11

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 «Расчет предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ в водный объект»

Задание для выполнения работы представлено в приложении Б. Предельно-допустимый сброс веществ в водный объект – это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном

створе.

Предельно-допустимые сбросы (ПДС) загрязняющих веществ в водные объекты представляют собой нормативы, разрабатываемые для всех предприятий, сбрасывающих сточные воды в водные объекты. Расчеты данных нормативов оформляются в виде «Тома ПДС», а их результаты используются при: составлении экологического паспорта предприятий, обосновании необходимости водоохранных мероприятий и контроля за их проведением.

Том ПДС содержит сведения о предприятии, сточных водах, их загрязненности, канализационных системах и приемнике сточных вод. В данном нормативном документе проводятся расчеты превышений сбросов загрязняющих веществ над ПДС, и в виде календарного графика разрабатывается поэтапность проведения водоохранных мероприятий по снижению объемов фактических сбросов загрязнений до нормативов ПДС. Все расчеты утверждаются руководителем предприятия и, в обязательном порядке, согласовываются.

Для расчета ПДС требуется:

1.схема выпусков сточных вод (включая канализацию и ливнесток);

2.утвержденный список загрязняющих веществ по каждому выпуску сточных вод;

3.наличие утвержденного графика отбора и проведения анализов сточных вод;

4.наличие данных химического анализа сточных вод, проведенного химической лаборатории, прошедшей государственную аттестацию.

Предприятие имеет два одиночных водовыпуска канализационных и ливневых вод. Сброс осуществляется в водный объект второй рыбохозяйственной категории водопользования. Схема водовыпусков приведена на рисунке 1.

Сведенья о составе и качестве речных и сточных вод выписываются из задания и представляют в виде таблицы 1

13

Таблица 1 – Состав и качество речных и сточных вод

ПДС г/час, т/год рассчитывается для каждого i-гo загрязнителя по всем выпускам сточных вод по канализационной и ливневой системам (отдельно), по формуле 1:

где qл - расчетный расход сточных вод, м3/час (при проведении

расчетов ПДС в качестве расчетного расхода сточных вод принимается величина лимита водоотведения);

С – допустимая концентрация i-гo загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л.

Величина ПДС дается в двух размерностях: г/час - для контроля качества сточных вод и т/год - для расчета штрафных платежей.

1 Определение загруженности фона реки

Допустимая концентрация загрязняющего вещества должна удовлетворять условию 2:

где n- количество рассматриваемых веществ, входящих в одну группу по показателям лимитирующего признака вредности (ЛПВ),

для водных объектов рыбохозяйственного водопользования.

Помимо этого, для водных объектов коммунально-бытового и хозяйственно-питьевого водопользования, значение n

включает вещества, относящиеся только к первому и второму

14

классам опасности. Для веществ относящихся к третьему и четвертому классам опасности Cдопi = ПДКi .

Условие 2 позволяет определить допустимую концентрацию для объектов рыбохозяйственного водопользования Cдопi = ПДКi n .

Расчеты ПДС проводятся с учетом ассимилирующей способности водного объекта - приемником сточных вод.

Ассимилирующая способность водного объекта - способность водного объекта принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования.

Она учитывается в том случае, если фон реки не загружен, т.е. вода в реке, выше места сброса сточных вод, не загрязнена и способна разбавить определенный объем поступающих в нее загрязнений, до допустимых пределов.

Загрязненность (загруженность) фона реки проверяется по условию 3:

где CPi - фоновая концентрация i-гo вещества в реке выше места сброса сточных вод, мг/л.

Если данное условие для конкретной группы ЛПВ не выполняется, следовательно, река загрязнена веществами, относящимися к данной группе, и ее ассимилирующая способность не учитывается. В этом случае контрольный створ, в котором требуется выполнить условия соблюдения нормативов качества воды, назначается в месте сброса сточных вод.

Если условие 3 выполняется, река считается чистой и способной к разбавлению загрязненных стоков. В этом случае допускается увеличение значения Сдоп. до величины С/доп., за счет разбавления сточных вод чистой речной водой на некотором расстоянии L от места выпуска сточных вод, на котором произойдет их полное распределение по всему (или части) живому сечению водного объекта.

При выпуске сточных вод в водные объекты, используемых для рыбохозяйственных целей, нормы качества воды следует соблюдать в пределах всего рыбохозяйственного участка, начиная с контрольного створа, определяемого в каждом конкретном случае территориальным (бассейновым) органом федерального органа управления использованием и охраной рыбных ресурсов, но не далее 500 метров от места выпуска сточных вод. При сбросе сточных вод в водный объект через выпуски с рассеивающими оголовками нормативные требования к составу и свойствам воды водного объекта обеспечиваются в створе начального разбавления сточных вод.

15

Загруженность (загрязненность) фона реки проверяется с помощью условия (формула 3) для веществ, находящихся в реке выше места сброса сточных вод для каждой группы ЛПВ.

Таблица 2 - Фоновое содержание веществ в реке

После сброса сточных вод концентрация взвешенных веществ в водном объекте не должна увеличиться более чем на 0,25 мг/л (для водных объектов рыбохозяйственного водопользования 1 категории) или на 0,75 мг/л (для водных объектов рыбохозяйственного водопользования 2 и 3 категории). ПДК взвешенных веществ в этом случае принимается как допустимое превышение над естественным фоном реки по выражению:

Учет ассимилирующей способности водного объекта проводится с помощью зависимости 4:

qл

где Q - расчетный расход воды в реке, м3/с;

γ - коэффициент смешения сточных вод в речном потоке; qл — расчетный расход сточных вод, м3/с.

