четверг, 4 января 2018 г.

Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9093

Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам

Количество взвешенных веществ, выносимых за расчетный дождь с территории предприятия и способных к осаждению на рассматриваемом участке водотока, определяется по формуле:

кг (5.1)

где hсм – среднесуточный максимум атмосферных осадков, hсм=61 мм;

F – площадь водосбора, га;

zmid – средневзвешенный коэффициент стока;

С0 – средняя за дождь концентрация взвешенных веществ в стоке,

С0=0,65 кг/м3;

а – процентное содержание взвешенных веществ, способных к осаждению на данном участке.

Для определения величины а нужно определить отношение Hi / Zi, где Zi – расстояние от ливневого выпуска до нижней границы рассматриваемого участка водотока; Hi – средняя глубина реки;

Hi / Zi = 4,0 / 4000·103 =1,0

При средней скорости течения воды в реке Vр=0,02 м/с и Hi / Zi=1,0 величина а=68% и придельная величина гидравлической крупности частиц U0=0,04мм/с.

кг.

Необходимая степень очистки взвешенных веществ из стока определяется по формуле:

% (5.2)

где mg – удельное количество взвешенных веществ, равная 5,5 кг/га.

%.

Допустимая концентрация взвешенных веществ в стоке, отводимом в водный объект после очистки определяется по формуле:

мг/л (5.3)

где п – доля поверхностного стока, подвергаемого очистке, п = 70%;

мг/л.

Очистка ливневого стока

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9092

5 Очистка ливневого стока

5.1 Расчет необходимой степени очистки

5.1.1 Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам

Количество взвешенных веществ, выносимых за расчетный дождь с территории предприятия и способных к осаждению на рассматриваемом участке водотока, определяется по формуле:
кг (5.1)
где hсм – среднесуточный максимум атмосферных осадков, hсм=61 мм;
F – площадь водосбора, га;
zmid – средневзвешенный коэффициент стока;
С0 – средняя за дождь концентрация взвешенных веществ в стоке,
С0=0,65 кг/м3;
а – процентное содержание взвешенных веществ, способных к осаждению на данном участке.
Для определения величины а нужно определить отношение Hi / Zi, где Zi – расстояние от ливневого выпуска до нижней границы рассматриваемого участка водотока; Hi – средняя глубина реки;
Hi / Zi = 4,0 / 4000•103 =1,0
При средней скорости течения воды в реке Vр=0,02 м/с и Hi / Zi=1,0 величина а=68% и придельная величина гидравлической крупности частиц U0=0,04мм/с.
кг.
Необходимая степень очистки взвешенных веществ из стока определяется по формуле:
% (5.2)
где mg – удельное количество взвешенных веществ, равная 5,5 кг/га.
%.
Допустимая концентрация взвешенных веществ в стоке, отводимом в водный объект после очистки определяется по формуле:
мг/л (5.3)
где п – доля поверхностного стока, подвергаемого очистке, п = 70%;
мг/л.


5.1.2 Расчет необходимой степени очистки по растворенному кислороду

Расчет по растворенному кислороду производится также, как при бытовой очистке:
мг/л (5.4)
где а – коэффициент смешения;
Qp – минимальный расход реки 95% обеспеченности, м3/с;
q – количество сточных вод, м3/с;
Ор – количество растворенного кислорода в воде реки, мг/л;
Lp – БПКп воды водоема, мг/л;
О – нормативное содержание кислорода в воде, мг/л.
Коэффициент смешения определяется по формуле:
(5.5)
где α – коэффициент, учитывающий гидравлическое смешение;
L – длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м;
(5.6)
где γ – коэффициент извилистости реки;
ξ – коэффициент, зависящий от конструкции выпуска, для рассредоточенного равный 3;
Е – коэффициент турбулентной диффузии, определяемой по формуле:
(5.7)
где Vср – средняя скорость течения воды в реке, м/с;
Нср – средняя глубина реки, м;



мг/л.


5.1.3 Расчет необходимой степени очистки по допустимому БПК

Допустимую БПКп сточной жидкости при выпуске в водоем рассчитываем по формуле:
мг/л (5.8)
где Lп.д. – предельно допустимая величина БПКп смеси речной воды и сточной воды в расчетном створе, мг/л;
Lp – БПКп речной воды, мг/л;
kcm, kp – константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой, kp=0,1, kcm определяется по формуле:
(5.9)
где Т – температура воды в летний период, равная 22оС;
;
t – время перемешивания воды от места выпуска до расчетного створа, сут:
сут. (5.10)
сек.=0,289 сут.
мг/л
Необходимая степень очистки определяется по формуле:
% (5.11)
где L0 – концентрация БПКп в сточной воде, мг/л.

