Процесс производства сока включает следующие технологические операции: дробление винограда, прессование, осветление сока, пастеризацию, выдержку, хранение и розлив.
Водоснабжение и канализация.
Вода в производстве расходуется на пастеризацию сока, мытье оборудования, емкостей, трубопроводов, стеклотары; на охлаждение компрессоров и конденсаторов холодильной установки, лабораторные и хозяйственно-бытовые нужды.
Система водоснабжения - оборотная и прямоточная.
Загрязненные производственные сточные воды сбрасываются в канализацию бытовых стоков.
Требования к качеству воды.
Качество охлаждающей воды должно удовлетворять требованиям, указанным в «Общей части».
Характеристика сточных вод.
Состав и концентрация загрязнений производственных сточных вод приведены в таблице 1.
Т а б л и ц а 1 – Состав и концентрации загрязнений в сточных водах
Показатели
Единица измерения
Величина
Температура
0С
рН
-
9,4
БПКПОЛН
мгО2/л
Взвешенные в-ва
мг/л
ХПК
мгО/л
В качестве локального очистного оборудования предусматриваем биофильтр.
Исходные данные:
Qпп=620 м3/сут
=242 мг/л
=130 мг/л
(17)
Для расчета биофильтра сначала определяем коэффициент К:
К= (18)
По температуре сточных вод Т и значению К определяем высоту биофильтра, Н=1,5 м и гидравлическую нагрузку q=3 .
Общая площадь биофильтра:
F=Qпп/q (19)
F=620/3=207 м2
Принимаем 4 секции прямоугольной формы в плане биофильтра с размерами, А*В= 7*8 м и высотой Н= 1,5 м. Площадь секции F=56 м2 , V= 84 .
Сооружения механической очистки сточных вод
Решетки
Расчет решеток производится на максимальную подачу сточной жидкости q = 0,94 м3/с.
Принимая глубину воды в камере решетки hl = 1,0 м, среднюю скорость воды между стержнями vР = 1 м/с и ширину прозоров b = 0,016 м, количество прозоров в решетке определяем по формуле:
(20)
где kЗ – коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями, kЗ = 1,05;
hl – глубина воды перед решеткой;
vР – средняя скорость в прозорах решетки;
- максимальный расход сточных вод, м3/с.
Принимаем толщину стержней решетки s = 0,01 м. Общая ширина решеток:
(21)
В соответствии с выполненными расчетами выбираем 2 типовых решетки с шириной фильтрующей части для каждой 810 мм.
Число прозоров в решетке составит:
(22)
где ВМГ – ширина одной решетки типа МГ, м.
Проверяем скорость воды в прозорах решетки. При принятых размерах она будет составлять величину:
, (23)
где N – количество решеток типа МГ.
Потери напора в решетках определяем по формуле:
(24) где р – коэффициент, учитывающий засорение решетки, р = 3;
- скорость движения воды в камере перед решеткой;
ξ – коэффициент местного сопротивления решетки, зависящий от формы стержня:
(25)
Где β – коэффициент для различных типов стержней: для прямоугольных и круглых стержней β = 2,42 и 1,72 соответственно;
α – угол наклона решетки к горизонту, α = 60º.
Определяем потери напора в решетках:
Количество отбросов, снимаемых с решеток, имеющих ширину прозоров b = 0,016 м, равно 8 л/год на 1 человека. Тогда, объем улавливаемых загрязнений:
(26)
где К – количество отбросов, снимаемых с решеток, л/год;
N – численность населения;
n – количество дней в году, сут.
При их плотности ρ = 750 кг/м3 масса загрязнений составляет:
(27)
В соответствии с таблицей 22 СНиП [1] к установке принимаем 2 рабочие и 1 резервную решетки типа МГ.
Песколовки
Принимаем к проектированию горизонтальные песколовки – четыре отделения песколовки, которые объединяются в группы по 2 отделения. Площадь живого сечения каждого отделения определяем по формуле:
(28)
где v – скорость движения воды в песколовке, v=0.3 м/с;
qmax - максимальный расход сточных вод на одно отделение, м3/с;
n – количество отделений в песколовке, шт.
(29)
Глубину проточной части принимаем hl = 0,6 м. Ширина отделений:
(30)
Принимаем ширину отделения В = 2 м. Тогда наполнение песколовки при максимальном расходе будет:
(31)
При расчетном диаметре частиц песка d = 0,2 мм, uо = 18,7 мм/с и k = 1,7, длина песколовки составит:
(32)
где К – коэффициент, зависящий от гидравлической крупности и принимаемый по таблице 27 СНиП [1];
Время пребывания жидкости в горизонтальной песколовке должно находится в интервале от 30 до 50 с.
(33)
Осадок из песколовки удаляется с помощью гидромеханической системы. В начале песколовки ниже уровня днища предусматривается устройство бункера диаметром Dб = 2 м. Длина пескового лотка и смывного трубопровода будет:
(34)
При условной численности жителей 190000 человек и количеству задерживаемого песка 0,02 л на одного человека в сутки, суточный объем осадка составит:
(35)
Предусматриваем выгрузку осадка один раз в сутки. Для поддержания
в песколовке необходимой постоянной скорости движения воды предусматриваем на выходном канале устройство неподтопленного водослива с широким порогом.
Отношение максимального расхода сточных вод к минимальному составит:
(36)
Минимальное наполнение песколовки:
(37)
где n – число отделений в песколовке, шт;
N – число групп отделений в песколовке, шт.
Перепад между дном песколовки и порогом находим по формуле:
(38)
Ширину водослива определяем по формуле для двух отделений:
(39)
Отстойники
Расчет отстойников производится исходя из:
- содержания взвешенных веществ в сточной воде – 232 мг/л;
- содержания взвешенных веществ в осветленной воде – 120 мг/л;
Принимаем к проектированию горизонтальные отстойники.
Принимаем среднюю скорость движения воды в отстойнике v = 0,005 м/с и глубину проточной части 3 м. При 6 отделениях отстойника ширина каждого из них определяется по формуле:
(40)
Принимаем ширину отделений B = 9 м. Тогда скорость движения воды в отстойнике будет:
(41)
Определим условную гидравлическую крупность при Hl = 3 м и
to = 20оС, соответствующую требуемому эффекту осветления воды Э = 48%. Требуемая продолжительность осветления воды в цилиндре высотой hl = 0,5 м по таблице 2.2 будет tl = 770 c. В соответствии с номограммой рисунка 2 [1] n = 0,25.
(42)
При t = 10 oC, μЛ = 0,0101 и μП = 0,0131:
, (43)
где и - динамическая вязкость воды, полученная в лабораторных и производственных условиях, Па*с.