Водно-экологический анализ водопользования города и промышленных предприятий (с населением 106,745 тыс. чел.)

Расчетный расход воды на душевые нужды за смену определяют по формуле

, м³/сут,

где n – расчетное количество душевых сеток, определяемое по формуле

,

где N^х_д и N^г_д – количество рабочих, принимающих душ соответственно в горячих и холодных цехах в смену;

N – количество человек, обслуживаемых одной душевой сеткой, принимаемое в соответствии с категорией производства.

Суточный расход воды на душевые нужды находят как сумму расходов по сменам.

В соответствии с исходными данными  на первом предприятии душем пользуются в холодных цехах 25%, в горячих 50 %. Первое предприятие относится к категории 2в, поэтому количество человек, обслуживаемых одной сеткой равно 5. На основании исходных данных и вышеприведенных формул проведем расчеты суточных расходов на прием душа на первом предприятии, результаты которых представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Суточные расходы на прием душа на первом предприятии

	Процент рабочих по сменам, %	Колич. рабочих по сменам	Цеха	Колич. рабочих по сменам по цехам	Количество рабочих польз. душем	Количество душевых сеток	Расходы на прием душа, м3/сут
1-я смена	35	2100	Г1	525	263	131	65,5
			Х1	1575	394
2-я смена	35	2100	Г2	525	263	131	65,5
			Х2	1575	394
3-я смена	30	1800	Г3	450	225	113	56,5
			Х3	1350	338
ИТОГО	100	6000	-	6000	1877	375	187,5

Таким образом, суточный расход на прием душа на первом предприятии =187,5 м³/сут.

В соответствии с исходными данными  на втором предприятии душем пользуются в холодных цехах 25%, в горячих 50 %. Второе предприятие относится к категории 1а, поэтому количество человек, обслуживаемых одной сеткой равно 15. На основании исходных данных и вышеприведенных формул проведем расчеты суточных расходов на прием душа на втором предприятии, результаты которых представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Суточные расходы на прием душа на втором предприятии

	Процент рабочих по сменам, %	Колич. рабочих по сменам	Цеха	Колич. рабочих по сменам по цехам	Количество рабочих польз. душем	Количество душевых сеток	Расходы на прием душа, м3/сут
1-я смена	55	1650	Г1	413	207	34	17,0
			Х1	1237	309
2-я смена	45	1350	Г2	337	169	28	14,0
			Х2	1013	253
ИТОГО	100	3000	-	3000	938	62	31,0

 

Таким образом, суточный расход на прием душа на втором предприятии =31,0 м³/сут.

3. Суточный  расход воды на технологические  нужды согласно условию равен на первом предприятии 5,0 тыс. м³ в сутки, на втором 4,0 тыс. м³.

4. Суммарные  суточные расходы на предприятиях  в таблице 1.5 (м³/сут)

Таблица 1.5 – Суммарные суточные расходы на предприятиях

	Предприятие №1	Предприятие №2
На хозяйственно-питьевые нужды	180,0	90,0
На прием душа	187,5	31,0
На технологические нужды	5000,0	4000,0
Итого	5367,5	4121,0

1.1.3 Суммарное  водопотребление города

Суммарное среднесуточное водопотребление города, определяется как сумма всех расходов

Q=20342,9+5367,5 +4121,0= 29831,4 м³/сут.

Для проектируемого города Красч.=1,54 и принимается по типовому графику распределения по ближайшему значению Ктип. Принимаем Ктип.=1,5. 

Водопотребление хозяйственно-бытовых и технологических  вод промышленных предприятий города и водопотребление хозяйственно-бытовых  вод от населения по часам  сводим в таблицу 1.6.

