Расчет допустимости сброса сточных вод промышленных предприятий. Расчет предельно допустимого сброса загрязняющих веществ в поверхностный водоем Расчет необходимой степени очистки сточных вод
Технологический цикл одного из промышленных предприятий Московской области требует потребления значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода, практически полностью возвращается в реку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компоненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концентрацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водоиспользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйственного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вредного компонента после разбавления водой реки сточной воды предприятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентрации по фарватеру реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.
Характеристика реки: скорость течения - V, средняя глубина на участке - Н, расстояние до места водопользования - L, расход воды в реке - Q1; шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки - LS.
Характеристика стока: вредный компонент, расход воды -Q2, концентрация вредного компонента - С, фоновая концентрация -Сф, предельно допустимая концентрация - ПДК.
Варианты к расчету характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы:
ε=1; Lф/Lпр=1
РЕШЕНИЕ:
Многие факторы: состояние реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания.
где γ -коэффициент, степень полноты сточных вод в водоеме.
Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления.
Расчет ведется по формулам:
где -коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.
L- расстояние до места водозабора.
где -коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку. =1, при выпуске у берега.
Lф/Lпр - коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой.
Исходя из того, что в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, найдем D-коэффициент турбулентной диффузии,
где V-средняя скорость течения, м/c;
H-средняя глубина, м.
Зная D, найдем:
0,26 > 0.01, это значит что эта величина превышает ПДК
Необходимо также определить, какое количество загрязняющих
веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты проводятся только для консервативных веществ по санитарно - токсикологическому показателю вредности. Расчет ведется по
формуле:
Выводы: Решив данную задачу, мы получили реальную концентрацию вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора, С в =0.26, она получилась больше чем предельно допустимая концентрация вредных веществ в водоеме, а это означает, что водоем очень сильно загрязнен, и требует немедленной очистки, а предприятие, сбрасывающее в него свои сточные воды необходимо проверить на санитарные нормы.
Ответы на вопросы:
1) Источники загрязнения.Основной причиной загрязнения водных бассейнов является сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйством. Остатки удобрении н ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают и водоемы и загрязняют их. Для обезвреживания даже после основательной биологической очистки эти воды необходимо разбавлять чистой водой. Нормы разбавления иной раз очень высоки. Так, для стоков производства синтетических волокон кратность разбавления составляет 1:185, для полиэтилена или полистирола- 1:29. Во всем мире на обезвреживание сточных вод ежегодно затрачивается 5500 км 3 чистой воды-втрое больше, чем на все другие нужды человечества. Эта величина составляет уже 30% устойчивого стока всех рек земного шара.Следовательно, основную угрозу нехватки воды порождает не безвозвратное промышленное потребление, а загрязнение природных вод промышленными стоками и необходимость их разбавления. Загрязнения, поступающие в сточные воды, условно можно "разделить на несколько групп. Так, по физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворенные примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные н биологические.Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и другими веществами.Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Растительные органические загрязнения представляют собой остатки растений, плодов, овощей и злаков, растительного масла и пр. Загрязнения животного происхождения - это физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и др.Бактериальное и биологическое загрязнение свойственно главным образом бытовым сточным водам и стокам некоторых промышленных предприятии. Среди последних - бойни, кожевенные заводы, фабрики первичной обработки шерсти, меховые производства, биофабрики, предприятия микробиологической промышленности и др.Бытовые сточные воды включают воды от кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, хозяйственные воды, которые образуются при мытье помещений, и др. Они поступают из жилых и общественных зданий, от бытовых помещений промышленных предприятии и др. В бытовых сточных водах органическое вещество в загрязнениях составляет 58%, минеральные вещества-42% (табл. 1).
