МИНИСТЕРСТВОСЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
Федеральноегосударственное образовательное учреждение высшего профессиональногообразования
РЯЗАНСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТП.А. КОСТЫЧЕВА
Кафедра: «Технологияобщественного питания»
Расчетнаяработа
ТЕМА:«ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ»
Вариант 1
Выполнил:
студент 52 группы технологическогофакультета 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 нахозяйственно-питьевые нужды, м3/сут;
/> — среднесуточное водопотреблениепредприятий, м3/сут;
/> — необходимый расход воды напожаротушение, м3/сут;
/> — расход воды на другие нужды(поливка зеленых насаждений, газонов, площадей, улиц, мойка машин и т.п.),м3/сут.
/>/>693,5 м3/сут.
1.1Расчет водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды
/>, м3/сут.
где qж — норма расхода воды на одногожителя в л/сутки, (табл. СНиП 2.04.02-84):
Nж — расчетное количествожителей населенного пункта с перспективой развития на 10-15 лет.
/> м3/сут.
Расход воды для сутокмаксимальною водопотребления определяется по выражению:
/>
где /> — среднесуточный расходдля хозяйственно-питьевых нужд населенного пункта, м3/сут.
/> - максимальный коэффициентсуточной неравномерности (/>=1,1…1,3), принимается СНиП2.04.02-84.
/> м3/сут
/> м3/сут
Максимальный часовойрасход определяется с учетом коэффициента часовой неравномерности:
/>; м3/ч
где Кmax.сут — максимальный коэффициентчасовой неравномерности
/> м3/ч
/> м3/ч
Кmax.сут = α max ∙βmax
где α max – коэффициент, учитывающий степеньблагоустройства зданий, режим работы предприятий определяется по СНиП2.04.02-84.
βmax — коэффициент, учитывающий числожителей в населенном пункте.
Кmax.сут =1,3∙2=2,6
Кmax.сут =0,5∙0,1=0,05
Расчетный секундныйрасход в час максимального водопотребления
определяется как:/>
/>; л/сек
/> л/сек
/> л/сек
1.2Нормы водопотребления предприятий
Средний расходтехнологической воды за одну смену определяется по формуле:
/>, м3/см.
где /> — удельный расход водына единицу выпускаемой продукции, м3/т;
П — количествовыпускаемой продукции в смену, т
/> м3/см
Максимальный расходопределяется с учетом коэффициентов часовой неравномерности и временем работы втечение суток:
/>; м3/час
t — продолжительностьрабочей смены, час.
Кmax.час — коэффициент максимальной часовой неравномерности(Кmax.час -2…3).
/> м3/час
Расчетный секундныйрасход в час максимального водопотребления определяется:
/>; л/сек.
/> л/сек
Кроме расходатехнологической воды на производство продукции необходимо учитывать объем водыдля хозяйственно-питьевых нужд работников предприятия, для санитарных целей(душевые. умывальники и прочее), поливку зеленых насаждений и противопожарныерасходы воды.
Норма расхода воды нахозяйственно-питьевые нужды на примышленных предприятиях принимаются согласноСНиП 2.04.02-84.
в горячих цехах 45л/смену на 1 человека.
в холодных и других цехах25 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 – коэффициентынеравномерности водопотребления.
/> м3/час.
Часовой расход воды на 1душевую сетку на промышленных предприятиях принимают равным 500 л. Продолжительность пользования душем -45 мину г после окончания смены Количество душевых сотокследует принимать в зависимости от количества работающих и максимальную сменуКоличество человек, обслуживаемых одной душевой ceткой, принимается всоответствии со СНиП.
1)производственныепроцессы не вызывающие загрязнения одежды и рук 15 человек на 1 душевую сетку;
2)вызывающие загрязненияодежды и рук 7 человек,
3)с применением воды 5человек,
4)с выделением большихколичеств пыли, либо особо загрязняющих веществ — 3 человека на 1 душевую сетку
Расход воды на приемдушей составит:
/>, м3/см
где d — количество душевых сеток,
/> м3/см
Среднесуточный расходводы на предприятия определяемся
/>
где nсм – количество рабочих смен всутках.
/>
1.3 Расход воды на пожаротушение
Объем воды дляпожаротушения определяют по выражению:
/> , м3
где n –количество пожаров;
t – время тушения пожара, 3 часа;
qn – расход воды на пожаротушении, л/с.
