|
Вопросы и задания к разделу 1 |
|
1. |
Что понимают под загрязнением атмосферного воздуха? |
|
2. |
Перечислите виды загрязнения атмосферного воздуха. |
|
3. |
Как делятся загрязнения в зависимости от масштабов? |
|
4. |
Какими бывают выбросы в атмосферу? Перечислите, дайте |
|
С |
|
|
определения, приведите примеры. |
||
5. |
Как подразделяют источники в зависимости от геометриче- |
|
ских особенностей? |
|
|
6. |
Как класс ф ц руются выбросы вредных веществ в атмосфе- |
|
распределение11. Оп ш те |
концентрации вредных веществ в ат- |
|
ру по агрегатному состоянию? |
|
|
7.Какподразделяютсяисточникивыбросавзависимостиотвысоты? |
||
8. |
Что пон мают под рассеиванием вредных выбросов? |
|
9. |
Что оказывает влияние на процесс рассеивания выбросов? |
|
10. Что определяет горизонтальное и вертикальное перемещение примесей?
мосфере над факелом организованного высокого источника выброса.
12. |
Сколько зон загрязнения атмосферы выделяют по мере уда- |
||
ления от трубы в направлении распространения выбросов? |
|||
13. |
В каких нормативных документах отражены вещества, которые |
||
могут содержаться в продуктах питания, воздухе, почве, воде? |
|||
14. |
Что называют предельно допустимой концентрацией? |
||
15. |
|
Д |
|
Какие нормы используются для регулирования выбросов |
|||
вредных |
веществбАв атмосферу? |
||
16. |
Выполнив задания, расскажите, чем отличаются горячие и |
||
холодные выбросы? |
|
|
|
17. |
Выполнив задания, расскажите, чем отличаются выбросы из |
||
высоких и низких источников? |
|
И |
|
|
|
||
18. |
Выполнив задания, расскажите, от каких показателей зависят |
||
нормативно допустимые выбросы? |
|
||
19. |
Выполнив задания, расскажите, как определяется категория |
||
опасности предприятия? |
|
|
|
20. |
Выполнив задания, расскажите, сколько веществ используют |
||
при расчете ИЗА? |
|
|
|
21. Выполнив задания, расскажите,чтовлияетна определение СЗЗ?
53
Раздел 2. ОЦЕНКА УСЛОВИЙ СПУСКА СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЁМЫ
Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств.
Различают химическое, биологическое и физическое загрязнение.
Наиболее часто встречается химическое и биологическое (бактери-
альное) загрязнен е вод, значительно реже наблюдается физическое: |
|
щелочи |
|
радиоакт вное, механ ческое, тепловое. |
|
СХ м ческое загрязнение – наиболее распространенное, стойкое и |
|
далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, |
|
нафтеновые к слоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, ки- |
|
слоты, |
бактер |
), токс чным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кад- |
|
мия и др.) |
нетокс чным. |
Бактер альное загрязнение выражается в появлении в воде па- |
|
тогенных |
й, в русов (до 700 видов), простейших, грибов и др. |
|
А |
Этот вид загрязнения носит временный характер. Весьма опасно со- |
|
держание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактив- |
|
ных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее |
|
вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие по- |
|
вышенной способностью к передвижению в воде. |
|
|
Д |
Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду |
|
различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.
Тепловое загрязнение связано с повышениемИтемпературы вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. По существующим санитарным нормам температура водоема не должна повышаться более чем на 3 °С летом и 5 °С зимой [5].
Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод – промышленных, коммунально - бытовых, коллекторно - дренажных и др. Важнейшей водоохранной задачей в условиях промышленной и хозяйственной деятельности общества является установление допустимых нагрузок на водные объекты при водопользовании и водопотреблении.
54
Водопользование – это использование воды без изъятия ее из мест естественной локализации. В основном водопользователями являются рыбное хозяйство, гидроэнергетика, водный транспорт.
Водопотребление – это использование воды, связанное с изъятием ее из мест локализации с частичным или полным безвозвратным расходованием или с возвращением в источник водозабора в загрязненном состоянии. Основными водопотребителями являются сельское хозяйство, промышленное производство, культурно-бытовое хозяйство. В зав с мости от категории водопользования предъявляются соот-
СВ ды водопользования на водных объектах определяются оргаМПР РФ подлежат утверждению органами местного само-
ветствующ е требован я к качеству воды.
намизование водных о ъектов или их участков в качестве источников хозяйственнотьевого водосна жения, а также для снабжения пред-
управлен я субъектов РФ [2].
должна иметьблагоприятныеорганолептические свойства.
К хозяйственнотьевому водопользованию относится исполь-
прият й п щевой промышленности. В соответствии СанПиН
2.1.4.1074-01 п тьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, езвредна по химическому составу и
ние водных объектовАдля купания, занятия спортом и отдыха населе-
К культурноытовому водопользованию относится использова-
из трёх категорий: Д - к высшей категории относят места расположения нерестилищ,
ния. Требования к качеству воды, установленные для данного водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест, независимо от других видов водопользования на этих участках.
массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов, охранные зоны хозяйств любого типа для разведения и выращивания рыб, других водных животных и
Рыбохозяйственные водные объекты могут относиться к одной И
растений; - к первой категории относят водные объекты, используемые для
сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода;
- ко второй категории относят водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей [3].
55
Существуют два подхода к ограничению содержания загрязняющих веществ в сбросах. Подход, практикуемый в России, заключается в том, что приоритетным условием является соблюдение условия
> ПДК, т. е. предприятие должно обеспечить такое поступление за- Сгрязняющих веществ в природную среду (сброс), при котором эти ве-
щества смогут рассеяться до неопасных концентраций (ПДК) в опре-
деленных местах. Предельно допустимые концентрации в воде – это такие нормат вные показатели, при которых исключается неблагопри-
ятноеПривл ян е как х-л бо веществ на организм человека и которые ограничивают хозяйственно-питьевое, культурно-бытовое и другие виды водопользован я.
Нормат вно допустимым с росом называют максимальные объ-
ведут к превышен ю х ПДК в сфере влияния источника загрязнения.
ёмы поступающбАх веществ в единицу времени в водоём, которые не
расчетах уч тывают фоновую концентрацию загрязняющих веществ, создаваемую другими источниками, исключая данный. За фоновую концентрац ю Сф (мг/м3) принимается такое значение концентрации, которое превышается не более чем в 5% случаев от обще-
го количества на людений за последние 5 лет.
