Водоснабжение и водоотведение с основами гидравлики

Значения расходов воды по часам смен представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды I промышленного предприятия.

Часы смены	% от водопотребления в смену	1 смена, м3/ч	2 смена, м3/ч	3 смена, м3/ч
0-1	6,25	0,69	0,69	0,34
1-2	12,5	1,38	1,38	0,69
2-3	12,5	1,38	1,38	0,69
3-4	18,75	2,06	2,06	1,03
4-5	6,25	0,69	0,69	0,34
5-6	12,5	1,37	1,37	0,69
6-7	12,5	1,37	1,37	0,69
7-8	18,75	2,06	2,06	1,03
Итого:	100	11	11	5,5

Расход на душевые нужды определяется по формуле:

Q_д.=n_д·500·0,75/1000,                                           (9)

где n_д – количество душевых сеток., шт;

500 – норма потребления воды 1 душевой сетки,  л/час;

0,75 – коэффициент неравномерности водопотребления душевыми сетками.

Принимаем, что душем будут пользоваться только 20% от числа рабочих в смену: для 1-ой смены – 88 человек, для 2-ой смены – 88 человек, для 3-ей смены – 44 человека. Находим количество душевых сеток, зная что  5 человек могут подойти к душевой за час.

1 смена:                                   n_д=88/5=17,6, принимаем 18 душевых сеток.

Q_д.=18·500·0,75/1000=6,75 м³/ч.

2 смена:                                   n_д=88/5=17,6, принимаем 18 душевых сеток.

Q_д.=18·500·0,75/1000=6,75 м³/ч.

3 смена:                                   n_д=44/5=8,8, принимаем 9 душевых сеток.

Q_д.=9·500·0,75/1000=3,38 м³/ч.

Расход на технологические нужды в год определяется по формуле:

Q_техн.^год=q·M,                                              (10) где q – норма  водопотребления на единицу продукции, м³/т

М – мощность предприятия, т/год.

Q_техн.^год=30·80000=2400000 м³/год.

Суточный расход на технологические нужды определяется по формуле:

Q_техн.^сут. =Q_техн.^год/n,                                       (11)

где n – количество рабочих дней в году, принимаем 365.

Q_техн.^сут. =2400000/365=6575,34 м³/сут.

Часовой расход на технологические нужды определяем по формуле:

Q_техн.^час.= Q_техн.^сут./24                                     (12)

Q_техн.^час.= 6575,34/24=272,72 м³/ч.

Водопотребление II промышленного предприятия рассчитываем только для технологических нужд.

Расход на технологические нужды в год определяется по формуле:

Q_техн.^год=q·M,                                            (13)

где q – норма  водопотребления на единицу продукции, м³/км

М – мощность предприятия, км/год.

Q_техн.^год=21,8·400000=8720000 м³/год.

Суточный расход на технологические нужды определяется по формуле:

Q_техн.^сут. =Q_техн.^год/n,                                      (14)

где n – количество рабочих дней в году, принимаем 255.

Q_техн.^сут. =8720000/255=34196,08 м³/сут.

Часовой расход на технологические нужды определяем по формуле:

Q_техн.^час.= Q_техн.^сут./16                                      (15)

Q_техн.^час.= 34196,08/16=2137,3 м³/ч.

Все полученные расходы заносим в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчет суммарного водопотребления.

Часы суток	Водопотребление населения		Расходы на полив		Местная промыш- ленность	Расход воды на промышленном предприятии №1			Расход воды на промышленном предприятии №2	Итого
	%	м3	Механиз.	Ручной		Х.-п.	Душ.	Тех.	Тех.	%	м3
0-1	1,5	362,45	101,49			2,06	6,75	272,72		1,08	745,47
1-2	1,5	362,45	101,49			0,34		272,72		1,06	737,00
2-3	1,5	362,45	101,49			0,69		272,72		1,07	737,35
3-4	1,5	362,45	101,49			0,69		272,72		1,07	737,35
4-5	2,5	604,09	101,49			1,03		272,72		1,41	979,33
5-6	3,5	845,72	101,49			0,34		272,72		1,76	1220,27
6-7	4,5	1087,36				0,69		272,72		1,96	1360,77
7-8	5,5	1328,99				0,69		272,72		2,31	1602,4
8-9	6,25	1510,22			172,62	1,03	3,38	272,72	2137,3	5,91	4097,27
9-10	6,25	1510,22			172,62	0,69		272,72	2137,3	5,91	4093,55
10-11	6,25	1510,22			172,62	1,38		272,72	2137,3	5,91	4094,24
11-12	6,25	1510,22			172,62	1,38		272,72	2137,3	5,91	4094,24
12-13	5	1208,17		643,24	172,62	2,06		272,72	2137,3	6,41	4436,11
13-14	5	1208,17		643,24	172,62	0,69		272,72	2137,3	6,40	4434,74
14-15	5,5	1328,99			172,62	1,37		272,72	2137,3	5,66	3913,00
15-16	6	1449,80			172,62	1,37		272,72	2137,3	5,81	4033,81
16-17	6	1449,80			172,62	2,06	6,75	272,72	2137,3	5,84	4041,25
17-18	5,5	1328,99			172,62	0,69		272,72	2137,3	5,65	3912,32
18-19	5	1208,17			172,62	1,38		272,72	2137,3	5,47	3792,19
19-20	4,5	1087,36			172,62	1,38		272,72	2137,3	5,31	3671,38
20-21	4	966,53			172,62	2,06		272,72	2137,3	5,13	3551,23
21-22	3	724,90			172,62	0,69		272,72	2137,3	4,77	3308,23
22-23	2	483,27				1,37		272,72	2137,3	4,19	2894,66
23-24	1,5	362,45				1,37		272,72	2137,3	4,00	2773,84
Итого	100	24163,44	608,94	1286,48	2416,63	27,5	16,88	6575,3	34196,1	100	69291,27

2.2.  Режим работы водопроводной сети.

