3 курс (заочка) / Практические работы (Вариант 54) / Практическая работа 2

Федеральное Агентство Связи Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики»

Центр заочного обучения по программам бакалавриата

Кафедра «Экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания»

Дисциплина: Экология

Практическая работа №2

«Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы»

Выполнил: Иванов Иван, студент группы БСТ17хх Вариант 54

Проверил:

Москва, 2020

Цель работы

Технологический цикл одного из предприятий требует потребления значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода почти полностью возвращается в реку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компоненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концентрацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водопользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйственного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вредного компонента после разбавления водой реки сточной воды предприятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентрации по фарватеру реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.

Характеристика стока: вредный компонент, расход воды предприятием (объем сточной воды) - q, концентрация вредного компонента - C, предельно допустимая концентрация - ПДК.

Исходные данные

Характеристика реки:

• скорость течения:

• средняя глубина на участке:

• расстояние до места водопользования:

• расход воды водотока в месте водозабора:

• шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки:

Характеристика стока:

• вредный компонент: Фенол

• расход воды предприятием (объем сточной воды):

• концентрация вредного компонента:

• предельно допустимая концентрация:

• 

• L_ф/L_пр = 1

Ход выполнения работы

1. Реальную кратность разбавления сточных вод в воде водоема в общем случае следует определять по формуле:

где - коэффициент, степень разбавления сточных вод в водоеме.

Кратность разбавления определяется у ближайшего пункта водопользования по формулам:

где α - коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

где - коэффициент, зависящий от места стока воды в реку: при выпуске у берега , при выпуске в стержень реки (место наибольших скоростей) ;

- коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой;

D - коэффициент турбулентной диффузии:

где V – средняя скорость течения, м/с;

H – средняя глубина, м;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

m – коэффициент Буссинского, равный 24;

с – коэффициент Шези, который выбирают по таблицам.

Однако в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, поэтому справедливо приближение:

В данном случае

2. Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

В данном случае

3. При определении количества загрязняющих веществ, которое может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы, расчеты производятся только для консервативных веществ, концентрация которых в воде изменяется только путем разбавления, по санитарно-токсикологическому показателю вредности. Расчет ведется по формуле:

где – максимальная (предельная) концентрация, которая может быть допущена в СВ или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания с водой у первого (расчетного) пункта водопользования степень загрязнения не превышает ПДК.

В данном случае

4. Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле:

В данном случае

5. Далее, необходимо построить график функции распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS, указанным в варианте C = f(L). Для этого составим таблицу для упрощения расчёта C в зависимости от L. Q и q - константы.

(Для упрощения работы, расчеты в таблице произведены в калькуляторе Mathcad, до это использовался обычный «физический» инженерный калькулятор Casio, поэтому точность ответов может отличаться)

L	0	150	300	450	600	750	900	1050	1200	1350	1500
	1	0,47	0,386	0,337	0,302	0,275	0,254	0,236	0,221	0,208	0,197
	0	0,026	0,036	0,044	0,051	0,058	0,064	0,07	0,076	0,082	0,087
K	1	2,072	2,495	2,838	3,143	3,423	3,686	3,937	4,178	4,411	4,638
	2	0,965	0,802	0,705	0,636	0,584	0,543	0,508	0,479	0,453	0,431

Результаты

1. Кратность разбавления

2. Концентрация в месте водозабора . Это меньше, чем предельно допустимая концентрация для данного вредного компонента .

3. Предельная концентрация в стоке

4. Предельно допустимый сток