Расчет сброса сточных вод в водоем. Расчет допустимости сброса сточных вод промышленных предприятий. Расчет аэротенка - смесителя с регенерацией

Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах, входит в состав выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в ближайшие водные объекты. Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» все водные объекты подразделяются на два вида водопользования:

хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование;

рыбохозяйственное водопользование

Каждый вид водопользования разделен еще на категории. К первому виду относятся две категории:

водные объекты, которые используются в качестве хозяйственно- питьевого водоснабжения и для предприятий пищевой промышленности;

водные объекты, которые используются для купания, занятия спортом и отдыха населения.

Ко второму виду относят три категории:

Нормы качества воды водных объектов включают:

Общие требования к составу и свойствам воды в зависимости от видов водопользования

Перечень ПДК нормированных веществ для различных видов водопользования.

Для определения качества воды устанавливается расчетный створ.

Рис.1.

ПП - промышленное предприятие;

ОС - очистные сооружения;

• - нулевой створ;
• - расчетный створ.

При сбросе сточных вод в водные объекты, расчетный створ определяется в каждом случае местной администрацией, но не далее, чем в 500 м. от места сброса сточных вод.

Таким образом, для разных видов водопользования качество воды при сбросе сточных вод должно соответствовать качеству в расчетном створе.

В расчетном створе качество воды должно удовлетворять нормативным требованиям (ПДК). Все вредные вещества, для которых определены ПДК подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ). Принадлежность вещества к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.

Вещества, концентрация которых изменяется как вследствие разбавления, так и вследствие протекания химических, физических и биологических процессов, называются неконсервативными.

Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водные объекты, называются процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения определяет обезвреживающую способность водного объекта.

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчетном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующее условие:

Одновременно механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе в водные объекты - разбавление. В практике расчетов используют понятие кратность разбавления. Кратность разбавления в водотоке у расчетного створа выражается зависимостью.

Размещено на /

Введение

Целью данной курсовой работы является составление и расчет схемы очистных сооружений предприятия.

Очистка сточных вод необходима для того, чтобы концентрация веществ в воде, сбрасываемой в водный объект с данного предприятия, не превышала нормативы предельно допустимого сброса (ПДС).

Сточные воды с предприятия нельзя сбрасывать загрязненными, так как вследствие этого в реке могут погибнуть живые организмы, происходит загрязнение речной воды, подземных вод, почв, атмосферы; это приводит к нанесению вреда здоровью человека и окружающей природной среде в целом.

Раздел 1. Характеристика предприятия

Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) производят на заводах пластмасс.

Полиэтилен получают полимеризацией этилена в бензине при температуре 80 0С и давлении 3 кг *с / см 2 в присутствии катализаторного комплекса диэтил-алюминий хлорида с четырёххлористым титаном.

В производстве полиэтилена вода расходуется на охлаждение аппаратуры и конденсата. Система водоснабжения - оборотная с охлаждением воды на градирне. Водоснабжение осуществляется тремя системами: оборотной, свежей технической и питьевой воды.

Для технических нужд (промывка полимеров аппаратов и коммуникаций цеха полимеризации, приготовление реагентов инициаторов и добавок для полимеризации) используется конденсат пара.

Характеристика сточных вод приведена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика сточных вод выпускаемых в водоёмы от производства полиэтилена.

Данное предприятие имеет I Б класс опасности. Санитарно защитная зона равна 1000 м. Находится в Киевской области.

Для дальнейших расчётов выбираем реку в данной области – р. Десна, узнаём по этой реке данные для 97% обеспеченности, с помощью переводного коэффициента переводим эти данные для 95% обеспеченности. Значения qпром и qбыт (расход воды на единицу водовыпуска продукции в промышленных и бытовых сточных водах соответственно) равны: qпром=21м3 , qбыт=2,2м3. Затем из справочника по водным ресурсам Украины узнаём Сф, если не указано, то Сф=0,4 ПДК.

Расчёт расхода сточных вод.

Q=Пq, м3/год

П. - производительность, 7500 м3 /год.

Q – расход воды на единицу выпускаемой продукции.

Qпром =7500 21=1575000 м3/год

Qбыт=7500 2,2=165000 м3/год

Опром, быт – расход производственных и бытовых сточных вод.

Qсм=4,315+452=4767 м3/сут.

Расчёт концентрации веществ в сточной воде.

Сiсм=(qx/б Сх/б+Qпр Сiпр)/Qсм

Сiх/б, пр-концентрация веществ в х/б и производственных сточных водах, мг/дм3.

Ссмв-х вв.=(452 120+4315 40)/4764=46,6 мг/дм3

Ссммин.=(452 500+4315 2700)/4767=2491,4 мг/дм3

С смCl =(452 300+4315 800)/4764=752.6 мг/дм3

С смSO4=(452 500+4315 1000)/4767=952.6 мг/дм3

СсмХПК=(452 300+4315 1200)/4767=1115 мг/дм3

СсмБПКп=(452 150+4315 700)/4767=677,85 мг/дм3

СсмAl=(452 0+4315 1)/4767=0.9 мг/дм3

Ссмизопр-л=(452 0+4315 300)/4767=271,55 мг/дм3

Ссмаз.ам=(452 18+4315 0)/4767=1,7 мг/дм3

Раздел 2. Расчёт нормативного сброса сточных вод

Расчёт кратности основного разбавления no.

