Статья: Улучшение качества воды
Федеральное агентство по образованию РФ
Читинский государственный университет
Кафедра ВХиИЭ
Курсовая работа
по
улучшению качества воды
Выполнил: студент группы ОВ-03
Днепровский М.А.
Проверил: Зыкова Е.Х.
Чита 2007
Содержание
Задание
Введение………………………………………………………………………...…
1.Определение показателей по застройке поселка……………………...………
2. Определение суточного расхода…………………………………………...….
3. Определение дозы коагулянта………………………………………………....
4. Определение ёмкости растворного и расходного бака………………………
5. Расчет дырчатого смесителя…………………………………………………...
6. Расчет камеры хлопьеобразования…………………………………………..
7. Определяем ширину камеры хлопьеобразования…………………………..
8. Расчет отстойника…………………………………………………………….
9. Расчет фильтра…………………………………………………………….….
9.1Конструирование фильтра в вертикальной плоскости……………………
10. Высотная компоновка………………………………………………………
10.1 Определение высотных отметок……………………………………..……
10.2 Определение расчетных расходов для водоотведения…………………..
11. Определение объемных расчетных расходов дождёвой канализации…..
12. Определение концентрации загрязняющих веществ и их объёмов, поступающих на очистные сооружения…………………………………….….
13. Определение необходимости очистки сточных вод………………………
14. Определение степени смешения и разбавления…………………..……….
Заключение……………………………………………………………...………..
Список литературы………………………………………………………...…….
Введение
Среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных пунктов и развития промышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место.
Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеем большое гигиеническое значение, ток как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде требуются громадные ее количества, измеряемые в миллионах кубических метров в сутки. Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.
Производственные процессы на промышленных предприятиях также сопровождаются большим расходованием воды. При этом предприятия отдельных отраслей промышленность и энергохозяйства потребляют количество воды, нередко значительно превосходящее коммунальное водопотребление крупных городов. Некоторые промышленные предприятия предъявляют к качеству потребляемой воды специфические требования, иногда весьма высокие.
Комплекс сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, т.е. получение воды их природных источников, её очистку, транспортирование и подачу потребителям, называют системой водоснабжения или водопроводом.
1 Определение показателей по застройке поселка
1. Определение общей площади застройки по крайним (конечным) конечным точкам
2. Площадь застройки благоустроенным жильем
3. Площадь неблагоустроенного сектора (1.1)
4. Площадь, занимаемая зелеными насаждениями
(1.2)
5. Площадь, занимаемая дорогами с покрытиями и площади
(1.3)
6. Определяем число жителей в благоустроенном секторе
(1.4)
где nбл – плотность населения в благоустроенном секторе;
7. Определяем число жителей в неблагоустроенном секторе
(1.5)
где n небл – плотность населения в неблагоустроенном секторе;
8. Определяем общее число жителей в поселке
(1.6)
9. Определяем число жителей проживающих в домах с ЦГВ
(1.7)
10. Определяем число жителей проживающих в домах с ВНК
(1.8)
11. Проверяем число жителей проживающих в благоустроенном секторе
( 1.9)
2 Определение суточного расхода поселка
Суточный расход каждого сектора определяется как произведение нормы водопотребления на количество водопотребителей
(2.1)
Все расчеты по определению суточных расходов сводят в табличную форму (табл. 1).
Таблица 1 Определение суточных расходов для нужд поселка
Водопотребитель | Единица измерения | Норма водопотребления, л/сут. | Количество водопот-ребителей | Суточный расход, м3 /сут. |
1.Население а) Проживающих в домах ЦГВ б) В домах ВНК в) Неблагоустроенный сектор | жители | 400 230 50 | 12813 12813 1066 | 5125,2 2946,99 53,3 |
2.Промышленость Кирпичный завод | 1000 штук | 0,7-1,2 м3 /тонну | 7,2 | 8,64 |
3.Поливка зеленых насаждений | м2 | 3-4 л/м2 | 65200 | 260,8 |
4.Поливка дорог и площадей | м2 | 0,3-0,4 л/м2 | 94900 | 37,96 |
5.Объекты соц.культ.быта. а) Клуб б) Гостиница в) Школа интернат | мест мест учеников | 10 литров 100-120 литров 15-20 литров | 76 200 600 | 0,76 20 12 |
Всего | 8464,65 | |||
Неучтенные расходы 10% | 846,565 | |||
Итого | 9312,215 |
(2.2)
(2.3)
(2.4)
3 Определение дозы коагулянта
Для интенсивной очистки природной воды от взвешенных веществ и снижения цветности, воду обрабатывают коагулянтом. В процессе коагуляции уменьшаются запахи и привкусы, значительно уменьшается бактериальная загрязненность.
