Разработка проекта водоснабжения населенного пункта (плотность населения – 370 чел/га, норма водоотведения - 300 л/чел∙сут)

1. Исходные данные

Данные по населенному пункту

Данные по пром. предприятиям

Данные по природным источникам

1. Выбор источника питьевого водоснабжения

1.1 Оценка общего водного ресурса (Q_общ.):

Q_{общ.в.р.} = Q_эр. + Q_скв., где

Q_эр. - эксплуатационный расход реки, м³/ сут;

Q_скв. - гарантированный дебит скважины, м³/сут.

Q_эр. = 0,2*Q_p.*86400, м³/сут, где

0,2 - эксплуатационная часть;

Q_р. - расход реки, м³/с

Q_эр. = 0,2*11*86400 = 190080 м³/сут

Q_{общ.в.р.} = 190080 + 34560 = 224640 м³/сут

1.2 Общее водопотребление объектов:

Q_общ. = Q_Н.П. + Q_П.П.2 + Q_П.П.3

Q_общ. = 199800 + 8000 + 3840 = 211640 м³/сут

1.3 Выбор источника

Общее водопотребление превышает эксплуатационную часть в 20% от расхода реки, но в то же время оно составляет 22% от речного расхода. В связи с этим в качестве источника хо-пит водоснабжения выбирается река, но на реке требуется устройство регулирования речного стока, которое может быть представлено в качестве водозаборных ковшей, плотин и т.д.

2. Разработка первого варианта комплексного использования водных ресурсов

В качестве источника питьевого водоснабжения Н.П. и П.П. принимается река, т.к. Q_эр. = Q_общ.. Забранная вода проходит очистку на ВОС и далее подается в Н.П., на П.П.1 и П.П.2 в целях хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Ливневые С.В. от Н.П. расходуются на орожение с/х, в связи с чем направляются на ЛОС1 и очищаются до требуемого для орошения качества.

Хоз-быт С.В. от Н.П., П.П.1 и П.П.2, имея единый качественный состав, направляются на КОС города. Часть очищенный хоз-быт вод после КОС направляется на орошение с/х полей, т.к. одного расхода ливневых вод от города не хватает.

Техническое водоснабжение П.П. организуется по оборотной системе.

Для технической воды 1-й категории устраивается оборотная система с охладителем, который принимает на себя расход технической воды 1й категории от П.П.2 и П.П.3.

Техническая вода 2й категории на П.П.3 используется без потерь на производстве, в связи с чем наиболее целесообразно устроить оборотную систему водоснабжения с очисткой на ЛОС3.

Использованные технические воды 2,3 категорий П.П.2 направляются на ЛОС2 и ЛОС3, соответственно для потоков, а очищенная вода направляется на оборот.

Для подпитки оборотных систем на КОС вода очищается до требований к качеству третьей категории. Часть потока после КОС направляется на с/х орошение, другая направляется на подпитку оборотных систем 2 и 3 категорий П.П.2.

Для подпитки систем с требованиями к качеству воды 1й категории часть потока после КОС направляется на СД1. Оставшийся объем сбрасывается в воду.

2.1 Подбор очистных сооружений

 Сооружения ВОС

Потери воды на фильтровании составят:

G_ос. = С₁ Q₁ Э 10^-6, где

G_ос. - масса осадка по сухому веществу, т/сут; С₁ - концентрация загрязнений, на входе О.С., мгр/л; Э - эффект очистки по данному загрязнению, %.

G_ос. = 150*211640*0,99*10^-6 = 31,43 т/сут

W_ос =  G_ос.*100/((100-Вл)*ρ_ос), где

Вл - влажность (80%) подсушенного обезвоженного осадка, %; ρ_ос - плотность осадка, т/м³.

W_ос = q_пот. = 142,9м³/сут.

Сооружения ЛОС1

Потери на ЛОС1:

1). Потери на отстойниках:

G_ос. = 60*0,667*3000*10^-6 = 0,12т/сут;

W_ос. = 0,12*100/(100-80)*1,1 = 0,545м³/сут

2). На флотационных сооружениях:

G_ос. = 20*0,167*3000*10^-6 = 0,01т/сут;

W_ос. = 0,01*100/(100-80)*1,1 = 0,045м³/сут

Суммарные потери: q_пот = 0,59м³/сут.

Сооружения КОС

Потери на КОС:

1). Потери на отстойниках:

G_ос. = 218,3*0,8*207640*10^-6 = 36,26т/сут;

W_ос. = 36,26*100/(100-80)*1,1 = 164,8м³/сут

2). В аэротенках: Пр = 0,5*43,7+0,5*175,7 = 109,7мгр/л;

G_ос. = 109,7*207640*10^-6 = 22,78т/сут;

W_ос. = 22,78*100/(100-80)*1,05 = 108,47м³/сут

3). На флотационных сооружениях:

G_ос. = 17,5*0,371*207640*10^-6 = 1,35т/сут;

W_ос. = 1,35*100/(100-80)*1,1 = 6,13м³/сут

Суммарные потери: q_пот = 279,4м³/сут.

Сооружения ЛОС2

Потери на ЛОС2:

1). Потери на отстойниках:

G_ос. = 114,7*0,8*136000*10^-6 = 12,48т/сут;

W_ос. = 12,48*100/(100-80)*1,1 = 59,56м³/сут

2). На флотационных сооружениях:

G_ос. = 29,9*0,632*136000*10^-6 = 2,57т/сут;

W_ос. = 2,57*100/(100-80)*1,1 = 24,55м³/сут

Суммарные потери: q_пот = 94,1м³/сут.

Расчет равновесной концентрации для третьего технического потока П.П.2 по взвешенным веществам

Концентрация взвешенных веществ в конце n-ого цикла рассчитывается по формуле:

С_0,n = ((Q₀ - q₁ - q₂ - q₃) (С_0,n-1 + С_доб) (1-Э) + Q_свС_св)/Q₀

C_0,1 = ((120094,1-16000-94,1)(11+115,4)(1-0,904)+94,1*11)/120094,1 = 10,5264мгр/л;

C_0,1 = ((120094,1-16000-94,1)(10,5264+115,4)(1-0,904)+94,1*11)/120094,1 = 10,487мгр/л...

Равновесная концентрация по взвешенным веществам достигается при N_цикла = 6 и равна С^М_равн. = 10,4834мгр/л при С_норм. = 11мгр/л.

Расчет равновесной концентрации для третьего технического потока П.П.2 по солесодержанию

При эффекте очистки на ЛОС2 от солей Э = 58,6% концентрация после первого цикла оборота на входе на П.П.2 техн. воды 3й категории равна:

C_0,1 = ((120094,1-16000-94,1)(708,6+1852,9)(1-0,586)+16094,1*708,6)/120094,1=1013,3073мгр/л

При С_норм.=800мгр/л данный результат является неудовлетворительным. Вследствие этого, повышается эффект очистки на ЛОС2.

При Э = 70% С_0С/с = 778,6204мгр/л на N = 11 при С_норм.=800мгр/л - данный результат удовлетворителен.

Сооружения ЛОС3