МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ» Кафедра № 5 ДОМАШНЕЕ по дисциплине: студенту 5 Фамилия ЗАДАНИЕ Проектирование систем контроля и управления водоочисткой курса группы Гатилло гг 1. Тема домашнего задания Z9М54 Имя факультета Карина ФПТИ Отчество Разработка системы контроля и управления процессом водоочистки предприятия по производству железобетонных конструкций водоочистки газовых высов маслоэкстрак2. Содержание домашнего задания Введение 1 Характеристика источников сточных вод (производственные, хоз-бытовые, поверхностный сток). Расчеты. 2 Разработка системы контроля и управления водоочисткой Заключение Литература Руководитель Задание принял к исполнению Киприянова Е.Н Гатилло К. Характеристика сточных вод железобетонных конструкций предприятия по производству Предприятие выпускает железобетонные конструкции. Согласно нормативам на 1 тонну производимой продукции расходуется 0,5 м 3 воды. В год производится 500т железобетонных изделий. В году 252 рабочих дня минус 1 месяц ремонтные работы, 8 рабочих часов в день. Показатели загрязненности сточных вод приведены ниже. Сброс СВ производится в реку Таблица 1 - Характеристика природоохранного оборудования Наименование оборудования Назначение оборудования Количество, Износ, шт % Отстойник горизонтального типа Очистка сточной воды от примесей 1 45 Маслоуловитель Очистка сточной воды от минеральных масел и эмульсий 1 45 Таблица 2 - Показатели загрязненности сточных вод № Наименование параметра Концентрация, мг/л 1 Взвешенные вещества 10000 2 ХПК 250 3 БПКпол 500 4 pH 7,5 5 Хлориды 150 6 Минеральное масло 75 7 Сульфаты 350 Существующая на предприятии локальная система очистки сточных вод не обеспечивает необходимой степени очистки. Таблица 3 - Гидрохимические характеристики реки № Наименование параметра Концентрация, мг/л 1 Взвешенные вещества 590 2 ХПК 3,2 3 БПКпол 5,56 4 pH 6,5-8,5 5 Хлориды 65 6 Жиры <0,05 7 Сульфаты 350 Таблица 4 - Гидрологические характеристики реки Наименование Ед. Вид приемника СВ Обозначение измерения Водоток 1.Вид водопользования - хозпитьевое 2. Расстояние до контрольного створа м 500 Lнр 3. Глубина реки в месте спуска СВ м 4,30 Н 4. Скорость потока в выходном сечении оголовка выпуска СВ м/с 3,50 Vвых 5.Расчетный минимальный среднемесячный расход воды 95%-ной обеспеченности водотока м3/с 5,5 Qп 6. Средняя скорость течения воды в водотоке на участке от выпуска СВ до контрольного створа м/с 3,90 Vп 8.Коэффициент шероховатости русла - 0,067 Пш 1 Характеристика источников сточных вод 1.1 Расчёт кратности начального разбавления для выпуска сточных вод Выпуск сточной воды сосредоточенный осуществляется через 1 выходное отверстие. На данном предприятии предусмотрены очистные сооружения в виде отстойника горизонтального типа и маслоуловителя с износом в 45%. 0.5*500=250м3 в год расходуется воды qсв=250/(222*8*60*60)=0,39*10-4 м3/с Определим диаметр выходных отверстий оголовка выпуска сточных вод, при числе выходных отверстий Nотв = 1 по формуле: 1)𝑑вых = √ 4∗𝑞св 𝜋∗𝑉вых∗𝑁 =√ 4∗0,39∗10−4 3.14∗3,5∗1 =0,004м где qсв - суммарный расход сточных вод, сбрасываемых через выпуск сточных вод,м3/с π =3,14; VВЫХ – скорость в выходном сечении оголовка,м/с; NОТВ – число выпускных отверстий. Для отдельного напорного сосредоточенного выпуска СВ расчет кратности начального разбавления ведут следующим образом: 𝑈мах 𝑉п−1 = 𝑉п+0.15 𝑉п−1 = 3,9+0,15 3,9−1 =1,4 Где: Uмакс -Максимальная скорость потока в выходном сечении СВ на оси струи м/с; Vn - скорость в приемнике СВ, м/с; Vвых – скорость в выходном сечении оголовка, м/с. 