Разработка проекта по рациональному использованию водных ресурсов в промышленном узле

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Исходные данные

Требуется запроектировать водохозяйственный комплекс, состоящий из города, трех промышленных предприятий, земледельческих полей орошения, зон рекреации; провести расчеты водных балансов и экономического эффекта от проведения природоохранных мероприятий.

Исходные данные для проектирования:

1. Численность населения города - 405 тыс. чел.

2. Норма водопотребления - 180 л/(чел.•сут).

3. Данные по промышленным предприятиям:

П/п №1: Комбинат льняных тканей.

Мощность: 2 500 000 м/год.

П/п №2: Завод по производству высших спиртов.

Мощность: 300 000 т/год.

П/п №3: Мясокомбинат.

Мощность: 12 000 т/год.

4. Земледельческие поля орошения (ЗПО):

Площадь - 3 500 га.

Вид схемы - №4.

5. Зоны рекреации (оценка уровня рекреационного потенциала):

Вариант №1 - 3,2 балла.

6. Водохозяйственный район - Рязанская обл., река Ока.

7. Показатели качества источника водоснабжения:

мутность - 160 мг/л,

цветность - 60 град.

8. Состав загрязнений сточных вод (после очистки):

взвешенные вещества - 18 мг/л,

БПКполн - 8 мгО2/л,

СПАВ - 0,6 мг/л,

нефтепродукты - 0,5 мг/л,

аммонийный азот - 12 мг/л,

сульфаты - 120 мг/л,

хлориды - 190 мг/л.

Таблица 1. Данные по промышленным предприятиям

Промышленное предприятие	№ 1	№ 2	№ 3
Ед. измерения	1000 м	т	т
Система водоснабжения	прямоточная	оборотная	прямоточная с оборотной
Среднегодовой расход воды на единицу измерения, м3: оборотной, последовательно и повторно используемой технической (свежей из источника) для производственных целей (свежей из источника, питьевой) для хозяйственно-бытовых целей (свежей из источника, питьевой) всего (свежей из источника)	0	603	82
	350	21,17	6,4
	2	0	24,9
	28	0,24	0,6
	380	21,41	31,9
Среднегодовое количество выпускаемых в водоемы сточных вод на единицу измерения, м3: всего очищенных от загрязнений: производственных бытовых не требующих специальной очистки фильтрационных из шламонакопителя	360	6,18	25,3
	310	5,94+0,60*	22,5
	10	0,24	0,6
	40	0	2,2
	0	0	0
Безвозвратное потребление и потери воды, м3	20	15,23	6,6
Категория требуемого качества технической воды	III	I	I

* на сжигание

2. Описание альтернативных схем водохозяйственного комплекса

Водохозяйственный комплекс (ВК) включает в себя следующие объекты водоснабжения и водоотведения:

жилая застройка города;

три промышленных предприятия;

земледельческие поля орошения (ЗПО).

В курсовом проекте рассматриваются два альтернативных варианта водоснабжения и водоотведения перечисленных выше объектов.

Вариант 1. Водоснабжение объектов водохозяйственного комплекса осуществляется речной водой, забираемой тремя независимыми водозаборами:

водозабор для нужд жилой застройки города и промышленных предприятий, на цели хозяйственно-питьевого водоснабжения, с предварительной обработкой этой воды на водопроводных очистных сооружениях (ВОС),

водозабор речной неочищенной воды на ЗПО,

водозабор речной воды для подачи в качестве технической (без очистки) на промпредприятия.

Отвод хозяйственно-бытовых сточных вод от города и промпредприятий осуществляется по общему коллектору на сооружения биологической очистки (КОС). Биологически очищенные стоки сбрасываются в водоем (реку).

Сброс сточных (дренажных) вод от ЗПО производится в водоем по самостоятельной водоотводящей сети.

На водопроводных очистных сооружениях отсутствует оборот (повторное использование) производственных сточных вод.

Рекреационная зона развита слабо.

Вариант 2. Водоснабжение на хозяйственно-питьевые нужды города и промпредприятий производится путем забора речной воды и последующей ее очистки на ВОС. Водоснабжение промпредприятий технической водой, а также водообеспечение ЗПО производятся на основе повторного использования глубоко очищенных городских сточных вод (ГСВ). ГСВ - совокупность или смесь хозяйственно-бытовых сточных вод от жилой застройки города и промышленных объектов, расположенных внутри городской застройки и промышленных сточных вод этих предприятий.

На городских ВОС предусмотрена оборотная система повторного использования промывных вод.

Зона рекреации усовершенствована.

3. Расчетные расходы ДЛЯ ГОРОДА

Суточный расход воды на хозяйственно-бытовые нужды

Qгорсут = (qo · N) / 1000,

где qo - удельная норма водопотребления в городе (из задания); qo = 180 л/(чел.•сут);

N - число жителей в городе; N = 405 000 чел.;

Qгорсут = (180 · 405 000) / 1000 = 72 900 м3/сут.

Годовой расход воды на хозяйственно-бытовые нужды в городе

Qгоргод = 72 900 · 365 = 26 608 500 м3/год.

Суточный расход сточных вод в городе (при раздельном отведении хозяйственно-бытовых и ливневых сточных вод принимаем равным расходу воды на хозяйственно-питьевые нужды)

Qгор стсут = Qгорсут = 72 900 м3/сут.

Годовой расход сточных вод в городе

Qгор стгод = Qгоргод = 26 608 500 м3/год.

4. Расчет водобалансовых схем промышленных предприятий

Объем потребляемой воды на единицу измерения продукции (тонн, штук, погонных метров, квадратных метров и т.д.)

Qп/п = qo · N,

где qo - удельное потребление воды, м3/ед. изм.;

N - мощность промышленного предприятия, ед. изм.

Вода на предприятии расходуется на технологические нужды в процессе производства продукта (в том числе, может входить в состав продукта), на охлаждение оборудования, на хозяйственно-бытовые нужды (питьевая вода, душ, уборные, столовые и т.д.).

На предприятии используется вода питьевого качества (на хозяйственно-бытовые нужды и на те производственные нужды, где требуется вода питьевого качества) и техническая вода (без очистки или прошедшая частичную очистку, и специально обработанная вода - дегазированная, умягченная, обессоленная и т.п.).

При оборотной схеме часть слабозагрязненных сточных вод (как правило, после охлаждения оборудования) направляется на повторное использование (после очистки и/или охлаждения), при прямоточной схеме все стоки (с очисткой или без нее) сбрасываются в канализацию. Часть воды теряется в производстве: входит в состав готового продукта, испаряется и уносится в атмосферу в градирнях, испаряется в процессе использования, выводится с осадком при очистке сточных вод и т.д. - эти потери называются безвозвратными. На предприятии образуются следующие сточные воды: хозяйственно-бытовые и производственные. Производственные сточные воды делятся на условно чистые (так называемые не требующие специальной очистки, которые можно сбрасывать в городскую канализацию без всякой очистки), загрязненные (которые очищаются на локальных очистных сооружениях и сбрасываются в канализацию) и фильтрационные воды из шламонакопителя. Часть сточных вод (концентрированные или осадки с локальных очистных сооружений) утилизируются на предприятии - сжигаются или вывозятся на захоронение.



