1.3. Расчет разбавления в реках, озерах и водохранилищах

Для расчета разбавления в средних и больших реках наибольшее распространение получил метод Фролова – Родзиллера. Коэффициент смешения а определяют по формуле

, (1.2)

где Q – расход воды (при 95 %-й обеспеченности) в створе реки у места выпуска сточных вод, м³/с; q – расход сточных вод, м³/с; L – длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м;  – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения. Коэффициент  вычисляют по формуле

, (1.3)

где ξ – коэффициент, учитывающий место расположения выпуска (для берегового выпуска ξ = 1, для руслового ξ = 1,5); φ– коэффициент извилистости русла, определяемый как отношение длины русла от выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию между этими сечениями по прямой; Е – коэффициент турбулентной диффузии. Коэффициент Е вычисляют по формуле

. (1.4)

Здесь υ_ср – средняя скорость течения воды в реке на участке между выпуском и расчетным створом, м/с; Н_ср – средняя глубина реки на том же участке, м.

Для определения кратности разбавления в расчетных створах следует применять формулу

n = (α Q + q)/q , (1.5)

Согласно «Правилам охраны поверхностных вод» расчетным створом называют створ, расположенный на проточных водоемах на 1 км выше по течению от ближайшего пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания и организованного отдыха, территория населенного пункта и т.п.), а на непроточных водоемах и водохранилищах – створы на расстоянии в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.

Для расчета разбавления сточных вод в озерах и водохранилищах можно пользоваться методами Руффеля и Лапшева.

Метод Н.Н. Лапшева применим для рассеивающих и сосредоточенных выпусков при скорости истечения сточных вод более 2 м/с. По этому методу предполагается, что выпуск находится на некотором удалении от берега, а глубина в месте устройства выпуска составляет более 30 диаметров выпускного отверстия. Наименьшее разбавление, наблюдающееся на расстоянии от места выпуска сточных вод в озеро или водохранилище, определяют по формуле

n = A(0,2L/d_o)^PS , (1.6)

где А – параметр, определяющий изменение разбавления при применении рассеивающего выпуска (при сосредоточенном выпуске А = 1); L – расстояние от места выпуска до расчетного створа; d_o – диаметр выпускного отверстия; Р – параметр, зависящий от степени проточности водоема и нагрузки сточных вод на него; S – параметр, определяемый относительной глубиной водоема.

Если известна скорость течения в озере или водохранилище, то

P = υ_п /(0,000015 υ_о + υ_п), (1.7)

где υ_п – скорость течения в проточном озере или водохранилище, м/с; υ_о – скорость истечения из выпуска, м/с.

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

. (1.8)

1.4. Условия выпуска производственных сточных вод в канализацию населенных пунктов

При расположении промышленных предприятий в городах или вблизи них, а также при решении о совместной очистке сточных вод группы предприятий промышленной зоны и близлежащего жилого массива загрязненные производственные сточные воды могут сбрасываться в городскую канализацию. Очистка смеси бытовых и производственных сточных вод в этом случае осуществляется на единых очистных сооружениях. В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую канализацию ограничен комплексом требований.

Выпускаемые в канализацию производственные сточные воды не должны:

– нарушать работу сетей и сооружений;

– содержать более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;

– содержать вещества, которые способны засорять трубы канализационных сетей или отлагаться на стенках труб;

– оказывать разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации;

– содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях;

– содержать вредные вещества в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем (с учетом эффективности очистки);

– иметь температуру выше 40 ^oС.

Производственные сточные воды, не удовлетворяющие указанным требованиям, должны подвергаться предварительной очистке. Степень этой очистки должна быть согласована с главой администрации самоуправления городом.

Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений городской канализации при совместной очистке производственных и бытовых сточных вод необходимо соблюдать ряд условий. Очищаемая смесь этих сточных вод в любое время суток не должна иметь:

– температуру ниже 6 и выше 30 ^oС;

– активную реакцию рН ниже 6,5 и выше 8,5;

– общую концентрацию растворенных солей более 10 г/л;

– БПК_полн более 500 мг/л при поступлении на биологические фильтры и аэротенки-вытеснители и более 1000 мг/л при поступлении в аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды;

– нерастворенных масел, а также смол и мазута;

– биологически жестких синтетических ПАВ (практически не окисляющихся на сооружениях биологической очистки).

