Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1 Исходные данные для проектирования
1.1 Данные по населённому пункту
1.1.1 Характеристика населённого пункта
площадь жилой застройки, га 1800
плотность населения, чел./га 370
норма водопотребления (водоотведения), л/чел. сут. 300
1.1.2 Дополнительные данные
потребный расход воды на орошение пригодных сельскохозяйственных полей (в летний период), тыс. м3/сут. 5
расход ливневых вод (в летний период), тыс. м3/сут. 3
1.1.3 Состав ливневых сточных вод (средний)
pH = 7,2
БПКполн. = 30 мг/л
взвешенные вещества, мг/л 60
нефтепродукты, мг/л 10
общее солесодержание, мг/л 250
1.1.4 Норма вносимых загрязнений бытовых сточных вод, г/(чел. сут.)
взвешенные вещества 65
БПКполн. 75
БПКполн. (осветл.) 40
ХПК 87
азот (общий) 8
хлориды 9
фосфор (общий) 1
СПАВ 0,2
1.2 Характеристика реки
расход воды в реке, м3/с 20
максимальная мутность, мг/л 150
максимальная цветность, град 95
активная реакция среды – pH 6,8
жёсткость общая, мг∙экв/л 0,31
окисляемость, мг/л 12
железо (общ.), мг/л 0,5
кислород растворённый, мг/л 6,8
азот нитритный, мг/л 0,002
азот нитратный, мг/л 1
фтор, мг/л 1,8
марганец, мг/л 0,5
сульфаты, мг/л 0,8
хлориды, мг/л 2,6
сухой остаток, мг/л 30,3
БПКполн., мг/л 2,7
1.3 Характеристика подземных вод
Гарантированный дебит скважин, м3/с 0,3
Мутность (max), мг/л 12
Цветность (max), град 12
Активная реакция среды – рН 7,6
Жёсткость общая, мг∙экв/л 12
Окисляемость, мг/л 1,6
Железо (общее), мг/л 0,8
Кислород растворённый, мг/л 0,1
Азот нитритный, мг/л -
Азот нитратный, мг/л 0,4
Фтор, мг/л 1,2
Марганец, мг/л 0,2
Сульфаты, мг/л 148
Хлориды, мг/л 115
Сухой остаток, мг/л 826
Число колоний, шт 2
Na + К, мг/л 44,9
Кальций, мг/л 160
Магний, мг/л 49
1.4 Завод красителей
мощность по выпускаемой продукции, (усл. ед./сут.) 3000
1.4.1 Водопотребление, м3/(ед. прод.)
техническая вода первой категории 60
техническая вода второй категории 20
техническая вода третьей категории 40
вода питьевого качества 10
1.4.2 Потери воды в производстве, м3/(ед. прод.)
техническая вода первой категории 10
техническая вода второй категории 4
техническая вода третьей категории 5
вода питьевого качества 2
1.4.3 Водоотведение, м3/(ед. прод.)
незагрязнённые производственные сточные воды – первый поток 50
загрязнённые производственные сточные воды – второй поток 16
загрязнённые производственные сточные воды – третий поток 35
бытовые сточные воды – четвёртый поток 8
1.4.4 Характеристика сточных вод
первый поток сточных вод – увеличение температуры воды, 0С 5
второй поток сточных вод – норма вносимых загрязнений, кг/(ед. прод.):
по взвешенным веществам 0,8
по БПКполн. 96
по ХПК 256
по солесодержанию 9,6
по нефтепродуктам 0,001
третий поток сточных вод – норма вносимых загрязнений, кг/(ед. прод.):
по взвешенным веществам 70
по БПКполн. 455
по ХПК 1225
по солесодержанию 402,5
по нефтепродуктам 0,002
1.5 Свинцовый завод
мощность по выпускаемой продукции, (усл. ед./сут.) 500
1.5.1 Водопотребление, м3/(ед. прод.)
техническая вода первой категории 131
техническая вода второй категории 37
вода питьевого качества 2
1.5.2 Потери воды в производстве, м3/(усл. ед.)
