Организация систем водоснабжения и водоотведения для завода по производству фотожелатина

Q_об - количество воды, используемой в обороте, м³/сут;

Q_посл - количество воды, используемой последовательно, м³/сут;

Результаты расчетов показаны в таблице 9.

Таблица 9 - Критерии эффективности использования воды

По результатам вычисления составлена балансовая схема поступления и убыли воды в системе водоснабжения предприятия по производству фотожелатина мощностью 3,5 т в сутки, которая представлена в таблице 10.

Таблица 10 - Поступление и убыль воды в системах водоснабжения предприятия

2.2 Водоснабжение

Промышленное предприятие обеспечивается водой из городского водопровода или из собственной системы водоснабжения. Система водоснабжения это комплекс сооружений, предназначенных для забора воды из источника, ее очистки, хранения и подачи воды к потребителю.

Нередко на предприятиях строят два раздельных водопровода: производственный и хозяйственно-противопожарный, иногда пожарный водопровод выделяется в отдельную линию.

Система водоснабжения предприятия, промышленного узла или водохозяйственного комплекса зависит от источников водоснабжения, которые бывают поверхностным (реки, водохранилища, озера) и подземные (грунтовые и артезианские).

При использовании поверхностных источников для хозяйственно-питьевого водообеспечения, вода из них должна быть очищена и обеззаражена. Вода, получаемая из артезианских скважин, расположенных на большой глубине, как правило, достаточно чистая, не требует очистки и может быть использована для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Грунтовые воды из-за высокой их загрязненности не могут быть использованы для питьевых нужд без предварительной их очистки и дезинфекции.

Очистка воды при организации системы водоснабжения необходима в том случае, когда ее качественные характеристики не соответствуют требованиям стандарта на питьевую воду или требованиям производства. Качество воды обуславливается рядом показателей, таких как щелочность, окисляемость воды, активная реакция, бактериологическое загрязнение, количество растворенных солей.

Организация систем водоснабжения на предприятиях должна быть организованна с учетом особеннойтей технологического процесса и требований рационального использования воды. Существует несколько схем водоснабжения позволяющих значительно экономить овду. На рисунке 1 показаны наиболее часто применяемые схемы при организации водоснабжения предприятий различных отраслей промышленности.

Рисунок 1 - схемы систем водоснабжения

Кроме этого качество воды характеризуется рядом физических свойств: температурой, прозрачностью, количественным и качественным содержанием взвешенных веществ, цветом, вкусом, запахом. Основными показателями, характеризующими качество питьевой воды, являются прозрачность и жесткость. Общий расход воды на производственные нужды предприятий определяют по укрупненным нормам водопотребления для данной отрасли промышленности. При проектировании вновь строящихся или реконструируемых систем водоснабжения необходимо руководствоваться положениями СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение, наружные сети и сооружения". Водоподготовка зависит от качества потребляемой воды и требований, предъявляемых к ней. Очистка воды сводится главным образом к ее осветлению и обеззараживанию. Осветление воды проводят путем отстаивания ее в отстойниках, фильтрованием, а также осаждением тонких взвесей в осветлителях. Для ускорения процесса осветления могут использоваться коагуляторы - химические реагенты, добавляемые в воду с целью дестабилизации образованной коллоидной системы придающей цветность воде. Обеззараживание воды проводится хлорированием или УФ-облучением. Если вода не соответствует требованиям государственного стандарта, ее необходимо подвергнуть специальной обработке (умягчению, удалению солей железа, марганца и др.). В зависимости от местных условий комплекс очистных сооружений может быть различным. При использовании в водоснабжении подземных источников схема водоснабжения значительно упрощается. В этом случае очистные сооружения не нужны, а иногда нет необходимости в строительстве резервуаров чистой воды и в насосной станции II подъема, так как вода может подаваться в сеть насосами установленными в буровых скважинах.

2.3 Расчет водопроводных сетей

Наружные водопроводные сети, составляют большую стоимость всей системы водоснабжения, поэтому требуется их расчет. Расчет необходим для правильного выбора диаметра труб, определения потерь напора для преодоления сопротивления в трубах при пропуске по ним воды в расчетном количестве.

Расчетный расход воды - это максимальный расход воды, который находят умножением среднего расхода воды на коэффициент неравномерности. Средний расход воды определяется расходом воды на технологические нужды или по данным конкретного предприятия с учетом расхода воды на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды. Расход воды на пожаротушение.

Расход воды на пожаротушение и нормы расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды для промышленных предприятий на одного человека в смену принимают по СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение, наружные сети и сооружения". Часовой расход воды на одну душевую сетку составляет 500 л, продолжительность пользования душем 45 мин после окончания смены.

После определения расхода воды разбивают водопроводную сеть на участки и рассчитывают расход воды по участкам, диаметры труб и потери напора в сети. Количество воды Q, м³/с, отбираемой из участка сети пропорционально длине участка (13):

, (13)

где Q - количество воды, отбираемой из участка (расход воды), м³/с;

q_уд - удельный расход воды, приходящийся на 1 м сети, м³/(с?м);

l - длина участка, м.

