Obliczanie charakterystyk odprowadzania ścieków. Moskiewski Państwowy Uniwersytet Drukarski. Obliczanie zbiornika napowietrzającego – mieszalnika z regeneracją
Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej
Państwo instytucja edukacyjna wyższe wykształcenie zawodowe
Państwowy Uniwersytet Techniczny Naftowy w Ufa
Katedra Chemii Stosowanej i Fizyki
OBLICZANIE MAKSYMALNEGO DOPUSZCZALNEGO ZPROWADZENIA ZANIECZYSZCZEŃ DO ZBIORNIKA POWIERZCHNIOWEGO
Podręcznik edukacyjno-metodyczny
Ufa 2010
1 Informacje ogólne
Stanowisko przedsiębiorstw przemysłowych związane ze zużyciem wody. Woda wykorzystywana jest w procesach technologicznych, pomocniczych lub wchodzi w skład wytwarzanych produktów. W wyniku tego powstają ścieki, które należy odprowadzać do pobliskich zbiorników wodnych.
Do zbiorników wodnych można wprowadzać ścieki pod warunkiem spełnienia wymagań higienicznych dla wód zbiornika, w zależności od rodzaju korzystania z wody.
Zgodnie z „Zasadami ochrony wód powierzchniowych” wszystkie jednolite części wód dzieli się na dwa rodzaje korzystania z wód, które z kolei dzielą się na kategorie (tabela 1).
Tabela 1 – Klasyfikacja jednolitych części wód powierzchniowych według rodzaju wykorzystania wody
|
Właściwości wody |
|
|
I typ – ekonomiczne wykorzystanie wody pitnej oraz kulturalnej i bytowej |
IItyp – wykorzystanie wody w rybołówstwie |
|
Kategoria I– zbiorniki wodne wykorzystywane jako źródła zaopatrzenia w wodę bytową i pitną oraz do zaopatrzenia w wodę przedsiębiorstw przemysłu spożywczego |
Najwyższa kategoria– lokalizacje tarlisk, masowych żerowisk i zimowisk szczególnie cennych i cennych gatunków ryb i innych handlowych organizmów wodnych |
|
II kategoria– zbiorniki wodne wykorzystywane do pływania, uprawiania sportu i rekreacji ludności |
Kategoria I– zbiorniki wodne wykorzystywane do ochrony i reprodukcji cennych gatunków ryb, które są bardzo wrażliwe na poziom tlenu |
|
II kategoria– zbiorniki wodne wykorzystywane do innych celów rybołówstwa |
|
Podczas odprowadzania ścieków do zbiorników wodnych standardy jakości wody w zbiorniku wodnym w miejscu kontroli (obliczeniowym) znajdującym się za wylotem ścieków muszą być zgodne wymagania sanitarne w zależności od rodzaju zużycia wody.
Normy jakości wody dla jednolitych części wód włączać:
Ogólne wymagania dotyczące składu i właściwości wody w jednolitych częściach wód, w zależności od rodzaju wykorzystania wody;
Wykaz maksymalnych dopuszczalnych stężeń substancji znormalizowanych w wodzie zbiorników wodnych dla różne rodzaje wykorzystanie wody.
Na punkcie kontrolnym woda musi zadowolić wszystkich wymogi regulacyjne.
Substancje szkodliwe, dla których określono MPC, dzieli się według ograniczających wskaźników zagrożenia (HLI). Przynależność substancji do tego samego źródła wody zakłada sumowanie wpływu tych substancji na zbiornik wodny.
W przypadku zbiorników wodnych do użytku domowego, pitnego i kulturalnego stosuje się trzy rodzaje wykorzystania wody na bazie wody: sanitarno-toksykologiczne, ogólne sanitarne i organoleptyczne.
LPV dla obiektów rybackich to: sanitarno-toksykologiczne, toksykologiczne, rybackie, ogólnosanitarne, organoleptyczne.
Nazywa się substancje, których stężenie zmienia się w wodzie zbiornika wodnego jedynie w wyniku rozcieńczenia konserwatywny.
Substancje, których stężenie zmienia się zarówno pod wpływem rozcieńczenia, jak i w wyniku różnych procesów chemicznych, fizykochemicznych i biologicznych – nie trwałe.
Połączenie rozcieńczania i samooczyszczania stanowi zdolność neutralizującą zbiornika wodnego.
W zależności od rodzaju i kategorii zbiornika punkt kontrolny może być instalowany w różnych miejscach.
Przy odprowadzaniu ścieków do zbiorników wodnych przeznaczonych do użytku domowego, pitnego i kulturalnego należy zainstalować punkt kontrolny na ciekach wodnych w odległości jednego kilometra od najbliższego punktu poboru wody w dole rzeki (ujęcie wody do celów zaopatrzenia w wodę bytową i pitną, miejsca do pływania, zorganizowana rekreacja, terytorium osada itp.), a na zbiornikach stojących i zbiornikach – po jednym kilometrze w obie strony od punktu poboru wody.
Podczas odprowadzania ścieków do jednolitych części wód w celu wykorzystania ich do celów rybołówstwa, w każdym z nich ustala się punkt kontroli konkretny przypadek przez administrację republikańską (regionalną) na wniosek organów Roskompriroda, jednak nie dalej niż 500 m od miejsca zrzutu ścieków.
Przy odprowadzaniu ścieków do jednolitych części wód stan sanitarny jednolitej części wód w miejscu projektowania uważa się za zadowalający, jeżeli spełnione są następujące warunki:
gdzie C z r.s. – koncentracja I-ta substancja w sekcji kontrolnej, pod warunkiem jednoczesnej obecności z substancje należące do tego samego leku;
I – 1,2,….z;
z– liczba substancji o tym samym LPV;
RPP I– maksymalne dopuszczalne stężenie z– ta substancja.
Głównym mechanizmem zmniejszania stężenia konserwatywnej substancji zanieczyszczającej podczas odprowadzania ścieków do zbiorników wodnych jest rozcieńczanie. W praktyce obliczeń stosuje się tę koncepcję współczynnik rozcieńczenia
.
Współczynnik rozcieńczenia w cieku wodnym w punkcie kontrolnym wyraża się zależnością:
Gdzie γ – współczynnik zmieszania, pokazujący, jaka część wody w strumieniu bierze udział w rozcieńczeniu;
Q – maksymalny przepływ ścieków, m 3 /s;
Q– szacunkowy minimalny przepływ wody w cieku na stanowisku kontrolnym, m 3 /s.
Przy określaniu współczynnika rozcieńczenia odprowadzanych ścieków wodą strumieniową szacunkowe natężenie przepływu Q zaakceptowane na następujących warunkach:
Dla cieków nieuregulowanych – szacunkowy minimalny średniomiesięczny przepływ wody wynoszący 95% zasilania;
Dla cieków regulowanych – ustalony przepływ gwarantowany poniżej zapory (przepust sanitarny) z uwzględnieniem wykluczenia ewentualnych przepływów zwrotnych w dole rzeki.
2 Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków
Przy wprowadzaniu ścieków do jednolitych części wód konieczne jest, aby woda w zbiorniku wodnym w miejscu projektowania (kontroli) spełniała wymagania sanitarne zgodnie z nierównością (1). Za osiągnięcia ten warunek konieczne jest wcześniejsze obliczenie maksymalnych stężeń substancji zanieczyszczających w ściekach, z którymi woda ta może zostać odprowadzona do jednolitej części wód.
Poniżej podano główne metody obliczania maksymalnych stężeń oczyszczonych ścieków.
2.1 Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków na podstawie zawartości zawiesin
Stężenie substancji zawieszonych w oczyszczonych ściekach dopuszczonych do odprowadzania do jednolitej części wód określa się ze wzoru:
Gdzie Z f - stężenie substancji zawieszonych w wodzie jednolitej części wód przed odprowadzeniem ścieków, mg/l;
DO razr – zwiększenie zawartości substancji zawieszonych w wodzie jednolitej części wód na miejscu projektowania dopuszczalne normami sanitarnymi.
Po obliczeniu wymaganego stężenia zawiesin w ściekach oczyszczonych ( Z bardzo) i znając stężenie zawiesin w ściekach wprowadzanych do oczyszczania ( Zul), określić wymaganą skuteczność oczyszczania ścieków na bazie zawiesiny, korzystając ze wzoru:
2.2 Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków na podstawie zawartości rozpuszczonego tlenu
Zgodnie z „Przepisami” zawartość tlenu rozpuszczonego w objętości wody powstałej w wyniku wprowadzania do niej ścieków nie powinna być mniejsza niż 4 g/m3 lub 6 g/m3, w zależności od rodzaju wykorzystania wody i czas roku.
Kiedy zanieczyszczenia organiczne dostaną się do zbiornika, następuje znaczny spadek zawartości rozpuszczonego tlenu do pewnego minimum, które jest wydawane na żywotną aktywność mikroorganizmów rozkładających, po czym zawartość tlenu zaczyna ponownie rosnąć. Stan krytyczny pojawia się zwykle w ciągu 2 dni.
Obliczenia przeprowadza się w oparciu o całkowite BZT w ściekach oczyszczonych (L st full) w oparciu o warunek utrzymania rozpuszczonego tlenu:
Gdzie Qdni – przepływ wody w potoku, m 3 /dzień;
γ – proporcje mieszania:
O c to zawartość rozpuszczonego tlenu w cieku wodnym do miejsca zrzutu ścieków, g/m 3 ;
QCut – zużycie odprowadzanych ścieków. m 3 /dzień;
LVpełny – całkowite biochemiczne zużycie tlenu przez wodę w strumieniu, g/m 3 ;
Lulpełny – całkowite biochemiczne zużycie tlenu ścieki, dopuszczalny do zrzutu, g/m 3 ;
O– minimalna zawartość tlenu rozpuszczonego w zbiorniku wodnym, przyjęta jako równa 4 lub 6 g/m3;
0,4 – współczynnik przeliczania BZT całkowitego na BZT 2.
2.3 Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków według BZT pełny mieszaniny wody ustrojowej i ścieków
Kiedy ścieki są odprowadzane do zbiorników wodnych, stężenie substancji organicznych zmniejsza się zarówno w wyniku procesów rozcieńczania, jak i samooczyszczania. Podczas procesu samooczyszczania tempo zmian BZT jest proporcjonalne do ilości tlenu potrzebnej do biologicznego utleniania substancji organicznych.
Obliczenia opierają się na wartości BZT całkowitej ilości ścieków dopuszczonych do odprowadzania do zbiorników wodnych:
Gdzie γ – współczynnik mieszania;
Q – przepływ wody w cieku wodnym, m 3 /s;
Q – przepływ ścieków, m 3 /s;
Rul , R V– stałe wskaźnikowe zużycia tlenu odpowiednio przez ścieki i wodę zbiornika wodnego;
L MPC – wartość dopuszczalnego stężenia BZT w mieszaninie ścieków i wody jednolitej części wód na terenie projektu, g/m 3 ;
LV – BOD jest pełny , woda zbiornika wodnego do miejsca zrzutu ścieków, g/m 3 ;
T –
czas przepływu wody od punktu zrzutu do miejsca projektowania, dni.
2.4 Obliczanie dopuszczalnej temperatury ścieków przed wprowadzeniem ich do zbiorników wodnych
Obliczenia przeprowadza się przy założeniu, że temperatura wody w zbiorniku wodnym nie powinna wzrosnąć więcej niż wartość określona w Przepisach w zależności od rodzaju wykorzystania wody.
Temperatura ścieków dopuszczonych do zrzutu musi spełniać następujące warunki:
T st ≤ N· T ekstra + T w 7)
Gdzie Tdodatkowy– dopuszczalny wzrost temperatury;
T c – temperatura jednolitej części wód do miejsca zrzutu ścieków.
2.5. Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków pod kątem substancji szkodliwych
Wszystkie substancje szkodliwe, dla których wyznaczono wartości MPC, grupuje się według wskaźników ograniczającego zagrożenia (HLI) w zależności od rodzaju wykorzystania wody.
