Министерство образования и науки Республики Казахстан
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Д.Серикбаева
Р.Т. Нурекенова
КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Методические указания к контрольной работе для студентов специальности
050805 «Водные ресурсы и водопользование»
Усть-Каменогорск
2009
3
Қазақстан Республикасының
Министерство
Білім және ғылым
образования и
министрлігі
Республики Казахстан
Д. Серікбаев атындағы
науки
ВКГТУ им. Д.
Серикбаева
ШҚМТУ
УТВЕРЖДАЮ
И.О.Декана АСФ
_________Б.О.Нухаева
«___»______ 2009г
КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Методические указания выполнения для контрольной работы
Специальность: 050805- Водные ресурсы и водопользование
Өскемен
Усть — Каменогорск
2009
4
Методические указания разработаны на кафедре- Рациональное
использование водовоздушного бассейна и ТГС на основании учебного плана
для студентов специальности 050805 –Водные ресурсы и водопользование.
Обсуждено заседанием кафедры
водовоздушного бассейна и ТГС»
Зав. кафедрой
Протокол №
«Рациональное
использование
Н.Ю.Акименко
от
2009
Одобрено учебно-методическим советом АСФ
Председатель
Протокол №
Разработал
Нормоконтролер
З.Н.Родионова
от
2009
Р.Т.Нурекенова
Е.В.Петрова
5
УДК 626/627
Нурекенова.Р.Т. Комплексное использование водных ресурсов.
Методические указания к контрольной работе для студентов специальности
050805 «Водные ресурсы и водопользование». ВКГТУ–Усть-Каменогорск,2009
- с.
Методические указания содержат задания к курсовой работе, таблицы к
расчету, теоретические сведения по курсу «Комплексное использование водных
ресурсов», направляя студентов на систематизацию самостоятельной работы,
которая будет способствовать глубокому усвоению теоретического курса
дисциплины .
Одобрено учебно-методическим советом архитектурно — строительного
факультета
Протокол №
от
2009
Восточно-Казахстанский
государственный
Техничаский университет
им. Д. Серикбаева, 2009
6
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
3
5
Исходные данные
Введение
1 Определение допустимых концентраций загрязняющих веществ с
городскими сточными водами, поступающими в водные объекты
7
1.1 Определение коэффициента смешения
7
1.2 Определение кратности смешения
7
1.3 Определение концентраций загрязняющих веществ, допустимых
к сбросу в водоем
8
1.4 Определение максимального часового расхода городских сточных
вод
9
1.5 Определение предельно допустимых сбросов (ПДС)
загрязняющих веществ с городскими сточными водами в водный
объект
9
2 Определение допустимых концентраций загрязняющих веществ,
промышленных сточных вод, поступающих в водоотводящие сети
населенных мест
12
2.1 Определение допустимой расчетной концентрации загрязняющих
веществ в городских сточных водах
12
2.2 Определение начальной предельно допустимой концентрации
загрязняющих веществ в промышленных сточных водах
14
2.3 Определение Спсв мг/л, загрязняющих веществ в промышленных
сточных водах
15
2.4 Определение допустимого сброса загрязняющих веществ с
промышленными сточными водами в водоотводящие сети
населенного пункта
15
3 Расчет схем водохозяйственного баланса промышленного узла и
промышленного предприятия
20
3.1 Определение кратности разбавления n и коэффициента безвозвратного
потребления воды Кбп в промышленном узле
20
3.2 Оценка надежности водообеспечения промышленного узла
20
3.3 Расчет критических показателей
20
4 Определение размеров очистных сооружений
26
4.1 Определение среднегодовых объемов дождевых и моечных вод
26
4.2 Определение размеров очистных сооружений
27
4.3 Проверка принятых размеров прочной части расчетом на осаждение
твердых частиц
27
Список литературы
29
ПРИЛОЖЕНИЕ А
30
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
31
ПРИЛОЖЕНИЕ В
32
7
Введение
Комплексное использование и охрана водных ресурсов как правило
составная часть комплексной программы использования природных ресурсов и
сохранение окружающей среды.
Водные ресурсы Республики Казахстан; экологические, санитарные и
социальные аспекты решения водохозяйственных проблем; водохозяйственный
комплекс и перспективы его развития; водоохранные мероприятия; основы
технико-экономического анализа при проектировании водохозяйственного
комплекса; организация охраны контроля качества вод природных источников;
основы водного законодательства; рациональное использование природных вод
в коммунальном водоснабжении, промышленности, энергетике, сельском и
рыбном хозяйстве, строительстве и транспорте.
8
1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 Курсовая работа, ее характеристика. Задание.
Курсовая работа (курсовой проект) «Комплексное использование водных
ресурсов» выполняется в следующем объеме- расчетно-пояснительная
записка (20-25 страниц), которая должна содержать расчеты, выводы. В
состав пояснительной записки входят :
-расчет схем водохозяйственного баланса промышленного узла и
промышленного предприятия;
- расчет критических показателей водопользования, определение
основных водоохранных мероприятий;
-определение допустимых концентраций загрязняющих веществ со
сточными водами, поступающих в сети канализации населенных мест и в
водные объекты;
- расчет сооружений по очистке поверхностных сточных вод с
территорий населенных мест и промышленных предприятий.
Графическую часть работы следует включить в пояснительную
записку. Она выполняется на бумаге формата А3 и содержит:
-схему водохозяйственного баланса промпредприятия;
- расчетную схему сброса промышленных сточных вод в сети
канализации населенных мест и городских сточных вод в водные
объекты;
-сооружение по очистке поверхностных сточных вод (планы и
разрезы).
Исходные данные для выполнения работы студент принимает по
таблицам 1,2,3 . Вариант по таблицам 1 и 3 студент принимает по
последней цифре шифра зачетной книжки студента. Вариант по таблице 2
принимается по предпоследней цифре шифра зачетной книжки.
1.2 Методические указания к выполнению курсовой работы
(курсового проекта)
Для выполнения курсовой работы (курсового проекта) необходимо:
-установить согласно таблиц 1,2,3 исходные данные для
выполнения работы;
- ознакомиться с последовательностью расчета;
- определить допустимые концентрации загрязняющих веществ
поступающих в сети канализации населенных мест и в водные объекты;
- сделать выводы, начертить расчетную схему с допустимыми
концентрациями к сбросу;
- рассчитать и выполнить в масштабе схему водохозяйственного
баланса промышленного предприятия;
9
- определить габариты сооружений по очистке поверхностных вод,
выполнить планы и разрезы с нанесением размеров сооружения в
масштабе.
1.3 Исходные данные для варианта 11(приняты по таблица 1,2,3)
1.3.1 Для задач 1 и 2:
По населенному пункту
Расход бытовых сточных вод среднесуточный Qбыт, м3/сут:
1й район- 12000
2й район- 10000
Норма водоотведения n, л/сут*чел
1й район- 160
2й район- 250
По промпредприятию
Количество производственных сточных вод q*, м3/сут- 2000
Количество производственных сточных вод в максимальный час qпр, м3/ч
Содержание различных компонентов в производственных сточных водах,
мг/л:
a) взвешенные вещества Свв- 150
b) биохимическое потребление кислорода СБПКполн- 290
c) кадмий СCd2+- 1
d) цинк СZn2+- 8
e) нефть - 120.