| Таблица 1. Характеристика бытовых и промышленных сточных вод (С. Н. Черкинский, 1971) | ||
| Показатели | Бытовые сточные воды | Промышленные сточные воды |
| Происхождение | Образуются в результате хозяйственно-бытовой деятельности и физиологических выделении людей | Образуются в результате технологических процессов на производстве, сопровождающихся удалением отходов, потерей сырья и реагентов или готовой продукции |
| Количество | Ограничено пределами водопотреблсння населения для физиологических и культурно-бытовых нужд | Определяется потребностями технологических процессов и характеризуется значительными колебаниями |
| Внешний вид | Однообразный | Крайне различный |
| Режим спуска | Ограниченная степень не равномерности, определяющаяся бытовыми условиями жизни населения | Различный -соответствен но технологическому процессу; может быть весьма не равномерным |
| Взвешенные вещества | Обнаруживают постоянство по количеству и качеству | Крайне разнообразны по количеству и качеству |
| Реакция | Нейтральная или слабощелочная | От резкощелочной до резко кнслой, нередко меняющейся во времени |
| Химический состав | Однообразный, преобладают органические соединения животного или растительного происхождения | Различный, могут преобладать органические синтетические вещества или минеральные соединения |
| Токсичность и бактернцидность | Не свойственна | Может обнаруживаться в различной степени |
| Типичность состава и свойств | Заметно выражена, колебания концентрации зависят от уровня водопотребления | Выражена лишь для одинаковых производств |
| Гигиеническое значение | Преимущественно эпидемиологическое значение, всегда общесанитарное | Преимущественно общесанитарное значение, иногда эпидемиологическое, часто токсокологическое |
| Методы обезвреживания | Биологические на типовых сооружениях с дезинфекцией | Самые разнообразные, часто химико-механические, дезинфекция как исключение |
Угроза инфекционных заболеваний.
Цель работы: ознакомление с нормированием деятельности промышленных предприятий, связанной со сбросом сточных вод в поверхностные водоемы.
Загрязнение воды в водных объектах
Основное нормативное требование к качеству воды в водных объектах - соблюдение установленных экологических стандартов, оценивающих состояние окружающей среды. Экологическими стандартами, оценивающими санитарное состояние водных объектов, являются предельно допустимые концентрации примесей (ПДК) в воде. ПДК - это такая концентрация, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования.
Контроль и управление качеством воды в водных объектах предусматривают решение следующих задач:
- · проверку достаточной степени разбавления сточных вод, для того чтобы в пункте водопользования примеси рассеивались до неопасных концентраций;
- · определение требуемой степени очистки (обеззараживания) сточных вод;
- · прогнозирование качества воды на заданную перспективу.
Загрязнение водоема сточными водами может неблагоприятно сказаться на:
- § нарушении общего санитарного режима водоема;
- § изменении органолептических свойств водоема.
Основными исходными данными для расчета являются:
ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА: РАСХОД И СОСТАВ ВОДЫ В РЕКЕ
поверхностный водоем сточный вода
ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА: РАСХОД И СОСТАВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО И КУЛЬТУРНО-БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
В городе К проектируется химический завод. Спуск сточных вод этого предприятия намечается в реку Н ниже границы города. При санитарном обследовании водоема обнаружено, что ниже намеченного спуска сточных вод на расстоянии 5 км находится населенный пункт И, который использует воду реки Н для питьевых и культурно-бытовых целей.
- 1. Выпуск сточных вод проектируется в стрежень реки, поэтому значение коэффициента для всех вариантов расчета принимается равным = 1,5.
- 2. Значение коэффициента извилистости реки для всех вариантов расчета принимается равным = 1,0.
- 3. Константы потребления кислорода соответственно органическими веществами сточных вод и воды реки для всех вариантов расчета принимаются равными Кст = Кр = 0,1.
- 4. Допустимое количество взвешенных веществ, которое можно добавить на каждый литр воды водоема, для всех вариантов расчетов принимается равным = 0,75 мг/л.
- 1. Расчет коэффициента смещения
Коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек определяется по формуле:
где Vср - средняя скорость течения на участке между выпуском сточных вод и створом пункта водопользования;
Нср - средняя глубина водоема на том же участке.
Величина коэффициента обеспеченности смешения для проточных (незарегулированных) водоемов определяется по методу Фролова-Родзиллера:
Коэффициент в уравнении определяется по формуле:
где L - расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до места ближайшего пункта водопользования;
Коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения, который, в свою очередь, определяется по формуле:
где Е - коэффициент турбулентной диффузии;
Коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем; при выпуске в стрежень реки он равен 1,5;
Коэффициент извилистости реки, равен 1.