техническая вода первой категории 16
1.5.3 Водоотведение, м3/(усл. ед.)
незагрязнённые производственные сточные воды – первый поток 115
загрязнённые производственные сточные воды – второй поток 37
производственно – бытовые сточные воды – третий поток 2
1.5.4 Характеристика сточных вод
первый поток сточных вод – увеличение температуры воды, 0С 7
второй поток сточных вод – норма вносимых загрязнений, г/(усл. ед.):
по взвешенным веществам 3550
по БПКполн. 1480
по ХПК 1850
по солесодержанию 74000
по нефтепродуктам 1480
2 Составление водных балансов по отдельным объектам
2.1 Водный баланс населённого пункта
Водопотребление населённого пункта определяется из выражения
,
где – площадь жилой застройки, га
– плотность населения, чел/га
– норма водопотребления (водоотведения), л/(чел. сут.)
Тогда величина составит
Потери воды принимаем равные нулю .
Водоотведение населённого пункта принимается равным величине водопотребления
Тогда уравнение водного баланса примет вид
2.2 Водный баланс завода по производству красителей
Расчёт объёмов водопотребления, водоотведения и потерь воды в производственном процессе завода красителей производится на основании исходных данных (таблица 2 [1]). Результаты расчётов сводятся в таблицу 1.
Таблица 1 – Расчёт объёмов водопотребления, водоотведения и потерь воды на заводе красителей
|
Водопотребление, м3/сут |
Потери воды, м3/сут |
Водоотведение, м3/сут |
|
Техническая вода первой категории: |
Техническая вода первой категории: |
Сточные воды первого потока (незагрязнён-ные): |
Окончание таблицы 1
|
Техническая вода второй категории: |
Техническая вода второй категории: |
Сточные воды второго потока (загрязнённые): |
|
Техническая вода третьей категории: |
Техническая вода третьей категории: |
Сточные воды треть-его потока (загрязнён-ные): |
|
Вода питьевая: |
Вода питьевая: |
Хозяйственно-быто-вые сточные воды: |
Водный баланс предприятия проверяем по равенству
Расчёт объёмов водопотребления, водоотведения и потерь воды в производственном процессе свинцового завода производится на основании исходных данных (таблица 3 [1]). Результаты расчётов сведены в таблицу 2.
Таблица 2 – Расчёт объёмов водопотребления, водоотведения и потерь воды в производственном процессе свинцового завода
|
Водопотребление, м3/сут |
Потери воды, м3/сут |
Водоотведение, м3/сут |
|
Техническая вода первой категории: |
Техническая вода первой категории: |
Сточные воды первого потока (незагрязнённые): |
Окончание таблицы 2
|
Техническая вода второй категории: |
Техническая вода второй категории: |
Сточные воды второго потока (загрязнённые): |
|
Вода питьевая: |
Вода питьевая: |
Хозяйственно-быто-вые сточные воды: |
Водный баланс предприятия проверяем по равенству
3 Расчёт концентраций добавочных загрязнений и составление балансовой схемы
3.1 Добавочные концентрации для населённого пункта
Концентрации добавочных загрязнений сточных вод (мг/л) от населённого пункта рассчитываются по удельным нормам загрязнений (таблица 1 [1]) по формуле
,
где – норма вносимых загрязнений по i - му веществу, г/(чел. сут.)
– норма водоотведения, л/(чел. сут.)
Таким образом, концентрации добавочных загрязнений будут равны
3.2 Добавочные концентрации для завода красителей
Расчёт концентраций добавочных загрязнений производственных сточных вод производится по исходным данным (таблица 3 [1]) по формуле
где – норма вносимых загрязнений по i - му веществу, кг/ед.продукции
– норма водоотведения, м3/ед.продукции
Для первого потока имеем увеличение температуры воды на 5 0С.