Режим подачи воды насосной станцией по часам суток принят из условия максимального приближения объемов подачи к водопотреблению. Работа насосной станции задана ступенчатой, при которой подача осуществляется разным числом насосов в отдельные часы суток. При подаче воды насосами больше объема водопотребления избыток поступает в водонапорный бак. В часы, когда водопотребление превышает подачу, недостающее количество воды поступает в сеть из баков. Для гарантированной бесперебойной подачи воды потребителю в системах водоснабжения предусмотрено использование таких сооружений, как аккумулирующие емкости, с помощью которых и обеспечивается сглаживание несоответствия режимов подачи, водозабора и водопотребления между насосными станциями второго и первого подъемов и водопотребителем, а также обеспечение необходимых напоров.

Регулирующая емкость резервуаров определяется в соответствии с заданным режимом поступления в них воды и их отбора.

Таблица 4 – Определение режима работы насосной станции.

Часы	Водопотребление по часам в сутках, %	Работа НС II, %	Поступление воды в бак, %	Расход воды из бака, %	Остаток воды в баке, %
0-1	1,08	3,4	2,32	-	2,32
1-2	1,06	3,4	2,34	-	4,66
2-3	1,07	3,4	2,33	-	6,99
3-4	1,07	3,4	2,33	-	9,32
4-5	1,41	3,4	1,99	-	11,31
5-6	1,76	3,4	1,64	-	12,95
6-7	1,96	4,55	2,24	-	15,19
7-8	2,31	4,55	2,59	-	17,78
8-9	5,91	4,55	-	1,36	16,42
9-10	5,91	4,55	-	1,36	15,06
10-11	5,91	4,55	-	1,36	13,7
11-12	5,91	4,55	-	1,36	12,34
12-13	6,41	4,55	-	1,86	10,48
13-14	6,40	4,55	-	1,85	8,63
14-15	5,66	4,55	-	1,11	7,52
15-16	5,81	4,55	-	1,26	6,26
16-17	5,84	4,55	-	1,29	4,97
17-18	5,65	4,55	-	1,1	3,87
18-19	5,47	4,55	-	0,92	2,95
19-20	5,31	4,55	-	0,76	2,19
20-21	5,13	4,55	-	0,58	1,61
21-22	4,77	4,55	-	0,22	1,39
22-23	4,19	3,4	-	0,79	0,6
23-24	4,00	3,4	-	0,6	0,00
Итого	100	100	17,78	17,78

Таблица 5 – Определение регулирующей емкости резервуара чистой воды.

Часы	Подача воды НС-I в РЧС, %	Подача воды НС-II в бак, %	Поступление воды в РЧВ, %	Расход воды из РЧВ, %	Остаток воды в РЧВ, %
0-1	4,16	3,4	0,76	-	2,3
1-2	4,16	3,4	0,76	-	3,06
2-3	4,16	3,4	0,76	-	3,82
3-4	4,16	3,4	0,76	-	4,58
4-5	4,16	3,4	0,76	-	5,34
5-6	4,16	3,4	0,76	-	6,1
6-7	4,16	4,55	-	0,39	5,71
7-8	4,16	4,55	-	0,39	5,32
8-9	4,17	4,55	-	0,38	4,94
9-10	4,17	4,55	-	0,38	4,56
10-11	4,17	4,55	-	0,38	4,18
11-12	4,17	4,55	-	0,38	3,8
12-13	4,17	4,55	-	0,38	3,42
13-14	4,17	4,55	-	0,38	3,04
14-15	4,17	4,55	-	0,38	2,66
15-16	4,17	4,55	-	0,38	2,28
16-17	4,17	4,55	-	0,38	1,9
17-18	4,17	4,55	-	0,38	1,52
18-19	4,17	4,55	-	0,38	1,14
19-20	4,17	4,55	-	0,38	0,76
20-21	4,17	4,55	-	0,38	0,38
21-22	4,17	4,55	-	0,38	0,00
22-23	4,17	3,4	0,77	-	0,77
23-24	4,17	3,4	0,77	-	1,54
Итого	100	100	6,1	6,1

В период максимального водозабора  (12-13 ч) город потребляет 4436,11 м³/ч (1232,25 л/с), из которых 274,78 м³/ч (76,33 л/с) отбирает I промышленное предприятие по производству катионита КУ 2-8 из узла 6, а II завод по производству кабеля отбирает 2137,3 м³/ч (593,7 л/с) из узла 3.

Удельный отбор воды в период максимального водозабора определяется по формуле:

q_уд.=(Q_В-ΣQ_соср.)/Σl,                                              (16)

где Q_В – водопотребление в час максимального водозабора, л/с;

Q_соср – расход водя для нужд всех промышленных предприятий в час максимального водозабора, л/с;

Σl – протяженность водопроводной сети, м, с учетом участков