2. Расчет концентрации примесей в речной воде
где Q - расход воды в реке, м3/с;
q - расход сточных вод, поступающих в реку, м3/с;
Ccт - концентрация загрязнения (данного вредного вещества) в стоке, мг/л;
Сp - концентрация загрязнения (данного вредного вещества) в реке выше сброса в нее сточных вод (фоновая концентрация), мг/л;
Cn.вод - концентрация загрязнения (данного вредного вещества) в реке перед расчетным пунктом водопользования (в общем случае в 1 км выше по течению реки), мг/л;
Коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхода воды в водоеме смешивается со сточными водами в расчетном створе.
3. Расчет необходимой степени очистки
где Спдк - предельно допустимая концентрация химического вещества в речной воде.
Необходимая степень очистки сточных вод от данного химического вещества, %, определяется по формуле:
4. Определение необходимой степени очистки сточных вод от взвешенных веществ
Степень очистки составляет:
5. Определение необходимой степени очистки сточных вод от органических веществ, подвергаемых биохимическому окислению
6. Определение необходимой степени очистки сточных вод от веществ, придающих воде цветность и запах
Расчетная кратность разбавления сточных вод n определяется по формуле:
Целью данной курсовой работы является составление и расчет схемы очистных сооружений предприятия.
Очистка сточных вод необходима для того, чтобы концентрация веществ в воде, сбрасываемой в водный объект с данного предприятия, не превышала нормативы предельно допустимого сброса (ПДС).
Сточные воды с предприятия нельзя сбрасывать загрязненными, так как вследствие этого в реке могут погибнуть живые организмы, происходит загрязнение речной воды, подземных вод, почв, атмосферы; это приводит к нанесению вреда здоровью человека и окружающей природной среде в целом.
Раздел 1. Характеристика предприятия
Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) производят на заводах пластмасс.
Полиэтилен получают полимеризацией этилена в бензине при температуре 80 0 С и давлении 3 кг *с / см 2 в присутствии катализаторного комплекса диэтил-алюминий хлорида с четырёххлористым титаном.
В производстве полиэтилена вода расходуется на охлаждение аппаратуры и конденсата. Система водоснабжения - оборотная с охлаждением воды на градирне. Водоснабжение осуществляется тремя системами: оборотной, свежей технической и питьевой воды.
Для технических нужд (промывка полимеров аппаратов и коммуникаций цеха полимеризации, приготовление реагентов инициаторов и добавок для полимеризации) используется конденсат пара.
Характеристика сточных вод приведена в таблице 1.
Таблица 1. Характеристика сточных вод выпускаемых в водоёмы от производства полиэтилена.
| Единица измерения | Сточные воды | ||
| до очистки | после очистки | ||
| Температура | 0 С | - | 23-28 |
| Взвешенные вещества | мг/л | 40-180 | 20 |
| Эфирорастворимые | мг/л | Следы | - |
| pH | - | 6,5-8,5 | 6,5-8,5 |
| Сухой остаток | Мг | до 2700 | до 2700 |
| Cl 2 | Мг | до 800 | до 800 |
| SO 4 | Мг | до 1000 | до 1000 |
| ХПК | МгО/л | 1200 | 80-100 |
| БПК г | мгО 2 /л | 700 | 15-20 |
| Al 3+ | мг/л | до 1 | до 1 |
| Ti 4+ | мг/л | Следы | Следы |
| Углеводороды | мг/л | до 10 | Следы |
| Изопропанол | мг/л | до 300 | - |
Данное предприятие имеет I Б класс опасности. Санитарно защитная зона равна 1000 м. Находится в Киевской области.
Для дальнейших расчётов выбираем реку в данной области – р. Десна, узнаём по этой реке данные для 97% обеспеченности, с помощью переводного коэффициента переводим эти данные для 95% обеспеченности. Значения q пром и q быт (расход воды на единицу водовыпуска продукции в промышленных и бытовых сточных водах соответственно) равны: q пром =21м 3 , q быт =2,2м 3. Затем из справочника по водным ресурсам Украины узнаём С ф, если не указано, то С ф =0,4 ПДК.