Ориентировочная расчетная доза коагулянтов определяется согласно СНиП 2.04.02.-84 по формуле:
(3.1)
Где: Ц – цветность
Если вода не мутная пользуемся данной формулой. Если вода имеет цветность и мутность, то дозу коагулянта определим по цветности, и по мутности по таблице 17 СНиПа (по наибольшему значению).
При недостатке природной щелочности для проведения процесса коагуляции, исходную воду необходимо подщелачивать. Дозу щелочности определяем по формуле:
(3.2)
Где – доза коагулянта
– коэффициент щелочности, который берется по СНиПу, для извести равным 28, а для соды равный 53.
– эквивалентная масса коагулянта для, сернокислого алюминия равна 57 (мг/мгэкв).
– общая щелочность обрабатываемой воды (берется из задания)
1 – избыток щелочности.
Так как доза щелочности получилась со знаком минус, то природная щелочность достаточная и подщелачивание не требуется.
Основным реагентом для обработки воды является сернокислый алюминий.
В качестве реагента для коагуляции принимаем глинозем с процентным содержанием сернокислого алюминия Р=30%.
Определим дозу реагента:
(3.3)
Определяем суточный расход реагента:
(3.4)
Определяем годовую потребность в глиноземе:
(3.5)
4 Определение ёмкости растворного и расходного бака
Раствор коагулянта обычно приготавливают в два приема. Сначала порций коагулянта растворяют в растворном баке до концентраций 17 – 20%, затем полученный раствор перепускают в расходный бак снижая концентрацию до 4 – 12%. Из расходного бака раствор подается в дозатор и далее в смеситель. Время полного цикла приготовления раствора коагулянта (загрузка, растворение, отстаивание, перекачка) при температуре воды 100С принимается 10 – 12 часов. Для ускорения цикла до 6 – 8 часов используют воду температурой до 400С. По СНиП количество растворных баков принимается не менее трех.
Определяем общую ёмкость растворных баков:
(4.1)
Где: – количество приготовления раствора коагулянта в сутки, ;
— концентрация коагулянта, ;
— объёмный вес раствора,
Определяем ёмкость одного растворного бака:
(4.2)
Где — число баков;
Находим размеры бака, по рабочей высоте .Над колосниковой решеткой с прозорами 10 – 15 мм. Определяем площадь дна бака:
(4.3)
Бак квадратной формы, при этой форме размер его сторон будет равен:
– запас над уровнем воды.
Определяем расходные баки, согласно СНиП принимается не менее двух расходных баков.
(4.4)
Находим объем одного бака:
(4.5)
Находим площадь дна:
(4.6)
При квадратной форме находим стороны:
Для растворения коагулянта и перемешивания его в баках предусматривают подачу сжатого воздуха, который поступает через дырчатые трубы.
Растворные баки в нижней части проектируют с наклонными стенками под углом 450к горизонтали, для неочищенного и 150для очищенного коагулянта. Для опорожнения баков и сброса осадков следует предусматривать трубопроводы диаметром не менее 150 мм.
5 Расчет дырчатого смесителя
СНиП 2.04.02 – 84, число перегородок не менее трех. Принимаем три перегородки.
Определяем расход воды через смеситель:
(5.1)
Определяем геометрические размеры начиная с последней секции, находим площадь перегородки:
(5.2)
где: – скорость в последней секции, принимается не менее 0,6 м/сек.
Определяем ширину смесителя:
(5.3)
где: h1 – глубина раствора в последней секции, h1 =0,4÷0,5м.
Число секций
Находим длину смесителя:
(5.4)
Где
Находим перепады глубин между секциями или потерь напора:
(5.5)
где: — коэффициент расхода для отверстий, ;
– скорость в отверстиях, .
Находим глубину раствора в остальных секциях:
h2 =h1 +∆hотв, (м); h2 =0,5+0,153=0,653 (м);
h3 =h2 +∆hотв, (м); h3 =0,653+0,153=0,806 (м);
h4 =h3 +∆hотв, (м); h3 =0,806+0,153=0,959(м);
Находим суммарную площадь отверстий:
(5.6)
0,091≤0,1135.