Условие С > ПДК в установленном створе может быть обеспечено, если содержание вредных веществ в стоках (нормативно допусти-
мый сброс – НДС) гарантируетсяДразбавлением их до неопасных концентраций. Обеспечение этих нормативов для каждого источника и для каждого отдельного вещества (с учетом эффекта суммации) явля-
ется конкретной задачей предприятия. Таким образом, если ПДК являются нормативами на содержание загрязняющих веществ в природной среде, то НДС – нормативами на их поступлениеИ[6].
Примеры расчета
Определение необходимой степени очистки сточных вод
Пример 1. Установить целесообразность строительства химического завода в городе К, если спуск сточных вод этого предприятия намечается в реку Н ниже границы города. При санитарном обследовании водоёма обнаружено, что ниже намечаемого спуска сточных вод на расстоянии 3 км находится населённый пункт В, который использует воду реки Н для культурно - бытовых целей; питьевое водоснабже-
56
ние осуществляется из артезианской скважины.
Сведения о сточных водах проектируемого предприятия. Сред-
ний расход сточной жидкости q = 0,5 м3/с. Состав стока: бензол – 0,7 мг/л; нитробензол – 0,5 мг/л; ксилол – 0,08 мг/л; ПАВ – 0,1 мг/л.
Данные исследования реки. Средний расход воды в реке на участке от города до пункта В Q = 50 м3/с, средняя скорость течения
V = 0,2 м/с, средняя глубина 1,2 м. Санитарные анализы воды реки Н на подступах к городу отвечают требованиям ГОСТ 17.1.303–77:
Р бензола = 0,1 мг/л; Ср |
ннтробензола = 0,15 мг/л; Ср ксилола = 0; Ср ПАВ = |
||||||||||||||||||
= 0,17 мг/л. Выпуск сточных вод проектируется в стержень реки. |
|||||||||||||||||||
Ход решен я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.Коэфф ц ент тур улентной диффузии: |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Vср∙Нср |
|
|
|
0,2∙ 1,2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2. Коэфф ц |
ент, учитывающий гидравлические условия смеше- |
||||||||||||||||||
Е = |
|
|
|
|
|
|
|
= |
200 |
|
= 0,0012. |
||||||||
и200 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ния при выпуске сточных вод в стержень реки = 1,5; =1 для прямо- |
|||||||||||||||||||
го участка от К до В: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0012 |
|
|||||
|
= |
∙ |
∙ |
|
|
|
|
|
= 1,5∙1∙ |
= 0,2. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
3. Коэффициент смешения при L = 3 - 1 = 2 км: |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
бА1 − 1 −0,0926 |
||||||||||||||||||
|
= |
|
∙ |
= |
|
1+ |
50∙0,0926 |
= 0,0884; |
|||||||||||
|
1+ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0,5 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
4. |
Группируем вредные вещества по их лимитирующему при- |
||||||||||||||||||
= |
2,72 |
|
∙ √ |
|
|
= |
|
Д∙0,2∙ √2 = 0,0926. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,72 |
|
И |
||||||
знаку вредности.
I – санитарно - токсикологический: бензол, нитробензол;
II – органолептический: ксилол, ПАВ. |
|
∙ . |
|
|||
5. Концентрация веществ у пункта В: |
|
|||||
Cn.вод.n = |
∙ |
cт.n + |
∙ |
; |
||
|
+ |
∙ |
|
|||
Cn.вод.бензола = |
0,5∙0,7+0,0884∙50∙0,1 |
= 0,61,мг/л; |
||||
0,5+0,0884∙50 |
|
|||||
57
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5∙0,5+0,0884∙50∙0,15 |
||||||||||||||
|
.вод.нитробензола = |
|
0,5+0,0884∙50 |
|
|
|
|
= 0,1855,мг/л; |
|||||||||||||||
|
|
Cn.вод.ПАВ = |
0,5∙0,1+0,0884∙50∙0,17 |
|
= 0,163,мг/л; |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0,5+0,0884∙50 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
n.вод.ксилола |
|
0,5∙0,08+0,0884∙50∙0 |
|
= 0,0081,мг/л. |
|||||||||||||||||
|
6.C оставляем= |
уравнения для веществ |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5+0,0884∙50 |
|
одного лимитирующего |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
признака, пользуясь пр |
л.5, 6: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Сn.вод.бензола Cn.вод.нитробензола 0,161 0,1855 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
условия |
|
|
= 0,5 |
|
+ |
|
0,2 = 1,2495 > 1; |
||||||||||||||||
|
ПДКбензола + ПДКн тробензола |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
n.вод.кс лола |
|
Cn.вод.ПАВ |
|
0,0081 |
|
|
0,163 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
+ |
|
|
|
|
= |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
= 0,9775 < 1. |
||||||
|
Ответ: так |
|
ПДКПАВ |
|
0,05 |
0,2 |
|
||||||||||||||||
|
|
ПДКкс лола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
3 бА |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
как |
|
спуска сточных вод не обеспечивают |
|||||||||||||||||
нормальное сан тарное состояние реки Н на подступе к пункту В, то строительство х м ческого завода нецелесообразно в городе К.
