МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ П.А. КОСТЫЧЕВА
Кафедра: «Технология общественного питания»
Расчетная работа
ТЕМА: «ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ»
Вариант 1
Выполнил:
студент 52 группы технологического факультета 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 на хозяйственно-питьевые нужды, м3/сут;
- среднесуточное водопотребление предприятий, м3/сут;
- необходимый расход воды на пожаротушение, м3/сут;
- расход воды на другие нужды (поливка зеленых насаждений, газонов, площадей, улиц, мойка машин и т.п.), м3/сут.
693,5 м3/сут.
1.1 Расчет водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды
, м3/сут.
где qж - норма расхода воды на одного жителя в л/сутки, (табл. СНиП 2.04.02-84):
Nж - расчетное количество жителей населенного пункта с перспективой развития на 10-15 лет.
м3/сут.
Расход воды для суток максимальною водопотребления определяется по выражению:
где - среднесуточный расход для хозяйственно-питьевых нужд населенного пункта, м3/сут.
- максимальный коэффициент суточной неравномерности (=1,1…1,3), принимается СНиП 2.04.02-84.
м3/сут
м3/сут
Максимальный часовой расход определяется с учетом коэффициента часовой неравномерности:
; м3/ч
где Кmax.сут - максимальный коэффициент часовой неравномерности
м3/ч
м3/ч
Кmax.сут = α max ∙βmax
где α max – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий определяется по СНиП 2.04.02-84.
βmax - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте.
Кmax.сут =1,3∙2=2,6
Кmax.сут =0,5∙0,1=0,05
Расчетный секундный расход в час максимального водопотребления определяется как:
; л/сек
л/сек
л/сек
1.2 Нормы водопотребления предприятий
Средний расход технологической воды за одну смену определяется по формуле:
, м3/см.
где - удельный расход воды на единицу выпускаемой продукции, м3/т;
П - количество выпускаемой продукции в смену, т
м3/см
Максимальный расход определяется с учетом коэффициентов часовой неравномерности и временем работы в течение суток:
; м3/час
t - продолжительность рабочей смены, час.
Кmax.час - коэффициент максимальной часовой неравномерности (Кmax.час -2…3).
м3/час
Расчетный секундный расход в час максимального водопотребления определяется:
; л/сек.
л/сек
Кроме расхода технологической воды на производство продукции необходимо учитывать объем воды для хозяйственно-питьевых нужд работников предприятия, для санитарных целей (душевые. умывальники и прочее), поливку зеленых насаждений и противопожарные расходы воды.
Норма расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды на примышленных предприятиях принимаются согласно СНиП 2.04.02-84.
в горячих цехах 45 л/смену на 1 человека.
в холодных и других цехах 25 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 – коэффициенты неравномерности водопотребления.
м3/час.
Часовой расход воды на 1 душевую сетку на промышленных предприятиях принимают равным 500 л. Продолжительность пользования душем -45 мину г после окончания смены Количество душевых соток следует принимать в зависимости от количества работающих и максимальную смену Количество человек, обслуживаемых одной душевой ceткой, принимается в соответствии со СНиП.
1)производственные процессы не вызывающие загрязнения одежды и рук 15 человек на 1 душевую сетку;
2)вызывающие загрязнения одежды и рук 7 человек,
3)с применением воды 5 человек,
4)с выделением больших количеств пыли, либо особо загрязняющих веществ - 3 человека на 1 душевую сетку
Расход воды на прием душей составит:
, м3/см
где d - количество душевых сеток,
м3/см
Среднесуточный расход воды на предприятия определяемся
где nсм – количество рабочих смен в сутках.
1.3 Расход воды на пожаротушение
Объем воды для пожаротушения определяют по выражению:
, м3
где n –количество пожаров;
t – время тушения пожара, 3 часа;
qn – расход воды на пожаротушении, л/с.
