При проектировании оборудования для заводских очистных сооружений, а также систем последовательного или оборотного водопотребления на отдельных технологических процессах необходимо знать количество образующихся сточных вод. Обычно определение объемов СВ совмещают с отбором проб для анализа химического состава загрязняющих веществ в них, так как эта работа очень трудоемка.
В зависимости от условий сброса СВ измерение их количества может быть выполнено одним из перечисленных способов: объемным, водосливом, по работе насосов и др. Данные замеров могут быть достоверны, если они охватывают значительный период времени и повторяются многократно.
Периодичность отсчетов устанавливается в зависимости от ожидаемой степени неравномерности стока, но не реже, чем через один час и не чаще, чем через 20 мин и обозначают буквой «t». Результаты определений обозначают буквами q1, q2 … qn и выражают в дм3/с или м3/час.
Устанавливают суточный (Qсут) и сменный (Qсм) расход воды (м3) по формулам 1 и 2.
Qсут = q1 + q2 + … qn, (1)
Qсм = q1° + q2° + … q°n, (2)
где q1 + q2 + … qn и q1° + q2° + … q°n – расходы СВ м3/ч после первого, второго, … n-ного измерений соответственно в течение суток, смены.
Определяют среднесуточный расход СВ (Qсут.ср., м3) по формуле 3.
Qсут.ср. = , (3)
где n-количество произведенных замеров в сутки.
Определяют средний часовой расход СВ (qчас ср.) м3 по формуле 4:
qчас ср. = , (4)
Кроме того определяют часовой коэффициент неравномерности стока (кн) по формуле:
кн = , (5)
где qmax – максимальный часовой расход, м3/ч.
Коэффициент неравномерности всегда больше 1. Если qmax больше qср в два раза и больше, для расчетов при проектировании очистных сооружений принимают qmax, особенно, если стоки содержат токсичные вещества или сильно обсеменены микроорганизмами.
Способы расчета:
1. объемный способ
Qсут, м3 определяют по формуле 6.
Qсут = (q1 + q2 + … qn)× 3,6, (6)
где q1; q2;… qn – объемы единовременно отобранных проб, q (дм3/с) определяют по формуле 7:
q = , (7)
где q/ - объем пробы дм3, отобранной за время t/, c
2. по водосливу
2.1 Водослив Понселе (рис.1)
рисунок 1
Суточный расход СВ (м3) определяют по формуле 8:
Qсут = (q1 + q2 + … qn).3600, м3, (8)
где q1; q2;… qn – объем сточных вод, рассчитан в момент замера высоты подъема перелива Н (м), м3/ с.
Расход сточных вод при единичном замере q (м3/ с) определяют по формуле 9:
q = 2/3mbH , (9)
где m - коэффициент расхода воды, зависящий от ширины порога (0,6…0,75);
b – ширина канала, м;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
2.2 Для очень загрязненных сточных вод, когда перегородка не достает до дна канала, расход сточных вод q (м3/ с) определяют по формуле 10.
q = mbH2 , (10)
H1
Рисунок 2
где Н1; Н2; Н3 берут согласно рисунку 2.
3. по работе насоса
Суточный расход сточных вод Qсут (м3) определяют по формуле 11:
Qсут = (q1 + q2 + …qn) , (11)
где n – количество замеров в сутки
q1; q2; …qn – часовой расход сточных вод, который определяют по формуле 12:
q = , (12)
где N – потребляемая мощность насоса, кВт;
t – время работы насоса, ч;
H – высота подъема жидкости по манометру (напор), м водяного столба (из характеристики насоса);
k – вспомогательный коэффициент, м4/с.квт определяется из таблицы 1 по известному расходу электроэнергии (W.T).
Таблица 1
№№ | Номинальная подача насоса, м3/с | K, м4/с.квт |
До 0,005 | 0,0441 | |
.. 0,010 | 0,0523 | |
.. 0,015 | 0,0557 | |
.. 0,030 | 0,0604 | |
.. 0,060 | 0,0631 | |
.. 0,090 | 0,0636 | |
.. 0,120 | 0,0662 | |
.. 0,160 | 0,0678 | |
.. 0,400 | 0,0695 | |
..0,800 | 0,0713 | |
Более 0,800 | 0,0730 |
Исходные данные для расчета суточного расхода воды, часового расхода воды, коэффициента неравномерности.