Для второго потока имеем следующие концентрации добавочных загрязнений
Для третьего потока имеем следующие концентрации добавочных загрязнений
Для бытовых сточных вод имеем следующие концентрации добавочных загрязнений (данные для расчёта берём из таблицы 2 [1])
3.3 Добавочные концентрации для свинцового завода
Расчёт концентраций добавочных загрязнений производственных сточных вод производится по исходным данным (таблица 4 [1]) по формуле
где – норма вносимых загрязнений по i - му веществу, г/усл.ед.продукции
– норма водоотведения, м3/ед.продукции
Для первого потока имеем увеличение температуры воды на 7 0С.
Для второго потока имеем следующие концентрации добавочных загрязнений
Для бытовых сточных вод имеем следующие концентрации добавочных загрязнений
Результаты расчета водных балансов, концентраций добавочных загрязнений, а также данные по составу воды в источниках и требования к качественному составу потребляемой воды на промышленных предприятиях, в населенном пункте и на сельскохозяйственных полях, следует представить в виде балансовой схемы (рис.1). Такая схема позволяет оценить потребности в водных ресурсах рассмат риваемого объекта в комплексе, сделать сравнительный анализ качественного и количественного состава водных потоков объекта, наметить возможные направ ления потоков воды и составить различные варианты схем ее комплексного использования.
4 Расчёт схем комплексного водоснабжения
4.1 Расчёт первой схемы
4.1.1 Расчёт водопроводной очистной станции
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
мутность с 150 мг/л до 1,5 мг/л
цветность с 95 градусов до 20 градусов
окисляемость с 12 мг/л до 5 мг/л
БПКполн. с 2,7 мг/л до 1,1 мг/л
железо (общее) с 0,5 мг/л до 0,3 мг/л
фтор с 1,8 мг/л до 1,2 мг/л
марганец с 0,5 мг/л до 0,1 мг/л
Выбираем реагентный метод очистки воды с помощью технологической схемы «контактные осветлители». В качестве коагулянта для интенсификации процесса осветления воды будем использовать сернокислый алюминий. Для снижения окисляемости и избыточных концентраций железа и марганца будем использовать озонирование (доза озона по таблице 1 Приложения 4 [1]).
Доза реагента, согласно таблице 6 [1], составит , а в соответствии с формулой:
,
где – цветность обрабатываемой воды.
Доза коагулянта окажется равной .
Согласно примечанию пункта 6.16 [1] при одновременном содержании в воде взвешенных веществ и цветности принимается большая из доз коагулянта, определенных по таблице 16 и формуле , то есть принимаем .
Определим потери воды на очистном сооружении.
Массовый расход осадка по взвешенным веществам и БПК определяется по формуле:
,
где – концентрация загрязняющего вещества в исходной воде, мг/л
– концентрация загрязняющего вещества в очищенной воде, мг/л
– расход воды на данной ступени очистки, м3/сут
– коэффициент учитывающий чистоту товарного продукта ()
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК определяются по формуле:
,
где – влажность осадка (для механической очистки , для биологической )
– плотность осадка (для органического , для минерального , для нефтепродуктов )
Расход воды после очистных сооружений определяется по формуле:
4.1.2 Расчёт ливневой очистной станции
Очищенная вода используется для орошения сельскохозяйственных полей.
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
нефтепродукты с 10 мг/л до 0,3 мг/л
взвешенные вещества с 60 мг/л до 15 мг/л
БПК с 30 мг/л до 25 мг/л
Очистку воды будем проводить по двухступенчатой схеме.
Первая ступень – механическая очистка (песколовки, горизонтальные отстойники).
Произойдёт снижение следующих показателей:
нефтепродукты с 10 мг/л до 8 мг/л
взвешенные вещества с 60 мг/л до 20 мг/л
БПК с 30 мг/л до 24 мг/л
Определим потери воды в течение процесса механической очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам, БПК и нефтепродуктам составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам, БПК и нефтепродуктам составят:
Расход воды после механической очистки составит:
Вторая ступень – адсорбция на активированном угле.