Находим площадь каждой перегородки:
;
;
;
Определяем высоту смесителя:
(5.7)
Где: с – запас, с=0,3м.
Определяем площадь первого отверстия:
(5.8)
Где: d – диаметр отверстия, d=20÷50мм.
Находим количество отверстий в перегородке:
(5.9)
6 Расчет камеры хлопьеобразования
Принимаем перегородчатую камеру хлопьеобразования с горизонтальным движением воды.
Согласно СНиП, число поворотов 8÷10;
Ширина коридоров ;
Принимаем начальную ширину коридора ;
Время пребывания воды в камере ;
Скорость движения в начальном коридоре ;
Скорость движения в конечном коридоре ;
Изменение скорости происходит за счет увеличения ширины коридоров.
Средняя глубина рекомендуемая СНиПом, ;
Определяем часовую производительность камер хлопьеобразования:
(6.1)
Объем камеры хлопьеобразования:
(6.2)
Находим глубину начального коридора:
(6.3)
;
(6.4)
Находим ширину начального коридора:
(6.5)
Так как , то принимаем ;
Определяем примерную ширину конечного коридора:
(6.6)
(6.7)
Находим потери напора:
(6.8)
где: ζ – коэффициент Шези равный 2.9.
Значения в табличной форме:
Таблица 2
Ширина коридора, в, м. | Глубина воды, h, м. | W, м2 . | Скорость, V=q/W*3600, м/с. | Потеря напора, ∆hн=ζ, м. |
0,7 | 0,647 | 0,453 | 0,3 | 0,0133 |
0,875 | 0,6337 | 0,555 | 0,245 | 0,00887 |
1,05 | 0,62483 | 0,656 | 0,207 | 0,00633 |
1,225 | 0,6185 | 0,758 | 0,179 | 0,00474 |
1,4 | 0,61376 | 0,859 | 0,158 | 0,00369 |
1,575 | 0,61007 | 0,961 | 0,141 | 0,00294 |
1,75 | 0,60713 | 1,0625 | 0,128 | 0,00242 |
1,925 | 0,60471 | 1,164 | 0,117 | 0,00202 |
2,1 | 0,60269 | 1,266 | 0,107 | 0,00169 |
∑12,6.
7 Определяем ширину камеры хлопьеобразования
По СНиП толщина стенок равна:
;
;
(7.1)
Определяем площадь камеры хлопьеобразования:
(7.2)
Где: – средняя глубина (определяется по таблице).
Определяем внутреннюю глубину КХО:
(7.3)
Находим наружный размер:
(7.4)
Определяем высоту лотка, подводящие и отводящие каналы, возьмем одинаковое сечение.
(7.5)
Где: с – запас, с=0,3м.;
;
– толщина наружных стенок, .
8 Расчет отстойника
В соответствии со СНиПом расчет отстойника ведется для двух периодов:
1) Для минимальной мутности, при минимальном зимнем расходе воды
2) Наибольшая мутность, при наибольшем расходе воды, соответствующему этому периоду.
Расчет ведем по второму периоду.
Исходные данные для расчета:
1. часовой расход
2. мутность
3. цветность
4. доза коагулянта
Принимаем скорость выпадения взвеси по таблице 18 СНиПа
(8.1)
где: К – коэффициент зависящий от отношения длины отстойника к глубине l/H
l / H | 10 | 15 | 20 | 25 |
К | 7,5 | 10 | 12 | 13,5 |
Определяем площадь отстойника по формуле:
(8.2)
Где: q – qчас ;
— коэффициент, объемного использования отстойников, ≥1,3, рассчитывается по формуле:
, (8.3)
;
Принимаем среднюю глубину . Задаемся количеством секций. Согласно СНиП их должно быть не менее 6, если число их меньше, то следует предусматривать одну резервную секцию. В расчет она не входит, ее параметры равны рабочим параметрам. Принимаем 6 секций.
Рассчитываем ширину секции, которая должна быть не менее 1 м., не более 6м. Если получится более 6 м., то она дополнительно разделяется на две секции – разделительными стенками от 3 до 6 метров.
Ширина секции:
(8.4)
где: N – количество секций, N=6.