Общий объем воды дляпожаротушения
/>
Объем воды для тушенияпожаров в коммунальном секторе:
/>
/>
Объем воды для тушенияпожаров в сельскохозяйственном секторе:
/>
/>
Объем воды для тушенияпожаров в производственном секторе:
/>
/>
/>
Расходы на прочие нужды
/>
/> - площадь газонов и улиц;
/> - норматив расхода воды на поливгазонов и улиц.
/>
2.Расчет реагентного хозяйства
При подаче воды вхозяйственно питьевой водопровод населенного пункта перерабатывающегопредприятия, с/х сектора и т. д. воду необходимо подготовить, т.е. довестипоказатели качества воды до норматива не выше ПДК. Для этого вода проходитсложную стадию подготовки, очистки, обработки реагентами, фильтрация,хлорирование и т.д.
2.1. Расчет реагентногохозяйства
В качестве реагентаприменяют Al2(SO4)3, FeCl3,Fe2SO4 и др.
2.1.1расчет 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 — цветностьотрабатываемой воды в градусах платиново-кобальтовой шкалы.
Цветность превышает ПДК,поэтому необходимо обработать
Дк=4/>мг/л (2.2)
После этого выбираютмаксимально полученное число дозы реагента для обработки мутных и цветных вод
Дк=115 мг/л
2.1.3 Нахождение дозы подщелачиваемых веществ
Применяют соду илиизвесть для эффективного протекания процесса коагуляции хлопьеобразования водадолжна иметь щелочную реакцию
Дщ=К(Дл/e-Щ+1), где (2.3)
Дк- максимальная дозабезводного коагулянта, в период подщелачивания, мг/л
e-эквивалентный вес коагулянта;
Щ-минимальная щелочностьводы
К-коэффициент
Дщ=28(18,3/54-2,5+1)=-32,5мг/л
Т.к. значение Дщотрицательное, то подщелачивающие элементы вносить нет необходимости
2.1.4Помимо основных реагентов применяют хлорирование воды для ее обеззараживания,удаления привкусов и запахов
Дозу хлорсодержащихреагентов при предварительном хлорировании и для улучшения хода коагуляции,обесцвечивания и обеззараживания воды, также для улучшения санитарногосостояния сооружений надежит принимать 3-10 мг/л
Вводится активный хлор за1-3 мин до ввода коагулянта
2.1.5для удаления привкусов следует применять:
2.1.5.1порошкообразный тонкодисперстный активированный уголь
дозу которого следуетпринять для 4 баллов 30-40 мг/л
2.1.5.2КMnO4
При перманганатнойокисляемости 8-10 мг/л О2 — 1-3 мг/л;
10-15 мг/л О2 — 3-5 мг/л
2.1.5.3Озон
дозу которого следуетпринимать на основании данных технологических исследований
2.2Нахождение объема растворных и расходных баков
V раств =/> (2.4)
Vрасх=/>, где (2.5)
Дк-доза коагулянта
Q — часовая производительностьводоочистных сооружений, м3/ч
t — время работы очистных сооружений засутки
n — количество растворений в сутки
/> - плотность раствора коагулянта
b1- концентрация раствора коагулянта врасходных баках
V раств=/>м³
V расх=/>
коагулянт
/>/>/> 1
/>
/>/>/>/>/>
4-10%
4-10% />/>/>/>/>/>/> вода 3
/>/>/>/>/>/>/>/>/>
/>/> воздух+вода вода 2 ксмесителю
Рис.1 Технологическаясхема реагентного хозяйства
1 — растворный бак;
2 — расходный бак;
3 — дозатор.
3) Из расходных баковреагент подается в дозатор, который подает раствор коагулянта в определенномколичестве в обрабатываемую воду и далее в смеситель.
Дозаторы используют трехтипов: дозаторы постоянной дозы; пропорциональные дозаторы; насосы-дозаторы.
Пропорциональные дозаторыавтоматически меняют дозу коагулянта в зависимости от расхода воды.
/>/> поплавок
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>очищ. вода Ι реагент/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> Н2 ΙΙ H= const/> /> /> /> /> /> /> /> />
Рис.2 Принципиальнаясхема пропорционального дозатора
Уровень очищенной водыбудет влиять на уровень реагента Н1. При увеличении очищенной воды Н2,приходит в движение левый поплавок, всплывает вверх, рычажная система приходитв движение и меняет уровень реагента Н1, который будет падать, следовательно,правый поплавок Ι опустится вниз, что приведет к увеличению проходногосечения клапана реагента и расходу реагента.
