I SYSTEMY OCZYSZCZANIA WODY
1. Przedstaw podstawowe zanieczyszczenia wód powierzchniowych, źródła ich pochodzenia, wymień najczęściej stosowane procesy jednostkowe oczyszczania wód powierzchniowych i omów jeden z nich, oraz omów charakterystyczny układ technologiczny oczyszczania wód powierzchniowych
1.1. Przedstaw podstawowe zanieczyszczenia wód powierzchniowych.
- komunalne
- przemysłowe
- rolnicze
Związki najczęściej zanieczyszczające wodę:
- fosforany i azotany,
- metale ciężkie (ołów, rtęć, kadm),
- substancje powierzchniowo czynne,
- wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne i chlorowcopochodne węglowodorów,
- pestycydy,
- fenole,
- polichlorowane bifenyle (PCB),
- inne nietoksyczne substancje organiczne,
- wody podgrzane.
1.2. Źródła pochodzenia zanieczyszczeń wód powierzchniowych.
Dzielimy je ze względu na źródło:
- źródła punktowe – ścieki odprowadzane w zorganizowany sposób systemami kanalizacyjnymi, pochodzące głównie z zakładów przemysłowych i z aglomeracji miejskich,
- zanieczyszczenia powierzchniowe lub obszarowe – zanieczyszczenia spłukiwane opadami atmosferycznymi z terenów zurbanizowanych nieposiadających systemów kanalizacyjnych oraz z obszarów rolnych i leśnych,
- zanieczyszczenia ze źródeł liniowych lub pasmowych – zanieczyszczenia pochodzenia komunikacyjnego, wytwarzane przez środki transportu i spłukiwane z powierzchni dróg lub torfowisk oraz pochodzące z rurociągów, gazociągów, kanałów ściekowych, osadowych.
1.3. Procesy jednostkowe oczyszczania wód powierzchniowych i omówić
- napowietrzanie
- koagulacja
- sedymentacja, flotacja
- filtracja
- usuwanie zawiesin i glonów przy zastosowaniu mikrolit
- wymiana jonowa- stosowana jest do usuwania z wody substancji rozpuszczonych. W zależności od rodzaju żywic jonowymiennych, wymieniane są kationy lub aniony na jony ruchliwe grup funkcyjnych jonitów. Wymiana jonowa w Polsce stosowana jest do oczyszczania wód przeznaczonych głównie do celów przemysłowych (energetyka) do usuwania związków powodujących twardość, do odsalania bądź demineralizacji.
- chemiczne strącanie
- osadniki
- utlenianie
- dezynfekcja
- infiltracja
- sorpcja na węglu aktywnym
- procesy membranowe
1.4. Omów charakterystyczny układ technologiczny oczyszczania wód powierzchniowych
Wody powierzchniowe można ujmować bezpośrednio lub wzbogacać nimi wody podziemne przez infiltracje
1 – ujęcie wody powierzchniowej
2 – koagulacja
3 – sedymentacja
4 – filtracja
5 – dezynfekcja
Dla wód bardziej zanieczyszczonych należy w układzie technologicznym dodatkowo uwzględnić sorpcję na węglu aktywnym, a niekiedy również wstępne chlorowanie. Proces sorpcji można prowadzić łącznie z koagulacją lub filtracją.
2. Omów podstawowe cechy wód podziemnych. Wymień najczęściej stosowane procesy jednostkowe oczyszczania wód podziemnych i omów jeden z nich. Przedstaw charakterystyczne układy technologiczne oczyszczania wód podziemnych
2.1. Omów podstawowe cechy wód podziemnych
Zasadniczą cechą wód podziemnych jest obecność agresywnego dwutlenku węgla oraz żelaza i manganu. Wody te odznaczają się ustabilizowanym składem, prawie stałą temperaturą w ciągu roku oraz większą twardością w porównaniu z wodami powierzchniowymi w danym rejonie. Wody podziemne są na ogół pewne pod względem bakteriologicznym. Wody te bardzo często są kwaśne
2.2. Wymień procesy jednostkowe oczyszczania wód podziemnych
- usuwanie zawiesin i glonów przy zastosowaniu mikrosit
2.3. Przedstaw charakterystyczny układ technologiczny oczyszczania wód podziemnych
1- napowietrzanie otwarte
2- komora reakcji do wytworzenia kłaczków, lub osadnik do zatrzymania wytrąconej zawiesiny
3- filtracja na filtrach grawitacyjnych ze złożem piaskowym pokrytym tlenkiem żelaza i manganu
4- dezynfekcja
Układ ten należy stosować w średnich i dużych zakładach oczyszczania wody zawierającej oprócz żelaza również mangan.. Należy zalecać go wtedy, gdy w wodzie występują duże ilości żelaza co wymaga stosowania sedymentacji po napowietrzeniu a przed filtracją.