При совместной биологической очистке производственных и бытовых сточных вод химическое потребление кислорода (ХПК) не должно превышать БПК_полн более чем в 1,5 раза. Минимальное содержание биогенных элементов в смеси определяется из соотношения 100:5:1 (БПК_полн:аммонийный азот:фосфор). Если это соотношение не выдерживается, то перед сооружениями биологической очистки в сточные воды необходимо вводить дополнительное количество биогенных элементов в виде растворов аммиачной воды, фосфорнокислого калия и др.

Перечень веществ, удаляемых и не удаляемых в процессе биологической очистки, и их допустимые концентрации в водных объектах; концентрации веществ, мг/л, максимально допустимые для биологической очистки, расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ в производственных сточных водах, направляемых на очистные сооружения населенных пунктов, приведены в «Правилах приема производственных сточных вод в систему канализации населенных пунктов» (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Максимально допустимые концентрации веществ для биологической очистки

Вещество	С, мг/л	Вещество	С, мг/л
Акролеин	0,01	Азолят А	20
Алкомон ОС-2	10	Аллиловый спирт	3
Алюминий	5	Аммонийный азот	100
Анилин	6	Ацетальдегид	20
Ацетон	40	Бензойная кислота	15
Бензол	100	Бутанол	10
Бутилацетат	0,1	Бутиловый спирт	20
Ванадий	25	Винилацетат	100
Висмут	15	Выравниватель А	10
Гидразингидрат	0,1	Гидрохинон	15
Гликозин	30	Глицерин	90
Дибутилфталат	0,2	Диметиламин	0,7
Диметилацетамид	15	Диметилфенилкарбинол	1
Дициандиамид	100	Диэтаноламин	1
Диэтиламин	10	Железо	5
Жиры растительные и животные	50	Закрепитель ЦМ	5
Закрепитель ДЦУ	5	Закрепитель У-2	20
Изобутиловый спирт	100	Кадмий	0,1
Капролактам	25	Карбоксиметилцеллюлоза	по БПК
Кобальт	1	Ксилол	1
Красители сернистые	25	Красители синтетические	25
Крезол	100	Кротоновый альдегид	6
Латексы	10	Малеиновая кислота	60
Масляная кислота	500	Медь	0,5
Метазин	10	Метанол	30
Метилметакрилат	500	Метилстирол	1
Метилэтилкетон	50	Моноэтаноламин	5
Мочевина (карбамид)	по БПК	Мышьяк	0,1
Нефть и нефтепродукты	25	Никель	0,5
Олово	10	Полиакриламид	40
Поливиниловый спирт	20	Поливинилацетатная эмульсия	10
Пропанол	12	Пропиловый спирт	12
Резорцин	12	Ртуть	0,005
Свинец	0,1	Селен	10
Сероводород	1	Сероуглерод*	5

Окончание табл. 1.3

Вещество	С, мг/л	Вещество	С, мг/л
Синтетические поверхностно-активные вещества:
анионные**	20	неионогенные**	50
Стронций	26	Сульфиды***	1
Солесодержание (растворенных солей)	10000	Стирол	10
Сурьма	0,5	Тиомочевина	10
Титан	0,1	Толуол	15
Трилон Б	20	Трикрезилфосфат	40
Триэтаноламин	5	Уксусная кислота	45
Этилаацетат	13	Фенол	15
Формальдегид	100	Фталевая кислота	0,5
Хром (III)	2,5	Хром (VI)	0,1
Хромолан	10	Цианиды	1,5
Цинк	1	Эмукрил	10
Этанол	14	Этамон ДС-10	10
2-этилгексанол	6	Этиленгликоль	1000
Эпихлоргидрин	5

* Только в связанной форме.

** Не относящиеся к биологически «жестким», при значении их биораспада более 80 %.

*** Допустимая концентрация сульфидов в канализационных сетях, установленная из условия предотвращения коррозии трубопроводов, составляет 1,5 мг/л.

Примечания:

1. Значение допустимой концентрации учитывает содержание веществ в нерастворенной и растворенной форме (в натуральной пробе сточных вод).

2. Интенсивность окраски производственных сточных вод должна быть такой, чтобы окраска исчезала при 16-кратном разведении.