Т.к. Lех = 0,61 < 15 мг/л, то требуются сооружения по доочистки сточных вод по БПК.

5.1.4 Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам

Допустимое количество взвешенных веществ для выпуска в водный объект за дождь на рассматриваемом участке водотока определяется по формуле:
кг/га; (5.12)
где Д0 – средний начальный дефицит кислорода в воде, мг/л, определяемой по формуле:
мг/л; (5.13)
где Р – растворимость кислорода в воде при среднемесячной температуре за наиболее теплый месяц, равная 11 мг/л;
А – средняя скорость потребления кислорода донными отложениями, А=25 г/(кг•га).
мг/л;
кг/га.
По допустимому выпуску взвешенных веществ в водный объект видно, что необходима очистка.


5.2 Расчет основных сооружений

Исходя из вышеизложенных расчетов, очистку ливневых сточных вод производим не полностью, применяем механическую очистку и фильтрования стоков. Очищенные стоки отправляются в городскую ливневую канализацию, что позволяет уменьшит объем очистных сооружений.







5.2.1 Решетки

Решетки устанавливаются для очистки стока от мусора.
В курсовом проекте запроектированы ступенчатые решетки РС фирмы «РИОТЕК». По расходу 4003,2 м3/ч принимаем 3 решетки РС-1000А (2 рабочих и 1 резервная) со следующими характеристиками:
- ширина решетки – ширина акнаоа (бака) – 953 (А);
- ширина фильтрующей части – 807 (Б);
- общая высота – 2950 (В);
- длина – 1730 (Г);
- высота выгрузки осадка – 2560 (Д);
- максимальная глубина канала (бака) – 2150(Е);
- ширина прозоров – 5 (S);
- толщина фильтрующих пластин – 5 (Т);
- номинальная производительность по сточной жидкости – 2000 м3/ч (Qс);
- номинальная производительность по чистой воде – 2600 м3/ч (Qч);
- масса – 1735 кг (G);
- максимальный уровень жидкости перед решеткой – 1150 (Н);
- мощность электродвигателя – 2,2 кВт (W).
Потери напора в решетках определяются по формуле:
м (5.14)
где р – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки, ориентировочно принимается равное 3;
ρ – коэффициент местного сопротивления, определяемый по формуле:
(5.15)
где β – коэффициент, принимаемый для прямоугольных стержней равным 2,42;
S – толщина стержней решетки, мм;
в – прозоры между стержнями, мм;
α – угол к горизонту, под которым устанавливают решетки, α=600.
V – скорость движения воды в камере перед решеткой, равная 0,92 м/с.
;
м.
Количество загрязнений, удаляемых решетками определяется по формуле:
м3/сут (5.16)
где F – площадь стока, га;
К – количество плавающего мусора на 1000 га, для ливневого стока К=0,2 м3, а для талого стока К=0,3 м3.
м3/сут;
м3/сут.
При плотности ρ = 750 кг/м3 масса загрязнений составит:
кг/сут; (5.17)
кг/сут.
Задержанные отбросы по транспортирующей ленте поступают на прессы, от куда брикетированные загружаются в контейнеры и затем вывозятся на площадки ТБО.


5.2.2 Аккумулирующая емкость

Акуммулирующую емкость устанавливают для регулирования расхода поверхностного стока.
При накоплении стока в аккумулирующей емкости происходит усреднение его состава, а при последующем выдерживании перед опорожнением удаление из стока основной массы нерастворенных примесей.
Рисунок 5.1 Аккумулирующая емкость с пенобетонной перегородкой
1 – камера для сброса очищенной воды; 2,8 – шиберы; 3 – поперечные перегородки; 4 – резервуар; 5 – лоток; 6 – секции регулирования; 7 – пенобетонная перегородка; 9 – подводящий трубопровод; 10 – трубопровод опорожнения; 11 –продольная перегородка; 12 – приемная камера; 13 – отводящий трубопровод.

