Водно-экологический анализ водопользования города и промышленных предприятий (с населением 106,745 тыс. чел.)

                                                                                                                                                                                                       

Министерство  образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет энергетического строительства

Кафедра «Водоснабжение и  водоотведение»

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому  проекту

по дисциплине: «Водный менеджмент»

Тема: «Водно-экологический анализ водопользования города и промышленных предприятий (с населением 106,745 тыс. чел.)»

 

 

 

 

Исполнитель:                                                                         студент гр. 302319

                                                                                     Гладкий И.И.

 

 

Руководитель проекта:                                                             Кулешова Л.В.

 

 

 

 

 

Минск 2013 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ВОДОСНАБЖЕНИЕ ГОРОДА 6

1.1 Расчет водопотребления города 6

1.1.1 Водопотребление на питьевые и хозяйственные нужды населения 6

1.1.2 Водопотребление промышленных предприятий 9

1.1.3 Суммарное водопотребление города 13

2 ВОДООТВЕДЕНИЕ ГОРОДА 16

2.1 Режим поступления сточных вод 16

2.2 Определение требуемой степени очистки сточных вод 18

2.3 Определение требуемой степени очистки сточных вод на очистные сооружения 19

2.4 Выбор канализационных очистных сооружений 22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В проекте  рассмотрены вопросы водоснабжения  и водоотведения города с населением 106,745 тыс. жителей. В городе находится два района с различной степенью санитарного благоустройства зданий, а также расположены два промышленных предприятия. В районе А: плотность населения составляет 135 чел/га, здания оборудованы здания оборудованы  центральным водоснабжением, душевыми. В районе В: плотность населения составляет 175 чел/га, здания оборудованы центральным водоснабжением, душевыми и ваннами, оборудованными душами.

Среднесуточное  водопотребление города с промышленными предприятиями составляет 29831,4 м³/сутки. Город снабжается водой из поверхностного источника со следующими  характеристиками: средний расход реки Q_r = 13 м³/сутки, средняя скорость реки v_r= 0,24 м/с, средняя глубина реки h_r= 1,5 м, концентрация загрязняющих веществ по БПК L_r= 1,65 мг/л, концентрация взвешенных веществ b_r= 18 мг/л, среднее содержание кислорода в воде О₂= 5,69 мг/л, средняя температура воды 17 °С, расчетный створ находится на расстоянии от места выпуска сточных вод по прямой 0,8 км, по фарватеру 0,9 км. В проекте принят водозабор берегового типа.

В результате выполнения проекта ставились следующие  задачи:

• определить общий объем водопотребления города и распределение его по часам суток;
• выбрать месторасположение водозаборных сооружений из поверхностного источника и определить зоны санитарной охраны;
• произвести анализ соответствия качества воды источника водоснабжения нормам «Вода питьевая» и определить состав водопроводных очистных сооружений;
• произвести трассировку водопроводной и водоотводящей сетей;
• определить объемы водоотведения города;
• проанализировать возможность сброса промышленных сточных вод в сеть хозяйственно-бытовой канализации и определить концентрацию загрязнений общего стока;
• выбрать состав канализационных очистных сооружений и место выпуска сточных вод в водоем.

 

1 ВОДОСНАБЖЕНИЕ  ГОРОДА

1.1 Расчет водопотребления  города

1.1.1 Водопотребление  на питьевые и хозяйственные  нужды населения

Определение среднего за год среднесуточного расхода воды на питьевые и хозяйственные нужды населения производится по следующей формуле:

Q_сут=

, м³/сутки,

где q_n – среднесуточная норма водопотребления, которая зависит от вида водопользования и от степени санитарного благоустройства зданий в каждом из районов, и определяется по Приложению А СНБ 4.01.01-03;

N – количество жителей, которое определяется по формуле:

, человек,

где  р – плотность населения в районе жилой застройки, чел/га;

F – площадь района жилой застройки, га.

n – число районов жилой застройки с различной степенью благоустройства, в данной работе n=2.

Расчетные расходы водопотребления рассчитываются для каждого района города отдельно, а потом полученные результаты суммируются  для определения расчетного расхода  водопотребления города.

Найдем  водопотребление района А, для него:

q_A=180 л/чел·сутки – среднесуточная  норма потребления для зданий оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением с душевыми;

F_А=512 га – площадь жилой застройки района А определяем по генплану города (см. Лист А1);

р_А=135 чел/га – плотность населения в районе А, принимается в соответствии с заданием на проектирование.

Определяем  количество жителей в районе А:

N^А = 512·135=69120 человек.

Определяем  среднесуточный расход водопотребления  района А:

Q^A_{сут. ср}

=12441,6 м³/сутки.

Найдем  водопотребление района B, для него:

q_В=210 л/чел·сутки – среднесуточная  норма потребления для зданий, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением с душевыми и ванной;

F_В=215 га – площадь жилой застройки района В определяем по генплану города (см. Лист 1);

р_В=175 чел/га – плотность населения в районе В принимается в соответствии с заданием на проектирование.

Определяем  количество жителей в районе В:

N^B = 215·175= 37625 человек.

Определяем  среднесуточный расход водопотребления  района B:

Q^B_{сут. ср} =

=7901,3 м³/сутки.

