_ост) в питьевой воде(частный случай)

Из регрессионных уравнений, полученных при решении комплекса находятся для каждого из нормируемых показателей ингредиентов зависимости вида

Q_1,2...n=f(X_iвх,X_iвыx,р_i,Y_i),                                               

где Y_i- показатели качества исходной воды, влияющие на процесс коагулирования воды.

Полную гарантированную производительность блока при одной технологической схеме находят из графиков по данным.

Пример графика, отражающего зависимость требуемой цветности фильтрата (Ц_вых) от требуемой перманганатной окисляемости (ПО) в питьевой воде (частный случай)

Зависимость Q_{полн.гар} от вида удаляемых ингредиентов, концентраций и степени их удаления из очищаемых вод

1, 2, 3 - разные сезоны (месяцы) года; [Х₁]...[Х_n] - нормируемые ингредиенты

В случае совместной работы нескольких водоочистных блоков с одной или не­сколькими технологическими схемами очистки на общие резервуары питьевой воды од­ной станции концентрации лимитирующих ингредиентов уточняют по результатам расче­та смешения разных количеств очищенной воды с разными значениями X_i по формуле

В реальных условиях эксплуатации водоочистных станций увеличения производи­тельности с Q_{г.полн(1)} до Q_{г.полн(2)}  добиваются усовершенствованием проведения технологи­ческих процессов на отдельных сооружениях станции и смешением очищенных вод с раз­ными концентрациями лимитируемого (наиболее трудноудаляемого) ингредиента.

Вернуться к списку