II Zapotrzebowanie wody, systemy zaopatrzenia w wodę i urządzenia
1. Określ następujące pojęcia: wydajność wodociągu, zapotrzebowanie na wodę brutto, maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę oraz określ współczynniki charakteryzują zmienność zapotrzebowania na wodę w cyklu dobowym i godzinowym. Zadania wodociągów, podstawowe pojęcia, elementy wodociągu,
Wydajność wodociągu – określa dobowa zdolność produkcji wodociągu w metrach sześciennych na dobę (m3/d).
Zapotrzebowanie na wodę brutto – jest to ilość wody zaspokajająca potrzeby wszystkich odbiorców, znajdujących się w zasięgu działania sieci wodociągowej, wymagających wody tej samej jakości, oraz ilość wody do celów technologicznych wodociągu (straty wody na ujęciu i w stacji uzdatniania wody, straty wody w sieci wodociągowej, a także ilość wody do płukania sieci i zbiorników wodociągowych).
Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę – największa wartość z godzinowego zapotrzebowania w dobie o maksymalnym zapotrzebowaniu na wodę.
Współczynniki charakteryzujące zmienność zapotrzebowania na wodę w cyklu dobowym
Nd – współczynnik nierównomierności dobowego zapotrzebowania na wodę, określony stosunkiem maksymalnego dobowego zapotrzebowania do średniego dobowego zapotrzebowania na wodę Nd = Qdmax : Qdśr
Współczynniki charakteryzujące zmienność zapotrzebowania na wodę w cyklu godzinowym
Nh – współczynnik nie równomierności godzinowego zapotrzebowania na wodę, określony stosunkiem maksymalnego godzinowego zapotrzebowania do średniego godzinowego zapotrzebowania w dobie największego zapotrzebowania na wodę w roku Nh = Qhmax : Qhśr
Zadania wodociągu – zadaniem jego jest zaopatrywanie ludności i przemysły w wodę o wymaganych ilościach i właściwościach odpowiadających jej przeznaczeniu.
Wodociągi dostarczają wodę na potrzeby:
-ludności miast i wsi tj. wodę do picia, mycia, kąpieli, gotowania i prania, utrzymywania czystości pomieszczeń oraz otoczenia itp.
- przemysłu, odpowiadają pod względem ilości i jakości
- miast, osiedli i wsi do gaszenia pożarów
Podstawowe pojęcia:(?)
Systemy zapotrzebowania na wodę:
- przeznaczenia ogólnego, który zaopatruje w wodę ludność i przemysł ze wspólnych ujęć za pomocą wspólnej sieci przewodów wodociągowych;
- częściowo rozdzielczy (półrozdzielczy) – pokrywający oddzielenie potrzeb konsumentów i oddzielenie przemysłu;
-rozdzielczy, który w stosunku do systemu półrozdzielczego uwzględnia dodatkowo podział potrzeb komunalnych na konsumpcyjne (woda do picia) i gospodarcze (woda do utrzymania czystości i higieny);
Ze względu na zasięg terytorialny można rozróżnić następujące rodzaje wodociągów:
- lokalny, zaopatrujący w wodę jedną miejscowość (lub jej część) lub jeden zakład przemysłowy (lub jego część);
- centralny, zaopatrujący w wodę dużą aglomerację miejsko – przemysłową łącznie z pobliskimi miejscowościami;
- grupowy, zaopatrujący w wodę kilka miast lub osiedli i zakładów przemysłowych, przy czym każda z jednostek gospodarczych ma swój odrębny system dystrybucji wody;
- regionalny, zaopatrujący w wodę duże obszary kraju z wieloma aglomeracjami miejsko – przemysłowymi, miastami i zakładami przemysłowymi.
Elementy wodociągu :
- ujęcie wody
- pompownia wodociągowa
- stacja uzdatniania wody
- zbiornik wodociągowy
-instalacja wodociągowa
2. Wymień i omów podstawowe wymagania stawiane systemom wodociągowym
zaopatrzenia w wodę. Przedstaw schemat charakterystycznych linii ciśnień przy
różnych wielkościach rozbioru wody.
Podstawowe wymagania stawiane systemom wodociągowym zaopatrzenia w wodę:
1. Minimalne ciśnienie robocze gospodarcze Hrmin w sieci rozdzielczej w godzinach największego rozbioru godzinowego Qhmax nie powinno w żadnym punkcie obszaru zasilania spaść poniżej wymaganego ciśnienia minimalnego Hmin gwarantującego dostawę wody najwyżej i najniekorzystniej położonego punktu czerpalnego pod ciśnieniem wylotowym H2 zapewniającym normalny wypływ wody z tego punktu.
2. maksymalne ciśnienie robocze Hrmax w godzinach najmniejszego rozbioru Qhmin lub nawet braku rozbioru (Qh = 0) nie powinno przekraczać maksymalnego ciśnienia dopuszczalnego Hmax = 60m H2O w przewodach wodociągowych rozdzielczych w żadnych punkcie obszaru zasilania.
