1.2 Методика виконання аналізу об’єкта водопостачання

Під час виконання проекту студент повинен накреслити за масштабом схему поверхневих джерел водопостачання та населених пунктів (див. рис. 1.1).

Аналіз об’єктів водопостачання виконують у такій послідовності:

• вивчають поверхневі джерела, розташовані поблизу населеного пункту, їх гідрологічні характеристики та якість води;

• визначають розрахункове водоспоживання окремих об’єктів і водогосподарчого комплексу разом;

• порівнюють величину водозабору з середньомісячною, середньорічною розрахунковою забезпеченістю та середніми багаторічними витратами води кожного об’єкта водозабезпечення;

• складають баланс водопостачання і джерела його покриття за табличною формою;

• складають графічні балансові схеми водоспоживання та джерела їх покриття;

• виконують кількісний аналіз водозабезпеченості двох джерел водопостачання;

• на підставі здійсненого аналізу виконують вибір джерела водопостачання з імовірних джерел, що розглядались.

По-перше, слід ознайомитися з характером водоспоживання і водовідведення на заданих підприємствах ([1], або додатки А, Б) та заповнити таблицю 1.7.

Розрахункове водоспоживання визначають як секундне водоспоживання міста та промислових підприємств. Величина водоспоживання промисловими підприємствами розраховують за формулою, м³/с:

Рисунок 1.1 – План-схема поверхневих джерел водопостачання

і населених пунктів

, (1.1)

де N – питоме водоспоживання на одиницю продукції, що випускають;

В – кількість продукції.

Кількість продукції, яку випускають окремі підприємства, є заданою, а питоме водоспоживання треба брати відповідно до укрупнених норм водоспоживання різними галузями промисловості (див. [1], або додаток Б).

Визначаючи витрати води на промислових підприємствах Q_пр.п, норму питомого водопостачання N для оборотної системи беруть з графи 9 табл.1.7, а для прямоточної системи – як суму з графи 5 і 9, тобто збільшують забір води з джерела на величину оборотної або послідовно використовуваної води на підприємстві.

1.3 Визначення розрахункового водовідбору

Поблизу населеного пункту В розташовані поверхневі джерела І-1 та ІІ-1. Населений пункт В знаходиться на річці І-1, що визначає її пріоритетне значення.

Визначаємо характер водоспоживання і водовідведення промислових підприємств (див. [1], або додаток А).

П/п №1 – завод гірничошахтного обладнання. Відноситься до заводів важкого та транспортного машинобудування. Водопостачання та вимоги до якості наведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Вимоги до якості технічної води на заводах важкого та транспортного машинобудування

Показники	Од. вим.	Вода, що вступає в контакт
Температура	0С	30-45
Завислі речовини в оборотній воді	мг/л	200
Завислі речовини в підживлюючій воді	мг/л	30-50
Ефіророзчинність	мг/л	80
Запах	бал	4
рН	-	7-8,5
Сухий залишок	мг/л	≤ 3000
Біогенні елементи в підживлюючій воді	мг/л	≤ 2

Таблиця 1.2 – Склад і концентрація забруднень стічних вод, що скидаються в міську каналізацію промисловими підприємствами важкого машинобудування

Показники	Од. вим.	Концентрація забруднень
Температура	0С	15-30
Завислі речовини	мг/л	130-180
Масла, нафтопродукти	мг/л	10-20

Продовження таблиці 1.2

Показники	Од. вим.	Концентрація забруднень
рН	-	6,5-7,6
Сухий залишок	мг/л	1300-1400
Feзаг	мг/л	0,5
Ni2+	мг/л	0,2-0,3
Zn2+	мг/л	0,3-0,4
Cu2+	мг/л	0,1-0,12
Cr3+	мг/л	0,08-0,1
Окислення перманганатне	мгО2/л	11-32

Система водопостачання. Вода витрачається на охолодження різного обладнання: плавильних і термічних печей, компресорів, дизелів. Вода використовується також для гідравлічних випробувань обладнання, гідротранспортування горілої землі, шлаків, золи, для очищення повітря від пилу та газів, для виготовлення розчинів.