2 Расчет значения коэффициента смешения

Коэффициент смешения стоков в речном потоке определяется по формуле 5:

где L - расстояние от места выпуска сточных вод до контрольного створа, м;

16

α - коэффициент, учитывающий условия гидравлического смешения;

ϕ - коэффициент извилистости русла; ξ - коэффициент, учитывающий условие выпуска сточных вод (для

безнапорного берегового водовыпуска ξ = 1, для нап орного распределения сточных вод по живому сечению реки ξ = 1,5);

D – коэффициент диффузии, м2/сут;

V – средняя скорость течения воды в реке, м/с; Н – глубина реки, м,

qл - лимитный расход сточных вод, м3/сут; Q – расчетный расход воды в реке, м3/с.

3 Расчет ПДС для канализационных стоков

ПДС рассчитывается по формуле (1), в которой значение С΄доп для рассматриваемых веществ в сточных водах должны удовлетворять условию (формула 2) и учитывать ассимилирующую способность реки (формула 4).

Полученные значения ПДСi сравниваются с объемом фактических сбросов загрязняющих веществ Wфi :

осуществляется в допустимых пределах. Если Wфi > ПДСi; , то объем

сбрасываемых с канализационными водами загрязнений превышает допустимые пределы и наносит ущерб экологическому состоянию реки.

Таблица 3 – Фактические концентрации загрязняющих веществ в канализационных стоках и значения ПДК

17

Таблица 4 - Расчет Сдопi, фактических объемов сбросов, ПДСi и превышений нормативов ПДСi для канализационных стоков

4 Предельно-допустимый сброс для ливнесточной канализации

4.1 Расчет расхода сточных вод ливневой канализации

Объем сточных вод поступающих по ливневой канализации формируется при выпадении дождя или таянии снега на территории предприятия. В качестве расчетного расхода принимается наибольший. Расход (л/с) определяется по формуле предельной интенсивности дождя :

φi, Fi – соответственно коэффициент стока и площадь i-го покрытия (твердого, грунтового, крыш, газонов);

n – коэффициент, зависящий от географического местоположения

18

объекта; ζ – коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения

дождя; Т – расчетное время выпадения ливневых осадков, образования

поверхностного стока и его продвижения по канализационной сети до места выпуска сточных вод;

qp% – расчетная интенсивность дождя 10% обеспеченности;

F - водосборная площадь предприятия.

Расчетный расход ливнестоков определяется по предельной интенсивности дождя (формула 12):

коэффициенты стока воды с твердых, грунтовых покрытий, газонов и крыш;

п = 0,69 – коэффициент зависящий от географического местоположения объекта;

ζ= 0,8 – коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения

дождя;

Расчет ПДС для ливневых стоков

Ассимилирующая способность не учитывается, т.к. в соответствии со схемой выпуска сточных вод ливневые стоки сбрасываются на расстоянии 600 м ниже по течению реки от выпуска сточных вод канализационной системы. Нормативы ПДС канализационных стоков рассчитаны для створа 1-1, поэтому для ливневых стоков фон реки будет загружен. В этом случае контрольный створ для ливневой канализации принимается в месте выпуска сточных вод (створ 2-2).

Таблица 5 - Фактические концентрации загрязняющих веществ в ливневых стоках и значения ПДК

19

Таблица 6 - Расчет Сдоп, фактических объемов сбросов, ПДС и превышений нормативов ПДС для ливневых стоков

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3 «Расчет установок солнечного горячего водоснабжения зданий»

Рассчитать двухконтурную установку солнечного горячего водоснабжения без дублера (двухстекольную) для июля месяца при температуре воды на входе в коллектор 160С. Варианты заданий представлены в приложении В.

1 Основное оборудование установок солнечного горячего водоснабжения

Для установок солнечного горячего водоснабжения следует применять плоские проточные солнечные коллекторы с одинарным или двойным остеклением. В установках солнечного горячего водоснабжения следует использовать водяные насосы, применяемые в системах горячего водоснабжения и отопления зданий. Передача теплоты из одного контура установки солнечного горячего

20

водоснабжения в другой осуществляется скоростными теплообменниками и баками-аккумуляторами с теплообменниками. При расчете поверхностей теплообменников следует принимать величину среднелогарифмического температурного напора, но не более 5°С.

2 КОНСТРУИРОВАНИЕ УСТАНОВОК СОЛНЕЧНОГО ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Выбор установок солнечного горячего водоснабжения в зависимости от типа и назначения здания производится по таблице 1.

Таблица 1 – Установки солнечного горячего водоснабжения

Основные принципиальные схемы установок солнечного горячего водоснабжения приведены на рисунке 1.

Установки солнечного горячего водоснабжения с естественной циркуляцией, как правило, следует применять при площади солнечных коллекторов до 10 м2. Сезонные установки без дублирующего источника теплоты с принудительной циркуляцией должны работать в режиме с постоянной температурой горячей воды.

В качестве теплоносителя в теплоприемном контуре двухконтурных установок следует применять, как правило, деаэрированную воду или нетоксичный и негорючий антифриз. Допускается применение антифризов на основе этиленгликоля. При этом следует применять баки-аккумуляторы с двумя независимыми теплообменниками или трехконтурную установку.

Установки солнечного горячего водоснабжения должны быть взаимосвязаны с дублирующими тепловыми источниками (котельной, ТЭЦ, электрокотлом и т.п.), используемыми в качестве догревателя