Пример 2. Сточная вода, поступающая в реку Н ниже города А, содержит нефтепродукты в количестве 0,3 мг/л. Определить концентрацию нефтепродуктов перед расчётным пунктом водопользования К, находящимся на расстоянии 10 км ниже города А, и кратность раз-
бавления стока. Средний расход стоков 0,11 м3/с. |
|
|||||||
|
|
|
|
Д |
||||
Данные исследования реки. |
Средний расход воды в реке |
|||||||
Q = 70 м /с, средние скорости течения на отрезках 1, 5, 8 км участка |
||||||||
АК составляют 1,3; 1,0; 1,5 м/с при средних глубинах 3, 4, 2 м. Коэф- |
||||||||
фициент извилистости реки равен 1,2. Концентрация нефтепродуктов |
||||||||
в реке 0,01 мг/л. Выпуск стоков производится у берега. |
|
|||||||
Ход решения |
|
|
|
|
|
|
||
1.Коэффициент турбулентной диффузии при |
|
|||||||
|
|
|
∙ ∙Н |
L = 10 – 1 = 9 км |
|
|
||
|
|
|
|
∙ ∙Н |
И∙ ∙ Н |
|||
|
Е = |
200∙ |
+ |
200∙ |
+ |
200∙ |
= |
|
|
|
1∙1,3∙3+5∙1∙4+8∙1,5∙2 |
|
|||||
2. |
= |
|
|
200∙9 |
|
= 0,0266. |
||
|
Коэффициент, учитывающий гидравлические условия смеше- |
|||||||
ния при выпуске сточных вод у берега реки = 1; =1,2 по условию:
58
|
|
|
= |
∙ |
|
|
∙ |
|
|
= 1∙1,2∙ |
0,0266 |
|
= 0,7476. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
3. Коэффициент смешения: |
|
|
|
0,11 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
= |
|
|
|
1 − |
|
|
= |
|
|
1 −0,5717 |
|
|
= 0,0012; |
|
|
|||||||||
|
1+ |
∙ |
|
|
1+70∙0,5717 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0,11 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. |
|
|
= |
|
|
|
|
∙ √ |
= |
|
|
∙0,7476∙ √9 = 0,5717. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2,72 |
|
|||||||||||||||||
С2,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Концентрац я нефтепродуктов перед расчётным пунктом К: |
||||||||||||||||||||||||
.вод.n = |
|
∙ |
cт. |
+ |
∙ |
∙ . |
= |
0,11∙0,3+0,0012∙70∙0,01 |
= |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
+ |
∙ |
|
|
|
|
0,11+0,0012∙70 |
|
|||||||||||||
и= 0,176,мг/л; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ПДКнефтепродуктов органолепт = 0,1 мг/л; Сп вод нефтепродуктов > ПДКнефтепродуктов, |
|||||||||||||||||||||||||
т.е. состоян е водоема по этому показателю неблагополучное. |
|
||||||||||||||||||||||||
5. Кратность раз авления стока: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Ответ: = |
|
|
∙ |
+ |
= |
0,0012∙70+0,11 |
= 1,74раз. |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,11 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
концентрация нефтепродуктов перед расчётным пунк- |
||||||||||||||||||||||
том К С .водб. = 0,176мг/лА, кратность разбавления стока n = 1,74 раз. |
|||||||||||||||||||||||||
|
Расчёт кратности разбавления сточных вод |
|
|||||||||||||||||||||||
Пример 3. В реку N в относительной близости друг от друга ор- |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
ганизовано несколько выпусковДсточных вод, содержащих метанол. Концентрации метанола в каждом стоке составляют 0,01; 0,03; 0,02 мг/л при средних расходах стоков 0,01; 0,02; 0,01 м3/с соответственно. Определить предельную концентрацию метанола в общем сто-
ке, концентрацию метанола в пункте водопользования А, находящемся в 20 км ниже последнего спуска сточных вод, если концентрация метанола в реке 0,0002 мг/л; ПДК сан.-токс.метанола = 3 мг/л; средний расход воды в реке на прямом участке от последнего места спуска до пункта А 60 м3/с; средняя скорость течения 0,2 м/с; средняя глубина 4 м. Сделать вывод о возможной очистке сточных вод перед выпуском их в реку. Выпуск стоков производится у берега.
59
Ход решения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Суммарный сток qсум |
= q1 |
+ q2 |
+ q3 |
= 0,01 + 0,02 + 0,01 = |
||||||||||
= 0,04 м3/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. редняя концентрация метанола в общем стоке: |
||||||||||||||
|
Cст.сред = |
|
|
∙ |
cт. |
|
+ |
|
∙ cт. |
+ ∙ cт. |
= |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сум |
|
|
|
|
= 0,01∙0,01+0,02∙0,03+0,01∙0.02 = |
|||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
0,04 |
|
|
|
|
||
к0,0008∙60онцентрация |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3. |
= 0,0225мг/л. |
загрязнения в стоке: |
||||||||||||
|
Предельная |
∙ |
|
|
|
|
|
|||||||
|
ст.пред = |
ПДКметанола − Сp + ПДКметанола = |
||||||||||||
|
|
сум |
∙ (3− 0,0002)+3 = 6,6мг/л. |
|||||||||||
Коэфф=ц ент тур |
||||||||||||||
|
0,04 |
улентной диффузии: |
|
|
|
|||||||||
|
бVср ∙ Нср 0,2∙4 |
|
|
|
||||||||||
|
|
Е = |
200 |
= |
200 |
|
= 0,004. |
|
|
|||||
Коэффициент, учитывающий гидравлические условия смеше- |
||||||||||||||
ния: = 1 при выпуске стоков у |
ерега; = 1 для прямого участка. |
|||||||||||||
|
|
|
А0,004 |
|
||||||||||
|
= |
∙ |
∙ |
|
|
= 1∙1∙ |
|
|
= 0,463. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д1 = 19 км. |
|||||||
Коэффициент смешения при L = 20 –0,4 |
|
|
|
|||||||||||
4.Сст.пред = 6,6 мг/л; Сст.сред = 0,02 мг/лИ; Сст.пред > Сст.сред – сбра-
сывать можно без дополнительной очистки.
5.Проверочный расчёт концентраций метанола возле пункта водопользования А:
|
сум ∙ |
cт.сред + |
∙ |
∙ |
.вод = |
|
сум + |
∙ |
= |
60
|
|
0,04∙0,02+0,0008∙60 ∙0,0002 |
мг |
|||||
р = 0,0002 мг/л; |
= |
|
метанола 0,04+ 0,0008∙60 |
= 0,0092 |
л |
; |
||
|
ПДК |
= 3 мг/л. |
|
|
|
|
||
Ответ: концентрация загрязнений |
|
и Ср меньше ПДК, сле- |
||||||
довательно, выпуск сточных вод |
допускается. |
|
|
|
||||
|
.вод |
|
|
|
||||
С |
|
|
|
|
|
|
||
Пример 4. |
Определить кратность разбавления сточных вод в |
|||||||
расчетном створе, если планируется сбрасывать в водоток сточные воды промышленного предприятия с максимальным расходом
воду водотока для купания и отдыха.
