Расчет характеристик сбросов сточных вод. Московский государственный университет печати. Расчет аэротенка - смесителя с регенерацией

страница 1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра прикладной химии и физики

РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОГО СБРОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПОВЕРХНОСТНЫЙ ВОДОЕМ

Учебно-методическое пособие

Уфа 2010

1 Общие сведения

Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах или входит в состав выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в близлежащие водные объекты.

Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» все водные объекты подразделяются на два вида водопользования, которые, в свою очередь, делятся на категории (таблица 1).

Таблица 1 – Классификация поверхностных водоемов по видам водопользования

Водные объекты
I вид – хозяйственно питьевое и культурно-бытовое водопользование	II вид – рыбохозяйственное водопользование
I категория – водные объекты, используемые в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснаб-жения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промыш-ленности	Высшая категория – места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных и ценных видов рыб и других промысловых водных организмов
II категория – водные объекты, используемые для купания, занятия спортом и отдыха населения	I категория – водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода
	II категория – водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей

При сбросе сточных вод в водные объекты нормы качества воды водного объекта в контрольном (расчетном) створе, расположенном ниже выпуска сточных вод, должны соответствовать санитарным требованиям в зависимости от вида водопользования.

Нормы качества воды водных объектов включают в себя:

Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в зависимости от вида водопользования;

Перечень ПДК нормированных веществ в воде водных объектов для различных видов водопользования.

В контрольном створе вода должна удовлетворять всем нормативным требованиям.

Вредные вещества, для которых определены ПДК, подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ). Принадлежность веществ к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический.

ЛПВ для рыбохозяйственных объектов следующие: санитарно-токсикологический, токсикологический, рыбохозяйственный, общесанитарный, органолептический.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными .

Вещества, концентрация которых изменяется как под действием разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов – неконсервативными .

Совокупность разбавления и самоочищения составляет обезвреживающую способность водного объекта.

В зависимости от вида и категории водоема контрольный створ может устанавливаться в разных местах.

При сбросе сточных вод в водные объекты хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования контрольный створ должен устанавливаться на водотоках в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территории населенного пункта и т. п.), а на непроточных водоемах и водохранилищах – в одном километре в обе стороны от пункта водопользования.
При сбросе сточных вод в водные объекты рыбохозяйственного водопользования контрольный створ определяется в каждом конкретном случае республиканской (областной) администрацией по представлению органов Роскомприроды, но не далее чем в 500 м от места сброса сточных вод.

Таким образом, для разных видов водопользования качество воды водного объекта при сбросе в него сточных вод должно соответствовать в контрольном створе нормам
При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчетном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующие условие:

где С z р.с. – концентрация i -го вещества в контрольном створе при условии одновременного присутствия z веществ, относящихся к одному и тому же ЛПВ;

i – 1,2,….z ;

z – количество веществ с одинаковым ЛПВ;

ПДК i – предельно допустимая концентрация z – го вещества.
Основной механизм снижения концентрации консервативного загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты – разбавление. В практике расчетов используют понятие кратность разбавления . Кратность разбавления в водотоке у контрольного створа выражается зависимостью:

где γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть воды водотока участвует в разбавлении;

q – максимальный расход сточных вод, м 3 /с;

Q – расчетный минимальный расход воды водотока в контрольном створе, м 3 /с.

При определении кратности разбавления сбрасываемых сточных вод водой водотока расчетный расход Q принимается при следующих условиях:

Для незарегулированных водотоков – расчетный минимальный среднемесячный расход воды 95%-й обеспеченности;

Для зарегулированных водотоков – установленный гарантированный расход ниже плотины (санитарный пропуск) с учетом исключения возможных обратных течений в нижнем бьефе.

2 Расчет необходимой степени очистки сточных вод

При выпуске сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода водного объекта в расчетном(контрольном) створе удовлетворяла санитарным требованиям в соответствии с неравенством (1). Для достижения данного условия необходимо заранее рассчитать предельные концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, с которыми эта вода может быть сброшена в водный объект.

Основные методы расчета предельных концентраций очищенных сточных вод приведены ниже.
2.1 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ

Концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде, разрешенной к сбросу в водный объект, определяют из выражения:

где С ф - концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л;

К разр – разрешенное санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществв воде водного объекта в расчетном створе.

Рассчитав необходимую концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде (С оч) и зная концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистку (С ст ), определяют необходимую эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам по формуле:

2.2 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода

В соответствии с «Правилами» содержание растворенного кислорода в водном объеме в результате сброса в него сточных вод не должно быть менее 4 г/м 3 или 6 г/м 3 в зависимости от вида водопользования и времени года.

При поступлении органических загрязнений в водоеме происходит существенное снижение содержания растворенного кислорода до определенного минимума, расходуемого на жизнедеятельность микроорганизмов – редуцентов, после чего содержание кислорода вновь начинает возрастать. Критическое состояние обычно наступает через 2 суток.

Расчет ведут по БПК полн в очищенных сточных водах (L ст полн) из условия сохранения растворенного кислорода:

где Q сут – расход воды водотока, м 3 /сут.;

γ – коэффициент смешения:

О в - содержание растворенного кислорода в водотоке до места выпуска сточных вод, г/м 3 ;

q c ут – расход сбрасываемых сточных вод. м 3 /сут;

L в полн – полное биохимическое потребление кислорода водой водотока, г/м 3 ;

L ст полн – полное биохимическое потребление кислорода сточной водой, допустимой к сбросу, г/м 3 ;

О – минимальное содержание растворенного кислорода водного объекта, принимаемое равным 4 или 6 г/м 3 ;

0,4 – коэффициент для пересчета БПК полн в БПК 2 .

2.3 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по БПК полн смеси воды водного объекта и сточных вод

При сбросе сточных вод в водные объекты снижение концентрации органических веществ происходит как за счет разбавления, так и благодаря процессам самоочищения. При протекании процесса самоочищения скорость изменения БПК пропорциональна количеству кислорода, потребного для биологического окисления органических веществ.

Расчет ведут по величине БПК полн сточных вод, допустимых к отводу в водные объекты:

где γ – коэффициент смешения;

Q – расход воды в водотоке, м 3 /с;

q – расход сточных вод, м 3 /с;

R ст , R в – константы скорости потребления кислорода соответственно сточной водой и водой водного объекта;

L пдк – значение допустимой концентрации БПК полн смеси сточных вод и воды водного объекта в расчетном створе, г/м 3 ;

L в – БПК полн , воды водного объекта до места выпуска сточных вод, г/м 3 ;

t – длительность перемещения воды от места сброса до расчетного створа, сут.
2.4 Расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты

Расчет ведут исходя из условий, что температура воды водного объекта не должна повышаться более величины, оговоренной Правилами в зависимости от вида водопользования.

Температура сточных вод, разрешенных к сбросу, должна удовлетворять условию:

Т ст ≤ n ·Т доп + Т в, (7)
где Т доп – допустимое повышение температуры;

Т в – температура водного объекта до места сброса сточных вод.
2.5. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по вредным веществам

Все вредные вещества, для которых определены значения ПДК, группируются по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ) в зависимости от вида водопользования.