Произойдёт снижение следующих показателей:
нефтепродукты с 8 мг/л до 0,16 мг/л
взвешенные вещества с 20 мг/л до 2 мг/л
БПК с 24 мг/л до 0,48 мг/л
Определим потери воды в течение данного процесса очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам, БПК и нефтепродуктам составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам, БПК и нефтепродуктам составят:
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.1.3 Расчёт первой канализационной очистной станции
Часть воды используется для орошения сельскохозяйственных полей, другая поступает на станцию доочистки и сбрасывается в реку.
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
СПАВ с 0,67 мг/л до 0,5 мг/л
взвешенные вещества с 217 мг/л до 15 мг/л
БПК с 250 мг/л до 2,7 мг/л
азот с 26,7 мг/л до 1 мг/л
Очистку воды будем проводить по двухступенчатой схеме.
Первая ступень – механическая очистка (решётки, песколовки, отстойники).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 217 мг/л до 21,7 мг/л
БПК с 250 мг/л до 150 мг/л
Определим потери воды в течение процесса механической очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам и БПК составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после механической очистки составит:
Вторая ступень – биологическая очистка (аэротенки, вторичные отстойники).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 21,7 мг/л до 4,34 мг/л
БПК со 150 мг/л до 7,5 мг/л
Определим потери воды в течение процесса биологической очистки.
Прирост активного ила определяется по формуле:
Массовый расход осадка в процессе биологической очистки определяется по формуле:
Объёмные потери воды в процессе биологической очистки составят:
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.1.4 Расчёт станции доочистки
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
БПК с 7,5 мг/л до 2,7 мг/л
Предусматривается доочистка воды методом адсорбции на активированном угле.
Произойдёт снижение следующих показателей:
БПК с 7,5 мг/л до 1 мг/л
Определим потери воды в течение процесса доочистки.
Массовый расход осадка по БПК составит:
Объёмные потери воды по БПК составят:
Расход воды после станции доочистки составит:
4.1.5 Расчёт второй канализационной очистной станции
Вода используется для подпитки технической воды третьей категории завода по производству красителей.
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
взвешенные вещества со 150 мг/л до 10 мг/л
БПК с 200 мг/л до 7 мг/л
ХПК с 250 мг/л до 12 мг/л
фосфор (общий) с 1,5 мг/л до 0,6 мг/л
солесодержание с 1050 мг/л до 500 мг/л
Очистку воды будем проводить по трёхступенчатой схеме.
Первая ступень – механическая очистка (решётки, песколовки, отстойники).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 150 мг/л до 15 мг/л
БПК с 200 мг/л до 120 мг/л
Определим потери воды в течение процесса механической очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам и БПК составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после механической очистки составит:
Вторая ступень – биологическая очистка (аэротенки, вторичные отстойники).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 15 мг/л до 3 мг/л
БПК со 120 мг/л до 7 мг/л
Определим потери воды в течение процесса биологической очистки.
Прирост активного ила составит:
Массовый расход осадка составит:
Объёмные потери воды в процессе биологической очистки составят:
Расход воды после биологической очистки составит:
Третья ступень – ионный обмен.
Произойдёт снижение следующих показателей:
Солесодержание с 1050 мг/л до 300 мг/л
Расход воды после всех процессов очистки составит:
4.1.6 Расчёт первого охладителя
В соответствии с пп. 11.31 – 11.75 [1] для охлаждения оборотной воды применяем башенные градирни с водоуловительными устройствами.
Потери воды на испарение определяются по формуле:
,
где – доля теплоотдачи испарения в общей теплоотдаче (по таблице 37 [1])
– перепад температур воды,
– расход воды на охладитель, м3/час
,
Потери воды с брызгоуносом определяются по формуле:
,
где – коэффициент, зависящий от типа охладителя
Расход воды после охладителя составит:
4.1.7 Расчёт второй локальной очистной станции
Вода используется для подпитки технической воды второй категории завода по производству красителей.
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
взвешенные вещества с 50 мг/л до 2 мг/л
БПК с 6000 мг/л до 3 мг/л
ХПК с 16000 мг/л до 10 мг/л
солесодержание с 600 мг/л до 250 мг/л
Очистку воды будем проводить по трёхступенчатой схеме.