Таблица 2 - Исходные данные для расчета объемным способом
Варианты | ||||||||||
t, час | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X |
Расход сточной воды, дм3 (q/) | ||||||||||
t/, с |
Таблица 3 - Исходные данные для расчета по водосливу Понселе
Варианты | ||||||||||||||||||||
№ | ||||||||||||||||||||
t,ч | b | H | b | H | b | H | b | H | b | H | b | H | b | H | b | H | b | H | b | H |
25,0 | 1,0 | 2,0 | 24,8 | 3,0 | 24,7 | 4,0 | 24,6 | 5,0 | 24,5 | 6,0 | 24,4 | 7,0 | 24,3 | 8,0 | 24,2 | 9,0 | 24,1 | 10,0 | ||
24,5 | 1,1 | 2,1 | 23,8 | 2,9 | 23,7 | 3,9 | 23,6 | 5,1 | 23,5 | 5,9 | 23,4 | 7,8 | 23,3 | 8,3 | 23,2 | 9,6 | 23,1 | 10,2 | ||
24,0 | 1,2 | 2,2 | 24,,3 | 2,8 | 24,2 | 3,8 | 24,1 | 5,2 | 24,5 | 5,8 | 24,6 | 7,1 | 24,7 | 8,1 | 24,8 | 9,5 | 24,9 | 10,9 | ||
23,5 | 1,3 | 2,3 | 2,7 | 23,2 | 3,7 | 23,1 | 5,3 | 23,6 | 5,7 | 23,7 | 7,2 | 23,8 | 8,2 | 23,9 | 9,4 | 24,0 | 10,7 | |||
23,0 | 1,4 | 2,4 | 22,8 | 2,6 | 22,7 | 3,6 | 22,6 | 5,4 | 22,5 | 5,6 | 22,4 | 7,3 | 22,3 | 8,4 | 22,2 | 9,3 | 22,1 | 10,5 | ||
22,0 | 1,5 | 2,5 | 21,8 | 2,5 | 21,7 | 3,5 | 21,6 | 5,5 | 21,5 | 5,5 | 21,4 | 7,4 | 21,3 | 8,5 | 21,2 | 9,2 | 21,1 | 10,3 | ||
21,0 | 1,6 | 2,6 | 20,8 | 2,9 | 20,7 | 3,4 | 20,6 | 5,6 | 20,5 | 5,4 | 20,4 | 7,5 | 20,3 | 8,6 | 20,2 | 9,1 | 20,1 | 10,1 | ||
22,5 | 1,7 | 2,7 | 22,3 | 2,3 | 22,2 | 3,3 | 22,1 | 5,7 | 22,6 | 5,3 | 22,7 | 7,6 | 22,8 | 8,7 | 22,9 | 9,0 | 23,0 | 10,3 | ||
21,5 | 1,8 | 2,8 | 21,3 | 2,2 | 21,2 | 3,2 | 21,1 | 5,8 | 21,6 | 5,2 | 21,7 | 7,7 | 21,8 | 8,9 | 21,9 | 8,9 | 22,0 | |||
20,5 | 1,9 | 2,9 | 20,3 | 2,1 | 20,2 | 3,1 | 20,1 | 5,9 | 20,6 | 5,1 | 20,7 | 7,8 | 20,8 | 9,1 | 20,9 | 8,7 | 21,0 | 10,4 | ||
20,0 | 2,0 | 3,0 | 19,9 | 3,1 | 19,8 | 4,9 | 19,7 | 4,9 | 19,6 | 5,0 | 19,5 | 7,9 | 19,4 | 9,0 | 19,3 | 8,6 | 19,2 | 10,6 | ||
19,5 | 2,1 | 3,1 | 19,3 | 3,2 | 19,2 | 4,8 | 19,1 | 4,8 | 19,0 | 6,0 | 19,6 | 8,1 | 19,7 | 9,2 | 19,8 | 8,5 | 19,9 | 10,8 | ||