По водному объекту
Категория и вид водоема - 1,1
Минимальный расход водотока Q95, м3/с - 8
Скорость движения воды в водотоке при минимальном расходе
Vср, м/с - 0,21
Глубина водотока при минимальном расходе Нср, м - 2,2
Расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа L, м - 1200
Коэффициент извилистости ξ - 1,12
Коэффициент, зависящий от конструкции выпуска φ - 1
Содержание различных компонентов в водотоке Сф, мг/л:
a) взвешенные вещества Сфвв - 9
b) СфБПКполн - 2
c) СCd2+ - 0,002
d) СZn2+ - 0,05
e) нефть - 0,02
Примечание: 1.1 – водоток хозяйственно-питьевого водопользования;
1.2 – водоток культурно-бытового водопользования;
2.1 – водоток рыбохозяйственного назначения.
1.3.2 Для задачи 3:
Данные по промышленному узлу
10
Qсв=1,7 м3/с
Qпит=0,4 м3/с
Qоб=5,5 м3/с
Qст=1,3 м3/с
Cст=4,9 м3/с
В промышленном узле 3 предприятия. Данные по предприятиям
Qсв1=0,6 м3/с
Qсв2=0,6 м3/с
Qсв3=0,5 м3/с
Qпр1=0,5 м3/с
Qпр2=0,4 м3/с
Qпр3=0,4 м3/с
Qпит1=0,1 м3/с
Qпит2=0,2 м3/с
Qпит3=0,1 м3/с
Qоб1=2,8 м3/с
Qоб2=1 м3/с
Qоб3=1,7 м3/с
qст1=0,2 м3/с
qст2=0,6 м3/с
qст3=0,5 м3/с
Данные по водотоку
Q95=0,4 м3/с
Qотдачи=1,1 м3/с
CфБПК=2,5 мг/л
ПДКБПК=3 мг/л.
1.3.3 Для задачи 4:
Область проектирования, пункт – Зайсан
Тип сооружения – 4ПО
Площадь стока F, га - 900
Площадь дорог и тротуаров F', га – 270
Среднегодовое количество осадков Нж, мм – 353
Средний уклон коллектора, местности, iср – 0,003
Средняя концентрация взвешенных веществ в поверхностных водах
С, мг/л – 730
Эффект очистки Э, % - 82
Влажность осадка Р, % - 82.
4ПО – четырехсекционный пруд-отстойник.
11
2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ
ВЕЩЕСТВ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД, ПОСТУПАЮЩИХ В
ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ
2.1Теоретические положения.
Величина предельно допустимого сброса (ПДС) загрязняющих веществ в
водный объект определяется как произведение максимального часового
расхода сточных вод gпр (м3/час) фактического периода их спуска на
допустимую к сбросу концентрацию загрязняющих веществ Сст (мг/л). При
расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение Сст,
обеспечивающее нормативное качество воды в контрольном створе, а затем
определяется ПДС (г/час) согласно /4/:
ПДС = gпр• Сст
(1)
Основная расчетная формула для определения Сст веществ имеет вид:
Сст = n•(CПДК - Сф) + Сф ,
где
(2)
CПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего
вещества в воде водного объекта, мг/л /6/ (табл 5);
Сф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке,
мг/л /5/ (таблица 1);
n
– кратность разбавления сточных вод в водотоке.
Для взвешенных веществ нормативным требованием к воде водоема в
контрольном створе является увеличение фоновой концентрации Сдоп, мг/л.
Таким образом, концентрация взвешенных веществ в сбрасываемых сточных
ВВ
водах Сст
, мг/л определена как:
ВВ
Сст
Сдоп n СфВВ
(3)
Кратность разбавления определяется для рассеивающего выпуска. Общее
разбавление на рассматриваемом участке n:
n nн n0 ,
где
(4)
nн – начальное разбавление, зависит от конструкции выпуска, для
n0
Тогда:
сосредоточенного принято равным 1;
– основное разбавление.
n n0 ,
12
n 1 Q/q ,
(5)
где q – расчетный расход сточных вод, м3/с;
Q – расчетный расход воды в водном объекте, м3/с;
– коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхода
реки смешивается со сточными водами.
1 е L
,
Q 3 L
1 е
q
3
(6)
где L – расстояние от места водовыпуска до контрольного створа, м;
–коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения.
3 D / Q ГСВ ,
(7)
– коэффициент, учитывающий тип выпуска;
– коэффициент извилистости русла;
D – коэффициент турбулентной диффузии.
Q ГСВ – расход городских сточных вод, м3/с
где
D
где
Vср H ср
200
,
(8)
H ср – средняя глубина водотока, м;
Vср – средняя скорость движения воды в водотоке, м/с.
2.2 Пример расчета задачи 1 для варианта 11.
2.2.1 Определение коэффициента смешения
По формуле (8) определяем коэффициент турбулентной диффузии:
D
Vср H ср
200
2,2 0,21
0,0023
200
Расход городских сточных вод рассчитывается по формуле (9):
Q ГСВ Q быт q* ,
где
Q быт – расход бытовых сточных вод, м3/сут;
(9)
13
q* – количество производственных сточных вод, м3/сут.
Q ГСВ 22000 2000 24000
По формуле (7) определяем коэффициент, учитывающий гидравлические
условия смешения:
3 D / Q ГСВ 1,12 1,0 3
0,0023
0,23
0,28
По формуле (6) определяем коэффициент смешения:
1 е
3 L
0,233 1200
ф
1 е
0,26
3 1200
8
0
,
23
3 L
1
е
Q
ф
0,28
1 95 е
Q ГСВ
2.2.2 Определение кратности смешения
Кратность смешения определяется по формуле (10)
n
Q 95 Q ГСВ
Q ГСВ
,
(10)
где Q95 – минимальный расход водотока, м3/с.
n
0,26 8 0,28
8,43
0,28
2.2.3 Определение концентраций загрязняющих веществ, допустимых к
сбросу в водоем
Концентрации рассчитываются по следующей формуле:
Сст n С ПДК Сф Сф ,
где
(11)
С ПДК – предельно допустимая концентрация в воде водного объекта,
мг/л;
С ф – содержание различных компонентов в водотоке, мг/л.