Удельный расход воды (q_уд) находят из уравнения (14):

, (14)

где q_уд - удельный расход воды, приходящийся на 1 м сети, м³/(с?м);

Q_м.с. - максимальный суточный расход воды, м³;

86400 - число секунд в сутках;

У l - длина водопроводных сетей, м.

Из гидравлики известно, что расход воды из трубопровода можно рассчитать при помощи уравнения (15):

, (15)

где Q - расход воды, м³/с; V - скорость движения воды в водопроводе, м/с; S - площадь сечения трубы, м².

Из уравнения расхода воды (4), путем его преобразования (16)

; (16)

выводят уравнение для определения диаметра труб (17):

, (17)

где d - диаметр трубы, м; Q - расход воды, м³/с; V - скорость движения воды в водопроводе, м/с; S - площадь сечения трубы, м².

Средние экономичные скорости движения воды принимают для труб диаметром до 300 мм 0,-0,8 м/с, диаметром от 400 мм до 900 мм 1,0-1,4 м/с, диаметром более 1000 мм 1,5-1,7 м/с. При расчете сети для противопожарных нужд допускается повышение скорости в трубопроводе до 3 м/с.

Потери напора в сети определяют по формуле (18):

, (18)

где h - потери напора; л - коэффициент сопротивления трению, являющийся функцией критерия Рейнольдса Re, диаметра трубы и поверхности стенок (величина безразмерная, принимается по таблицам); l - длина участка, м; с - плотность воды, кг/м³; V - скорость движения воды в водопроводе, м/с; d - диаметр трубы, м.

В практике проектирования пользуются приближенным методом подбора труб по средним экономическим скоростям, выявленным в результате исследований и опыта проектирования и эксплуатации. Экономичные диаметры труб в участках транзитных магистралей можно определить по номограммам, составленным проф. В.П. Сироткиным, зная секундные расходы воды. При рассчете водопроводных сетей были получены данные, приведенные в таблице (11).

Таблица 11 - Расчет водопроводных сетей

2.4 Расчет и проектирование водоотводящих сетей

Расчет водоотводящих сетей состоит в определении диаметров и уклонов трубопроводов, обеспечивающих пропуск расходов сточной воды в любой момент времени при наиболее благоприятных гидравлических условиях. Так как самотечное движение сточных вод наиболее энергетически выгодно, то основная задача при проектировании заключается в построении продольного профиля коллекторов, определяющего объемы земляных работ и положение водоотводящих трубопроводов в подземной части относительно других инженерных коммуникаций. Основой для определения диаметров трубопроводов является расчетный расход, зависящий от удельной нормы водоотведения сточных вод (промышленных, бытовых) от предприятия, промышленного узла или водохозяйственного комплекса.

Промышленный узел - группа взаимосвязанных предприятий на определенной территории. Использует сырьевые и другие ресурсы, транспортные сооружения, инженерные коммуникации, строительную базу данной территории. Он может быть ограничен одним городом, либо представлять систему городов вместе с окружающими их рабочими поселками. Узел представляет собой территориально-производственного комплекса. Большое значение для этого имеет развитие систем автоматического контроля и управления процесса водопотребления, укрупнения единичных мощностей и агрегатов, борьба с потерями и утечками, за счет которых может быть на 10-15% сокращено потребление воды. Потребление воды из природных источников можно сократить в результате многократного ее использования в промышленности и привлечения очищенных или частично очищенных сточных вод. При применении сточных вод требования к качеству используемой воды по существу определяют необходимую степень очистки и, следовательно, обуславливают затраты на их подготовку. Для упрощения гидравлических расчетов водоотводящих сетей движение в них условно принимается установившимся и равномерным. Для расчета рекомендуется формула постоянства расхода сточной воды (19):

q=щ?н , (19)

где q - расход сточных вод, м³/с_;

щ - площадь живого сечения, м²;

н - скорость движения жидкости, м/с.

Скорость движения жидкости находят из уравнения Шези (20):

н= С , (20)

где С - коэффициент Шези; - гидравлический радиус; - гидравлический уклон.

Для выполнения курсовой работы показатель гидравлического уклона принимаем равным =0,005.

Гидравлический радиус принимаем по формуле (21):

R = , (21)

где щ - площадь живого сечения, м²;

ч - смоченный периметр, м.

При выполнении расчета водоотводящих сетей по самотечному режиму заполнение труб предусмотреть на ? живого сечения, тогда ч рассчитывается по формуле (22):

ч=, (22)

где r - радиус отводящей трубы, м; 360⁰ - центральный угол круга.

Площадь живого сечения щ определяется по формуле (23):

щ= р?r², (23)

где r - радиус трубы, м (число р=3,14).