Общий объем воды для пожаротушения
Объем воды для тушения пожаров в коммунальном секторе:
Объем воды для тушения пожаров в сельскохозяйственном секторе:
Объем воды для тушения пожаров в производственном секторе:
Расходы на прочие нужды
- площадь газонов и улиц;
- норматив расхода воды на полив газонов и улиц.
2. Расчет реагентного хозяйства
При подаче воды в хозяйственно питьевой водопровод населенного пункта перерабатывающего предприятия, с/х сектора и т. д. воду необходимо подготовить, т.е. довести показатели качества воды до норматива не выше ПДК. Для этого вода проходит сложную стадию подготовки, очистки, обработки реагентами, фильтрация, хлорирование и т.д.
2.1. Расчет реагентного хозяйства
В качестве реагента применяют Al2(SO4)3, FeCl3, Fe2SO4 и др.
2.1.1 расчет 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 - цветность отрабатываемой воды в градусах платиново-кобальтовой шкалы.
Цветность превышает ПДК, поэтому необходимо обработать
Дк=4мг/л (2.2)
После этого выбирают максимально полученное число дозы реагента для обработки мутных и цветных вод
Дк=115 мг/л
2.1.3 Нахождение дозы подщелачиваемых веществ
Применяют соду или известь для эффективного протекания процесса коагуляции хлопьеобразования вода должна иметь щелочную реакцию
Дщ=К(Дл/e-Щ+1), где (2.3)
Дк- максимальная доза безводного коагулянта, в период подщелачивания, мг/л
e-эквивалентный вес коагулянта;
Щ-минимальная
К-коэффициент
Дщ=28(18,3/54-2,5+1)=-32,5 мг/л
Т.к. значение Дщ отрицательное, то подщелачивающие элементы вносить нет необходимости
2.1.4 Помимо основных реагентов применяют хлорирование воды для ее обеззараживания, удаления привкусов и запахов
Дозу хлорсодержащих реагентов при предварительном хлорировании и для улучшения хода коагуляции, обесцвечивания и обеззараживания воды, также для улучшения санитарного состояния сооружений надежит принимать 3-10 мг/л
Вводится активный хлор за 1-3 мин до ввода коагулянта
2.1.5 для удаления привкусов следует применять:
2.1.5.1 порошкообразный тонкодисперстный активированный уголь
дозу которого следует принять для 4 баллов 30-40 мг/л
2.1.5.2 КMnO4
При перманганатной окисляемости 8-10 мг/л О2 - 1-3 мг/л;
10-15 мг/л О2 - 3-5 мг/л
2.1.5.3 Озон
дозу которого следует принимать на основании данных технологических исследований
2.2 Нахождение объема растворных и расходных баков
V раств = (2.4)
Vрасх=, где (2.5)
Дк-доза коагулянта
Q - часовая производительность водоочистных сооружений, м3/ч
t - время работы очистных сооружений за сутки
n - количество растворений в сутки
- плотность раствора коагулянта
b1- концентрация раствора коагулянта в расходных баках
V раств=м³
V расх=
коагулянт
1
|
|
вода 3
воздух+вода вода 2 к смесителю
Рис.1 Технологическая схема реагентного хозяйства
1 - растворный бак;
2 - расходный бак;
3 - дозатор.
3) Из расходных баков реагент подается в дозатор, который подает раствор коагулянта в определенном количестве в обрабатываемую воду и далее в смеситель.
Дозаторы используют трех типов: дозаторы постоянной дозы; пропорциональные дозаторы; насосы-дозаторы.
Пропорциональные дозаторы автоматически меняют дозу коагулянта в зависимости от расхода воды.
поплавок
очищ. вода Ι реагент
Н2 ΙΙ H= const
Рис.2 Принципиальная схема пропорционального дозатора
Уровень очищенной воды будет влиять на уровень реагента Н1. При увеличении очищенной воды Н2 , приходит в движение левый поплавок, всплывает вверх, рычажная система приходит в движение и меняет уровень реагента Н1, который будет падать, следовательно, правый поплавок Ι опустится вниз, что приведет к увеличению проходного сечения клапана реагента и расходу реагента.