ризуетсяq = 1,7 м3/с. Н же по течению от планируемого берегового выпуска сточных вод на расстоянии 3 км находится поселок, использующий
Водоток на этом участке, по данным Госкомгидромета, характе-
1.ТакбАкак водоток используется как водный объект второй категории, предназначенный для культурноД-бытового водопользования, расчетный створ устанавливается за 1 000 м до границы поселка, где вода должна отвечать санитарным требованиям применительно к данному виду водопользования.
В этом случае расстояние, принимаемое для расчета длины уча-
стка разбавления: L = 3 000 – 1 000 = 2 000 м.И
2.Определим коэффициент турбулентной диффузии
3. Поскольку выпуск береговой ξ = 1, а извилистость русла слабо
выражена φ = 1, определим α
Α= ξ · φ · (E/q)1/3 = 1 · 1 · (0,02/1,7)1/3 = 0,23.
61
4. Для упрощения вычисления коэффициента смешения предварительно вычислим:
exp (- α·(L)1/3) = exp (- 0,23·(2000)1/3) = 0,056,
тогда коэффициент смешения рассчитываем по формуле
γ = (1 – exp (- α·(L)1/3))/(1 + Q/q · exp (- α·(L)1/3)) = = (1 – 0,056)/(1 + (37/1,7) · 0,056) = 0,429.
5. Кратность разбавления сточных вод будет равна:
|
N = (γ · Q + q)/q = (0,429 · 37 + 1,7)/1,7 = 10,3. |
|
С |
|
|
Ответ: кратность раз авления сточных вод в расчетном створе |
||
водотока должна составлять |
10,3. |
|
Расчёт раз |
сточных вод в водохранилище |
|
авления |
|
|
Пр мер 5. В водохранилище, имеющем среднюю глубину 7 м, у |
||
пологого |
спускают сточные воды в количестве 0,057 м3/с. Сле- |
|
Нср = 5,5 м. Из полученной точки проводим горизонталь до пересечения с наклонной линией, соответствующей nнач = 4,53. Далее поднимаем вертикальную линию до пересечения с верхней абсциссой, где находим полное разбавление, равное 48 раз.
дует определить раз авление у места водопользования, находящегося |
||||
берега |
||||
в 6 км от места выпуска. Средняя глубина на участке 200 м оказалась |
||||
равной 5,5 м. |
|
|
|
|
Ход решения |
|
|
||
1.Начальное разбавление: |
|
|||
|
|
|
А |
|
нач |
|
+0,0118∙Нср |
0,057+0,0118∙5,5 |
|
2. На номограмме (прил. 11) находим точку L = 6 км и проводим |
||||
n = |
|
+0,00118∙Hср = |
0,057+0,00118∙5,5 = 4,5раз. |
|
вертикаль |
вверх до пересечения с кривой, соответствующей |
|||
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
И |
Ответ: полноеразбавление уместаводопользованияnполн =48 раз.
Расчёт полного разбавления при глубинном выпуске сточных вод
Пример 6. В водохранилище намечен спуск сточных вод в количестве 0,057 м3/с с глубоким выпуском на расстоянии 240 м от берега.
62
Средняя глубина на расстоянии от берега до выпуска сточных вод составляет 5,5 м. Определить степень разбавления стока.
Ход решения
1. Начальное разбавление:
нач |
|
+0,0087∙ Нср |
|
0,057+0,0087∙5,5 |
|
|
На номограмме (прил. 12) на нижней оси абсцисс находим точ- |
||||
2. |
= |
+0,000435∙Hср |
= |
0,057+0,000435∙5,5 |
= 4,54 раз. |
СИз этой точки подн маем вертикаль до пересечения с кривой, соответствующей средней глубине Нср = 5,5 м. Из полученной точки проводим гор зонтальную линию до пересечения с наклонной линией начального разбавлен я nнач = 4,54. Из этой точки поднимаем вертикаль до пересечен я с верхней а сциссой, на которой отмечаем пол-
ку, соответствующую расстоянию места выпуска от берега: L = 240 м.
ное разбавлен е, равное 37,5 раз.
авлениеОтвет:полноераз уместаводопользованияnполн=37,5раз.
РасчётбАо щесанитарных и органолептических
показателей вредности
Пример 7. При проектировании предприятия в городе К намечается спуск сточных вод в реку Ш с q1=0,5 м3/с. Кроме спуска производственных сточных вод в связи с каналированием города К осуществляется спуск бытовых сточныхДвод с q2 = 0,1 м3/с. На расстоянии 4,5 км от города К находится населённый пункт В, который использует воду реки Ш для культурно-бытовых целей.
Определить концентрацию органических веществ (в БПКполное) в сточных водах, при которой обеспечивается выполнение санитарных требований по БПК для населённых пунктовИ. Расход воды в реке 30 м/с, средняя скорость течения 0,64 м/с, коэффициент смешения на участке KB равен 0,23. Биохимическое потребление кислорода БПКполное производственных сточных вод при разбавлении (1:100) составляет 66 мг/л, бытовых стоков – 230 мг/л. Концентрация растворённого кислорода в реке – 9,5 мг/л, БПКполное = 2,4 мг/л. Константа потребления кислорода органическими веществами составляет 0,08. Полученный результат сопоставить с необходимой обеспеченностью растворённым кислородом речной воды.