14
Cd
Сст
8,43 0,001 0,002 0,002 0,006
Zn
Сст
8,43 1 0,005 0,005 8,06
нефть
Сст
8,43 0,3 0,02 0,02 2,38
Определение концентрации по взвешенным веществам осуществляется:
ВВ
Сст
С ДОП n СфВВ ,
(12)
ВВ
Сст
0,25 8,43 9 11,1
БПК
Сст
8,43 3 2 2 10,43
Учитывая максимально допустимые концентрации загрязняющих
веществ для биологической очистки сточных вод, пересчитываем Сст :
Сст
Сбио 100 Э
, мг/л
100 %
(13)
где Сбио и Ý определяются по /2/ (таблица 4)
Cd
С ст
0,1 40
0,04
100 %
Zn
С ст
1 30
0,3
100 %
нефть
Сст
25 15
3,75
100 %
2.2.4 Определение максимального часового расхода городских сточных
вод
g Q макс.час qпр ,
где
(14)
Q макс.час – расход максимально часовой бытовых сточных вод,
определяется по формуле (15);
м3/л,
15
q
пр
– расход максимально часовой производственных сточных
вод, м3/ч, определяется из задания;
Q макс.час Q ср.час K общ. макс. ,
(15)
где K общ.макс. – коэффициент, определяется по формуле (16);
Q ср.час – расход среднечасовой производственных сточных вод,
м3/ч, определяется по формуле (17);
K общ. макс. max max ,
(16)
где max , max – коэффициенты, принимаемые по /2/
Q ср.час Q быт. / 24,
Q ср.час
(17)
24000
1000 м3/ч
24
Q макс.час 1000 *1,38 1380 м3/ч
g 1380 80 1460 м3/ч
2.2.5 Определение предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих
веществ с городскими сточными водами в водный объект
ПДС, Т/ч, рассчитывается по следующей формуле:
ПДС
g Cст
,
10 6
ПДС Cd
1460 0,04
0,000058
10 6
ПДС Zn
1460 0,3
0,00044
10 6
ПДС нефть
ПДС ВВ
1460 3,75
0,0055
10 6
1460 11,1
0,016
10 6
(18)
16
ПДС БПК
1460 10,43
0,015
10 6
Таблица 4- Вещества, удаляемые в процессе биологической очистки при
сбросе
очищенных городских сточных вод в водный объект
рыбохозяйственного водопользования
Вещество
Лимитирующий
признак вредности
(ЛПВ)
Эффективность
удаления на
городских
сооружениях (Э),
%
Кадмий
Кобальт
Медь
Мышьяк
токсикологический
никель
Свинец
Формальдегид
Цинк
Нефть
и
нефтепродукты
рыбохозяйственный
Фенолы
Хром Сr 6+
Санитарнотоксикологический
+3
Железо Fе
Ванадий
Селен
токсикологический
60
50
80
50
50
50
80
70
85
Предельно
допустимая
концентрация в
воде водного
объекта (СПДК),
мг/л
0,005
0,01
0,001 (к пр. фону)
0,05
0,01
0,1
0,05
0,01
0,05
95
80
0,001
0,001
80
76
50
Стронций
ртуть
14
60
0,005
0,001
0,0016 (к пр.
фону
10
0,0001
Примечание- для водоемов рыбохозяйственного водопользования
СПДК= 3 мг/л по БПКполн,
СДОП=0,25 мг/л по взвешенным веществам;
СБИО для загрязняющих веществ принимать по таблице 5
17
Таблица 5- вещества, удаляемые в процессе биологической очистки при сбросе
очищенных городских сточных вод в водный объект хозяйственно- питьевого и
культурно-бытового водопользования.
Вещество
Аммонийный
азот
Ванадий
Кадмий
Кобальт
Мышьяк
Селен
Свинец
Стронций
Ртуть
Формальдегид
Титан
цинк
Железо Fе+3
Медь
Нефть
и
нефтепродукты
Синтетические
поверхностноактивные
вещества:
Анионные
неионогенные
Фенол
Хром Сr 6+
никель
Лимитирующий
признак вредности
(ЛПВ)
Санитарнотоксикологический
Обще-санитарный
Эффективность
удаления на
городских
очистных
сооружениях (Э),
%
Предельно
допустимая
концентрация в
воде водного
объекта (СПДК0),
мг/л
Концентрация
вещества,
макимально
допустимая для
биологической
очистки (СБИО),
мг/л
40
2,0
-
76
60
50
50
50
50
14
60
80
80
70
80
80
85
0,1
0,001
0,1
0,05
0,01
0,03
7
0,0005
0,05
0,1
1
0,3
1
0,3
25
0,1
1
0,1
10
0,1
26
0,05
100
0,1
1
5
0,5
25
80
80
95
80
50
0,5
0,1
0,001
0,05
0,1
20
60
15
0,1
0,5
органолептический
Санитарнотоксикологический
Примечание- для водоемов хозяйтсвенно-питьевого водопользования
принимается: СПДК= 3 мг/л- по БПКполн,
С ДОП= 0,25 мг/л- по взвешенным веществам;
-для водоемов культурно-бытового водопользования принимаетсяСПДК= 6 мг/л- по БПКполн,
С ДОП= 0,75 мг/л- по взвешенным веществам.
18
3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ
ВЕЩЕСТВ, ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД, ПОСТУПАЮЩИХ В
ВОДООТВОДЯЩИЕ СЕТИ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ.
3.1 Теоретическая часть.
Допустимая расчетная концентрация загрязняющих веществ в смеси
производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения (Сгсв.р.,
мг/л) определяется по формуле:
C ГСВ.Р
Cст
,
С
био
Э
1
100
(19)
где
Э – эффективность удаления загрязняющих веществ на городских
очистных сооружениях канализации, %, определяется по
таблицам 4,5 /1/;
С био – концентрация веществ, максимально допустимых для
биологической очистки, мг/л, определяется по таблицам 4,5 /1/.
Полученная величина C ГСВ.Р не должна превышать концентрацию,
допустимую для биологической очистки сточных вод С био , т.е. должно
выполняться неравенство C ГСВ.Р < С био . При несоблюдении данного неравенства
принимается C ГСВ.Р = С био .
Начальная предельно допустимая концентрация каждого загрязняющего
вещества в сточных водах предприятий ( С псв.н , мг/л), определяется по формуле:
C ПСВ.Н .
Q
(С С
) Сбыт. р. Св ,
q ГСВ быт. р.
(20)
где Q – средний расход городских сточных вод, м3/сут;
q – сумма расходов (лимитов) сточных вод предприятий, м3/сут, в
состав которых входит искомый ингредиент;
Св – средняя концентрация вещества в питьевой воде перед
поступлением в распределительную водопроводную сеть
города;
Сбыт.р. – концентрация отдельных ингредиентов в бытовых сточных
водах, мг/л, определяется:
Сбыт. р.
С ГСВ Q быт С ГСВ q С пр q
Q быт
,
(21)
19
где СГСВ – концентрация загрязняющего вещества в городских сточных
водах, мг/л;
Спр – концентрация загрязняющего вещества в сточных водах
предприятия, мг/л;
Qбыт – расход бытовых сточных вод, определяется по формуле:
Q быт Q - q ,
где
(22)
q – суммарный расход сточных вод предприятий, м3/сут.
При несоблюдении неравенства Спсв.н>Св принимается Спсв.н=Св.
