3 Методичні і організаційні основи розрахунку гранично

ДОПУСТИМИХ СКИДІВ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН ТА

РОЗРАХУНКУ КРАТНОСТІ ПОЧАТКОВОГО ТА ОСНОВНОГО

Величини ГДС визначаються для всіх категорій водокористувачів як добуток максимальної за годину витрати стічних вод q_mах (м³/час) на припустиму концентрацію забруднюючої речовини Сгдс (г/м³). При розрахунку умов скидання стічних вод спочатку визначається значення Сгдс, яке забезпечує нормативну якість води у контрольних створах. ГДС визначається відповідно до формули:

ГДС = qmax Cгдс, (3.1)

де q_mах – максимальна витрата за годину, (м³/час);

Сгдс – гранична допустима концентрація забруднюючої речовини, (г/м³).

Розрахунок Сгдс ведуть у тому випадку, якщо виконується умова С_ф<Сгдс. У випадку якщо С_ф>Сгдс - Сгдс=Сгдс.

Основна розрахункова формула для визначення Сгдс без обліку неконсервативності речовини має вид:

Сгдс = n( Сгдс – Сф)+Сф, (3.2)

де С_ф – фонова концентрація забруднюючої речовини у водотоці вище випуску стічних вод , г/м³;

Сгдк – гранично допустима концентрація забруднюючої речовини у воді водотоку, г/м³;

n - кратність загального розведення стічних вод у водотоці, дорівнюється добутку кратності початкового розведення n_н на кратність основного розведення:

n=n_пс· n_о , (3.3)

З урахуванням неконсервативності забруднюючої речовини розрахункова формула має вид:

, (3.4)

де k - коефіцієнт неконсервативності, 1/добу;

е - експонента;

t – час добігання до контрольного створа, розташованого на відстані 500 м :

, (3.5)

де Vр – швидкість потоку, м/с.

Початкове розведення стічних вод враховується для напірних зосереджених випусків і випусків, що розсіюють, у водоток при виконанні умов V_ст≥4V_р і при абсолютних швидкостях витікання струменя з випуску V_ст > 2 м/с.:

, (3.6)

де S - площа живого перетину потока:

, (3.7)

де d_т - діаметр оголовка труби:

, (3.8)

де d - діаметр забруднення;

- відносний діаметр струменя:

, (3.9)

де m=V_р/V_ст - співвідношення швидкостей потоку і витікання струмея стічних вод.

Для зясування застосовуваності цієї формули в розглянутому випадку

m ≤ 0,25.

Початкове розведення визначається залежністю [5]:

, (3.10)

У випадку якщо величина d перевищує глибину річки, то спостерігається стиснення струмення стічних вод на початку розрахункової ділянки. Для цього випадку, використовуючи номограму мал. 3.1, знаходимо поправочний коефіцієнт f(H/d). Тоді:

, (3.11)

Рисунок 3.1 - Графік функції f(H/d).

Відстань від створу випуску до замикаючого створу зони початкового розведення ( ) обчислюється по залежності:

, (3.12)

Подальший розрахунок розведення ведеться,як уже говорилося, за кінцево-різницевою схемою. Перетин забрудненого струменя наприкінці зони початкового розведення схематизується як квадратне, а концентрація забрудюючих інгредієнтів по всьому цьому перетині приймається однакової і дорівнює . Відповідно до розміру перетину призначається розмір і число розрахункових кліток і виконується розрахунок по викладеній нижче методиці.

Кратність основного розведення визначається по формулі:

, (3.13)

де C_max - максимальна концентрація забруднюючої речовини на відстані 500 м від місця скидання, г/м³;

C_ф – фонова концентрація забруднюючої речовини у водотоці, г/м³;

– концентрація речовини в замикаючому створі зони початкового розведення, г/м³ .

Розрахунок кінцево-різницевої схеми ведеться по формулі:

_(3.14)

Рисунок 3.2 – Схема- сітка до розрахунку турбулентноі дифузії (пло­ска задача).