Санитарное состояние водного объекта в результате сброса сточных вод считается удовлетворительным, если вещества, входящие в определенный ЛПВ, будут содержаться в концентрациях, удовлетворяющих условию (1). Откуда следует, что каждое вредное вещество, входящее в ЛПВ, при условии одновременного присутствия z веществ, может присутствовать в расчетном створе в концентрации, не более чем:

где С z р.с – значение концентрации z –го вредного вещества в расчетном створе при условии одновременного присутствия z веществ с одинаковым ЛПВ;

С i р.с – фактическая или расчетная концентрация i -го вещества в расчетном створе;

С i ПДК – предельно допустимая концентрация z -гo вещества.

Концентрацию каждого из z веществ в очищенных сточных водах, при условии соблюдения неравенства, можно определить из выражения:

где С z оч – концентрация z вещества в очищенной воде, перед сбросом в водный объект, при условии одновременного присутствия веществ с одинаковым ЛПВ;

С z р.с – концентрация z -го вещества в расчетном створе;

С z в – концентрация z -гo вещества в водном объекте до места сброса сточных вод;

n – кратность разбавления сточных вод.

Используя уравнение эффективности очистки (4), найдем значение С z оч для каждого из веществ, относящихся к этой группе ЛПВ:

где С z ст – концентрация z -го вещества в сточной воде, поступающего на очистку;

Э z – эффективность очистки z -го вещества.
Приравнивая правые части уравнений (9, 10), определяем максимально допустимую концентрацию z-го вещества в расчетном створе:

Вычислив значения концентрации С z р.с для каждого из веществ, входящих в определенный ЛПВ, и подставив в выражение (1), получим расчетную формулу для определения степени очистки:

Практика работы очистных сооружений показывает, что вещества, входящие в определенный ЛПВ, очищаются не одинаково. Поэтому определение эффективности очистки должно быть выполнено для вещества, наиболее трудно выводимого из сточных вод. Остальные компоненты, как более легко выводимые, будут заведомо иметь больший эффект очистки.

Эффективность очистки трудно удаляемого вещества определяется из выражения:

3 Разработка нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС)

вредных веществ в поверхностные водные объекты

Одна из важнейших проблем рационального природопользования – проблема регулирования природной среды. Решение этой проблемы предопределяет различные подходы, в том числе – ограничение сбросов загрязняющих веществ в водные объекты, основанное на обязательном соблюдении норм качества водной среды.

Предельно допустимый сброс (ПДС) веществ в водный объект – это масса веществ 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 контроль ном пункте (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Величины ПДС разрабатываются и утверждаются для действующих и проектируемых предприятий-водопользователей.

Нормативы предельно допустимых сбросов вредных веществ в водные объекты, образующихся либо используемых в процессе производства и хозяйственной деятельности водопользователя, устанавливаются для каждого выпуска сточных вод, исходя из условий недопустимости превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ в установленном контрольном створе или на участке водного объекта с учетом е го целевого использования, а при превышении ПДК в контрольном створе – исходя из условий сохранения (не ухудшения) состава и свойств воды в водных объектах, сформировавшихся под воздействием природных факторов.

Разработанные нормативы ПДС согласовываются водопользователями с территориальными (региональными, бассейновыми) подразделениями федеральных органов исполнительной власти, являющихся специально уполномоченными в областях:

Охраны окружающей среды;

Санитарно-эпидемиологического надзора;

Использования и охраны рыбных ресурсов.
3.1 Расчет ПДС

Расчет ПДС производится с целью обеспечить нормы качества воды водного объекта в расчетном (контрольном) створе, который определяется а каждом конкретном случае органами Госкомприроды с учетом типа и категории водного объекта. ПДС устанавливают с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемого вещества между пользователями, сбрасывающими сточные воды.

Величина ПДС (г/час, т/год) с учетом требований к составу (свойствам воды в водных объектах для всех категорий водопользования определяется как произведение наибольшего среднечасового расхода сточных вод q ст (м 3 /час) фактического периода сброса и концентрации веществ в сточных водах С ст (г/м 3 ) согласно формуле:

ПДС = q ст · C ст

При расчетах ПДС в расчетном створе должна быть обеспечена определенная концентрация контролируемых веществ, не превышающая нормативные требования к составу и свойствам вод данного водного объекта. Следует помнить:

1 г/м 3 = 1 мг/л.

При сбросе нескольких веществ, как уже отмечалось выше, с одинаковыми лимитирующими показателями вредности ПДС устанавливается так, чтобы с учетом примесей, поступающих в водоем или водоток от вышерасположенных выпусков, сумма отношений концентраций каждого вещества в водном объекте к соответствующим ПДК не превышала единицы. Таким образом, при расчете ПДС должны соблюдаться условия:

Нормативы ПДС устанавливают в граммах в час и тоннах в год по общесанитарным и рыбохозяйственным показателям и группам ЛПВ для каждого водопользователя.

3.3 Контроль за соблюдением нормативов ПДС на предприятии

Контроль за соблюдением нормативов ПДС осуществляется непосредственно в местах выпуска сточных вод и в контрольных створах ниже и выше выпусков.

Требования к воде водотоков и водоемов различного назначения приведены в таблице 2.

Таблице 2 - Требования к воде водотоков и водоемов различного назначения

Показатели	Цели водопользования
		Коммунально-бытовые нужды населения	Нужды рыбного хозяйства
			высшая и первая категория	вторая категория
Взвешенные вещества	При сбросе возвратных (сточных) вод содержание взвешенных веществ в контрольном створе (пункте) не должно увеличивается по сравнению с естественными условиями более чем на:
	0,25 мг/дм 3	0,75 мг/дм 3	0,25 мг/дм 3	0,75 мг/дм 3
Плавающие примеси (вещества)	На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление других примесей
Окраска	Не должна обнаруживаться в столбике высотой		Не должно быть посторонней окраски
	20 см	10 см
Температура	Летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3 0 С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет		Температура воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой водного объекта более чем на 5 0 С. Общее повышение температуры не должно превышать +28 0 С летом и +8 0 С зимой.
Водородный показатель (рН)	Не должен выходить за пределы 6,5 – 8,5
Минерали-зация	Не более 1000 мг/дм 3 , в том числе хлоридов – 350 мг/дм 3 , сульфатов – 500 мг/дм 3	Нормируется по показателю «привкусы»	Не нормируется
Растворенный кислород	Не должен быть менее 4 мг/дм 3 в любой период года		В зимний (подледный) период должен быть не менее
			6 мг/дм 3	4 мг/дм 3
			в летний период (открытый) на всех водных объектах должен быть не менее 6 мг/дм 3
Биохимическое потребление кислорода (БПК)	Не должно превышать при температуре 20 0 С
	3 мг О 2 /дм 3	5 мг О 2 /дм 3	3 мг О 2 /дм 3	3 мг О 2 /дм 3
Химические вещества	Не должны содержаться в концентрациях, превышающих ПДК
Возбудители заболеваний	Должны отсутствовать возбудители заболеваний, в том числе жизнеспособные яйца гельминтов и жизнеспособные цисты патогенных кишечных простейших

4 Контрольные задания

Пример 1 . В водоток с расходом Q = 35 м 3 /с после очистных сооружений сбрасываются очищенные сточные воды с расходом q = 0.6 м 3 /с . Концентрация взвешенных веществ сточной воде, поступающей на очистные сооружения, С ст = 250 мг/л.