Расчёт расхода сточных вод.
Q=Пq, м 3 /год
П. - производительность, 7500 м 3 /год.
Q – расход воды на единицу выпускаемой продукции.
Q пром =7500 21=1575000 м 3 /год
Q быт =7500 2,2=165000 м 3 /год
О пром, быт – расход производственных и бытовых сточных вод.
Q см =4,315+452=4767 м 3 /сут.
Расчёт концентрации веществ в сточной воде.
С i см =(q x /б С х/б +Q пр С i пр)/Q см
С i х/б, пр -концентрация веществ в х/б и производственных сточных водах, мг/дм 3 .
С см в-х вв. =(452 120+4315 40)/4764=46,6 мг/дм 3
С см мин. =(452 500+4315 2700)/4767=2491,4 мг/дм 3
С см Cl =(452 300+4315 800)/4764=752.6 мг/дм 3
С см SO 4 =(452 500+4315 1000)/4767=952.6 мг/дм 3
С см ХПК =(452 300+4315 1200)/4767=1115 мг/дм 3
С см БПКп =(452 150+4315 700)/4767=677,85 мг/дм 3
С см Al =(452 0+4315 1)/4767=0.9 мг/дм 3
С см изопр-л =(452 0+4315 300)/4767=271,55 мг/дм 3
С см аз.ам =(452 18+4315 0)/4767=1,7 мг/дм 3
Раздел 2. Расчёт нормативного сброса сточных вод
Расчёт кратности основного разбавления n o .
Y=2.5∙√n ш -0,13-0,75√R(√n ш -0,1)=2,5∙√0,05-0,13-0,75√3(0,05-0,1)=0,26
п ш -коэффициент шероховатости русла реки.
R-гидравлический радиус.
S n =R y /n ш =3 0,26 /0,05=26,6
S n -коэффициент Шези.
Д=g∙V ф ∙h ф /(37 n ш ∙Sh 2)=9.81∙0,02∙3/(37∙0,05∙26,6)=0,012 м/с 2
g-ускорение свободного падения, м/с 2 .
Д-коэффициент требуемой диффузии.
V ф -средняя по сечению водотока скорость.
h ф -средняя глубина реки, м.
α=ζ∙φ∙√Д/О ст =1,5∙1,2∙√0,012/0,03=1,3
ζ-коэффициент, характеризующий тип выпуска сточных вод.
φ-коэффициент, характеризующий извилистость русла реки.
Q ст -расход сточных вод.
β= -α√ L =2.75 -1.3∙√500=0.00003
L-расстояние от места выпуска до контрольного створа.
γ=(1-β)/(1+(О ф / О ст)β)=(1-0,00003)/(1+(0,476/0,0)∙0,00003)=0,99
γ-величина коэффициента смещения.n о =(Q ст +γ∙Q ф)/Q ст =(0,03+0,99∙0,476)/0,03=16,86
Расчёт кратности начального разбавления n н.
l=0.9B=0.9∙17.6=15.84
l-длинна трубы рассеивателя, м.
В-ширина реки в маловодный период, м.
В=Q ф /(H ф V ф)=1,056/(3∙0,02)=17,6 м
l 1 =h+0.5=3+0.5=3.5 м
l 1 -расстояние между оголовками
0,5-технологический запас
N=l/l 1 =15.84/3.5=4.5≈5-количество оголовковd 0 =√4Q ст /(πV ст N)=√ (4∙0.05)/(3.14∙2∙5)=0.08≥0.1N=4Q ст /(πV ст d 0 2)=0.2/(3.14∙3∙0.1 2)=3.2≈3
V ст =4Q ст /(πNd 0 2)=0.2/(3.14∙3∙0.1 2)=2.1
d 0 =√4Q ст /(πV ст N)= √0.2/(3.14∙2.1∙3)=0.1
d 0 -диаметр оголовка,
V ст -скорость истечения,
L 1 =L/n=15.84/3=5.2
Δv m =0,15/(V ст -V ф)=0,15/(2,1-0,02)=0,072
m=V ф /V ст =0,02/2,1=0,009-соотношение скоростных напоров.