Обчислюється умовна площа поперечного переріза S у місці впадання в ріку:

, (3.15)

де r – радіус забрудненого струменя, м.

Потім визначають ширину забрудненоо струменя потоку- b у початковому створі:

, (3.16)

Відповідно до величини b призначається ширина розрахункової клітки Δz:

, (3.17)

де В – ширина ріки, м.

Визначається кількість кліток по ширині забрудненого струменя потоку– n_забр:

. (3.18)

Кількість кліток по ширині ріки визначається як_.:

. (3.19)

Далі розрахункова ділянка водотоку поділяється поперечними і подовжніми лініями, що відстоять одна від іншої відповідно на Δх и Δz. Размір Δх визначаються по формулі:

_{, (3.20)}

де D – коефіціент турбулентной дифузії, м²/с:

_{, (3.21)}

де g – прискорення вільного падіння, м/с²;

С - коефіцієнт Шези (м^½/с);

М – коефіцієнт, що залежить від С;

При 10 < С < 60, М = 0,7С + 6

С > 60, М = 48 = const.

Добуток МС має розмірність м/с².

Кількість кліток по довжині розглянутої ділянки визначається по формулі:

, (3.22)

При розрахунку турбулентної дифузії, розглянуту частину потоку поділяють на клітки зі сторонами Δх, Δz, одержуючи, таким чином, розрахункову сітку (мал 4.2). Клітки, що попадають у струмінь приппиву стічних вод у початковому поперечнику, заповнюються числами, що виражають концентрацію С_ст., інші клітки - числами, що виражають природну концентрацію забруднюючої речовини в річці (С_ф, в окремому випадку це може бути нупьова концентрація ). Кратність основного розведення розраховують для однієї речовини. Результат розрахунку ГДС i Сгдс речовин повинні бути надані у вигляді табл 3. 1

Таблиця 3.1 – Результати розрахунку ГДС і С гдс

N п/п	Сполука стічних вод	Задані концентрації, г/м3			Результати розрахунку
		Сфакт.	Сфон.	СГДК		ГДС, г/год	СГДС, г/м3

Затверджений гранично допутимий скид стічних вод надано у вигляді табл. 3.2.

Таблиця 3.2- Затверджений гранично допустимий скид стічних вод

N п/п	Склад стічних вод	Фактична концентрація, г/м3	Фактичний скид, г/год	Допустима концентрація, г/м3	Затверджений скид, г/год

Так, речовини за характером свого негативного впливу поділяються на групи, кожна з яких поєднує речовини однакової ознаки дії, ix називають ознакою шкідливості. Ті ж самі речовини при різних концентраціях можуть виявляти piзнi ознаки шкідливосп. Ознака шкідливості, що виявляється при найменшій концентрації речовини, називають ознакою шкідливості, що лімітує (ЛОШ). У водних объектах комунально-по6утового і господарсько-питного водокористування розрізняють три ЛОШ - органолептичний, загально-санітаррний і снітарно-токсикологічний. У водних об'єктах рибогосподарського водокористування, крім названих, виділяють ще два ЛОШ -токсикологічний i pибогосподарський.

При оцінці якості води враховуєтъся принцип адекватносп - односпрямованої дії. Відповідно до цього принципу належність декількох речовин до тoї самої ЛОШ виявляється в підсумовуванні їхнього негативниго вгшиву. Тому для показників, що нормуються за однаковою лімітуючоїю ознакою шкідливості (ЛОШ) речовин у воді Сгдс вибирається так, щоб для кожної ЛОШ визначеної нормативними вимогами до якосп води виконувалось співвідношення:

; (3.23)

де - концентрація забруднюючої речовини j водного об’єкта в контрольному створі k;

ГДК_i - гранично допустима концентрація речовини і;

L – кількість речовин з даною ЛОШ.