Водоснабжение и водопотребление

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ П.А. КОСТЫЧЕВА

Кафедра: «Технология общественного питания»













Расчетная работа

ТЕМА: «ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ»

Вариант 1





Выполнил:

студент 52 группы технологического факультета Васильев И.И.

Проверил: Туркин В.Н.



















Рязань 2011 г.


ЗАДАНИЕ



Вариант №1 Сок томатный



Производственный

сектор (консервный завод)

с/х сектор

Коммунальный сектор

Мощность предприятия (1000у.б./см)

Кол-во рабочих в цехах холл/гор

Кол-во (гол) КСР

Свиней (гол)

Кол-во жителей

(чел)

Площадь поливных зеленых насаждений (м2)

Степень благоустройства жилых зданий

Этажность зданий











газоны

улицы





10

10(2)

1500

2500

1000

10000

5000

1

5




1.Определение суточного водопотребления 



 



где - среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, м3/сут;

- среднесуточное водопотребление предприятий, м3/сут;

- необходимый расход воды на пожаротушение, м3/сут;

- расход воды на другие нужды (поливка зеленых насаждений, газонов, площадей, улиц, мойка машин и т.п.), м3/сут.

693,5 м3/сут.



1.1 Расчет водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды



, м3/сут. 



где qж - норма расхода воды на одного жителя в л/сутки, (табл. СНиП 2.04.02-84):

Nж - расчетное количество жителей населенного пункта с перспективой развития на 10-15 лет.

 м3/сут.

Расход воды для суток максимальною водопотребления определяется по выражению:



 

где - среднесуточный расход для хозяйственно-питьевых нужд населенного пункта, м3/сут.

 - максимальный коэффициент суточной неравномерности (=1,1…1,3), принимается СНиП 2.04.02-84.

 м3/сут

 м3/сут

Максимальный часовой расход определяется с учетом коэффициента часовой неравномерности:



; м3/ч 



где Кmax.сут - максимальный коэффициент часовой неравномерности 

 м3/ч 

 м3/ч 

Кmax.сут = α max ∙βmax 

где α max – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий определяется по СНиП 2.04.02-84. 

βmax - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте.

Кmax.сут =1,3∙2=2,6

Кmax.сут =0,5∙0,1=0,05

Расчетный секундный расход в час максимального водопотребления
определяется как:



; л/сек 

 л/сек

 л/сек



1.2 Нормы водопотребления предприятий



Средний расход технологической воды за одну смену определяется по формуле:



, м3/см. 



где - удельный расход воды на единицу выпускаемой продукции, м3/т;

П - количество выпускаемой продукции в смену, т

 м3/см

Максимальный расход определяется с учетом коэффициентов часовой неравномерности и временем работы в течение суток:



; м3/час 



t - продолжительность рабочей смены, час.

Кmax.час - коэффициент максимальной часовой неравномерности (Кmax.час -2…3).

 м3/час 

Расчетный секундный расход в час максимального водопотребления определяется:


; л/сек. 



 л/сек

Кроме расхода технологической воды на производство продукции необходимо учитывать объем воды для хозяйственно-питьевых нужд работников предприятия, для санитарных целей (душевые. умывальники и прочее), поливку зеленых насаждений и противопожарные расходы воды.

Норма расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды на примышленных предприятиях принимаются согласно СНиП 2.04.02-84. 

в горячих цехах 45 л/смену на 1 человека.

в холодных и других цехах 25 л/смену на 1 человека.
Тогда расход воды за одну смену составит:



,м/сек 



=0,34 м3/сек 

Максимальный часовой:



, м3/час



где Nхц, Nг.ц - количество рабочих в холодных и горячих цехах;

2,5 и 3 – коэффициенты неравномерности водопотребления.

 м3/час.

Часовой расход воды на 1 душевую сетку на промышленных предприятиях принимают равным 500 л. Продолжительность пользования душем -45 мину г после окончания смены Количество душевых соток следует принимать в зависимости от количества работающих и максимальную смену Количество человек, обслуживаемых одной душевой ceткой, принимается в соответствии со СНиП.

1)производственные процессы не вызывающие загрязнения одежды и рук 15 человек на 1 душевую сетку;

2)вызывающие загрязнения одежды и рук 7 человек,

3)с применением воды 5 человек,

4)с выделением больших количеств пыли, либо особо загрязняющих веществ - 3 человека на 1 душевую сетку

Расход воды на прием душей составит:



, м3/см 



где d - количество душевых сеток, 

 м3/см 

Среднесуточный расход воды на предприятия определяемся







где nсм – количество рабочих смен в сутках.