63
Ход решения
1. Так как к производственным сточным водам добавляются бытовые стоки с другой концентрацией органических веществ, определяем БПКполное смеси сточных вод: qсум = q1 + q2 = 0,5 + 0,1 = 0,6, м3/с;
|
ст.сред |
= |
∙ |
|
cт. |
+ |
|
|
∙ |
cт. |
|
= |
|
0,5∙66+0,1∙230 |
= 93 мг/л. |
||||||||||||
|
2. |
|
|
|
|
|
|
сум |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|||||
|
|
Время продв жения воды от места спуска сточных вод до рас- |
|||||||||||||||||||||||||
чётного пункта водопользования В: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Сср |
|
3 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
= |
|
ср |
= |
0,64 |
|
|
= 5 470 с~2ч~0,083 сут; |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
∙ , |
= 0,98; |
|
|
|
||||||
Lcp – расстоян е от 10 |
|
= 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
места выпуска сточных вод до створа перед пунк- |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
бА |
|
|
|
||||||||||||||||||||
том водопользован я, L |
= 4,5 – 1 = 3,5 км = 3 500 м. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
3. Определяем Сст |
для населённого пункта В, Cпред.доп = 6 мг/л |
|||||||||||||||||||||||||
(БПКполное), по анал зам Ср = 2,4 мг/л (БПКполное), k1 = k2. |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
Сст = |
|
∙ |
|
|
|
Сст.пред − С |
|
∙10 |
+ |
Cпред.доп |
= |
|||||||||||||||
|
сум ∙10 |
|
|
10 |
мг |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
0,23∙30 |
∙(6 −2,4∙0,98)+ |
6 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
т.е. |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 48,93ст.сред, |
|
||||||||||||||||
|
0,6∙0,98 |
0,98 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
||||||||
|
БПК сточных вод должно быть снижено с С |
|
= 93 мг/л до |
||||||||||||||||||||||||
Сст = 49 мг/л. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4. Проверяем обеспеченность растворённым кислородом (не ме- |
||||||||||||||||||||||||||
нее 4 мг/л): |
|
|
|
Сст = 2,5 |
|
|
∙ |
Др − 0,4∙Сp − 4 − 10 = |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сум |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2,5∙ |
0,23∙30 |
|
∙(9,5−0,4∙2,4− 4)− 10 = |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Ответ: |
|
|
|
|
= 120,5 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
содержание в речной воде не менее 4 мг/л растворённого |
||||||||||||||||||||||
кислорода может быть обеспечено |
лпри спуске вИрекуШ проектируемого |
||||||||||||||||||||||||||
количества сточных вод, |
даже значительно более концентрированных |
||||||||||||||||||||||||||
(БПКполное = 120,5 мг/л), чем предполагается проектом (БПКполное = 93 мг/л). Таким образом, кислородный режим рекиШ не лимитирует спуск сточных вод проектируемого объекта (городаКи предприятия).
64
Пример 8. В водохранилище намечен спуск сточных вод в количестве 0,04 м3/с с глубоководным выпуском на расстоянии 300 м от
берега. редняя глубина на расстоянии от берега до выпуска сточных вод составляет 6 м, средняя скорость течения – 0,1 м/с. Биохимическое потребление кислорода (БПКполное) сточных вод при разбавлении
С(1:100) составляет 70 мг/л. Концентрация растворённого кислорода в
водохранилище – 8 мг/л, БПКполное = 1,6 мг/л. Константа потребления кислорода орган ческ ми веществами составляет 0,1.
Определ ть концентрацию органических веществ (в БПКполное) в сточных водах, при которой обеспечивается выполнение санитарных требован й по БПК для населённого пункта, находящегося в 30км от места выпуска, спользующего воду из водохранилища для централизо-
ванноговодоснабжен я. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Ход решен я |
|
|
|
|
|
0,04+0,0087∙6 |
||||||||||
1. |
Начальное раз |
|
|
|
: |
|
||||||||||
авление+0,0087∙Нср |
= |
|||||||||||||||
2. |
По = |
+0,000435∙ Hср |
0,4+0,000435∙6 = 6,34раз. |
|||||||||||||
|
нач |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
номограмме прил. 12 находим полное разбавление |
||||||||||||||
при L = 300 м: nполное = 55 раз. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3. |
L = 30 – 1 = 29 км. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Lср |
29 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
= |
|
бА= = 290000 с~80,55ч~3,35сут; |
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
Vср |
0,1 |
|
|
|
|
= 0,462; |
|
|
|||
4. |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
= 10 |
, ∙ , |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Сст = ( полное |
|
|
∙10 |
+ Cпред.доп = |
||||||||||||
|
) Сст.пред −С |
|||||||||||||||
|
|
55− 1 |
|
|
|
|
|
|
Д3 |
|||||||
= |
0,462 |
∙ (3− 1,6∙0,462)+ |
0,462 |
= 270,74 мг/л. |
||||||||||||
Сст > БПК сточных вод (270,74 > 70).
Следовательно, на пути движения воды к расчётному пункту
большое разбавление (55 раз) и самоочищение воды от поступившего |
|
в неё органического загрязнения происходит без специальных меро- |
|
приятий по биологической очистке. |
И |
5.Проверяемобеспеченностьблагоприятногокислородногорежима
Сст = 2,5∙(nполное – 1)∙(Оp – 0,4∙Cp – 4) – 10 =
= 2,5∙(55 – 1)∙(8 – 0,4∙1,6 – 4) – 10 = 443,6 мг/л.
Ответ: спуск сточных вод не нарушает кислородный режим.
65
Пример 9. В водоток с расходом Q = 23 м3/с после очистных сооружений сбрасываются очищенные сточные воды с расходом q = 0,8 м3/с. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистные сооружения, Сст = 220 мг/л. Концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до места сброса ф = 2 мг/л. Коэффициент смешения для рассматриваемого участка водотока γ = 0,71. Водный объект относится к рыбохозяйственной 1-й категор .
Определ ть концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде, разрешенной к сбросу, и потребную эффективность
|
сточных вод по взвешенным веществам. |
|
|
|
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Ход решен я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1. Концентрац я взвешенных веществ в очищенной сточной во- |
|||||||||||||||
де состав |
т |
|
|
|
|
|
0,71∙23 |
|
гм |
||||||
очистки∙ |
|
|
|||||||||||||
оч |
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разрешенной увеличение содержания взвешенных веществ в |
||||||||||||||
гдеСr –= |
∙ |
|
− 1 + |
|
= 0,25∙ |
|
|
0,8 |
|
− 1 |
+2 = 6,85 л , |
||||
воде водного |
|
ъекта, |
для ры охозяйственного |
водопользования |
|||||||||||
1-й категории 0,25 мг/л. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2. |
|
|
|
|
эффективность очистки сточных вод по взве- |
||||||||||
|
Необходимая |
|
|
|
|
|
|
||||||||
шенным веществам |
|
|
220− 7 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Сст∙−Соч |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
А |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточ- |
|||||||||||||
Ответ:Э = |
|
Сст |
∙100 % = |
220 |
∙100 = 97 %. |
||||||||||
ной воде составит Соч = 7 мг/л, а эффективность очистки сточных вод |
|||||||||||||||
по взвешенным веществам Э = 97 %. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Пример 10. Определить необходимую степень очистки сточных |
|||||||||||||||
вод по БПКполн |
|
|
|
Д |
|||||||||||
для водного объекта, который используется для куль- |
|||||||||||||||
турно-бытовых нужд населения. Константа скорости потребления ки- |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||
слорода водой водотока kв = 0,1; константа скорости потребления кислорода сточной водой kст = 0,16. Расход водотока Q = 39 м3/с, сточных вод q = 2 м3/с, средняя скорость течения водотока Vср = 1,4 м/с, средняя глубина водотока Нср = 1,4 м, расстояние от места выпуска сточных вод до территории населенного пункта 2,8 км. БПКполн воды водотока до места сброса сточных вод Св = 1,7 мг/л, неочищенных сточных вод Са = 450 мг/л, СПДК =5 мг/л.