Рис. 1. Полная водобалансовая схема промышленного предприятия

Балансовая схема промышленного предприятия (рис. 1) описывается следующими уравнениями:

всего воды свежей из источника:

Qсв.вгoд = Qтехнгoд + Qпр.пгoд + Qх/бгoд = Qстгoд + Qбпгoд;

всего сточных вод:

Qстгoд = Qст.пргoд + Qст.бытгoд + Qст.б/огoд + Qст.шлгoд;

полный расход на производство продукции:

- при оборотной системе:

Qполнгoд = Qсв.вгoд + Qобгoд,

- при прямоточной системе:

Qполнгoд = Qсв.вгoд,

где Qполнгод - полный расход на производство продукции;

Qобгoд - расход оборотной воды;

Qсв.вгoд - всего свежей воды из источника на технические и хозяйственно-бытовые нужды;

Qтехнгoд - расход технической воды (свежей из источника);

Qпр.пгoд - расход воды для производственных целей (свежей из источника, питьевой);

Qх/бгoд - расход воды для хозяйственно-бытовых целей (свежей из источника, питьевой);

Qст.пргoд - производственные сточные воды;

Qст.бытгoд - бытовые сточные воды;

Qст.б/огoд - сточные воды, не требующие специальной очистки;

Qст.шлгoд - фильтрационные воды из шламонакопителя;

Qстгoд - всего сточной воды;

Qб.пгoд - безвозвратные потери.

Ниже приведены расчеты водобалансовых схем различных промышленных предприятий:

Комбинат льняных тканей (рис. 2)

Производительность в год - 2 500 000 м.

Единица измерения - 1000 м.

N = 2 500 тыс. м ткани/год.

Расход оборотной воды:

Qo6гoд = 0 м3/год;

Qобсут = 0 м3/сут.

Расход технической воды:

Qтexгoд = 350 · 2 500 = 875 000 м3/год;

Qтexсут = 875 000 / 365 = 2 397,3 м3/сут.

Расход воды для производственных целей (питьевой):

Qпр.пгoд = 2 · 2 500 = 5 000 м3/год;

Qпр.псут = 5 000 / 365 = 13,7 м3/сут.

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды:

Qx/бгод = 28 · 2 500 = 70 000 м3/год;

Qx/бсут = 70 000 / 365 = 191,8 м3/сут.

Расход свежей воды:

Qсв.вгoд = 380 · 2 500 = 950 000 м3/сут;

Qсв.всут = 950 000 / 365 = 2 602,7 м3/сут.

Расход сточных вод (всего):

Qстгoд = 360 · 2 500 = 900 000 м3/год;

Qстсут = 900 000 / 365 = 2 465,8 м3/сут.

Расход производственных сточных вод:

Qст.пргoд = 310 · 2 500 = 775 000 м3/год;

Qст.прсут = 775 000 / 365 = 2 123,3 м3/сут.

Расход на безвозвратные потери:

Qб.пroд = 20 · 2 500 = 50 000 м3/год;

Qб.пгoд = 50 000 / 365 = 137,0 м3/сут.

Полный расход на производство продукции:

Qполнгод = 950 000 м3/год;

Qполнсут = 2 602,7 м3/сут.

Рис. 2. Водобалансовая схема комбината льняных тканей

Производство высших спиртов (рис. 3)

Производительность в год - 300 000 т.

Единица измерения - 1 т.

N = 300 000 т/год.

Расход оборотной воды:

Qo6гoд = 603 · 300 000 = 180 900 000 м3/год;

Qобсут = 180 900 000 / 365 = 495 616,4 м3/сут.

Расход технической воды:

Qтexгoд = 21,17 · 300 000 = 6 351 000 м3/год;

Qтexсут = 6 351 000 / 365 = 17 400 м3/сут.

Расход воды для производственных целей (питьевой):

Qпр.пгoд = 0 м3/год;

Qпр.псут = 0 м3/сут.

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды:

Qx/бгод = 0,24 · 300 000 = 72 000 м3/год;

Qx/бсут = 72 000 / 365 = 197,3 м3/сут.

Расход свежей воды:

Qсв.вгoд = 21,41 · 300 000 = 6 423 000 м3/сут;

Qсв.всут = 6 423 000 / 365 = 17 597,3 м3/сут.

Расход сточных вод (всего):

Qстгoд = 6,18 · 300 000 = 1 854 000 м3/год;

Qстсут = 1 854 000 / 365 = 5 079,5 м3/сут.

Расход производственных сточных вод:

Qст.пргoд = 5,94 · 300 000 = 1 782 000 м3/год;

Qст.прсут = 1 782 000 / 365 = 4 882,2 м3/сут.

Расход на безвозвратные потери:

Qб.пroд = 15,23 · 300 000 = 4 569 000 м3/год;

Qб.пгoд = 4 569 000 / 365 = 12 517,8 м3/сут.

Полный расход на производство продукции:

Qполнгод = 6 423 000 + 180 900 000 = 187 323 000 м3/год;

Qполнсут = 187 323 000 / 365 = 513 213,7 м3/сут.



Рис. 3. Водобалансовая схема производства высших спиртов

Мясокомбинат (рис. 4)

Производительность в год - 12 000 т.

Единица измерения - 1 т.

N = 12 000 т/год.

Расход оборотной воды:

Qo6гoд = 82 · 12 000 = 984 000 м3/год;

Qобсут = 984 000 / 365 = 2 695,9 м3/сут.

Расход технической воды:

Qтexгoд = 6,4 · 12 000 = 76 800 м3/год;

Qтexсут = 76 800 / 365 = 210,4 м3/сут.

Расход воды для производственных целей (питьевой):

Qпр.пгoд = 24,9 · 12 000 = 298 800 м3/год;

Qпр.псут = 298 800 / 365 = 818,6 м3/сут.

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды:

Qx/бгод = 0,6 · 12 000 = 7 200 м3/год;

Qx/бсут = 7 200 / 365 = 19,7 м3/сут.

Расход свежей воды:

Qсв.вгoд = 31,9 · 12 000 = 382 800 м3/сут;

Qсв.всут = 382 800 / 365 = 1 048,8 м3/сут.

Расход сточных вод (всего):

Qстгoд = 25,3 · 12 000 = 303 600 м3/год;

Qстсут = 303 600 / 365 = 831,8 м3/сут.

Расход производственных сточных вод:

Qст.пргoд = 22,5 · 12 000 = 270 000 м3/год;

Qст.прсут = 270 000 / 365 = 739,7 м3/сут.

Расход на безвозвратные потери:

Qб.пroд = 6,6 · 12 000 = 79 200 м3/год;

Qб.пгoд = 79 200 / 365 = 217,0 м3/сут.

Полный расход на производство продукции:

Qполнгод = 984 000 + 382 800 = 1 366 800 м3/год;

Qполнсут = 1 366 800 / 365 = 3 744,7 м3/сут.

Рис. 4. Водобалансовая схема мясокомбината

5. Расчет водопроводных очистных сооружений

Количество воды, подаваемой ВОС в город и на три промпредприятия, определяется как сумма питьевой воды, потребляемой городом и всеми промпредприятиями:

QВОСсут = Qгopсут + У(Qсв.всут - Qтexсут).

Количество воды питьевого качества, потребляемой промпредприятием, определяется как разница между общим расходом свежей воды и расходом технической воды. Техническая вода на промпредприятия подается из собственного водозабора технической воды:

QВОСcyт = 72900 + (2602,7 - 2397,3) + (17597,3 - 17400) + (1048,8 - 210,4) = 74141,1 м3/сут;

QВОСчас = 74141,1 / 24 = 3089 м3/ч;

QВОСгод = 74141,1 · 365 = 27 061 502 м3/год.

Исходные данные для выбора технологической схемы подготовки воды для хозяйственно-питьевых целей: мутность - 160 мг/л, цветность - 60 град.

Согласно п. 9.9 СП 31.13330.2012 (ниже по тексту просто СП) к водам средней мутности и цветности относятся воды с мутностью 50-250 мг/л и цветностью 35-120 град. Согласно табл. 10 СП для очистки вод с данными показателями следует применять схему с горизонтальными отстойниками и скорыми фильтрами.

Водобалансовая схема водопроводных очистных сооружений (ВОС) приведена на рис. 5.

