Расчет балансовых схем движения воды и примеси в системах промышленного водоснабжения (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ»

РАСЧЕТ БАЛАНСОВЫХ СХЕМ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ

И ПРИМЕСИ В СИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННОГО

ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Методические указания

для курсового и дипломного проектирования

Иваново 2003

УДК 628.1

Расчет балансовых схем движения воды и примеси в системах промышленного водоснабжения: Метод. указания для курсового и дипломного проектирования / Иван. гос. архит. – строит. акад. – Иваново, 2003. – 20с.

В данных методических указаниях представлена методика расчета балансовых схем движения воды и примеси в системах промышленного водоснабжения при прямоточной, оборотной и последовательной схемах водоиспользования, дан сравнительный анализ эффективности различных схем и приведен пример расчета экономической эффективности.

Методические указания предназначены для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 290800 – «Водоснабжение и водоотведение».

Ил. 3. Табл. 1. Библиогр.: 4 назв.

РЕЦЕНЗЕНТ:

– доцент кафедры «Гидравлика, водоснабжение

и водоотведение» ИГАСА, к. т.н.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………….	4
1. Система прямоточного водоиспользования……………………	4
2. Система оборотного водоиспользования……………………….	6
3. Система последовательного водоиспользования………………	12
4. Сравнение систем водоиспользовния…………………………..	14
Библиографический список ……………………………………….	20

Введение

Одной из основных задач при проектировании и расчете сооружений систем водоиспользования промышленных предприятий является составление балансовой схемы движения воды и примесей внутри предприятия или группы предприятий, уточнение путей поступления и выделения примесей в процессе оборота воды. Эта задача может быть решена с помощью составления ряда балансовых уравнений, которые учитывали бы количества поступающих и отводимых воды и примесей и их дифференцированное распределение между потребителями.

Для упрощения рассмотрения задачи допускаем, что производственный процесс на предприятии протекает непрерывно и однообразно, без каких либо изменений во времени, что расход воды, подаваемой на производство в единицу времени и ее качество, в частности, содержание в ней примесей, остаются неизменными. Рассмотрение ведем по отношению к одной примеси, диктующей определение расхода производственной воды, состава очистных сооружений для предварительной подготовки используемой воды и ее обработки после использования и условия сброса. Допускаем присутствие в воде, наряду с диктующей примесью, мешающих примесей, которые требуют специальных дополнительных мероприятий по обработке воды.

1. Система прямоточного водоиспользования.

Принципиальная схема прямоточного использования воды (цеха, предприятия) приведена на рис.1.

На технологический процесс поступает расход воды Qтех с концентрацией примеси Стех, тогда расход примеси, вносимой в технологический процесс:

, кг/ч (1)

Вода из источника, до поступления в технологический процесс, подвергается подготовке на специальных сооружениях с целью снизить концентрацию примесей в ней с величины Свод до Ствх, т. е. на величину Свод - Ствх. Для этого необходимо выделить из воды примеси:

S’вод = Cвод· Qвод – Cтех· Qтех , (2)

что связано с потерей воды Q’пот.

 

При использовании в производстве вода может теряться, входя в состав продукции, с расходом Qтер, испаряться в количестве Qисп.

Разница между потерей воды с примесью и потерей на испарение состоит в том, что с испаряющейся водой примесь, как правило, не уносится. Бывают случаи, когда перерабатываемая продукция сама выделяет воду с расходом Qпост обогащая воду примесью в количестве Sпост с концентрацией Cпост. Содержание примеси в отработавшей воде будет:

Sотр = Sтех + Sпост – Sтер (3)

Расход воды определяется уравнением:

Qотр = Qтех + Qпост – Qисп – Qтер , (4)

что обусловливает концентрацию примеси Cотр, определяемую по уравнению:

(5)

На выходные очистные сооружения при прямотоке будет поступать вода с параметрами, определяемыми уравнениями 3,4,5. (см. рис.1).

Следует иметь в виду, что основным критерием при сбросе в водоем является не расход сбрасываемых сточных вод, а расход сбрасываемой примеси.

При сравнении расхода примеси, содержащейся в отработавших водах Sотр с предельно возможным расходом ее Sсбр, может быть два случая:

1. Sотр Sсбр, то есть расход решающей примеси в отработавшей воде меньше или равен допустимому для вод, сбрасываемых в водоем. В этом случае отработавшие воды в количестве Qотр могут сбрасываться в водоем без дополнительной очистки.

2. Отработавшая вода содержит примесь в количестве Sотр > Sсбр . В этом случае вода перед сбросом в водоем должна подвергаться специальной обработке для снижения содержания примеси на величину Sотр - Sсбр. Такая обработка связана с выделением или превращением в другую, безвредную примесь, определенной части рассматриваемой примеси в ко­личестве S”выд и потерей некоторой части отработавшей воды Q”пот, связанной с технологическим процессом переработки примеси и ее транспортированием в места накопления.

Таким образом, расход воды, подаваемой из источника на нужды пред-приятия, составляет в общем случае при прямотоке:

Qвод = Qсбр + Q”пот + Qисп + Qтер - Qпот + Q’ пот (6)

Уравнение баланса по расходу диктующей примеси по схеме рис.1 запишется в форме:

Sвод + Sпост = S’выд + Sтер + S”выд + Sсбр , (7)

откуда определяется количество примеси, задерживаемое на сооружениях очистки воды:

S’выд + S”выд = Sвыд = Sвод + Sпост - Sтер - Sсбр (8)

2. Система оборотного водоиспользования.

Принципиальная схема оборотного водоиспользования при­ведена на рис. 2.

В соответствии о принятой схемой для технологического процесса расходуется количество воды Qтех с концентрацией примеси Стех, что соответствует расходу примеси Sтех.

Технологическое использование воды сопровождается поступлением в воду примеси в количестве Sпост и выделением из продукции воды в количестве Qпост. Одновременно имеют место потери воды с сырьем или продуктом Qтер и на испарение Qисп .

 

Принимаем, что расход отработавшей воды равен Qотр, концентрация примеси равна Cотр и содержание примеси Sотр.

В общем случае отработавшая вода частично, с расходом Qотв, удаляется из рабочего цикла на локальные очистное сооружения и сбрасывается, другая, большая частъ, с расходом Q’ отр поступает на внутрицикловые очистные сооружения с целью освобождения ее от избытка примеси, выделенной в воду в процессе ее использования, и возвращается в технологический процесс.

При указанных условиях работы системы балансовое уравнение расхода воды может быть составлено на основании рассмотрения узловых балансов притока и отведения воды. Для узла подпитки системы уравнение баланса расходов имеет вид:

1. Qвод + Qоб = Qтех + Q пот ,

откуда

Qвод = Qтех + Q’ пот - Qоб

Обозначения в уравнениях принимаются по схеме рис. 2 и поэтому не расшифровываются в тексте.

Для узла технологического использования воды уравнение баланса расхода:

2. Qтех + Qпост = Qисп + Qтер + Qотр ,

откуда для узла разделения потока воды на сброс и в оборот:

3 . Qотр = Q’ отр + Qотв

и для узла обработки воды на внутрисистемных очистных сооружениях баланс по воде представляется уравнением

4. Q’ отр = Q’ исп + Qпот+ Qоб ,