Первая ступень – физико-химическая очистка (реагентная обработка в отстойниках).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 50 мг/л до 10 мг/л
БПК с 6000 мг/л до 120 мг/л
ХПК с 16000 мг/л до 160 мг/л
В качестве коагулянта для интенсификации процесса осветления воды будем использовать хлорид железа III (FeCl3). Дозу коагулянта принимаем равной .
Определим потери воды в процессе физико-химической очистки.
Массовый расход осадка по взвешенным веществам и БПК составит:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после физико-химической очистки составит:
Вторая ступень – адсорбция на активированном угле.
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 10 мг/л до 1 мг/л
БПК со 120 мг/л до 2,4 мг/л
ХПК с 160 мг/л до 8 мг/л
Определим потери воды в течение данного процесса очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам и БПК составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после данного процесса очистки составит:
Третья ступень – ионный обмен.
Произойдёт снижение следующих показателей:
солесодержание с 600 мг/л до 180 мг/л
Расход воды после всех процессов очистки составит:
4.1.8 Расчёт третьей локальной очистной станции
Вода используется для подпитки технической воды третьей категории завода по производству красителей.
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
взвешенные вещества с 2000 мг/л до 10 мг/л
БПК с 13000 мг/л до 7 мг/л
ХПК с 35000 мг/л до 12 мг/л
солесодержание с 11500 мг/л до 500 мг/л
Очистку воды будем проводить по четырёхступенчатой схеме.
Первая ступень – экстракция органическими растворителями.
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 2000 мг/л до 20 мг/л
БПК с 13000 мг/л до 10400 мг/л
ХПК с 35000 мг/л до 28000 мг/л
Массовый расход осадка по взвешенным веществам и БПК составит:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после данного процесса очистки составит:
Вторая ступень – физико-химическая очистка (реагентная обработка в отстойниках).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 20 мг/л до 4 мг/л
БПК с 10400 мг/л до 208 мг/л
ХПК с 28000 мг/л до 280 мг/л
В качестве коагулянта для интенсификации процесса осветления воды будем использовать хлорид железа III (FeCl3). Дозу коагулянта принимаем равной .
Определим потери воды в процессе физико-химической очистки.
Массовый расход осадка по взвешенным веществам и БПК составит:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после физико-химической очистки составит:
Третья ступень – адсорбция на активированном угле.
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 4 мг/л до 0,4 мг/л
БПК со 208 мг/л до 4,16 мг/л
ХПК с 280 мг/л до 5,6 мг/л
Определим потери воды в течение данного процесса очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам и БПК составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после данного процесса очистки составит:
Четвёртая ступень – ионный обмен.
Произойдёт снижение следующих показателей:
солесодержание с 11500 мг/л до 230 мг/л
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.1.9 Расчёт второго охладителя
В соответствии с пп. 11.31 – 11.75 [1] для охлаждения оборотной воды применяем башенные градирни с водоуловительными устройствами.
Потери воды на испарение составят:
,
Потери воды с брызгоуносом окажутся равными:
Расход воды после охладителя составит:
4.1.10 Расчёт четвёртой локальной очистной станции
Вода используется для подпитки технической воды второй категории свинцового завода.
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
взвешенные вещества с 96 мг/л до 10 мг/л
БПК с 40 мг/л до 15 мг/л
солесодержание с 2000 мг/л до 1000 мг/л
нефтепродукты с 40 мг/л до 0,5 мг/л
Очистку воды будем проводить по трёхступенчатой схеме.
Первая ступень – механическая очистка (решётки, песколовки, отстойники).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 96 мг/л до 9,6 мг/л
БПК с 40 мг/л до 24 мг/л
нефтепродукты с 40 мг/л до 20 мг/л
Определим потери воды в течение процесса механической очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам, БПК и нефтепродуктам составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам, БПК и нефтепродуктам составят:
Расход воды после механической очистки составит:
Вторая ступень – адсорбция на активированном угле.