19,0 | 2,2 | 3,2 | 18,7 | 3,3 | 18,6 | 4,7 | 18,5 | 4,7 | 18,4 | 6,1 | 18,1 | 8,2 | 18,4 | 9,3 | 18,3 | 8,4 | 18,2 | 11,0 | ||
18,5 | 2,3 | 3,3 | 18,7 | 3,4 | 18,8 | 4,6 | 18,9 | 4,6 | 19,0 | 6,2 | 18,4 | 8,3 | 18,3 | 9,4 | 18,2 | 8,3 | 18,1 | 11,2 | ||
18,0 | 2,4 | 3,4 | 17,8 | 3,5 | 17,7 | 4,5 | 17,6 | 4,5 | 17,5 | 6,3 | 17,4 | 8,4 | 17,3 | 9,5 | 17,2 | 8,2 | 17,1 | 11,4 | ||
17,5 | 2,5 | 3,5 | 17,3 | 3,6 | 17,2 | 4,3 | 17,1 | 4,3 | 17,0 | 6,4 | 17,5 | 8,5 | 17,6 | 9,6 | 17,7 | 8,1 | 17,8 | 11,6 | ||
17,0 | 2,6 | 1,9 | 16,8 | 3,7 | 16,7 | 4,2 | 16,6 | 4,2 | 16,5 | 6,5 | 16,4 | 6,9 | 16,3 | 9,7 | 16,2 | 8,0 | 16,1 | 11,8 | ||
16,5 | 2,7 | 11,8 | 16,3 | 3,8 | 16,2 | 4,1 | 16,1 | 4,1 | 16,6 | 6,7 | 16,7 | 6,8 | 16,8 | 9,8 | 16,9 | 7,9 | 17,0 | 11,1 | ||
16,0 | 2,8 | 1,7 | 16,2 | 3,9 | 16,3 | 3,9 | 16,4 | 4,0 | 16,5 | 6,8 | 16,6 | 6,7 | 16,7 | 9,9 | 16,8 | 7,6 | 16,9 | 11,3 | ||
15,5 | 2,9 | 1,6 | 15,3 | 4,0 | 15,2 | 3,8 | 15,1 | 4,9 | 15,0 | 6,9 | 15,6 | 6,6 | 15,7 | 9,1 | 15,8 | 7,7 | 15,9 | 11,5 | ||
15,0 | 3,0 | 1,5 | 14,8 | 4,1 | 14,9 | 3,7 | 15,1 | 4,3 | 15,2 | 7,1 | 15,3 | 6,5 | 15,4 | 9,2 | 15,5 | 7,8 | 15,6 | 11,7 | ||
14,5 | 3,1 | 1,4 | 14,3 | 4,2 | 14,2 | 3,6 | 14,1 | 4,7 | 14,0 | 6,3 | 14,6 | 6,4 | 14,7 | 9,3 | 14,8 | 7,9 | 14,9 | 10,5 | ||
14,0 | 3,2 | 1,3 | 13,8 | 4,3 | 13,7 | 3,5 | 13,6 | 4,5 | 13,5 | 6,5 | 3,4 | 6,3 | 13,3 | 9,4 | 13,2 | 8,0 | 13,1 | 10,6 | ||
13,5 | 3,3 | 1,2 | 13,3 | 4,4 | 13,2 | 3,4 | 13,1 | 4,8 | 13,0 | 6,6 | 6,2 | 13,7 | 9,5 | 13,8 | 8,2 | 13,9 | 10,4 |
Примечание: b и H даны в см.
Таблица 4 - Исходные данные для расчета по водосливу для особенно загрязненных стоков
Варианты | ||||||||||||||||||||||||||||||
№ | ||||||||||||||||||||||||||||||
b, см | ||||||||||||||||||||||||||||||
t,ч | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 | Н1 | Н2 | H3 |
Примечание: b и H даны в см.