По данным таблицы 1.6 строим ступенчатый график поступления водопотребления города.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Ступенчатый график суммарного водопотребления города

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.6 – Суммарное водопотребление города

Часы суток	Население			1пр.                                           Расход от промпредприятий                                                  2пр.												Суммарные
	К=1,5, в %	Красч., в %	м3/час	Хоз.-бытовые сточные воды				Душ. м3/час	Техн. м3/час	Хоз.-бытовые сточные воды				Душ. м3/час	Техн. м3/час	м3/час	%
				горячий цех		холодный цех				горячий цех		холодный цех
				%	м3/час	%	м3/час			%	м3/час	%	м3/час
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
0-1	1,5	1,56	317,3	12,05	2,4	6,25	2,1	56,5	208,3	-	-	-	-	14	-	600,7	2,01
1-2	1,5	1,56	317,3	12,05	2,4	12,5	4,2	-	208,3	-	-	-	-	-	-	532,3	1,78
2-3	1,5	1,56	317,3	12,05	2,4	12,5	4,2	-	208,3	-	-	-	-	-	-	532,3	1,78
3-4	1,5	1,5	305,1	12,05	2,4	18,75	6,3	-	208,3	-	-	-	-	-	-	522,2	1,75
4-5	2,5	2,5	508,6	12,05	2,4	6,25	2,1	-	208,3	-	-	-	-	-	-	721,5	2,41
5-6	3,5	3,5	712,0	12,05	2,4	12,5	4,2	-	208,3	-	-	-	-	-	-	927,0	3,10
6-7	4,5	4,5	915,4	12,05	2,4	12,5	4,2	-	208,3	-	-	-	-	-	-	1130,4	3,78
7-8	5,5	5,5	1118,9	15,65	3,2	18,75	6,3	-	208,3	-	-	-	-	-	-	1336,7	4,47
8-9	6,25	6,42	1306,0	12,05	2,8	6,25	2,5	65,5	208,3	12,05	2,2	6,25	1,9	-	250	1839,3	6,15
9-10	6,25	6,25	1271,4	12,05	2,8	12,5	4,9	-	208,3	12,05	2,2	12,5	3,9	-	250	1743,6	5,83
10-11	6,25	6,25	1271,4	12,05	2,8	12,5	4,9	-	208,3	12,05	2,2	12,5	3,9	-	250	1743,6	5,83
11-12	6,25	6,25	1271,4	12,05	2,8	18,75	7,4	-	208,3	12,05	2,2	18,75	5,8	-	250	1748,0	5,84
12-13	5	5	1017,1	12,05	2,8	6,25	2,5	-	208,3	12,05	2,2	6,25	1,9	-	250	1485,0	4,96
13-14	5	5	1017,1	12,05	2,8	12,5	4,9	-	208,3	12,05	2,2	12,5	3,9	-	250	1489,4	4,98
14-15	5,5	5,5	1118,9	12,05	2,8	12,5	4,9	-	208,3	12,05	2,2	12,5	3,9	-	250	1591,1	5,32
15-16	6	6	1220,6	15,65	3,7	18,75	7,4	-	208,3	15,65	2,9	18,75	5,8	-	250	1698,7	5,68
16-17	6	6	1220,6	12,05	2,8	6,25	2,5	65,5	208,3	12,05	1,8	6,25	1,6	17	250	1770,1	5,92
17-18	5,5	5,5	1118,9	12,05	2,8	12,5	4,9	-	208,3	12,05	1,8	12,5	3,2	-	250	1590,0	5,31
18-19	5	5	1017,1	12,05	2,8	12,5	4,9	-	208,3	12,05	1,8	12,5	3,2	-	250	1488,2	4,97
19-20	4,5	4,5	915,4	12,05	2,8	18,75	7,4	-	208,3	12,05	1,8	18,75	4,7	-	250	1390,6	4,65
20-21	4	4	813,7	12,05	2,8	6,25	2,5	-	208,3	12,05	1,8	6,25	1,6	-	250	1280,8	4,28
21-22	3	3	610,3	12,05	2,8	12,5	4,9	-	208,3	12,05	1,8	12,5	3,2	-	250	1081,4	3,61
22-23	2	2	406,9	12,05	2,8	12,5	4,9	-	208,3	12,05	1,8	12,5	3,2	-	250	878,0	2,93
23-24	1,5	1,5	305,1	15,65	3,7	18,75	7,4	-	208,3	15,65	2,4	18,75	4,7		250	781,7	2,61

        100        100      20342,9                67,5                  112,5       187,5   5000                    33,8                    56,2        31,0      4000   29919,6 99,94

 

2 ВОДООТВЕДЕНИЕ  ГОРОДА

2.1 Режим поступления сточных вод

Для каждого  района города, а затем для города в целом определяются суточные, часовые  и секундные расходы сточных  вод.