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 9,6 мг/л до 1 мг/л
БПК с 24 мг/л до 0,5 мг/л
нефтепродукты с 20 мг/л до 0,4 мг/л
Определим потери воды в течение данного процесса очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам, БПК и нефтепродуктам составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам, БПК и нефтепродуктам составят:
Расход воды после очистных сооружений составит:
Третья ступень – ионный обмен.
Произойдёт снижение следующих показателей:
солесодержание с 2000 мг/л до 200 мг/л
Расход воды после всех процессов очистки составит:
4.2 Расчёт второй схемы
4.2.1 Расчёт водопроводной очистной станции
Расчёт аналогичен пункту 4.1.1
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.2.2 Расчёт ливневой очистной станции
Расчёт аналогичен пункту 4.1.2
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.2.3 Расчёт первой канализационной очистной станции
Расчёт аналогичен пункту 4.1.3
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.2.4 Расчёт станции доочистки
Расчёт аналогичен пункту 4.1.4
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.2.5 Расчёт второй канализационной очистной станции
Расчёт аналогичен пункту 4.1.5
Вода используется для подпитки технической воды второй категории завода по производству красителей.
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.2.6 Расчёт второй локальной очистной станции
Вода используется для подпитки технической воды третьей категории завода по производству красителей.
Так как смешиваются сточные воды второго и третьего потока, то необходимо произвести пересчёт концентраций загрязняющих веществ по формуле:
,
где – концентрация i – го загрязняющего вещества с учётом смешения двух потоков сточных вод
– концентрация i – го загрязняющего вещества в первом потоке
– концентрация i – го загрязняющего вещества во втором потоке
– расход сточных вод первого потока
– расход сточных вод второго потока
Получим следующие концентрации загрязняющих веществ:
Суммарный расход сточных вод:
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
взвешенные вещества с 1388 мг/л до 2 мг/л
БПК с 10804 мг/л до 3 мг/л
ХПК с 29039 мг/л до 10 мг/л
солесодержание с 8080 мг/л до 250 мг/л
Очистку воды будем проводить по четырёхступенчатой схеме.
Первая ступень – экстракция органическими растворителями.
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 1388 мг/л до 14 мг/л
БПК с 10804 мг/л до 8643,2 мг/л
ХПК с 29039 мг/л до 23231,2 мг/л
Массовый расход осадка по взвешенным веществам и БПК составит:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после данного процесса очистки составит:
Вторая ступень – физико-химическая очистка (реагентная обработка в отстойниках).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 14 мг/л до 2,8 мг/л
БПК с 8643,2 мг/л до 173 мг/л
ХПК с 23231,2 мг/л до 233 мг/л
В качестве коагулянта для интенсификации процесса осветления воды будем использовать хлорид железа III (FeCl3). Дозу коагулянта принимаем равной .
Определим потери воды в процессе физико-химической очистки.
Массовый расход осадка по взвешенным веществам и БПК составит:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после физико-химической очистки составит:
Третья ступень – адсорбция на активированном угле.
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 2,8 мг/л до 0,28 мг/л
БПК со 173 мг/л до 3,46 мг/л
ХПК с 233 мг/л до 4,66 мг/л
Определим потери воды в течение данного процесса очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам и БПК составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после данного процесса очистки составит:
Четвёртая ступень – ионный обмен.
Произойдёт снижение следующих показателей:
солесодержание с 8080 мг/л до 162 мг/л
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.2.7 Расчёт охладителя
В соответствии с пп. 11.31 – 11.75 [1] для охлаждения оборотной воды применяем башенные градирни с водоуловительными устройствами.
Потери воды на испарение составят:
,
Потери воды с брызгоуносом окажутся равными:
Расход воды после охладителя составит:
4.2.8 Расчёт третьей локальной очистной станции
Расчёт аналогичен пункту 4.1.10
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.3 Расчёт третьей схемы
4.3.1 Расчёт первой водопроводной очистной станции
Схема очистки, доза коагулянта и снижаемые показатели аналогичны указанным в пункте 4.1.1. В связи с другим расходом воды, забираемой на очистное сооружение необходимо произвести пересчёт массового расхода осадка и объёмных потерь.