Таблица 5 - Исходные данные для расчета по работе насоса
Показатели | Варианты | |||||||||
Тип насоса | 2к-20/30 | 3к-6а | 3км-6 | 3к-45/30а | 4к-6 | 4к-6а | 4к-9а/20 | 4к-90/20а | 6к-160/30 | 8к-290/30 |
Количество замеров, в сутки (n) | 24,0 | 26,4 | 28,8 | 31,2 | 33,6 | 24,0 | 26,4 | 28,8 | 31,2 | |
Время единовременной работы насоса, час (t) 10 отборов СВ за сутки с выбранной периодич-ностью | 0,17; 0,18; 0,19; 0,20; 0,21; 0,22; 0,23; 0,24; 0,25; 0,26 | 0,18; 0,19; 0,20; 0,21; 0,22; 0,23; 0,24; 0,25; 0,26 0,27 | 0,19; 0,18; 0,17; 0,16; 0,15; 0,14; 0,13; 0,12; 0,11; 0,10 | 0,20; 0,19; 0,18; 0,17; 0,16; 0,15; 0,14; 0,13; 0,12; 0,11 | 0,19; 0,20; 0,21; 0,22; 0,23; 0,24; 0,25; 0,26; 0,27 | 0,18; 0,17; 0,16; 0,15; 0,14; 0,13; 0,12; 0,11; 0,10; 0,09 | 0,17; 0,18; 0,19; 0,20; 0,21; 0,22; 0,23; 0,24; 0,25; 0,26 | 0,18; 0,19; 0,20; 0,21; 0,22; 0,23; 0,24; 0,25; 0,26; 0,27 | 0,19; 0,20; 0,21; 0,22; 0,23; 0,24; 0,25; 0,26; 0,27; 0,28 | 0,20; 0,19; 0,18; 0,17; 0,16; 0,15; 0,14; 0,13; 0,12; 0,11 |
Таблица 6 - Технические характеристики насосов
Тип насоса | Параметры | ||
Номинальная подача, м3/ч (q) | Напор, МПа | Потребляемая мощность, квт | |
2к-20/30 | 0,30 | 4,0 | |
3к-6а | 0,41 | 10,0 | |
3к-м | 0,54 | 12,0 | |
3к-45/30а | 0,22 | 5,5 | |
4к-6 | 0,87 | 55,0 | |
4к-6а | 0,76 | 40,0 | |
4к-90/20 | 0,20 | 7,5 | |
4к-90/20а | 0,18 | 5,5 | |
6к-160/30 | 0,30 | 30,0 | |
8к-290/30 | 0,30 | 40,0 |
Лабораторная работа оформляется следующим образом
- Теоретическая часть, где кратко описывают способы определения расхода сточных вод.
- Каждый студент выбирает один из предложенных вариантов и осуществляет расчет всех значений «q» пользуясь представленными формулами. Расчеты представить в виде таблицы 7.
Таблица 7 – Данные расходов сточных вод в течение суток (qn)
Способы расчета | Формулы для расчета | Номер отбора проб,n | |||
n | |||||
I | q = , дм3/с | ||||
II | q = , м3/с | ||||
III | q = , м3/с | ||||
IV | q = ,м3/ч |
Конечные результаты оформляют в виде таблицы 8.
Таблица 8 - Характеристика водоотведения
№№ п/п | Способы расчета | I | II | III | IV |
Qсут, м3/ч | |||||
Qсм, м3/ч | |||||
qчас, м3 | |||||
qмакс, м3/ч | |||||
K= |
Контрольные вопросы
- С какой целью на заводских очистных сооружениях определяют расход сточных вод?
- В каких единицах выражают показатель «норма водоотведения»?
- Как определяют расход сточной воды объемным способом?
- По какой формуле определяют расход сточной воды на предприятии водосливом Понселе?
- Как осуществляют и по какой формуле определяют расход сточной воды на предприятии водосливом, когда сточная вода содержит повышенное количество осадка?
- В каких единицах выражают расход сточной воды?
- Как определяют коэффициент неравномерности расхода сточных вод на очистных сооружениях?
- Каково примерное значение коэффициента неравномерности сброса сточных вод на рыбоперерабатывающих предприятиях?
- В каких случаях для расчета очистных сооружений принимают максимальный часовой расход сточных вод?
- Как рассчитывают расход сточной воды на предприятии по работе насоса?
- Каково назначение емкостей-усреднителей в системе заводских очистных сооружений?