Определяем расчетную длину:
(8.5)
находим отношение L/H
– берем среднее, следовательно отношение выбрано правильно, и размеры отстойника определены, верно.
Определяем среднюю глубину зоны накопления осадков:
(8.6)
Где: – объём осадков;
– максимальная концентрация, взвешенных веществ поступающих в отстойник, находиться по формуле:
(8.6)
где: М – исходная мутность (берется их задания);
К – коэффициент, зависящий от рода коагулянта, К=0,5;
– доза коагулянта;
Ц – исходная цветность (берется из задания);
– количество нерастворимых веществ в извести, если вода
подвергалась известкованию, то ;
– мутность воды, выходящей их отстойника, Со=8÷15мг/л.;
T – время между чистками отстойника, не менее 12 часов;
N – количество отстойников, 6 секций;
— концентрация твердой фазы осадков, принимаем по таблице 19 СНиПа, в зависимость от мутности исходных веществ и времени между чистками .
Определяем площадь одной секции:
(8.7)
Определяем среднюю глубину осадков:
(8.8)
Определяем среднюю глубину отстойника:
(8.9)
Определяем полный объём отстойника и осадка:
(8.10)
Где: – ширина отстойника, находится по формуле:
Находим среднюю строительную высоту, по следующей формуле:
(8.11)
где: d – не менее 0,3 м.;
=0,3 по СНиП;
Определяем строительную длину отстойника:
(8.12)
где: з выр — зона выравнивания скоростей, от 1 до 2 м.
Определяем строительную ширину отстойника:
(8.13)
Определяем процент воды на гидроудаление осадков:
(8.14)
Где– коэффициент разбавления, согласно СНиП: — при гидравлическом удалении осадка , — при механическом ,- при напорном смыве от 2 до 3.;
q1 – расход в первой секции, рассчитывается:
(8.15)
Уклон не менее
Определяем начальную и конечную высоту очистки:
(8.16)
,
(8.17)
9 Расчет фильтра
В соответствии со СНиП принимаем в качестве загрузки кварцевый песок.
Определяем общую площадь фильтра, по следующей формуле:
(9.1)
где: – продолжительность работы станции, в течении суток в 24 часа;
— скорость фильтрования при нормальном режиме работы, зависит от конструкции фильтра. Согласно СНиП принимаем однослойный фильтр с:
— эквивалентным диаметром зерен
— высота слоя загрузки
— скорость фильтрования
— скорость фильтрования при форсированном режиме
— число промывок в сутки одного фильтра при нормальном режиме эксплуатации, принимаем две промывки;
— удельный расход на промывку, в соответствии со СНиП для фильтров с эквивалентным диаметром зерен d=0,8÷1мм, интенсивность промывки
, продолжительность промывки ,
— время простоя фильтра под промывкой, принимаем для промывки водой 0,33 часа, для промывки водой и воздухом 0,5 часа.;
В соответствии со СНиП количество фильтров не менее четырех:
(9.2)
Находим площадь одного фильтра:
(9.3)
Выполняем проверку работы фильтра при форсированном режиме, по следующей формуле:
(9.4)
где: N1 – число фильтров, находящихся в ремонте, N1 =1;
Определяем размеры фильтра в плане:
(9.5)
Конструирование фильтра в вертикальной плоскости
Переходные слои фильтра принимаем по таблице 22 СНиПа.
Толщину слоев принимаем , =>0,1м.
Уровень воды над фильтром принимаем не менее 2 – х метров, , и плюс запас над водой ()
Расчет промывного коллектора и ответвлений в соответствии со СНиП принимается: площадь коллектора принимается постоянной по длине.
Скорость движения воды при промывке принимаем в начале коллектора: (0,8);
В начале ответвлений (1,6).
Находим площадь сечения коллектора:
(9.6)
где: – расход воды идущий на промывку коллектора, определяется по формуле:: .
Находим диаметр коллектора:
(9.7)
Принимаем диаметр отверстий:
, =>0,01м.
Общая площадь отверстий должна составлять 0,25÷0,5% от рабочей площади фильтра.
Согласно СНиП расстояние между осями и ответвлениями должно находиться в пределах =>0,25м.