7,465/√(Δv m [Δv(1-m)+1,92m])=√7.465/(0.072)=20.86-относительный диаметр трубы.
d=d 0
∙ =0.1∙20.86=2.086 n н
=0,2481/(1-m)∙ 2
=[√0.009 2
+8.1∙(1-0.009)/20.86-0.009]=13.83 Кратность общего разбавления: n=n 0
∙n н
=16,86∙1383=233,2 Таблица 2 Расчёт С пдс Для проведения расчётов определяем, соответствует ли РАС. Для веществ ОТ, ед. ЛПВ С ф
i
/ПДК i
<1 для веществ с од. ЛПВ ∑ С ф
i
/ПДК i
<1 I. Расчёт С ПДС, когда РАС существует. 1.Взвешенные вещества Концентрация на границе зоны общего разбавления при фактическом сбросе сточных вод: С Ф
i
к.с.
=С ф
i
+∑(С ст
i
-С Ф
i)/n C факт в. в-в
к.с.
=30+(46,6-30)/233,2=30,0 7 С ПДС
=30+0,75 ∙233,2=204.9 С ПДС
=min(С ПДС
расч
С ст)= minС ст 2.Вещества из ОТ и ед. ЛПВ Минерализация С факт
=331+(2491,4-331)/233,2=340,3 0,75 =Δ 1
≤σ 1
=9,2 С ПДС
=331+0,75 ∙233,2=505,9 С ПДС
=min(С ПДС
расч
С ст) С факт
=1,2+(677,9-1,2)/233,2+(238,9-1,2)/200=5,3 0,75=Δ 1
≤σ 1
=2,9 С ПДС
=1,2+0,75∙233,2=176,1 II. Расчёт С ПДС, когда РАС существует. 1.Вещества из ОТ и ед. в своём ЛПВ С ПДС
=min(С ст; ПДК) 2.Вещества с одинаковым ЛПВ 2а -Cl -
,SO 4
2-
,Al 3+
,нефтепродукты ∑K i
=C ст
i
/ПДК i
=752.6/300+952.6/100+0.9/0.5+0/0.1=13.8>1 С ф
/ПДК≤К i
≤С ст
/ПДК С ПДС
=К i
∙ПДК 0,25≤K Cl
≤2.5C пдс
=0,06·300=18 0,4≤K SO
4
≤9.5C пдс
=0.3·100=40 0.35≤K Al
≤1.8C пдс
=0.14·0.5=0.175 0≤K н-ты
≤0C пдс
=0,-0,1=0 2б Изопропанол, азот аммонийный, СПАВ ∑K i
=271,6/0,01+1,7/0,5+0/0,1=27163,4>1 0,8≤K из-л
≤271160C пдс
=0,6·0,01=0,008 0,2≤K а.ам.
≤3,4C пдс
=0,3·0,5=0,1 0≤K СПАВ
≤0C пдс
=0 Для удаления взвешенных веществ, служат сооружения механической очистки. Для очистки сточных вод от этих веществ, для данного предприятия, необходимо поставить решётки и песколовки. Для расчёта сооружений механической очистки необходимо расход смеси, который измеряется в м 3
/год, перевести в м 3
/сут Расчёт решёток. q ср.сек.=
4764/86400=0,055(м 3
/сек)·1000=55 л/с По таблице из СНиПА, определяем К деп.
max х=-(45·0,1)/50=-0,09 К деп.
max
=1,6-(-0,09)=1,69 q max
сек
=g ср.сек
· К деп.
