1.5 Необхідний ступінь очищення стічних вод
Для правильного визначення необхідного ступеня очищення стічних вод, що спускаються у водойму, в кожному випадку треба мати докладні дані про їх кількість та склад, а також дані детальних обстежень водойми, що характеризують місцеві гідрологічні й санітарні умови. Необхідний ступінь очищення стічних вод визначається відносно загальносанітарних і органолептичних показників шкідливості та до кожного з нормативних показників забруднення. «Санітарні правила і правила охорони поверхневих вод від забруднення» встановлюють дві категорії водойм (або їх ділянок): I – водойми питного та культурно-побутового призначення й II–водойми рибогосподарського призначення.
Склад і властивості води водних об'єктів першого типу повинні відповідати нормам у створах , розташованих у водотоках на відстані одного кілометра вище від найближчого за течією, а в непроточних водоймах – у радіусі одного кілометра від пункту водокористування. Склад та властивості води в рибогосподарських водоймах мають відповідати нормам у місці витоку стічних вод при розсіюючому випуску (наявність течій), а за відсутності розсіюючого випуску – не далі ніж за 500 м від місця витоку.
Правила встановлюють допустимі значення для наступних параметрів води водойм: зміст плаваючих домішок і зважених речовин, запах, присмак, фарбування й температура води, значення рН, складу та концентрації мінеральних домішок і розчиненого у воді кисню, біологічна потреба води в кисні, склад та гранично допустима концентрація (ГДК) отруйних і шкідливих речовин та хвороботворних бактерій.
Шкідливі й отруйні речовини різноманітні за своїм складом, у зв’язку з чим їх нормують за принципом лімітуючого показника шкідливості (ЛПШ), під яким розуміють найбільш вірогідний несприятливий вплив кожної речовини. При нормуванні якості води у водоймах питного та культурно-побутового призначення використовують три види ЛПШ: санітарно-токсикологічний, загальносанітарний і органолептичний. Для водойм рибогосподарського призначення поряд з указаними використовують ще два види ЛПШ: токсикологічний та рибогосподарський.
Необхідний ступінь очищення стічних вод визначається стосовно загальносанитарних і органолептичних показників шкідливості й у кожному з нормативних показників забруднення. Розрахунки за визначенням необхідного ступеня очищення стічних вод, що спускаються у водойму, проводять за кількістю зважених речовин, допустимого значення БПК суміші річкової води та стічної, за споживанням стічними водами розчиненого кисню, за температурою води, зміною величини активної реакції води водоймища, сольовим складом, ГДК шкідливих домішок.
У загальному вигляді зв'язок між необхідним ступенем очищення стічних вод перед спуском їх у водойму та санітарних вимог виражається співвідношенням
;
(1.4)
де Сст – концентрація забруднень у стічних водах, яка повинна бути досягнута в результаті їх очищення і коли не будуть порушені санітарні вимоги при спуску у водойму; сгр і ср – відповідно концентрація та ГДК забруднень у воді водойми; Q і q – відповідно витрата води у водоймі й розрахункова витрата стічних вод (найменший середньодобовий), а – коефіцієнт змішування, що показує, яка частина витрат води у водоймищі змішується зі стічними водами в розрахунковому створі.
Для визначення умов змішування і розбавлення стічних вод водного об’єкта у наш час запропоновано багато методик розрахунків різного ступеня складності. Кратність розбавлення стічних вод у річці
,
(1.5)
де q – витрати стічних вод, м3/с; Qsm – частина витрат води водного об’єкта, яка бере участь у розбавленні стічних вод, м3/с;
,
(1.6)
де a – коефіцієнт змішування, а у випадку зосередженого випуску = 0; у створі повного змішування = 1; у інших випадках 0 ;
QR – витрати води у водному об’єкті, м3/с.
При проектуванні та реконструкції підприємств, розташованих поблизу річок, у першу чергу необхідно оцінити можливість скидання виробничих стічних вод у річку. Найбільш простий розрахунок за методом Фролова–Родзиллера. Він оснований на розв’язанні диференціального рівняння турбулентної дифузії при таких припущеннях: річковий потік уважається безмежним, початкове розбавлення відсутнє, випуск стічних вод зосереджений. Для річок зона початкового розбавлення значно коротша, ніж для озер і водосховищ, тому в більшості методик розрахунку розбавлення стічних вод у річках початкове розбавлення не враховують.
Умови змішання стічних вод з водами озер і водосховищ значно відрізняються від умов змішування в річках. Концентрація домішок значно зменшується в початковій зоні змішання, але повне перемішування відбувається на значно більших віддалях від місця випуску, ніж у річках. Крім того, змінюються в часі напрямок та значення швидкості руху повітря над озерами й водосховищами переносять забруднення в різному напрямку від місця випуску. Розрахунок розбавлення стічних вод в озерах і водосховищах проводять двома методами: методом Руффеля та методом Лапшева.