1.3 Расход воды на пожаротушение



Объем воды для пожаротушения определяют по выражению:



 , м3 



где n –количество пожаров;

t – время тушения пожара, 3 часа;

qn – расход воды на пожаротушении, л/с.

Общий объем воды для пожаротушения







Объем воды для тушения пожаров в коммунальном секторе:









Объем воды для тушения пожаров в сельскохозяйственном секторе:









Объем воды для тушения пожаров в производственном секторе:











Расходы на прочие нужды







 - площадь газонов и улиц;

 - норматив расхода воды на полив газонов и улиц.






2. Расчет реагентного хозяйства



При подаче воды в хозяйственно питьевой водопровод населенного пункта перерабатывающего предприятия, с/х сектора и т. д. воду необходимо подготовить, т.е. довести показатели качества воды до норматива не выше ПДК. Для этого вода проходит сложную стадию подготовки, очистки, обработки реагентами, фильтрация, хлорирование и т.д. 



2.1. Расчет реагентного хозяйства



В качестве реагента применяют Al2(SO4)3, FeCl3, Fe2SO4 и др.



2.1.1 расчет дозы реагента для мутных вод

Дозу принимают по СНиП, по которому Дк=75-115 мг/л



2.1.2 Обработка цветных вод



Дк=4, где (2.1)



Ц - цветность отрабатываемой воды в градусах платиново-кобальтовой шкалы.

Цветность превышает ПДК, поэтому необходимо обработать

	Дк=4мг/л	(2.2)

После этого выбирают максимально полученное число дозы реагента для обработки мутных и цветных вод

Дк=115 мг/л



2.1.3 Нахождение дозы подщелачиваемых веществ

Применяют соду или известь для эффективного протекания процесса коагуляции хлопьеобразования вода должна иметь щелочную реакцию

	

	Дщ=К(Дл/e-Щ+1), где	(2.3)



Дк- максимальная доза безводного коагулянта, в период подщелачивания, мг/л

e-эквивалентный вес коагулянта;

Щ-минимальная щелочность воды

К-коэффициент

Дщ=28(18,3/54-2,5+1)=-32,5 мг/л

Т.к. значение Дщ отрицательное, то подщелачивающие элементы вносить нет необходимости



2.1.4 Помимо основных реагентов применяют хлорирование воды для ее обеззараживания, удаления привкусов и запахов

Дозу хлорсодержащих реагентов при предварительном хлорировании и для улучшения хода коагуляции, обесцвечивания и обеззараживания воды, также для улучшения санитарного состояния сооружений надежит принимать 3-10 мг/л

Вводится активный хлор за 1-3 мин до ввода коагулянта



2.1.5 для удаления привкусов следует применять:



2.1.5.1 порошкообразный тонкодисперстный активированный уголь

дозу которого следует принять для 4 баллов 30-40 мг/л



2.1.5.2 КMnO4

При перманганатной окисляемости 8-10 мг/л О2 - 1-3 мг/л;

10-15 мг/л О2 - 3-5 мг/л



2.1.5.3 Озон

дозу которого следует принимать на основании данных технологических исследований



2.2 Нахождение объема растворных и расходных баков

	

	V раств =	(2.4)

	Vрасх=, где	(2.5)



Дк-доза коагулянта

Q - часовая производительность водоочистных сооружений, м3/ч

t - время работы очистных сооружений за сутки

n - количество растворений в сутки

 - плотность раствора коагулянта

b1- концентрация раствора коагулянта в расходных баках

V раств=м³

V расх=


коагулянт

		 1



10-17%

		

4-10%

4-10%	вода	3

 

			 воздух+вода	вода	2	к смесителю

	Рис.1 Технологическая схема реагентного хозяйства

	1 - растворный бак;

	2 - расходный бак;

	3 - дозатор.

	

	3) Из расходных баков реагент подается в дозатор, который подает раствор коагулянта в определенном количестве в обрабатываемую воду и далее в смеситель.

	Дозаторы используют трех типов: дозаторы постоянной дозы; пропорциональные дозаторы; насосы-дозаторы.

	Пропорциональные дозаторы автоматически меняют дозу коагулянта в зависимости от расхода воды.

	

		поплавок

		очищ. вода	Ι	реагент

	

				Н2	ΙΙ	H= const

	

	

	

	Рис.2 Принципиальная схема пропорционального дозатора

	

	Уровень очищенной воды будет влиять на уровень реагента Н1. При увеличении очищенной воды Н2 , приходит в движение левый поплавок, всплывает вверх, рычажная система приходит в движение и меняет уровень реагента Н1, который будет падать, следовательно, правый поплавок Ι опустится вниз, что приведет к увеличению проходного сечения клапана реагента и расходу реагента.