Y=2.5∙√nш-0,13-0,75√R(√nш-0,1)=2,5∙√0,05-0,13-0,75√3(0,05-0,1)=0,26

пш-коэффициент шероховатости русла реки.

R-гидравлический радиус.

Sn=Ry/nш=30,26/0,05=26,6

Sn-коэффициент Шези.

Д=g∙Vф∙hф/(37 nш∙Sh2)=9.81∙0,02∙3/(37∙0,05∙26,6)=0,012 м/с2

g-ускорение свободного падения, м/с2.

Д-коэффициент требуемой диффузии.

Vф-средняя по сечению водотока скорость.

hф-средняя глубина реки, м.

α=ζ∙φ∙√Д/Ост=1,5∙1,2∙√0,012/0,03=1,3

ζ-коэффициент, характеризующий тип выпуска сточных вод.

φ-коэффициент, характеризующий извилистость русла реки.

Qст-расход сточных вод.

β= -α√L=2.75-1.3∙√500=0.00003

L-расстояние от места выпуска до контрольного створа.

γ=(1-β)/(1+(Оф/ Ост)β)=(1-0,00003)/(1+(0,476/0,0)∙0,00003)=0,99

γ-величина коэффициента смещения.nо=(Qст+γ∙Qф)/Qст=(0,03+0,99∙0,476)/0,03=16,86

Расчёт кратности начального разбавления nн.

l=0.9B=0.9∙17.6=15.84

l-длинна трубы рассеивателя, м.

В-ширина реки в маловодный период, м.

В=Qф/(HфVф)=1,056/(3∙0,02)=17,6 м

l1=h+0.5=3+0.5=3.5 м

l1-расстояние между оголовками

0,5-технологический запас

N=l/l1=15.84/3.5=4.5≈5-количество оголовковd0=√4Qст/(πVстN)=√ (4∙0.05)/(3.14∙2∙5)=0.08≥0.1N=4Qст/(πVстd02)=0.2/(3.14∙3∙0.12)=3.2≈3

Vст=4Qст/(πN d02)=0.2/(3.14∙3∙0.12)=2.1

d0=√4Qст/(πVстN)= √0.2/(3.14∙2.1∙3)=0.1

d0-диаметр оголовка,

Vст-скорость истечения,

L1=L/n=15.84/3=5.2

Δvm=0,15/(Vст-Vф)=0,15/(2,1-0,02)=0,072

m=Vф/Vст=0,02/2,1=0,009-соотношение скоростных напоров.

7,465/√(Δvm[Δv(1-m)+1,92m])=√7.465/(0.072)=20.86-относительный диаметр трубы.

d=d0∙ =0.1∙20.86=2.086

nн=0,2481/(1-m)∙ 2=[√0.0092+8.1∙(1-0.009)/20.86-0.009]=13.83

Кратность общего разбавления:

n=n0∙nн=16,86∙1383=233,2

Таблица 2 Расчёт Спдс

Для проведения расчётов определяем, соответствует ли РАС.

Для веществ ОТ, ед. ЛПВ

Сфi/ПДКi<1

для веществ с од. ЛПВ

∑ Сфi/ПДКi<1

I. Расчёт СПДС, когда РАС существует.

1.Взвешенные вещества

Концентрация на границе зоны общего разбавления при фактическом сбросе сточных вод:

СФiк.с.=Сфi+∑(Сстi-СФi)/n

Cфакт в. в-вк.с.=30+(46,6-30)/233,2=30,0 7

СПДС=30+0,75 ∙233,2=204.9

СПДС=min(СПДСрасч Сст)= minСст

2.Вещества из ОТ и ед. ЛПВ

Минерализация

Сфакт=331+(2491,4-331)/233,2=340,3

0,75 =Δ1≤σ1=9,2

СПДС=331+0,75 ∙233,2=505,9

СПДС=min(СПДСрасч Сст)

Сфакт=1,2+(677,9-1,2)/233,2+(238,9-1,2)/200=5,3

0,75=Δ1≤σ1=2,9

СПДС=1,2+0,75∙233,2=176,1

II. Расчёт СПДС, когда РАС существует.

1.Вещества из ОТ и ед. в своём ЛПВ

СПДС= min(Сст; ПДК)

2.Вещества с одинаковым ЛПВ

2а -Cl-,SO42-,Al3+,нефтепродукты

∑Ki=Cстi/ПДКi=752.6/300+952.6/100+0.9/0.5+0/0.1=13.8>1

Сф/ПДК≤Кi≤Сст/ПДК

СПДС=Кi∙ПДК

0,25≤KCl≤2.5Cпдс=0,06·300=18

0,4≤KSO4≤9.5Cпдс=0.3·100=40

0.35≤KAl≤1.8Cпдс=0.14·0.5=0.175

0≤Kн-ты≤0Cпдс=0,-0,1=0

2б Изопропанол, азот аммонийный, СПАВ

∑Ki=271,6/0,01+1,7/0,5+0/0,1=27163,4>1

0,8≤Kиз-л≤271160Cпдс=0,6·0,01=0,008

0,2≤Kа.ам.≤3,4Cпдс=0,3·0,5=0,1

0≤KСПАВ≤0Cпдс=0

Раздел 3. Расчёт сооружений механической очистки

Для удаления взвешенных веществ, служат сооружения механической очистки.