Массовый расход осадка по взвешенным веществам и БПК составит:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК окажутся равными:
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.3.2 Расчёт ливневой очистной станции
Расчёт аналогичен пункту 4.1.2
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.3.3 Расчёт второй водопроводной очистной станции
Схема очистки, доза коагулянта и снижаемые показатели аналогичны указанным в пункте 4.1.1. В связи с другим расходом воды, забираемой на очистное сооружение необходимо произвести пересчёт массового расхода осадка и объёмных потерь.
Массовый расход осадка по взвешенным веществам и БПК составит:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК окажутся равными:
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.3.4 Расчёт канализационной очистной станции
Часть воды используется для орошения сельскохозяйственных полей, другая поступает на станцию доочистки.
Так как смешиваются хозяйственно-бытовые сточные воды от населённого пункта и от двух заводов, то необходимо произвести пересчёт концентраций загрязняющих веществ.
Получим следующие концентрации загрязняющих веществ:
Суммарный расход сточных вод:
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
взвешенные вещества с 210 мг/л до 2 мг/л
БПК с 244,4 мг/л до 2,7 мг/л
ХПК с 286 мг/л до 10 мг/л
азот (общий) с 24,2 мг/л до 1 мг/л
хлориды с 26,7 мг/л до 2,6 мг/л
фосфор (общий) с 3,1 мг/л до 0,1 мг/л
СПАВ с 0,87 мг/л до 0,5 мг/л
Очистку воды будем проводить по двухступенчатой схеме.
Первая ступень – механическая очистка (решётки, песколовки, отстойники).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 210 мг/л до 21 мг/л
БПК с 244,4 мг/л до 147 мг/л
Определим потери воды в течение процесса механической очистки.
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам и БПК составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после механической очистки составит:
Вторая ступень – биологическая очистка (аэротенки, вторичные отстойники).
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 21 мг/л до 4,2 мг/л
БПК со 147 мг/л до 7,35 мг/л
Определим потери воды в течение процесса биологической очистки.
Прирост активного ила составит:
Массовый расход осадка в процессе биологической очистки окажется равным:
Объёмные потери воды в процессе биологической очистки составят:
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.3.5 Расчёт станции доочистки
Вода используется для подпитки технической воды третьей категорий завода по производству красителей. Оставшаяся часть воды сбрасывается в реку.
Необходимо добиться снижения следующих показателей:
взвешенные вещества с 4,2 мг/л до 2 мг/л
БПК с 7,35 мг/л до 2,7 мг/л
Предусматривается доочистка воды методом адсорбции на активированном угле.
Произойдёт снижение следующих показателей:
взвешенные вещества с 4,2 мг/л до 1 мг/л
БПК с 7,35 мг/л до 2 мг/л
Массовые расходы осадка по взвешенным веществам и БПК составят:
Объёмные потери воды по взвешенным веществам и БПК составят:
Расход воды после станции доочистки составит:
4.3.6 Расчёт второй локальной очистной станции
Расчёт аналогичен пункту 4.2.6
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.3.7 Расчёт первого охладителя
Расчёт аналогичен пункту 4.1.6
Расход воды после первого охладителя составит:
4.3.8 Расчёт третьей локальной очистной станции
Расчёт аналогичен пункту 4.1.10
Расход воды после очистных сооружений составит:
4.3.9 Расчёт второго охладителя
Расчёт аналогичен пункту 4.1.9
Расход воды после охладителя составит:
5. Технико-экономический расчёт
5.1 Технико-экономический расчёт первой схемы
Величина предотвращённого экологического ущерба определяется по формуле
,
где – приведенная масса загрязняющих веществ, ликвидируемых в результате осуществления соответствующих водоохранных мероприятий за год, тыс. усл. т/год,
– приведенная масса сброса загрязняющих веществ в водные объекты рассматриваемого региона на начало и конец года, тыс. усл. т/год,
– эколого-экономическая оценка величины предотвращенного ущерба водным ресурсам в регионе, тыс. руб./год,
– показатель удельного ущерба водным ресурсам, наносимого единицей приведенной массы загрязняющих веществ на конец расчетного периода для вредного объекта в рассматриваемом регионе в рублях за условную тонну (),
– коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов,
– количество дней в году,
– индекс-дефлятор по отраслям промышленности (),
Приведённая масса загрязняющих веществ рассчитывается по формуле
,
где – масса фактического сброса i – го загрязняющего вещества или группы веществ с одинаковым коэффициентом относительной эколого-экономической опасности в водные объекты рассматриваемого региона, т/год,
– относительный коэффициент эколого-экономической опасности.
