КАТЕГОРИЯ ВОДЫ
|
Вода, используемая
для сельскохоз.
орошения
|
Сточные
воды,
сбрасываемые в
водоем
|
Производств.
сточн. воды,
сбрасываемые
в горканализацию
|
Техническая
вода
1-й категории
|
П О К А З А Т Е Л И
|
Т, ОС
|
10–25
|
Увеличение
на 3о
|
10–40
|
Не более
20
|
рН
|
6,5–8,5
|
6,5–8,5
|
6,5–8,5
|
6,5–8,5
|
Взвешенные
вещества, мг/л
|
15
|
Увеличение
на 0,25 мг/л
|
500
|
10
|
Нефтепродукты,
мг/л
|
0,3
|
0,05
|
1,0
|
0,5
|
Жесткость,
мг-экв/л
|
Не нормируется
|
н/н
|
н/н
|
н/н
|
Солесодержание,
мг/л
|
2000
|
2000
|
10000
|
1000
|
БПК, мг/л
|
25
|
3
|
500
|
5
|
СПАВ, мг/л
|
0,5
|
0,5
|
1,0
|
0,5
|
Окисляемость
бихроматная, мг/л
|
50
|
10
|
750
|
50
|
Cl, мг/л
|
н/н
|
н/н
|
1000
|
–
|
SO4, мг/л
|
н/н
|
н/н
|
700
|
–
|
Ионы тяж. мет.,
мг/л
|
0,5
|
0,1
|
0,3
|
–
|
Fe+, мг/л
|
0,5
|
0,5
|
0,5
|
0,5
|
Фенол, мг/л
|
0,01
|
0,01
|
0,05
|
–
|
Азот (общ.),
мг/л
|
н/н
|
1
|
–
|
2
|
Фосфор (общ.),
мг/л
|
н/н
|
0,2
|
–
|
0,5
|
Населённый
пункт
Определение
потребного водопотребления:
где:
F − площадь жилой застройки,
принимаемая из задания, га;
Пл −
плотность населения, принимаемая из задания, чел./га;
норма водопотребления, принимаемая из
задания, л/чел. сут.
Объём
водоотведения принимается равным объёму водопотребления.
Расход
ливневых вод: Qл=28000 м3/сут.
Wхб=139200 м3/сут
Qп=139200 м3/сут
Wл=28000 м3/сут
Определение
водопотребления:
Определение
водоотведения:
где
Р-мощность по выпускаемой продукции
Определение
потерь воды в производстве:
Вода первой
категории нагревается на 9 оС.
Хоз-бытовые
сточные воды также как и в населенном пункте.
Водный
баланс:
Q1 + Q2 + Q3 + Qп = (q1 + q2 + q3+ qхб)+ (W1 + W2 + W3 Wхб)
8000+80000+20000+4000=
(800+20000+2000)+(7200+60000+18000+4000)
112000=
112000
QI=8000 м3/сут
QII=80000 м3/сут
QIII=20000 м3/сут
Qп=4000 м3/сут
Населённый
пункт
где:
норма вносимых загрязнений по i-му веществу, принимаемая
из задания, г/чел. сут.;
норма водоотведения, принимаемая из задания,
л/чел. сут.,
Предприятие
химической промышленности (Завод фосфорных удобрений)
Техническая
вода первой категории не загрязняется, но нагревается на поэтому требуется только охлаждение. Для
производственно-бытовых сточных вод, а также технической воды 2-й и 3-й
категорий требуется очистка.
для 2-й
категории:
для 3-й
категории:
3. Выбор источников
водоснабжения. Разработка 1-ой схемы комплексного водоснабжения
Для
водоснабжения населенного пункта и на хозяйственно-питьевые нужды промпредприятий
используем водные ресурсы данного поверхностного источника.
Эксплуатационный
расход составляет 20% от Qр.
Потребный
постоянный расход для Н.П. и промпредприятий составляет:
Полезная
производительность подземного источника – скважины равна:
Qскв = 0,3*3600*24 =25920 м3
/ сут.