Для очистки сточных вод от этих веществ, для данного предприятия, необходимо поставить решётки и песколовки.

Для расчёта сооружений механической очистки необходимо расход смеси, который измеряется в м3/год, перевести в м3/сут

Расчёт решёток.

qср.сек.=4764/86400=0,055(м3/сек)·1000=55 л/с

По таблице из СНиПА, определяем Кдеп.max

х=-(45·0,1)/50=-0,09

Кдеп.max=1,6-(-0,09)=1,69

qmaxсек=gср.сек· Кдеп.max=0,055·1,69=0,093(м3/сек)

n=(qmaxсек·K3)/b·h· Vp=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·1)=12.21≈13 шт

Вр=0,016·13+14·0,006=0,292 м

Принимаем решётку РМУ-1 с размером 600 мм Ч800 мм, в ней ширина между стержнями 0,016 м, толщина стержней 0,006 м. Количество прозоров между стержнями – 21.

Vp==(qmaxсек·K3)/b·h·n=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·21)=0.58 м/с

Nпр=Qср.сут/qвод.от=4767/0,4=11918 человек

Vсут=(Nпр·W)/(1000·35)=0.26 м3/сут =·Vсут=750·0,26=195 кг/сут

Расчёт песколовок. Песколовки – тангенсыальные-круглые, т.к. Qср.сут=4764 м3/сут, т.е.<50000 м3/сут

qср.сек=4767/86400=0,055 м3/сут

qmax S=Kдепmax·qср.сек=1,6·0,055=0,088 м3/сут

Д=(qmaxсек·3600)/n·q·S=(088·3600)/2·1·10=1.44 м2

НК=√Д2-Н2=1,61 м

Vк=(π∙Д2∙Нк)/3∙4=3,14∙1,442∙0,72)/12=0,39 м3

Nпр=11918 человек

Vос=(11918∙0,02)/1000=0,24 м3/сут

t=Vk/Voc=0.39/0.24=1.625 сут

Расчет аэротенка - смесителя с регенерацией

Применяется для очистки производственных сточных вод со значительными колебаниями состава и расхода стоков с присутствием в них эмульгированных и биологически трудно - окисляемых компонентов

Исходные данные:

qw =198.625 м2/ч

Len =677.9мг/л

Lex =117.8мг/л

r max =650 БПК полн/(г *ч)

Кч=100 БПК полн/(г *ч)

Ко=1,5 мгО 2/Л

Коэффициент рециркуляции равен:

Ri = 3,5/((1000/150)-3,5)=1,1

Средняя скорость окисления:

r=(650*117.8*2)/(117.8*2+100*2+1.5*117.8)*(1/(1+2*3.5))=31.26 мгБПКп/(г *ч)

Общий период окисления:

Tatm = (Len-Lex)/(ai(1-S)r)=(677.9-117.8)/(3.5(1-0.16)650) = 0.29ч

Общий объем аэротенка и регенератора:

Watm+Wr = qw*tatm = 198.625*0.29 = 58.1 м3

Общий объем аэротенка:

Waatm= (Watm+ Wr)_/(1 + (Rr/1+Rr)) = 58.1/(1+(0.3/1+0.3)) = 47.23 м3

Объем регенератора:

Wr = 58.1-47.23 = 10.87 м3

qi= 24(Len-Lex)/ai(1-S)tatm = 750

Значение Ii принимаем равным 150 (приблизительно близкое значение для qi)

Доза ила в аэротенке:

ai = (58.1*3.5)/(47.23+(01/1.1*2)*0.87) = 3.2 г/л

Расчет вторичного вертикального отстойника

Qср.сут = 4767 м3/сут

a t = 15 мг/л

Количество отстойников принимаем равным:

q = 4.5*Kset*Hset0.8/(0.1*Ii*aatn)0.5-0.01at = 1.23 м3

Кset для вертикальных отстойников равно 0,35(табл.31 СниП) -коэффициент использования объема,

Hset 3-рабочая глубина (2,7-3,5)

F =qmax.ч/n*q = 176 м2

Диаметр отстойника:

Д = (4*F)/p*n) = 8.6 м

Подбор вторичного отстойника:

Номер типового проекта 902-2-168

Отстойник вторичный из сборного железобетона

Диаметр 9м

Строительная высота конической части 5,1 м

Строительная высота цилиндрической части 3м

Пропускная способность при времени отстаивания 1,5ч-111,5 м3/ч

Расчет аэротенка - нитрификатора

q = 4767 м3/сут

Len = 677.9 мг/л

Cnen = 1.7мг/л

Lex = 117.8 мг/л

Cnex = 0.1 мг/л

rmax = 650 мг БПКп/г*ч

Кt = 65 мг/л

Кo = 0,625 мг/л

По формуле 58 СниП находим m:

m = 1*0,78*(2/2+2)*1*1,77*(2/25+2) = 0,051сут-1

Минимальный возраст ила находим по формуле 61 СНиП:

