Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Комплексное использование водных ресурсов

1 Исходные данные

1.1 Данные по населенному пункту

Характеристики населенного пункта:

площадь жилой застройки, га 2000

плотность населения, чел/га 390

норма водопотребления (водоотведения), л/чел. сут 320

Дополнительные данные:

потребный расход воды на орошение

пригородных с/х полей (в летний период), тыс. м³/сут 18

расход ливневых вод (в летний период), тыс. м³/сут 10

Состав ливневых сточных вод (средний): pH = 7,2; БПК_полн – 30 мг/л; взвеси – 60 мг/л; нефтепродукты – 10 мг/л; солесодержание общее – 250 мг/л

Норма вносимых загрязнений бытовых сточных вод (г/чел. сут): взвеси – 65; БПК_полн – 75; БПК_{полн (осветл.)} – 40; ХПК – 87; азот (общий) – 8; хлориды – 9; СПАВ – 0,2; фосфор – 1

1.2 Данные по предприятию химической промышленности (комбинат хим. волокна)

Мощность по выпускаемой продукции, усл. ед/сут 800

Водопотребление, м³/ед. прод:

техническая вода 1-й категории 200 техническая вода 2-й категории 45

техническая вода 3-й категории 150

вода питьевого качества 10

Потери воды в производстве, м³/ед.прод:

техническая вода 1-й категории 10

техническая вода 2-й категории 5

техническая вода 3-й категории 20

вода питьевого качества 5

Водоотведение, м³/ед.прод:

незагрязненные производственные сточные воды – 1-й поток 190

загрязненные производственные сточные воды – 2-й поток 40

загрязненные производственные сточные воды – 3-й поток 130

бытовые сточные воды – 4-й поток 5

Характеристика сточных вод:

1-й поток – увеличение температуры воды, ^оС 6

2-й поток сточных вод – норма вносимых загрязнений, кг/ед.прод.:

по взвешенным веществам 3,2

по БПК_полн 2,8

по ХПК 12

по солесодержанию 60

по нефтепродуктам 0,001

3-й поток сточных вод – норма вносимых загрязнений, кг/ед.прод:

по взвешенным веществам 26

по БПК_полн 26

по ХПК 65

по солесодержанию 390

по нефтепродуктам 0,003

1.3 Данные по предприятию цветной металлургии и строительной индустрии (стекольный завод)

Мощность по выпускаемой продукции, усл. ед/сут 500

Водопотребление, м³/ед. прод:

техническая вода 1-й категории 105

техническая вода 2-й категории 60

вода питьевого качества 3

Потери воды в производстве, м³/ед.прод:

техническая вода 1-й категории 5

техническая вода 2-й категории 3

вода питьевого качества 0,5

Водоотведение, м³/ед.прод:

незагрязненные производственные сточные воды – 1-й поток 100

загрязненные производственные сточные воды – 2-й поток 57

загрязненные производственные сточные воды – 3-й поток 2,5

Характеристика сточных вод:

1-й поток – увеличение температуры воды, ^оС 6

2-й поток сточных вод – норма вносимых загрязнений, кг/ед.прод.:

