Улучшения, 2.1 Способы улучшения качества воды.

Г

N_K- расчетное количество жителей населенного пункта с перспективой развития на 10-15 лет.

Расчет системы водоснабжения выполняется для расхода в час макси­мального водонотребления. Для этого необходимо учитывать коэффициенты суточной и часовой неравномерности.

Расход воды для суток макимального водопотребления определяется но выражению:

.r.*< W, (i-З)

где Qcpcyr - среднесуточный расход для хозяйственно-питьевых нужд населенного пункта, м³/сут.

Кщаххуг. - максимальный коэффициент суточной неравномерности ^ 1, 1... 1, 3), принимается по СНиП 2.04.02-84.

Максимальный часовой расход определяется с учетом коэффициента часовой неравномерности:

ga.4)

„с — максимальный коэффициент часовой неравномерности.

K-tt«=«4--A«(1-5)
___________ - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зда­
ний, режим работы предприятий, определяется по СНиП 2.04.02-84.

Дш* - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, (табл. 2 СНиП 2.04.02-84).

Расчетный секундный расход в час максимального водопотребления определяется как.

-; л/сек.

3.6

1.2 Нормы водопотреблешш предприятий.

При проектировании систем водоснабжения перерабатывающих пред­приятий АПК расчетные расходы воды для нужд производства принимают по указанию технологов. Для предварительных расчетов потребления воды на производствеиные нужды следует использовать удельные расходы воды на единицу продукции, полученные из опыта эксплуатации аналогичных предприятий, (приложение 3).

Средний расход технологической воды за одну смену определяется по

формуле:

Q£ =qnp*II, M³/cM. (1.7)

где %> - удельный расход воды на единицу выпускаемой продукции, П - количество выпускаемой продукции в смену,

Максимальный расход определяется с учетом коэффициентов часовой неравномерности и временем работы в течение суток:

Чшахчас------------------

где d - количество душевых сеток.

Среднесуточный расход воды на предприятии определяется:

продолжительность рабочей смены, час;

; - коэффициент максимальной часовой неравномерности =2...3).

Расчетный секундный расход в час максимального водопотребления определяется:

qmax.^⁴^; я/сек. (1.9)

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 промышлен­ных предприятиях нринимаются согласно СНиП 2.04.02-84 (таблица):

в горячих цехах - 45 jr/смену на 1 человека,

в холодных и других цехах - 25 л/смену на 1 человека. Тогда расход воды за одну смену составит:

q™ = 0.025 М„_ц +0, 045 N_rJl, м~'/см. Максимальный часовой:

0, 025 *#, „ 0.045ЛГ ₃,

—------- -*2.5 +---------- ^-*3, м/час

где Н<.ц., N_r, _v - количество рабочих в холодных и горячих цехах; 2, 5 и 3 - коэффициенты неравномерности водопотребления

Часовой расход воды на I душевую сетку на промышленных предпри­ятиях принимают равным 500 л. Продолжительность пользования душем - 45 минут носле окончания смены. Количество душевых сеток следует прини­мать в зависимости от количества работающих в максимальную смену. Ко­личество человек, обслуживаемых одной душевой сеткой, принимается в со­ответствии со СНяП:

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 ве- I
шеств - 3 человека на 1 душевую сетку.

(1.11)

где Псм— количество рабочих смен в сутках.

1.3 Расходы воды на пожаротушение.

Нормы расхода воды для пожаротушения в городах и поселках, а также на предприятиях согласно СПиП 2.04.02-84 в зависимости от степени огне­стойкости зданий и характера производства. Расчетное количество одновре­менных пожаров на территории промышленного предприятия принимают в зависимости от площади территории: до 150 га - один пожар, при площади более 150 га - два. При определении необходимого запаса воды, для тушения пожара расчетную продолжительность принимают равной 3 часа. Макси­мальный срок восстановления неприкосновенного противопожарного запаса в соответствии со СНиП в зависимости от категорий зданий по пожарной опасности и колеблется от 24 до 72 часов для сельскохозяйственных пред­приятий. Объем воды для пожаротушения определяют по выражению:

, ^м' (1-12)

где и - количество пожаров;

t — время тушения пожара, 3 часа;

Яд - расход воды на пожаротушение, л/с.

В местах массового хранения грубых кормов при объеме их более 1000 м³ устраивается противопожарное водоснабжение в соответствии с требования­ми специальных нормативных документов. В наружной сети хозяйственно-питьевого водопровода напор у потребителя должен быть не более 60 м, у гидрантов напор воды не менее 10 м. При этом необходимый напор для ту­шения пожара создается передвижными пожарными насосами присоединяе­мыми к пожарным гидрантам водопроводной сети. Совмещение пожарного водопровода с хозяйственно-питьевым и производственным на перерабаты­вающих предприятиях не желательно. При длительном хранении воды в по­жарных резервуарах происходит ухудшение ее качества и, в случае объеди­ненного водопровода требуется его промывка и дезинфекция.