1/m = 1/0,051 = 19,6 сут.

r = 3,7+(864*0,0417)/19,6 = 5,54 мгБПКп/г*ч

Находим концентрацию беззольной части активного ила при Lex = 117,8 мг/л

ai = 41.05 г/л

Продолжительность аэрации сточных вод:

tatm = (677.9-117.8)/(41.05*5.54) = 2.46

Концентрация нитрифицирующего ила в иловой смеси при возрасте ила 19,6 суток определяется по данным таблицы 19 с использованием формулы 56 СНиП:

ain = 1.2*0.055*(1.7-0.1/2.46) = 0.043 г/л

Общая концентрация беззольного ила в иловой смеси аэротенков составляет:

ai+ain = 41.05+0.043 = 41.09 г/л

С учетом 30% зольности доза ила по сухому веществу составит:

a = 41.09/0.7 = 58.7 г/л

Удельный прирост избыточного ила К8 определяется по формуле:

К8= 4,17*57,8*2,46/(677,9-117,8)*19,6 = 0,054 мг/

Суточное количество избыточного ила:

G = 0.054*(677.9-117.8)*4767/1000 = 144.18 кг/сут

Объем аэротенков-нитрификаторов

W = 4767*2.46/24 = 488.62 м3

Расход подаваемого воздуха рассчитывается по формуле

1,1*(Cnen-Cnenex)*4.6 = 8.096

Подбор аэротенка:

Ширина коридора 4м

Рабочая глубина аэротенка 4,5м

Число коридоров 2

Рабочий объем одной секции 864м3

Длина одной секции 24м

Число секций от 2 до 4

Тип аэрации низконапорная

Номер типового проекта 902-2-215/216

Повторный расчет и подбор вторичного отстойника

Расчет адсорбера

Производительность qw= 75000 м3/год или 273 м3/сут

Cen (начальная величина азота ам.) = 271,6 мг/л

Cex = 0.008 мг/л

asbmin = 253*Cex1/2 = 0.71

Ysbнас = 0.45

Определяем максимальную сорбционную емкость asbmax в соответствии с изотермой, мг /г:

asbmax =253*Cen1/2 = 131.8

Общая площадь адсорберов, м2:

Fad = qw/V = 273/24*10 = 1.14

Колличество параллельно и одновременно работающих линий адсорберов при D = 3,5 м, шт

Nadsb = Fads/fags = 1.14*4/3.14*3.5 2 = 0.12

Принимаем к работе 1 адсорбер при скорости фильтрации 10 м/ч

Максимальная доза активированного угля,г/л:

Dsbmax = Cen-Ctx/Ksb*asbmax = 2.94

Доза активного угля выгружаемого из адсорбера:

Dsbmin = Cen-Cex/asbmin=35.5г/л

Ориентировочная высота загрузки, обеспечивающая очистку,м

H2 = Dsbmax*qw*tads/Fads*Ysb = 204

Ориентировочная высота загрузки, выгружаемая из адсорбера,м

H1=Dsbmin*qw*tads/Fads*Ysbнас=1,57

Htot=H 1+H2+H3=1.57+204+1.57=208

Общее количество последовательно установленных в 1-ой линии адсорберов

Продолжительность работы адсорбционной установки до проскока, ч

t1ads=(2*Cex(H3=H2)*E*(asbmax+Cen))/V*Cen 2=0.28

E=1-0.45/0.9=0.5

Продолжительность работы одного адсорбера до исчерпания емкости, ч

t2ads=2*Cen*Ksb*H1*E*(asbmax+Cen)/V*Cen 2=48.6

Таким образом,требуемая степень очистки может быть достигнута непрерывной работой одного адсорбера, где работает 10 последовательно установленных адсорберов,каждый адсорбер работает в течении 48 часов,отключение одного адсорбера в последовательной цепи на перегрузку производится через каждые 0,3 часа.

Расчет объема загрузки одного адсорбера,м3

wsb=fads*Hads=96

Расчет сухой массы угля в 1-ом адсорбере,т

Psb=Wsb*Ysbнас=11

Затраты угля, т /ч

Зsb=Wsbp/t2ads=0.23,что соответствует дозе угля

Dsb=Зsb/qw=0.02

Сооружения для ионообменной очистки сточных вод

Ионообменные установки следует применять для глубокой очистки сточных вод от минеральных и органических ионизированных соединений и их обессоливания. Сточные воды подаваемые на установку, не должны содержать:солей -свыше 3000 мг/л;взвешенных веществ –свыше 8 мг/л; ХПК не должна превышать 8 мг/л.

Катиониты: Аl2- вх=0,9/20=0,0045мгэкв/л

вых=0,175/20=0,00875мгэкв/л

Аниониты:

Cl- вх=752,6/35=21,5мгэкв/л

вых=75/35=2,15мгэкв/л

SO4 вх=952,6/48=19,8мгэкв/л

вых=40/48=0,83мгэкв/л

Объем катионита

Wкат = 24qw(SCenk-SCexk)/nreg*Ewck=0,000063м3

Рабочая объемная емкость катионита по наимение сорбируемому катиону

Ewck=ak*Egenk-Kion*qk*SCwk=859г*экв/м3

Площадь катионитовых фильтров Fк,м2

Число катионитовых фильтров:рабочих –два,резервный один.