66
Ход решения
1. Коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения при выпуске сточных вод у берега
|
|
|
|
= ∙ |
|
∙ |
|
|
|
|
|
= 1∙1,2∙ |
0,0098 |
= 0,2. |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vср ∙ Нср |
|
|
1,4∙1,4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1. ОпределяемЕ = |
|
200 |
|
|
|
= |
200 |
= 0,0098. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
коэффициент смешения |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
С1 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 −0,089 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
= |
1+ |
|
∙ |
|
|
|
|
= |
1+39∙0,089 |
2 |
= 0,333; |
|
||||||||||||||||
|
|
= |
|
1 |
|
|
∙ √ |
|
|
= |
|
|
1 |
|
∙0,2∙ |
1,8 |
= 0,089. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2,72 |
|
|
|
L = |
2,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
и2,8 – 1 = 1,8. |
|
|
|
Cпдк |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
3. Вел ч на БПКполн сточных вод |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
Сст = |
|
|
|
|
∙ |
ст |
|
Спдк − Св ∙10 |
в |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
сум ∙10 |
|
|
+10 |
ст = |
|
||||||||||||||||||||||||
= |
0,333∙39 |
∙ (5− 1,7∙0,997)+ |
5 |
|
= 26,62 |
мг |
. |
|
||||||||||||||||||||||
|
2∙0,994 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,994 |
|
|
|
|
л |
|
||||||
ВремябАпродвижения воды от места спуска сточных вод до рас- |
||||||||||||||||||||||||||||||
чётного пункта водопользования В: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
= |
|
|
ср |
= |
|
1800 |
= 1 286с~0,36ч~0,015сут |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ср |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
10 |
|
|
ст |
= 10 |
|
, |
|
∙ , |
= 0,994; |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
, ∙ |
, |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
10 |
|
= 10 |
|
|
|
|
= 0,997; |
|
|
|
|
||||||||||||||
4. Необходимая эффективность очистки сточных вод |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Са∙− Сст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
450−26,62И |
|||||||||||||||||
|
Э = |
|
|
|
Са |
|
∙100% = |
|
|
450 |
|
∙100 = 94 %. |
полн |
|||||||||||||||||
Ответ: необходимая степень очистки сточных вод по БПК для водного объекта при концентрации в сточных водах Сст= 26,62 мг/л должна быть не менее 94 %.
67
Пример 11. В реку N, рН воды которой 7,2, щёлочность 2,9 мл нормального раствора кислоты, проектируется сброс кислых стоков с расходом 0,3 м3/с и титритной кислотностью 84 мл нормального раствора щёлочи. Коэффициент смешения сточных вод с речной водой
возле расчётного пункта водопользования составляет 0,4, расход воды в реке 72 м3/с.
Определить допустимую концентрацию кислоты в производственном стоке с учётом рН, щёлочности и карбонатного фонда воды.
Ход решен я |
|
|
1. |
одержан е в речной воде свободной углекислоты: |
|
lgC = 8,16 – pH + lgB = 8,16 – 7,2 + lg2,9 = 1,42; C = 101,42 = 26,44 мг/л. |
||
С |
|
|
2. |
Макс мальное количество кислоты, которое может быть до- |
|
бавлено к 1 л речной воды: |
|
|
Хк = 0,5 ∙ В – 0,01 ∙ С = 0,5 ∙ 2,9 – 0,01 ∙ 26,44 = 1,1856 мл |
||
нормального раствора |
на каждый литр речной воды. |
|
щёлочи |
|
|
|
бА |
|
3. Допуст мая концентрация кислоты в стоке при условии, что в
воде водоёма по сан тарным нормативам рН будет не менее 6,5:
ст |
∙ |
∙ |
к |
= |
0,4∙72 |
∙1,1856 = 113,818 мг/л |
С |
= |
|
0,3 |
нормального раствора щёлочи.
Ответ: концентрация кислоты в стоке 84 мл нормального рас-
твора щёлочи меньше расчётнойДдопустимой концентрации кислоты
113,818, следовательно, предварительная нейтрализация стока необязательна.
Пример 12. В водохранилище, рН воды которого 7,25, щёлочность 3 мл нормального раствора кислоты, проектируется сброс щелочных стоков с титритной щёлочностью 50 мл нормального раствора кислоты. При подходе к расчётному пункту водопользования наблюдается 30-кратное разбавление сточных вод. Определить допустимую концентрацию щёлочи в производственном стоке и сделать вывод о
необходимости предварительной нейтрализации стока. |
|
Ход решения |
И |
1. Находим максимальное количество щёлочи Хщ, которое может быть добавлено к 1 л воды водоёма с соблюдением санитарных требований:
рНводы водоёма = 7,25; Вщёлочность = 3 мл нормального раствора кислоты; по графику прил. 13 Хщ = 0,5 мл нормального раствора кислоты.
68
2. Сст = (nполное – 1) ∙ Хщ = (30 – 1) ∙ 0,5 = 14,5 мл нормального раствора кислоты.
Ответ: проектируемая щелочность 50 мл больше допустимой расчётной щёлочности 14,5 мл, следовательно, стоки нуждаются в
предварительной нейтрализации.
Стическ м (окраска, запах, содержание вредных веществ, температура), санитарно-токс колог ческим признакам вредности, показателю содержан я взвешенных веществ для населённого пункта со вторым видом водопользован я по следующим данным.