Среднесуточный  расход сточных вод, Q_w = 29831,4 м³/сутки.

Среднечасовой расход сточных вод, Q_h,определяется по формуле

 м³/ч

 Среднесекундный расход сточных вод, q_w, определяется по формуле

 л/с

По величине q_w на определяются величины коэффициентов общей неравномерности K_gen.max = 1,55, K_gen.min = 0,62, после чего вычисляются максимальные и минимальные часовые и секундные расходы сточных вод:

 м³/ч

 м³/ч

 л/с

 л/с

 

В течение  суток интенсивность поступления  сточных вод на насосные станции  не одинаковая, во избежание нарушения  работы насосных сооружений из-за чрезмерных нагрузок или из-за простоя строят ступенчатый график поступления  сточных вод по часам суток. Для  построения ступенчатого графика водоотведения  необходимы процентные распределения  сточных вод от населения и  от промышленных предприятий.

Для проектируемого города Красч.=1,55 и принимается по типовому графику распределения по ближайшему значению Ктип. Принимаем Ктип.=1,6.

Расход  хозяйственно-бытовых и технологических  вод промышленных предприятий города и расход хозяйственно-бытовых вод  от населения по часам  сводим в  таблицу 2.

По данным таблицы 2 строим ступенчатый график поступления сточных вод по часам  суток на канализационные очистные сооружения.

Рисунок 2 – Ступенчатый график распределения сточных вод 

Таблица 2 – Приток сточных вод  по часам от населения и промышленных предприятий города

Часы суток	Население			1пр.                                           Расход от промпредприятий                                                  2пр.												Суммарные
	К=1,6, в %	Красч., в %	м3/час	Хоз.-бытовые сточные воды				Душ. м3/час	Техн. м3/час	Хоз.-бытовые сточные воды				Душ. м3/час	Техн. м3/час	м3/час	%
				горячий цех		холодный цех				горячий цех		холодный цех
				%	м3/час	%	м3/час			%	м3/час	%	м3/час
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
0-1	1,55	1,6	315,3	12,5	2,5	12,5	4,2	56,5	208,3	-	-	-	-	14	-	600,9	2,08
1-2	1,55	1,55	315,3	8,12	1,6	6,25	2,1	-	208,3	-	-	-	-	-	-	527,4	1,82
2-3	1,55	1,55	315,3	8,12	1,6	6,25	2,1	-	208,3	-	-	-	-	-	-	527,4	1,82
3-4	1,55	1,55	315,3	8,12	1,6	6,25	2,1	-	208,3	-	-	-	-	-	-	527,4	1,82
4-5	1,55	1,55	315,3	15,65	3,2	18,75	6,3	-	208,3	-	-	-	-	-	-	533,1	1,84
5-6	4,35	4,35	884,9	31,25	6,3	37,5	12,6	-	208,3	-	-	-	-	-	-	1112,2	3,85
6-7	5,95	5,95	1210,4	8,12	1,6	6,25	2,1	-	208,3	-	-	-	-	-	-	1422,5	4,92
7-8	5,8	5,8	1179,9	8,12	1,6	6,25	2,1	-	208,3	-	-	-	-	-	-	1392,0	4,82
8-9	6,7	6,5	1322,3	12,5	3,0	12,5	4,9	65,5	208,3	12,5	2,3	12,5	3,9	-	250	1860,2	6,44
9-10	6,7	6,7	1363,0	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,5	6,25	1,9	-	250	1829,1	6,33
10-11	6,7	6,7	1363,0	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,5	6,25	1,9	-	250	1829,1	6,33
11-12	4,8	4,8	976,5	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,5	6,25	1,9	-	250	1442,6	4,99
12-13	3,95	3,95	803,5	15,65	3,7	18,75	7,4	-	208,3	15,65	2,9	18,75	5,8	-	250	1281,7	4,43
13-14	5,55	5,55	1129,0	31,25	7,4	37,5	14,8	-	208,3	31,25	5,8	37,5	11,6	-	250	1626,9	5,63
14-15	6,05	6,05	1230,7	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,5	6,25	1,9	-	250	1696,9	5,87
15-16	5,6	5,6	1139,2	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,5	6,25	1,9	-	250	1605,4	5,55
16-17	5,6	5,6	1139,2	12,5	3,0	12,5	4,9	65,5	208,3	12,5	1,9	12,5	3,2	17	250	1693,0	5,86
17-18	4,3	4,3	874,7	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,2	6,25	1,6	-	250	1340,3	4,64
18-19	4,35	4,35	884,9	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,2	6,25	1,6	-	250	1350,4	4,67
19-20	4,35	4,35	884,9	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,2	6,25	1,6	-	250	1350,4	4,67
20-21	2,35	2,35	478,1	15,65	3,7	18,75	7,4	-	208,3	15,65	2,4	18,75	4,7	-	250	954,6	3,30
21-22	1,55	1,6	325,5	31,25	7,4	37,5	14,8	-	208,3	31,25	4,8	37,5	9,5	-	250	820,2	2,84
22-23	1,55	1,6	325,5	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,2	6,25	1,6	-	250	791,0	2,74
23-24	1,5	1,55	325,5	8,12	1,9	6,25	2,5	-	208,3	8,12	1,2	6,25	1,6		250	791,0	2,74