Ресурсов
поверхностного источника хватает для обеспечения всех потребителей водой питьевого
качества. Скважина в резерве.
Источником
хозяйственно-питьевого водоснабжения населённого пункта и промышленного
предприятий принимается река. Забираемая вода очищается на водопроводных
очистных сооружениях (ВОС) до требований СанПиН «Вода питьевая» и подаётся в
водопроводную сеть города и на П1.
Отводимые от
населённого пункта бытовые стоки и производственно-бытовые сточные воды
предприятий поступают на канализационные очистные сооружения (КОС). В летний
период часть бытовых стоков после очистки на КОС смешивается с очищенными
ливневыми стоками и направляется на орошение сельскохозяйственных полей. Другая
часть очищенных сточных вод в течение всего года направляется на подпитку
оборотных систем воды 1-й, 2-й и 3-й категории предприятий. Оставшийся объём
очищенных сточных вод сбрасывается в водоём.
Для
обеспечения технической водой 1-ой категории на всех предприятиях устраиваются
оборотные системы водоснабжения. Оборотная вода после охлаждения возвращается
обратно в производство.
Загрязнённые
производственные сточные воды (2-й и 3-й категории) Завод удобрений после очищаются
на заводских очистных сооружениях ЛОС2 и ЛОС3 до качества, соответствующего
требованиям технических вод 2-й и 3-й категории соответственно. Далее эти воды
отправляются в систему повторно.
4. Выбор
методов очистки и расчёт сооружений
Водопроводные очистные сооружения (ВОС №1).
1)
Состав
вод, поступающих на ВОС
Концентрация
загрязнений на входе в ВОС:
ВВ = 150,0 мг/л
БПКполн
= 2,2 мг/л
ХПК = 8,5
мг/л
Cl = 11,0 мг/л
СС =100 мг/л
Ц = 70 мг/л
Fe= 5,3 мг/л
Требования к
качеству воды на выходе из ВОС:
Выбор методов
очистки
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Процеживание
|
Решетки
|
ВВ=10
|
ВВ=150
|
ВВ=135
|
Отстаивание с
коагулированием
|
Отстойник
|
Вв = 90;
Fe= 80;
Ц = 60
|
ВВ=135
Fe= 5,3
Ц = 70 град
|
ВВ=13,5
Fe= 1,0
Ц = 28 град
|
Фильтрование
|
Осветлительный фильтр
|
ВВ=60
|
ВВ=13,5
|
ВВ=5,4
|
Ультрофильтрация
|
Ультро-фильтр
|
ВВ=92
|
ВВ=5,4
|
ВВ=0,4
|
Доза
коагулянта (Al2(SO4)3) определяется по двум показателям мутности и цветности:
а) Dк=f(M0)=48
мг/л (по СНиП, табл. 16).
б) Dк=4ÖЦмах=4Ö70=33,5 мг/л.
Принимаем
большее значение. Dк=48 мг/л.
Определение
потерь на водопроводных очистных сооружениях:
где:
Вл −
влажность осадка, принимаемая Вл = 80%;
ρ −
плотность осадка, принимаемая для минерального осадка ρ = 1,5;
масса осадка по сухому
веществу, т/сут.:
где:
исходная концентрация взвешенных веществ,
принимаемая из расчёта, мг/л;
концентрация взвешенных веществ на выходе из
сооружения, принимаемая из расчёта, мг/л;
Q −
производительность сооружения, м3/сут.
В
осветлителях:
Общие потери
на очистных сооружениях составят:
Канализационные очистные сооружения (КОС).