Рабочий объем аккумулирующей емкости определяется по формуле:
м2; (5.18)
где hg – максимальный слой осадка за дождь, аккумулирующаяся в полном объеме, мм;
F – площадь стока, га;
zmid – средневзвешенный коэффициентстока.
м2.
Принимаем аккумулирующей емкость B : L : H = 9 : 30 : 3 м. Объем одной секции аккумулирующей емкости составит w = 810 м3.
Количество секций аккумулирующей емкости определяется по формуле:
шт; (5.19)
шт.
Количество осадков, задерживающихся в емкости, в течение теплого периода года определяется по формуле:
м3; (5.20)
где S – коэффициент, учитывающий долю годового количества дождевых вод, направляемых на очистку, S = 1;
Сср – среднее содержание взвешенных веществ, в поступающим на очистку ливневом стоке, мг/л;
Э – эффект удаления взвешенных веществ из дождевого стока в емкости, Э=0,85;
γ – средняя концентрация твердой фазы в уплотненном осадке, γ=200 кг/м3.
м3.
Остаточная концентрация загрязнений в очищаемом стоке составит:
мг/л;
мг/л;
мг/л;
мг/л;
мг/л.
По полученным результатам видно, что ливневая сточная вода требует доочистку, для чего используются фильтры с плавающей загрузкой.
Задержанные нефтепродукты и масла насосами подаются в емкость-сгуститель, в котором происходит полное отделение нефтепродуктов от сточной воды, посредствам нагрева воды до 60оС. Уловленные нефтепродукты и масла направляются в котельные, где сжигаются. После нагрева отделенная вода возвращается в голову очистных сооружений.


5.2.3 Фильтры

В курсовом проекте запроектированы фильтры ФПЗ-4 со следующими характеристиками:
- размер зерен загрузки 1-2 мм;
- высота слоя загрузки l = 300 мм;
- скорость фильтрования при нормальном режиме Vн = 15 м/ч;
- скорость фильтрования при форсированном режиме Vф = 15 м/ч;
- продолжительность фильтроцикла 8-12 ч;
- интенсивность промывки W = 12 л/с•м2;
- продолжительность промывки t = 4-5мин;
- относительное расширение загрузки е = 0,6.
Суммарная площадь фильтров определяется по формуле:
м2; (5.21)
где Q – суточная полезная производительность, м3/сут, составляет 50% от всех стоков;
Т – продолжительность работы станции в течение суток, ч;
t1 – время простоя фильтра, связанное с промывкой и переключением задвижек, 0,15 ч;
n – число промывок фильтра в сутки.
м2.
При площади одного фильтра f = 36 м2 количество фильтров составит:
шт; (5.22)
шт.
Принимаем 8 фильтров для обеспечения скорости при форсированном режиме, определяемой по формуле:
м/ч; (5.23)
м/ч.
Объем промывной воды необходимой для промывки одного фильтра, определяется по формуле:
м3; (5.24)
м3.
Диаметр коллектора нижней сборно-распределительной системы составит:
м; (5.25)
где V1 – скорость движения воды в коллекторе, принимаемая 1,5-2,2 м/с.
м.
Принимаем коллектор диаметром 600 мм.
Общая высота корпуса ФПЗ рассчитывается по формуле:
м; (5.26)
где h – высота стенки корпуса фильтра над максимальным уровнем воды, равная 0,2 м;
h0 – высота слоя воды в надфильтовом пространстве к концу фильтроцикла, принимается 1,5-2,0 м;
hав – аварийная высота, предотвращающая вынос загрузки при промывке, принимаемая не менее 0,2 м.
м.
Рисунок 5.2 Конструкция ФПЗ-4
1 – корпус; 2 – плавающая загрузка; 3 – отвод фильтрата; 4 – приемный карман; 5 – удерживающая решетка; 6 – подача исходной воды; 7 – отвод промывной воды; 8 – нижняя дренажная система.

Остаточная концентрация загрязнений в очищаемом стоке составит:
мг/л;
мг/л;
мг/л.

Концентрации загрязнений в смеси бытовых и производственных стоков

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9091

Концентрации загрязнений в смеси бытовых и производственных стоков

При отводе сточных вод с предприятия нужно учесть и возможность сброса вод в городскую сеть.

