21. Расчет предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты

Под ПДС понимается 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 контрольном пункте.

ПДС определяется отдельно по каждому загрязняющему компоненту в сточных водах, исходя из категории водопользования, фоновой концентрации вещества в водном объекте (выше выпуска сточных вод) и условий смешения и разбавления сточных и природных вод.

Расчет разбавления сточных вод в водотоках. Используется понятие кратность разбавления на участке от пункта сброса сточных вод до заданного створа. Кратность разбавления рассчитывается по формуле

п =(q + γ·Q )/ q

где γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхода водотока смешивается со сточной водой; Q – расчетный расход воды в водотоке (расход 95 % обеспеченности), м³/с; q – максимальный расход сточных вод, м³/с.

Коэффициент смешения рассчитывается по формуле

где L – длина русла водотока от места выпуска сточных вод до рас­четного створа, м; α – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения, определяемый по формуле

где φ – коэффициент извилистости русла, определяемый как отношение длины русла от выпуска до расчетного створа к расстоянию между этими сечениями по прямой; ξ – коэффициент, учитывающий условия выпуска сточных вод (для берегового выпуска ξ=1, для руслового выпуска ξ = 1.5); D – коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных водотоков и приближенных расчетов равный

D = υ_ср · Н_ср/200

где υ_ср – средняя скорость течения водотока на участке между сбросом сточных вод и расчетным створом, м/с; Н_ср – средняя глубина водотока на том же участке, м.

Состав и качество вод водных объектов после спуска в них сточных вод должны соответствовать в расчетных створах нормативам водопользования. Расчетным створом называют следующие створы:

– для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования – это створ, расположенный на водотоках на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах - в 1 км в обе стороны от пункта водопользования;

– для водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей, состав и свойства воды должны удовлетворять рыбохозяйственным требованиям либо непосредственно в месте выпуска, либо в створе, определяемом в каждом конкретном случае органами рыбоохраны, но не далее чем в 500 м от места выпуска.

Расчет разбавления сточных вод в озерах и водохранилищах. Условие: скорость истечения сточных вод более 2 м/с, сам выпуск находится на некотором удалении от берега, а глубина в месте устройства выпуска превышает 30 диаметров выпускного отверстия.

Наименьшее разбавление, наблюдающееся на расстоянии от места выпуска сточных вод, определяется по формуле

где А – параметр, определяющий изменение разбавления при применении рассеивающего выпуска, при сосредоточенном выпуске А=1; Р – параметр, зависящий от степени проточности водоема и нагрузки на него сточных вод; S – параметр, определяемый относительной глубиной водоема; d₀ – диаметр оголовка выпуска, м.

Проточность озера или водохранилища рассчитывают по формуле:

Р = υ_п /(0,000015 · υ₀ + υ_П).

где υ_П – скорость течения в проточном озере или водохранилище, м/с; υ_О – скорость истечения сточной воды из выпуска, м/с.

Параметр S зависит от глубины Н в месте выпуска и определяется по формуле:

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по загрязняющим веществам. Предельно допустимое содержание веществ в сточной воде, разрешенной к спуску в водный объект, С_доп (г/м³) определяется по формуле:

где (С_ПДК – С_ф) – допустимое санитарными нормами увеличение содержания загрязняющих веществ в водном объекте после спуска сточных вод, г/м³; С_ф – содержание загрязняющих веществ водном объекте до места спуска в него сточных вод, г/м3.

Степень необходимой очистки сточных вод по загрязняющим вещест­вам α_ст рассчитывают по формуле

где С_ст – содержание взвешенных веществ в сточной воде до очистки, мг/дм³.

Расчет ПДС по загрязняющим веществам. Величина ПДС с учетом требований к составу и качеству воды в водных объектах для всех категорий водопользования определяется по формуле

ПДС = q · С_доп

где q – максимальный средний расход сточных вод, м3/ч; С_доп – содержание загрязняющих веществ в сточных водах, г/м3.