Высота слоя загрузки 2,5 метра

Скорость фильтрования 8м/ч

Размер зерен ионита 0,3-0,8

Потери напора в фильтре 5,5 м

Интенсивность подачи воды 3-4 л/(с*м2)

Продолжительность взрыхления 0,25 ч

Регенерацию следует производить 7-10 % растворами кислот (соляной, серной)

Скорость пропуска регенерационного раствора Ј 2 м/ч

Удельный расход ионированной воды составляет 2,5-3 м на 1м3 загрузки фильтра

Объем анионита Wan, м3 определяется анологично объему Wкат и составляет 5,9м3

Площадь фильтрации

Fan=24qw/nreg*tf*nf=7,6

где tf -продолжительность работы каждого фильтра и составляет

tf=24/nreg-(t1+t2+t3)=1,8

Регенерацию анионитовых фильтров надлежит производить 4-6% растворами едкого натра, кальцинированной соды или аммиака; удельный расход реагента на регенерацию равен 2,5-3 мг*экв на 1 мг*экв сорбированных анионов.

После ионирования воды предусмотрены фильтры смешанного действия для глубокой очистки воды и регулирования величины pH ионированной воды.

Вывод

В ходе данной курсовой работы, я ознакомилась со сточными водами данного предприятия, с их характеристикой. Рассчитала нормативы сброса сточных вод (СПДС). По этим расчетам были сделаны выводы, от каких веществ необходимо очищать сточные воды данного предприятия. Подобрала схему очистки сточных вод, которая максимально подходит для этих вод, рассчитала сооружения механической очистки, для удаления взвешенных веществ. Также были рассчитаны сооружения биологической и физико-химической очисток. После трех видов очисток вода с предприятия соответствует нормам и ее можно сбрасывать в водный объект.

Список литературы

Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности – М: Стройиздат, 1982 г.

Канализация населённых мест и предприятий. Редактор Самохин В.Н. – М: Стройиздат, 1981 г.

СНиП 2.04.03-85 “Канализация. Наружные сети и сооружения”.

Малые реки Украины. Яцик А.В.

Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное пособие к СНиП – М.: Стройиздат,1980 г.

Размещено на

Похожие рефераты:

Силовые и кинематические параметры привода. Скорость скольжения в зоне контакта. Контактное напряжение на рабочей поверхности зуба колеса. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки. Расчет сил зацепления и петлевой расчет червячной передачи.

Разработка технологии очистки сточных вод от гальванического и травильного производств. Расчет технологического оборудования (основных характеристик аппаратов водоочистки) и составление схемы очистки. Проектирование оборудования для обработки осадка.

Компоновка конструктивной схемы сборного покрытия. Расчет пустотной панели с напрягаемой арматурой по предельным состояниям первой группы. Определение усилий от расчетных и нормативных нагрузок и прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

Привод ленточного транспортера, его краткое описание и условия его эксплуатации. Принципиальные расчеты: кинематики, закрытой передачи, валов, долговечности подшипников, открытой передачи, шпоночного соединения, тихоходного вала. Выбор соединительных муфт

Общая характеристика технологии изготовления детали "Шпиндель"на гидравлическом прессе с усилием 8 МН, а также методика определения размеров, формы и массы ее заготовки. Особенности выбора термического режима нагрева, подогрева и охлаждения поковки.

Плоскость вращения втулки несущего винта. Определение момента сопротивления вращения несущего винта и мощности потребной для создания заданной тяги. Расчет диаметра зоны обратного обтекания. Определение суммарной осевой скорости движения несущего винта.

Расчет веса частей бруса. Определение угла наклона сечения, для которого нормальное и касательное напряжения равны по абсолютной величине. Построение эпюров сечения, вычисление его диаметра. Определить передаточное отношение от входного колеса до водила.

Спроектировать состав бетона для каждой из трех зон напорного сооружения, расположенного в открытом водоеме.

Разработка редуктор для передачи крутящего момента от электродвигателя к рабочей машине через муфту и клиноременную передачу. Проектирование редуктора для привода машины или по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Поиск главной магистрали трубопровода методом расчета сложных ответвлений. Вычисление средних гидравлических уклонов на направлениях от начала ответвления к каждому из потребителей. Расчёт участков главной магистрали. Напоры, развиваемые насосами.

Определение мощности электродвигателя приводной станции конвейера; кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода. Расчет клиноременной передачи. Выбор основных узлов привода ленточного конвейера: редуктора и зубчатой муфты.

Описание привода ленточного конвейера. Подбор электродвигателя. Расчет передач. Ориентировочный расчёт валов, подбор подшипников. Первая эскизная компоновка редуктора. Конструирование зубчатых колёс и валов. Схема нагружения валов в пространстве.