3. minimalne ciśnienie robocze H’ rmin w godzinach maksymalnego rozbioru Qhmax oraz równoczesnego pożaru (Qhmax +Qpoż) nie powinno przejściowo spaść w żadnym punkcie obszaru zasilania poniżej ciśnienia Hpoż gwarancyjnego możliwość czerpania wody z hydrantów przeciwpożarowych przez motopompy straży pożarnej (Hpoż = 10m H2O).
3. Omów sposób określenia niezbędnego ciśnienia minimalnego w przewodzie wodociągowym oraz przedstaw zasadę obliczania zapotrzebowania wody na cele przeciwpożarowe
4. Wymień podstawowe systemy wodociągowe zaopatrzenia w wodę. Przedstaw i omów
schemat wodociągu jednostrefowego grawitacyjnego, oraz schemat wodociągu jednostrefowego pompowego ze zbiornikiem końcowym
Podstawowe systemy wodociągowe:
- systemy jednostrefowe,
- systemy wielostrefowe,
- systemy grupowe.
Wszystkie te systemy mogą być: grawitacyjne lub pompowe.
SCHEMAT WODOCIĄGU JEDNOSTREFOWEGO GRAWITACYJNEGO
OPIS:
Woda z ujęcia źródlanego 1 spływa grawitacyjnie do stacji uzdatniania wody 2, a po uzdatnieniu do zbiornika górnego przepływowego 3 tak położonego w stosunku do obszaru zasilania, aby nawet przy całkowitym napełnieniu ciśnienie hydrostatyczne 7 w sieci rozdzielczej nie przekroczyło ciśnienia dopuszczalnego Hmax=60mH2O. Minimalne ciśnienie robocze Hrmin. Wyjątek może stanowić zaznaczona na schemacie strefa zabudowy wysokościowej, w której wymagane ciśnienie minimalne Hmin2 jest większe od ciśnienia minimalnego roboczego 8 przy rozbiorze maksymalnym. W tej strefie zaopatrzenie wyższych kondygnacji będzie rozwiązane lokalnie, gdyż w zasadzie nie opłaca się utrzymywać zbyt dużego ciśnienia w całej sieci (większa ucieczka wody przez nieszczelności), chociaż jest możliwe i takie rozwiązanie – mniejsze nachylenie linii ciśnienia hydrodynamicznego 8’ można uzyskać przez zwiększenie przekroju przewodu grawitacyjnego i wówczas lokalne urządzenia hydroforowe będą zbędne.
SCHEMAT WODOCIĄGU JEDNOSTREFOWEGO POMPOWEGO ZE ZBIORNIKIEM KOŃCOWYM
Woda ujęta z rzeki 1 dopływa grawitacyjnie do studni zbiorczej 2, z której za pomocą pompowni I stopnia 3 tłoczona jest do stacji uzdatniania 4, skąd woda uzdatniona spływa do zbiornika dolnego wody czystej 5. Pompownia II stopnia 6 czerpie wodę czystą ze zbiornika 5 i przetłacza ją do rurociągiem tłocznym tranzytowym 7 do sieci rozdzielczej 8 i zbiornika wyrównawczego górnego 8. W tym układzie w zależności od wartości rozbioru wody w rurociągach tranzytowych i sieci rozdzielczej występuje zmienne ciśnienie (linie ciśnień 11, 12, 13, i 14)
5. Wymień podstawowe systemy wodociągowe zaopatrzenia w wodę. Przedstaw i omów
schemat wodociągu jednostrefowego pompowego ze zbiornikiem wieżowym
centralnym oraz schemat wodociągu dwustrefowego grawitacyjnego ze zbiornikami przepływowymi
SCHEMAT WODOCIĄGU JEDNOSTREFOWEGO POMPOWEGO ZE ZBIORNIKIEM WIEŻOWYM CENTRALNYM
Woda czysta ze zbiornika 1 tłoczona jest do sieci rozdzielczej 4 przez pompownię II stopnia 2 i rurociąg tranzytowy 3. Wewnątrz obszaru zasilania jest zlokalizowany zbiornik wieżowy 6 napełniony w czasie minimalnych i zerowych rozbiorów (linia ciśnień 7), a opróżniony w czasie rozbiorów maksymalnych 9 i rozbiorów maksymalnych wraz z gaszeniem pożarów 10. Zasada nieprzekraczania dopuszczalnych ciśnień maksymalnych i utrzymywanie ciśnień co najmniej minimalnych, jak również minimalnych ciśnień pożarowych jest obowiązująca.
Układ ze zbiornikiem centralnym odznacza się wyrównanym ciśnieniem w sieci rozdzielczej, ekonomicznymi w...
Casablanca22