Stan sanitarny jednolitej części wód w wyniku zrzutu ścieków uważa się za zadowalający, jeżeli substancje wchodzące w skład danej LW występują w stężeniach spełniających warunek (1). Wynika z tego, że każda substancja szkodliwa zawarta w LP podlega jednoczesnej obecności z substancje mogą występować na terenie projektu w stężeniu nie większym niż:
Gdzie Z zr.s. – wartość stężenia z- substancja szkodliwa w obszarze projektowym, pod warunkiem jednoczesnego jej występowania z substancje o tym samym LPV;
Z i р.с – stężenie rzeczywiste lub obliczone I-ta substancja w obszarze projektowym;
Z i MPC – maksymalne dopuszczalne stężenie z-ta substancja.
Stężenie każdego z substancji w ściekach oczyszczonych, podlegających nierówności, można wyznaczyć z wyrażenia:
gdzie C z och – stężenie z substancje w wodzie oczyszczonej przed zrzutem do jednolitej części wód, pod warunkiem jednoczesnej obecności substancji o tym samym LPV;
С z р.с – koncentracja z-ta substancja na miejscu projektowania;
C z in – stężenie z-substancja znajdująca się w zbiorniku wodnym do miejsca zrzutu ścieków;
n jest współczynnikiem rozcieńczenia ścieków.
Korzystając z równania efektywności czyszczenia (4), znajdujemy wartość Zzbardzo dobry
dla każdej substancji należącej do tej grupy leków:
Gdzie Zzul
–
stężenie z-ta substancja w ściekach trafiających do oczyszczania;
miz
– skuteczność czyszczenia z-ta substancja.
Przyrównując prawe strony równań (9, 10) wyznaczamy maksymalne dopuszczalne stężenie substancji z-tej na miejscu projektowania:
Po obliczeniu wartości stężeń Z z р.с dla każdej substancji wchodzącej w skład danego LPW i podstawiając do wyrażenia (1) otrzymujemy wzór obliczeniowy pozwalający określić stopień oczyszczenia:
Praktyka eksploatacji oczyszczalni ścieków pokazuje, że substancje zawarte w danej oczyszczalni ścieków nie są traktowane jednakowo. Dlatego określenie efektywności oczyszczania należy przeprowadzić dla substancji, która jest najtrudniejsza do usunięcia ze ścieków. Pozostałe składniki, które można łatwiej usunąć, będą oczywiście miały lepszy efekt czyszczenia.
Skuteczność czyszczenia substancji trudnej do usunięcia określa się ze wzoru:
3 Opracowanie norm dotyczących maksymalnych dopuszczalnych zrzutów (MPD)
substancji szkodliwych do zbiorników wód powierzchniowych
Jednym z najważniejszych problemów racjonalnego zarządzania środowiskiem jest problem regulacji środowiska naturalnego. Rozwiązanie tego problemu z góry determinuje różne podejścia, w tym ograniczanie zrzutów zanieczyszczeń do jednolitych części wód, w oparciu o obowiązkowe przestrzeganie norm jakości wody.
Maksymalne dopuszczalne rozładowanie(PDS) substancjiVwodaobiekt to masa substancjiścieki, maksymalna dopuszczalna do usuwania przy ustalonym reżimie w danym punkcie jednolitej części wód Vjednostka czasu zapewniająca standardy jakości wody Vkontrolanie mpunkt(GOST17.1.1.01-77).
Wartości MAC są opracowywane i zatwierdzane dla istniejących i planowanych przedsiębiorstw użytkowników wody.
Normy dotyczące maksymalnych dopuszczalnych zrzutów substancji szkodliwych do zbiorników wodnych powstałych lub wykorzystywanych w procesie produkcyjnym oraz działalność gospodarcza użytkownika wody, ustalane są dla każdego ujścia ścieków, w oparciu o przesłanki niedopuszczalności przekroczenia najwyższych dopuszczalnych stężeń substancji szkodliwych w ustalonym punkcie kontroli lub na odcinku jednolitej części wody, biorąc pod uwagę jej przeznaczenie, a jeżeli maksymalne w punkcie kontrolnym przekroczenie dopuszczalnego stężenia – biorąc pod uwagę warunki zachowania (a nie pogorszenia) składu i właściwości wody w zbiornikach wodnych powstałych pod wpływem czynników naturalnych.
Opracowane standardy MAP są uzgadniane przez użytkowników wód z jednostkami terytorialnymi (regionalnymi, dorzecznymi) organów federalnych władza wykonawcza którzy posiadają specjalne uprawnienia w obszarach:
Ochrona środowiska;
Nadzór sanitarno-epidemiologiczny;
Wykorzystanie i ochrona zasobów rybnych.
3.1 Obliczanie MAP
MPD oblicza się w celu zapewnienia standardów jakości wody w jednolitej części wód w miejscu projektowania (kontroli), które jest ustalane każdorazowo przez Państwowy Komitet Ochrony Przyrody, biorąc pod uwagę rodzaj i kategorię jednolitej części wód . MAC ustala się biorąc pod uwagę maksymalne dopuszczalne stężenie substancji w miejscach korzystania z wody, pojemność asymilacyjną jednolitej części wód oraz optymalny rozkład masy odprowadzanych substancji pomiędzy użytkownikami odprowadzającymi ścieki.
Wartość MAP (g/godzinę, t/rok), biorąc pod uwagę wymagania dotyczące składu (właściwości wody w jednolitych częściach wód dla wszystkich kategorii korzystania z wody), wyznacza się jako iloczyn najwyższego średniego godzinnego przepływu ścieków Qul (m 3 / godzinę) rzeczywisty okres zrzutu i stężenia substancji w ściekach C ul (g/m 3 ) według wzoru:
PDS = Q st · C ul
Przy obliczaniu maksymalnej dopuszczalnej wartości na miejscu projektowania należy zapewnić określone stężenie substancji kontrolowanych, nie przekraczające wymagań prawnych dotyczących składu i właściwości wód danej jednolitej części wód. Rzeczy do zapamiętania:
1 g/m3 = 1 mg/l.
W przypadku zrzutu kilku substancji, jak wskazano powyżej, przy tych samych granicznych wskaźnikach szkodliwości, MAC ustala się w taki sposób, aby – biorąc pod uwagę zanieczyszczenia dostające się do zbiornika lub cieku wodnego ze zrzutów w górnym biegu rzeki – suma stosunków stężeń każdej substancji w jednolitej części wód do odpowiedniego MAC nie przekracza jednego. Zatem przy obliczaniu PDS muszą być spełnione następujące warunki:
Normy MAP ustalane są w gramach na godzinę i tonach rocznie zgodnie z ogólnymi wskaźnikami sanitarnymi i rybołówstwa oraz grupami LPV dla każdego użytkownika wody.
3.3 Monitorowanie zgodności ze standardami MAP w przedsiębiorstwie
Monitoring przestrzegania standardów MPD prowadzony jest bezpośrednio w miejscach zrzutów ścieków oraz w punktach kontrolnych poniżej i powyżej zrzutów.
Zapotrzebowanie na wodę dla cieków i zbiorników o różnym przeznaczeniu podano w tabeli 2.
Tabela 2 - Zapotrzebowanie na wodę dla cieków i zbiorników wodnych o różnym przeznaczeniu
|
Wskaźniki |
Cele wykorzystania wody |
|||
|
|
Potrzeby komunalne i domowe ludności |
Potrzeby rybołówstwa |
||
|
najwyższa i pierwsza kategoria |
druga kategoria |
|||
|
Zawiesiny |
Przy zrzucaniu wód powrotnych (ścieków) zawartość substancji zawieszonych w miejscu (punkcie) kontroli nie powinna wzrosnąć w stosunku do warunków naturalnych o więcej niż: |
|||
|
0,25 mg/dm3 |
0,75 mg/dm3 |
0,25 mg/dm3 |
0,75 mg/dm3 |
|
|
Pływające zanieczyszczenia (substancje) |
Na powierzchni wody nie powinny znajdować się osady produktów naftowych, olejów, tłuszczów oraz nagromadzenia innych zanieczyszczeń. |
|||
|
Kolorowanie |
Nie powinien znajdować się w wysokiej kolumnie |
Nie powinno być obcego koloru |
||
|
20 cm |
10 cm |
|||
|
Temperatura |
Letnia temperatura wody w wyniku odprowadzania ścieków nie powinna wzrosnąć o więcej niż 3 0 C w porównaniu do średniej miesięcznej temperatury wody w najcieplejszym miesiącu roku w ciągu ostatnich 10 lat |
Temperatura wody nie powinna wzrastać w stosunku do naturalnej temperatury zbiornika wodnego o więcej niż 5 0 C. Całkowity wzrost temperatury nie powinien przekraczać +28 0 C latem i +8 0 C zimą. |
||
|
Wartość wodoru (pH) |
Nie powinna przekraczać 6,5 – 8,5 |
|||
|
Mineralizacja |
Nie więcej niż 1000 mg/dm 3, w tym chlorki – 350 mg/dm 3, siarczany – 500 mg/dm 3 |
Standaryzowany według wskaźnika „smaki” |
Niestandaryzowane |
|
|
Rozpuszczony tlen |
Nie powinno być mniejsze niż 4 mg/dm3 o każdej porze roku |
W okresie zimowym (pod lodem) powinno być co najmniej |
||
|
6 mg/dm3 |
4 mg/dm3 |
|||
|
V okres letni(otwarte) we wszystkich zbiornikach wodnych musi wynosić co najmniej 6 mg/dm 3 |
||||
|
Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT) |
Nie powinna przekraczać w temperaturze 20 0 C | |||
|
3 mg O 2 /dm 3 |
5 mg O 2 /dm 3 |
3 mg O 2 /dm 3 |
3 mg O 2 /dm 3 |
|
|
Substancje chemiczne |
Nie powinien być zawarty w stężeniach przekraczających MPC |
|||
|
Patogeny |
Musi być wolny od patogenów, w tym żywych jaj robaków i żywotnych cyst patogennych pierwotniaków jelitowych |
|||
4 Zadania testowe
Przykład 1. Do cieku wodnego z prądem Q= 35 m 3 /s za oczyszczalniami, oczyszczone ścieki odprowadzane są z natężeniem przepływu Q = 0.6 M 3 /Z. Stężenie zawiesiny w ściekach wpływających do oczyszczalni wynosi Z ul = 250 mg/l.
Odcinek jednolitej części wód, do którego odprowadzane są ścieki, należy do drugiej kategorii wykorzystania wód rybackich.
Stężenie tła substancji zawieszonych w wodzie jednolitej części wód aż do punktu zrzutu Z f = 3 mg/l.
Współczynnik mieszania dla ta sprawa: γ = 0,71. Znajdź wymaganą skuteczność czyszczenia.
Rozwiązanie. Na podstawie warunków, zgodnie z „Zasadami ochrony wód powierzchniowych”, dopuszczalne zwiększenie zawartości substancji zawieszonych w jednolitej części wód po zrzuceniu ścieków DO rozdzielczość = 0,25 mg/l.
Stężenie substancji zawieszonych w ściekach oczyszczonych odprowadzanych do danego zbiornika wodnego określa się wzorem (3):
W tym celu oczyszczalnie muszą zapewniać niezbędną skuteczność oczyszczania ścieków w przypadku zawiesin stałych (4):
Ćwiczenie 1. Określić stężenie zawiesiny w ściekach dopuszczonych do odprowadzania do cieków wodnych po oczyszczalniach oraz wymaganą skuteczność oczyszczania ścieków według wariantów dla warunków podobnych do przykładu 1 (tab. 3).
