Визначений витрат водоприймача

РОЗРАХУНКОВА РОБОТА № 1

Тема роботи:Визначення граничнодопустимих концентрацій забруднюючих речовин в скидаємих в річки стічних водах.

Загальні відомості про схему і методику розрахунку

Розрахунок граничнодопустимих концентрацій забруднюючих речовин (ГДК) в скидаємих стічних водах починається з визначення витрат стічних вод (Qсв) і витрат води в річки (Q_р). Для цього в додатках 1 і 2 наведені відомості про кількість водокористувачів, норми водовідведення і параметри поперечного перерізу русла річки. В таблиці 1.1. наведена залежність концентрації забруднюючих речовин (БПК₂₀) в залежності від норми водовідведення побутових вод, а концентрації забруднень у виробничих стоків по БПК₂₀ в додатку 1. Методика розрахунків С_ГДС включає визначення таких параметрів, як діаметр і витрату забрудненої плями, початкову і основну кратність змішування.

Завдання

Визначити граничнодопустиму концентрацію (С_гдс) забруднюючих речовин в скидаємих з очисних споруд стічних водах при завданої кількості населення N і продуктивності промислового підприємства М. параметрах водоприймача (річки), фонової (С_ф) і допустимої концентрації (С_гдк) у водному джерелі.

Розв'язок

1. Визначення розрахункових витрат і концентрації стічних вод

Головне завдання відводу і скиданню стічних вод (СВ) полягає в правильному визначенні розрахунків витрат.

Розрахункова витрата - це середньодобова витрата помножена на відповідний коефіцієнт нерівномірності. Визначається за формулою: ; (1.1.)

де n - норма водовідведення на одного мешканця, л/доб;

N - число жителів у населеному пункті;

m - норма водовідведення на одиницю виробленої продукції, л/т;

М - кількість виробленої продукції за добу, т;

Для побутових стічних вод витрати будуть дорівнювати:

м³/доб

Для виробничих стічних вод витрати будуть дорівнювати:

;

м³/доб

Тоді, м³/доб

Визначення максимальної добової витрати виконується за формулою:

м³/доб ( 1.2) де k_доб. — коефіцієнт добової нерівномірності, який дорівнює 1.3.

Для побутових вод:

м³/доб

Для виробничих вод:

м³/доб

Для розрахунку каналізаційних трубопроводів і очисних споруд потрібно знати секундну витрату. Тому без урахування годинної нерівномірності вона може бути визначена як:

м³/доб (1.3)

Побутові стічні води:

м³/доб

Виробничі стічні води:

м³/доб

Концентрація забруднюючих речовин в СВ залежить від норми водовідведення. В табл.1. наведені значення БПК₂₀ для побутових СВ при різних нормах водовідведення.

Норма водовід- ведення, л/д л/д	<100						>350
БПК20 мг/'л	400- 500	320-400	267-333	200-250	160-200	133-166	112-143

Таблиця 1.1

Залежність БПК₂₀ від норми водовідведення

Якщо до побутових СВ примішуються виробничі СВ то концентрація суміші (С_сум) визначається за формулою:

( 1.4. )

м³/доб

де С_вир., С_поб.. - концентрація забруднень відповідно в побутових і виробничих СВ, мг/л;

Q_{вир. ,}Q_поб. – витрати побутових і виробничих СВ, м³ /доб.

Визначений витрат водоприймача

В якості водоприймача після очищення СВ найчастіше виступають річки. Русло річки може мати форму, як показано на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Поперечний переріз русла річки

Орієнтовано вся площа поперечного перерізу русла складається з двух прямокутних трикутників з загальною стороною Н, яка дорівнює максимальній глибині русла. Укоси русла можна приймати прямолінійними з закладенням m₁ і m₂ .

Тоді площа поперечного перерізу русла буде дорівнювати:

; (1.5)

=3,6; ;

м²

Витрата води в річці визначаються за формулою:

; (1.6.) м³ /доб

; (1.7.)

м³ /доб

де С- коефіцієнт Шезі;

R- гідравлічний радіус, м;

i- похил русла річки;

Величина коефіцієнта С приймається по додатку 4 в залежності від R і коефіцієнта шорсткості "n".

Гідравлічний радіус зображує відношення площі поперечного перерізу ωдо змоченого периметру X, тобто:

; (1.8)

Величина змоченого периметру для заданої форми русла може бути визначена як:

; ( 1.9.)

3. Визначення діаметру скидного колектору

В проекті передбачується скидання СВ в річку по одній трубі, діаметр якої може бути визначеним виходячи з тих умов, що швидкість вній V_к повинна бути у 2-3 рази більше, ніж швидкість води в річці, тобто

V_к = (2.. .2,5)V_р =2 .

Тоді діаметр труби буде дорівнювати:

; (1.10)

де Q_СВ- максимальна добова витрата СВ, м³/с.

Стандартний діаметр дорівнює 150мм.

Одержаний за формулою (1.10.) діаметр округлюється до ближнього стандартного: 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 і далі через 100 мм. Після чого визначається фактична швидкість скидання.

4. Розрахунки кратності перемішування при скидані СВ в річки

Стічна вода перемішується з річковою спочатку біля випуску, а потім по мірі перемішування її до контрольного створу. Кратність перемішування n біля контрольного створу (на відстані 500 м від випуску) визначається за формулою:

_{; (1.11)}

де n_n і n_o - відповідно кратність початкового і основного розбавлення.

Для визначення n_n необхідно розрахувати діаметр забрудненої плями D. Розрахунок виконується за формулою:

; (1.12)

де d_к - стандартний діаметр труби випуску СВ;

m - це відношення ν_р / ν_к ;

а ∆ν визначається як:

m=

(1.13)

Так як швидкість води в плямі наближена до швидкості води в річці, можна визначити витрату в ній:

; (1.14)

Порівнявши з витратою річки СB потрібно зробити висновок:

1) якщо , то кратність початкового перемішування дорівнює:

; (1.15)

2) якщо , то в цьому випадку:

; (1.16)

При визначити кратність основного перемішування за формулою: ; (1.17)

де - частина витрат води в річці, яка приймає участь в перемішуванні при русі води до розрахункового створу і визначається за формулою:

; (1.18)

де e - основа натурального логарифму,

b - відстань від випуску до розрахованого отвору, м(500м).

; (1.19) ; (1.20)

де - коефіцієнт звивистості, який являє собою відношення відстані від випуску до розташованого отвору по фарватеру n прямої ;

- коефіцієнт, який дорівнює 1, якщо випуск СВ в річку роблять з берега і =1,5, якщо випуск СВ - в центр потоку;

Ф - коефіцієнт турбулентної дифузії, який визначається так: ; (1.21)

Тоді витрати води в плямі біля контрольного отвору визначаються як: ; (1.22)