Находим количество ответвлений с одной стороны, по формуле:
(9.8)
Находим общее число ответвлений:
;
Находим расход воды, приходящийся на одно ответвление:
(9.9)
;
Находим площадь сечения ответвлений:
(9.10)
Находим диаметр ответвлений:
(9.11)
Находим общую площадь отверстий:
(9.12)
Находим площадь одного отверстия:
, (9.13)
Находим число отверстий:
(9.14)
Находим количество отверстий, на одно ответвление:
(9.15)
На каждом ответвлении, ответвления должны располагаться в два ряда, в шахматном порядке под углом 450 к вертикале.
Расстояние между отверстиями принимается 150÷200м.
Расстояние между осями желобов должно быть не более 2÷2,5м.
Определяем расход воды проходящей по одному желобу:
(9.16)
где: nж – количество желобов, принимаем не менее трех;
Находим ширину желоба:
(9.17)
где: аж – отношение высоты, прямоугольной части желоба к половине его ширины, аж =1÷1,5;
– коэффициент, принимаемый равный для желоба с полукруглым основанием ;
Находим расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромки желобов:
(9.18)
где: аз – относительное расширение при загрузке, берется по таблице 23 СНиПа, аз =30%;
hз – высота загрузки, принимаем 0,5÷0,75;
0,3 – запас;
Расстояние между осями желобов .
10 Высотная компоновка
При проектировании комплекса очистных сооружений необходимо не только наметить их размещение не плане, но и составить предварительно высотную компоновку, т. е. установить предполагаемые отметки расчетных уровней воды во всех сооружениях. Для этого до получения в результате гидравлических расчетов значений потери напора в самих сооружениях, арматуре и коммуникациях, используется осреднение значение этих потерь. Принимаем для высотной компоновки потери напора в соответствии со СНиП.
Гидравлический смеситель – 0,5÷0,6м (0,6).
Камера хлопьеобразования – 0,4÷0,5м (0,5).
Отстойник – 0,7÷0,8м (0,8).
Скорый фильтр — 3÷3,5м (3).
В соединительных коммуникациях:
— от входной камеры к смесителю 0,2м.;
— от смесителя к отстойнику 0,3÷0,4м (0,4).;
— от отстойника к фильтру 0,5÷0,6м (0,6).;
— от фильтра к резервуару чистой воды 0,5÷1м (1).
Кроме этого, потери в измерительной аппаратуре на входе и выходе 0,5м., в индикаторах расхода на отстойниках, на осветителях, на фильтрах 0,2÷0,3м (0,3).
Отметка уровня воды в смесителе является наивысшей и по ней определяется требуемая величина подъема воды насосами станции первого подъема.
Сооружения реагентного хозяйства, требуют для приготовления растворов
реагентов, подачи воды на более высокие отметки, чем отметка смесителя.
Но количество воды необходимо меньше по сравнению с расходом очищаемой воды. Поэтому воды для реагентного хозяйства целесообразно подкачивать не необходимую высоту. После проведения гидравлических расчетов сооружений, высотные схемы и отметки уровня воды во всех сооружениях уточняются.
Определение высотных отметок
Фильтр .
Отстойник .
Камера хлопьеобразования .
Смеситель
Расходный бак
Отметка на входной камере
Определение расчетных расходов для водоотведения
В соответствии со СНиП 2.04.03 – 85 водоотведение бытовых сточных вод принимается равным водопотреблению без учета расхода на поливку территорий и земных насаждений.
Таблица 1 Определение суточных расходов для нужд поселка
Водопотребитель | Единица измерения | Норма водопотребления, л/сут. | Количество водопот-ребителей | Суточный расход, м3 /сут. |
1.Население а) Проживающих в домах ЦГВ б) В домах ВНК в) Неблагоустроенный сектор | жители | 400 230 25 | 12813 12813 1066 | 5125,2 2946,99 26,65 |
2.Промышленость Кирпичный завод | 1000 штук | 0,7-1,2 м3 /тонну | 7,2 | 8,64 |
3.Объекты соц.культ.быта. а) Клуб б) Гостиница в) Школа интернат | мест мест учеников | 10 литров 100-120 литров 15-20 литров | 76 200 600 | 0,76 20 12 |
Всего | 8139,24 | |||
Неучтенные расходы 10% | 813,924 | |||
Итого | 8953,164 |
ТАБЛИЦА№3
Водопотребители | Единицы измерения | Норма водопот. л/сут. | Количество водопотребителей | Суточный расход Qсут. м3 /сут. |
1. Население | ж и т е л и | |||
а) проживающих в домах с ц.г.в. | 360 | 15125 | 5445 | |
б) проживающих в домах с в.н.к. | 225 | 15125 | 3403,125 | |
в) поживающих в неблагоустроенном секторе | 25 | 1562,5 | 39,062 | |
2.Промышленность | штук | 0,95 | 4,5 | 4,275 |
3.Объекты соц.культбыта | ||||
а) гостиница | 1 койка | 300 | 75 | 22,5 |
б) школа | 1 ученик | 12 | 500 | 60 |
Всего: 8973,962
Неучтенные расходы: 10% — 897,396
Итого: 9871,352 —
Определяем средний расход водоотведения:
, (м3 час); , (м3 час);
Максимальный расход:
qmax =qср *Кдеп.max, (л/сек); qmax =1,603*114,06=182,84, (л/сек);
где: Кдеп.max =1,603;
Минимальный расход:
, (л/сек); qmin =0,592*114,06=67,52, (л/сек);
где: Кдеп.min =0.592.