При поступлении в систему канализации сточных вод предприятий,
содержащих несколько загрязняющих веществ с одинаковым лимитирующим
показателем вредности (ЛПВ), сумма отношений расчетных предельно
допустимых концентраций Спсв ¹, Спсв ²… Спсвn , каждого из веществ к
соответствующей допустимой расчетной их концентрации в сточных водах Спсв
¹, Спсв ²… Спсвn не должна превышать 1 (еденицы):
2
n
С 1ПСВ
С ПСВ
С ПСВ
...
1 ,
2
n
С 1ПСВ.Н . С ПСВ
С
.Н .
ПСВ. Н .
(23)
Где Спсв ¹ – допустимая к сбросу в систему канализации концентрация
загрязняющего вещества, входящего в группу с одинаковым ЛПВ, мг/л.
Определение величины Спсв производится двумя способами.
Первый способ: начальная допустимая концентрация веществ в сточных
водах Спсв.Н. уменьшается во столько раз, сколько веществ входит в группу с
данным ЛПВ, т.е. по формуле:
С ПСВ
С ПСВ.Н .
,
N (1,2...n)
(24)
где N – количество ингредиентов, входящих в группу с одним ЛПВ.
Второй способ: уменьшение Спсв.Н. до Спсв распределяется исходя из
реальных возможностей предприятий.
В любом случае неравенство (23) соблюдается.
При
увеличении
лимита
водоотведения
(водопотребления)
промышленных предприятий, величина ПДК загрязняющих веществ
сбрасываемых со сточными водами в систему коммунальной канализации
поселка (С*ПСВ) определяется в следующем порядке.
Рассчитывается допустимый сброс загрязняющих веществ от
промышленных предприятий в систему канализации города до увеличения
лимита (КП), г/год:
К П С ПСВ q ,
(25)
20
где
q – расход сточных вод промышленных предприятий до увеличения
лимита водоотведения (водопотребления), м3/год.
Затем рассчитывается величина ПДК загрязняющих веществ с
увеличенным лимитом:
С ПСВ
КП
,
q
(26)
где
q* – расход сточных вод после увеличения лимита водоотведения
(водопотребления), м3/год.
В случае уменьшения лимита водоотведения (водопотребления)
промышленных предприятий величина ПДК загрязняющих веществ
перерасчету не подлежит.
3.2 Пример расчета задачи 2 для варианта 11.
3.2.1 Определение допустимой расчетной концентрации загрязняющих
веществ в городских сточных водах
Определение допустимой расчетной концентрации загрязняющих веществ в
городских сточных водах СГСВ, мг/л:
С ГСВ. Р
С Cd
ГСВ. Р.
С ст
С (био) ,
Э
1
100
0,04
0,1
60
1
100
С Zn
ГСВ. Р.
С Нефть
ГСВ. Р.
(27)
0,3
1
70
1
100
3,75
25
85
1
100
Полученные значения СГСВ.Р загрязняющих веществ не превышают значения Сбио
Определение СГСВ.Р и Сбыт.р по взвешенным веществам и БПКполн, мг/л,
определяется по формулам:
По первому району:
ВВ
С быт
.1
а 1000
,
n1
(28)
21
b 1000
,
n1
(29)
ВВ
С быт
.2
а 1000
,
n2
(30)
БПК
С быт
.2
b 1000
,
n2
(31)
БПК
С быт
.1
По второму району:
ВВ
ВВ
Сбыт
.1 Q быт.1 С быт.2 Q быт.2
Q быт.1 Q быт.2
С
ВВ
быт. р
С
ВВ
ГСВ. Р
С
БПК
быт. р
БПК
БПК
Сбыт
.1 Q быт.1 С быт.2 Q быт.2
Q быт.1 Q быт.2
С
БПК
ГСВ. Р
ВВ
ВВ
С быт
. р (Q быт.1 Q быт.2 ) С пр q
Q быт.1 Q быт.2 q
БПК
БПК
С быт
q
. р (Q быт.1 Q быт.2 ) С пр
Q быт.1 Q быт.2 q
где
a,b – норма загрязнений соответственно по взвешенным веществам
и БПКполн /2/;
n1,n2 – норма водоотведения по районам, в л/сут на 1 человека,
таблица 1 /1/.
По первому району:
ВВ
С быт
.1
65 1000
406,25
160
БПК
С быт
.1
75 1000
468,75
160
По второму району:
ВВ
С быт
.2
65 1000
260
250
ВВ
С быт
.р
406,25 12000 260 10000
339,77
12000 10000
ВВ
С ГСВ
.Р
339,77 (12000 10000 ) 150 2000
323,96
12000 10000 2000
БПК
С быт
.2
75 1000
300
250
22
БПК
С быт
.р
468,75 12000 300 10000
392
12000 10000
БПК
С ГСВ
.Р
392 (12000 10000 ) 290 2000
383,5
12000 10000 2000
3.2.2 Определение начальной предельно допустимой концентрации
загрязняющих веществ в промышленных сточных водах
Определение начальной предельно допустимой концентрации загрязняющих
веществ в промышленных сточных водах СПСВ.Н, мг/л:
С ПСВ.Н
(Q быт q )
q
(С ГСВ.Р С быт. р ) С быт. р
(32)
где Сбыт. р – определяется по формуле (33)
Сбыт. р
С ГСВ. Р Q быт1, 2 С ГСВ.Р q С пр q
Q быт
Сd
С быт
.р
0,1 22000 0,1 2000 1 2000
0,018
22000
Zn
С быт
.р
1 22000 1 2000 8 2000
0,36
22000
Нефть
С быт
.р
25 * 22000 25 * 2000 120 * 2000
16,36
22000
ВВ
С ПСВ
.Н
(22000 2000 )
(323,96 339,77 ) 339,77 150,05
2000
БПК
С ПСВ
.Н
(22000 2000 )
(383,5 392 ) 392 290
2000
Сd
С ПСВ
.Н
(22000 2000 )
(0,1 0,018) 0,018 1
2000
Zn
С ПСВ
.Н
(22000 2000 )
(1 0,36) 0,36 8,04
2000
Нефть
С ПСВ
.Н
(22000 2000 )
(25 16,36) 16,36 120,04
2000
(33)
23
3.2.3 Определение Спсв мг/л, загрязняющих веществ в промышленных
сточных водах
Определение Спсв мг/л, загрязняющих веществ в промышленных сточных
водах, с выполнением следующего условия:
2
n
С 1ПСВ
С ПСВ
С ПСВ
...