по взвешенным веществам 8550

по БПК_полн 570

по ХПК 712

по солесодержанию 45600

по нефтепродуктам 1140

1.4 Характеристика реки

Расход воды в реке, м³/с 25

Мутность (max), мг/л 1500

Цветность (max), град 80

Температура, ^оС 1-25

Активная реакция среды – рН 7,6

Жесткость общая, мг-экв/л 1,01

Жесткость карбонатная, мг-экв/л 0,98

Окисляемость, мг/л 22

Железо (общ.), мг/л 0,8

Кислород растворенный, мг/л 9

Азот аммонийный, мг/л 3

Азот нитритный, мг/л 0,005

Азот нитратный, мг/л 3,5

Щелочность, мг-экв/л 0,98

Фтор, мг/л 1,2

Марганец, мг/л 0,9

Кремний, мг/л 0,2

Углекислота свободная, мг/л 4

Углекислота гидрокарбон, мг/л 61,78

Сульфаты, мг/л 0,9

Хлориды, мг/л 1,8

Сухой остаток, мг/л 73,3

Колититр, л 0,0025

БПК (полн.), мг/л 2,9

1.5 Характеристика подземных вод

Гарантированный дебит скважин, м³/с 0,4

Мутность (max), мг/л 1

Цветность (max), град 10

Температура, ^оС 6

Активная реакция среды – рН 7,2

Жесткость общая, мг-экв/л 5,2

Жесткость карбонатная, мг-экв/л 5

Окисляемость, мг/л 1,9

Железо (общ.), мг/л 1,2

Кислород растворенный, мг/л 2

Азот аммонийный, мг/л -

Азот нитритный, мг/л 0,05

Азот нитратный, мг/л 0,8

Щелочность, мг-экв/л 5

Фтор, мг/л 2,5

Марганец, мг/л 0,1

Кремний, мг/л 6

Углекислота свободная, мг/л 70

Углекислота гидрокарбон., мг/л 300

Сульфаты, мг/л 35

Хлориды, мг/л 10

Сухой остаток, мг/л 450

Колититр, л >333

Число колоний, шт. 16

Na + K, мг/л 56

Кальций, мг/л 65

Магний, мг/л 22

2 Составление водных балансов по отдельным объектам

Расчет объемов водопотребления, водоотведения и потерь воды в производственном процессе промышленных предприятий производится на основании исходных данных, с учетом, коэффициента сезонной неравномерности для данного вида производства. Значения этих коэффициентов выбираются по справочнику [] либо задаются преподавателем.

Результаты расчетов рекомендуется свести в таблицу.

Водный баланс предприятия проверяется по равенству

Q₁+Q₂+Q₃+Q_пит=(q₁+q₂+q₃+q_пит)+(W₁+W₂+W₃+W_х-б) (1),

Таблица 1 – Комбинат химического волокна

Водопотребление	Потери воды	Водоотведение
Техническая вода 1-й категории –Q₁ = 160000	Техническая вода 1-й категории –q₁ = 8000	Сточные воды -1 -й поток (незагрязненные) –W₁ = 152000
Техническая вода 2-й категории –Q₂ = 36000	Техническая вода 2-й, категории –q₂ = 4000	Сточные воды - 2-й поток (загрязненные) - W₂ = 32000
Техническая вода 3-й категории –Q₃ = 120000	Техническая вода 3-й категории –q₃ = 16000	Сточные воды - 3-й поток (загрязненные) - W₃ = 104000
Вода питьевая –Q_пит = 8000	Вода питьевая –q_пит = 4000	Хоз-быт. сточные воды W_х-б = 4000

Водный баланс предприятия

Q₁+Q₂+Q₃+Q_пит=(q₁+q₂+q₃+q_пит)+(W₁+W₂+W₃+W_х-б)

160000 + 36000 + 120000 + 8000 =

= (8000 + 4000 + 16000 +4000) + (152000 + 32000 +104000 +4000)

324000 = 324000

Таблица 2 – Стекольный завод

Водопотребление	Потери воды	Водоотведение
Техническая вода 1-й категории –Q₁ = 52500	Техническая вода 1-й категории –q₁ = 2500	Сточные воды -1 -й поток (незагрязненные) –W₁ = 50000
Техническая вода 2-й категории –Q₂ = 30000	Техническая вода 2-й, категории –q₂ = 1500	Сточные воды - 2-й поток (загрязненные) - W₂ = 28500
Вода питьевая –Q_пит = 1500	Вода питьевая –q_пит = 250	Хоз-быт. сточные воды W_х-б = 1250

Водный баланс предприятия

Q₁+Q₂+Q_пит=(q₁+q₂+q_пит)+(W₁+W₂+W_х-б)

52500 + 30000 + 1500 = (2500 + 1500 + 250) + (50000 + 28500 + 1250)

84000 = 84000

Объем водопотребления в населенном пункте определяется по исходным данным, объем водоотведения принимается равным объему водопотребления.

Q = = 249 600 м³/сут

Объем водопотребления сельскохозяйственного объекта задан исходными данными.

3 Расчет концентраций добавочных загрязнений

Расчет концентрации добавочных загрязнений производственных сточных вод производится по исходным данным следующим образом

C_{доб. i}= m_{вн. i}/ q_во, (2),

где m - норма вносимых загрязнений по i-му веществу, г/ед.продукции;

q_во - норма водоотведения, м³/ед. продукции.

Фактическая концентрации загрязнений производственных сточных вод определяется как сумма концентраций загрязнений в подаваемой на предприятие воде и добавочных загрязнений.

Концентрации добавочных загрязнений сточных вод от населенного пункта рассчитываются по удельным нормам загрязнений, которые приведены в исходных данных.