Система водовідведення. Основними забруднювачами стічних вод є масла, нафтопродукти, завислі речовини, кислоти, луги, солі важких металів, що обумовлюють склад стічних вод підприємств.

П/п №2 – завод по виготовленню щебеню (з промивкою). Система водопостачання на цих заводах оборотна. В системі оборотного водопостачання з шламонакопичувачем вода використовується для промивки продукції. Вода від охолодження обладнання мастильних станцій, охолодження підшипників і масло систем дробарок, компресорних, частково від котельних, що не потребує спеціального очищення, використовується послідовно в системах гідрознепилення. Вимоги до якості води, що використовується на промислові потреби щебеневими заводами, наведені в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 – Вимоги до якості води, що використовується підприємствами з виготовлення щебеня з екскаваторним способом здобуття

Показники	Од. вим.	Вода, що вступає в контакт
Температура	0С	≤ 40
Завислі речовини	мг/л	2000
Ефіророзчинність	мг/л	20
Запах	бал	3
рН	-	6,5-8,5
Жорсткість карбонатна	мг·екв/л	Не нормується
Сухий залишок	мг/л	1500
Fe3+	мг/л	1

У системі водовідведення промислових стічних вод щебеневих заводів (від промивки продукції) стічні води скидаються до шламонакопичувачів для послідовного освітлення. Забруднені промислові стоки гаражного господарства та інших допоміжних служб, що містять нафтопродукти, завислі та інші речовини після локальної механічної очистки скидаються у побутову каналізацію. Характеристика стічних вод наведена в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 – Характеристика стічних вод підприємств гідромеханізованого добування щебеню

Показники	Од. вим.	Якість стічних вод
Температура	0С	≤ 20
Завислі речовини	мг/л	50-500
Ефіророзчинність	мг/л	100
рН	-	7

П/п №3 – фабрика первинної обробки шерсті. У системі водопостачання на фабриках первинної обробки шерсті (ПОШ) вода використовується для миття шерсті, в процесах карбонізації, для виготовлення розчинів реагентів, на спорудах очистки шерстомойних стічних вод. Система водопостачання – прямоточна з використанням противотоку в мийних агрегатах, з повторним використанням водяного скиду сепараторів цеха жиродобуття, для миття шерсті. На технологічні потреби потрібна освітлена та пом’якшена вода, вимоги до якої наведені в таблиці 1.5.

Таблиця 1.5 – Вимоги до технологічної води фабрики ПОШ, що вступає в контакт

Показники	Од. вим.	Якість води при митті
		милом, содою	сульфонолом
Кольоровість	град.	≤ 20	≤ 20
Прозорість за шрифтом	см	30	30
Жорсткість загальна	мг-екв/л	≤ 2,1	≤ 5,8
рН	-	7-8,5	7-8,5
Сухий залишок	мг/л	1000	1000

У системі водовідведення фабрики ПОШ стічні води від миття шерсті характеризуються високою концентрацію забруднень. Стічні води надходять двома потоками на очистку. Зажирені стічні води оброблюються в цеху жиродобуття, де з них вилучається шерстяний жир. Характеристика стічних вод ПОШ наведена в таблиці 1.6.

Таблиця 1.6 – Характеристика стічних вод фабрики ПОШ

Показники	Од. вим.	Стічні води
		до очистки	після очистки
Температура	0С	40	35
Завислі речовини	мг/л	10000-36000	360-500
Поріг розбавлення	крат.	1:2000	1:200
рН	-	8-10	7,5-8,5
Шерстяний жир	мг/л	3000-12000	100-200
Залишок сухий	мг/л	18000-50000	16000-20000
БПКповн	мгО2/л	8000-22000	200-300
ХПК	мгО2/л	15000-50000	800-8000
Азот амонійний	мг/л	100-500	50-250
ПАВ (по розрахунку)	мг/л	≤ 500	50

Визначення розрахункового водоспоживання промисловими підприємствами з прямоточною (А) та оборотною (В) системами водопостачання:

П/п №1 – завод гірничошахтного обладнання:

– перша черга будівництва:

“А” ;

“В” .

– друга черга будівництва:

“А” ;

“В” .