1
2
n
С 1ПСВ.Н С ПСВ
С ПСВ
.Н
.Н
(34)
Выделим загрязняющие вещества в группы по ЛПВ:
Кадмий – санитарно-токсикологический
Нефть– органолептический
Цинк – общесанитарный
Сd
Сd
С ПСВ
С ПСВ
.Н 1
Zn
Zn
С ПСВ
С ПСВ
. Н 8,04
Нефть
Нефть
С ПСВ
С ПСВ
. Н 120 ,04
ВВ
ВВ
С ПСВ
С ПСВ
. Н 150 ,05
БПК
БПК
С ПСВ
С ПСВ
. Н 290
3.2.4 Определение допустимого сброса загрязняющих веществ с
промышленными сточными водами в водоотводящие сети населенного пункта
Допустимый сброс загрязняющих веществ с промышленными сточными
водами в водоотводящие сети населенного пункта, Т/час, определяется:
КП
К ПВВ
150,05 * 80
0,012
10 6
К ПБПК
К ПСd
290 * 80
0,0232
10 6
1 80
0,00008
10 6
С ПСВ q пр
10 6
(35)
24
К ПZn
8,04 80
0,00064
10 6
К ПНефть
120,04 * 80
0,0096
10 6
Выводы: Для достижения СПСВ по кадмию и нефти необходима локальная
очистка промышленных сточных вод перед сбросом в водоотводящие сети
населенного пункта.
Эффект очистки Э, % по кадмию, цинку и нефти составит:
Э Сd
11
100 0
1
Э Zn
8 8,04
100 0,5
8
Э Нефть
120 120,04
100 0,03
120
Локальная очистка промышленных сточных вод не требуется т.к.
концентрация загрязняющих веществ в сточных водах и допустимая
концентрация к сбросу в водоотводящую сеть города совпадают.
На рисунке 1 (Приложение А) представлена схема расчетных предельно
допустимых концентраций загрязняющих веществ, городских сточных вод Сст,
сбрасываемых в водоток и промышленных сточных вод СПСВ, поступающих в
водоотводящие сети населенного пункта.
25
4
РАСЧЕТ
СХЕМ
ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО
БАЛАНСА
ПРОМЫШЛЕННОГО УЗЛА И ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
4.1 Теоретическая часть.
4.1 2 Оценка показателей водопользования водного хозяйства промузла.
Используемые обозначения:
Qсв – среднегодовой расход потребления свежей воды в промузле (городе)
и на предприятии (м3/с);
Qпит – среднегодовой расход потребления питьевой воды на хозпитьевые
нужды и в технологических процессах (м3/с);
Qоб – среднегодовой расход воды в оборотных системах и на повторное
использование воды (м3/с);
qст – среднегодовой расход водоотведения (м3/с);
Сст – среднегодовая концентрация загрязняющих веществ в сточных
водах (мг/л);
Qотдачи – среднегодовой расход суммарной гарантированной отдачи
источников водоснабжения промузла (м3/с);
Кисп – коэффициент использования воды, Кисп=( Qсв+ qст)/ Qсв;
Кбп – коэффициент безвозвратного потребления воды, Кбп=( Qсв+ qст)/
(Qсв+ Qоб);
Q95% - расход воды в источнике года 95%-ной обеспеченности (м3/с);
Сф – фоновая концентрация загрязняющих веществ в речной воде,
соответствующая Q95%, мг/л.
Промузел (город) рассматривается как единый(точечный) источник
загрязнения с постоянным qст и усредненной Сст, а также с постоянными
расходными характеристиками используемой воды.
В качестве расчетного загрязняющего вещества выбирается одно или
несколько веществ, оказывающих наибольшее влияние на загрязнение водного
объекта.
Потребление свежей воды на производственные нужды определяется как
разница Qпр=Qсв-Qпит.
4.1.2 Оценка водохозяйственной обстановки в промузле.
Удовлетворительное состояние водного хозяйства промузла требует
гарантии заданного уровня водоснабжения и необходимого качества воды в
реке приемнике сточных вод промузла при неблагоприятных условиях.
4.1.3 Оценка надежности водообеспечения промузла.
Общее потребление свежей воды промузлом должно соответствовать
суммарной гарантированной отдаче источников водоснабжения. При Qсв>Qотдачи
требуется сократить потребление свежей воды или увеличить гарантированную
отдачу источников. Приведение водопотребления в соответствии с суммарной
отдачей источников не гарантирует удовлетворительного качества воды в рекеприемнике сточных вод, поэтому для промузла с «исправленными»
26
характеристиками водоснабжения, как и для всех других, требуется анализ
влияния на качество речной воды.
4.1.4Расчет критических показателей водопользования.
Этот расчет основан на оценке абсолютного показателя общей нагрузки
Сп;
СП
Q 95 Cф qст Сст
Q 95 qст
(36)
Показатель общей нагрузки Сп характеризует концентрацию
загрязняющего
вещества
в
створе
полного
перемешивания.
Удовлетворительное качество речной воды (Сп ≤ ПДК) достигается только при
определенных значениях qст и Сст. Поэтому важно знать их крайние
(критические) значения qст.кр и Сст.кр, при которых Сп = ПДК. Естественно, если
фактические значения этих показателей будут более жесткими (qст< qст.кр, Сст<
Сст.кр), качество воды будут только лучше. Таким образом, задача расчета
состоит в том, чтобы указать наименьший qст (qст.кр) при существующей Сст или
наименьшую Сст (Сст.кр) при существующем qст, при которых по расчету должно
быть удовлетворительным качество воды в реке.
Оптимальное сочетание qст.кр и Сст.кр на данном этапе затруднительно,
хотя в большинстве случаев сокращение расхода стоков горазда эффективнее и
экономичнее, чем очистка и доочистка существующего объема стоков.
В дальнейшем, для получения возможности оценить и повлиять на
структуру водного хозяйства промузла, а также получить оптимальное
сочетание показателей, qст заменяется на Qсв и Qоб. Поэтому мы имеем
возможность рассчитать критические Qсв.кр и Qоб.кр. Они определяются по
формулам:
n К бп К об Q 95
n (1 К бп )
(37)
1 К бп
Q 95
Q св
К бп
n К бп
(38)
Q св.кр
Q об.кр
С ст.кр
Q 95
( ПДК С ф ) ПДК
Q св К бп (Q св Q об )
(39)
Кратность разбавления n определяется по формуле:
n
Сст ПДК
ПДК Сф
(40)
27
В промузлах, где требуется изменить потребление свежей и
использование воды (см. выше), для расчета критических показателей берутся
«исправленные» значения Q св и Q об .
Если после расчета критических показателей выполняется хотя бы одно
из условий:
Q св Q св.кр ; Q об Q об.кр ; Q ст Q ст.кр
(41)
качество воды в реке по расчету считается удовлетворительным и водное
хозяйство промузла не требует каких-либо дополнительных мероприятий.
4.1.5 Определение основных мероприятий по улучшению водного
хозяйства предприятий
Приобретенными являются мероприятия по снижению потребления
свежей воды на производственные нужды за счет увеличения оборотной и
повторно используемой воды.