Рис. 5. Водобалансовая схема водопроводных очистных сооружений

Доза коагулянта по мутности: Дкм = 36 мг/л (табл. 16 СНиП 2.04.02-84*).

Доза коагулянта по цветности Дкц = 4 = 4 = 31 мг/л.

Принимаем большую дозу: Дк = 36 мг/л.

Расчет горизонтальных отстойников

Площадь отстойников в плане

,

где бoб - коэффициент объемного использования отстойников (п.6.67 СНиП 2.04.02-84*); бoб = 1,3;

kс.н. - коэффициент, учитывающий расход станции водоподготовки на собственные нужды, принимается 10-14 % (п. 9.6 СП);

Uo - скорость выпадения взвеси (по табл. 11 СП); Uo = 0,45-0,5 мм/с;

F = (1,3 · 1,1 · 3089) / (3,6 · 0,45) = 2727 м2.

Длина отстойников

L = Hcp · vcp / Uo,

где Нср - средняя высота зоны осаждения (п. 9.54 СП); Нср = 3,5 м;

vcp - расчетная скорость горизонтального движения воды в начале отстойника (п. 9.54 СП); vcp = 8 мм/с; L = 3,5 · 8 / 0,45 = 62,2 м.

Принимаем L = 60 м.

Отстойники разделяются на продольные секции шириной не более 6 м. Принимаем трехсекционный отстойник с шириной секции B = 4 м. Количество отстойников:

N = F / (L · B · n), где n - число секций.

N = 2727 / (60 · 4 · 3) = 3,8.

Принимаем 4 отстойника.

Процесс удаления осадка из отстойников

Объем осадка, образующегося в отстойниках, определяется как

Woc = kс.н. · QВОСcyт · (Сcp - Мо) / д,

где Мо - мутность воды, выходящей из отстойника; М = 8-12 мг/л;

д - средняя концентрация осадка после уплотнения, г/м3; зависит от мутности поступающей воды и времени уплотнения (по табл. 12 СП);

Сср - средняя концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в отстойник:

Сср = М + Кк · Дк + 0,25 · Ц + И,

где М - мутность исходной воды, мг/л; Ц - цветность исходной воды, град; Кк - коэффициент для неочищенного сернокислого алюминия; Кк = 0,55; И - количество нерастворимых взвешенных веществ, вводимых с известью (в данном проекте не учитывается: И = 0).

Сcp = 160 + 0,55 · 36 + 0,25 · 60 + 0 = 194,8 мг/л;

Woc = 1,1 · 74141,1 · (195 - 10) / 32 000 = 471,5 м3.

Расход воды, сбрасываемой с осадком, с учетом коэффициента разбавления осадка Кр (п. 9.60 СП):

Qoc.осут = Кр · Woc;

Qoc.осут = 1,5 · 471,5 = 707 м3/сут.

То же в процентах от суточного расхода:

pос.о = Qос.осут / QВОСсут · 100 = 707 / 74141,1 · 100 = 0,95 %.

Расход воды, сбрасываемой с осадком в течение всего года:

Qoc.огод = Qoc.осут · 365;

Qoc.огод = 707 · 365 = 258 055 м3/год.

Расчет скорых фильтров.

Принимаем однослойные скорые фильтры с загрузкой из кварцевого песка с диаметром зерен 0,8-1,0 мм, высота слоя загрузки 1,3 м, скорость фильтрования при нормальном режиме vн = 6 м/ч, при форсированном vф = 7 м/ч.

Площадь фильтров:

Fф = Qсут / (Тст · vн - nпр · qпр - nпр · tпр · vн),

где Тст - продолжительность работы станции в течение суток; Тст = 24 ч;

nпр - число промывок фильтра в сутки; nпр = 2;

qпр - удельный расход на промывку фильтра; qпр = 3,6 · w · tпром,

w - интенсивность промывки (табл. 16 СП); w = 14 л/(см2);

tпром - продолжительность промывки фильтра (табл. 16 СП); tпром = 6 мин = 0,1 ч;

tпр - время простоя фильтра в связи с промывкой; tпр = 0,33 ч;

Fф = 74141,1 / (24 · 6 - 2 · 3,6 · 14 · 0,1 - 2 · 0,33 · 6) = 570,5 м2.

Количество фильтров должно быть не менее четырех. Ориентировочно количество фильтров определяется как

Nф = /2;

Nф = /2 = 11,9 ~ 12 шт.

Площадь одного фильтра

F = Fф / Nф = 570,5 / 12 = 47,5 = 48 м2.

Проверка скорости при форсированном режиме:

vф = vн · Nф / (Nф - 1);

vф = 6 · 12 / (12 - 1) = 6,55 м/ч < 7 м/ч.

Промывка фильтров.

Объем воды для промывки одного фильтра.

Wпр = F · qпр;

Wпр = 48 · 3,6 · 14 · 0,1 = 241,9 м3.

Суточный промывной расход

Qпpсут = Nф · Wпр · nпр = 12 · 241,9 · 2 = 5 806 м3/сут.

Процент, который составляет расход воды от промывки фильтров от суточного расхода:

pпр = Qпpсут /Qcyт · 100 = 5 806 / 74141,1 · 100 = 7,83 %.

Расход воды на промывку в течение всего года:

Qпpгод = Qпpсут · 365 = 5 806 · 365 = 2 119 190 м3/год.

При повторном использовании воды от промывки фильтров 98 % воды возвращается в голову очистных сооружений, а 2 % - сбрасывается с осадком. Расход воды, сбрасываемой с осадком от всех фильтров:

Qос.фсут = Qпpсут · 0,05 = 5806 · 0,02 = 116 м3/сут;

Qос.фгод = Qос.фсут · 365 = 116 · 365 = 42 340 м3/год.

Процент, который составляет расход промывной воды, сбрасываемой с осадком, от суточного расхода:

pос.ф = Qос.фсут / Qcyт · 100 = 116 / 74141,1 · 100 = 0,16 %.

Расход промывной воды, используемой повторно:

Qповт.фсут = Qпpсут · 0,98 = 5 806 · 0,98 = 5 690 м3/сут;

Qповт.фгод = Qповт.фсут · 365 = 5 690 · 365 = 2 076 850 м3/год.

Процент, который составляет расход промывной воды, используемой повторно, от суточного расхода:

pповт.ф = pпр - pос.ф = 7,83 - 0,16 = 7,67 %.

Обработка осадка

Общий расход осадка, образующийся на очистных сооружениях:

Qocсут = Qoc.осут + Qoc.фсут

Qocсут = 707 + 116 = 823 м3/сут.

Qocгод = 258 055 + 42 340 = 300 395 м3/год.

рос = 823 / 74141,1 · 100 = 1,11 %.

Для уменьшения объема утилизируемого осадка применяют уплотнение на сгустителях и последующее фильтр-прессование, что позволяет снизить влажность осадка до 70 %. Исходная влажность осадка из отстойника с - около 98 %. Иловая вода, образующаяся при сгущении и уплотнении осадка, содержит в себе большое количество загрязнений и поэтому ее сбрасывают в канализацию.

Расход воды, сбрасываемой с уплотненным осадком в течение всего года:

Qyплгод = Qосгод · (100 - сос) / (100 - 70);

Qyплгод = 300 395 · (100 - 98) / (100 - 70) = 20 026 м3/год;

Qyплсут = 20 026 / 365 = 55 м3/сут.

В процентах:

рупл = Qyплсут / QВОСсут · 100 = 55 / 74141,1 · 100 = 0,07 %.

Расход воды, сбрасываемой в канализацию в течение года:

Qст.осгод = Qосгод - Qyплгод = 300 395 - 20 026 = 280 369 м3/год;

Qст.оссут = Qст.осгод / 365 = 280 369 / 365 = 768 м3/сут.