Выбор схемы выпрямления, основные параметры выпрямителя. Катушка трансформатора с первичной и вторичной обмотками из изолированного провода. Значения тока тиристора в зависимости от номинального выпрямленного тока. Расчёт КПД сварочного выпрямителя.

Определение величины теплопотерь на испарение, дыхание и механическую работу. Допустимая величина общих основных теплопотерь. Расчет термических сопротивлений пакетов одежды. Формирование пакета одежды. Расчет структуры пакета по каждому участку.

Цель работы: ознакомление с нормированием деятельности промышленных предприятий, связанной со сбросом сточных вод в поверхностные водоемы.

Загрязнение воды в водных объектах

Основное нормативное требование к качеству воды в водных объектах - соблюдение установленных экологических стандартов, оценивающих состояние окружающей среды. Экологическими стандартами, оценивающими санитарное состояние водных объектов, являются предельно допустимые концентрации примесей (ПДК) в воде. ПДК - это такая концентрация, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования.

Контроль и управление качеством воды в водных объектах предусматривают решение следующих задач:

• · проверку достаточной степени разбавления сточных вод, для того чтобы в пункте водопользования примеси рассеивались до неопасных концентраций;
• · определение требуемой степени очистки (обеззараживания) сточных вод;
• · прогнозирование качества воды на заданную перспективу.

Загрязнение водоема сточными водами может неблагоприятно сказаться на:

• § нарушении общего санитарного режима водоема;
• § изменении органолептических свойств водоема.

Основными исходными данными для расчета являются:

ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА: РАСХОД И СОСТАВ ВОДЫ В РЕКЕ

поверхностный водоем сточный вода

ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА: РАСХОД И СОСТАВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО И КУЛЬТУРНО-БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

В городе К проектируется химический завод. Спуск сточных вод этого предприятия намечается в реку Н ниже границы города. При санитарном обследовании водоема обнаружено, что ниже намеченного спуска сточных вод на расстоянии 5 км находится населенный пункт И, который использует воду реки Н для питьевых и культурно-бытовых целей.

• 1. Выпуск сточных вод проектируется в стрежень реки, поэтому значение коэффициента для всех вариантов расчета принимается равным = 1,5.
• 2. Значение коэффициента извилистости реки для всех вариантов расчета принимается равным = 1,0.
• 3. Константы потребления кислорода соответственно органическими веществами сточных вод и воды реки для всех вариантов расчета принимаются равными Кст = Кр = 0,1.
• 4. Допустимое количество взвешенных веществ, которое можно добавить на каждый литр воды водоема, для всех вариантов расчетов принимается равным = 0,75 мг/л.
• 1. Расчет коэффициента смещения

Коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек определяется по формуле:

где Vср - средняя скорость течения на участке между выпуском сточных вод и створом пункта водопользования;

Нср - средняя глубина водоема на том же участке.

Величина коэффициента обеспеченности смешения для проточных (незарегулированных) водоемов определяется по методу Фролова-Родзиллера:

Коэффициент в уравнении определяется по формуле:

где L - расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до места ближайшего пункта водопользования;

Коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения, который, в свою очередь, определяется по формуле:

где Е - коэффициент турбулентной диффузии;

Коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем; при выпуске в стрежень реки он равен 1,5;

Коэффициент извилистости реки, равен 1.

2. Расчет концентрации примесей в речной воде

где Q - расход воды в реке, м3/с;

q - расход сточных вод, поступающих в реку, м3/с;

Ccт - концентрация загрязнения (данного вредного вещества) в стоке, мг/л;

Сp - концентрация загрязнения (данного вредного вещества) в реке выше сброса в нее сточных вод (фоновая концентрация), мг/л;

Cn.вод - концентрация загрязнения (данного вредного вещества) в реке перед расчетным пунктом водопользования (в общем случае в 1 км выше по течению реки), мг/л;

Коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхода воды в водоеме смешивается со сточными водами в расчетном створе.

3. Расчет необходимой степени очистки

где Спдк - предельно допустимая концентрация химического вещества в речной воде.

Необходимая степень очистки сточных вод от данного химического вещества, %, определяется по формуле:

4. Определение необходимой степени очистки сточных вод от взвешенных веществ

Степень очистки составляет:

5. Определение необходимой степени очистки сточных вод от органических веществ, подвергаемых биохимическому окислению

6. Определение необходимой степени очистки сточных вод от веществ, придающих воде цветность и запах

Расчетная кратность разбавления сточных вод n определяется по формуле:

Цель работы

1. Определить предельно допустимый сброс (ПДС) загрязняющих веществ со сточными водами предприятий в водоемы различных видов водопользования.

2. Построить по результатам работы ситуационную блок-схему сброса сточных вод в водоем (водоток).

Ситуационная блок-схема

Водоемы и водотоки (водные объекты) считают загрязненными, если показатели состава и свойств воды в них изменились под прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытового использования населением, и стали частично или полностью непригодными для одного из видов водопользования. Критерием загрязненности воды является ухудшение ее качества вследствие изменения ее органолептических свойств и появления веществ, вредных для человека, животных, рыб, кормовых и промысловых организмов в зависимости от вида водопользования, а также повышение температуры воды, изменяющей условия для нормальной жизнедеятельности водных организмов.