11. Определение объемных расчетных расходов дождёвой канализации.
Расчет дождевых вод определяется по СНиП 2.04.03-85
, (л/сек); , (л/сек);
где: А – параметр, определяется по формуле: , ;
где: q20 – интенсивность дождя, (л/сек), для данной местности
продолжительностью 20 минут при Р=1 – один год, q20 =70(л/сек*га);
— показатель степени, который определяется по таблице 4 СНиП,
=0,65;
mч – среднее количество дождей за год, определяется по таблице 4
СНиП, mч =100;
Р – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя,
находиться по таблице 5 СНиП, Р=0,5;
— показатель степени, находиться по таблице 4 СНиП, =1,54;
Если площадь застройки не превышает 150 га, то принимаем благоприятные условия, расположения коллекторов со средним уклоном, iср =0,005, условия не благоприятные.
F – расчетная площадь стока, (га), т.е. вся площадь поселка; принимается
F=Fобщ.
Fобщ – является расчетной площадью, она состоит из площадей занимаемой зданиями, сооружениями и асфальтобетонными покрытиями.
Определяем площадь покрытий:
Fпокр.=Fбл.+Fдорог+(Fплощ.), (га); Fпокр.=121+12,1=133,1, (га);
Определяем площадь поверхности с грунтовыми покрытиями:
Fгр.=Fобщ.-Fпокр. (га); Fгр.=152,25-133,1=19,15, (га);
Определяем общий коэффициент:
Zmid=, Zmid=;
Где: Zn – принимаем по таблице 10 СНиП, в зависимости от параметра А,
Zn=0,32;
Zгр – определяем по таблице 9 СНиП, Zгр=0,064;
tч – расчетная продолжительность дождя, равная продолжительность протекания поверхностных вод по поверхности и трубам до расчетного участка;
tч =tсоп +tcan +tр2, (л/с); tч =300*1109,5+28,92 =333685,21 сек.,
Где: tcon – время поверхностной концентрации, tcon =5÷10 мин.;
tcan – продолжительность протекания по канализации, т.е. по
открытым каналам, tcan =, (мин);
tcan =;
где: Ican – длина участков лотков, (м); Ican=3170;
can – расчетная скорость течения на участке, can =0,6÷1 м/сек.;
tр – время протекания по трубам, находится по формуле:
tр=0,017, tр=
где: Iр – длина участков коллекторов, (м); Iр=1530 (м);
— расчетная скорость течения на участке, =0,9÷1,5(м/сек).
12. Определение концентрации загрязняющих веществ и их объёмов, поступающих на очистные сооружения
Определяем концентрацию следующих веществ:
— взвешенных веществ,
— БПК,
— азота,
— фосфатов,
— хлоридов,
— ПАВ,
— нефтепродуктов.
Концентрация рассчитывается их выхода загрязняющих веществ.
В СНиП дано, количества загрязняющих веществ, грам/сут. На одного жителя в таблице 25.
Определяем расчетную норму водоотведения для населения:
, (л/сут);
, (л/сут);
где: N – норма водоотведения;
n – число жителей;
Рассчитываем концентрацию:
Сi=, (мг/л);
Где: m – количество загрязнений от одного человека, определяем по таблице 25.;
Определяем среднюю концентрацию:
Cср.i=, (мг/л);
Находим массу вещества:
Мi=, (кг).