Определение
концентрации загрязнений на входе в КОС:
Требования к
качеству воды на выходе из КОС (с/х поля):
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Процеживание
|
Решётка
|
Вв = 10.
|
Вв = 224,5
|
Вв = 202,0
|
Отстаивание с
коагуляцией.
|
Отстойник
|
Вв = 75;
БПКполн = 65;
ХПК = 60;
Nобщ = 10;
Pобщ = 5.
|
Вв = 202,0;
БПКполн = 259,9;
ХПК = 304,8;
Nобщ = 28;
Pобщ = 3,4.
|
Вв = 50,5;
БПКполн = 91;
ХПК = 121,9;
Nобщ = 25,2;
Pобщ = 3,2
|
Биохимическая очистка с
последующим хлорированием.
|
Аэротенк с дефосфотированием
и денитрификацией.
Отстойник
|
Вв = 80;
БПКполн = 90;
ХПК = 70;
СПАВ = 95;
Nобщ =92;
Pобщ = 90.
|
Вв = 50,5;
БПКполн =91;
ХПК = 121,9;
СПАВ = 0,7;
Nобщ =25,2;
Pобщ = 3,2.
|
Вв = 10,1;
БПКполн =9,1;
ХПК =36,5;
СПАВ = 0,04;
Nобщ = 2,5;
Pобщ = 0,32.
|
Определение
потерь на канализационных очистных сооружениях:
В решётках:
В первичных
отстойниках
В аэротенке.
где:
ρ −
плотность осадка, принимается для органического осадка ρ = 1,05;
масса осадка по сухому
веществу, т/сут.:
где:
Пр −
прирост, мг/л:
Общие потери
на очистных сооружениях составят:
Концентрация
загрязнений на входе в ЛОС.1:
Требования к
качеству воды, используемой с/х полями:
Выбор методов
очистки
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Отстаивание
|
Отстойник
|
Вв = 50;
БПКполн =
50;
|
Вв = 60,0;
БПКполн =
30;
|
Вв = 30,0;
БПКполн = 15,0;
|
Фильтрование
|
Фильтр
|
Вв = 60;.
|
Вв = 30,0
|
Вв = 12,0
|
Адсорбция.
|
Сорбционный фильтр.
|
НП = 97.
|
НП = 10,0.
|
НП = 0,3.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение
потерь:
В отстойнике:
В фильтре:
Принимаем
потери W=4+3=7 м/сут.
Смешение потока КОС и ЛОС1:
ВВ = (12 × 27993 + 10× 22007) / (27993 + 22007)
= 11,11 мг/л
БПКполн
= (15 × 27993 + 9,1× 22007) / (27993 + 22007) = 12,4 мг/л
ХПК = (0 × 27993 + 36,5× 22007) /(27993 + 22007) =
1,61 мг/л
Nоб = (0 × 27993 + 2,5× 22007) /(27993 + 22007) =1,10
мг/л
НП=(0,3 × 27993 + 0× 22007) /(27993 + 22007) =
0,7 мг/л
СПАВ =(0 × 27993 + 0,04× 22007) /(27993 + 22007)
= 0,017 мг/л
Роб
= (0 × 27993 + 0,32× 22007) /(27993 + 22007) = 1,0 мг/л
СС = (250 × 27993 + 568× 22007) /(27993 + 22007)
= 390 мг/л
Локальные очистные сооружения (ЛОС2)
Определение
концентрации загрязнений на входе в ЛОС.2:
где:концентрация i-ых загрязнений
поступающих потребителю, мг/л;
добавочная концентрация i-ых загрязнений,
принимается из расчёта, мг/л;
Требования
к качеству воды на выходе из ЛОС2:
Выбор методов
очистки
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Отстаивание с коагулированием.
|
Отстойник
|
ВВ = 60
БПКполн = 90
ХПК = 95
НП=40
|
ВВ = 170
БПКполн = 150
ХПК = 225
НП=3,5
|
ВВ = 68
БПКполн = 15
ХПК = 11,25
НП=2,1
|
Определение
потерь:
В отстойнике
с коагуляцией:
Общие
потери
Локальные очистные сооружения (ЛОС3).
Определение
концентрации загрязнений на входе в ЛОС3:
где:
концентрация i-ых загрязнений
поступающих потребителю, мг/л;
добавочная концентрация i-ых загрязнений,
принимаемая из расчёта, мг/л.