        100        100     20342,9                 67,5                    112,5       187,5    5000                     33,8                     56,2        31,0      4000    28905,8   100

 

 

2.2 Определение  требуемой степени очистки сточных  вод

На очистные сооружения поступает смесь хозяйственно-бытового стока от района А и В при расходах Q^A_W=12441,6 м³/сутки и Q^В_W=7901,3 м³/сутки и производственного стока от промышленных предприятий Q^пр1_W=5367,5 м³/сутки и Q^пр2_W=4121,0 м³/сутки. Сточные воды, которые поступают на канализационные очистные сооружения, контролируются по следующим показателям: взвешенные вещества и БПК. Нормы содержания данных загрязняющих веществ в сточных водах на одного человека составляют b_n=65 г/чел·сутки – взвешенные вещества и L_n=64 г/чел·сутки.

Определяем  концентрацию взвешенных веществ в  хозяйственно-бытовых сточных водах  для районов города А и В  по формуле:

С_х.б.=

; мг/л

где   С_n – концентрация какого-либо вида загрязнения в сточных водах в мг/л;

 q_n – среднесуточная норма потребления для района А q_n=180 л/чел·сутки, для района В q_n=210 л/чел·сутки.

Определяем  концентрации взвешенных веществ в  хозяйственно-бытовых сточных водах.

Район А:  b_{х.б A}= =361,1 мг/л

Район В:  b_{х.б В}= =309,5 мг/л

Промышленное  предприятие №1: b_х.б(пр1)=420 мг/л.

Промышленное  предприятие №2: b_х.б(пр1)=420 мг/л.

Концентрацию  взвешенных веществ в общем стоке  определяют по формуле:

С_en=

; мг/л

где С_х.б(пр) – концентрация какого-либо вида загрязнения в сточных водах в районе города или промышленно предприятии, мг/л;

Q_w (Q^w_пр) – расход сточных вод района города или промышленного предприятия м³/сутки;

Определяем  концентрацию взвешенных веществ в  общем стоке:

b_en=

=366,1 мг/л.

Определяем  концентрацию по БПК в хозяйственно-бытовых  сточных водах.

Район А:  L_{х.б В}= =355,5 мг/л.

Район В:  L_{х.б В}= =304,8 мг/л.

Промышленное  предприятие №1: L_х.б(пр1)=310 мг/л.

Промышленное  предприятие №2: L_х.б(пр2)=310 мг/л.

Определяем  концентрацию загрязняющих веществ  по БПК:

L_en=

=327,6 мг/л.