Значению сводим в таблицу
Определение количества загрязняющих веществ, поступающих на очистные сооружения.
ТАБЛИЦА№4
Загрязняющие вещества | Население | Производство | ∑за сут.,Mi, кг. | ∑за год,Mi, т. | Cср.i | ||||
Q, л/сут. | Ci, мг/л. | Mi, кг. | Q, л/сут. | Ci, мг/л. | Mi, кг. | ||||
Взвеш. вещ. | 4,04 | 39,65 | 4275 | 10 | 0,04 | 39,69 | 14,49 | 4,004 | |
БПК | 4,66 | 45,7 | 4275 | 200 | 0,855 | 46,56 | 16,99 | 4,74 | |
Азот | 0,50 | 4,87 | 4275 | 15 | 0,064 | 4,93 | 1,8 | 0,5 | |
Фосфат | 0,21 | 2,01 | 4275 | 0,5 | 0,0024 | 2,01 | 0,73 | 0,2 | |
Хлорид | 0,56 | 5,49 | 4275 | 150 | 0,64 | 6,13 | 2,24 | 0,6 | |
ПАВ | 0,16 | 1,52 | 4275 | 0,8 | 0,00342 | 1,52 | 0,55 | 0,15 | |
Нефтепродукты | 4275 | 0,4 | 0,0071 | 0,0071 | 0,0026 | 0,0007 |
13. Определение необходимости очистки сточных вод
Степень очистки определяется требованиями по сбросу сточных вод в водоемы.
Сст.в.*q*Ср*а*Q≤(а*Q+q)*СПДК ;
Где: Сст.в. – концентрация сточных вод, которая может быть спущена в водоем без санитарных нарушений;
q – расчетный расход сброса сточных вод =0,113м3 /с;
Ср – концентрация загрязняющих веществ в реке, выше створа выпуска;
а – коэффициент смешения, определяет ту часть расхода реки, которая смешивается со сбросом;
Q – расчетный расход в реке 95% — ой обеспеченности;
СПДК – предельно допустимое содержание загрязнений;
Q=15м3 /с
=0,5м/с – средняя скорость течения реки;
Нср=0,8 – средняя глубина реки;
Сст.в≤;
Примем расстояние от выпуска до расчетного створа по реке, hст.=9м.;
Расчетный створ назначается на 1 км. Выше следующего водозабора в реке.
Определение расстояния до расчетного створа по прямой hпр =8км.;
Концентрация взвешенных веществ в реке 20мг/л.;
Температура в реке t=200С.;
БПК реки =3,2г/л.
14. Определение степени смешения и разбавления
Степень смешения и разбавления определяется по формуле Родзиллера:
;
≥0,7 => следовательно зависимость подобрана верно.
Где: =2,718;
— находиться по формуле: ; ;
где: — коэффициент, зависящий от вида выпуска: береговой выпуск=1,
фарвата=1,5;
— коэффициент, извилистости; ;
E – коэффициент, турбулентной диффузии; Е=; Е=;
Находим кратность разбавления:
; ;
Результаты заносим в таблицу
ТАБЛИЦА№5
Загрязняющие вещества | Собщ. | СПДК, мг/л. | Ср, мг/л. | СПДК -Ср, мг/л. | Сст. | Э,% |
Взвеш. вещ. | 4,004 | 0,25 | 3 | - | 3036,6 | -757,392 |
БПК | 4,74 | 3 | 3,2 | -0,2 | 7,39 | -0,559 |
Азот | 0,5 | 45 | 3,5 | 41,5 | 4203,3 | -8405,6 |
Фосфат | 0,2 | 0,1 | 0,09 | 0,01 | 1,102 | -4,51 |
Хлорид | 0,6 | 350 | 200 | 50 | 5360 | -8932,33 |
ПАВ | 0,15 | 0,1 | 0,07 | 0,03 | 3,106 | -19,71 |
Нефтепродукты | 0,0007 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 10,32 | -1474,19 |
Сст. – необходимая степень очистки;
Для БПК: ;
Где: Т – время в сутках, за которое вода доходит от сброса до расчетного створа;
Т=
Кст, Кр – константа скорости потребления кислорода сточных и речной воды. Для предварительных расчетов их приравнивают.