Требования
к качеству воды на выходе из ЛОС3:
Выбор методов
очистки
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Отстаивание
|
Отстойник
|
ВВ = 80
БПКполн = 85
ХПК = 80
НП=60
|
ВВ = 306
БПКполн = 275
ХПК = 430
НП=11
|
ВВ = 61,2
БПКполн = 41,25
ХПК = 86
НП=4,4
|
Отстаивание с коагулированием.
|
Отстойник
|
ВВ = 90
БПКполн = 95
ХПК = 90
НП=60
|
ВВ = 61,2
БПКполн =
41,25
ХПК = 86
НП=4,4
|
ВВ = 6,12
БПКполн = 2,06
ХПК = 8,6
НП=1,76
|
Ионный обмен
|
Ионнообменый фильтр
|
СС=50
|
СС=2300
|
СС=1150
|
Определение
потерь:
В отстойнике:
В отстойнике
с коагуляцией:
Общие
потери:
Смешение
потоков, вышедшего из ЛОС2, и ЛОС3:
ВВ = (6,12 × 18000 + 68× 60000) / (18000 + 60000)
= 52,2 мг/л
БПКполн
=(2,06 × 18000 + 15× 60000) / (18000 + 60000) = 12,0 мг/л
ХПК = (8,6 × 18000 + 11,25× 60000) / (18000 + 60000)
= 10,6 мг/л
НП=(1,76 × 18000 + 2,1× 60000) / (18000 + 60000)
= 2,02 мг/л
СС=(1150 × 18000 + 1100× 60000) / (18000 + 60000)
= 1111 мг/л
Nобщ. =(2,5 × 18000 + 2× 60000) / (18000 + 60000)
= 2,11 мг/л
Робщ.
=(2,0 × 18000 + 1,5× 60000) / (18000 + 60000) = 1,6 мг/л
Требования к
качеству воды на выходе из ЛОС4:
Выбор методов
очистки
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Отстаивание
|
Отстойник
|
ВВ = 60
БПКполн = 50
ХПК = 50
НП=60
|
ВВ = 52
БПКполн
=12,0
ХПК =10,6
НП=2,02
|
ВВ = 20,8
БПКполн = 6
ХПК = 5,3
НП=0,8
|
Отстаивание с коагулированием.
|
Отстойник
|
ВВ = 90
БПКполн = 65
ХПК = 65
НП=60
|
ВВ = 20,8
БПКполн = 6
ХПК = 5,3
НП=0,8
|
ВВ = 2,08
БПКполн = 2,1
ХПК = 1,8
НП=0,3
|
Ионный обмен
|
Ионнообменый фильтр
|
СС=530
|
СС=265
|
Определение
потерь:
В отстойнике:
В отстойнике
с коагуляцией:
Общие
потери:
Смешение
потоков, вышедшего из КОС, и ЛОС4:
ВВ = (10 × 22074 + 2,08× 77926) / (22074 + 77926)
= 3,82 мг/л
БПКполн
= (9,1 × 22074 + 2,1× 77926) / (22074 + 77926) = 3,64 мг/л
ХПК = (36,5 × 22074 + 1,8× 77926) / (22074 + 77926)
= 9,4 мг/л
НП= (0× 22074 + 0,3× 77926) / (22074 + 77926)
= 0,23 мг/л
СС= (568 × 22074 + 265× 77926) / (22074 + 77926)
= 332,0 мг/л
СПАВ = (0,04 × 22074 + 0 × 77926) / (22074 + 77926)
= 0,008 мг/л
Nоб = (2,5 × 22074 + 2,11 × 77926) / (22074 + 77926)
= 2 мг/л
Роб
= (2,2 × 22074 + 1,6 × 77926) / (22074 + 77926) = 1,5 мг/л
Станция доочистки (СДО).