	4) Смесительные устройства

	После дозаторов вода попадает в смесительные устройства, где реагенты смешиваются с обрабатываемой водой при интенсивном перемешивании друг с другом.

	Используются механические и гидравлический смесители.

	Гидравлические подразделяются на перегородчатые, дырчатые, вихревые.

	Перегородчатый смеситель представляет собой железобетонный лоток, в котором последовательно установлено несколько перегородок с проемами расположенными таким образом, чтобы обеспечить изменение направления движения воды и ее скорости с целью интенсивного перемешивания ее с реагентом. Количество перегородок не менее трех.

	

	

		лоток

	

отвод воды



	                 перегородки

	

	Расчет перегородчатого смесителя сводится к определению его геометрических размеров.

	Площадь сечения

		

		Fсм=, где		(2.6)

	Q - производительность очистных сооружений, м³/с

	νл - скорость движения потока воды в лотке смесителя

	Fсм=

	Из смесителя вода подается в камеры хлопьеобразования

	5) Камера хлопьеобразования

	

		вода	окно	

		отстойник

	

	 

	

	

	коридор

	

	Предназначены для создания благоприятных условий завершения второй стадии процесса коагуляции - хлопьеобразования, ему предшествует плавный режим движения воды.

	Площадь камеры хлопьеобразования принимают из расче6та времени пребывания воды в камере (15-20 мин)

		

		Fкх=		(2.7)

	

	Q- производительность очистных сооружений

	t - время перебывания воды в камере

	Н - высота камеры

	N - количество камер

	Fкх=

	Суммарная площадь живого сечения камеры хлопьеобразования суммируется из Fкх и F30-площадь зоны осаждения.

		

		F30=β·Q\3,6·νp·N, где	(2.8)

	

	β - коэффициент учитывающий объемное использование камеры

		

		β=	(2.9)

	

	νp - расчетная скорость восходящего потока, мм/с

	F30=

	F0=1,6+0,002=1,602 м²

	

	6) Отстойники

		Ι-рабочая зона

			 Ʋ0 Ι	ΙΙ-зона осаждения

				Ʋ1	Ʋ	H Ʋ0-скорость выпа-

		дения взвеси

		ΙΙ

	

	

	Для осветления вод, содержащих взвешенные вещества при коагулировании предусматривают горизонтальные, радиальные, вертекальные отстойники.

	а) площадь отстойника

		

		Fотс=α, где	(2.10)

	
ν0-скорость выпадения взвеси

	α-коэффициент, учитывающий влияние

	

	α=	(2.11)

		

		νср=К·ν0, где	(2.12)

	К - учитывает отношение длины отстойника к средней глубине зоны осаждения.

	νср=10·0,45=4,5м/с

	α=

	Fотс=1,5·

	б) Ширина отстойника

		

		Вот=, где	(2.13)

	водопотребление суточный расход

	νср - средняя высота зоны осаждения;

	N - количество отстойников.

	Вот=

	При ширине отстойника 6 м и более отстойники делятся на самостоятельные секции шириной 3-6 м.

	в) длина отстойника

	L=	 (2.14)

	L=

	Отстойники покрывают железобетонными плитами, в которых устраивают спуски для обслуживающего персонала и отводов для отбора проб на расстоянии не олее 10 м друг от друга

	7) Расчет фильтров

	Фильтрование - один из способов осветления воды, позволяющий выделить из нее диспергированные и коллоидные примеси, которые задерживаются на поверхности или межпоровом пространстве фильтровального материала.

	В большинстве случаев фильтрование заключительный этап при осветлении и обесцвечивании питьевой воды.

	а) общая площадь фильтров

		

		F=, где	(2.15)

	

	t - время работы очистной станции;

	νн - расчетная скоростьфильтрования при нормальном режиме движения воды;

	nпр - число промывок 1 фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;

	qпр - удельный часовой расход воды на одну промывку, л/с

	t1 - продолжительность промывки, ч

	t2 - время простоя фильтров в связи с промывкой, ч.

	Fф=

	б) количество фильтров

	

	N=0,5·√Fф	(2.16)

	

	N=0,5·√11,1=3,32=4

	После фильтрования вода подвергается в случае необходимости дополнительным или специальным видам обработки: обеззараживание, стабилизация по веществам, умягчение, опреснение.

	Таким образом, очищенная вода соответствует по качеству требованиям ГОСТ 2874-82 Вода питьевая.