4) Смесительные устройства
После дозаторов вода попадает в смесительные устройства, где реагенты смешиваются с обрабатываемой водой при интенсивном перемешивании друг с другом.
Используются механические и гидравлический смесители.
Гидравлические подразделяются на перегородчатые, дырчатые, вихревые.
Перегородчатый смеситель представляет собой железобетонный лоток, в котором последовательно установлено несколько перегородок с проемами расположенными таким образом, чтобы обеспечить изменение направления движения воды и ее скорости с целью интенсивного перемешивания ее с реагентом. Количество перегородок не менее трех.
лоток
отвод воды
перегородки
Расчет перегородчатого смесителя сводится к определению его геометрических размеров.
Площадь сечения
Fсм=, где (2.6)
Q - производительность очистных сооружений, м³/с
νл - скорость движения потока воды в лотке смесителя
Fсм=
Из смесителя вода подается в камеры хлопьеобразования
5) Камера хлопьеобразования
вода окно
отстойник
коридор
Предназначены для создания благоприятных условий завершения второй стадии процесса коагуляции - хлопьеобразования, ему предшествует плавный режим движения воды.
Площадь камеры хлопьеобразования принимают из расче6та времени пребывания воды в камере (15-20 мин)
Fкх= (2.7)
Q- производительность очистных сооружений
t - время перебывания воды в камере
Н - высота камеры
N - количество камер
Fкх=
Суммарная площадь живого сечения камеры хлопьеобразования суммируется из Fкх и F30-площадь зоны осаждения.
F30=β·Q3,6·νp·N, где (2.8)
β - коэффициент учитывающий объемное использование камеры
β= (2.9)
νp - расчетная скорость восходящего потока, мм/с
F30=
F0=1,6+0,002=1,602 м²
6) Отстойники
Ι-рабочая зона
Ʋ0 Ι ΙΙ-зона осаждения
Ʋ1 Ʋ H Ʋ0-скорость выпа-
дения взвеси
ΙΙ
Для осветления вод, содержащих взвешенные вещества при коагулировании предусматривают горизонтальные, радиальные, вертекальные отстойники.
а) площадь отстойника
Fотс=α, где (2.10)
ν0-скорость выпадения взвеси
α-коэффициент, учитывающий влияние
α= (2.11)
νср=К·ν0, где (2.12)
К - учитывает отношение длины отстойника к средней глубине зоны осаждения.
νср=10·0,45=4,5м/с
α=
Fотс=1,5·
б) Ширина отстойника
Вот=, где (2.13)
водопотребление суточный расход
νср - средняя высота зоны осаждения;
N - количество отстойников.
Вот=
При ширине отстойника 6 м и более отстойники делятся на самостоятельные секции шириной 3-6 м.
в) длина отстойника
L= (2.14)
L=
Отстойники покрывают железобетонными плитами, в которых устраивают спуски для обслуживающего персонала и отводов для отбора проб на расстоянии не олее 10 м друг от друга
7) Расчет фильтров
Фильтрование - один из способов осветления воды, позволяющий выделить из нее диспергированные и коллоидные примеси, которые задерживаются на поверхности или межпоровом пространстве фильтровального материала.
В большинстве случаев фильтрование заключительный этап при осветлении и обесцвечивании питьевой воды.
а) общая площадь фильтров
F=, где (2.15)
t - время работы очистной станции;
νн - расчетная скоростьфильтрования при нормальном режиме движения воды;
nпр - число промывок 1 фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;
qпр - удельный часовой расход воды на одну промывку, л/с
t1 - продолжительность промывки, ч
t2 - время простоя фильтров в связи с промывкой, ч.
Fф=
б) количество фильтров
N=0,5·√Fф (2.16)
N=0,5·√11,1=3,32=4
После фильтрования вода подвергается в случае необходимости дополнительным или специальным видам обработки: обеззараживание, стабилизация по веществам, умягчение, опреснение.
Таким образом, очищенная вода соответствует по качеству требованиям ГОСТ 2874-82 Вода питьевая.