Пример 13. Определить выпуск сточных вод в реку на соответствие сан тарным требованиям с расходом q = 0,5 м3/с по органолеп-
Характер ст ка сточных вод. Окраска исчезает в столбике высотой 10 см при разведении 1:6. Плавающих примесей нет. Запах неопределённый, фенольный, исчезает при разведении 1:10. Содер-
|
взвешенных веществ 200 мг/л, фенола 2,2 мг/л, свинца |
|||||
жание |
|
|
||||
0,4 мг/л. Температура сточных вод (летом) 35 … 40 °С. |
||||||
Характер ст ка реки. Расход воды – 30 м3/с, коэффициент |
||||||
смешения от места спуска до пункта водопользования – 0,23. Со- |
||||||
держание взвешенных веществ – 8 мг/л, свинца – 0,02 мг/л, фенол |
||||||
отсутствует. Температура воды для наиболее тёплого летнего месяца |
||||||
15 °С. |
|
|
|
|
|
|
Ход решения |
|
|
|
|
||
1.РазбавлениебсточныхАвод у пункта водопользования |
||||||
|
|
∙ |
+ |
|
0,23∙30+0,5 |
|
|
Органолептические показатели вредности. |
|||||
2. |
= |
|
= |
0,5 |
= 14,8раз. |
|
A. Запах. Запах исчезает при разбавлении 1:10, следовательно, |
||||||
|
|
|
|
|
Д |
|
качество воды по этому показателю не изменится. |
||||||
Б. Окраска. Так как по данным анализа окраска исчезает в стол- |
||||||
бике высотой 10 см при разведении 1:6, а при подходе к населённому |
||||||
пункту (со вторым видом водопользования) происходит разбавление в |
||||||
|
|
|
|
|
|
И |
14,8 раз, то качество воды не ухудшится.
B. Фенол. Независимо от вида водопользования содержание фенола в воде водоёмов у расчётного пункта не должно превышать 0,001 мг/л. Концентрация фенола в реке по условию Ср = 0.
Допустимая концентрация фенола в стоке:
69
|
|
|
Сст = |
|
∙ |
Сст.пред − Сp + пред.доп = |
|
|
|
|
0,23 ∙30 |
|
|
||
Так |
|
= |
|
|
∙(0,001− 0)+0,001 = 0,015мг/л. |
||
|
|
|
|||||
|
как в стоке содержится 2,2 |
мг/л фенола, что много больше |
|||||
С |
0,015 |
мг/л, то |
требуется тщательная очистка |
||||
расчётного |
значения0,5 |
||||||
сточных вод.
Г. Температура. Расчёт проводится с учётом санитарных требований, чтобы летняя температура речной воды не повышалась в ре-
|
жению |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
зультате спуска сточных вод более чем на 3 °С. |
||||||||||||||||||
|
|
|
Макс мальная допустимая температура сточных вод: |
|||||||||||||||
|
ст |
= |
|
∙ |
допуст |
+ |
|
= |
0,23∙30 |
|
+1 ∙3+15 = 56,4 . |
|||||||
|
|
|
|
+1 ∙ |
|
|
|
0,5 |
|
|||||||||
|
|
|
Так |
как температура сточных вод летом не повышалась выше |
||||||||||||||
40 °С, то меры к её пон |
|
|
|
не нужны. |
|
|||||||||||||
|
|
|
3. Сан тарно-токс кологический показатель вредности. |
|||||||||||||||
|
|
|
Допуст мая концентрация свинца в сточных водах с соблюдени- |
|||||||||||||||
ем санитарных тре ований к воде водоёмов у расчётного пункта во- |
||||||||||||||||||
допользования: |
= |
∙ |
|
Сст.пред - Сp |
+ |
|
пред.доп = |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Сст |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
бА0,23 ∙30 +2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
∙ |
|
|
Д |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сан(0,1. |
− 0,02)+0,1 = 0,5 мг/л; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ПДК |
|
|
ток Pb |
= 0,1 мг/л. |
||||||
|
|
|
Концентрация свинца0,5 |
в сточных водах 0,4 мг/л, расчётная вели- |
||||||||||||||
|
чина допускает большую его концентрацию в стоке, поэтому очистка |
|||||||||||||||||
|
сточных вод не требуется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
4. Показатель содержания в воде взвешенных веществ. |
|||||||||||||||
ст |
|
|
Для второго вида водопользования Сдоп = 0,75 мг/л (прил.14). |
|||||||||||||||
|
|
∙ |
допуст |
|
p |
|
|
|
0,23 ∙30 |
|
||||||||
С |
= |
|
|
|
+1 ∙C |
|
+ С |
= |
|
|
|
|
+1 ∙0,75+8 = 17,4мг/л. |
|||||
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
Ответ: в стоке содержится 200 мг/л взвешенных веществ, что |
|||||||||||||||
значительно превышает расчётное значение 17,4 мг/л, поэтому требуется тщательная механическая очистка сточных вод до их спуска в водоём.
70
Расчёт нормативно допустимого сброса
Пример 14. В среднюю равнинную реку со средней глубиной 2 м, средней скоростью течения 1,5 м/с, расходом воды 450 м3/с и ко-
эффициентом извилистости сбрасываются сточные воды с расходом |
|||||||||||||||||
1 м3/с, содержащие мышьяк, концентрация которого в речной воде до |
|||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
сброса 0,002 мг/л. Рассчитайте НДС и концентрацию мышьяка в сточ- |
|||||||||||||||||
ных водах, если в 2 км ниже сброса вода реки используется для куль- |
|||||||||||||||||
турно-бытовых целей (ПДК = 0,05 мг/л), а вода для производства за- |
|||||||||||||||||
бирается |
з реки выше сброса. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
нинных |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Ход решен я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
огласно услов |
ям задачи НДС следует найти в створе «недос- |
||||||||||||||||
таточного перемеш ван я», т.е. по уравнению: |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
НДС = q · (n · (ПДК - Ср) + Cp). |
|||||||||||
|
|
б1 А1 |
|||||||||||||||
1. Определ м коэффициент турбулентной диффузии, для рав- |
|||||||||||||||||
|
рек он равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Е = (Нср · Vср)/200 = 1,5 · 2 /200 = 0,015. |
||||||||||||||
2. Коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения, |
|||||||||||||||||
|
|
= |
|
∙ |
∙ |
|
= 1∙1,3∙ |
0,015 |
= 0,32. |
||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
3. |
|
= |
2,72 |
|
∙ √ |
|
|
= |
2,72 |
∙0,32∙ |
√1000 |
= 0,049. |
|||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
Коэффициент смешения |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
= |
|
1 − |
= |
|
1 − 0,041 |
= 0,049. |
|||||||||
|
|
1+ |
|
∙ |
|
|
|
Д0,041∙450 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||
4. Кратность разбавления1+ |
|
|
|
|
|||||||||||||
п = (q +γQ)/q = (1 + 0,049 · 450)/1 = 23.