В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд народного хозяйства при определении условий сброса сточных вод следует исходить из более жестких требований в ряду одноименных нормативов качества поверхностных вод.

Нормирование сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду производят путем установления ПДС веществ со сточными водами в водные объекты. ПДС - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте (створе). ПДС устанавливают с учетом ПДК в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды.

При сбросе сточных вод, влияющих на состояние водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых целей, нормы качества поверхностных вод или их природный состав и свойства должны соответствовать нормам на водотоках, начиная со створа, расположенного в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого снабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.д.) вплоть до самого места водопользования, а на водоемах - на акватории в радиусе одного километра от пункта водопользования.

Для сбросов сточных вод в черте населенного пункта в соответствии с "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" ПДС устанавливают, исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самими сточным водам. Для производственных и хозбытовых сточных вод, отводимых в городские канализационные сети, ПДС не устанавливают.

Для расчета предельно допустимого сброса (ПДС) необходимо сначала определить степень полного разбавления n. Степень полного разбавления выражают кратностью разбавления:

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m3c;

q - разбавляемая сточная вода, поступающая в водоем формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t2.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/gamma.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" используются коэффициенты, учитывающие условия выпуска сточных вод и гидрологические особенности водоема:

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t4.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

где e - основание натурального логарифма e = 2,72;

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/alfa.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешения:

- коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку;

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/epselon.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" = 1,5 - при выпуске в стрежне реки (глубокая часть речного русла с большой скоростью течения);

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t6.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m2c.gif" border="0" align="absmiddle" alt="), определяемый по формуле:

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/vcr.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - средняя скорость течения, м/с;

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/mc2.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

m - коэффициент Буссинского, m = 24;

С - коэффициент Шези, опред-е">

Таблица 1.

Расчет ПДС осуществляют по формуле:

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t9.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cpdk.gif" border="0" align="absmiddle" alt=", мг/л;

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t10.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cfvv.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - фоновая концентрация взвешенных частиц до сброса сточных вод, мг/л;

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cdop.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" = 0,25 мг/л - для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования,

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t11.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/tdop.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - допустимое по санитарным нормативам повышение температуры воды в водоеме не больше, чем на 3°С, формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/tmaks.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - максимальная температура воды водоема до выпуска сточных вод в летнее время (средняя многолетняя), °С.

Река Воронеж.

.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" = 1,8 м: фоновая концентрация взвешенных веществ опред-е">

Таблица 1.

Металлы	Cu	Ni	Zn	Pb	Cr
, мг/л	0,1	0,1	1,0	0,1	0,1
	15	10	15	3	3

Таблица 2.

Река Урал.

Максимальная среднемноголетняя температура воды формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m3c.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=" = 1,2 м; фоновая концентрация взвешенных веществ опред-е">

Таблица 1.

Металлы	Cu	Ni	Zn	Pb	Cr
, мг/л	0,1	0,1	1,0	0,1	0,1
	20	20	18	8	5

Таблица 2.

Задача №1. Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы 3
Задача №2. Расчет характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу 7
Задача №3. Расчет допустимого времени пребывания человека под воздействием солнечной радиации (УФ-диапазон) в зависимости от толщины озонового слоя 14
Задача №6 18
Расчет параметров воздушной среды производственного помещения при избытках тепла 18
Задача №9. Расчет интенсивности шума в производственном помещении 27
Задача №13. Расчет ППМ СВЧ-диапазона 30
Задача №14. Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком 35

Задача №1.
Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы

Исходные данные

Вредный компонент: H2PO3
Предельно допустимая концентрация, ПДК = 1 мг/л
Расход воды в реке, Q1 = 30 м3/ с
Расход воды в стоке, Q2 = 0.8 м3/ с
Скорость течения реки, V = 0,7 м/с
Средняя глубина на участке, H =1,5 м


Концентрация вредного компонента, C = 30 мг/л
Фоновая концентрация, C? = 0,1 ПДК мг/л
Коэффициент извилистости реки, L?/Lпр = 1
Коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку, ? = 1

По исходным данным необходимо определить:

2. Опасность разрушения сточных вод.
3. Условия спуска сточных вод промышленных предприятий в водоемы.
Сделать выводы по результатам расчетов.

Кратность разбавления определяем по формуле:

,
где - коэффициент, степень полноты разбавления сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления.
Расчет ведется по формулам:

,
где? - коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания, L - расстояние до места водозабора.