Tabela 3 – Dane wyjściowe dla zadania 1
|
Opcja nr |
Q, |
Q, |
C st., mg/l |
C f, mg/l |
γ |
|
|
1 |
15 |
0,5 |
200 |
3 |
0,67 |
Rybołówstwo |
|
2 |
15 |
0,5 |
200 |
3 |
0,67 |
|
|
3 |
15 |
0,5 |
200 |
4 |
0,67 |
|
|
4 |
15 |
0,5 |
200 |
4 |
0,67 |
|
|
5 |
15 |
0,5 |
200 |
2 |
0,67 |
|
|
6 |
30 |
0,8 |
250 |
6 |
0,67 |
Rybołówstwo |
|
7 |
30 |
0,8 |
250 |
6 |
0,67 |
|
|
8 |
30 |
0,8 |
250 |
5 |
0,67 |
|
|
9 |
30 |
0,8 |
250 |
5 |
0,67 |
|
|
10 |
30 |
0,8 |
250 |
7 |
0,67 |
|
|
11 |
40 |
1,2 |
190 |
5 |
0,67 |
Potrzeby domowe i pitne ludności |
|
12 |
40 |
1,2 |
190 |
5 |
0,67 |
|
|
13 |
40 |
1,2 |
190 |
5 |
0,67 |
|
|
14 |
40 |
1,2 |
170 |
4 |
0,67 |
|
|
15 |
40 |
1,2 |
175 |
4 |
0,67 |
|
|
16 |
45 |
1,5 |
180 |
3 |
0,67 |
Potrzeby kulturalne i codzienne ludności |
|
17 |
45 |
1,7 |
165 |
3 |
0,67 |
|
|
18 |
45 |
1,75 |
180 |
4 |
0,67 |
|
|
19 |
45 |
1,8 |
115 |
2 |
0,67 |
|
|
20 |
45 |
2,0 |
130 |
2 |
0,67 |
Przykład 2. Na podstawie zawartości rozpuszczonego tlenu określić wymagany stopień oczyszczenia ścieków odprowadzanych do cieku wodnego w następujących warunkach:
Przepływ ścieków Q = 1,4 m3/s;
Całkowite biochemiczne zużycie tlenu w ściekach wpływających do oczyszczalni wynosi BZT st pełny = 380 mg/l;
Przepływ cieku wodnego Q = 38 m3/s;
Współczynnik zmieszania ścieków γ = 0,51;
- BZT całkowicie w cieku wodnym aż do punktu zrzutu L pełne = 2,0 mg/l.
Rozwiązanie.dla zbiornika wody o charakterze kulturalnym i bytowym, dopuszczonym do użytku Stężenie rozpuszczonego tlenu w miejscu projektowania nie powinno być mniejsze niż 4 mg/l o każdej porze roku.
Obliczone stężenie całkowitego BZT w ściekach oczyszczonych z warunku zachowania dopuszczalnego stężenia tlenu rozpuszczonego w miejscu projektowania określa się ze wzoru (5):
Wymagany stopień oczyszczenia ścieków określa wzór (4):
Zadanie 2. Określ wymagany stopień oczyszczenia ścieków na podstawie zawartości tlenu rozpuszczonego zgodnie z opcjami (tab. 4).
Tabela 4 – Dane wyjściowe dla zadania 2
|
Opcja nr |
Q, |
Q, |
C st., mg/l |
C f, mg/l |
γ |
BOD st. pełne |
Kategoria wykorzystania wody w jednolitej części wód |
|
1 |
20 |
1,1 |
0,63 |
5,5 |
2,0 |
250 |
Gospodarstwa domowe, cele związane z piciem i kulturą |
|
2 |
25 |
1,4 |
0,63 |
5,5 |
2,0 |
250 |
|
|
3 |
30 |
1,8 |
0,63 |
5,5 |
2,0 |
250 |
|
|
4 |
35 |
2,1 |
0,63 |
5,5 |
2,0 |
250 |
|
|
5 |
40 |
2,4 |
0,63 |
5,5 |
2,0 |
250 |
|
|
6 |
45 |
2,2 |
0,63 |
6,0 |
2,0 |
250 |
|
|
7 |
43 |
2,1 |
0,63 |
6,0 |
2,0 |
250 |
|
|
8 |
41 |
1,8 |
0,63 |
6,0 |
2,0 |
250 |
|
|
9 |
39 |
1,6 |
0,63 |
6,0 |
2,0 |
250 |
|
|
10 |
36 |
1,6 |
0,63 |
6,0 |
2,0 |
250 |
|
|
11 |
32 |
1,5 |
0,63 |
6,5 |
2,0 |
300 |
Cel rybołówstwa (okres letni) |
|
12 |
30 |
1,3 |
0,63 |
6,5 |
2,0 |
300 |
|
|
13 |
29 |
1,4 |
0,63 |
6,5 |
1,0 |
300 |
|
|
14 |
26 |
1,2 |
0,63 |
6,5 |
2,0 |
300 |
|
|
15 |
25 |
1,3 |
0,63 |
6,5 |
2,0 |
300 |
|
|
16 |
23 |
1,4 |
0,63 |
7,0 |
2,0 |
350 |
|
|
17 |
20 |
1,2 |
0,63 |
7,0 |
2,0 |
350 |
|
|
18 |
33 |
1,6 |
0,63 |
7,0 |
2,0 |
350 |
|
|
19 |
29 |
1,6 |
0,63 |
7,0 |
2,0 |
350 |
|
|
20 |
31 |
1,7 |
0,63 |
7,0 |
2,0 |
350 |
Przykład 3. Określ wymagany stopień oczyszczenia ścieków przemysłowych z substancji szkodliwych, jeżeli ścieki zawierają następujące zanieczyszczenia:
C Nist = 1,15 mg/l, Z Most = 1,1 mg/l,
Z Ponieważ st = 0,6 mg/l. Z Zn st = 0,6 mg/l.
Ścieki należy odprowadzać do cieku wodnego, który jest źródłem poboru wody bytowej, pitnej i kulturalnej. Stopień rozcieńczenia ścieków P =
65.
Woda do miejsca zrzutu ścieków charakteryzuje się następującymi wskaźnikami:
C Ni w = 0,003 mg/l, Z Mo w = 0,15 mg/l,
Z Jak w = 0,002 mg/l, Z Zn w = 0,87 mg/l.
Maksymalne dopuszczalne stężenia tych substancji:
C Ni MPC = 0,1 mg/l, Z Mo MPC = 0,5 mg/l,
Z Jako MPC = 0,05 mg/l. Z Zn MPC = 1,0 mg/l.
Rozwiązanie. Wszystkie substancje, które zostały odnotowane w ściekach, należą do pewnego granicznego wskaźnika zagrożenia (LHI). Do grupy substancji sanitarno-toksykologicznych zalicza się: nikiel, molibden, arsen. Cynk należy do grupy substancji ogólnosanitarnych.
Wymaganą skuteczność czyszczenia według sanitarno-toksykologicznego wskaźnika szkodliwości określa się wzorem (13):
Ze względu na to, że w grupie ogólnych substancji sanitarnych znajduje się jedna substancja – cynk, jego stężenie w ściekach dopuszczonych do odprowadzania do cieku wodnego określa się wzorem (9). w której
Z Zn р.с = Z Zn MPC = 1,0 mg/l:
Z Zn bardzo ≤ 65(1,0 – 0,87) + 0,87,
Z Zn bardzo ≤ 17,8 mg/l
Zatem, aby spełnić warunki sanitarne odprowadzania ścieków o określonym składzie, należy usunąć co najmniej 67% substancji szkodliwych związanych z oczyszczalniami sanitarno-toksykologicznymi i zmniejszyć zawartość cynku o 17,8%.
Zadanie 3. Określ wymagany stopień oczyszczenia ścieków przemysłowych z substancji szkodliwych. Dane wstępne w tabeli 5.
Literatura
1. Wytyczne w sprawie stosowania przepisów dotyczących ochrony wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniem ściekami. - M.: Charków, 1982.
2. Zasady ochrony wód powierzchniowych ( standardowe postanowienia), zatwierdzony Państwowy Komitet Ochrony Przyrody ZSRR 21.02.91. - M., 1991.
3. GOST 17.1.1.01-77. Ochrona Przyrody. Hydrosfera. Wykorzystanie i ochrona wody. Podstawowe pojęcia i definicje. - M.: Wydawnictwo Standardy, 1980.
4. GOST 17.1.1.02-77. Ochrona Przyrody. Hydrosfera. Klasyfikacja zbiorników wodnych. - M.: Wydawnictwo Standardy, 1980.
Tabela 5 – Dane wyjściowe dla zadania 3.
|
Var. nie. |
Zawartość substancji w ściekach |
Zawartość substancji w wodzie naturalnej |
Krat- nowe rozcieńczenie |
Kategoria wykorzystania wody w jednolitej części wód |
||||||||||||||
|
Ni, mg/l |
Mo, mg/l |
Jako mg/l |
V, mg/l |
W, mg/l |
Sb, mg/l |
Zn, mg/l |
Cu, mg/l |
Ni, mg/l |
Mo, mg/l |
Jako mg/l |
V, mg/l |
W, mg/l |
Sb, mg/l |
Zn, mg/l |
Cu, mg/l |
|||
|
1 |
1,05 |
0,9 |
0,3 |
1,0 |
1,2 |
2,9 |
0,001 |
0,1 |
0,001 |
0,002 |
0,7 |
0,95 |
59 |
Woda pitna dla gospodarstw domowych |
||||
|
2 |
1,1 |
0,95 |
0,4 |
1,1 |
1,3 |
2,8 |
0,002 |
0,15 |
0,002 |
0,003 |
0,75 |
0,9 | ||||||
|
3 |
1,15 |
1,0 |
1,0 |
0,5 |
1,4 |
2,7 |
0,003 |
0,2 |
0,001 |
0,0015 |
0,8 |
0,85 | ||||||
|
4 |
1,2 |
1,05 |
1,1 |
0,6 |
1,5 |
2,6 |
0,004 |
0,25 |
0,002 |
0,0017 |
0,85 |
0,8 | ||||||
|
5 |
1,25 |
1,1 |
1,2 |
0,7 |
1,6 |
2,5 |
0,003 |
0,3 |
0,003 |
0,0018 |
0,9 |
0,75 | ||||||
|
6 |
1,3 |
1,15 |
1,3 |
0,8 |
1,7 |
2,4 |
0,002 |
0,25 |
0,0015 |
0,002 |
0,95 |
0,8 |
61 |
|||||
|
7 |
1,35 |
1,1 |
0,7 |
0,9 |
1,8 |
2,3 |
0,001 |
0,2 |
0,002 |
0,002 |
0,97 |
0,83 |
Narzędzia |
|||||
|
8 |
1,4 |
1,0 |
0,6 |
1,0 |
1,9 |
2,2 |
0,001 |
0,15 |
0,0018 |
0,0025 |
0,95 |
0,85 | ||||||
|
9 |
1,45 |
0,9 |
0,5 |
1,1 |
2,0 |
2,25 |
0,002 |
0,12 |
0,0015 |
0,0028 |
0,93 |
0,87 | ||||||
|
10 |
1,5 |
0,95 |
0,4 |
1,2 |
2,1 |
2,15 |
0,003 |
0,1 |
0,0017 |
0,0021 |
0,87 |
0,92 | ||||||
|
11 |
1,45 |
1,15 |
1,2 |
0,3 |
2,2 |
2,1 |
0,004 |
0,12 |
0,001 |
0,002 |
0,85 |
0,93 |
68 |
|||||
|
12 |
1,4 |
1,2 |
1,1 |
0,4 |
2,3 |
2,0 |
0,005 |
0,15 |
0,0015 |
0,0019 |
0,83 |
0,95 | ||||||
|
13 |
1,35 |
1,25 |
1,0 |
0,5 |
2,4 |
2,4 |
0,004 |
0,17 |
0,0017 |
0,0017 |
0,8 |
0,97 | ||||||
|
14 |
1,3 |
1,3 |
0,9 |
0,6 |
2,5 |
2,3 |
0,003 |
0,2 |
0,002 |
0,0015 |
0,79 |
0,94 | ||||||
|
15 |
1,25 |
1,25 |
0,8 |
0,7 |
2,6 |
2,2 |
0,002 |
0,21 |
0,003 |
0,0015 |
0,77 |
0,92 | ||||||
|
16 |
1,2 |
1,2 |
0,9 |
0,8 |
2,7 |
2,1 |
0,001 |
0,23 |
0,004 |
0,002 |
0,75 |
0,9 |
72 |
Rybołówstwo pierwszej kategorii |
||||
|
17 |
1,15 |
1,15 |
1,1 |
0,9 |
2,8 |
2,0 |
0,0015 |
0,25 |
0,002 |
0,0021 |
0,8 |
0,8 | ||||||
|
18 |
1,12 |
1,12 |
2,9 |
2,15 |
0,002 |
0,2 |
0,0017 |
0,002 |
0,85 |
0,85 | ||||||||
|
19 |
1,1 |
1,15 |
3,0 |
2,19 |
0,003 |
0,17 |
0,0018 |
0,0018 |
0,9 |
0,87 | ||||||||
|
20 |
1,05 |
1,1 |
3,1 |
2,2 |
0,001 |
0,15 |
0,0019 |
0,0019 |
0,92 |
0,88 | ||||||||
Cel pracy
1. Określić maksymalny dopuszczalny zrzut (MPD) zanieczyszczeń wraz ze ściekami z przedsiębiorstw do zbiorników o różnym sposobie użytkowania wody.
2. Na podstawie wyników pracy skonstruować sytuacyjny schemat blokowy zrzutu ścieków do zbiornika (cieku).
Schemat sytuacji
Ryc.1. Sytuacyjny schemat blokowy zrzutu ścieków do zbiorników
Zbiorniki i cieki wodne (jednolite zbiorniki wodne) uważa się za zanieczyszczone, jeżeli skład i właściwości znajdującej się w nich wody uległy zmianie pod wpływem bezpośrednim lub pośrednim działalności produkcyjnej i użytku domowego przez ludność i stały się częściowo lub całkowicie nieprzydatne do jednego z rodzajów użytkowania wody. Kryterium zanieczyszczenia wody jest pogorszenie jej jakości na skutek zmian jej właściwości organoleptycznych oraz pojawienia się substancji szkodliwych dla ludzi, zwierząt, ryb, organizmów spożywczych i handlowych, w zależności od sposobu korzystania z wody, a także wzrost temperatura wody, zmieniająca warunki normalnego życia organizmów wodnych.
W przypadku jednoczesnego wykorzystania jednolitej części wód lub jej odcinka dla różnych potrzeb gospodarki narodowej, przy ustalaniu warunków odprowadzania ścieków należy przejść od bardziej rygorystycznych wymagań w szeregu tych samych norm dotyczących jakości powierzchni fale.
Standaryzacja zrzutów substancji zanieczyszczających do środowiska środowisko naturalne wytwarzany poprzez ustalenie maksymalnego dopuszczalnego stężenia substancji ze ściekami do jednolitych części wód. MAP to masa substancji w ściekach, maksymalna dopuszczalna do zrzutu przy ustalonym reżimie w danym punkcie jednolitej części wody na jednostkę czasu w celu zapewnienia standardów jakości wody w punkcie kontroli (miejscu). MAC ustala się biorąc pod uwagę maksymalne dopuszczalne stężenie w miejscach korzystania z wody, pojemność asymilacyjną jednolitej części wód oraz optymalny rozkład masy odprowadzanych substancji pomiędzy użytkownikami wody odprowadzającymi ścieki.
Przy odprowadzaniu ścieków mających wpływ na stan jednolitych części wód wykorzystywanych do celów bytowych, pitnych i komunalnych, standardy jakości wód powierzchniowych lub ich naturalnego składu i właściwości muszą odpowiadać normom dla cieków wodnych, zaczynając od miejsca położonego kilometr przed najbliższy dalszy punkt poboru wody (ujęcie wody do celów bytowych i pitnych, miejsca do kąpieli, zorganizowanego wypoczynku, obszar zaludniony itp.) aż do miejsca korzystania z wody, a na zbiornikach - w obszarze wodnym w promieniu jednego kilometra od punktu poboru wody.
W przypadku zrzutów ścieków na obszarze zaludnionym, zgodnie z „Zasadami ochrony wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniem ściekami”, maksymalny dopuszczalny limit ustala się w oparciu o przypisanie wymagań regulacyjnych dotyczących składu i właściwości wody w jednolitych częściach wód same ścieki. Dla ścieków przemysłowych i bytowych odprowadzanych do miejskich sieci kanalizacyjnych MPD nie jest ustalane.
Aby obliczyć maksymalny dopuszczalny zrzut (MAD), należy najpierw określić stopień całkowitego rozcieńczenia n. Stopień całkowitego rozcieńczenia wyraża się współczynnikiem rozcieńczenia:
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m3c;
q - rozcieńczone ścieki wpływające do formuły zbiornika" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t2.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="( !LANG :
gdzie jest formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/gamma.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="stosuje się współczynniki uwzględniające warunki zrzutu ścieków i cechy hydrologiczne zbiornika:
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t4.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="
gdzie e jest podstawą logarytmu naturalnego e = 2,72;
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/alfa.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="- współczynnik uwzględniający hydrologiczne współczynniki mieszania:
- współczynnik zależny od miejsca zrzutu do rzeki;
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/epselon.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="= 1,5 - po uwolnieniu do rdzenia rzeki (głęboka część koryta rzeki o dużej prędkości przepływu);
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t6.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m2c.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="), określone wzorem:
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/vcr.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="- średnia prędkość prądu, m/s;
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/mc2.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="
m - współczynnik Bussinsky'ego, m = 24;
C - współczynnik Chezy'ego, zdefiniowany jako ">
Tabela 1.
Rodzaje cieków wodnych według cech określających warunki zrzutu do nich ścieków (według A.V. Karausheva)
| Typ | Grupa | Mieszanie | Podkładowy | Współczynnik Chezy’ego C | Przykład rzeki | |
| Rzeki górskie | Przeciętny | Bardzo dobry | Głazy, kamyki, żwir | 20-35 | R. Chirchik - wieś Khodżikent, R. Mzymta – wieś Kensh |
od 2550 do 250 500 |
| Mały | Dobry | Głazy, kamyki, żwir | 15-30 | od 2.55.0 do 2550 | ||
| Strumienie | Dobry | Głazy, kamyki | 10-20 | < 2,55,0 | ||
| Rzeki podgórskie | Przeciętny | Dobry | Kamyczki, żwir, piasek | 20-40 | R. Belaya - Sterlitamak, R. Kubań – Krasnodar |
od 2550 do 250500 |
| Rzeki nizinne | Duży | Dobry | Żwir, piasek | 40-70 | R. Ob - Barnauł, R. Desna – Czernigow |
> 250300 |
| Przeciętny | Umiarkowany | Żwir, piasek | 30-60 | R. Sula - wieś Knyazhikha, R. OK - Kaługa |
od 2550 do 250500 | |
| Mały | Słaby | Piasek, muł | 30-50 | R. Pronya – wieś Budino (dorzecze Dniepru) | od 2.55.0 do 2550 | |
| Strumienie | Umiarkowany | Piasek, muł | 10-30 | < 2,55,0 | ||
| Rzeki równinne z wieloodnogowymi kanałami | Umiarkowany lub słaby | Żwir, piasek, muł | 25-60 |
PDS oblicza się ze wzoru:
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t9.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="
gdzie jest formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cpdk.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt=", mg/l;
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t10.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="
gdzie jest formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cfvv.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="- stężenie tła cząstek zawieszonych przed odprowadzeniem ścieków, mg/l;
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/cdop.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="= 0,25 mg/l - dla zbiorników wody użytkowej i pitnej,
formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/t11.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="
gdzie jest formuła" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/tdop.gif" border="0" wyrównanie="absmiddle" alt="- dopuszczalny wzrost temperatury wody w zbiorniku według norm sanitarnych nie przekracza 3°C, wzór" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/tmaks.gif" border=" 0 " wyrównanie="absmiddle" alt="- maksymalna temperatura wody w zbiorniku przed uwolnieniem ścieków w okresie letnim (średnia wieloletnia), °C.
Rzeka Woroneż.
.gif" border="0" wyrównania="absmiddle" alt="= 1,8 m: oznacza się stężenie tła zawiesin.”>
Tabela 1.
| Metale | Cu | Ni | Zn | Pb | Kr |
| , mg/l | 0,1 | 0,1 | 1,0 | 0,1 | 0,1 |
 |
15 | 10 | 15 | 3 | 3 |
Tabela 2.
| Numer opcji | Q, | L, km | Charakter uwolnienia | Zanieczyszczenia (metale) | |||
| 1 | 8 | 9 | 7 | blisko brzegu | Cu | Ni | Zn |
| 2 | 7 | 8 | 5 | w rdzeniu rzeki | Ni | Zn | Pb |
| 3 | 6 | 7 | 4 | blisko brzegu | Zn | Cu | Kr |
| 4 | 5 | 6 | 3 | w rdzeniu rzeki | Cu | Ni | Zn |
| 5 | 4 | 5 | 2 | blisko brzegu | Ni | Zn | Pb |
| 6 | 5 | 4 | 2 | blisko brzegu | Cu | Zn | Pb |
| 7 | 6 | 3 | 1 | z rdzenia rzeki | Cu | Zn | Kr |
Rzeka Ural.
Wzór na maksymalną długoterminową średnią temperaturę wody" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook998/files/m3c.gif" border="0"lay="absmiddle" alt="(!LANG :.gif" border="0" wyrównania="absmiddle" alt="= 1,2 m; oznacza się stężenie tła zawieszonych substancji stałych”>
Tabela 1.
| Metale | Cu | Ni | Zn | Pb | Kr |
| , mg/l | 0,1 | 0,1 | 1,0 | 0,1 | 0,1 |
|
20 | 20 | 18 | 8 | 5 |
Tabela 2.
| Numer opcji | Q, | L, km | Charakter uwolnienia | Zanieczyszczenia (metale) | |||
| 8 | 8 | 5,0 | 3,7 | blisko brzegu | Cu | Ni | Zn |
| 9 | 7 | 4,8 | 3,5 | w rdzeniu rzeki | Ni | Zn | Pb |
| 10 | 6 | 4,4 | 3,4 | blisko brzegu | Zn | Cu | Kr |
| 11 | 5 | 2,6 | 1,3 | w rdzeniu rzeki | Cu | Ni | Zn |
| 12 | 4 | 3,5 | 2,2 | blisko brzegu | Ni | Zn | Pb |
| 13 | 5 | 4,8 | 3,2 | blisko brzegu | Cu | Zn | Pb |
| 14 | 6 | 3,0 | 1,8 | z rdzenia rzeki | Cu | Zn | Kr |
Działalność przedsiębiorstw przemysłowych wiąże się ze zużyciem wody. Woda wykorzystywana jest w procesach technologicznych i pomocniczych oraz wchodzi w skład wytwarzanych produktów. W wyniku tego powstają ścieki, które należy odprowadzać do pobliskich zbiorników wodnych. Do zbiorników wodnych można wprowadzać ścieki pod warunkiem spełnienia wymagań higienicznych dla wód zbiornika, w zależności od rodzaju korzystania z wody.
Zgodnie z „Zasadami ochrony wód powierzchniowych” wszystkie jednolite części wód dzieli się na dwa rodzaje korzystania z wód:
użytkowanie wody w gospodarstwie domowym, pitnym i kulturalnym;
wykorzystanie wody w rybołówstwie
Każdy rodzaj wykorzystania wody jest dalej podzielony na kategorie. Pierwszy typ obejmuje dwie kategorie:
zbiorniki wodne wykorzystywane do zaopatrzenia w wodę domową i pitną oraz dla przedsiębiorstw przemysłu spożywczego;
zbiorniki wodne wykorzystywane do pływania, uprawiania sportu i rekreacji ludności.
Drugi typ obejmuje trzy kategorie:
Normy jakości wody dla jednolitych części wód obejmują:
Ogólne wymagania dotyczące składu i właściwości wody w zależności od sposobu jej wykorzystania
Wykaz maksymalnych dopuszczalnych stężeń substancji znormalizowanych dla różnych sposobów wykorzystania wody.
Aby określić jakość wody, ustala się punkt projektowy.
Ryc.1.
PP - przedsiębiorstwo przemysłowe;
OS - zakłady lecznicze;
- - cel zerowy;
- - teren osadniczy.
Przy odprowadzaniu ścieków do jednolitych części wód miejsce projektowania określa każdorazowo lokalna administracja, nie dalej jednak niż 500 m od miejsca zrzutu ścieków.
Zatem w przypadku różnych rodzajów wykorzystania wody jakość wody podczas odprowadzania ścieków musi odpowiadać jakości w miejscu projektowania.
W miejscu projektowania jakość wody musi spełniać wymagania regulacyjne (MPC). Wszystkie substancje szkodliwe, dla których wyznaczono MPC, są podzielone według ograniczających wskaźników zagrożenia (HLI). Przynależność substancji do tej samej wody pochłaniającej wodę oznacza sumowanie wpływu tych substancji na zbiornik wodny.
Substancje, których stężenie zmienia się w wodzie zbiornika wodnego jedynie w wyniku rozcieńczenia, nazywane są konserwatywnymi.
Substancje, których stężenie zmienia się zarówno w wyniku rozcieńczenia, jak i procesów chemicznych, fizycznych i biologicznych, nazywane są niekonserwatywnymi.
Procesy zmieniające charakter substancji dostających się do zbiorników wodnych nazywane są procesami samooczyszczania. Połączenie rozcieńczenia i samooczyszczenia określa zdolność neutralizacji zbiornika wodnego.
Przy wprowadzaniu ścieków do jednolitych części wód stan sanitarny jednolitej części wód w miejscu projektowania uważa się za zadowalający, jeżeli spełniony jest następujący warunek:
Jednocześnie mechanizmem zmniejszania stężenia substancji zanieczyszczającej odprowadzanej do zbiorników wodnych jest rozcieńczanie. W praktyce obliczeniowej stosuje się pojęcie współczynnika rozcieńczenia. Współczynnik rozcieńczenia w cieku wodnym na miejscu projektowania wyraża się zależnością.
Wysłany dnia /
Wstęp
Celem zajęć jest sporządzenie i obliczenie schematu instalacji oczyszczania w przedsiębiorstwie.
Oczyszczanie ścieków jest konieczne w celu zapewnienia, że stężenie substancji w wodach odprowadzanych do wód z danego przedsiębiorstwa nie przekracza najwyższych dopuszczalnych norm zrzutu (MPD).
Ścieki z przedsiębiorstwa nie mogą być odprowadzane zanieczyszczone, ponieważ w rezultacie żywe organizmy w rzece mogą umrzeć, a wody rzeczne, wody gruntowe, gleba i atmosfera zostaną zanieczyszczone; prowadzi to do szkód dla zdrowia ludzkiego i środowiska jako całości.
Dział 1. Charakterystyka przedsiębiorstwa
Polietylen niskociśnieniowy (wysokiej gęstości) produkowany jest w fabrykach tworzyw sztucznych.
Polietylen wytwarza się przez polimeryzację etylenu w benzynie w temperaturze 80 0C i pod ciśnieniem 3 kg * s / cm2 w obecności kompleksu katalitycznego chlorku dietyloglinu z tetrachlorkiem tytanu.
W produkcji polietylenu woda służy do chłodzenia urządzeń i kondensatu. System zaopatrzenia w wodę jest systemem recyrkulacyjnym z chłodzeniem wodą za pomocą wieży chłodniczej. Zaopatrzenie w wodę zapewniają trzy systemy: woda recyklingowa, świeża woda techniczna i woda pitna.
Na potrzeby techniczne (mycie polimerów aparatów i komunikacja wydziału polimeryzacji, przygotowanie odczynników inicjujących i dodatków do polimeryzacji) stosuje się kondensat parowy.
Charakterystykę ścieków podano w tabeli 1.
Tabela 1. Charakterystyka ścieków wprowadzanych do zbiorników wodnych z produkcji polietylenu.
| Jednostka | Ścieki | ||
| Przed sprzątaniem | po czyszczeniu | ||
| Temperatura | 0°C | - | 23-28 |
| Zawiesiny | mg/l | 40-180 | 20 |
| Rozpuszczalny w eterze | mg/l | Ślady | - |
| pH | - | 6,5-8,5 | 6,5-8,5 |
| Sucha pozostałość | Mg | do 2700 | do 2700 |
| Cl2 | Mg | do 800 | do 800 |
| SO4 | Mg | do 1000 | do 1000 |
| DORSZ | MgO/l | 1200 | 80-100 |
| BODg | mgO2/l | 700 | 15-20 |
| Al3+ | mg/l | do 1 | do 1 |
| Ti4+ | mg/l | Ślady | Ślady |
| Węglowodory | mg/l | do 10 | Ślady |
| Izopropanol | mg/l | do 300 | - |
Przedsiębiorstwo to posiada klasę zagrożenia I B. Strefa ochrony sanitarnej wynosi 1000 m. Znajduje się w obwodzie kijowskim.
Do dalszych obliczeń wybieramy rzekę w tym obszarze - r. Desna, dowiadujemy się z tej rzeki danych dla 97% bezpieczeństwa, używając współczynnika konwersji, tłumaczymy te dane dla 95% bezpieczeństwa. Wartości qprom i qlife (zużycie wody na jednostkę wydajności wody odpowiednio w ściekach przemysłowych i bytowych) wynoszą: qprom=21m3, qlife=2,2m3. Następnie z podręcznika o zasobach wodnych Ukrainy dowiadujemy się, że Sph, jeśli nie wskazano, to Sph = 0,4 MAC.
Obliczanie przepływu ścieków.
Q=Pq, m3/rok
P. - wydajność, 7500 m3/rok.
Q – zużycie wody na jednostkę wydajności.
Qprom =7500 21=1575000 m3/rok
Qlife=7500 2,2=165000 m3/rok
Oprom, gospodarstwa domowe – zużycie ścieków przemysłowych i bytowych.
Qcm=4,315+452=4767 m3/dzień.
Obliczanie stężeń substancji w ściekach.
Сiсm=(qx/b Сх/б+Qр Сiр)/Qcm
Сiх/b, pr-stężenie substancji w ściekach bawełnianych i przemysłowych, mg/dm3.
Ssmv-x wieki = (452 120 + 4315 40)/4764 = 46,6 mg/dm3
Ssmin.=(452 500+4315 2700)/4767=2491,4 mg/dm3
C cmCl = (452 300 + 4315 800)/4764 = 752,6 mg/dm3
C cmSO4=(452 500+4315 1000)/4767=952,6 mg/dm3
SsmChZT=(452 300+4315 1200)/4767=1115 mg/dm3
SsmBPKp=(452 150+4315 700)/4767=677,85 mg/dm3
CcmAl=(452 0+4315 1)/4767=0,9 mg/dm3
Ssmizopr-l=(452 0+4315 300)/4767=271,55 mg/dm3
Smaz.am=(452 18+4315 0)/4767=1,7 mg/dm3
Rozdział 2. Obliczanie standardowego zrzutu ścieków
Obliczanie głównego współczynnika rozcieńczenia nr.
Y=2,5∙√nш-0,13-0,75√R(√nш-0,1)=2,5∙√0,05-0,13-0,75√3(0,05-0, 1)=0,26
psh jest współczynnikiem chropowatości koryta rzeki.
R-promień hydrauliczny.
Sn=Ry/nш=30,26/0,05=26,6
Współczynnik Sn-Chezy’ego.
Д=g∙Vф∙hф/(37 nш∙Sh2)=9,81∙0,02∙3/(37∙0,05∙26,6)=0,012 m/s2
g – przyspieszenie grawitacyjne, m/s2.
Współczynnik D wymaganej dyfuzji.
Vf to średnia prędkość na przekroju cieku wodnego.
hf to średnia głębokość rzeki, m.
α=ζ∙φ∙√D/Ost=1,5∙1,2∙√0,012/0,03=1,3
ζ-współczynnik charakteryzujący rodzaj odprowadzania ścieków.
φ-współczynnik charakteryzujący krętość koryta rzeki.
Qst-zużycie ścieków.
β= -α√L=2,75-1,3∙√500=0,00003
L to odległość od punktu zwolnienia do punktu kontrolnego.
γ=(1-β)/(1+(Of/Ost)β)=(1-0,00003)/(1+(0,476/0,0)∙0,00003)=0,99
γ-wartość współczynnika przemieszczenia.no=(Qst+γ∙Qф)/Qst=(0,03+0,99∙0,476)/0,03=16,86
Obliczenie współczynnika początkowego rozcieńczenia nn.
l=0,9B=0,9∙17,6=15,84
l to długość rury dyfuzora, m.
B to szerokość rzeki w okresie niskiego stanu wody, m.
В=Qф/(HфVф)=1,056/(3∙0,02)=17,6 m
l1=h+0,5=3+0,5=3,5 m
l1-odległość pomiędzy głowami
0,5-rezerwa technologiczna
N=l/l1=15,84/3,5=4,5≈5-liczba głowicd0=√4Qst/(πVstN)=√ (4∙0,05)/(3,14∙2∙5)=0,08≥0,1N=4Qst/(πVstd02) = 0,2/(3,14∙3∙0,12)=3,2≈3
Vst=4Qst/(πN d02)=0,2/(3,14∙3∙0,12)=2,1
d0=√4Qst/(πVstN)= √0,2/(3,14∙2,1∙3)=0,1
d0 to średnica główki,
Vst-prędkość wypływu,
L1=L/n=15,84/3=5,2
Δvm=0,15/(Vst-Vph)=0,15/(2,1-0,02)=0,072
m=Vf/Vst=0,02/2,1=0,009-stosunek ciśnienia prędkości.
7,465/√(Δvm[Δv(1-m)+1,92m])=√7,465/(0,072)=20,86 – względna średnica rury.
d=d0∙ =0,1∙20,86=2,086 nn=0,2481/(1-m)∙ 2=[√0,0092+8,1∙(1-0,009)/20,86-0,009]=13,83 Całkowity współczynnik rozcieńczenia: n=n0∙nn=16,86∙1383=233,2 Tabela 2 Obliczanie Spds Aby przeprowadzić obliczenia, ustalamy, czy RAS odpowiada. Dla substancji OT jednostki. LPV Sfi/PDKi<1 dla substancji o od. LPV ∑ Sphi/MPKi<1 I. Obliczanie SPDS w przypadku istnienia RAS. 1. Zawieszone ciała stałe Stężenie na granicy strefy ogólnego rozcieńczania podczas rzeczywistego zrzutu ścieków: СФiк.с.=Сфi+∑(Сстi-СФi)/n Fakt c. v-vk.s.=30+(46,6-30)/233,2=30,0 7 SPDS=30+0,75 ∙233,2=204,9 SPDS=min(SPDScalc Sst)= minSst 2. Substancje z OT i jednostki. LPV Mineralizacja Fakt=331+(2491,4-331)/233,2=340,3 0,75 =Δ1≤σ1=9,2 SPDS=331+0,75 ∙233,2=505,9 SPDS=min(SPDScalc Sst) Fakt=1,2+(677,9-1,2)/233,2+(238,9-1,2)/200=5,3 0,75=Δ1≤σ1=2,9 SPDS=1,2+0,75∙233,2=176,1 II. Obliczanie SPDS, gdy istnieje RAS. 1. Substancje z OT i jednostki. w Twoim LPV SPDS= min(Sst; MPC) 2. Substancje o tym samym LPV 2a -Cl-,SO42-,Al3+, produkty naftowe ∑Ki=Csti/MPKi=752,6/300+952,6/100+0,9/0,5+0/0,1=13,8>1 Sf/MPC≤Ki≤Sst/MPC SPDS=Ki∙MPC 0,25≤KCl≤2,5Cpds=0,06·300=18 0,4≤KSO4≤9,5Cpds=0,3·100=40 0,35≤KAl≤1,8Cpds=0,14·0,5=0,175 0≤Kn-ty≤0Cpds=0,-0,1=0 2b Izopropanol, azot amonowy, środek powierzchniowo czynny ∑Ki=271,6/0,01+1,7/0,5+0/0,1=27163,4>1 0,8≤Kiz-l≤271160Cpds=0,6·0,01=0,008 0,2≤Ka.am.≤3,4Cpds=0,3·0,5=0,1 0≤KSPAV≤0Cpds=0 Sekcja 3. Obliczanie urządzeń do obróbki mechanicznej Do usuwania substancji zawieszonych stosuje się urządzenia do obróbki mechanicznej. Aby oczyścić ścieki z tych substancji, konieczne jest zainstalowanie dla tego przedsięwzięcia rusztów i piaskowników. Aby obliczyć urządzenia do obróbki mechanicznej należy przeliczyć natężenie przepływu mieszaniny mierzone w m3/rok na m3/dzień Obliczanie krat. qav.sec.=4764/86400=0,055(m3/s)·1000=55 l/s Korzystając z tabeli SNiPA, określamy Kdep.max x=-(45·0,1)/50=-0,09 Kdep.max=1,6-(-0,09)=1,69 qmaxsec=gavg.s Kdep.max=0,055 1,69=0,093(m3/s) n=(qmaxsec K3)/b h Vp=(0,093 1,05)/(0,016 0,5 1)=12,21≈13 szt Вр=0,016·13+14·0,006=0,292 m Przyjmujemy kratę RMU-1 o wymiarach 600 mm x 800 mm, szerokość między prętami wynosi 0,016 m, grubość prętów wynosi 0,006 m. Liczba przerw między prętami wynosi 21. Vp==(qmaxsec·K3)/b·h·n=(0,093·1,05)/(0,016·0,5,21)=0,58 m/s Npr=Qav.day/qwater.from=4767/0.4=11918 osób Vdzień=(Npr·W)/(1000·35)=0,26 m3/dzień =·Vdzień=750·0,26=195 kg/dzień Obliczanie piaskowników. Osadniki piasku są stycznie okrągłe, ponieważ Qav.day=4764 m3/dzień, tj.<50000
м3/сут qav.sec=4767/86400=0,055 m3/dzień qmax S=Kdepmax·qav.sec=1,6·0,055=0,088 m3/dzień D=(qmaxsec·3600)/n·q·S=(088·3600)/2·1·10=1,44 m2 NK=√D2-H2=1,61m Vк=(π∙D2∙Нк)/3∙4=3,14∙1,442∙0,72)/12=0,39 m3 Npr=11918 osób Vos=(11918∙0,02)/1000=0,24 m3/dzień t=Vk/Voc=0,39/0,24=1,625 dni Obliczanie zbiornika napowietrzającego – mieszalnika z regeneracją Stosowany jest do oczyszczania ścieków przemysłowych o znacznych wahaniach składu i natężenia przepływu ścieków z udziałem zemulgowanych i biologicznie trudnych do utlenienia składników. Wstępne dane: qw =198,625 m2/h Dł. =677,9 mg/l Lex = 117,8 mg/l r max = 650 BZT całkowite/(g *h) Kch=100 BZT pełne/(g *h) Co=1,5 mgO2/l Współczynnik recyrkulacji jest równy: Ri = 3,5/((1000/150)-3,5)=1,1 Średni stopień utleniania: r=(650*117,8*2)/(117,8*2+100*2+1,5*117,8)*(1/(1+2*3,5))=31,26 mg BODp/(g *h) Całkowity okres utleniania: Tatm = (Len-Lex)/(ai(1-S)r)=(677,9-117,8)/(3,5(1-0,16)650) = 0,29h Całkowita objętość zbiornika napowietrzającego i regeneratora: Wat+Wr = qw*tatm = 198,625*0,29 = 58,1 m3 Całkowita objętość zbiornika napowietrzającego: Waatm= (Watm+ Wr)_/(1 + (Rr/1+Rr)) = 58,1/(1+(0,3/1+0,3)) = 47,23 m3 Objętość regeneratora: Wr = 58,1-47,23 = 10,87 m3 qi= 24(Len-Lex)/ai(1-S)tatm = 750 Przyjmujemy wartość Ii równą 150 (w przybliżeniu wartość qi) Dawka osadu w zbiorniku napowietrzającym: ai = (58,1*3,5)/(47,23+(01/1,1*2)*0,87) = 3,2 g/l Obliczenia osadnika wtórnego pionowego Qśr.dzień = 4767 m3/dzień at = 15 mg/l Przyjmuje się, że liczba osadników jest równa: q = 4,5*Kset*Hset0,8/(0,1*Ii*aatn)0,5-0,01at = 1,23 m3 Kset dla osadników pionowych wynosi 0,35 (Tabela 31 SNiP) - współczynnik wykorzystania objętości, Hset 3-głębokość robocza (2,7-3,5) F =qmax.h/n*q = 176 m2 Średnica studzienki: D = (4*F)/p*n) = 8,6 m Dobór osadnika wtórnego: Standardowy numer projektu 902-2-168 Osadnik wtórny wykonany z prefabrykatów żelbetowych Średnica 9m Wysokość konstrukcyjna części stożkowej 5,1 m Wysokość konstrukcyjna części cylindrycznej 3m Wydajność w czasie osadzania 1,5h-111,5 m3/h Obliczanie zbiornika napowietrzającego - nitryfikatora q = 4767 m3/dobę Len = 677,9 mg/l Cnen = 1,7 mg/l Lex = 117,8 mg/l Cnex = 0,1 mg/l rmax = 650 mg BZTp/g*h Кt = 65 mg/l Ko = 0,625 mg/l Korzystając ze wzoru 58 SNiP, znajdujemy m: m = 1*0,78*(2/2+2)*1*1,77*(2/25+2) = 0,051 dzień-1 Minimalny wiek osadu określa się za pomocą wzoru 61 SNiP: 1/m = 1/0,051 = 19,6 dnia. r = 3,7+(864*0,0417)/19,6 = 5,54 mg BZTp/g*h Stwierdzamy, że stężenie bezpopiołowej części osadu czynnego wynosi Lex = 117,8 mg/l ai = 41,05 g/l Czas napowietrzania ścieków: tatm = (677,9-117,8)/(41,05*5,54) = 2,46 Stężenie osadu nitryfikacyjnego w mieszaninie osadu, gdy osad ma 19,6 dnia, określa się zgodnie z tabelą 19, stosując wzór 56 SNiP: ain = 1,2*0,055*(1,7-0,1/2,46) = 0,043 g/l Całkowite stężenie osadu bezpopiołowego w mieszance osadowej zbiorników napowietrzających wynosi: ai+ain = 41,05+0,043 = 41,09 g/l Przy uwzględnieniu 30% zawartości popiołu dawka osadu w przeliczeniu na suchą masę będzie wynosić: a = 41,09/0,7 = 58,7 g/l Specyficzny przyrost osadu nadmiernego K8 określa się ze wzoru: K8= 4,17*57,8*2,46/(677,9-117,8)*19,6 = 0,054 mg/ Dzienna ilość osadu nadmiernego: G = 0,054*(677,9-117,8)*4767/1000 = 144,18 kg/dzień Objętość zbiorników napowietrzających-nitryfikatorów Szer. = 4767*2,46/24 = 488,62 m3 Przepływ powietrza nawiewanego oblicza się ze wzoru 1,1*(Cnen-Cnenex)*4,6 = 8,096 Wybór zbiornika napowietrzającego: Szerokość korytarza 4m Głębokość robocza zbiornika napowietrzającego 4,5 m Liczba korytarzy 2 Objętość robocza jednej sekcji 864m3 Długość jednego odcinka 24m Liczba sekcji od 2 do 4 Rodzaj napowietrzania: niskociśnieniowe Standardowy numer projektu 902-2-215/216 Przeliczenie i dobór osadnika wtórnego Obliczanie adsorbera Wydajność qw= 75000 m3/rok lub 273 m3/dzień Cen (początkowa wartość azotu rano) = 271,6 mg/l Cex = 0,008 mg/l asbmin = 253*Cex1/2 = 0,71 Ysbus = 0,45 Maksymalną pojemność sorpcyjną asbmax wyznaczamy zgodnie z izotermą, mg/g: asbmax =253*Cen1/2 = 131,8 Całkowita powierzchnia adsorberów, m2: Fad = qw/V = 273/24*10 = 1,14 Liczba równoległych i jednocześnie pracujących linii adsorbera przy D = 3,5 m, szt. Nadsb = Mody/fagi = 1,14*4/3,14*3,5 2 = 0,12 Do pracy przy prędkości filtracji 10 m/h przyjmujemy 1 adsorber Maksymalna dawka węgla aktywnego, g/l: Dsbmax = Cen-Ctx/Ksb*asbmax = 2,94 Dawka węgla aktywnego odprowadzana z adsorbera: Dsbmin = Cen-Cex/asbmin=35,5 g/l Przybliżona wysokość załadunku do czyszczenia, m H2 = Dsbmax*qw*tads/Fads*Ysb = 204 Przybliżona wysokość załadunku po wyładowaniu z adsorbera, m H1=Dsbmin*qw*tads/Fads*Ysbus=1,57 Htot=H1+H2+H3=1,57+204+1,57=208 Łączna liczba adsorberów zainstalowanych szeregowo w I linii Czas pracy jednostki adsorpcyjnej do przebicia, godz t1ads=(2*Cex(H3=H2)*E*(asbmax+Cen))/V*Cen 2=0,28 E=1-0,45/0,9=0,5 Czas pracy jednego adsorbera do wyczerpania pojemności, godz t2ads=2*Cen*Ksb*H1*E*(asbmax+Cen)/V*Cen 2=48,6 Zatem wymagany stopień oczyszczenia można osiągnąć przy ciągłej pracy jednego adsorbera, przy czym pracuje 10 adsorberów zainstalowanych szeregowo, każdy adsorber pracuje przez 48 godzin, a jeden adsorber w obwodzie szeregowym jest wyłączany ze względu na przeciążenie co 0,3 godziny. Obliczanie objętości ładunkowej jednego adsorbera, m3 wsb=moda*Hads=96 Obliczanie suchej masy węgla w I adsorberze, t Psb=Wsb*Ysbus=11 Koszty węgla, t/h Зsb=Wsbp/t2ads=0,23, co odpowiada dawce węgla Dsb=Зsb/qw=0,02 Urządzenia do oczyszczania ścieków metodą jonowymienną Jednostki jonowymienne należy stosować do głębokiego oczyszczania ścieków ze związków mineralnych i organicznych zjonizowanych oraz ich odsalania. Ścieki dostarczane do instalacji nie mogą zawierać: soli - więcej niż 3000 mg/l; zawiesin - więcej niż 8 mg/l; ChZT nie powinien przekraczać 8 mg/l. Wymieniacze kationowe: Al2-in=0,9/20=0,0045mgEq/l out=0,175/20=0,00875 mEq/l Wymieniacze anionowe: Cl-in = 752,6/35 = 21,5 mEq/l out=75/35=2,15 mEq/l SO4 w = 952,6/48 = 19,8 mgeq/l out=40/48=0,83 mgEq/l Objętość żywicy kationowej Wcat = 24qw(SCenk-SCexk)/nreg*Ewck=0,000063m3 Robocza pojemność objętościowa wymieniacza kationowego według nazwy zasorbowanego kationu Ewck=ak*Egenk-Kion*qk*SCwk=859g*eq/m3 Powierzchnia filtrów kationowymiennych Fк, m2 Ilość filtrów kationowymiennych: dwa sprawne, jeden zapasowy. Wysokość warstwy załadunkowej 2,5 metra Prędkość filtracji 8m/h Uziarnienie żywicy jonowej 0,3-0,8 Strata ciśnienia na filtrze 5,5 m Natężenie dopływu wody 3-4 l/(s*m2) Czas rozluźniania 0,25 godziny Regenerację należy przeprowadzić 7-10% roztworami kwasów (chlorowodorowy, siarkowy) Natężenie przepływu roztworu regeneracyjnego Ј 2 m/h Specyficzne zużycie wody jonizowanej wynosi 2,5-3 m na 1 m3 obciążenia filtra Objętość wymieniacza anionowego Wan, m3, określa się analogicznie do objętości Wcat i wynosi 5,9 m3 Obszar filtracji Wentylator=24qw/nreg*tf*nf=7,6 gdzie tf jest czasem działania każdego filtra i jest tf=24/nreg-(t1+t2+t3)=1,8 Regenerację filtrów anionowymiennych należy przeprowadzać za pomocą 4-6% roztworów sody kaustycznej, sody kalcynowanej lub amoniaku; specyficzne zużycie odczynnika do regeneracji wynosi 2,5-3 mg*eq na 1 mg*eq zasorbowanych anionów. Po jonizacji wody dostarczane są filtry o działaniu mieszanym, służące do głębokiego oczyszczania wody i regulacji wartości pH wody zjonizowanej. Wniosek W trakcie zajęć zapoznałem się ze ściekami tego przedsiębiorstwa i ich charakterystyką. Obliczone standardy odprowadzania ścieków (SPDS). Na podstawie tych obliczeń wyciągnięto wnioski, jakie substancje należy usunąć ze ścieków tego przedsiębiorstwa. Wybrałem schemat oczyszczania ścieków najbardziej odpowiedni dla tych wód i zaprojektowałem urządzenia do mechanicznego oczyszczania w celu usunięcia zawieszonych ciał stałych. Obliczono także możliwości oczyszczania biologicznego i fizykochemicznego. Po trzech rodzajach oczyszczania woda z przedsiębiorstwa spełnia normy i może być odprowadzana do zbiornika wodnego. Bibliografia Zintegrowane standardy zużycia wody i odprowadzania ścieków dla różnych gałęzi przemysłu - M: Stroyizdat, 1982. Ścieki z obszarów zaludnionych i przedsiębiorstw. Redaktor Samokhin V.N. – M: Stroyizdat, 1981 SNiP 2.04.03-85 „Kanalizacja. Sieci i struktury zewnętrzne.” Małe rzeki Ukrainy. Yatsik A.V. Projektowanie oczyszczalni ścieków. Podręcznik referencyjny dla SNiP - M.: Stroyizdat, 1980. Wysłany dnia Podobne streszczenia: Parametry mocy i kinematyczne napędu. Prędkość poślizgu w strefie kontaktu. Naprężenia kontaktowe na powierzchni roboczej zęba koła. Współczynnik nierównomierności rozkładu obciążenia. Obliczanie sił zazębienia i obliczanie pętli przekładni ślimakowej. Opracowanie technologii oczyszczania ścieków z przemysłu galwanicznego i trawiącego. Obliczanie wyposażenia technologicznego (główne cechy urządzeń do uzdatniania wody) i sporządzanie schematu oczyszczania. Projektowanie urządzeń do oczyszczania osadów. Układ schematu konstrukcyjnego prefabrykowanego pokrycia. Obliczenia płyty kanałowej ze zbrojeniem sprężonym na podstawie stanów granicznych pierwszej grupy. Wyznaczanie sił z obciążeń obliczeniowych i standardowych oraz wytrzymałości płyty w przekroju prostopadłym do osi podłużnej. Napęd przenośnika taśmowego, jego krótki opis i warunki pracy. Podstawowe obliczenia: kinematyka, przekładnia zamknięta, wały, trwałość łożysk, przekładnia otwarta, połączenie wpustowe, wał wolnoobrotowy. Dobór sprzęgieł Ogólna charakterystyka technologii wytwarzania części „Wrzeciono” na prasie hydraulicznej o sile 8 MN oraz sposób określania wielkości, kształtu i masy jego przedmiotu obrabianego. Cechy wyboru trybu termicznego ogrzewania, ogrzewania i chłodzenia odkuwki. Płaszczyzna obrotu piasty wirnika głównego. Wyznaczanie momentu oporu obrotu wirnika oraz mocy potrzebnej do wytworzenia zadanego ciągu. Obliczanie średnicy strefy przepływu wstecznego. Wyznaczanie całkowitej prędkości osiowej wirnika głównego. Obliczanie masy części drewnianych. Wyznaczenie kąta nachylenia przekroju, dla którego naprężenia normalne i styczne są równe w wartości bezwzględnej. Konstruowanie schematów przekroju poprzecznego i obliczanie jego średnicy. Określ przełożenie przekładni od koła wejściowego do nośnika. Zaprojektuj skład betonu dla każdej z trzech stref konstrukcji ciśnieniowej zlokalizowanej w zbiorniku otwartym. Opracowanie skrzyni biegów służącej do przenoszenia momentu obrotowego z silnika elektrycznego na maszynę roboczą poprzez sprzęgło i napęd pasowy klinowy. Projektowanie skrzyni biegów do napędzania maszyny lub dla zadanego obciążenia i przełożenia bez określenia konkretnego przeznaczenia. Wyszukaj główną trasę rurociągu, obliczając złożone odgałęzienia. Obliczanie średnich spadków hydraulicznych na kierunkach od początku gałęzi do każdego z odbiorców. Obliczanie odcinków głównej autostrady. Ciśnienia wytwarzane przez pompy. Wyznaczanie mocy silnika elektrycznego stacji napędowej przenośnika; Parametry kinematyczne, mocowe i energetyczne mechanizmów napędowych. Obliczanie przekładni paska klinowego. Dobór głównych elementów napędu przenośnika taśmowego: przekładnia i sprzęgło zębate. Opis napędu przenośnika taśmowego. Dobór silnika elektrycznego. Obliczanie biegów. Przybliżone obliczenia wałów, dobór łożysk. Pierwszy szkic układu skrzyni biegów. Projektowanie przekładni i wałów. Schemat szybów załadunkowych w przestrzeni. Dobór obwodu prostowniczego, podstawowe parametry prostownika. Cewka transformatora z uzwojeniem pierwotnym i wtórnym wykonana z izolowanego drutu. Wartości prądu tyrystora w zależności od znamionowego prądu wyprostowanego. Obliczanie sprawności prostownika spawalniczego. Określenie wielkości strat ciepła na skutek parowania, oddychania i pracy mechanicznej. Dopuszczalna wartość całkowitej podstawowej straty ciepła. Obliczanie oporów cieplnych opakowań odzieżowych. Tworzenie paczki odzieżowej. Obliczanie struktury opakowania dla każdej sekcji.
Warunki odprowadzania ścieków do zbiorników wodnych Działalność przedsiębiorstw przemysłowych wiąże się ze zużyciem wody. Woda wykorzystywana jest w procesach technologicznych, pomocniczych lub stanowi integralną część wytwarzanych produktów. W wyniku tego powstają ścieki, które należy odprowadzać do pobliskich zbiorników wodnych. Zrzut ścieków do zbiornika jest niedopuszczalny, jeżeli Z f ≥ MPC. Zgodnie z dokumentami regulacyjnymi (na przykład SanPiN 2.1.5.980-00 „Wymagania higieniczne dotyczące ochrony wód powierzchniowych”) zabrania się odprowadzania ścieków do jednolitych części wód, które · można wyeliminować poprzez organizację produkcji niskoodpadowej, racjonalną technologię, maksymalne wykorzystanie w recyklingu i ponownym wykorzystaniu systemów zaopatrzenia w wodę po odpowiednim oczyszczeniu i dezynfekcji w przemyśle, rolnictwie miejskim oraz do nawadniania w rolnictwie; Zabrania się odprowadzania ścieków w granicach stref ochrony sanitarnej źródeł zaopatrzenia w wodę pitną i bytową, stref ochrony rybołówstwa, obszarów ochrony rybołówstwa oraz w niektórych innych przypadkach. Do zbiorników wodnych można wprowadzać ścieki pod warunkiem spełnienia wymagań higienicznych dla wód zbiornika, w zależności od rodzaju korzystania z wody. Rodzaje wykorzystania wody
1.
Wykorzystanie wody w gospodarstwie domowym, pitnym i kulturalnym (SanPiN 2.1.5.980-00 „Wymagania higieniczne dotyczące ochrony wód powierzchniowych”) 2. Wykorzystanie wody w rybołówstwie Do zbiorników wodnych o znaczeniu rybołówstwa zalicza się zbiorniki wodne, które są lub mogą być wykorzystywane do wydobywania (połowów) wodnych zasobów biologicznych. (GOST 17.1.2.04-77 „Ochrona przyrody. Hydrosfera. Wskaźniki stanu i zasady opodatkowania zbiorników wodnych rybołówstwa”) Przy odprowadzaniu ścieków do zbiorników wodnych standardy jakości wody w zbiorniku wodnym w miejscu projektowania znajdującym się poniżej odpływu ścieków muszą odpowiadać wymaganiom sanitarnym w zależności od rodzaju wykorzystania wody. Normy jakości wody dla jednolitych części wód obejmują: Ogólne wymagania dotyczące składu i właściwości wody w jednolitych częściach wód, w zależności od rodzaju wykorzystania wody; Wykaz najwyższych dopuszczalnych stężeń (MAC) substancji znormalizowanych w wodzie jednolitych części wód dla różnych sposobów użytkowania wody. W miejscu projektowania woda musi spełniać wymagania prawne. Jako normę stosuje się maksymalne dopuszczalne stężenie (MPC). Wszystkie substancje szkodliwe, dla których wyznaczono MPC, dzieli się według wskaźników ograniczających zagrożenie (LHI), przez które rozumie się największy negatywny wpływ tych substancji. Przynależność substancji do tego samego źródła wody zakłada sumowanie wpływu tych substancji na zbiornik wodny. W przypadku zbiorników wodnych do użytku domowego, pitnego i kulturalnego stosuje się trzy rodzaje wykorzystania wody na bazie wody: sanitarno-toksykologiczne, ogólne sanitarne i organoleptyczne. Dla zbiorników rybackich: sanitarno-toksykologicznych, ogólnosanitarnych, organoleptycznych, toksykologicznych i rybackich. Nazywa się substancje, których stężenie zmienia się w wodzie zbiornika wodnego jedynie w wyniku rozcieńczenia konserwatywny; substancje, których stężenie zmienia się zarówno pod wpływem rozcieńczenia, jak i w wyniku różnych procesów chemicznych, fizykochemicznych i biologicznych – nie trwałe. Obliczanie standardowych wartości zrzutu do zbiornika
Warunki odprowadzania ścieków do jednolitych części wód powierzchniowych oraz tryb obliczania norm dopuszczalnego zrzutu substancji zawartych w odprowadzanych ściekach reguluje „Metodologia obliczania norm w zakresie dopuszczalnych zrzutów (VAT) substancji i mikroorganizmów do jednolitych części wód dla wody użytkowników” (2007). Wartości dopuszczalnych norm odprowadzania (VAT) są opracowywane i zatwierdzane na okres 5 lat dla istniejących i planowanych organizacji użytkowników wody. Opracowywanie wartości podatku VAT przeprowadzane jest zarówno przez organizację użytkowników wody, jak i w imieniu organizacji projektowej lub badawczej. Wartości podatku VAT ustalane są dla wszystkich kategorii odbiorców wody przy zastosowaniu wzoru Gdzie qst– maksymalny godzinowy przepływ ścieków, m3/h; VAT NALICZONY– dopuszczalne stężenie substancji zanieczyszczającej, g/m3. Dopuszczalne stężenie zanieczyszczenia dla substancji konserwatywnej, dla której pojemność asymilacyjną zbiornika określa się jedynie poprzez rozcieńczenie, określa wzór Gdzie SPDK– maksymalne dopuszczalne stężenie substancji zanieczyszczającej w wodzie strumienia, g/m3; Sf– stężenie tła substancji zanieczyszczającej w cieku wodnym powyżej zrzutu ścieków, g/m3; N– stosunek całkowitego rozcieńczenia ścieków w cieku wodnym. Wyobraźmy sobie sytuację, w której przedsiębiorstwo przemysłowe odprowadza ścieki po procesie technologicznym (rys. 1) Ryż. 1. Diagram sytuacyjny do obliczania warunków odprowadzania ścieków: 0–0 – punkt zerowy; I–I – sekcja projektowa; PP – przedsiębiorstwo przemysłowe; OS – oczyszczalnia Cel
– umowny przekrój zbiornika lub cieku wodnego, w którym przeprowadza się szereg prac mających na celu uzyskanie danych o jakości wody. Punkt kontrolny
to przekrój przepływu, w którym kontrolowana jest jakość wody. Cel tła
– punkt kontrolny zlokalizowany przed zrzutem substancji zanieczyszczających. W przypadku jednoczesnego korzystania z jednolitej części wód lub jej odcinka dla różnych potrzeb, przyjmuje się najbardziej rygorystyczne normy jakości wody spośród ustalonych dla składu i właściwości jej wód. Zatem schemat sytuacyjny dla różnych rodzajów wykorzystania wody pokazano na ryc. 2. Ryż. 2. Schemat sytuacyjny cieku: a – kulturowego i codziennego (M – obszar zaludniony); b – wykorzystanie wody rybackiej Przy wprowadzaniu ścieków do jednolitych części wód stan sanitarny jednolitej części wód w miejscu projektowania uważa się za zadowalający, jeżeli spełniony jest następujący warunek: Gdzie Z rs z– koncentracja I-ta substancja w obszarze projektowym, pod warunkiem jednoczesnego występowania substancji Z związanych z tym samym ograniczającym wskaźnikiem zagrożenia (LHI); I = 1, 2, …, Z; Z– liczba substancji o tym samym LPV; Zz MPC – maksymalne dopuszczalne stężenie substancji z. Głównym mechanizmem zmniejszania stężenia substancji zanieczyszczającej podczas odprowadzania ścieków do zbiorników wodnych jest rozcieńczanie. Rozcieńczanie ścieków
to proces zmniejszania stężenia substancji zanieczyszczających w zbiornikach wodnych, spowodowany wymieszaniem ścieków ze środowiskiem wodnym, do którego są uwalniane. Intensywność procesu rozcieńczania scharakteryzowano ilościowo współczynnik rozcieńczenia
N
, który jest równy stosunkowi ilości przepływu ścieków Q st i otaczające środowisko wodne Q na zużycie ścieków lub stosunek nadmiernych stężeń zanieczyszczeń w miejscu uwolnienia do podobnych stężeń w rozpatrywanym odcinku cieku wodnego ( ogólne rozcieńczenie
Lokalizacja na): Gdzie Z st – stężenie substancji zanieczyszczających w ściekach, g/m3; Z f – stężenie zanieczyszczeń w zbiornikach przed odprowadzeniem ścieków, g/m3; Z– stężenie substancji zanieczyszczających ścieki w rozpatrywanym odcinku cieku po odprowadzeniu ścieków, g/m3. Proces rozcieńczania ścieków przebiega w dwóch etapach: rozcieńczenia wstępnego i głównego. Całkowity współczynnik rozcieńczenia przedstawiono jako produkt N= N N· N 0, (6) Gdzie N n – współczynnik rozcieńczenia początkowego, N 0 – stosunek głównego rozcieńczenia. Współczynnik wstępnego rozcieńczenia wyznacza się metodą dla zrzutów skoncentrowanych pod ciśnieniem i rozpraszających do cieku wodnego przy bezwzględnych natężeniach przepływu strumienia ze zrzutu większych niż 2 m/s lub przy stosunku w st ≥ 4 wŚroda, gdzie wśro i w st – średnie prędkości rzeki i ścieków. Przy niższych natężeniach wypływu z wylotu, początkowe rozcieńczenie nie jest obliczane. Główny współczynnik rozcieńczenia N 0 w cieku wodnym na miejscu projektowania określa się metodą i wzorem Gdzie γ
– współczynnik zmieszania, pokazujący, jaka część wód rzecznych bierze udział w rozcieńczaniu ścieków; qst– maksymalny przepływ ścieków, m3/s; Q– obliczony minimalny przepływ wody w cieku na stanowisku kontrolnym, m3/s. Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń następuje w kierunku przeważających prądów i w tym samym kierunku wzrasta współczynnik rozcieńczenia. Zatem w początkowej części (w momencie uwolnienia) współczynnik rozcieńczenia N n= 1( Q= 0 lub Z= Z Art., a następnie wraz ze wzrostem zużycia cieczy stężenie zanieczyszczeń maleje, a współczynnik rozcieńczenia wzrasta. W granicy, gdy w procesie mieszania biorą udział wszystkie możliwe natężenia przepływu wody dla danego zbiornika wodnego, następuje całkowite wymieszanie. W warunkach całkowitego wymieszania stężenie substancji zanieczyszczających zmierza do tła, tj. Z→Z F. Odcinek zbiornika lub cieku wodnego od miejsca zrzutu ścieków do odcinka, w którym następuje całkowite wymieszanie, umownie dzieli się na trzy strefy (rys. 3): I strefa – rozcieńczenie wstępne. Zachodzi tu proces rozcieńczania na skutek porywania cieczy złożowej przez turbulentny przepływ strumienia ścieków wypływającego z urządzeń wylotowych. Na końcu pierwszej strefy różnica między prędkościami strumienia a otoczeniem staje się nieistotna. Strefa 2 – rozcieńczenie główne. Stopień rozcieńczenia w tej strefie zależy od intensywności turbulentnego mieszania. Strefa III – w strefie tej praktycznie nie występuje rozcieńczanie ścieków. Redukcja stężeń zanieczyszczeń następuje głównie na skutek procesów samooczyszczania wody. Ryż. 3. Schemat rozmieszczenia ścieków w zbiorniku Procesy zmieniające charakter substancji dostających się do zbiorników wodnych nazywane są procesami samooczyszczania. Połączenie rozcieńczania i samooczyszczania stanowi zdolność neutralizującą zbiornika wodnego. Zatem rozwiązanie problemu rozcieńczania ścieków w cieku lub zbiorniku oznacza określenie stężenia jednego lub większej liczby zanieczyszczeń w dowolnym miejscu lokalnej strefy jednolitej części wód narażonej na działanie ścieków. W tym przypadku potrzebujesz: 1) ustalić obraz rozkładu zanieczyszczeń w cieku wodnym pod wpływem zrzutu ścieków, z uwzględnieniem czynników hydrodynamicznych; 2) identyfikować wpływ czynników naturalnych na proces rozcieńczania w celu jak najlepszego wykorzystania warunków lokalnych do jego regulacji; 3) określić możliwość stosowania sztucznych środków w celu intensyfikacji rozcieńczania ścieków. Czynniki determinujące proces rozcieńczania ścieków w ciekach i zbiornikach wodnych
O rozcieńczeniu ścieków w ciekach wodnych decyduje złożone oddziaływanie trzech procesów: – rozkład ścieków w początkowym odcinku cieku, w zależności od projektu konstrukcji odpływowej; – wstępne rozcieńczenie ścieków, występujące pod wpływem strumieni turbulentnych; – główne rozcieńczenie ścieków, zdeterminowane procesami hydrodynamicznymi zbiorników i cieków wodnych. Wszystkie czynniki i warunki charakteryzujące proces rozcieńczania można podzielić na dwie grupy: 1. grupa– cechy konstrukcyjne i technologiczne odprowadzania ścieków (projekt konstrukcji wylotu; liczba, kształt i wielkość otworów wylotowych; natężenie przepływu i prędkość odprowadzanych ścieków; technologia i wskaźniki sanitarne ścieków (właściwości fizyczne, stężenie zanieczyszczeń itp.);Nazwa
Przepraszam
Sst1
RPP
HDL
Spds1
AZS
Zawiesiny
30
46,6
30,75
-
46,66
+
Min-tion
331
2491,4
1000
-
505,9
+
Cl-
17.9
752.6
300
S.-t.
75
-
SO4-
25
952.6
100
S.-t.
40
-
DORSZ
29,9
1119
15
-
15
-
BPKG
1,2
677,9
3
-
117,8
+
Glin
0.2
0.9
0.5
S.-t.
0.175
-
ISOPR-L
0,004
271,6
0,01
T.
0,008
-
AZAM.
0,2
1,7
0,5
T.
0,1
-
Olej
0,04
0
0,1
S.-t.
0
-
środek powierzchniowo czynny
0,04
0
0,1
T.
0
-
, (5)
(7)
Cynk** nie jest wymagany przed zrzutem do zbiornika. W innej sytuacji wymagany stopień oczyszczenia ścieków mi,% można obliczyć za pomocą wzoru
(22)
Wymagany stopień oczyszczenia ścieków wskazuje, o jaki procent należy zmniejszyć stężenie zanieczyszczeń podczas oczyszczania ścieków, aby zapewnić standardy jakości wody w odbiorniku ścieków.
Znajomość dopuszczalnego stężenia substancji zanieczyszczającej ( VAT NALICZONY), możesz obliczyć standardowy dopuszczalny przepływ za pomocą wzoru (1).
Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków
Przy wprowadzaniu ścieków do jednolitych części wód konieczne jest, aby woda w zbiorniku wodnym w miejscu projektowania spełniała wymagania sanitarne zgodnie z nierównością (1).
Aby osiągnąć ten warunek, należy wcześniej obliczyć maksymalne dopuszczalne stężenia substancji zanieczyszczających w ściekach, z którymi woda ta może zostać odprowadzona do jednolitej części wód.
Główne typy obliczeń:
Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków na podstawie zawartości zawiesin. Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków na podstawie zawartości rozpuszczonego tlenu. Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków na podstawie BZT mieszaniny wody ze zbiornika wodnego i ścieków. Obliczanie dopuszczalnej temperatury ścieków przed wprowadzeniem ich do zbiorników wodnych. Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków pod kątem substancji szkodliwych.
Obliczanie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków na podstawie zawartości zawiesin
Stężenie substancji zawieszonych w oczyszczonych ściekach dopuszczonych do odprowadzania do jednolitej części wód określa się ze wzoru:
(7)
Gdzie Z f – stężenie substancji zawieszonych w wodzie jednolitej części wód przed odprowadzeniem ścieków, mg/l; R– zwiększenie zawartości substancji zawieszonych w wodzie jednolitej części wód na obszarze projektowym dopuszczonym normami sanitarnymi (Przepisy).
Po obliczeniu wymaganego stężenia zawiesin w ściekach oczyszczonych ( Z bardzo) i znając stężenie zawiesin w ściekach wprowadzanych do oczyszczania ( Z st), określić wymaganą skuteczność oczyszczania ścieków dla zawiesiny, korzystając ze wzoru:
(8)
Obliczanie dopuszczalnej temperatury ścieków przed wprowadzeniem ich do zbiorników wodnych
Obliczenia przeprowadza się przy założeniu, że temperatura wody w zbiorniku wodnym nie powinna wzrosnąć więcej niż wartość określona w Przepisach w zależności od rodzaju wykorzystania wody.
Temperatura ścieków dopuszczonych do zrzutu musi spełniać następujące warunki:
T st ≤ N∙T ekstra + T o 9)
Gdzie T dodatkowo – dopuszczalny wzrost temperatury; T c – temperatura jednolitej części wód do miejsca zrzutu ścieków.
Przykład 1. Planuje się wprowadzanie do cieku ścieków przemysłowych przy maksymalnym natężeniu przepływu Q= 1,7 m3/s. Poniżej planowanego lądowego zrzutu ścieków, w odległości 3,0 km, znajduje się wieś M., która wykorzystuje wody potoku do celów kąpielowych i rekreacyjnych. Ciek wodny, zdaniem Państwowej Komisji Hydrometeorologicznej, charakteryzuje się na tym obszarze następującymi wskaźnikami:
Średni miesięczny przepływ wody na poziomie 95% zaopatrzenia Q= 37 m3/s;
Średnia głębokość 1,3 m;
Średnia prędkość prądu 1,2 m/s;
Współczynnik Chezy’ego w tej sekcji Z= 29 m½/s;
Krętość kanału jest słabo wyrażona.
Określ współczynnik rozcieńczenia ścieków w miejscu projektowania. Zrzut ścieków odbywa się na lądzie.
Rozwiązanie. Ponieważ ciek wodny jest zbiornikiem wodnym drugiej kategorii, przeznaczonym do celów kulturalnych i bytowych, punkt projektowy ustala się 1000 m przed granicą wsi, gdzie woda musi spełniać wymagania dla tego rodzaju korzystania z wód.
W tym przypadku odległość potrzebna do obliczenia długości odcinka rozcieńczania wynosi:
L= 3000 – 1000 = 2000 m.
Wyznaczmy współczynnik dyfuzji turbulentnej za pomocą wyrażenia (6):
Ponieważ 10< Z < 60, то
M = 0,7∙C + 6 = 0,7∙29 + 6 = 26,3.
Ponieważ wylot jest przybrzeżny, a krętość kanału jest słabo wyrażona, wówczas za pomocą wyrażenia (4.4) określamy
Aby uprościć obliczanie współczynnika mieszania za pomocą wyrażenia (4.3), najpierw obliczamy:
Współczynnik rozcieńczenia ścieków z przedsiębiorstwa przemysłowego w miejscu projektowania zgodnie z wyrażeniem (4.2) będzie wynosić