Сокращение потребления свежей воды Qсв меньше эквивалентного
увеличения расхода оборотной воды Qоб на величину безвозвратных потерь, а
их отношение приближенно равно:
Q св
1 К бп
Q об
(42)
Считая коэффициент безвозвратного потребления постоянным,
рассчитываем необходимое сокращение потребления, свежей воды за счет
расширения использования оборотной:
Q св
Q св К бп (Q св Q об )
К бп
1 - К бп
1 - К бп
Q 95
n
(43)
Q 95
n
(44)
Увеличение расхода оборотной воды:
Q об
Q св
1 - К бп
Q св К бп (Q св Q об )
(1 К бп ) 2 К бп
Если величина Qоб требует сокращения потребления питьевой воды Qпит,
то допустимо только исключение потребления свежей воды на
производственные нужды, которое в данной ситуации не может обеспечить
необходимого качества воды в реке. Поэтому требуется мероприятия по
снижению Сст до значения Сст.кр, которое рассчитывается по формуле (39) с
учетом «исправленных» значений Q св и Q об .
28
Распределение необходимых мероприятий по предприятиям и их
обобщение
Необходимое сокращение потребления свежей воды Qсв, рассчитанное по
формуле (43), распределяется по предприятиям-потребителям свежей воды
пропорционально их потреблению свежей воды на производственные нужды
(за исключением пищевой и медицинской промышленности).
Q св.предпр Q св
(Q св Q пит ) предпр
(Q св Q пит ) промуз
Q св
Q предпр
Q промуз
, м3/с
(45)
После этого распределения должно выполняться условие:
m
Q
св.предпр
Q св ,
(46)
i
где m – число предприятий в промузле.
Увеличение объема оборотной и повторно используемой воды для
каждого предприятия рассчитывается по формуле (44). На уровне предприятий
возможен учет технологии производства и сокращения потребления свежей
воды без учета соответствующего увеличения Q об , например, при переходе на
безводную технологию.
Естественно, что в тех промузлах, где требуется полное исключение
потребления свежей воды на производственные нужды, эти мероприятия
должны быть проведены в отношении всех предприятий промузла. Одинаковые
требования к концентрации загрязняющего вещества С ст
должны выполняться
на всех водовыпусках сточных вод.
После выработки рекомендуемых мероприятий для контроля их полноты
и эффективности снова рассчитываются критические показатели и суммарные
«исправленные» показатели по промузлу Q св , Q об , С ст
должны удовлетворять
условиям (41). Если эти условия не выполняются, в рекомендуемые
(«исправленные») показатели вносятся коррективы в сторону их ужесточения
до получения удовлетворительного результата.
4.2 Пример расчета задачи 3 для варианта 11.
4.2.1Определение кратности разбавления n и коэффициента
безвозвратного потребления воды Кбп в промышленном узле
n
С ст ПДК 4,9 3
3,8
ПДК СФ 3 2,5
29
К бп
Q св q ст 1,7 1,3
0,06
Q св Q об 1,7 5,5
4.2.2 Оценка надежности водообеспечения промышленного узла
Q св 1,7 Q отд 1,1
Потребность предприятия в свежей воде превышает гарантированную
водоотдачу источников, поэтому необходимо сократить забор свежей воды до
величины Q св Q отд 1,1
Сокращение потребления свежей воды на предприятиях как правило
осуществляется за счет производственного водоснабжения, поэтому вводится
величина Q пр Q св Q пит 1,1 0,4 0,7
4.2.3 Расчет критических показателей
Qсв.кр – максимальный расход забираемой свежей воды, превышение которого
приведет к нерациональному использованию природных ресурсов
Qоб.кр – минимальный расход оборотной воды в производстве. Если на
предприятии расход оборотной воды будет меньше критического, то водное
хозяйство можно считать неправильно организованным.
n К бп Q об Q 95
, м3/с
n (1 - К бп )
(47)
1 К бп
Q 95
Q св
, м3/с
К бп
n К бп
(48)
Q св.кр
Q об.кр
С ст.кр
Q 95
( ПДК С ф ) ПДК , мг/л
Q К бп (Q св Q об )
св
Q св.кр
3,8 0,064 5,5 0,4
0,46
3,8 (1 - 0,06 )
Q об.кр
1 0,06
0,4
1,1
15,48
0,06
3,8 0,06
С ст.кр
0,4
(3 2,5) 3 3,28
1,1 0,06 (1,1 5,5)
(49)
Условия Q св.кр Q св ; Q об.кр Q об ; С ст.кр Сст после расчета критических показателей
не выполняются, поэтому требуется дополнительные мероприятия и очистка
промышленных сточных вод.
30
Производится расчет одновременно по каждому предприятию
К бп1
0,6 0,2
0,12
0,6 2,8
К бп2
0,6 0,6
0
0,6 1
К бп3
0,5 0,5
0
0,5 1,7
Определяется, соотношение свежей воды для каждого предприятия
Q св Q св Q св , м3/с
(50)
Q св 1,7 1,1 0,6
Q св1 Q св
Q св1
, м3/с
Q св
(51)
0,6
0,2
1,7
0,6
Q св2 0,6
0,2
1,7
0,5
Q св3 0,6
0,18
1,7
Q св1 0,6
Тогда вода на каждом предприятии будет потребляться в количестве
Q св1 Q св1 Q св1 0,6 0,2 0,4
Q св2 Q св2 Q св2 0,6 0,2 0,4
Q св3 Q св3 Q св3 0,5 0,18 0,32
Q 1,12
св
Определяется потребление воды на производственные нужды на каждом
предприятии, с учетом снижения расходов свежей воды
Q пр1 Q св1 Q пит1 0,4 0,1 0,3
Q пр2 Q св2 Q пит2 0,4 0,2 0,2
31
Q пр3 Q св3 Q пит3 0,32 0,1 0,22
Определяется увеличение расхода оборотной воды на каждом предприятии
Q об1
Q св1
0,2
0,23
1 - К бп1 1 0,12
Q об2
Q св2
0,2
0,2
1 - К бп2 1 0
Q об3
Q св3
0,18
0,18
1 - К бп3 1 0
Q об1 Q об1 Q об1 2,8 0,23 3,03
Q об2 Q об2 Q об2 1 0,2 1,2
Q об3 Q об3 Q об3 1,7 0,18 1,88
Q
об
6,11
Окончательно в качестве исправленного расхода оборотной воды
принимается Q об 5,93 м3/с по промышленным предприятиям.
4.3 Построение водохозяйственной балансовой схемы (ВХБ).
Водопотребление и водоотведение промышленного узла.
С учетом мероприятий по совершенствованию водного хозяйства
промышленного узла на предприятиях образуются следующие потоки сточных
вод:
На первом предприятии расход воды Qпр1 расходуется на восполнение
потерь воды qпот в оборотной системе, то есть qст
1 q пит1 .
На втором предприятии оборотная система нуждается в продувке.
Продувка системы необходима в тех случаях, когда в технологическом
процессе оборотная вода изменяет свои свойства (загрязняется) и по качеству
становится непригодной для дальнейшего использования. В таких случаях
часть расхода оборотной воды сбрасывают qпрод (и продувают систему) и этот
недостаток восполняют свежей чистой водой, то есть q прод Q пр2 , qст
2 Q пит2 Q пр2 .
На третьем предприятии оборотная система закрытая, нет потерь и нет
необходимости продувки. Вода Qпр3 расходуется на технологические нужды,
тогда qст
3 Q пит3 Q пр3 .
32
При построении схемы ВХБ промышленного узла, рисунок 2
(Приложение Б), масштаб принят – в 1 см. показано 1,5 м3/с промышленных
сточных вод.