Концентрация загрязнений городских сточных вод рассчитываем как средневзвешенную величину по концентрации бытовой и производственной составляющих:

мг/л (3.2)

где СБСВ , СПСВ – концентрации загрязнений в бытовых стоках от населения и производственных сточных водах, мг/л;

Qбыт, QПСВ – количество бытовых и производственных стоков, м3/сут, где

Qбыт= Qбытгор + Qдушпром + Qбытпром, м3/сут (3.3)

м3/сут (3.3)

м3/сут

Qбыт= 18560+15+8=18583 м3/сут,

QПСВ= 3508 м3/сут;

мг/л;

мг/л;

мг/л;

Сравнивая концентрации смеси и бытовых сточных вод, получаем:

СсмБПК – СБСВБПК = 408 – 375 = 33 мг/л;

СсмХПК – СБСВХПК = 510 – 436 = 74 мг/л;

Ссмвв – СБСВвв = 356 – 325 = 31 мг/л.

Т.к. Ссм > СБСВ, то на предприятии нужны локальные очистные сооружения для механической и биологической очистки, после которой городские очистные сооружения смогут принять производственные сточные воды.

Концентрация загрязнений сточных вод от населенного пункта

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9090

Концентрация загрязнений сточных вод от населенного пункта

Концентрация загрязнений сточных вод определяется по формуле:

мг/л (3.1)

где а – норма загрязнений на 1 человека, которая составляет:

- взвешенные вещества – 65 г/чел·сут;

- БПКп неосветленной жидкости – 75 г/чел·сут;

- ХПК определяется из расчета

- азот аммонийных солей – 8 г/чел·сут;

- фосфаты – 3,3 г/чел·сут;

п – среднесуточная норма водоотведения на 1 жителя, п = 200 л/чел·сут;

мг/л;

мг/л;

мг/л;

мг/л;

мг/л

В соответствии со СНиП 2.04.03-85 отношение БПК:N:Р должно соответствовать 100:5:1.

Расчетные БПК:N:Р составляют 375:40:16,5, что соответствует отношению 100:10,7:4,4, т.е. биогенных элементов достаточно для биологической очистки.

Расчет концентрации загрязнений стока

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9089

Расчет концентрации загрязнений стока

Концентрация загрязнений сточных вод от населенного пункта

Концентрация загрязнений сточных вод определяется по формуле:

мг/л (3.1)

где а – норма загрязнений на 1 человека, которая составляет:

- взвешенные вещества – 65 г/чел·сут;

- БПКп неосветленной жидкости – 75 г/чел·сут;

- ХПК определяется из расчета

- азот аммонийных солей – 8 г/чел·сут;

- фосфаты – 3,3 г/чел·сут;

п – среднесуточная норма водоотведения на 1 жителя, п = 200 л/чел·сут;

мг/л;

мг/л;

мг/л;

мг/л;

мг/л

В соответствии со СНиП 2.04.03-85 отношение БПК:N:Р должно соответствовать 100:5:1.

Расчетные БПК:N:Р составляют 375:40:16,5, что соответствует отношению 100:10,7:4,4, т.е. биогенных элементов достаточно для биологической очистки.



Концентрации загрязнений в смеси бытовых и производственных стоков

При отводе сточных вод с предприятия нужно учесть и возможность сброса вод в городскую сеть.

Концентрация загрязнений городских сточных вод рассчитываем как средневзвешенную величину по концентрации бытовой и производственной составляющих:

мг/л (3.2)

где СБСВ , СПСВ – концентрации загрязнений в бытовых стоках от населения и производственных сточных водах, мг/л;

Qбыт, QПСВ – количество бытовых и производственных стоков, м3/сут, где

Qбыт= Qбытгор + Qдушпром + Qбытпром, м3/сут (3.3)

м3/сут (3.3)

м3/сут

Qбыт= 18560+15+8=18583 м3/сут,

QПСВ= 3508 м3/сут;

мг/л;

мг/л;

мг/л;

Сравнивая концентрации смеси и бытовых сточных вод, получаем:

СсмБПК – СБСВБПК = 408 – 375 = 33 мг/л;

СсмХПК – СБСВХПК = 510 – 436 = 74 мг/л;

Ссмвв – СБСВвв = 356 – 325 = 31 мг/л.

Т.к. Ссм > СБСВ, то на предприятии нужны локальные очистные сооружения для механической и биологической очистки, после которой городские очистные сооружения смогут принять производственные сточные воды.

Составление баланса потребления воды на предприятии

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9088

Составление баланса потребления воды на предприятии

Укрупненные нормы расхода воды и количества сточных вод на единицу продукции или сырья в целлюлозно-бумажной промышленности:

единица измерения: 1т. картона;
среднегодовые расходы воды на единицу измерения, м3:
оборотной, последовательной и повторно используемой – 230;
свежей из источника: технической – 25;
питьевой: для производственных целей – 0;

для хозяйственно-бытовых целей – 0,25;

всего – 25,25;

среднегодовое количество выпускаемых в водоем сточных вод на единицу измерения, м3:
всего – 23,75;
подлежащих очистки от загрязнении: производственных – 17;
бытовых – 0,25;

безвозвратное потребление и потери воды – 1,5;
коэффициенты изменения среднегодовой нормы в летний и зимний сезоны:
Клет. = Кзим.=1.


Расход воды на промышленных предприятиях определяется в соответствии с типом системы водоснабжения и нормами водопотребления на единицу выпускаемой продукции.

Водопотребление промышленного предприятия включает расходы: свежей воды (добавочной), оборотной, последовательно используемой воды. Кроме того часть воды безвозвратно теряется при производстве продукции.

Расход воды на единицу продукции определяем по укрупненным данным. Суточные расходы воды, м3/сут, различных категорий воды на предприятии рассчитывается по формуле:

,м3/сут (2.14)

где qi – расход воды i-й категории на единицу продукции, м3;

W – годовой объем производимой продукции, W = 65000 т/год;

Расход оборотной воды:

м3/сут.

Расход свежей воды из источника:

м3/сут.

Расход технической воды:

м3/сут.

Общий расход воды, подаваемой на предприятие:

м3/сут.

Расход сточных вод:

м3/сут.

Расход сточных вод подлежащих очистки (бытовых):

м3/сут.

Расход безвозвратных потерь:

м3/сут.

Потери на предприятии определяются по формуле:

м3/сут; (2.15)

м3/сут.

Потери воды в результате капельного и ветрового уноса определяются по формуле:

м3/сут (2.16)

где k2 – коэффициент потерь воды на унос, для вентиляторных градирен k2 = 0,001÷0,002;

м3/сут.

Потери на локальных очистных сооружениях определяются по формуле:

м3/сут; (2.17)

м3/сут;

На основании расчетов составляем балансовую схему предприятия,

см. рис. 2.1.




Рисунок 2.1. Балансовая схема водоснабжения производства.



Коэффициент оборотной воды и свежей воды определяются по формулам:

, (2.18)

, (2.19)

,

.

По коэффициентам оборачиваемости и использования свежей воды видно что предприятие использует эффективную схему водоснабжения и водоотведения.

Определение расходов ливневых стоков

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9087

Определение расходов ливневых стоков

Расход ливневых сточных вод определяется по формуле:
л/с (2.9)
где zmid – среднее значение коэффициента стока;
п, А – параметры зависящие от метеорологических условий и географического местоположения;
F – расчетная площадь стока, га;
T – расчетная продолжительность дождя, мин.

Таблица 2.1 Определение средневзвешенного коэффициента zmid
Вид покрытие Доля покрытия от общей площади стока а, % Коэффициент z zmid
Влагонепроницаемое покрытие 85 0,3 0,255
грунт 15 0,064 0,0096
0,2646

Параметр А определяется по формуле:
(2.10)
где q20 – интенсивность дождя, л/с•га, q20 = 80 л/с•га;
Р – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, Р=0,3÷1;
mr – среднее количество дождя за год, mr = 120;
γ – указатель степени, γ = 1,33.
;
л/с.
Коэффициент стока составит:
(2.11)

Расчетный расход дождевых вод определяется по формуле:
qcal=qr•β, л/с (2.12)
где β – коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости в момент воз-никновения напорного режима, β=0,65;
qcal=1711,156•0,65=1112,251 л/с.
Расход талых вод определяется по формуле:
л/с (2.13)
где Т – продолжительность добегания талой воды до расчетного створа;
kц – коэффициент, учитывающий частичный вывоз снега;
hc – слой талого стока за 10 дневных часов.
л/с.
Расход талых вод незначителен по сравнению с ливневым стоком, поэтому дальнейшие расчеты ведем на расход qcal=1112,251 л/с.