Требования к
качеству воды на выходе из СДО:
СПАВ≤0,5
мг/л; N≤2,0
мг/л; Р≤0,5 мг/л
Выбор методов
очистки
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Адсорбция.
|
Сорбционный фильтр.
|
Вв = 60
БПКполн = 70
ХПК=70
Nоб=65
Pоб=90
|
Вв = 10
БПКполн =
9,1
ХПК=36,5
Nоб=1,0
Pоб=0,32
|
Вв = 4
БПКполн =
2,7
ХПК=10
Nоб=0,4
Pоб=0,032
|
Определение
потерь:
В фильтре:
Общие потери:
W=3,0 м/сут
Подбор и
расчет охладительных сооружений
Охладители технической воды 1-й категории Завод красителей
(Охл.1).
Расчёт был
выполнен на компьютере с помощью программы по расчёту «чистого» цикла оборотной
системы водоснабжения промышленного предприятия. «КИВР» ver.1.00.
Характеристика
|
Охл1
|
Концентрация СС после
ПП
|
|
Концентрация СС после
Охл
|
|
Концентрация СС после
ввода подпит воды
|
|
Расход воды после ПП
|
|
Расход воды после Охл
|
|
Расход воды после ввода
подпит воды
|
|
Число циклов
|
|
Равновесная
концентрация С0
|
|
Расход подпит воды
|
|
Потери на испарение
|
|
Потери на унос
|
|
|
|
|
|
башенная градирня с водоуловителем
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.
Разработка 2-ой схемы комплексного водоснабжения
Во второй схеме
сточные воды 2 категории ПП №2 сбрасываются в горканализацию. Водоснабжение для
1 категории ПП №2 осуществляется водой, поступающей со станции доочистки. В
связи с большим содержанием взвесей, сток 3 категории ПП №2 до сброса в
горканализацию доочищается на ЛОС3. Требуетсяпересчёт сооружений КОС, СДО.
Канализационные очистные сооружения (КОС)
Смешение
потокаQхп,
Q2 и ЛОС3:
ВВ = (224 × 143200 + 170× 60000+6,12×17974) / (143200+60000 + 17974)
= 191,6 мг/л
БПКполн=
(258,6 × 143200 + 150× 60000+2,06×17974) / (143200+60000 +
17974) = 208,2 мг/л
ХПК= (304,8 × 143200 + 225× 60000+86×17974) / (143200+60000 +
17974) = 259 мг/л
Nоб= (28 × 143200 + 2× 60000+2,5×17974) / (143200+60000 +
17974) = 18,9 мг/л
НП= (0 × 143200 + 2,1× 60000+1,76×17974) / (143200+60000 +
17974) = 0,71 мг/л
СПАВ = (0,7 × 143200 + 0× 60000+0×17974) / (143200+60000 +
17974) = 0,4 мг/л
Роб
= (3,4 × 143200 + 1,5× 60000+2×17974) / (143200+60000 +
17974) = 2,77 мг/л
СС = (568 × 143200 + 1100× 60000+1150×17974) / (143200+60000 +
17974) = 759,6 мг/л
Определение
концентрации загрязнений на входе в КОС:
ВВ =191 мг/л
БПКполн
= 208,2 мг/л
ХПК =259 мг/л
Nоб = 18,9 мг/л
Cl = 51,9 мг/л
НП =0,71 мг/л
СС = 759 мг/л
СПАВ = 0,4
мг/л
Роб
= 2,77 мг/л
Требования к
качеству воды на выходе из КОС (с/х поля):
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Процеживание
|
Решётка
|
Вв = 10.
|
Вв = 191
|
Вв = 172
|
Отстаивание с
коагуляцией.
|
Отстойник
|
Вв = 75;
БПКполн =
65;
ХПК = 60;
Nобщ = 10;
Pобщ = 5.
|
Вв = 172;
БПКполн =
208,2
ХПК = 259
Nобщ = 18,9
Pобщ = 2,77
|
Вв = 43
БПКполн =
72,87
ХПК = 103,6
Nобщ = 17,01
Pобщ = 2,63
|
Отстаивание с коагулированием.
|
Отстойник
|
ВВ = 90
БПКполн = 65
ХПК = 65
НП=60
|
ВВ = 43
БПКполн =
72,87
ХПК = 103,6
НП=0,71
|
ВВ = 4,3
БПКполн =
25,5
ХПК = 36,3
НП=0,28
|
|
Ионный обмен
|
Ионнообменый фильтр
|
СС=50
|
СС=759
|
СС=380
|
|
Биохимическая очистка с
последующим хлорированием.
|
Аэротенк с дефосфотированием
и денитрификацией.