Участок водного объекта, куда сбрасываются сточные воды, относится ко второй категории рыбохозяйственного водопользования.

Фоновая концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до места сброса С ф = 3 мг/л.

Коэффициент смешения для данного случая: γ = 0,71. Найти требуемую эффективность очистки.

Решение . исходя из условий, в соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод», допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водном объекте после сброса сточных вод К разр = 0.25 мг/л.

Концентрация взвешенных веществ в очищенной сточной воде, сбрасываемой в данный водный объект, определяется по формуле (3):

Для этого очистные сооружения должны обеспечить необходимую эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам (4):

Задание 1 . Определить концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, разрешенной к сбросу в водоток после очистных сооружений, и необходимую эффективность очистки сточной воды по вариантам для условий, аналогичных примеру 1 (таблица 3).
Таблица 3 – Исходные данные к заданию 1

№ варианта	Q ,	q ,	C ст, мг/л	C ф, мг/л	γ
1	15	0,5	200	3	0,67	Рыбохозяйственная
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	Рыбохозяйственная
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	Хозяйственно-питьевые нужды населения
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	Культурно-бытовые нужды населения
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

Пример 2. Определить по содержанию растворенного кислорода необходимую степень очистки сточных вод, которые сбрасываются в водоток, при следующих условиях:

Расход сточных вод q = 1,4 м 3 /с;

Полное биохимическое потребление кислорода сточной водой, поступающей на очистные сооружения, БПК ст полн = 380 мг/л;

Расход водотока Q = 38 м 3 /с;

Коэффициент смешения сточных вод γ = 0,51;

- БПК полн в водотоке до места сброса L в полн = 2,0 мг/л.

Решение. для водоема культурно-бытового водопользования допустимая к онцентрация растворенного кислорода в расчетном створе не должна быть менее 4 мг/л в любой период года.

Расчетную концентрацию по БПК полн в очищенных сточных водах из условия сохранения в расчетном створе допустимой концентрации растворенного кислорода определяем по формуле (5):

Необходимую степень очистки сточных вод определяем по формуле (4):

Задание 2. Определить необходимую степень очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода по вариантам (таблица 4).

Таблица 4 – Исходные данные к заданию 2

№ варианта	Q ,	Q ,	C ст, мг/л	C ф, мг/л	γ	БПК ст полн	Категория водопользования водного объекта
1	20	1,1	0,63	5,5	2,0	250	Хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое назначение
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	Рыбохозяйственное назначение (летний период)
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

Пример 3. Определить необходимую степень очистки производственных сточных вод от вредных веществ, если в сточных водах содержатся следующие загрязнения:

C Ni ст = 1,15 мг/л, С Mo ст = 1,1 мг/л,

С As ст = 0,6 мг/л. С Zn ст = 0,6 мг/л.
Сточные воды подлежат сбросу в водоток, который относится к источникам хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Кратность разбавления сточных вод п = 65.

Вода до места сброса сточных вод характеризуется следующими показателями:

C Ni в = 0,003 мг/л, С Mo в =0,15 мг/л,

С As в = 0,002 мг/л, С Zn в = 0,87 мг/л.

Предельно допустимые концентрации указанных веществ:

C Ni ПДК = 0,1 мг/л, С Mo ПДК = 0,5 мг/л,

С As ПДК = 0,05 мг/л. С Zn ПДК = 1,0 мг/л.
Решение. Все вещества, которые были отмечены в сточной воде, относятся к определенному лимитирующему показателю вредности (ЛПВ). К группе санитарно-токсикологического ЛПВ относятся: никель, молибден, мышьяк. К группе общесанитарного ЛПВ относится цинк.

Необходимую эффективность очистки по санитарно-токсикологическому показателю вредности определяем по выражению (13):

В связи с тем что в группу общесанитарного ЛПВ входит одно вещество – цинк, его концентрацию в сточной воде, разрешенную сбросу в водоток, определяют но выражению (9). при этом

С Zn р.с = С Zn ПДК = 1,0 мг/л:
С Zn оч ≤ 65(1,0 – 0,87) + 0,87,

С Zn оч ≤ 17,8 мг/л

Таким образом, для соблюдения санитарных условий сброса сточных вод указанного состава необходимо удалить на очистных сооружениях не менее 67% вредных веществ, относящихся к санитарно-токсикологическим ЛПВ, и снизить на 17,8% содержание цинка

Задание 3. Определить необходимую степень очистки производственных сточных вод от вредных веществ. Исходные данные в таблице 5.
Литература

1. Методические указания по применению правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. - М.: Харьков, 1982.

2. Правила охраны поверхностных вод (типовые положения), утв. Госкомприродой СССР 21.02.91. - М., 1991.

3. ГОСТ 17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1980.

4. ГОСТ 17.1.1.02-77. Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов. - М.: Изд-во стандартов, 1980.

Таблица 5 – Исходные данные к заданию 3.

№ вар.	Содержание веществ в сточной воде								Содержание веществ в природной воде								Крат- ное разбав-ление	Категория водопользования водного объекта
№ вар.	Ni, мг/л	Mo, мг/л	As, мг/л	V, мг/л	W, мг/л	Sb, мг/л	Zn, мг/л	Cu, мг/л	Ni, мг/л	Mo, мг/л	As, мг/л	V, мг/л	W, мг/л	Sb, мг/л	Zn, мг/л	Cu, мг/л	Крат- ное разбав-ление	Категория водопользования водного объекта
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	Хозяйственно-питьевые
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		Коммунально-бытовые
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	Рыбохозяйственная первой категории
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

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)

Тип	Группа	Перемешивание	Грунт	Коэффициент Шези С	Пример реки
Горные реки	Средние	Очень Хорошее	Валуны, галька, гравий	20-35	р. Чирчик - с. Ходжикент, р. Мзымта - п. Кенш	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, р. Кубань - г. Краснодар	от 2550 до 250500
Равнинные реки	Большие	Хорошее	Гравий, песок	40-70	р. Обь - г. Барнаул, р. Десна - г. Чернигов	> 250300
	Средние	Умеренное	Гравий, песок	30-60	р. Сула - д. Княжиха, р. Ока - г. Калуга	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

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.

Металлы	Cu	Ni	Zn	Pb	Cr
, мг/л	0,1	0,1	1,0	0,1	0,1
	15	10	15	3	3

Таблица 2.

Номер варианта	q,	L, км		Характер выпуска	Примеси (металлы)
Номер варианта	q,			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

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.

Металлы	Cu	Ni	Zn	Pb	Cr
, мг/л	0,1	0,1	1,0	0,1	0,1
	20	20	18	8	5

Таблица 2.