1.4 Расходы воды на прочие нужды.

Рекомендуемые нормы расхода воды на поливку и мойку улиц и площа­дей, а также на поливку зеленых насаждений приведены в СНиП. При отсут­ствии данных о площадях, подлежащих поливке рекомендуется принимать для предварительных расчетов суммарный расход воды на поливку, исходя из нормы 50...90 л/сут на 1 жителя, в зависимости от климатических усло­вий.

I

2. Оценка качества воды и основные способы ее

улучшения, 2.1 Способы улучшения качества воды.

Вода на хозяйственно-питьевые нужды к для пищевых производств должна по качеству отвечать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». К воде, расходуемой на технологические нужды, предъявляются специальные требования.

Дяя исследования и анализа воды существуют ряд ГОСТов, в том чис­ле 18963-73 «Методы санитарно-бактериологического анализа»; 4389-72 «Определение содержания меди»; 4152-81 «Определение мышьякосодержа-щих веществ»; 18293-72 «Определение содержания цинка»; 4386-81 «Опре­деление содержания фтора»; 4151-72 «Определение общей жидкости»; 4011-72 «Определение содержания железа» и др. Требования к качеству питьевой воды даны в приложении 3.

Технологическая схема обработки воды и состав очистных сооружений зависит от степени загрязненности исходной воды и требований к качеству воды конкретными потребителями.

Наиболее часто применяемая технологическая схема обработки воды для хозяйственно-питьевого потребления включает: механическую очистку на грубых решетках и вращающихся ситах, коагулирование и известкование с последующим отстаиванием; фильтрование; обеззараживание (вторичное хлорирование и аммонизакию).

Основные методы улучшения качества воды представлены в таблице 2.1. Последовательность расположения очистных сооружений схематично показана на рис. 2.1.

Реагентные или безреагентные технологические схемы очистки воды выбираются в зависимости от степени ее загрязнения и требований к качест­ву воды в соответствии с указаниями СНиП.

Таблица 2.1 Основные методы улучшения качества воды

Методы химической обра­ботки

Коагулирование

Коагулянты (сернокислый алюминий, хлорное железо и др.)

Флокулянты (полиакрила-мид, К-4, К-6, активная кремнекислота, ВА-2 и др.) Коагулянты, флокулянты

Хлор

Коагулянты Флокулянты Озон

2.2 Обработка воды с использованием реагентов.

В качестве коагулянта применяют: неочищенный сернокислый шиининии Al₂(SO₄)₃*nH₂O+mSi0 (ГОСТ 5155-74), который содержит 33% безводного сернокислого алюминия и до 23% нерастворимых примесей, очищенный глинозем A1₂(SO₄)3*18 Н₂О (ГОСТ 12966-75) с содержанием нерастворимых примесей менее 1%; железный купорос FeSO₄*7H₂O (ГОСТ 6981-75); хлор­ное железо РеСЪ (ГОСТ 11159-76), хорошо растворяющееся в воде и обра­зующее быстро оседающие хлопья гидроксида железа (ПГ), Оно дает наибо­лее высокие результаты при совместном применении с сернокислым алюми­нием и известью.

Для определения дозы коагулянта при обработке мутных вод пользуются СНиП 2.04.02-84 таблица. При коагулировании вод с повышенной цветно­стью дозу коагулянта (м г/л), в расчете на безводное вещество, следует при­нимать по формуле:

& =4fi, *r/n (2.1)

где ц-цветность обрабатываемой воды в градусах платинокобальтовой шкалы.

При одновременном содержании в воде взвешенных веществ и цветности принимается большая из доз коагулянта определенная по таблице или по формуле.

Процесс коагуляции зависит от следующих факторов:

1) правильного выбора дозы Koai-улянта;

2) концентрации водородных ионов в воде;

3) щелочности воды;

4) температуры воды;

5) условий перемешивания (в камерах хлопьеобразования);

6) содержания в воде взвесей.

При низкой щелочности исходной воды для обеспечения успешной коагу­ляции ее приходится подщелачивать, для чего в нее добавляют известь или соду в следующих количествах:

, мг/л

где Дг максимальная в период подщелачивания доза безводного коагу­лянта, мг/л;

е - эквивалентный вес коагулянта (безводного), мг/мг.экв. (принимается для A1₂(SO₄)₃=57; FeClr-54, Fe₂(SO₄}, =#7;

щ - минимальная щелочность исходной воды, мг.экв/л;

К - коэффициент равный: для извести (по СаО) к=28₇

для соды (по Na₂CO₃) к=53.

При отрицательной величине Дщ подщелачивания не требуется.