Отстойник
|
Вв = 80;
БПКполн =
90;
ХПК = 70;
СПАВ = 95;
Nобщ =92;
Pобщ = 34.
|
Вв = 4,3
БПКполн = 25,5
ХПК = 36,3
СПАВ = 0,4
Nобщ = 17,01
Pобщ = 2,63
|
Вв = 0,86
БПКполн =2,5
ХПК =10
СПАВ = 0,02
Nобщ = 1,3
Pобщ = 1,7
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение
потерь на канализационных очистных сооружениях:
В решётках:
В первичных
отстойниках
Во вторичных
отстойниках
В аэротенке.
где:
ρ −
плотность осадка, принимается для органического осадка ρ = 1,05;
масса осадка по сухому
веществу, т/сут.:
где:
Пр −
прирост, мг/л:
Общие потери
на очистных сооружениях составят:
Смешение
потока КОС и ЛОС1:
ВВ = (12 × 27993 + 0,86× 22007) / (27993 + 22007)
= 7,09 мг/л
БПКполн
= (15 × 27993 + 2,5× 22007) / (27993 + 22007) = 8,4 мг/л
ХПК = (0 × 27993 + 10× 22007) /(27993 + 22007) =
0,4 мг/л
Nоб = (0 × 27993 + 1,3× 22007) /(27993 + 22007) =0,58
мг/л
НП=(0,3 × 27993 + 0× 22007) /(27993 + 22007) =
0,07 мг/л
СПАВ =(0 × 27993 + 0,02× 22007) /(27993 + 22007) =
0,008 мг/л
Роб
= (0 × 27993 + 1,7× 22007) /(27993 + 22007) = 0,7 мг/л
СС = (250 × 27993 + 380× 22007) /(27993 + 22007) =
307 мг/л
Станция доочистки (СДО).
Требования к
качеству воды на выходе из СДО:
СПАВ≤0,5
мг/л; N≤2,0
мг/л; Р≤0,5 мг/л
Выбор методов
очистки
Метод
|
Сооружение
|
Эi, %.
|
мг/л.
|
мг/л.
|
Адсорбция.
|
Сорбционный фильтр.
|
Вв = 60
БПКполн = 70
ХПК=70
Nоб=65
Pоб=90
|
Вв = 0,86
БПКполн =
2,5
ХПК=10,8
Nоб=1,3
Pоб=1,7
|
Вв = 0,4
БПКполн =
0,75
ХПК=3,24
Nоб= 0,45
Pоб=0,17
|
Определение
потерь:
В фильтре:
Общие потери:
W=0,23 м/сут
Список
использованной литературы
1. Водный кодекс Российской
Федерации. − М., 1995;
2. СанПиН 2.1.4.559 – 96.
Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем
водоснабжения. Контроль качества. − М., 1996;
3. СНиП 2.04.02–84.
Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госстрой СССР. − М.:
Стройиздат, 1985, − 136 с.;
4. СНиП 2.04.03–85.
Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986, −
72 с.;
5. Рациональное
использование водных ресурсов: Учебник для вузов. / Яковлев С.В., Прозоров Е.Н.
и др. − М.: Высшая школа, 1991, − 400 с.;
6. Комплексное использование
водных ресурсов. Методические указания по выполнению курсового проекта для
студентов специальностей 290800 − водоснабжение и водоотведение / Феофанов Ю.А.,
Подпорин А.В.; СПбГАСУ. − СПб., 1999, − 28 с.;