Определяем  среднесуточный расход водопотребления  на питьевые и хозяйственные нужды населения по городу:

Q_{сут. ср} =Q^А_{сут. ср} +  Q^В_{сут. ср,} м³/сутки;

Q_{сут. ср}= = 12441,6 + 7901,3  = 20342,9 м³/сутки

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления определяют по формулам

Q_{сут. макс} = K_{сут. макс} Q_{сут. ср}, м³/сут;

Q_{сут. мин} = K_{сут. мин} Q_{сут. ср}, м³/сут,

где K_{сут.макс} и K_{сут.мин} – коэффициенты суточной неравномерности соответственно максимальный и минимальный, которые следует принимать равными

K_{сут. макс} = 1,1…1,3; и K_{сут. мин} = 0,7…0,9.

В данной работе необходимо определение расчетного расхода воды в сутки наибольшего водопотребления Q_{сут. макс} (т.к. город небольшой N= 106745 человек, то принимаем K_{сут. макс} = 1,2):

Q_{сут. макс} = 1,2*20342,9 = 21514,7 м³/сут;

Расчетные часовые расходы  воды определяют по формулам:

, м³/ч;

, м³/ч,

где K_{ч. макс} – коэффициент часовой неравномерности, определяемый по формуле

K_{ч. макс} = α_макс β_макс;

где  α_макс – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаемый

α_макс =1,2…1,4, принимаем α_макс = 1,4.

 β_макс – коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаем β_макс = 1,1.

Тогда коэффициент часовой неравномерности

K_{ч. макс} =1,1·1,4=1,54.

Определяем расчетные  часовые расходы воды:

м³/ч;

 м³/ч,

Максимальный  часовой расход воды на питьевые и  хозяйственные нужды населения равен 1380,5 м³/ч.

1.1.2 Водопотребление  промышленных предприятий

Водопотребление промышленных предприятий состоит из хозяйственно-бытового водопотребления рабочими и потребления воды на технологические нужды.

Суточный  расход на хозяйственно-бытовые нужды  рабочих промышленных предприятий  зависит от характера производства, количества работающих, числа смен в сутки, типа цехов и складывается из хозяйственно-питьевых и душевых расходов.

1. Суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды находят из выражения

,

где n – число смен в сутки;

 – расчетный расход на хозяйственно-питьевые нужды за смену, который определяют по формуле

=(q_xN_x+q_гN_г)/l0³ , м³/см,

где q_x, q_г – норма водопотребления на одного рабочего в смену соответственно в холодных и горячих (тепловыделение свыше 80 кДж на 1 м³/ч) цехах:

q_x = 25 л/см на 1 рабочего;

q_г = 45 л/см на 1 рабочего;

N_x и N_г – число рабочих соответственно в холодных и горячих цехах.

В соответствии с исходными  данными на первом предприятии работает 6,0 тыс. человек, в первую смену работает 35% рабочих, во вторую 35%, в третью – 30%, из них в горячих цехах работает 25%, в холодных 75%. На основании исходных данных и вышеприведенных формул проведем расчеты суточных расходов на хозяйственно-питьевые нужды на первом предприятии, результаты которых представлены в таблице 1.1.

 Таблица 1.1 – Суточные расходы на хозяйственно-питьевые нужды на первом предприятии

	Процент рабочих по сменам, %	Колич. рабочих по сменам	Процент распределения по горячим и холодным цехам, %		Колич. рабочих по сменам по цехам	Норма водопотребл., л/см на 1 рабочего	Расход на хозяйств.- питьевые нужды, м3/сут
1-я смена	35	2100	Г1	25	525	45	23,6
			Х1	75	1575	25	39,4
2-я смена	35	2100	Г2	25	525	45	23,6
			Х2	75	1575	25	39,4
3-я смена	30	1800	Г3	25	450	45	20,3
			Х3	75	1350	25	33,7
ИТОГО	100	6000	-	100	6000	-	180,0

Таким образом, суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды на первом предприятии =180,0 м³/сут.

По условию на втором предприятии работает 3 тыс. человек, в две смены, в первую смену работает 55% рабочих, во вторую 45%, из них в горячих цехах работает 25%, в холодных 75%. На основании исходных данных и вышеприведенных формул проведем расчеты, результаты которых представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Расходы на хозяйственно-питьевые нужды на втором предприятии

	Процент рабочих по сменам, %	Колич. рабочих по сменам	Процент распределения по горячим и холодным цехам, %		Колич. рабочих по сменам по цехам	Норма водопотребл., л/см на 1 рабочего	Расход на хозяйств.- питьевые нужды, м3/сут
1-я смена	55	1650	Г1	25	413	45	18,6
			Х1	75	1237	25	30,9
2-я смена	45	1350	Г2	25	337	45	15,2
			Х2	75	1013	25	25,3
ИТОГО	100	3000	-	100	3000	-	90,0

 

Таким образом, суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды на втором предприятии =90,0 м³/сут.

2. Расход воды на прием душа зависит от количества рабочих и служащих, принимающих душ в каждой смене.

По нормам пользование  душем принимается в течение 45 мин (0,75 ч) первого часа последующей смены.

Максимальный часовой  расход воды на душевые нужды определяется по количеству установленных душевых  сеток, принимая расход на одну душевую  сетку за 45 мин 500 л, тогда часовой расход на одну душевую сетку будет равен

q^д₁ = (500/1000) * 0,75 = 0,375 м³/ч.