Тогда величины предотвращённого экологического ущерба по каждому из загрязнителей составят
Величина предотвращённого экологического ущерба составит
.
Эффективность при оценке схем комплексного водоснабжения определяется по формуле
,
где – величина предотвращённого экологического ущерба, тыс. руб/год
– приведённые затраты на очистку питьевой воды, тыс. руб/год
– приведённые затраты на очистку сточной воды, тыс. руб/год
– плата за забор воды из источника, тыс. руб/год
– плата за сброс стоков в водные источники, тыс. руб/год
– доход от реализации воды и осадка (принимаем )
Приведённые затраты на очистку воды на водопроводных очистных сооружениях рассчитываются по формуле
,
где – количество воды, забранной из источника,
– приведенные затраты, зависящие от способа обработки воды,
– количество дней в году .
Приведённые затраты на очистку сточной воды на очистных сооружениях рассчитываются по формуле
,
где – расход воды, поступающей на соответствующее очистное сооружение,
В сумме приведённые затраты составят
Плата за забор воды из реки определяется по формуле
,
где – цена одного кубического метра воды ()
Плата за сброс сточных вод в реку определяется по формуле
,
где – концентрация загрязняющего вещества, сбрасываемого в реку, мг/л
– относительный коэффициент эколого-экономической опасности.
Тогда эффективность первой схемы составит
5.2 Технико-экономический расчёт второй схемы
Расчёт аналогичен пункту 5.1.
Величина предотвращённого экологического ущерба составит
.
Приведённые затраты на очистку воды на водопроводных очистных сооружениях составят
.
Приведённые затраты на очистку сточной воды на очистных сооружениях составят
В сумме приведённые затраты составят
Плата за забор воды из реки составит
Плата за сброс сточных вод в реку составит
Тогда эффективность второй схемы составит
5.3 Технико-экономический расчёт третьей схемы
Расчёт аналогичен пункту 5.1.
Величины предотвращённого экологического ущерба по каждому из загрязнителей составят
Величина предотвращённого экологического ущерба составит
.
Приведённые затраты на очистку воды на водопроводных очистных сооружениях составят
Приведённые затраты на очистку сточной воды на очистных сооружениях составят
В сумме приведённые затраты составят
Плата за забор воды из реки составит
Плата за сброс сточных вод в реку составит
Тогда эффективность третьей схемы составит
Таким образом, сравнивая все три схемы комплексного использования водных ресурсов по показателю их эффективности
можно сделать вывод, что наиболее экономически выгодна первая схема КИВР.
Список используемых источников
Водоснабжение. Наружные сети и сооружения [Текст] : СНиП 2.04.02-84 -М. : Изд-во стандартов, 1984. - 180 с.
Фрог, Б. Н. Водоподготовка [Текст]: учеб. пособие для вузов / Б. Н. Фрог, А. П. Левченко ; под общ. ред. Г. И. Николадзе. - 2-е изд. - М. : издательство МГУ, 1996.-680 с.: ил.
Канализация. Наружные сети и сооружения [Текст]: СНиП 2.04.03-85 - М. : Изд-во стандартов, 1985. - 137 с.
Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества [Текст] : СанПиН 2.1.4.559-96 - М. : Изд-во стандартов, 1996. - 70 с.