4) Смесительныеустройства
После дозаторов водапопадает в смесительные устройства, где реагенты смешиваются с обрабатываемойводой при интенсивном перемешивании друг с другом.
Используются механическиеи гидравлический смесители.
Гидравлические подразделяютсяна перегородчатые, дырчатые, вихревые.
Перегородчатый смесительпредставляет собой железобетонный лоток, в котором последовательно установленонесколько перегородок с проемами расположенными таким образом, чтобы обеспечитьизменение направления движения воды и ее скорости с целью интенсивногоперемешивания ее с реагентом. Количество перегородок не менее трех./> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> лоток/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
/>отвод воды
перегородки
Расчет перегородчатогосмесителя сводится к определению его геометрических размеров.
Площадь сечения
Fсм=/>, где (2.6)
Q — производительность очистныхсооружений, м³/с
νл — скоростьдвижения потока воды в лотке смесителя
Fсм=/>
Из смесителя водаподается в камеры хлопьеобразования
5) Камерахлопьеобразования
/>/>/>/>/>/>вода окно
/>/>/>/>/>/>/>/> отстойник
/>
/>/>/>/>/>
/>
коридор
Предназначены длясоздания благоприятных условий завершения второй стадии процесса коагуляции — хлопьеобразования, ему предшествует плавный режим движения воды.
Площадь камерыхлопьеобразования принимают из расче6та времени пребывания воды в камере (15-20мин)
Fкх=/> (2.7)
Q- производительность очистныхсооружений
t — время перебывания воды в камере
Н — высота камеры
N — количество камер
Fкх=/>
Суммарная площадь живогосечения камеры хлопьеобразования суммируется из Fкх и F30-площадьзоны осаждения.
F30=β·Q\3,6·νp·N, где (2.8)
β — коэффициент учитывающийобъемное использование камеры
β=/> (2.9)
νp — расчетная скорость восходящегопотока, мм/с
F30=/>
F0=1,6+0,002=1,602 м²
6) Отстойники
/>/>/>/>/> Ι-рабочаязона
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> Ʋ0 Ι ΙΙ-зонаосаждения
Ʋ1 Ʋ H Ʋ0-скорость выпа-
дениявзвеси
/>/>/>/>/>/>/>/>/> ΙΙ
Для осветления вод,содержащих взвешенные вещества при коагулировании предусматриваютгоризонтальные, радиальные, вертекальные отстойники.
а) площадь отстойника
Fотс=α/>, где (2.10)
ν0-скоростьвыпадения взвеси
α-коэффициент,учитывающий влияние
α=/> (2.11)
νср=К·ν0, где (2.12)
К — учитывает отношениедлины отстойника к средней глубине зоны осаждения.
νср=10·0,45=4,5м/с
α=/>
Fотс=1,5·/>/>
б) Ширина отстойника
Вот=/>, где (2.13)
водопотреблениесуточный расход
νср — средняя высотазоны осаждения;
N — количество отстойников.
Вот=/>
При ширине отстойника 6 ми более отстойники делятся на самостоятельные секции шириной 3-6 м.
в) длина отстойника
L=/> (2.14)
L=/>
Отстойники покрываютжелезобетонными плитами, в которых устраивают спуски для обслуживающегоперсонала и отводов для отбора проб на расстоянии не олее 10 м друг от друга
7) Расчет фильтров
Фильтрование — один изспособов осветления воды, позволяющий выделить из нее диспергированные иколлоидные примеси, которые задерживаются на поверхности или межпоровомпространстве фильтровального материала.
В большинстве случаевфильтрование заключительный этап при осветлении и обесцвечивании питьевой воды.
а) общая площадь фильтров
F=/>, где (2.15)
t — время работы очистной станции;
νн — расчетнаяскоростьфильтрования при нормальном режиме движения воды;
nпр — число промывок 1 фильтра в суткипри нормальном режиме эксплуатации;
qпр — удельный часовой расход воды наодну промывку, л/с
t1 — продолжительность промывки, ч
t2 — время простоя фильтров в связи спромывкой, ч.
Fф=/>
б) количество фильтров
N=0,5·√Fф (2.16)
N=0,5·√11,1=3,32=4
После фильтрования водаподвергается в случае необходимости дополнительным или специальным видамобработки: обеззараживание, стабилизация по веществам, умягчение, опреснение.
Таким образом, очищеннаявода соответствует по качеству требованиям ГОСТ 2874-82 Вода питьевая.