max
=0,055·1,69=0,093(м 3
/сек) n=(q max
сек
·K 3)/b·h· V p
=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·1)=12.21≈13 шт В р
=0,016·13+14·0,006=0,292 м Принимаем решётку РМУ-1 с размером 600 мм ×800 мм, в ней ширина между стержнями 0,016 м, толщина стержней 0,006 м. Количество прозоров между стержнями – 21. V p
==(q max
сек
·K 3)/b·h·n=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·21)=0.58 м/с N пр
=Q ср.сут
/q вод.от
=4767/0,4=11918 человек V сут
=(N пр
·W)/(1000·35)=0.26 м 3
/сут =·V сут
=750·0,26=195 кг/сут Кафедра
экологии и безопасности жизнедеятельности Решение
задач по
экологии
Выполнил:
Лубе Н.И. Группа:
УИ0301 Вариант:
13 Приняла:
Соловьева Р.А. Задача
№1
РАСЧЕТ
ХАРАКТЕРИСТИК СБРОСОВ СТОЧНЫХ
ВОД
ПРЕДПРИЯТИЙ
В ВОДОЕМЫ
Технологический
цикл одного из промышленных предприятий
Московской области требует потребления
значительных количеств воды. Источником
является расположенная недалеко от
предприятия река. Пройдя технологический
цикл, вода, практически полностью
возвращается в реку в виде сточных
вод промышленного предприятия. В
зависимости от профиля предприятия
сточные воды могут содержать самые
различные вредные по санитарно-токсикологическому
признаку химические компоненты. Их
концентрация, как правило, во много раз
превышает концентрацию этих компонентов
в реке. На некотором расстоянии от места
сброса сточных вод вода реки берется
для нужд местного водоиспользования
самого разного характера (например,
бытового, сельскохозяйственного). В
задаче необходимо вычислить концентрацию
наиболее вредного компонента после
разбавления водой реки сточной воды
предприятия в месте водопользования
и проследить изменение этой концентрации
по фарватеру реки. А также определить
предельно допустимый сток (ПДС) по
заданному компоненту в стоке. Характеристика
реки: скорость течения - V,
средняя глубина на участке - Н, расстояние
до места водопользования - L,
расход воды в реке - Q1;
шаг, с которым необходимо проследить
изменение концентрации токсичного
компонента по фарватеру реки - LS. Характеристика
стока: вредный компонент, расход воды
-Q2,
концентрация вредного компонента -
С, фоновая концентрация -Сф, предельно
допустимая концентрация - ПДК. Варианты
к расчету характеристик сбросов сточных
вод предприятий в водоемы: компонент ε=1;
Lф/Lпр=1 Многие
факторы: состояние реки, берегов и
сточных вод влияют на быстроту перемещения
водных масс и определяют расстояние от
места выпуска сточных вод (СВ) до пункта
полного смешивания. где
γ
-коэффициент,
степень полноты сточных вод в водоеме. Условия
спуска сточных вод в водоем принято
оценивать с учетом их влияния у ближайшего
пункта водопользования, где следует
определять кратность разбавления. Расчет
ведется по формулам: где
L-
расстояние до места водозабора. где
Lф/Lпр
– коэффициент извилистости реки, равный
отношению расстояния по фарватеру
полной длины русла от выпуска СВ до
места ближайшего водозабора к расстоянию
между этими двумя пунктами по прямой. Исходя
из того, что в данной задаче предполагается,
что исследуемые реки являются равнинными,
найдем D-коэффициент
турбулентной диффузии, где
V-средняя
скорость течения, м/c; H-средняя
глубина, м. Зная
D,
найдем: Итак,
реальная кратность разбавления равна: Реальная
концентрация вредного компонента в
водоеме в месте ближайшего водозабора
вычисляется по формуле: 0,2
> 0.01, это значит что эта величина
превышает ПДК Необходимо
также определить, какое количество
загрязняющих
веществ может быть
сброшено предприятием, чтобы не превышать
нормативы. Расчеты проводятся только
для консервативных веществ по са-
нитарно
- токсикологическому показателю
вредности. Расчет ведется по
формуле: С ст.пред. =
K·
(ПДК – С ф)
+ ПДК=2.428(0.01-0.001)+0.01=0.032 мг/л=0.000032 мг/м 3 где
С ст.пред.