Кст=Кр+К1
К1 (t)=К1 (20)*1,047t-20; К1 =0,1;
Где: t – температура воды в реке, t=200С;
К1 (20)=0,1
q – расход сточных вод, q=0,113 (м3 /сек);
Для взвешенных веществ: ;
Где: Р – допустимое увеличение концентрации, принимаем для рек питьевого и рыбохозяйственного назначения, Р=0,25.
Степень очистки для всех следующих веществ рассчитывается по формуле:
;
Э — эффективность степени очистки, определяется по данной формуле:
;
Если эффективность отрицательное число, то вода в очистке не нуждается.
Заключение:
В данной курсовой работе выполнилось, следующее:
— определение показателей по застройке поселка,
Fобщ =152,25га.,
Fблаг. =121га.,
Fнеблаг. = 31,25га.,
Fзел. =.,
Fдор =12,1га,
Nблаг =30250,
Nнеблаг. = 1562,5,
Nобщ. = 31812,5,
Nц.г.в. =15125,
Nв.н.к. =15125,
— определение суточного расхода.
Кmax=1.2/1.4(м3 /сут),
Q max сут. = 13049,18 (м3 /сут),
Qст.оч.= 13702(м3 /сут),
qч =570,92 (м3 /час).
— определение дозы коагулянта.
Дк=40(мг/л);
Дщ=-77,35, (мг/л);
Др=133,3(мг/л);
Рсут=0,18(т/сут);
Ргод=66,7 (т/год)
— определение ёмкости растворного и расходного бака.
Vр-р=228,37, (м3 );
Vр-р1 =114,18(м3 );
Fдна =63,995, (м2 );
а=в=7,55(м);
Vр-х=391,5, (м3 );
Vр-х1 = 130,5, (м3 );
Fдна =65,3, (м2 );
а=в=8,08 (м).
— расчет дырчатого смесителя
q=/с);
в=0,53, (м);
L =2,13, (м);
h2 =0,68, (м);
h3 =0,86, (м);
h4 = 1,04, (м);
Wотв= 0,12, (м2 );
W1 =0,30, (м2 );
W2 = 0,45, (м2 );
W3 = 0,55, (м2 );
Нс= 1,34,(м);
Wотв1 =, (м2 );
п=120 отверстий.
— расчет камеры хлопьеобразования
q=570,92(м3 );
Vкхо=190,3(м3 );
Нн=1,13, (м);
Wн=, (м2 );
вн=0,264м.
Wк=1,58м2 );
вк=1,39, (м);
∆hн=0,006;
— определяем ширину камеры хлопьеобразования
Вкхо=12,58, (м) ;
Fкхо=170,8, (м2 );
l=18,6 (м);
L=19,6(м);
Нкхо=1,98, (м).
— расчет отстойника
ср =4;
F=586,8
, (м);
, (м);
Wос, (м3 );
Cmax=241,25;
F1 =97,8, (м2 );
=1,29, (м);
Нотс.ср=3,79, (м);
W=2224,2 ;
=4,39(м);
39,6(м);
18,1, (м);
Рг.о.=2,14
, (м);
, (м).
— расчет фильтра
,(м2 );
Nф=5;
;
;
;
;
, (м);
;
потв =34 ;
, (м3 /сек);
, (м2 );
, (м);
, (м2 );
;
;
;
, (м3 /с);
, (м);
, (м);
— высотная компоновка
— определение высотных отметок
Ф=4,5м
Отс.=6,2м.
КХО=7,4м.
Смес.= 8,4м.
Р.б=9,2м.
От.на вых.кам=9,1м.
— определение расчетных расходов для водоотведения
, (м3 час);
qmax =182,84, (л/сек);
qmin =67,52, (л/сек);
— определение объемных расчетных расходов дождёвой канализации .
, (л/сек);
Fпокр.= 133,1, (га);
Fгр.= 19,15, (га);
Zmid=;
tч =333685,21сек
— определение концентрации загрязняющих веществ и их объёмов, поступающих на очистные сооружения
, (л/сут);
— определение необходимости очистки сточных вод
Q=15м3 /с;
=0,5 м/с
Нср=0,8 м.
— определение степени смешения и разбавления
.
Список использованной литературы:
1. Абрамов «Водоснабжение»
2. Яковлев «Канализация»
3. Яковлев «Очистка производственных сточных вод»
4. СНиП 2.04.02-84
5. СНиП 2.04.03-85