5. Нормативно допустимый сброс
НДС = q · (n · (ПДК - Ср) + Cp) = 1·(23·(0,05 – 0,002) + 0,002) = 1,11
г/с.
6. Концентрация мышьяка в сточных водах Сст = НДС/q = 1,11 / 1 = 1,11 мг/л.
Ответ: нормативно допустимый сброс водостока, концентрации мышьяка в сточных водах составит 1, 11 мг/л.
71
Пример 15. Определить величину допустимого сброса (НДС) водостока в час, если сток содержит хлориды. Максимальный часовой расход сточных вод q = 3 м3/ч. Кратность общего разбавления п = 4. Фоновое (до сброса) содержание хлоридов в воде водотока 68 мг/л,
|
ПДК хлоридов – 350 мг/л. |
|
|
|
|
|||||
НДС |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Ход решения |
|
|
|
|
|
|
|||
|
НДС рассчитываем по формуле |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
НДС (г/час) = q · СНДС ст. |
|
|
|||
|
Для расчета допустимой среднегодовой концентрации ЗВ ис- |
|||||||||
|
и |
|
|
|
|
|||||
|
пользуем формулу |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ст = п · (СПДК - Сф) + Сф = 4 · (350-68) + 68 = 1 196 мг/л, |
||||||||
|
НДС = 3 · 360 ·1 196·· 103 = 1 291 680 · 103 мг/ч = 1 291 680 г/ч, |
|||||||||
|
|
бА |
|
|||||||
|
где 360 – перерасчет на расход сточных вод в час, |
|
||||||||
|
103 – перевод м3 в л (1 м3 = 1 000 л). |
|
|
|||||||
|
Ответ: нормат вно допустимый сброс водостока, определен- |
|||||||||
|
ный по содержан ю хлоридов, равен 1 291 680 г/ч. |
|
||||||||
|
Пример 16. |
В ольшую равнинную реку с расходом воды 650м3/с, |
||||||||
|
сбрасываются сточные воды |
ольшого города. Определите НДС и пре- |
||||||||
|
дельный расход сточных вод, для следующих данных(табл.2.1). |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.1 |
|
|
|
|
|
Zn |
|
Cu |
|
Pb |
Ni |
|
Сст, мг/л |
|
|
|
4,0 |
|
0,3 |
|
0,6 |
2,0 |
|
Ср , мг/л |
|
|
|
0,012 |
|
0,004 |
|
0,003 |
0,015 |
|
ПДК, мг/л |
|
|
|
1,0 |
|
0,1 |
|
0,1 |
1,0 |
Ход решения И
1. Найдем суммарные значения
Σ Сст = 4,0 + 0,3 + 0,6 + 2,0 = 6,9 мг/л; Σ Ср = 0,012 + 0,004 + 0,003 + 0,015 = 0,034 мг/л; Σ ПДК = 1,0 + 0,1 + 0,1 + 1,0 =2,2 мг/л.
2. Определим промежуточные данные для расчёта и занесём их в табл. 2.2.
α ст = Сстi/ΣCст; α р = Срi/ΣCр ; ξi = ПДКi/ Σ ПДК
72
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2 |
|
|
|
|
Zn |
|
|
|
Cu |
|
|
|
Pb |
|
Ni |
Σ |
||
|
α стi |
|
|
0,58 |
|
|
|
0,04 |
|
|
|
0,09 |
|
0,30 |
1,01 |
||
|
α рi |
|
|
0,35 |
|
|
|
0,12 |
|
|
|
0,09 |
|
0,44 |
1,00 |
||
|
ξi |
|
|
0,45 |
|
|
|
0,05 |
|
|
|
0,05 |
|
0,45 |
1,00 |
||
|
α рi /ξi |
|
|
0,77 |
|
|
|
2,40 |
|
|
|
1,80 |
|
0,98 |
5,95 |
||
|
α стi /ξi |
|
|
1,29 |
|
|
|
0,80 |
|
|
|
1,80 |
|
0,67 |
4,56 |
||
|
3. Обобщённый показатель вредности по составу стока Rст и со- |
||||||||||||||||
|
ставу вод реки выше сброса Rр |
ст |
|
4,56 |
|
|
|
|
|||||||||
|
допустимый |
|
|
|
|
|
|||||||||||
С |
ст = |
|
1 |
∙ |
= |
= 2,07; |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
∑ПДК |
ξ |
2,2 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
р = |
|
1 |
∙ |
р |
= |
5,95 |
= 2,70. |
|
|
||||
|
4. Нормат вно |
∑ПДК |
|
|
ξ |
|
2,2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равен |
|
|
|
|
|
|
НДС = |
∙ 1 − |
∙ |
|
= |
650∙(1 −0,034∙2,70) |
= 285,2г/с. |
||||||||||
|
5. Предельныйсбросстрасход сточных вод2,07 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
q = НДС / Σ Сст = 285,2/6,9 = 41 м3/с или 3,5 млн м3/сут. |
||||||||||||||||
|
Ответ: нормативно допустимый сброс составит 285,2 г/с, пре- |
||||||||||||||||
|
дельный расход сточных вод q = 3,5 млн м3/сут. |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||||
|
|
|
|
РасчетАиндекса загрязнения вод |
|
||||||||||||
Пример 17. Рассчитать гидрохимический ИЗВ воды реки, определить её качество, если в её воды осуществляется сброс сточных вод в объеме 1 212 млн м3 , содержащий нефти 130Ит, сульфатов 56 400 т, хлоридов 262 710 т, нитратов 8 581 т, фосфатов 606 т, взвешенных веществ 10 250 т, БПК воды составляет 12. ля решения использовать ПДК ЗВ для хозяйственно-бытового назначения (см. прил. 7…10).
Ход решения
1. Определяем концентрацию С ЗВ в сточных водах, поступающих в водоем, для этого содержание ЗВ в стоке делим на объем стока:
Снеф = 130 · 109 / 1 212 · 109 = 0,107 мг/л,
где 109 – в числителе – перерасчет тонн в миллиграммы; 109 – в знаменателе – перерасчет миллионов кубометров в кубические дециметры (л).
73