𝑉п 3,9 = = 1,11 𝑉вых 3,5 Определение 𝑑 𝑑вых : 𝑑 𝑑вых = 8,1 √ 8,1 𝑉п 𝑉п (1−𝑉вых)∗0.152 2∗ ∗0,15 + 𝑉вых 0,92 0,96 = √(1−1,11)∗0.152 2∗1,11∗0,15 =4,85 0,92 + 0,96 *где 0.15-скорость на оси струи. 𝑑 0,15 = 4,85→ d=0.73м ≤Н Рис.1-Номограмма для определения кратности начального разбавления Красность начального разбавления nнр=1,3. Расстояние до створа начала разбавления от места выпуска СВ: 𝑙нр = 𝑑 0.48 ∗ (1 − 3.12 ∗ 𝑉п ) 𝑉вых = 0,73 = −0,62м 0.48 ∗ (1 − 3.12 ∗ 1,11) Где d–диаметр пятна,м; Vп-скорость в приемнике СВ,м/с; Vвых–скорость в выходном сечении оголовка ,м/с. При отрицательном значении в дальнейших расчетах расстояние принимается 0. 1.2 Определение кратности основного разбавления Определяем кратность основного разбавления в летний период: Д= 𝑔 ∗ 𝑉п ∗ Н 9,8 ∗ 3,9 ∗ 4,3 = = 0,19 37 ∗ 𝑛ш ∗ с2 37 ∗ 0,067 ∗ 18,862 где g – скорость свободного падения =9,8 м/с; Vn - скорость в приемнике СВ, м/с; Н - средняя глубин водоема на участке сброса и распространения СВ,м; nш - коэффициент шероховатости русла водотока; С - коэффициент Шези; у - коэффициент смешения для водотоков; R – гидравлический радиус потока. с= 𝑅𝑦 𝑛ш = 1,950,35 0.067 =18,86 R=0.5*H=1,95 𝑦 = 2.5 ∗ √𝑛ш − 0,13 − 0,75 ∗ √𝑅 ∗ (√𝑛ш − 0,1) = 2.5 ∗ √0,067 − 0,13 − 0,75 ∗ √1,95 ∗ (√0,067 − 0,1) = 0,35 Коэффициент учитывающий гидравлические условия в водотоке: 3 𝛼 =𝜑∗𝜉∗ √ Д 𝑞св 0,19 3 = 1 ∗ 1,5 ∗ √ 0,39∗10−4 =25,43 φ - коэффициент извилистости водотока (при малой извилистости берем за единицу); ξ- коэффициент зависящий от типа выпуска вод (для руслового = 1.5). D - коэффициент турбулентной диффузии для летнего времени, м3/с; qсв - суммарный расход СВ, сбрасываемый через выпуск СВ, м3/с. 𝑙 = 500 м - Расстояние от выпуска СВ до расчетного створа. Определим коэффициент смешения по формуле: 3 3 1 − е−𝛼∗ √𝑙 1 − 2.72−25,43∗ √500 γ= = =1 3 3 𝑄п 5.5 −𝛼∗ −25,43∗ 500 √𝑙 √ 1+ ∗е 1+ ∗ 2.72 𝑞св 0,39 ∗ 10−4 где е=2,72; 𝛼-гидравлическое условие в водотоке; l –расстояние от выпуска СВ до расчетного створа, м; 𝑄п-расчетный минимальный среднемесячный расход воды 95%-ной обеспеченности водотока,м3/с; qсв - суммарный расход СВ, сбрасываемый через выпуск СВ, м3/с. 1.3 Определение кратности разбавления в контрольном створе 𝑞св + 𝛾 ∗ 𝑄п 0,39 ∗ 10−4 + 1 ∗ 5,5 𝑛ор = = = 141026.64 𝑞св 0,39 ∗ 10−4 где 𝑞нр – расход СВ, м3/с; 𝛾 – коэффициент разбавления. n=nнр*nор=1,3*141026.64=183334.63 Cточная вода разбавляется речной при сосредоточенном выпуске в 183334.63 раза. 1.4 Расчет необходимой степени очистки Таблица 3 - Исходные данные № п.п Наименование Фон СВ параметра ПДК норматив Общие требования 2 Взвешенные вещества БПК 3 ХПК 3,2 250 15 4 pH 6,5-8,5 7,5 6-9 1 0,25 590 10000 5,56 500 3 Санитарно-токсикологический показатель 6 Хлориды 65 150 300 9 Сульфаты 350 350 500 450 0,05 Неконсервативные ЗВ 10 Жиры Менее 0,05 Рыбохозяйственный указатель 11 Минеральное масло - 75 0,05