5
РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ
СТОЧНЫХ ВОД
5.1 Теоретическая часть
Для очистки загрязненной части поверхностных вод перед выпусками в
водоемы надлежит устраивать сооружения следующих типов:
пруды-отстойники
стационарные щитовые заграждения в акватории водоема
сооружения закрытого типа
При площади водосборного бассейна не более 100 га допускается
устраивать односекционные пруды-остойники.
Максимальное отношение ширины пруда-отстойника к его длине следует
принимать равным 1:4.
Очистные
сооружения
закрытого типа
(подземные)
следует
предусматривать на выпусках сети дождевой канализации в городские водоемы
при площади водосборного бассейна до 300 га.
Для ориентировочных расчетов расход дождевых вод Q, л/с, допускается
определять по формуле:
Q q уд F К 2 ,
(52)
где qуд – удельный расход дождевых вод, л/с с 1 га, определяемый в
зависимости от площади стока F, га по таблице 6;
К2 – коэффициент, учитывающий изменения удельного расхода в
зависимости от среднего уклона коллектора (или поверхности
по трассе) и принимаемый по таблице 7
Среднегодовые объемы дождевых и талых вод, поступающих на
очистные сооружения Wд , м3, следует определять по формуле:
W Д 2,5 Н ж К 3 F 10 3 ,
(53)
где Н ж – среднегодовое количество осадков за год, мм, определяемое по
СНиП /3/;
К3 – коэффициент, учитывающий объем дождевых вод, направляемых
на очистные сооружения, и принимаемый по таблице 8;
F – площадь стока, га.
Среднегодовое количество моечных вод, м3, следует определять по
формуле:
33
WМ 0,5 WМ' F ' 10 3 ,
(54)
где F' – площадь дорог и тротуаров, занимает (20-30)% всей площади
водосбора;
W'м – объем моечных вод, для приближенных расчетов допускается
принимать равным 150-200 л в год.
Определение размеров очистных сооружений
Размеры проточной части прудов-отстойников и очистных сооружений
закрытого типа следует определять по формулам:
Qр
(55)
В hпр
(56)
Т 3600
(57)
L К6
(58)
где Qр – расчетный расход воды, м3/с;
ν – скорость протекания воды в проточной части должна быть не
более 0,01 м/с;
Т – время отстоя воды, ч, следует принимать для прудов отстойников
– не менее 2 часов; для сооружений закрытого типа – 1 час;
ω – живое сечение проточной части, м2;
В – ширина проточной части следует принимать:
для прудов-отстойников не более 40 м, для сооружений
закрытого типа не более 4 м;
hпр – глубина проточной части, м;
ℓ – длина проточной части, м;
К6 – коэффициент, учитывающий удлинение сооружений за счет
успокоительной части, принимаемый равным 1,1-1,3;
L – общая длина проточной и успокоительной части, м.
Принятые размеры проточной части должны быть проверены расчетом на
осаждение твердых взвешенных частиц по формулам:
u ср
Qр
LВ
(59)
Ро 0,05
(60)
u ср u о2 ро2
(61)
34
где uср – средняя скорость осаждения частиц, мм/с;
ро – вертикальная составляющая скорости осаждения, мм/с;
uо – гидравлическая крупность осаждаемых частиц, мм/с.
Размеры очистного сооружения должны обеспечивать выпадения
минеральных частиц диаметром 0,05 мм с гидравлической крупностью uо=1,73
мм/с.
Общая длина проточной и успокоительной части или длина отсека для
задержания нефтепродуктов должна быть проверена расчетом на всплытие
нефтяных частиц по формуле:
L
u min
hпр ,
(62)
Где umin – скорость всплытия частиц нефтепродуктов, см/с;
α – коэффициент, определяемый при
при
u min
u min
20, 1,75
15, 1,65
В расчетах для сооружений закрытого типа с фильтрами доочистки
следует принимать коэффициент α равным 1,2.
Длина сооружения (или отсека) должна обеспечивать всплытие
нефтепродуктов с крупностью частиц:
для прудов-отстойников
80-100 мкм,
для сооружений закрытого типа 100-120 мкм,
Скорость всплытия частиц нефтепродуктов, мкм, следует принимать:
при крупности 120 umin=0,102 см/с;
при крупности 100 umin=0,071 см/с;
при крупности 80 umin=0,0465 см/с;
Ширину отсека в прудах-отстойниках для задержания нефтепродуктов
рекомендуется принимать не менее 6 м.
Объем твердого осадка за год Wо, м3 следует определить по формуле:
Wо
С Э W
,
(100 85) 10 6
(63)
Где С – средняя концентрация взвешенных веществ поступающих
дождевых, талых и моечных вод, г/м3;
W – суммарный расход дождевых, талых и моечных вод, м3/год
Э – степени очистки, %;
– объемный вес осадка в т/м3, принимается равной 1,3 т/м3.
35
Превышение строительной высоты сооружения над расчетным уровнем
воды рекомендуется принимать для прудов-отстойников – 0,5 м; для
сооружений закрытого типа – 1 м.
Таблица 6- Удельные расходы дождевых вод
F,га
Величина qуд, л/с, в зависимости от значения параметра n
n=0,5
n=0,55
n=0,6
n=0,65
n=0,7
n=0,75
При времени поверхностной концентрации tконц, мин
5
10
5
10
5
10
5
10
5
10
5
10
20
4,1 3,5 4,1 3,4 4
3,3 4
3,25 3,95 3,15 3,9 3,1
50
3,4 3
3,3 2,9 3,2 2,8 3,15 2,7 3,05 2,6 3
2,5
100
3
2,7 2,9 2,6 2,8 2,45 2,7 2,3 2,6 2,2 2,5 2,1
300
2,5 2,3 2,35 2,15 2,2 2
2,15 1,9 2
1,8 1,9 1,7
1000 2
1,85 1,85 1,75 1,75 1,6 1,6 1,5 1,45 1,35 1,35 1,25
3000 1,5 1,45 1,35 1,25 1,25 1,2 1,15 1,1 1,05 1
1
0,9
10000 1,1 1,05 1
0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,65 0,6
3000 0,8 0,8 0,7 0,7 0,65 0,65 0,55 0,55 0,5 0,6 0,45 0,45
Примечания- значения qуд в таблице 6 даны для районов с q20= 80 с/с с 1
га;
-для остальных районов величины qуд подсчитаны для соответствующих
значений q20 и приведены в приложении Б;
-карта значений величин q20 дана в приложении В;
- параметр n определяется по приложению Г.
