Основное расчетное уравнение имеет вид:

(7)

где Q и q - соответственно расходы воды в водном объекте и сточных вод;

С_ст С_ф и Ск.ст -соответственно концентрации веществ одинакового вида в сточных водах, водном объекте до сброса сточных вод (фоновая) и в контрольном створе;

γ - коэффициент смешения.

Прогноз санитарно­го состояния водоема может быть выполнен при решении уравне­ния относительно С_к.ст

(8)

Если С_к.ст < ПДК, то прогноз благоприятный. В противном случае необходимы специальные меры, в основном по очистке сточных вод (или снижению их объема). Степень очистки и характер технологических мероприятий определяются степенью несоответствия Ск.ст и ПДК.

Расчет допустимой концентрации загрязняющего вещества в сточных водах (ДКст) и ПДС.

Концентрация вещества в сточной воде может быть рассчитана по формуле:

(9)

Допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточной воде (ДКст) должна отвечать условию, при котором Ск.ст ≤ ПДК:

(10)

При ДКст ≤ ПДК нормативные требования должны быть отнесены не к контрольному створу водного объекта, а к самим сточным водам. Необходимость столь глубокой очистки и обезвреживания сточных вод ставит под сомнение целесообразность строительства (по экономическим соображениям).

Таким образом, величина ДКст принимается за основу при проектировании мероприятий по снижению загрязнения. Необходимую степень очистки сточных вод (D, %) рассчитывают по формуле:

(11)

Если Сф ≥ ПДК, то спуск сточных вод недопустим.

П ДС определяют по формуле:

(12)

Этот расчет пригоден для наиболее простого случая, когда сток организован одним выпуском и загрязняет водный объект в основном одним веществом.

Расчет сброса нескольких загрязняющих веществ.

Возможны два случая.

Первый случай – загрязняющие вещества относятся к первому и второму классам опасности и к одной группе по лимитирующему признаку вредности (ЛПВ). Вначале рассчитывают концентрацию первого вещества в контрольном створе:

(13)

Таким же образом рассчитывают концентрацию второго, третьего и т.д. вещества. После этого проверяют, соблюдается ли условие:

(14)

Если сумма отношений концентраций всех веществ одного лимитирующего признака вредности к соответствующим ПДК оказалась больше единицы, следует рассмотреть возможные способы снижения концентрации каждого вещества. При этом в процессе проектирования можно выбрать такую схему очистки, при которой уменьшаются концентрации лишь наиболее легко удаляемых веществ.

Затем, как и в предыдущих случаях, проводят повторный проверочный расчет с учетом эффективности выполненных мероприятий, чтобы удостовериться, что сумма отношений концентраций к ПДК в створе водопользования не больше единицы.

Второй случай – в промышленном стоке содержатся вещества разных групп по лимитирующему признаку вредности. Тогда сначала вещества (только 1-го и 2-го класса опасности) группируют по лимитирующим признакам вредности. Затем задачу решают, определяя предельные концентрации в стоке каждого вещества – раздельно от первого до последнего по формуле:

(15)

Расчет кратности разбавления сточных вод в водных объектах. На предварительном этапе, когда обсуждается вопрос о выборе места выпуска сточных вод в один из ближайших водных объектов, одним из ориентиров является степень разбавления сточных вод у ближайшего пункта водопользования. При определении кратности разбавления (n) в расчетных контрольных створах водотоков пользуются формулой:

(16)

Для непроточных водоемов n может быть рассчитано по формуле:

(17)

С учетом кратности разбавления ДКст можно рассчитать по формуле:

(18)

Чем меньше рассчитанная степень необходимого разбавления соответствует местным условиям, тем более жесткими должны быть мероприятия по очистке сточных вод. Технические и экономические трудности на пути осуществления этих мероприятий могут указать на необходимость переноса проектируемого строительства в район с более благоприятными гидрологическими условиями.