Процент воды, сбрасываемой в канализацию при применении сгустителей и фильтр-прессов:

рст.ос = рос - рупл = 1,11 - 0,07 = 1,04 %.

Определение суммарных расходов воды

вариант 1 - прямоточная схема очистки без повторного использования промывных вод фильтров и уплотнения осадка.

Процент, который составляет расход воды на собственные нужды станции при прямоточной схеме:

рпрям = pос.о + pпр = 0,95 + 7,83 = 8,78 %.

водохозяйственный отстойник канализация

Расход воды на собственные нужды при прямоточной схеме:

Qcн Iсут = Qос.осут + Qпрсут = 707 + 5 806 = 6 513 м3/сут;

Qcн Iгод = 6 513 · 365 = 2 377 245 м3/гoд.

Вариант 2 - оборотная схема.

Процент, который составляет расход воды на собственные нужды станции с учетом повторного использования воды:

pповт = pос = 1,11 %.

Расход воды на собственные нужды при повторном использовании:

Qcн IIсут = Qocсут = 823 м3/сут;

Qcн IIгод = Qocгод = 300 395 м3/год.

Процент, составляющий расход воды, возвращающейся в голову очистных сооружений:

робор = pповт ф = 7,67 %.

Расход воды, возвращающейся в голову очистных сооружений:

Qоборсут = Qповт.фсут = 5 690 м3/сут;

Qоборгод = Qповт.фсут = 2 076 850 м3/год.

Расход воды, забираемой водозаборными сооружениями и подаваемой на ВОС:

Вариант 1

Qвод Iсут = Qcн Iсут + QВОСсут = 6 513 + 74141 = 80 654 м3/сут;

Qвод Iгод = Qcн Iгод + QВОСгод = 2 377 245 + 27 061 502 = 29 438 747 м3/гoд.

Вариант 2

Qвод IIсут = Qcн IIсут + QВОСсут = 823 + 74141 = 74 964 м3/сут;

Qвод IIгод = Qcн IIгод + QВОСгод = 300 395 + 27 061 502 = 27 361 897 м3/гoд.

Расход воды, поступающей на городские КОС:

Вариант 1

Qст ВОС Iсут = Qcн Iсут = 6 513 м3/сут;

Qст ВОС Iгод = Qcн Iгод = 2 377 245 м3/год.

Вариант 2 (уплотненный и обезвоженный осадок вывозится для размещения на специальных площадках)

Qст ВОС IIсут = Qст.оссут = 768 м3/сут;

Qст ВОС IIгoд = Qст.осгод = 280 369 м3/год.

Количество воды, теряющейся с уплотненным осадком (безвозвратные потери):

Qуплсут = 55 м3/сут;

Qуплгoд = 20 026 м3/год.

По данному разделу составляют водобалансовые схемы, приведенные на рис. 6.

Рис. 6. Водобалансовые схемы ВОС

Вывод: Вторая схема наиболее рациональна, так как количество воды, забираемой из источника, меньше, чем в первой.

6. Земледельческие поля орошения

К земледельческим полям орошения относится мелиоративная система для приема предварительно очищенных сточных вод, используемых для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий, а также для доочистки сточных вод в естественных условиях.

Качество очищенных сточных вод, используемых для полива, регламентируется СанПиН 2.1.7.573-96. На ЗПО могут быть использованы хозяйственно-бытовые, производственные и смешанные сточные вода городов, поселков, фермерских хозяйств, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции после соответствующей их подготовки на сооружениях механической и биологической очистки. Качество сточных вод и их осадков, используемых для орошения, регламентируется по химическим, бактериологическим и паразитологическим показателям. Сточные воды, содержащие микроэлементы, в т.ч. тяжелые металлы, в количествах, не превышающих ПДК для хозяйственно-питьевого водопользования, могут использоваться для орошения без ограничений.

При использовании ЗПО достигается:

освобождение стоков от патогенных бактерий, вирусов путем поглощения и их отмирания под влиянием естественных факторов самоочищения в фильтрующем слое почвы;

разрушение органических веществ в стоках путем минерализации и унификации.

В варианте 1 вода для орошения сельскохозяйственных культур забирается из реки.

В варианте 2 на ЗПО направляются городские сточные воды, прошедшие доочистку и дезинфекцию.

Возможность использования очищенных производственных и смешанных сточных вод на ЗПО решается в каждом конкретном случае органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической и ветеринарной служб на основании результатов специальных исследований, проведенных научно-исследовательскими учреждениями гигиенического, агромелиоративного и ветеринарного профилей, направленных на выяснение степени и характера влияния сточных вод на почву, выращиваемые культуры, животных и животноводческую продукцию.

Суточный расход воды на орошение сельскохозяйственных культур

Qopсут = qор · F,

где F - площадь орошаемого земледелия (из задания); F = 3,5 тыс. га.

Из общей площади орошаемого земледелия 60 % составляют зерновые культуры, для которых qop = 10 м3/(га•сут), и 40 % - пропашные культуры с qop = 8 м3/(га•сут).

Qop зерсут = 10 · 3 500 · 0,6 = 21 000 м3/сут;

Qop пpcyт = 8 · 3 500 · 0,4 = 11 200 м3/сут;

Qop1cyт = 21 000 + 11 200 = 32 200 м3/сут.

Потери воды с земледельческих полей орошения на испарение и фильтрацию при транспортировке воды составляют 15 %:

Qop потсут = Qop1сут · 0,15 = 32 200 · 0,15 = 4 830 м3/сут.

С учетом потерь расход воды на орошение составит

Qopсут = Qop1сут + Qop потсут = 32 200 + 4 830 = 37 030 м3/сут.

Годовое потребление воды из расчета 90 дней в году

Qopгод = 37 030 · 90 = 3 332 700 м3/год.

Схема земледельческих полей орошения приведена на рис. 7.



Рис. 7. Схема ЗПО: компоновка сооружений (а) и график водопользования (б): 1 - объект канализации; 2 - очистные сооружения; 3 - подача сточных вод другим потребителям; 4 - основные севооборотные участки; 5 - буферные площадки для ливневых и паводковых вод; А - подача воды на ЗПО; Б - подача воды другим потребителям

7. Канализационные очистные сооружения

Загрязнение водоема происходит как естественным, так и искусственным путем. Искусственное загрязнение водоемов является главным образом результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных мест. Для охраны водоема от загрязнения сточные воды перед спуском очищают на канализационных очистных сооружениях. Количество сточных вод на предприятиях, как правило, меньше количества поданной для них воды и зависит от системы водоснабжения:

при прямоточной системе водоснабжения в канализационную сеть отводится вся отработанная вода в количестве Qк = Qи - q (где q - количество воды, безвозвратно потерянной в производстве; Qи - количество поданной воды);

при системе оборотного водоснабжения вся оборотная вода или часть ее вновь подается на производство после ее обработки.

Существуют два варианта водохозяйственного баланса по бассейнам основных рек:

Вариант 1 - сточные воды от города и промпредприятий поступают на КОС и затем сбрасываются в реку;

Вариант 2 - предусматривается доочистка сточных вод, т.е. проведение комплекса мероприятий, обеспечивающих достижение требуемого качества воды, прошедшей полную биологическую очистку.

В варианте 2 схема доочистки включает приемный резервуар и насосную станцию, решетки, фильтровальные сооружения, сооружения для обеззараживания, сооружения приема и обработки промывных вод решеток и фильтров. Резервуар для грязных промывных вод должен обеспечивать прием первых фильтратов из фильтров и промывных вод с промывных сеток. Резервуар для чистых промывных вод проектируется на две промывки фильтра. После такой очистки большая часть бытовых сточных вод идет на промпредприятия и ЗПО. Технологическая линия очистки сточных вод, как правило, включает в себя следующие сооружения: решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники и сооружения для обеззараживания очищенной воды. В зависимости от качества поступающих на станцию сточных вод и работы сооружений объем осадков из первичных и вторичных отстойников составляет 0,5-1,5 % от объема сточных вод.