Таблица 7- Значения коэффициента К2
Iср
0,001
0,003
0,005
0,006
0,008
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0,045
0,05
Значение коэффициента К2 в зависимости о параметра n
n=0,5
n=0,55
n=0,6
n=0,65
n=0,7
n=0,75
0,64
0,61
0,58
0,56
0,53
0,51
0,84
0,83
0,81
0,8
0,78
0,77
0,96
0,95
0,95
0,94
0,94
0,93
1
1
1
1
1
1
1,04
1,04
1,04
1,05
1,05
1,05
1,14
1,15
1,16
1,18
1,19
1,21
1,26
1,29
1,32
1,35
1,38
1,41
1,35
1,39
1,43
1,48
1,52
1,57
1,43
1,48
1,54
1,59
1,65
1,71
1,49
1,56
1,62
1,69
1,75
1,83
1,55
1,62
1,7
1,77
1,85
1,94
1,61
1,68
1,77
1,85
1,94
2,04
1,66
1,74
1,83
1,92
2,02
2,13
1,7
1,79
1,89
1,99
2,1
2,22
36
Таблица 8- Значения коэффициента К3
q20
К3
20
30
40
50
60
70
80
90
100 120
0,96 0,91 0,87 0,82 0,78 0,75 0,71 0,68 0,65 0,6
150 200
0,53 0,45
5 .2 Пример расчета задачи 4 для варианта 11.
5.2.1 Определение среднегодовых объемов дождевых и моечных вод
Среднегодовые объемы дождевых вод, поступающих на очистные
сооружения Wg, м3, определяют по формуле (53):
Wg 2,5 Н ж К 3 F 10 3 ,
Нж – среднегодовое количество дождевых и талых вод, мм, город Балхаш,
Нж=353 мм (принято СНиП /3/);
К3 – коэффициент, учитывающий объем дождевых вод, направленных на
очистные сооружения и принимаемый по таблице 8, для q20=70 л/с с 1 га
принято по приложению В , К3=0,75
F – площадь в га, F=900 га.
Wg 2,5 353 0,75 900 10 3 595,69
Среднегодовое количество моечных вод, м3, с 1 га, определяется по
формуле (54):
WМ 0,5 WМ' F ' 10 3 ,
Wм' – количество воды, затрачиваемой в год на поливку и мойку 1 м2 дорог и
тротуаров, определяется по данным управлений городского хозяйства,
принимаем 170 л с 1 га в год.
WМ 0,5 170 270 10 3 22,95
Общий объем дождевых, талых и моечных вод равен:
W Wg Wм 595,69 22,95 618,64
Для ориентировочных расчетов расходов дождевых вод определяют по
формуле (52):
Q q уд F К 2
37
Где qуд – удельный расход дождевых вод, л/с с 1 га, определяемый в
зависимости от площади стока F, га по таблице 6 , методом интерполяции
qуд=1,3
К2 – коэффициент, учитывающий изменения удельного расхода в зависимости
от среднего уклона коллектора (или поверхности по трассе) и принимаемый по
таблице 7 , при iср=0,01 и n=0,75 (определяется по приложению Г ), К2=0,77.
Q 1,3 900 0,77 901
5.2.2 Определение размеров очистных сооружений
Размеры проточной части определяются по формуле
Qр
1000
901
90,1 м2
0,01 1000
Qр- расчетный расход воды л/с
v- скорость протекания воды в проточной части, м/с
Глубина проточной части:
hпр
90,1
1,13
4 20
м
4- количество секций прудов-отстойников.
20- ширина проточной части.
Длина проточной части:
Т 3600 0,01 2 3600 72 м
Т- время отстоя воды, ч, применяется для сооружений закрытого типа- 1 час.
Общая длина прочной и успокоительной части, м:
L К 6 72 1,2 86,4
К6- коэффициент, учитывающий
удлинение
успокоительной части, принимаемый равным 1,1-1,2.
сооружения
за
счет
5.2.3 Проверка принятых размеров прочной части расчетом на осаждение
твердых частиц
Гидравлическая крупность осаждаемых частиц, мм/с
u ср
Qр
5 L В
901
0,000104 м/с
5 86,4 20 1000
0,000104х1000=0,104 мм/с
Вертикальная составляющая скорости осаждения:
Ро 0,05 0,01 0,0005 1000 0,5 мм / с
Средняя скорость осаждения частиц, мм/с:
u ср u о2 ро2 1,73 2 0,5 2 1,23 мм / с что больше 0,000104 м/с (0,104 мм/с)
38
Общая длина проточной части и успокоительной части или длина отсека
для задержания нефтепродуктов должна быть проверена расчетом на всплытие
нефтяных частиц по формуле:
L
u min
hпр ,
В расчетах для прудов-отстойников следует принимать коэффициент α равным
1,75;
Крупность частиц для прудов-отстойников 80-100 мкм;
Скорость всплытия частиц нефтепродуктов при крупности 80-100 мкм
Umin=0,071 см/с
L
u min
hпр 1,75
0,01 100
1,13 28 м
0,071
так как L=86,4м > 28 м – принимаем окончательно L=86,4м.
Объем твердого осадка за год, м3/год, будет равен:
Wо
С Э W
600 82 618,64
1,56
6
(100 85) 10
1,3 (100 85) 10 6
Где С=600 мг/л, средняя концентрация по взвешенным веществам;
γ- объемный вес осадка 1,3 т/м3;
Э- эффект очистки, принят 80% по таблице 4;
85%- влажность осадка ,принята по таблице 4.
Согласно полученных величин N, L, B, hпр , вычерчивают планы и
разрезы сооружения.
Превышение строительной высоты сооружения над расчетным уровнем
воды рекомендуется принимать: для прудов отстойников – 0,5 м, для
сооружений закрытого типа – 1м.
В данном варианте принят четырехсекционный пруд-отстойник, план и
разрезы которого представлены в приложение В.
39
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Родзилер И.Д. Прогноз качества воды водоемов-приемников сточных вод.-М.:
Стройиздат, 1984.
2 СНиП 2.04.03-85. Канализация, наружные сети и сооружения / Госстрой
СССР, - М. 1986.
3 СНиП 2.01.01.82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР.
– М.: 1983.
4 Рациональное использование водных ресурсов: Учебник для ВУЗов по
специальности «Водоснабжение, канализация, рациональное использование
водных ресурсов» / С. В. Яковлев, И. В. Прозоров, Е.Н. Иванов, - М.:
Высшая школа, 1991.
5 Правила охраны поверхностных вод РК (РНД 1.01.03-94).-Алматы, 1994.
6 Инструкция по лимитированию и регулированию отпуска питьевой воды
промышленным предприятиям. – М.: Стройиздат, 1985.
7 Водный Кодекс Республики Казахстан.- Алматы 2003.
8 Правила охраны поверхностных вод Республики Казахстан (РНД 1.01.03-94)Алматы,1994.
9 Правила приема производственных сточных вод в системы
населенных пунктов.-М.:1988.
канализации
10 Положение о порядке разработки правил приема и норм сброса
производственных сточных вод в системы водоотведения населенных пунктов
Республики Казахстан.- Алматы.: 1994.