Для определения коэффициента Шези рекомендуется формула (24) Н.Н. Павловского (при 0.1 м<R<3 м):

С= (24)

где - гидравлический радиус; n - коэффициент шероховатости. y - показатель степени определяется по формуле (25):

y=2.5?-0.13-0.75(-0.1) , (25)

Определение местных потерь напора рассчитывают по формуле Вейсбаха (26):

h_м=, (26)

где ж - коэффициент местного сопротивления; н - скорость течения жидкости, м/с.

Результаты проведенных расчетов представлены в таблице (12).

Таблица 12 - Результаты расчетов водоотводящих сетей

Заключение

В ходе проведенных работ мы выяснили, что полный расход воды на предприятии по производству фотожелатина составляет 10850 м³/сут. Такой большой объем воды обусловлен тем, что при производстве фотожелатина необходимы затраты крупных объемов чистой воды. В виду этого воду для технологического процесса забираем из сторонних предприятий, занимающихся водоподготовкой. Поэтому на нашем предприятии не требуется специальная водоподготовка и схема водоподготовки также не нужна. Безвозвратные потери - 150,5 м³/сут, это указывает на то, что больших убытков предприятие не понесет, так как не потребуется строительство дополнительной напорной башни. Суточный расход предприятия составляет 4749,5 м³/сут, расход бытовых сточных вод - 0,985 м³/сут, расход душевых вод - 1,65 м³/сут, расход воды на поливку - 0,028 м³/сут, расход воды на хозяйственно-бытовые нужды - 0,045 м³/сут, расход сточных вод подлежащих очистке - 4749,54 м³/сут. Количество используемой оборотной воды составляет 54.8 %. Из этого следует, что предприятие использует лишь половину оборотной воды. Коэффициент использования К_и подтверждает это, так как он очень низкий 0.03. безвозвратное потребление и использование воды получено - 14%. Эти значения можно объяснить тем как проходит процесс получения фотожелатина. Он очень водоемкий: во-первых - большое количество воды требует промывка шкур, костей и других исходных материалов для приготовления фотожелатина. Во-вторых - вода необходима на каждом последующем этапе приготовления фотожелатина, от варки, выварки, обезжиривания, обработки бульонов и т.д., а также для охлаждения оборудования. Вода после этих процессов содержит значительное количество биологических загрязнений, которые трудно удалить из нее. Даже если это произошло гарантий на то, что загрязнения удалены на сто процентов нет. Поэтому повторное использование очищенной воды не рекомендовано. Сточные воды с предприятия отправляются на городские очистые сооружения где проходят дальнейшую доочистку.

Предварительная очистка проводится в несколько этапов. Первый этап это отстаивание сточной воды в реакторах окисления или отстойниках, для осаждения взвешенных веществ. Дальнейшая очистка заключается в проведении хлорирования или облучения ультрафиолетовыми лучами для обеззараживания стоков перед сбросом от бактериальных загрязнений.

Предпологаемое предприятие по производству фотожелатина возможно соорудить на территории Кабанского района в поселке Селенгинск. Где находится цех мясных полуфабрикатов, открывается цех по переработке свинины и говядины. Существуют несколько частных предпринимателей, занимающихся переработкой туш крупного рогатого скота. Они производят колбасные изделия.

Воду для предприятия по производству фотожелатина можно будет забирать из реки Селенга. А предварительно очищенные сточные воды направлять на дальнейшую доочистку на центральные очистные сооружения.

Список использованной литературы

1.С.В. Яковлев, И.Г. Губий, И.И. Павлинова. Комплексное использование водных ресурсов - 2-е изд.; перераб. И доп.- М.: Высшая шк, 2008. - 38с.: ил.

2. Курицына В.В., Волков В.Ф. проектирование кожевенных и меховых предприятий: Учебное пособие для студентов вузов легкой пром-ти. - М.: Легпромбыт издат, 1985. - 144с. с ил.

3.Ю.В. Воронов, Е.В. Алексеев, В.П. Саломеев, Е.А. Перачев. Водоотведение: Учебник. - М.:ИНФРА - М, 2007- 415с - (сред. Профес. образование)

4.Н.В. Гончарова Комплексное использование водных ресурсов: методические указания к выполнению курсовой работы по организации систем водоснабжения и водоотведения для предприятий различных отраслей промышленности.

5.http://www.dissercat.com/content/izuchenie-kolloidno-khimicheskikh-svoistv-aktivnykh-ilov-s-tselyu-optimizatsii-flotatsionn

6.ГОСТ 16147-88 Кость. Технические условия

7.http://elementy.ru/runet?query=%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0&rubric=5913&search=1&page=2

8.http://www.spbustavsud.ru/printdoc?tid=&nd=901747200&prevDoc=901747200&mark=1SEMHRL000002G000000631LU

9. http://labj.ru/proizvodstva-chast-4/page/2/

10. http://www.docload.ru/Basesdoc/40/40199/index.htm

Размещено на Allbest.ru