Для обработки осадков используют анаэробную или аэробную стабилизацию, уменьшение объема осадка достигается путем механического обезвоживания на фильтр-прессах различных конструкций или центрифугах. Влажность обезвоженного осадка составляет от 40 до 80 %, а объем воды в осадке - 0,1-0,4 % от объема сточных вод. Обезвоженный осадок после дезинфекции утилизируется или может использоваться в качестве удобрения.

При расчете безвозвратных потерь на сооружениях очистки сточных вод примем, что 0,2 % воды уходит вместе с обезвоженным осадком.

Расходы сточных вод, поступающих на канализационные очистные сооружения и сбрасываемых в реку после КОС:

Вариант 1 (сумма сточных вод города, предприятий и водопроводных очистных сооружений):

QКОС Iсут = Qгор стсут + ?Qстсут + Qст ВОС Iсут;

QКОС Iсут = 72 900 + (2465,8 + 5079,5 + 831,8) + 6 513 = 87 790 м3/сут;

QКОС Iгод = 26 608 500 + (900 000 + 1 854 000 + 303 600) + 2 377 245 = 32 043 345 м3/год.

Так как вся вода сбрасывается в реку, то

QКОС сбр Iсут = QКОС Iсут • 99,8 / 100 = 87 790 • 99,8 / 100 = 87 614 м3/сут;

QКОС сбр Iгод = QКОС Iгод • 99,8 / 100 = 31 979 258 м3/год.

Объем воды, уходящий с обезвоженным осадком (безвозвратные потери)

QКОС бп Iсут = QКОС Iсут • 0,2 / 100 = 87 790 • 0,2 / 100 = 176 м3/сут;

QКОС бп Iгод = QКОС Iгод • 0,2 / 100 = 64 087 м3/год.

Вариант 2:

QКОС IIсут = Qгор стсут + ?Qстсут + Qст ВОС IIсут;

QКОС IIсут = 72 900 + (2465,8 + 5079,5 + 831,8) + 768 = 82 045 м3/сут;

QКОС IIгод = 26 608 500 + (900 000 + 1 854 000 + 303 600) + 280 369 = 29 946 469 м3/год.

Расход очищенной воды

QКОС очищ IIсут = QКОС IIсут • 99,8 / 100 = 82 045 • 99,8 / 100 = 81 881 м3/сут;

QКОС очищ IIгод = QКОС IIгод • 99,8 / 100 = 29 886 576 м3/год.

Объем воды, уходящий с обезвоженным осадком (безвозвратные потери)

QКОС бп IIсут = QКОС IIсут • 0,2 / 100 = 82 045 • 0,2 / 100 = 164 м3/сут;

QКОС бп IIгод = QКОС IIгод • 0,2 / 100 = 59 893 м3/год.

Расход сбрасываемых стоков в варианте 2 определяется как сумма всех сточных вод минус потребление технической воды промышленными предприятиями и расход воды на ЗПО.

Суммарный расход технической воды всеми промпредприятиями:

?Qтехсут = 2 397,3 + 17 400 + 210,4 = 20 007,7 м3/сут;

?Qтехгод = 875 000 + 6 351 000 +76 800 = 7 302 800 м3/год.

Расход сбрасываемых стоков

QКОС сбр IIсут = QКОС очищ IIсут - ?Qтехсут - Qорсут;

QКОС сбр IIсут = 81 881 - (2 397,3 + 17 400 + 210,4) - 37 030 = 24 843,3 м3/сут;

QКОС сбр IIгод = QКОС очищ IIгод - ?Qтехгод - Qоргод;

QКОС сбрIIгод = 29 886 576 - (875 000 + 6 351 000 + 76 800) - 3 332 700 = 19 251 076 м3/год.

В случае если суточного расхода сточных вод недостаточно для обеспечения всех потребителей, дочищенные сточные воды направляют к наиболее крупным потребителям, а для остальных потребителей оставляют забор свежей воды из поверхностного водоисточника.

Производительность сооружений доочистки определяется как сумма суточных расходов воды на орошение ЗПО и расходов технической воды на трех промпредприятиях:

Qдоочсут = Qорсут + ?Qтехсут;

Qдоочсут = 37 030 + 20 007,7 = 57 037,7 м3/сут;

Qдоочгод = 3 332 700 + 7 302 800 = 10 635 500 м3/год.

По данному разделу составляют водобалансовые схемы, приведенные на рис. 8.

Рис. 8. Водобалансовые схемы КОС

8. Зона рекреации

Зоны рекреации предназначаются для отдыха населения и располагаются или непосредственно на берегах водных объектов, или вблизи них. При использовании водных объектов для отдыха должны выполняться высокие требования к качеству воды и определенные требования к режиму водных объектов. Также это желательно соблюдать в бассейнах и водоемах, предназначенных для спортивного рыболовства и купания.

Зона рекреации располагается между местом водозабора и местом сброса очищенных сточных вод в водоем. Зону рекреации не следует располагать выше водозабора, так как это негативно повлияет на качество и состав воды, забираемой для водоснабжения. Если зону рекреации расположить ниже места спуска сточных вод в водоем, качество воды в водном объекте может не отвечать требованиям, предъявляемым для зон рекреации. Рекреационные водные объекты характеризуются следующими свойствами:

- форма, глубина и площадь водоема;

- уклон берегов (условия подхода к воде);

- наличие пляжей;

- характер дна и ширина мелководья;

- скорость течения (для рек), уровень волнения (для крупных водоемов);

- богатство водной фауны, тип прибрежной растительности;

- температура воды, продолжительность комфортных дней (купальный сезон считается возможным для широкого круга отдыхающих, когда температура воды достигает +17 °С);

- качество воды и чистота прибрежной территории;

- наличие природных и исторических памятников;

- удаленность от крупных городов, обеспеченность транспортными и подъездными путями;

- благоустройство территории.

Рекреационный потенциал водных объектов оценивается пофакторно и интегрально. Оценка может рассчитываться дифференцировано в зависимости от характера рекреационной деятельности: пляжно-купальный отдых, спортивный туризм, рыболовство и т.д. В данном курсовом проекте мы будем проводить оценку водного объекта для пляжно-купального отдыха.

Для оценки уровня рекреационного потенциала (табл. 2) объекта используют комплексный показатель качества, вычисленный с помощью средневзвешенного значения

,

где Ki - коэффициент i-го свойства объекта, баллы;

бi - коэффициент весомости показателя Ki (?бi = 1).

В задании дана оценка зоны рекреации для первого варианта. Во втором варианте мы должны предложить меры по совершенствованию зоны рекреации и определить уровень рекреационного потенциала после проведенных улучшений. Во втором варианте предлагается повысить уровень благоустройства прибрежной зоны: открыть дополнительные пункты питания, пункты проката спортивного инвентаря, туалеты и раздевалки. Также в пределах зоны купания очищается дно водоема и засыпается гравием, ближе к берегу - песком и гравием.

Таблица 2. Оценка рекреационного потенциала

Параметры	бi	Вариант 1	Вариант 2
		Ki	Ki * бi	Ki	Ki * бi
Дно водоема	0,12	2	0,24	4	0,48
Ширина мелководья	0,08	3	0,24	3	0,32
Качество воды	0,15	4	0,60	4	0,6
Площадь прибрежной культурной зоны	0,15	3	0,45	3	0,6
Водная фауна	0,1	3	0,3	3	0,4
Прибрежная растительность	0,12	4	0,48	4	0,48
Эстетика ландшафтов	0,08	3	0,24	3	0,32
Площадь акватории	0,1	4	0,4	4	0,4
Историко-культурные памятники	0,05	3	0,15	3	0,2
Уровень благоустройства	0,05	2	0,1	4	0,2
			? = 3,2		? = 3,54

Вывод: Крек II / Kрек I = 3,54 / 3,2 = 1,11.