Exp(-0,0812*5.3133) = 0,65
= 9.245

0,0812
где? - коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку: при выпуске у берега?=1, при выпуске в стержень реки (место наибольших скоростей) ?=1,5. Lф/Lпр коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарвартеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой; D - коэффициент турбулентной диффузии, D = D = = 0,0052, где V - средняя скорость течения, м/с; Н - средняя глубина, м;

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле:
Cв=(С-Сф)/К
Cв=(30-0,1*1)/347.7 = 0,086 мг/л

Необходимо также определить какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы:

Cст.пред. = K*(ПДК - Сф) + ПДК = 347.7*(1 - 0,1*1) + 1 = 313.93 мг/л,
где Сст.пред. - максимальная концентрация, которая может быть спущена в СВ, или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания с водой в водоеме у первого(расчетного) пункта водопользования не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле:

ПДС = Сст.пред. * Q2 = 313.93 * 0.8 = 251.144 мг/с

График функции распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS, указанным в варианте: F=C(L)

Шаг, с которым необходимо проследить концентрации токсичного компонента по фарватеру реки, LS = L/10

C = 30 мг/л
Расстояние до места водопользования, L = 150 м

Контрольные вопросы:

1. Источники загрязнения воды.
Природные загрязнения

Обусловлены круговоротом воды в природе, который не отделим от круговорота вещества. Это непрерывный процесс, происходящий в атмосфере, гидросфере, верхней части твердой литосферы и в биосфере Земли. Переходя из одного агрегатного состояния в другое, вода постоянно растворяет, накапливает и переносит огромное количество химических соединений, продукты выветривания горных пород, вулканическую пыль, споры, бактерии и т.д.
Техногенные загрязнения

Техногенными источниками загрязнений являются населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные предприятия. Все вместе они "поставляют" в биосферу как вполне обычные виды загрязнений, так и ядовитые, трудно разложимые химические соединения и радионуклиды. Выпадая с осадками, по пути "обогащаясь" всей таблицей Менделеева, часть воды собирается в поверхностных источниках водозабора, другая пополняет подземные запасы.

4.Контроль за осадконакоплением и уровнем биогенов.
В процессе очистки сточных вод на московских станциях образуется 9 млн кубов в год осадков, из них примерно 3.4 млн кубометров отправляются на механическое обезвоживание и около 5.6 млн кубометров на иловые площадки. До настоящего времени основным способом обезвоживания на иловых площадках где осадки просушиваются до 80% при этом уменьшаясь в объеме на 7-8 раз. В условиях Москвы полезная площадь иловых площадок составляет около 960 га.

5. Сбор и очистка сточных вод.
Источником загрязнения гидросферы при производстве аппаратуры связи в основном являются сточные воды с механическими и химическими вредными примесями. Для очистки сточных вод от механических примесей могут использоваться процеживание, отстаивание, отделение механических частиц в поле действия центробежных сил и фильтрование. Процеживание применяется для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей и мелких волокнистых загрязнений, препятствующих нормальной работе очистного оборудования при обработке стоков. Отстаивание основано на свойствах осаждения частиц в жидкости и пред назначено для выделения из стоков нерастворимых и частично коллоидных механических загрязнений. Высокой производительностью обладают радиальные отстойники, принцип действия которых достаточно прост. Отделение механических примесей в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Фильтрование сточных вод применяется при необходимости их очистки от тонкодиоперсионных механических загрязнений.

При загрязнении сточных вод маслосодержащими примесями, помимо отстаивания, обработки в гидроциклонах и фильтрования, применяется также процесс флотации. Очистка вод флотацией заключается в интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В зависимости от способа образования пузырьков воздуха различают несколько видов флотации: напорная пневматическая, пенная, химическая и др. Загрязненная сточная вода по трубе установки напорной флотации поступает в резервную, откуда перекачивается насосом в сатуратор. В сатураторе происходит перемешивание воды с поступающим воздухом. Из сатуратора смесь через сопла поступает в флотационную ка меру. Всплывающие в камере элементы «маслопримесь -- частицы воздуха» удаляются пеносборником, а очищенная вода вы екает по выходной трубе.

Для очистки сточных вод от металлов и их солей применяют реагентные, ионообменные, сорбционные, электрохимические методы, биохимическую очистку, а для удаления кислото-щелочяых включений -- химические методы нейтрализации.

Задача №2.
Расчет характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

По известным параметрам в первой части задачи требуется определить:
1. Максимальную концентрацию заданного компонента в приземном слое См и сравнить её с предельно допустимой С.
2. Расстояние Хм от источника выброса до места, где максимальная концентрация будет наблюдаться с наибольшей вероятностью.
3. Сформулировать выводы.
По известным параметрам во второй части задачи необходимо:
1. Построить график наиболее вероятного распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника.
2. Определить размеры санитарно-защитной зоны вокруг промышленного предприятия.
3. Определить ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ ВЫБРОС (ПДВ).

Исходные данные:

r = 3
Средняя температура наружного воздуха в 13 часов каждого месяца, Tв = 20 °C
Температура выбросов газовоздушой смеси, Tr = 100 °C
Разность температур Tr и Tв, T = 80 °C
Vr = 50 м3/с
H = 100 м
D = 6 м

Регион: Москва
А = 120 ____________________________________________________
Компонент: диоксид азота
Ст = 5,5 мг/м3
С = 0,04 мг/м3
F = 1

Решение:

Предварительная оценка характеристик выбросов газовоздушной смеси в атмосферу
Условия метеорологического рассеивания газовоздушной смеси, выбрасываемой предприятием в атмосферу, в значительной степени зависят от того, являются ли выбросы «холодными» или «нагретыми» выбросов является вспомогательный фактор
f = ,
где?0 - средняя скорость выхода с........