– перспективна черга будівництва:

“А” ;

“В” .

П/п №2 – завод з виробництва щебеня (з промивкою):

– перша черга будівництва:

“А” ;

“В” .

– друга черга будівництва:

“А” .

“В” .

Таблиця 1.7 – Норма витрат води (питоме водоспоживання) та кількість стічних вод на одиницю продукції або сировини

№ п/п	Найменування промислового підприємства	Оди-ниця вимі-рювання	Система водопос-тачання	Середньорічні витрати води на одиницю продукції, м3					Середньорічна кількість стічних вод, що скидаються до водойми, на одиницю продукції, м3					Безповоротне споживання та втрати води, м3
				оборот-ної води	Свіжої з джерела
					техніч-ної	Питної		Разом	Разом	У тому числі
						промислової	госпо-дарсько побуто-вої			Такі, що потребують очистки		Не потребують очистки	Фільтраційні зі шламонакопичувача
										проми-слових	побуто-вих
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	П/п №1 – завод гірнично-шахтного обладнання	1т м3/с	Оборотна і прямоточна	90	15	0,6	6,5	22,1	17	9	6,5	1,5	0	5,1
				1,979	0,3298	0,01319	0,1429	0,486	0,374	0,198	0,143	0,033	0	0,112
2	П/п №2 – завод з виробництва щебеня (з промивкою)	1000 м3 м3/с	Оборотна	3000	400	40	10	450	30	4	10	16	0	420
				2,777	0,3704	0,037	0,00926	0,4166	0,028	0,0037	0,009	0,0148	0	0,389
3	П/п №3 – фабрика первинної обробки шерсті	1т м3/с	Оборотна і прямоточна	75	67	6	8	81	63	30	5	28	0	18
				1,5625	1,396	0,125	0,1666	1,6875	1,3125	0,625	0,104	0,583	0	0,375

Примітка. Витрати води в м³/с розраховувати для перспективної черги будівництва.

– перспективна черга будівництва:

“А” ;

“В” .

П/п №3 – фабрика первинної обробки шерсті:

– перша черга будівництва:

“А” ;

“В” .

– друга черга будівництва:

“А” ;

“В” .

– перспективна черга будівництва:

“А” ;

“В” .

Одержані результати визначення розрахункового водовідбору заносимо до таблиці 1.8.

Таблиця 1.8 – Визначення розрахункового водовідбору Q_в

№ п/п	Показники	Черга будівництва з прямоточною (А) та оборотною (Б) системами водопостачання на підприємстві
		I		II		Перспектива
		А	Б	А	Б	А	Б
1	Водопостачання міста	1	1	1,5	1,5	2,8	2,8
2	Промислове водоспоживання Підприємство 1	0,973	0,192	1,972	0,389	2,465	0,486
	Підприємство 2	0,599	0,078	1,517	0,198	3,194	0,417
	Підприємство 3	1,174	0,609	2,257	1,172	3,250	1,688
3	Разом (п.1 + п.2)	3,746	1,879	7,246	3,259	11,710	5,390
4	Невраховані витрати (10-15 % п.3)	0,562	0,282	1,087	0,489	1,756	0,809
5	Власні потреби споруд водопроводу (4-8 % від п. 3 + п.4)	0,345	0,173	0,667	0,300	1,077	0,496
6	Розрахунковий водовідбір, , (п.3 + п.4 + п.5)	4,652	2,334	9,000	4,047	14,543	6,695

Після визначення розрахункового водовідбору слід проаналізувати можливість покриття цих витрат з обраних студентом двох річок – джерел водопостачання.

Забезпеченість річного стоку річки  у відсотках визначається згідно з категорією системи водопостачання 2, табл. 9, яка, в свою чергу, залежить від виду водопостачання 2, п. 4.4. У курсовому проекті забезпеченість річного стоку  є заданою величиною.

Можливість покриття розрахункового водовідбору кожним джерелом водопостачання (м³/с) перевіряють за формулою:

Q_B = (0,4–0,7) Q₀, (1.2)

де Q_В – розрахунковий водовідбір, м³/с;

Q₀ – середні багаторічні витрати води (див. додаток В).