6.3 Визначення коефіцієнтів змішування і розбавлення після скиду стічних вод

Після скиду стічних вод у водойму відбувається їх розбавлення за рахунок змішування.

Для визначення долі річкової води, яка бере участь у процесі змішування, визначають коефіцієнт змішування  для двох обраних джерел.

Під час випуску стічних вод у проточні водойми значення  визначається за методом В.А. Фролова і І.Д. Родзилера:

, (6.1)

де е – основа натурального логарифму, щодорівнює 2,72;

l_ф – відстань по фарватеру річки від місця випуску стічних вод до розрахункового створу по течії річки, м;

Q_р – найменша середньомісячна витрата води (у разі 95% забезпеченості) в створі річки в місці випуску, м³/с. Коли річка є одночасно ще й джерелом водопостачання, то Q_р треба зменшити на величину водозабору Q_В;

Q – витрата стічних вод, м³/с;

 – коефіцієнт, що враховує вплив гідравлічних факторів.

, (6.2)

де  – коефіцієнт звивистості русла річки, який визначається як відношення відстані від місця випуску стічних вод до контрольного створу по фарватеру l_ф до відстані між цими пунктами по прямій. Ці відстані необхідно визначати відповідно до плану-схеми (рис.1.1);

– коефіцієнт, залежний від конструкції випуску стічних вод у водойму при береговому випуску – =1,0, при випуску до фарватера – =1,5, при розсіючому випуску – =3,0.

Е – коефіцієнт турбулентної дифузії, яка для рівнинних річок визначається за формулою

, (6.3)

де v – середня швидкість течії річки на ділянці, яку розглядають, м/с;

h – середня глибина річки на тій же ділянці, м (див. додаток В).

Кратність розбавлення стічних вод річковою водою в максимально забрудненому струмені розрахункового створу характеризується коефіцієнтом розбавлення

. (6.4)

Після визначення коефіцієнтів змішування  i розбавлення m для двох джерел випусків, виконуємо аналіз отриманих результатів.

Виконуємо розрахунки для річки І-1:

;

;

;

.

Далі виконуємо розрахунки для річки ІІ-1:

;

;

;

.

Після виконання необхідних розрахунків робимо висновок, що в воді річки ІІ-1 стічні води краще розбавляються з водою водойми, бо кратність розбавлення в ній більша ніж у річці І-1.

Питання для самоперевірки

1 Як підраховується величина ГДС? З якою метою виконуються ці розрахунки?

2 Від чого залежить здатність водойми самоочищуватися під час скидання в нєї стічних вод?

3 Які конструкції випусків існують і як вони впливають на процес змішування?

4 Що показує коефіцієнт змішування?

Розділ 7

Визначення необхідного ступеня очищення стічних вод за завислими речовинами

7.1 Визначення шкідливого впливу стічних вод

після скиду їх у водойму

Очищення стічних вод є одним із профілактичних заходів щодо охорони природних вод.

Вибір схеми очищення визначається фазово-дисперсною характеристикою домішок у стічних водах, здатністю їх негативно впливати на якість природної води і водні організми, об’ємом стічних вод і вимогами до ступеня очищення. Скид у водний об'єкт стічних вод після очищення (нормативно-очищені стічні води) не повинен приводити до порушення норм якості води в контрольному створі і пунктах водокористування.

Змінення складу і властивостей води в водоймах, що відбуваються під впливом скиду стічних вод, самі по собі ще не визначають шкідливості стічних вод, якщо вини не обмежують безпечне і доцільне використання. Тільки з огляду на характер водокористування можна правильно судити, чи дійсно спуск стічних вод викликав забруднення, які обмежують водокористування. Інакше кажучи, вода може стати непридатною для господарсько-питного водопостачання, але залишатися придатною для сільського господарства.

Гігієнічним критерієм шкідливості стічних вод, що надходять у водойму, повинен служити ступінь обмеження господарсько-питного, культурно-побутового і рибогосподарського водокористування, який виникає в зв'язку з забрудненням води, що створює небезпеку для здоров'я населення або погіршення санітарних умов життя. Важливими гігієнічними нормативами припустимого забруднення водойм є гранично допустимі концентрації (ГДК) для першого і другого виду водокористування (санітарно-побутового і рибогосподарського).

Для того, щоб правильно визначити необхідний ступінь очищення стічних вод, потрібно знати не лише їхній об’єм і склад, але й мати необхідні дані про санітарний стан водойми в районі скиду стічних вод. Якщо в природній воді будуть наявні хімічні сполуки, аналогічні шкідливим речовинам, що будуть надходити із стічними водами, то умови їхнього скидання будуть обмежені правилами гігієнічного нормування з урахуванням лімітуючих ознак шкідливості. Якщо концентрації забруднень стічних вод виявляться близькими до гранично допустимих концентрацій або навіть перевищать їх за однаковими ознаками шкідливості, то в цьому випадку скидання стічних вод не може бути дозволене або їхнє очищення повинне здійснюватися відповідно до нормативів ГДК, установлених для води водойм у пунктах водокористування. Практично це важко здійсненна умова, рівносильна визнанню неприпустимості нового спуску стічних вод у водойму.

Якщо скид стічних вод виявиться можливим, то необхідно визначити характер і ступінь порушення водокористування нижче місця скиду стічних вод, тобто в розрахунковому створі. Допустимі концентрації по кожній забруднюючій речовині, що надходить у водойму із стічними водами, визначаються з рівняння матеріального балансу з урахуванням розведення стічних вод водою водойми:

Q∙ C_ст + γ∙ Q_р∙ C_р ≤ (Q + γ∙ Q_р)∙ С_ГДК., (7.1)

де Q – розрахункова витрата стічних вод, м³/с;

Q_р – розрахункова витрата природної води в річці, м³/с;

C_ст – концентрація забруднення в очищених стічних водах, мг/л;

C_р – концентрація цього ж забруднення в річці до спуску стічних вод, мг/л;

С_ГДК – гранично припустимі концентрації цього забруднення, мг/л;

γ – коефіцієнт змішування.

Величина C_ст у цьому рівнянні показує максимальну концентрацію забруднюючої речовини, яка може бути допущена в стічних водах, щоб після змішування їх з водою водойми концентрація цієї речовини не перевищувала ГДК.