- максимальная (предельная) концентрация,
которая может быть допущена в СВ, или
тот уровень очистки СВ, при котором
после их смешивания с водой в водоеме
у первого (расчетного) пункта
водопользования степень загрязнения
не превышает ПДК. Предельно
допустимый сток ПДС рассчитывается по
формуле: ПДС
= С ст. пред ·Q2
= 0.000032 · 0.7 = 2,24·10 -5 мг/с Построим
график функции распределения концентрации
вредного компонента в зависимости от
расстояния до места сброса СВ по руслу
реки с шагом LS
= 15 м, С
в
=
f
(L
):
Выводы:
Решив
данную задачу, мы получили реальную
концентрацию вредного компонента в
водоеме в месте ближайшего водозабора,
С в =0.2,
она получилась больше чем предельно
допустимая концентрация вредных веществ
в водоеме, а это означает, что водоем
очень сильно загрязнен, и требует
немедленной очистки, а предприятие,
сбрасывающее в него свои сточные воды
необходимо проверить на санитарные
нормы. Цель работы 1. Определить предельно допустимый сброс (ПДС) загрязняющих веществ со сточными водами предприятий в водоемы различных видов водопользования. 2. Построить по результатам работы ситуационную блок-схему сброса сточных вод в водоем (водоток). Ситуационная блок-схема Рис.1. Ситуационная блок-схема сброса сточных вод в водоемы Водоемы и водотоки (водные объекты) считают загрязненными, если показатели состава и свойств воды в них изменились под прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытового использования населением, и стали частично или полностью непригодными для одного из видов водопользования. Критерием загрязненности воды является ухудшение ее качества вследствие изменения ее органолептических свойств и появления веществ, вредных для человека, животных, рыб, кормовых и промысловых организмов в зависимости от вида водопользования, а также повышение температуры воды, изменяющей условия для нормальной жизнедеятельности водных организмов. В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд народного хозяйства при определении условий сброса сточных вод следует исходить из более жестких требований в ряду одноименных нормативов качества поверхностных вод. Нормирование сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду производят путем установления ПДС веществ со сточными водами в водные объекты. ПДС
- это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте (створе). ПДС устанавливают с учетом ПДК в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. При сбросе сточных вод, влияющих на состояние водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых целей, нормы качества поверхностных вод или их природный состав и свойства должны соответствовать нормам на водотоках, начиная со створа, расположенного в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого снабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.д.) вплоть до самого места водопользования, а на водоемах - на акватории в радиусе одного километра от пункта водопользования. Для сбросов сточных вод в черте населенного пункта в соответствии с "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" ПДС устанавливают, исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самими сточным водам. Для производственных и хозбытовых сточных вод, отводимых в городские канализационные сети, ПДС не устанавливают. Для расчета предельно допустимого сброса (ПДС) необходимо сначала определить степень полного разбавления n. Степень полного разбавления выражают кратностью разбавления: формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m3c; q - разбавляемая сточная вода, поступающая в водоем формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t2.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/gamma.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" используются коэффициенты, учитывающие условия выпуска сточных вод и гидрологические особенности водоема: формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t4.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" где e - основание натурального логарифма e = 2,72; формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/alfa.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешения: - коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку; формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/epselon.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" = 1,5 - при выпуске в стрежне реки (глубокая часть речного русла с большой скоростью течения); формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t6.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m2c.gif" border="0" align="absmiddle" alt="), определяемый по формуле: формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/vcr.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - средняя скорость течения, м/с; формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/mc2.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" m - коэффициент Буссинского, m = 24; С - коэффициент Шези, опред-е"> Таблица 1. Типы водотоков по характеристикам, определяющим условия сброса в них сточных вод (по А.В. Караушеву) р.
Мзымта - п. Кенш р.
Кубань - г. Краснодар р. Десна - г.
Чернигов р. Ока - г.