Для активизации коагуляции примесей применяют флокулянты, а для ин­тенсификации хлопьеобразования, осуществляемого перед сооружениями первой ступени обработки цветных вод, - активную кремнекислоту.

. В практике водоснабжения широко используются следующие флокулян-|гы: иолиакриламяд (ПАА), К-4, К-6 и активную кремнекислоту (А.К.). Дозы IIAA определяют лабораторными опытами и корректируют после наблюде­ний за эффективностью коагулирования воды. Ориентировочно дозу ПАА.принимают в соответствии с рекомендациями СНиП. Флокулянты серии К (К А, К-6) применяют в дозах 0.5...2.0 мг/л. К группе флокулянтов кагионово-|го типа относятся ВА-2, ВА-3, ВА-2Т, ВА-ЗМ, BA-1Q2, BA-2J2 Они мало-гоксичны, наиболее эффективны при осветлении мутных вод и менее при очистке цветных вод в процессах отстаивания во взвешенном слое. При ис­пользовании их не меняется щелочность воды, не образуются привкусы и за­пахи.

11ри обработке воды применяют также хлор или хлорную известь, актив­ный уголь, кремнефтористый аммоний, аммиак и др. Хлорсодержашие реа­генты применяют для разрушения защитных коллоидов, препятствующих протеканию процесса коагуляции; для обесцвечивания воды; для поддержа­ния очистных сооружений в надежном санитарном состоянии и для обезза­раживания воды. При предварительном хлорировании дозу активного хлора следует принимать согласно СНиП в пределах 3-10 мг/л и вводить за 1...3 мин. до ввода коагулянта.

2.2.1 Реагентио© хозяйство.

Прежде чем приступить к расчетам водоочистных сооружений, необходи­мо определить их суточную производительность по формуле:

Qoc=«*Qp.cyr+Q_№ (2.3)

где а - коэффициент учитывающий расходы воды на собственные нужды («-1, 05-1, 08);

Qpcyr - расчетный расход воды в сугки максимального водопотребления, м /сут.

Одш — дополнительный расход воды на восстановление израсходованного противопожарного запаса (W_niMK) в резервуаре чистой воды, м /сут.

^^ (2-4)

паж

где Т_шж - время восстановления противопожарного запаса воды, час (Т„_ож=24...72час);

т, т¹ - расчетные количества пожаров в населенном пункте и на про­мышленном предприятии;

q.q¹- расход воды для тушения одного пожара внутреннего и наружного соответственно, л/с;

t- продолжительность тушения пожара, час (t=3 час).

Цифровые значения принимаются в соответствии со СНиП.

Продолжительность работы водоочистной станции в течение суток при­нимают в зависимости от суточной производительности, при Q_oc.(1000

м³/сут Т=8..16 ч; при Q_oc=1000...3000 м³/сут Т=16ч. Следовательно, часовая проюводительность равна:

Q₄^k; _M'/4 (2.5)

Реагенты в виде растворов и суспензий готовят непосредственно на очи-етных станциях. Склады реагентов, за исключением хлора и аммиака, разме­щают вблизи оборудования для приготовления их растворов. Раствор реаген­та готовят растворимых и расходных баках, число которых принимают соот­ветственно не менее 3 или 2-х.

Концентрация раствора коагулянта принямается в растворимых баках до 17 % - для неочищенного, до 20 % - для очищенного кускового, до 24 % - для очищенного гранулированного; в расходных баках - до 12 %. Период полно­го цикла приготовления раствора, включая загрузку, растворение, отстаива­ние, перекачку и очистку поддона, следует принимать 10... 12 часов при тем­пературе воды до 10 С. Использование воды с температурой порядка 40°С позволяет сократить этот период до 6... 8 час. Полезный объем растворного бака определяют:

^W(MC1B= ~bvm; ^M* ⁽²⁶⁾

где Дк - доза коагулянта, г/м³;

q - часовая производительность водоочистных сооружений, м³/ч; t - время работы очистных сооружений в течение суток, час; я - количество затворений в сутки; b - концентрация раствора коагулянта, %; у- плотность раствора коагулянта, кг/м³; Полезный объем расходного бака:

i

где bi- концентрация раствора коагулянта в расходном баке. Внутреннюю поверхность баков необходимо облицовывать кислотостойкими материала­ми от агрессивного воздействия коагулянта.

Из расходных баков реагент поступает в дозатор, который подает раствор в определенных количествах в обрабатываемую воду. Дозаторы используют­ся трех видов: дозаторы постоянной дозы; пропорциональные дозаторы, ко­торые автоматически меняют дозу в соответствии с изменяющимися расхо­дом воды; насосы-дозаторы. Тип того или иного дозатора принимается сту­дентом конструктивно, с необходимым обоснованием и описанием принципа действия(р" е. Z..Z. «2.3).