Таблица 3 – Концентрации добавочных загрязнений

Вносимые загрязнения	НП		Комбинат химического волокна				Стекольный завод
Вносимые загрязнения	W х/б	W лив	I W₁	II W₂	III W₃	ХБВ W х/б	I W₁	II W₂	ХБВ W х/б
∆Т, ⁰С	-	-	6	-	-	-	6	-	-
ВВ	203, 125	60	-	80	200	203,125	-	150	203,125
БПК полн	234,375	30	-	70	200	234,375	-	10	234,375
БПК осв. в.	125	-	-	-	-	125	-	-	125
ХПК	271,875	-	-	300	500	271,875	-	12,5	271,875
Nобщ	25	-	-	-	-	25	-	-	25
Cl^-	28,125	-	-	-	-	28,125	-	-	28,125
Р общ	3,125	-	-	-	-	3,125	-	-	3,125
СПАВ	0,625	-	-	-	-	0,625	-	-	0,625
Солесод.	-	250	-	1500	3000	-	-	800	-
НП	-	10	-	0,025	0,023	-	-	20	-
рН	-	7,2	-	-	-	-	-	-	-

4 Составление балансовой схемы объекта

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. Такая схема позволяет оценить потребности в водных ресурсах рассматриваемого объекта в комплексе, сделать сравнительный анализ качественного и количественного состава водных потоков объекта, наметить возможные направления потоков воды и составить различные варианты схем ее комплексного использования.

На предлагаемой схеме все водные потоки характеризуются двумя основными показателями:

Q- расходом в единицу времени, м³/сут или л/с;

С_i - концентрацией загрязнений по заданным показателям (взвешенным веществам, БПК, ХПК, солесодержанию и др.), мг/л.

5 Расчет водопроводных очистных сооружений

5.1 Состав водопроводных очистных сооружений

На водопроводных очистных сооружениях (ВОС) происходит очистка речной воды до требований [2], предъявляемых к воде питьевого качества.

Для выполнения требований [2] принимаем следующий состав ВОС по [3]: реагентное хозяйство коагулянта, смесители, камеры хлопьеобразования, горизонтальные отстойники, скорые фильтры, хлораторная, предварительное хлорирование или озонирование для обезжелезивания и деманганации.

Таблица 4 – Показатели воды, которые необходимо снизить

Показатель	Концентрация в-ва в воде	Требуемая концентрация
Мутность, мг/л	1500	1,5
Цветность, град.	80	20
Жесткость общ., мг-экв/л	1,01	7
Окисляемость, мг/л	22	5
Железо общ., мг/л	0,8	0,3
Марганец, мг/л	0,9	0,1
БПКполн, мг/л	2,9	1,1

5.2 Расчет потерь на ВОС

Объем воды, необходимый для подачи питьевой воды на населенный пункт и промышленные предприятия

W_ВОС = 249600 + 8000 + 1500 = 259100 (м³/сут)

Потери воды на ВОС q_ВОС = 3% от объема, забираемого из реки, который составит

Q_ВОС = (м³/сут)

Q_ВОС не должен быть больше 20% от расхода реки

W_p = (м³/сут)

6 Расчет потерь воды на ОС

6.1 Расчет потерь при механической и безреагентной физико-химической очистке

Массовый расход осадка, т/сут

(3),

где С₀ – концентрация компонента в исходной воде, мг/дм³;

С₁ – концентрация компонента в очищенной воде, мг/дм³;

Q₀ – объемный расход потока, входящего на ступень очистки, м³/сут.

Объемный расход осадка, м³/сут

(4),

где ρ – плотность осадка, т/м³;

Вл – влажность осадка, Вл = 80%.

Для органических осадков ρ = 1,01 - 1,05 т/м³, для минеральных осадков

ρ = 1,1 - 1,5 т/м³, для смол, жиров, НП ρ = 0,9 - 0,98 т/м³.

Расход воды после ступени очистки определяется по формуле, м³/сут

(5),

6.2 Расчет потерь при реагентной физико-химической очистке

Массовый расход осадка, т/сут

(6),

где Д_р – доза реагента, мг/дм³;

а - коэффициент, учитывающий использование реагента, а = 1,1.

Объемный расход осадка рассчитывается по формуле (5), расход воды после ступени очистки по формуле (6).

6.3 Расчет потерь при биологической очистке

Прирост активного ила определяется по формуле, мг/дм³

(7),

где C_ВВ– концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на биологическую очистку, мг/л;

С_БПК– концентрация БПК в сточной воде после механической очистки, мг/л.

Комплексное использование водных ресурсов 📙 Курсовая → 🆔 106031