9. Определение ущерба, наносимого водному объекту сбросами сточных вод

Ущерб, наносимый водному объекту сбросами сточных вод, эквивалентен плате за сброс содержащихся в сточных водах (предприятия, населенного пункта) загрязняющих веществ в водоемы, которая определяется согласно Постановлениям Правительства РФ №344 от 12 июня 2003 г. и №632 от 28 августа 1992 г.

Плата за сброс загрязняющих примесей рассчитывается как

где Cн i - нормативы платы за сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты в пределах установленных допустимых нормативов сбросов (определяется по Постановлению Правительства РФ №344), руб./т;

Pi - количество загрязняющих веществ, сбрасываемых с очищенным сточными водами, т/год;

Kэк - коэффициент, учитывающий экологические факторы (состояние водных объектов), по бассейнам морей и рек (определяется по Постановлению Правительства РФ №344); для Рязанской области Kэк = 1,17;

Kинд - коэффициент индексации, Kинд = 2,05 (2013 год).

Общая масса годового сброса i-го загрязняющего вещества Pi определяется как

Рi = Ci · QКОС сбргод · 10-6;

где Ci - концентрация загрязняющего вещества, мг/л, г/м3;

QКОС сбргод - объем годового сброса сточных вод, м3.

Расчет массы годового сброса загрязняющих веществ и платы за сброс для первого варианта приведен в табл. 4.

Вариант 1

QКОС сбр I год = 31 979 258 м3/год

Величина ущерба по варианту 1

УI = Свод I = 1344,1 тыс.руб./год = 1,344 млн руб./год

Вариант 2.

QКОС сбр IIгод = 19 251 076 м3/год.

Таблица 3. Расчет годовой оплаты за сброс загрязняющих веществ

Наименование загрязнения	Сi, мг/л	Рi, т	Сн i, руб./т	Свод i, тыс.руб.
Взвешенные вещества	18	575,6	366	505,3
БПК	8	255,8	91	55,8
СПАВ	0,6	19,2	552	25,4
нефтепродукты	0,5	16,0	5510	211,5
аммонийный азот	12	383,8	551	507,2
Сульфаты	120	3837,5	2,8	25,8
хлориды	190	6076,1	0,9	13,1
Итого Cвод I = 1344,1

Учитывая, что при неизменных концентрациях загрязнений в очищенной сточной воде общая масса годового сброса загрязнений изменяется пропорционально объему сбрасываемых в водоем сточных вод, плату за сброс загрязняющих примесей для варианта 2 можно рассчитать как

Cвод II = Cвод I · (QКОС сбр IIгод / QКОС сбр Iгод)

УII = Cвод II = 1344,1 · (19 251 076 / 31 979 258) = 809,1 тыс.руб./год = 0,809 млн руб./год

Отношение ущерба по двум вариантам:

Ку = УI / УII;

Ку = 1344,1 / 809,1 = 1,66.

10. Технико-экономические показатели

Водохозяйственные мероприятия по использованию водных ресурсов оценивают с технической, экономической и социологической стороны. Такой анализ называется технико-экономическим. Этот анализ необходим для проектирования, реконструкции и эксплуатации водохозяйственных систем. При проектировании выявляют экономически наиболее выгодный вариант проектного решения.

Основными технико-экономическими характеристиками при анализе проектных решений являются: капитальные вложения, эксплуатационные расходы, себестоимость.

Капитальные вложения определяют по удельным капитальным вложениям. В этом случае полная стоимость возведения объектов определяется умножением значений удельных капитальных вложений на производительность сооружения (мощность водозабора, длину водоводов, площадь полей орошения и т.п.):

К = Куд · N,

где Куд - удельные капитальные вложения;

N - производительность системы.

Удельные капитальные вложения по ряду показателей (очистные сооружения, водозаборы, водоводы и т.д.) зависят от производительности системы: чем выше производительность, тем ниже удельные затраты на 1 м3 суточной производительности.

Себестоимость - отношение ожидаемых расходов (издержки эксплуатации - производства продукции, р./год) к годовому объему производства (производительности системы, м3/год).

Издержки эксплуатации определяют путем сложения затрат, связанных с амортизацией основных фондов, текущим ремонтом, расходом электроэнергии, заработной платой и т.п.

Производительность локальных сооружений очистки (ЛОС) сточных вод на промпредприятиях равна сумме расходов производственных сточных вод на промпредприятиях (без учета стоков, отправляемых «на сжигание»):

QЛОСгод = ?Qст.пргод = 775 000 + 1 782 000 + 270 000 = 2 827 000 м3/год;

QЛОСсут = ?Qст.прсут = 2 123,3 + 4 882,2 + 739,7 = 7 745,2 м3/сут.

Таблица 4. Определение капитальных затрат

Сооружение	Производительность сооружений, м3/сут Протяженность трубопроводов, км	Удельные капитальные вложения, тыс.руб./(м3/сут), тыс.руб./км, тыс.руб./га	Капитальные вложения, млн руб.
	вар. I	вар. II	вар. I	вар. II	вар. I	вар. II
Водоснабжение
Городской водозабор	80 654	74 964	2,3	2,3	185,50	172,42
Водозабор технической воды	20 008	-	4,5	-	90,04	-
ВОС	74 141	74 141	9,9	10,4	734,00	771,07
Водопроводная сеть города, км	145,8	145,8	12900	12900	1880,82	1880,82
Водоводы до города (2 шт.), км	2 х 4	2 х 4	12900	12900	103,20	103,20
Технические водоводы, км	8	8	7000	7000	56,00	56,00
?	3049,56	2983,51
Водоотведение
Производственная канализация, км	4	4	4900	4900	19,60	19,60
Канализационная сеть города, км	133,5	133,5	13600	13600	1815,60	1815,60
Общий сбросной коллектор, км	1	1	13600	9900	13,60	9,90
КОС	87 790	82 045	11,8	11,8	1035,92	968,13
Сооружения доочистки	-	57 038		1,77	-	100,96
ЛОС промпредприятий	7 745	7 745	6	6	46,47	46,47
?	2931,19	2960,66
ЗПО
Водозабор	37 030	-	3,5	-	129,61	-
Оборудование ЗПО, га	3 500	3 500	800	800	2800,00	2800,00
Водоводы (2 шт.), км	3	5	8500	8500	25,50	42,50
?	2955,11	2842,50
Всего	8935,86	8786,67

11. Определение приведенных капитальных затрат и себестоимости воды

Приведенные капитальные затраты

З = И + Ен · К,

где И - издержки эксплуатации; И = 0,25 · К;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; Ен = 0,12 - 0,15;

К - капитальные вложения.

ЗI = 0,25 · КI + 0,14 · КI = 0,25 · 8935,9 + 0,14 · 8935,9 = 3485,0 млн руб./год;

ЗII = 0,25 · КII + 0,14 · КII = 0,25 · 8786,7 + 0,14 · 8786,7 = 3426,8 млн руб./год.

В данном разделе рассчитывается плата за забор воды из водоисточника (согласно пп. 1 п. 1 ст. 333.12 Налогового Кодекса РФ).

Ставка водного налога при заборе воды из водных объектов для водоснабжения населения устанавливается в размере 70 рублей за одну тысячу кубических метров воды, забранной из водного объекта (п. 3 ст. 333.12 НК РФ). Коэффициент индексации - 1,5.