Калуга Расчет ПДС осуществляют по формуле: формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t9.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cpdk.gif" border="0" align="absmiddle" alt=", мг/л; формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t10.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cfvv.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - фоновая концентрация взвешенных частиц до сброса сточных вод, мг/л; формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cdop.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" = 0,25 мг/л - для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования, формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t11.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/tdop.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - допустимое по санитарным нормативам повышение температуры воды в водоеме не больше, чем на 3°С, формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/tmaks.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - максимальная температура воды водоема до выпуска сточных вод в летнее время (средняя многолетняя), °С. Река Воронеж. .gif" border="0" align="absmiddle" alt=" = 1,8 м: фоновая концентрация взвешенных веществ опред-е"> Таблица 1. Таблица 2. Река Урал. Максимальная среднемноголетняя температура воды формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m3c.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=" = 1,2 м; фоновая концентрация взвешенных веществ опред-е"> Таблица 1. Таблица 2.Название
С ор
С ст
1
ПДК
ЛВП
С пдс
1
РАС
Взвешенные вещества
30
46,6
30,75
-
46,66
+
Мин-ция
331
2491,4
1000
-
505,9
+
Cl -
17.9
752.6
300
С.-т.
75
-
SO 4
-
25
952.6
100
С.-т.
40
-
ХПК
29,9
1119
15
-
15
-
БПК Г
1,2
677,9
3
-
117,8
+
Al
0.2
0.9
0.5
С.-т.
0.175
-
ИЗ ОПР-Л
0,004
271,6
0,01
т.
0,008
-
АЗ АМ.
0,2
1,7
0,5
т.
0,1
-
Неф-ты
0,04
0
0,1
С.-т.
0
-
СПАВ
0,04
0
0,1
т.
0
-
Раздел 3. Расчёт сооружений механической очистки
Решение:
;
,
-коэффициент,
учитывающий гидрологические факторы
смешивания.
-коэффициент,
зависящий от места выпуска стока в реку.
=1,
при выпуске у берега.
=
=0,025
Тип
Группа
Перемешивание
Грунт
Коэффициент Шези С
Пример реки
Горные реки
Средние
Очень Хорошее
Валуны, галька, гравий
20-35
р. Чирчик - с. Ходжикент,
от 2550 до 250 500
Малые
Хорошее
Валуны, галька, гравий
15-30
от 2,55,0 до 2550
Ручьи
Хорошее
Валуны, галька
10-20
< 2,55,0
Реки предгорий
Средние
Хорошее
Галька, гравий, песок
20-40
р. Белая - г. Стерлитамак,
от 2550 до 250500
Равнинные реки
Большие
Хорошее
Гравий, песок
40-70
р. Обь - г. Барнаул,
> 250300
Средние
Умеренное
Гравий, песок
30-60
р. Сула - д. Княжиха,
от 2550 до 250500
Малые
Слабое
Песок, ил
30-50
р. Проня - д. Будино (бассейн р.
Днепр)
от 2,55,0 до 2550
Ручьи
Умеренное
Песок, ил
10-30
< 2,55,0
Равнинные реки с многорукавным
руслом
Умеренное или слабое
Гравий, песок, ил
25-60
Металлы
Cu
Ni
Zn
Pb
Cr
, мг/л
0,1
0,1
1,0
0,1
0,1
15
10
15
3
3
Номер варианта
q,
L, км
Характер выпуска
Примеси (металлы)
1
8
9
7
у берега
Cu
Ni
Zn
2
7
8
5
в стрежне
реки
Ni
Zn
Pb
3
6
7
4
у берега
Zn
Cu
Cr
4
5
6
3
в стрежне
реки
Cu
Ni
Zn
5
4
5
2
у берега
Ni
Zn
Pb
6
5
4
2
у берега
Cu
Zn
Pb
7
6
3
1
с стрежне
реки
Cu
Zn
Cr
Металлы
Cu
Ni
Zn
Pb
Cr
,
мг/л
0,1
0,1
1,0
0,1
0,1
20
20
18
8
5
Номер варианта
q,
L, км
Характер выпуска
Примеси (металлы)
8
8
5,0
3,7
у берега
Cu
Ni
Zn
9
7
4,8
3,5
в стрежне
реки
Ni
Zn
Pb
10
6
4,4
3,4
у берега
Zn
Cu
Cr
11
5
2,6
1,3
в стрежне
реки
Cu
Ni
Zn
12
4
3,5
2,2
у берега
Ni
Zn
Pb
13
5
4,8
3,2
у берега
Cu
Zn
Pb
14
6
3,0
1,8
с стрежне
реки
Cu
Zn
Cr