Номер варианта	q,	L, км		Характер выпуска	Примеси (металлы)
Номер варианта	q,			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

Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах, входит в состав выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в ближайшие водные объекты. Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» все водные объекты подразделяются на два вида водопользования:

хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование;

рыбохозяйственное водопользование

Каждый вид водопользования разделен еще на категории. К первому виду относятся две категории:

водные объекты, которые используются в качестве хозяйственно- питьевого водоснабжения и для предприятий пищевой промышленности;

водные объекты, которые используются для купания, занятия спортом и отдыха населения.

Ко второму виду относят три категории:

Нормы качества воды водных объектов включают:

Общие требования к составу и свойствам воды в зависимости от видов водопользования

Перечень ПДК нормированных веществ для различных видов водопользования.

Для определения качества воды устанавливается расчетный створ.

Рис.1.

ПП - промышленное предприятие;

ОС - очистные сооружения;

- нулевой створ;
- расчетный створ.

При сбросе сточных вод в водные объекты, расчетный створ определяется в каждом случае местной администрацией, но не далее, чем в 500 м. от места сброса сточных вод.

Таким образом, для разных видов водопользования качество воды при сбросе сточных вод должно соответствовать качеству в расчетном створе.

В расчетном створе качество воды должно удовлетворять нормативным требованиям (ПДК). Все вредные вещества, для которых определены ПДК подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ). Принадлежность вещества к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.

Вещества, концентрация которых изменяется как вследствие разбавления, так и вследствие протекания химических, физических и биологических процессов, называются неконсервативными.

Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водные объекты, называются процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения определяет обезвреживающую способность водного объекта.

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчетном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующее условие:

Одновременно механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе в водные объекты - разбавление. В практике расчетов используют понятие кратность разбавления. Кратность разбавления в водотоке у расчетного створа выражается зависимостью.

Размещено на /

Введение

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 0С 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	0С	-	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
Cl2	Мг	до 800	до 800
SO4	Мг	до 1000	до 1000
ХПК	МгО/л	1200	80-100
БПКг	мгО2/л	700	15-20
Al3+	мг/л	до 1	до 1
Ti4+	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 qпром и qбыт (расход воды на единицу водовыпуска продукции в промышленных и бытовых сточных водах соответственно) равны: qпром=21м3 , qбыт=2,2м3. Затем из справочника по водным ресурсам Украины узнаём Сф, если не указано, то Сф=0,4 ПДК.

Расчёт расхода сточных вод.

Q=Пq, м3/год

П. - производительность, 7500 м3 /год.

Q – расход воды на единицу выпускаемой продукции.

Qпром =7500 21=1575000 м3/год

Qбыт=7500 2,2=165000 м3/год

Опром, быт – расход производственных и бытовых сточных вод.

Qсм=4,315+452=4767 м3/сут.

Расчёт концентрации веществ в сточной воде.

Сiсм=(qx/б Сх/б+Qпр Сiпр)/Qсм

Сiх/б, пр-концентрация веществ в х/б и производственных сточных водах, мг/дм3.

Ссмв-х вв.=(452 120+4315 40)/4764=46,6 мг/дм3

Ссммин.=(452 500+4315 2700)/4767=2491,4 мг/дм3

С смCl =(452 300+4315 800)/4764=752.6 мг/дм3

С смSO4=(452 500+4315 1000)/4767=952.6 мг/дм3

СсмХПК=(452 300+4315 1200)/4767=1115 мг/дм3

СсмБПКп=(452 150+4315 700)/4767=677,85 мг/дм3

СсмAl=(452 0+4315 1)/4767=0.9 мг/дм3

Ссмизопр-л=(452 0+4315 300)/4767=271,55 мг/дм3

Ссмаз.ам=(452 18+4315 0)/4767=1,7 мг/дм3

Раздел 2. Расчёт нормативного сброса сточных вод

Расчёт кратности основного разбавления no.

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

пш-коэффициент шероховатости русла реки.

R-гидравлический радиус.

Sn=Ry/nш=30,26/0,05=26,6

Sn-коэффициент Шези.

Д=g∙Vф∙hф/(37 nш∙Sh2)=9.81∙0,02∙3/(37∙0,05∙26,6)=0,012 м/с2

g-ускорение свободного падения, м/с2.

Д-коэффициент требуемой диффузии.

Vф-средняя по сечению водотока скорость.

hф-средняя глубина реки, м.

α=ζ∙φ∙√Д/Ост=1,5∙1,2∙√0,012/0,03=1,3

ζ-коэффициент, характеризующий тип выпуска сточных вод.

φ-коэффициент, характеризующий извилистость русла реки.

Qст-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+(Оф/ Ост)β)=(1-0,00003)/(1+(0,476/0,0)∙0,00003)=0,99

γ-величина коэффициента смещения.nо=(Qст+γ∙Qф)/Qст=(0,03+0,99∙0,476)/0,03=16,86

Расчёт кратности начального разбавления nн.

l=0.9B=0.9∙17.6=15.84

l-длинна трубы рассеивателя, м.

В-ширина реки в маловодный период, м.

В=Qф/(HфVф)=1,056/(3∙0,02)=17,6 м

l1=h+0.5=3+0.5=3.5 м

l1-расстояние между оголовками

0,5-технологический запас

N=l/l1=15.84/3.5=4.5≈5-количество оголовковd0=√4Qст/(πVстN)=√ (4∙0.05)/(3.14∙2∙5)=0.08≥0.1N=4Qст/(πVстd02)=0.2/(3.14∙3∙0.12)=3.2≈3

Vст=4Qст/(πN d02)=0.2/(3.14∙3∙0.12)=2.1

d0=√4Qст/(πVстN)= √0.2/(3.14∙2.1∙3)=0.1

d0-диаметр оголовка,

Vст-скорость истечения,

L1=L/n=15.84/3=5.2

Δvm=0,15/(Vст-Vф)=0,15/(2,1-0,02)=0,072

m=Vф/Vст=0,02/2,1=0,009-соотношение скоростных напоров.

7,465/√(Δvm[Δv(1-m)+1,92m])=√7.465/(0.072)=20.86-относительный диаметр трубы.

d=d0∙ =0.1∙20.86=2.086

nн=0,2481/(1-m)∙ 2=[√0.0092+8.1∙(1-0.009)/20.86-0.009]=13.83

Кратность общего разбавления:

n=n0∙nн=16,86∙1383=233,2

Таблица 2 Расчёт Спдс

Название	Сор	Сст1	ПДК	ЛВП	Спдс1	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	-
SO4-	25	952.6	100	С.-т.	40	-
ХПК	29,9	1119	15	-	15	-
БПКГ	1,2	677,9	3	-	117,8	+
Al	0.2	0.9	0.5	С.-т.	0.175	-
ИЗОПР-Л	0,004	271,6	0,01	т.	0,008	-
АЗАМ.	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	-

Для проведения расчётов определяем, соответствует ли РАС.

Для веществ ОТ, ед. ЛПВ

Сфi/ПДКi<1

для веществ с од. ЛПВ

∑ Сфi/ПДКi<1

I. Расчёт СПДС, когда РАС существует.

1.Взвешенные вещества

Концентрация на границе зоны общего разбавления при фактическом сбросе сточных вод:

СФiк.с.=Сфi+∑(Сстi-СФi)/n

Cфакт в. в-вк.с.=30+(46,6-30)/233,2=30,0 7

СПДС=30+0,75 ∙233,2=204.9

СПДС=min(СПДСрасч Сст)= minСст

2.Вещества из ОТ и ед. ЛПВ

Минерализация

Сфакт=331+(2491,4-331)/233,2=340,3

0,75 =Δ1≤σ1=9,2

СПДС=331+0,75 ∙233,2=505,9

СПДС=min(СПДСрасч Сст)

Сфакт=1,2+(677,9-1,2)/233,2+(238,9-1,2)/200=5,3

0,75=Δ1≤σ1=2,9

СПДС=1,2+0,75∙233,2=176,1

II. Расчёт СПДС, когда РАС существует.

1.Вещества из ОТ и ед. в своём ЛПВ

СПДС= min(Сст; ПДК)

2.Вещества с одинаковым ЛПВ

2а -Cl-,SO42-,Al3+,нефтепродукты

∑Ki=Cстi/ПДКi=752.6/300+952.6/100+0.9/0.5+0/0.1=13.8>1

Сф/ПДК≤Кi≤Сст/ПДК

СПДС=Кi∙ПДК

0,25≤KCl≤2.5Cпдс=0,06·300=18

0,4≤KSO4≤9.5Cпдс=0.3·100=40

0.35≤KAl≤1.8Cпдс=0.14·0.5=0.175

0≤Kн-ты≤0Cпдс=0,-0,1=0

2б Изопропанол, азот аммонийный, СПАВ

∑Ki=271,6/0,01+1,7/0,5+0/0,1=27163,4>1

0,8≤Kиз-л≤271160Cпдс=0,6·0,01=0,008

0,2≤Kа.ам.≤3,4Cпдс=0,3·0,5=0,1

0≤KСПАВ≤0Cпдс=0

Раздел 3. Расчёт сооружений механической очистки

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 м3/год, перевести в м3/сут

Расчёт решёток.

qср.сек.=4764/86400=0,055(м3/сек)·1000=55 л/с

По таблице из СНиПА, определяем Кдеп.max

х=-(45·0,1)/50=-0,09

Кдеп.max=1,6-(-0,09)=1,69

qmaxсек=gср.сек· Кдеп.max=0,055·1,69=0,093(м3/сек)

n=(qmaxсек·K3)/b·h· Vp=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·1)=12.21≈13 шт

Вр=0,016·13+14·0,006=0,292 м

Принимаем решётку РМУ-1 с размером 600 мм Ч800 мм, в ней ширина между стержнями 0,016 м, толщина стержней 0,006 м. Количество прозоров между стержнями – 21.

Vp==(qmaxсек·K3)/b·h·n=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·21)=0.58 м/с

Nпр=Qср.сут/qвод.от=4767/0,4=11918 человек

Vсут=(Nпр·W)/(1000·35)=0.26 м3/сут =·Vсут=750·0,26=195 кг/сут

Расчёт песколовок. Песколовки – тангенсыальные-круглые, т.к. Qср.сут=4764 м3/сут, т.е.<50000 м3/сут

qср.сек=4767/86400=0,055 м3/сут

qmax S=Kдепmax·qср.сек=1,6·0,055=0,088 м3/сут

Д=(qmaxсек·3600)/n·q·S=(088·3600)/2·1·10=1.44 м2

НК=√Д2-Н2=1,61 м

Vк=(π∙Д2∙Нк)/3∙4=3,14∙1,442∙0,72)/12=0,39 м3

Nпр=11918 человек

Vос=(11918∙0,02)/1000=0,24 м3/сут

t=Vk/Voc=0.39/0.24=1.625 сут

Расчет аэротенка - смесителя с регенерацией

Применяется для очистки производственных сточных вод со значительными колебаниями состава и расхода стоков с присутствием в них эмульгированных и биологически трудно - окисляемых компонентов

Исходные данные:

qw =198.625 м2/ч

Len =677.9мг/л

Lex =117.8мг/л

r max =650 БПК полн/(г *ч)

Кч=100 БПК полн/(г *ч)

Ко=1,5 мгО 2/Л

Коэффициент рециркуляции равен:

Ri = 3,5/((1000/150)-3,5)=1,1

Средняя скорость окисления:

r=(650*117.8*2)/(117.8*2+100*2+1.5*117.8)*(1/(1+2*3.5))=31.26 мгБПКп/(г *ч)

Общий период окисления:

Tatm = (Len-Lex)/(ai(1-S)r)=(677.9-117.8)/(3.5(1-0.16)650) = 0.29ч

Общий объем аэротенка и регенератора:

Watm+Wr = qw*tatm = 198.625*0.29 = 58.1 м3

Общий объем аэротенка:

Waatm= (Watm+ Wr)_/(1 + (Rr/1+Rr)) = 58.1/(1+(0.3/1+0.3)) = 47.23 м3

Объем регенератора:

Wr = 58.1-47.23 = 10.87 м3

qi= 24(Len-Lex)/ai(1-S)tatm = 750

Значение Ii принимаем равным 150 (приблизительно близкое значение для qi)

Доза ила в аэротенке:

ai = (58.1*3.5)/(47.23+(01/1.1*2)*0.87) = 3.2 г/л

Расчет вторичного вертикального отстойника

Qср.сут = 4767 м3/сут

a t = 15 мг/л

Количество отстойников принимаем равным:

q = 4.5*Kset*Hset0.8/(0.1*Ii*aatn)0.5-0.01at = 1.23 м3

Кset для вертикальных отстойников равно 0,35(табл.31 СниП) -коэффициент использования объема,

Hset 3-рабочая глубина (2,7-3,5)

F =qmax.ч/n*q = 176 м2

Диаметр отстойника:

Д = (4*F)/p*n) = 8.6 м

Подбор вторичного отстойника:

Номер типового проекта 902-2-168

Отстойник вторичный из сборного железобетона

Диаметр 9м

Строительная высота конической части 5,1 м

Строительная высота цилиндрической части 3м

Пропускная способность при времени отстаивания 1,5ч-111,5 м3/ч

Расчет аэротенка - нитрификатора

q = 4767 м3/сут

Len = 677.9 мг/л

Cnen = 1.7мг/л

Lex = 117.8 мг/л

Cnex = 0.1 мг/л

rmax = 650 мг БПКп/г*ч

Кt = 65 мг/л

Кo = 0,625 мг/л

По формуле 58 СниП находим m:

m = 1*0,78*(2/2+2)*1*1,77*(2/25+2) = 0,051сут-1

Минимальный возраст ила находим по формуле 61 СНиП:

1/m = 1/0,051 = 19,6 сут.

r = 3,7+(864*0,0417)/19,6 = 5,54 мгБПКп/г*ч

Находим концентрацию беззольной части активного ила при Lex = 117,8 мг/л

ai = 41.05 г/л

Продолжительность аэрации сточных вод:

tatm = (677.9-117.8)/(41.05*5.54) = 2.46

Концентрация нитрифицирующего ила в иловой смеси при возрасте ила 19,6 суток определяется по данным таблицы 19 с использованием формулы 56 СНиП:

ain = 1.2*0.055*(1.7-0.1/2.46) = 0.043 г/л

Общая концентрация беззольного ила в иловой смеси аэротенков составляет:

ai+ain = 41.05+0.043 = 41.09 г/л

С учетом 30% зольности доза ила по сухому веществу составит:

a = 41.09/0.7 = 58.7 г/л

Удельный прирост избыточного ила К8 определяется по формуле:

К8= 4,17*57,8*2,46/(677,9-117,8)*19,6 = 0,054 мг/

Суточное количество избыточного ила:

G = 0.054*(677.9-117.8)*4767/1000 = 144.18 кг/сут

Объем аэротенков-нитрификаторов

W = 4767*2.46/24 = 488.62 м3

Расход подаваемого воздуха рассчитывается по формуле

1,1*(Cnen-Cnenex)*4.6 = 8.096

Подбор аэротенка:

Ширина коридора 4м

Рабочая глубина аэротенка 4,5м

Число коридоров 2

Рабочий объем одной секции 864м3

Длина одной секции 24м

Число секций от 2 до 4

Тип аэрации низконапорная

Номер типового проекта 902-2-215/216

Повторный расчет и подбор вторичного отстойника

Расчет адсорбера

Производительность qw= 75000 м3/год или 273 м3/сут

Cen (начальная величина азота ам.) = 271,6 мг/л

Cex = 0.008 мг/л

asbmin = 253*Cex1/2 = 0.71

Ysbнас = 0.45

Определяем максимальную сорбционную емкость asbmax в соответствии с изотермой, мг /г:

asbmax =253*Cen1/2 = 131.8

Общая площадь адсорберов, м2:

Fad = qw/V = 273/24*10 = 1.14

Колличество параллельно и одновременно работающих линий адсорберов при D = 3,5 м, шт

Nadsb = Fads/fags = 1.14*4/3.14*3.5 2 = 0.12

Принимаем к работе 1 адсорбер при скорости фильтрации 10 м/ч

Максимальная доза активированного угля,г/л:

Dsbmax = Cen-Ctx/Ksb*asbmax = 2.94

Доза активного угля выгружаемого из адсорбера:

Dsbmin = Cen-Cex/asbmin=35.5г/л

Ориентировочная высота загрузки, обеспечивающая очистку,м

H2 = Dsbmax*qw*tads/Fads*Ysb = 204

Ориентировочная высота загрузки, выгружаемая из адсорбера,м

H1=Dsbmin*qw*tads/Fads*Ysbнас=1,57

Htot=H 1+H2+H3=1.57+204+1.57=208

Общее количество последовательно установленных в 1-ой линии адсорберов

Продолжительность работы адсорбционной установки до проскока, ч

t1ads=(2*Cex(H3=H2)*E*(asbmax+Cen))/V*Cen 2=0.28

E=1-0.45/0.9=0.5

Продолжительность работы одного адсорбера до исчерпания емкости, ч

t2ads=2*Cen*Ksb*H1*E*(asbmax+Cen)/V*Cen 2=48.6

Таким образом,требуемая степень очистки может быть достигнута непрерывной работой одного адсорбера, где работает 10 последовательно установленных адсорберов,каждый адсорбер работает в течении 48 часов,отключение одного адсорбера в последовательной цепи на перегрузку производится через каждые 0,3 часа.

Расчет объема загрузки одного адсорбера,м3

wsb=fads*Hads=96

Расчет сухой массы угля в 1-ом адсорбере,т

Psb=Wsb*Ysbнас=11

Затраты угля, т /ч

Зsb=Wsbp/t2ads=0.23,что соответствует дозе угля

Dsb=Зsb/qw=0.02

Сооружения для ионообменной очистки сточных вод

Ионообменные установки следует применять для глубокой очистки сточных вод от минеральных и органических ионизированных соединений и их обессоливания. Сточные воды подаваемые на установку, не должны содержать:солей -свыше 3000 мг/л;взвешенных веществ –свыше 8 мг/л; ХПК не должна превышать 8 мг/л.

Катиониты: Аl2- вх=0,9/20=0,0045мгэкв/л

вых=0,175/20=0,00875мгэкв/л

Аниониты:

Cl- вх=752,6/35=21,5мгэкв/л

вых=75/35=2,15мгэкв/л

SO4 вх=952,6/48=19,8мгэкв/л

вых=40/48=0,83мгэкв/л

Объем катионита

Wкат = 24qw(SCenk-SCexk)/nreg*Ewck=0,000063м3

Рабочая объемная емкость катионита по наимение сорбируемому катиону

Ewck=ak*Egenk-Kion*qk*SCwk=859г*экв/м3

Площадь катионитовых фильтров Fк,м2

Число катионитовых фильтров:рабочих –два,резервный один.

Высота слоя загрузки 2,5 метра

Скорость фильтрования 8м/ч

Размер зерен ионита 0,3-0,8

Потери напора в фильтре 5,5 м

Интенсивность подачи воды 3-4 л/(с*м2)

Продолжительность взрыхления 0,25 ч

Регенерацию следует производить 7-10 % растворами кислот (соляной, серной)

Скорость пропуска регенерационного раствора Ј 2 м/ч

Удельный расход ионированной воды составляет 2,5-3 м на 1м3 загрузки фильтра

Объем анионита Wan, м3 определяется анологично объему Wкат и составляет 5,9м3

Площадь фильтрации

Fan=24qw/nreg*tf*nf=7,6

где tf -продолжительность работы каждого фильтра и составляет

tf=24/nreg-(t1+t2+t3)=1,8

Регенерацию анионитовых фильтров надлежит производить 4-6% растворами едкого натра, кальцинированной соды или аммиака; удельный расход реагента на регенерацию равен 2,5-3 мг*экв на 1 мг*экв сорбированных анионов.

После ионирования воды предусмотрены фильтры смешанного действия для глубокой очистки воды и регулирования величины pH ионированной воды.

Вывод

В ходе данной курсовой работы, я ознакомилась со сточными водами данного предприятия, с их характеристикой. Рассчитала нормативы сброса сточных вод (СПДС). По этим расчетам были сделаны выводы, от каких веществ необходимо очищать сточные воды данного предприятия. Подобрала схему очистки сточных вод, которая максимально подходит для этих вод, рассчитала сооружения механической очистки, для удаления взвешенных веществ. Также были рассчитаны сооружения биологической и физико-химической очисток. После трех видов очисток вода с предприятия соответствует нормам и ее можно сбрасывать в водный объект.

Список литературы

Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности – М: Стройиздат, 1982 г.

Канализация населённых мест и предприятий. Редактор Самохин В.Н. – М: Стройиздат, 1981 г.

СНиП 2.04.03-85 “Канализация. Наружные сети и сооружения”.

Малые реки Украины. Яцик А.В.

Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное пособие к СНиП – М.: Стройиздат,1980 г.

Размещено на

Похожие рефераты:

Силовые и кинематические параметры привода. Скорость скольжения в зоне контакта. Контактное напряжение на рабочей поверхности зуба колеса. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки. Расчет сил зацепления и петлевой расчет червячной передачи.

Разработка технологии очистки сточных вод от гальванического и травильного производств. Расчет технологического оборудования (основных характеристик аппаратов водоочистки) и составление схемы очистки. Проектирование оборудования для обработки осадка.

Компоновка конструктивной схемы сборного покрытия. Расчет пустотной панели с напрягаемой арматурой по предельным состояниям первой группы. Определение усилий от расчетных и нормативных нагрузок и прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

Привод ленточного транспортера, его краткое описание и условия его эксплуатации. Принципиальные расчеты: кинематики, закрытой передачи, валов, долговечности подшипников, открытой передачи, шпоночного соединения, тихоходного вала. Выбор соединительных муфт

Общая характеристика технологии изготовления детали "Шпиндель"на гидравлическом прессе с усилием 8 МН, а также методика определения размеров, формы и массы ее заготовки. Особенности выбора термического режима нагрева, подогрева и охлаждения поковки.

Плоскость вращения втулки несущего винта. Определение момента сопротивления вращения несущего винта и мощности потребной для создания заданной тяги. Расчет диаметра зоны обратного обтекания. Определение суммарной осевой скорости движения несущего винта.

Расчет веса частей бруса. Определение угла наклона сечения, для которого нормальное и касательное напряжения равны по абсолютной величине. Построение эпюров сечения, вычисление его диаметра. Определить передаточное отношение от входного колеса до водила.

Спроектировать состав бетона для каждой из трех зон напорного сооружения, расположенного в открытом водоеме.

Разработка редуктор для передачи крутящего момента от электродвигателя к рабочей машине через муфту и клиноременную передачу. Проектирование редуктора для привода машины или по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Поиск главной магистрали трубопровода методом расчета сложных ответвлений. Вычисление средних гидравлических уклонов на направлениях от начала ответвления к каждому из потребителей. Расчёт участков главной магистрали. Напоры, развиваемые насосами.

Определение мощности электродвигателя приводной станции конвейера; кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода. Расчет клиноременной передачи. Выбор основных узлов привода ленточного конвейера: редуктора и зубчатой муфты.

Описание привода ленточного конвейера. Подбор электродвигателя. Расчет передач. Ориентировочный расчёт валов, подбор подшипников. Первая эскизная компоновка редуктора. Конструирование зубчатых колёс и валов. Схема нагружения валов в пространстве.

Выбор схемы выпрямления, основные параметры выпрямителя. Катушка трансформатора с первичной и вторичной обмотками из изолированного провода. Значения тока тиристора в зависимости от номинального выпрямленного тока. Расчёт КПД сварочного выпрямителя.

Определение величины теплопотерь на испарение, дыхание и механическую работу. Допустимая величина общих основных теплопотерь. Расчет термических сопротивлений пакетов одежды. Формирование пакета одежды. Расчет структуры пакета по каждому участку.

Условия сброса сточных вод в водоемы

Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах или входит составной частью выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в близлежащие водные объекты.

Сброс сточных вод в водоем недопустим, если С ф ≥ ПДК. Согласно нормативным документам (например, СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод») запрещается сбрасывать в водные объекты сточные воды, которые

· могут быть устранены путем организации малоотходных производств, рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения после соответствующей очистки и обеззараживания в промышленности, городском хозяйстве и для орошения в сельском хозяйстве ;

Запрещается сброс сточных вод в границах зон санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, рыбоохранных зон, рыбохозяйственных заповедных зон и в некоторых других случаях.

Виды водопользования

1. Хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование

(СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод»)

2. Рыбохозяйственное водопользование

К водным объектам рыбохозяйственного значения относятся водные объекты, которые используются или могут быть использованы для добычи (вылова) водных биоресурсов.

(ГОСТ 17.1.2.04-77 «Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов»)

При сбросе сточных вод в водные объекты нормы качества воды водного объекта в расчетном створе, расположенном ниже выпуска сточных вод, должны соответствовать санитарным требованиям в зависимости от вида водопользования.

Нормы качества воды водных объектов включают:

Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в зависимости от вида водопользования;

Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) нормированных веществ в воде водных объектов для различных видов водопользования.

В расчетном створе вода должна удовлетворять нормативным требованиям. В качестве норматива используется предельно допустимая концентрация – ПДК.

Все вредные вещества, для которых определены ПДК, подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ), под которым понимают наибольшее отрицательное влияние, оказываемое данными веществами. Принадлежность веществ к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Для рыбохозяйственных водоемов: санитарно-токсикологический, общесанитарный, органолептический, токсикологический и рыбохозяйственный.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными ; вещества, концентрация которых изменяется как под действием разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов – неконсервативными .

Расчет величин нормативных сбросов в водоем

Условия сброса сточных вод в поверхностные водные объекты и порядок расчета нормативов допустимого сброса веществ, содержащихся в сбрасываемых сточных водах, регламентируются «Методикой расчета нормативов допустимых сбросов (НДС) веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей» (2007 г.). Величины нормативов допустимых сбросов (НДС) разрабатываются и утверждаются на период 5 лет для действующих и проектируемых организаций водопользователей. Разработка величин НДС осуществляется как организацией-водопользователем, так и по поручению проектной или научно-исследовательской организации.

Величины НДС определяются для всех категорий водопользователей по формуле

где qст – максимальный часовой расход сточных вод, м3/ч; СНДС – допустимая концентрация загрязняющего вещества, г/м3.

Величина допустимой концентрации загрязняющего вещества для консервативного вещества, по которому ассимилирующая способность водоема обусловливается только разбавлением, определяется по формуле

где СПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м3; Сф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м3; n – кратность общего разбавления сточных вод в водотоке.

Представим ситуацию, когда промышленное предприятие сбрасывает сточные воды после технологического процесса (рис. 1)

Рис. 1. Ситуационная схема для расчета условий сброса сточных вод: 0–0 – нулевой створ; I–I – расчетный створ; ПП – промышленное предприятие; ОС – очистное сооружение

Створ – условное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды.

Контрольный створ – это поперечное сечение потока, в котором контролируется качество воды.

Фоновый створ – контрольный пункт, расположенный выше по течению от сброса загрязняющих веществ.

В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд для состава и свойств его вод принимаются наиболее жесткие нормы качества воды из числа установленных.

Таким образом, ситуационная схема для разных видов водопользования показана на рис. 2.

Рис. 2. Ситуационная схема для водотока: а – культурно-бытового (М – населенный пункт); б – рыбохозяйственного водопользования

где С рсz – концентрация i -го вещества в расчетном створе при условии одновременного присутствия Z веществ, относящихся к одному и тому же лимитирующему показателю вредности (ЛПВ); i = 1, 2, …, Z ; Z – количество веществ с одинаковым ЛПВ; С z ПДК – предельно допустимая концентрация z вещества.

Основной механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты – разбавление.

Разбавление сточных вод – это процесс снижения концентрации загрязняющих веществ в водоемах, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются.

Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется кратностью разбавления n , которая равна отношению суммы расходов сточной воды q ст и окружающей водной среды Q к расходу сточной воды

или отношением избыточных концентраций загрязнений в месте выпуска к аналогичным концентрациям в рассматриваемом сечении водотока (общее разбавление на участке):

, (5)

где С ст – концентрация загрязняющих веществ в сточной воде, г/м3; С ф – концентрация загрязняющих веществ в водоёмах до выпуска сточных вод, г/м3; С – концентрация загрязняющих веществ сточной воды в рассматриваемом сечении водотока после выпуска сточных вод, г/м3.

Процесс разбавления сточных вод происходит в две стадии: начальное и основное разбавление. Общая кратность разбавления представляется в виде произведения

n = n н·n 0, (6)

где n н – кратность начального разбавления, n 0 – кратность основного разбавления.

Кратность начального разбавления определяется по методу для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска больше 2 м/с или при соотношении v ст ≥ 4v ср, где v ср и v ст – средние скорости речных и сточных вод.

При меньших скоростях истечения из выпуска расчет начального разбавления не производится.

Кратность основного разбавления n 0 в водотоке у расчетного створа определяется по методу и по формуле

(7)

где γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть воды реки участвует в разбавлении сточных вод; qст – максимальный расход сточных вод, м3/с; Q – расчетный минимальный расход воды водотока в контрольном створе, м3/с.

Распространение примесей происходит в направлении господствующих течений, и в этом же направлении кратность разбавления имеет тенденцию к увеличению. Так, в начальном сечении (в месте выпуска) кратность разбавления n н= 1(Q = 0 или С = С ст, а затем по мере увеличения расходов жидкости концентрация примеси снижается, а кратность разбавления растет. В пределе, когда в процесс перемешивания вовлекаются все возможные для данного водного объекта расходы воды, наступает полное перемешивание. В условиях полного перемешивания концентрация загрязняющих веществ стремится к фоновой, т. е. С →С ф.

Участок водоёма или водотока от места выпуска сточных вод до сечения, где произойдет их полное перемешивание, условно разделяют на три зоны (рис. 3):

1-я зона – начальное разбавление. Здесь процесс разбавления происходит за счет увлечения жидкости водоема турбулентным потоком струи сточной воды, истекающей из выпускных устройств. В конце первой зоны разность скоростей струйного потока и окружающей среды становится незначительной.

2-я зона – основное разбавление. Степень разбавления в этой зоне определяется интенсивностью турбулентного перемешивания.

3-я зона – в этой зоне разбавления сточной воды практически нет. Снижение концентраций загрязняющих веществ происходит в основном за счет процессов самоочищения воды.

Рис. 3. Схема распространения сточных вод в водоеме

Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водные объекты, называют процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения составляют обезвреживающую способность водного объекта.

Таким образом, решить задачу о разбавлении сточной воды в водотоке или водоёме – означает определить концентрацию одного или нескольких загрязняющих веществ в любой точке локальной зоны водного объекта, подверженной влиянию сточных вод.

При этом нужно:

1) установить картину распространения загрязняющих веществ в водотоке под влиянием сброса сточных вод с учетом гидродинамических факторов;

2) выявить влияние естественных факторов на процесс разбавления с целью наилучшего использования местных условий для его регулирования;

3) определить возможность применения искусственных мероприятий для интенсификации разбавления сточных вод.

Факторы, определяющие процесс разбавления сточных вод в водотоках и водоёмах

Разбавление сточных вод в водотоках определяется комплексным влиянием следующих трех процессов:

– распределение сточных вод в начальном сечении водотока, которое зависит от конструкции выпускного сооружения;

– начальное разбавление сточных вод, протекающее под действием турбулентных струй;

– основное разбавление сточных вод, определяющееся гидродинамическими процессами водоёмов и водотоков.

Все факторы и условия, характеризующие процесс разбавления, можно разделить на две группы:

1-я группа – конструктивные и технологические особенности выпуска сточных вод (конструкция выпускного сооружения; число, форма и размеры выпускных отверстий; расход и скорость выпускаемых сточных вод; технология и санитарные показатели сточных вод (физические свойства, концентрация загрязняющих веществ и др.);

Цинк** перед сбросом в водоем не требуется. В иной ситуации необходимую степень очистки сточных вод Э , %, можно рассчитать по формуле

(22)

Необходимая степень очистки сточных вод говорит о том, на сколько процентов необходимо снизить концентрацию загрязнения в процессе очистки сточных вод для обеспечения норм качества воды в приемнике сточных вод.

Зная допустимую концентрацию загрязняющего вещества (СНДС ), можно рассчитать нормативно допустимый сброс по формуле (1).

Расчет необходимой степени очистки сточных вод

При выпуске сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода водного объекта в расчетном створе удовлетворяла санитарным требованиям в соответствии с неравенством (1).

Для достижения данного условия необходимо заранее рассчитать предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, с которыми эта вода может быть сброшена в водный объект.

Основные виды расчетов:

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по БПКполн смеси воды водного объекта и сточных вод. Расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по вредным веществам.

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ

(7)

где С ф – концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л; Р – разрешенное санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в воде водного объекта в расчетном створе (Правила).

Рассчитав необходимую концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде (С оч) и зная концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистку (С ст), определяют потребную эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам по формуле:

(8)

Расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты

Температура сточных вод, разрешенных к сбросу, должна удовлетворять условию:

Т ст ≤ n ∙Т доп + Т в, (9)

где Т доп – допустимое повышение температуры; Т в – температура водного объекта до места сброса сточных вод.

Пример 1. Планируется сбрасывать в водоток сточные воды промышленного предприятия с максимальным расходом q = 1,7 м3/с. Ниже по течению от планируемого берегового выпуска сточных вод, на расстоянии 3,0 км находится поселок М., использующий воду водотока для купания и отдыха. Водоток, по данным Госкомгидромета, характеризуется на этом участке следующими показателями:

Среднемесячный расход водотока 95%-й обеспеченности Q = 37 м3/с;

Средняя глубина 1,3 м;

Средняя скорость течения 1,2 м/с;

Коэффициент Шези на этом участке С = 29 м½/с;

Извилистость русла слабо выражена.

Определить кратность разбавления сточных вод в расчетном створе. Выпуск сточных вод – береговой.

Решение. Так как водоток используется как водный объект второй категории, предназначенный для культурно-бытового водопользования, то расчетный створ устанавливается за 1000 м до границы поселка, где вода должна отвечать требованиям применительно для данного вида водопользования.

В этом случае расстояние, принимаемое для расчета длины участка разбавления:

L = 3000 – 1000 = 2000 м.

Определим коэффициент турбулентной диффузии по выражению (6):

Т. к. 10 < С < 60, то

М = 0,7∙С + 6 = 0,7∙29 + 6 = 26,3.

Поскольку выпуск береговой, а извилистость русла слабо выражена, то по выражению (4.4) определим

Для упрощения вычисления коэффициента смешения по выражению (4.3) предварительно вычислим:

Кратность разбавления сточных вод промышленного предприятия в расчетном створе согласно выражению (4.2) составит