Вариант 1

Св.н. х/п I = 1,5 · 70 · Qвод Iгод / (1000 · 106) = 1,5 · 70 · 29 438 747 / (1000 · 106) = 3,091 млн руб./год

Вариант 2

Св.н. х/п II = 1,5 · 70 · Qвод IIгод / (1000 · 106) = 1,5 · 70 · 27 361 897 / (1000 · 106) = 2,873 млн руб./год

Ставка водного налога для остальных потребителей для Рязанской области (Центральный экономический район, река Ока) составляет 264 руб./1000 м3.

Для водозабора промышленных предприятий:

Св.н. п/п = 1,5 · 264 · ?Qтехнгод / (1000 · 106) = 1,5 · 264 · 7 302 800 / (1000 · 106) = 2,892 млн руб./год

Для водозабора ЗПО:

Св.н. ор = 1,5 · 264 · Qоргод / (1000 · 106) = 1,5 · 264 · 3 332 700 / (1000 · 106) = 1,320 млн руб./год

Себестоимость воды

1. Из системы хозяйственно-питьевого водоснабжения:

Cх/п I = Их/п I / QВОСгод ;Cх/п II = Их/п II / QВОСгод ,

где Их/п I, Их/п II - складывается из капитальных затрат на строительство городского водозабора, ВОС, сети города и водоводов до города, а также платы за забор воды из водоисточника.

Сх/п I = (0,25 · (185,50 + 734,00 + 1880,82 + 103,2) + 3,091) · 106 / 27 061 502 = 26,94 руб./м3

Сх/п II = (0,25 · (172,42 + 771,07 + 1880,82 + 103,2) + 2,873) · 106 / 27 061 502 = 27,15 руб./м3

2. Из системы хозяйственно-бытового водоотведения:

Сх/б I = Их/б I / QКОС Iгод ;Сх/б II = Их/б II / QКОС IIгод,

где Их/б I, Их/б II - складывается из капитальных затрат на строительство городских канализационных сетей, КОС и общего сбросного коллектора, а также платы за сброс загрязняющих веществ в водоем;

QКОС Iгод, QКОС IIгод - расход сточных вод, проходящих через канализационную сеть города и поступающих на канализационные очистные сооружения.

Сх/б I = (0,25 · (1815,60 + 1035,92 + 13,60) + 1,334) · 106 / 32 043 345 = 22,40 руб./м3

Сх/б II = (0,25 · (1815,60 + 968,13 + 9,90) + 0,809) · 106 / 29 946 469 = 23,35 руб./м3

3. Из системы производственно-технического водоснабжения:

Cп/т I = Ип/т I / ?Qтехнгод ; Cп/т II = Ип/т II / ?Qтехнгод,

где Ип/т I, Ип/т II - складывается из капитальных затрат на строительство водозабора технической воды и технических водоводов, платы за забор воды из водоисточника, стоимости дочищенной сточной воды (определяется как частное от деления эксплуатационных затрат на сооружения доочистки на их суммарную производительность).

Сп/т I = (0,25 · (90,04 + 56,00) + 2,892) · 106 / 7 302 800 = 5,40 руб./м3

Сп/т II = 0,25 · 56,00 · 106 / 7 302 800 + 0,25 · 100,96 · 106 / 10 635 500 = 4,29 руб./м3

4. Для орошения:

Cор I = Иор I / Qоргод ; Cор II = Иор II / Qоргод;

где Иор I, Иор II - складывается из капитальных затрат на строительство водозабора и водоводов для орошения, платы за забор воды из водоисточника, стоимости дочищенной сточной воды.

Сор I = (0,25 · (129,61 + 25,50) + 1,320) · 106 / 3 332 700 = 12,03 руб./м3

Сор II = 0,25 · 42,50 · 106 / 3 332 700 + 0,25 · 100,96 · 106 / 10 635 500 = 5,56 руб./м3

Общие приведенные затраты

П = И + Ен · К + УСв.н. + У,

где УСв.н. - сумма платежей за забор воды из водоисточника по вариантам 1 и 2; У - ущерб по вариантам 1 и 2;

ПI = ИI + Ен · КI + Св.н. х/п I + Св.н. п/п + Св.н. ор + УI = 3485,0 + 3,091 + 2,892 + 1,320 + 1,344 = 3493,65 млн руб./год;

ПII = ИII + Ен · КII + Св.н. х/п II + УII = 3426,8 + 2,873 + 0,809 = 3430,48 млн руб./год.

12. Оптимизация параметров замкнутой системы водохозяйства. Определение экономического эффекта

В основу методики оптимизации положен количественный критерий, учитывающий комплексный показатель качества функционирования слагаемых, которые учитывают технологические, экологические, социологические параметры, а также затраты на возведение и эксплуатацию сооружений.

Комплексный показатель качества функционирования определяется как

,

где Ai - параметр, характеризующий качество функционирования i-го элемента;

бi - коэффициент весомости i-го элемента, выраженный в долях единицы: ?бi = 1;

Вj - параметр, характеризующий влияние j-го фактора внешней среды;

вj - коэффициент весомости j-го фактора внешней среды;

Сl - параметр l-й составляющей приведенных затрат.

Полезный результат и затраты оценивают в виде технических единиц измерения, денежных единиц и условных единиц (баллы, отношение величин, индексы, шкалы полезности).

Экономический эффект

,

где - выражение, учитывающее изменение срока службы (здесь РI и РII - доли отчислений от стоимости на полное восстановление или реновацию оборудования).

млн. руб.

Вывод: вариант 2, предусматривающий комплекс мероприятий по рациональному использованию водных ресурсов, экономически более выгоден, чем вариант 1.

Таблица 5. Определение комплексного показателя качества функционирования системы

Цель (эффект)	Наименование	Параметр Аi	Коэффициент весомости бi	Ai · бi	Весомость
Водоснабжение	Обеспеченность водой	1,837	0,25	0,459	0,5	0,6495
	Качество водоочистки	1	0,25	0,25
	Техническое совершенство	1,358	0,25	0,340
	Надежность	1	0,25	0,25
	? = 1,299
Водоотведение	Самоочищающая способность	1,66	0,2	0,332	0,3	0,4188
	Степень загрязнения сточных вод	1	0,3	0,3
	Эффективность очистки	1,66	0,4	0,664
	Извлечение ценных продуктов	1	0,1	0,1
	? = 1,396
Цель (эффект)	Наименование	Вj	вj	Вj · вj	Весомость
Экология	Защитные меры по охране: земли и леса	0,8	0,2	0,16	0,1	0,1204
	воздуха	1	0,2	0,2
	воды	0,9	0,2	0,18
	Предотвращение ущерба	1,66	0,4	0,664
	? = 1,204
Социология	Урожайность	1,1	0,2	0,22	0,1	0,1042
	Продуктивность	1	0,2	0,2
	Рекреация	1,11	0,2	0,222
	Перевозка	1	0,2	0,2
	Производительность	1	0,2	0,2
	? = 1,042
Комплексный показатель Ф ? = 1,2929

Литература

1. Водный кодекс РФ. - М.: Эксмо, 2013.

2. Максименко Ю.Л., Горкина И.Д. Оценка воздействия на окружающую среду: Пос. для практиков. - М.: Изд-во РЭФИА, 1996.

3. Пугачев Е.А. Технология эффективного водопользования в промышленности. М.: Изд-во АСВ, 2009.

4. Сомов М.А., Журба М.Г., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Т. 2. Улучшение качества воды. - М.: Изд-во АСВ, 2008.

5. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. - М.: Стройиздат. 1982.

6. Фрог Б.Н., Первов А.Г. Водоподготовка. - М.: Изд-во АСВ, 2014.

7. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод. Учебник для вузов. - М.: Изд-во АСВ, 2006.

8. Яковлев С.В., Губий И.Г., Павлинова И.И., Родин В.Н. Комплексное использование водных ресурсов: Учебн. пос. для вузов. - М.: Высш. шк., 2005.

9. СП 31.13330.2012. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения (актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*).

10. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Госстрой, 2004.

11. СанПиН 2.1.4.1110-02. Санитарные правила и нормы. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения. - М.: Минздрав России, 2002.

Подобные документы

• Расчет и проектирование станций водоподготовки

  Стабилизационная обработка воды. Определение полной производительности станции. Расчет емкостей расходных и растворных баков. Расчет хлораторной установки, горизонтальных отстойников, вихревого смесителя, песколовки, сгустителей и резервуара чистой воды.
  
  курсовая работа [603,6 K], добавлен 01.02.2012
  

• Расчет и проектирование фильтр-пресса для тонкой очистки воды

  Проблемы воды и общий фон развития мембранных технологий. Химический состав воды и золы ячменя. Технологическая сущность фильтрования воды. Описание работы фильтр-пресса и его расчет. Сравнительный анализ основных видов фильтров для очистки воды.
  
  курсовая работа [3,5 M], добавлен 08.05.2010
  

• Проектные решения по рациональному использованию воды на предприятии по производству обоев

  Технологический процесс производства обоев бумажных марка В1. Характеристика существующих систем водоснабжения и водоотведения. Проект производства работ по строительству флотатора-отстойника. Расчет разбавления сточных вод при сбросе их в озеро Шапор.
  
  дипломная работа [367,5 K], добавлен 21.10.2012
  

• Научно-методические основы управления состоянием хвостохранилищ горно-металлургического производства

  Оседание частиц в воде при осветлении в отстойниках, при формировании хвостохранилищ. Аналитическое исследование процесса оседания твердых частиц в неподвижной воде. Методика определения скорости оседания, условия, при которых частицы поднимаются вверх.
  
  методичка [629,2 K], добавлен 05.12.2011
  

• Очистка и повторное использование очищенных сточных вод

  Условия приема промышленных стоков в канализацию населенных мест. Вторичное использование сточных вод для технических целей и в сельском хозяйстве. Регенерация дождевой воды, технологии ее очистки и дезинфекции, снижения концентрации токсических веществ.
  
  курсовая работа [264,8 K], добавлен 27.05.2016
  

• Расчет нормативов сброса сточных вод

  Составление схемы очистных сооружений предприятия, которые необходимы для того, чтобы концентрация веществ в воде, сбрасываемой в водный объект с данного предприятия, не превышала нормативы предельно допустимого сброса. Сооружения механической очистки.
  
  контрольная работа [27,4 K], добавлен 21.03.2011
  

• Расчет годового объема водопотребления участниками ВХК

  Природно-экономическая характеристика административно-хозяйственного района. Методика определения годового объема водопотребления участниками водохозяйственного комплекса. Построение графика нагрузки энергосистемы. Подбор гидросилового оборудования.
  
  курсовая работа [86,7 K], добавлен 12.03.2014
  

• Разработка нормировочной карты на женское пальто

  Расчет площадей лекал для определения расхода материала. Составление сочетаний размеров и ростов. Разработка "нормировочной карты" и "карты расчета настилов по дням раскроя". Анализ использования материалов и рекомендации по рациональному использованию.
  
  курсовая работа [153,9 K], добавлен 21.07.2012
  

• Расчет процента брака

  Расчет надежности операции или процента брака. Построение эмпирической кривой. Методика определения разности между наибольшим и наименьшим размерами, которая разбивается на несколько интервалов. Теоретическая кривая распределения результатов замера.
  
  контрольная работа [317,1 K], добавлен 08.03.2012
  

• Основы водоподготовки

  Определение жесткости и щелочности воды. Расчет эквивалентной концентрации раствора. Химический состав примесей воды. Уравнения гидролиза полученных соединений. Молярные концентрации ионов. Расчет произведений активных концентраций. Образование шлама.
  
  контрольная работа [100,3 K], добавлен 11.05.2014
  

• Автоматизация площадки отстойников установки предварительного сброса воды Барсуковского месторождения

  Общие сведения об установке предварительного сброса воды Барсуковского месторождения. Структура комплекса технических средств подсистемы контроля и управления технологическим оборудованием. Разработка управляющей программы для промышленного контроллера.
  
  дипломная работа [1,4 M], добавлен 22.04.2015
  

• Разработка барабанного вакуум-фильтра

  Разработка блок-схемы алгоритма расчета на ЭВМ барабанного вакуум-фильтра производительностью 2850 кг/сут. сухого осадка. Виды нутч-фильтров. Дисковые и карусельные вакуум-фильтры. Применение фильтр-прессов для разделения суспензий. Блок-схема процесса.
  
  курсовая работа [2,3 M], добавлен 24.10.2012
  

• Разработка технологического процесса по использованию отходов лесозаготовок

  Определение объемов реальных ресурсов древесных отходов на лесосеке. Выбор технологического процесса и оборудования по использованию отходов. Расчет годового и сменного объема работ по цеху переработки. Мероприятия по охране труда и безопасности проекта.
  
  курсовая работа [324,6 K], добавлен 27.02.2015
  

• Принцип разработки бессбросных систем водообеспечения техногенных объектов

  Разработка замкнутой системы производственного водообеспечения техногенного комплекса. Предварительное определение параметров системы. Разработка технологической схемы комплекса очистных сооружений. Оценка эффективности использования водных ресурсов.
  
  курсовая работа [97,8 K], добавлен 09.02.2013
  

• Расчет колпачковой тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия

  Гидравлический и тепловой расчет массообменного аппарата. Определение необходимой концентрации смеси, дистиллята и кубового остатка. Материальный баланс процесса ректификации. Расчет диаметра колонны, средней концентрации толуола в паре и жидкости.
  
  курсовая работа [171,0 K], добавлен 27.06.2016
  

• Модернизация сепаратора центробежного для осветления вина для винодельческого производства мощностью 1 млн. дал/год

  Технология приготовления белых сухих виноматериалов, схема переработки винограда. Назначение и классификация фильтр-прессов. Конструкция и принцип действия сепаратора Альфа Лаваль, рекомендации к его модернизации. Монтаж, эксплуатация, ремонт сепараторов.
  
  курсовая работа [103,6 K], добавлен 14.11.2013
  

• Станция подготовки питьевой воды города Реж

  Выбор и обоснование технологической схемы подготовки воды и сооружений. Определение полной производительности станции и расчетных расходов. Узел приготовления и дозирования раствора флокулянта и коагулянта. Расчет горизонтальных отстойников и смесителей.
  
  дипломная работа [136,0 K], добавлен 29.08.2014
  

• АСУ ТП очистки питьевой воды

  Технологический процесс очистки воды, автоматизация определения качества поступившей воды и расчета необходимых химических веществ для ее обеззараживания поэтапно на примере работы предприятия ГУП "ПО Горводоканал". Контроль ввода реагентов в смеситель.
  
  курсовая работа [2,9 M], добавлен 25.05.2012
  

• Расчет дымовой трубы

  Определение объемного расхода дымовых газов при условии выхода. Расчет выбросов и концентрации золы, диоксита серы и азота. Нахождение высоты дымовой трубы, решение графическим методом. Расчет максимальной концентрации вредных веществ у земной коры.
  
  контрольная работа [88,3 K], добавлен 29.12.2014
  

• Организация производства водных огнебиозащитных и антисептических составов

  Разработка проекта реконструкции существующего складского корпуса на ЗАО "Союзхимреактив" с организацией производства водных огнебиозащитных и антисептических составов мощностью 1260 тонн в год. Описание технологического процесса и схемы производства.
  
  реферат [66,2 K], добавлен 17.02.2009
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам