Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологическая экспертиза. Часть 2. Охрана водных ресурсов. Учебное пособие
.pdf
101
3
св
qD
252,009,10052,05,10,1
3
97,4
09,1
19,15285,009,1
н
пнн
q
Qq
n
о
где φ = 1,0 при слабо выраженной извилистости русла водотока и
ξ = 1,5 для руслового выпуска сточных вод.
Коэффициент смешения определяется по зависимости В.А. Фролова – И.Д. Родзиллера для контрольного створа, находящегося в 500 м
от выпуска сточных вод, с учетом протяженности зоны начального
разбавления (lн = 15,7 м), т.е. при l = 500 – 15,7 = 484,3 м:
Кратность основного разбавления nо в контрольном створе и с учетом начального разбавления nн, составит:
где QПН – расход приемника сточных вод (водотока), участвующий в
основном разбавлении на участке от створа начального разбавления до
расчетного (контрольного) створа,
Qпн = Qп + q
– qн = 16 + 0,28 – 1,09 = 15,19 м3/с.
св
3. Определение кратности общего (суммарного) разбавления n
Кратность общего разбавления определяется по формуле
n = nн ∙ nо = 3,9 · 4,97 = 19,38.
Задача 3
Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод.
Исходные данные
Расчетный расход сточных вод qсв = 0,28 м3/с.
Вид водопользования – рыбохозяйственное.
Категория рыбохозяйственного водного объекта – первая.
Наличие холодноводных рыб (лососевых и сиговых) – нет.
Средняя скорость течения воды в водотоке VП = 0,42 м/с.
Кратность общего (суммарного) разбавления n = 19,3.
Гидрохимические показатели сточных вод и воды приемника сточных вод.
102
Показатель
Приемник
сточных вод
(фон)
Сточные
воды
Взвешенные вещества, мг/л
26,6
117,7
Биохимическое потребление кислорода, полное (БПК
полн
), мг/л
2,1
146,9
Нефтепродукты (углеводороды), мг/л
0,01
1,2
Алкилсульфонат (СПАВ), мг/л
0,01
0,5
Кислотность, мг-экв/л
20
Водородный показатель воды (рН)
7,25
-
Щелочность, мг-экв/л
3
-
Температура, °С:
32,3
летом
23
зимой 4
мг/л 4,313,1925,06,26
ПП
св
П
ППсвн
nCCl
q
Q
CCC
% 3,737,117/4,317,117100/100
вв
св
вв
свн
вв
св
вв
CCCЭ
tKсв
tK
tKсв
C
CC
q
Q
C
П
10
10
10
БПК
ПН
П
БПК
ПН
св
П
БПК
СВН
мг/л 7,19
10
3
101,23
1028,0
1632,0
014,016,0
014,01,0
014,016,0
БПК
СВН
C
Расчет
1. Определение необходимой степени очистки сточных вод по
взвешенным веществам.
Концентрация нормативно очищенных сточных вод по взвешенным
веществам определяется по зависимости:
где ΔС
– допустимое по санитарным нормам увеличение содержания
П
взвешенных веществ в воде приемника сточных вод в контрольном
створе по сравнению с естественным состоянием (фоном), ΔС
= 0,25 мг/л (табл. 10 для первой категории водотока рыбохозяйственного назначения).
Эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам
определяется по формуле:
2. Определение необходимой степени очистки сточных вод по БПК.
Допустимое биохимическое потребление кислорода (БПК) определяется по зависимости:
где К
и КП – константы скорости потребления кислорода, соответст-
СВ
венно, сточными водами и водой приемника сточных вод; γ – коэффициент смешения, который определяется как эквивалентный – обеспечивающий расчетную кратность общего (суммарного) разбавления на
=
П
103
32,0
16
28,028,03,19
П
свсв
Q
qqn
014,0
8640042,0
500
86400
П
V
l
t
БПК
ПН
C
БПК
ПН
C
% 6,869,146/7,199,146100/100
БПК
СВ
БПК
СВН
БПК
СВ
БПК
CCCЭ
%6,845/77,05100/100
ув
СВ
нув
СВ
ув
СВ
ув
CCCЭ
209,2225,113,191
K
СВ
K
П
K
СВН
CCnC
участке от выпуска сточных вод до контрольного створа с учетом зависимости:
t – продолжительность пробега воды от места выпуска сточных вод до
контрольного створа, сут
– нормативная концентрация по БПК
ных вод;
= 3,0 мг/л (табл. 10 для первой категории водотока
воды приемника сточ-
пoлн
рыбохозяйственного назначения).
Эффективность очистки сточных вод по БПК составляет:
3. Определение необходимой степени очистки сточных вод по неф-
тепродуктам
Нефтепродукты относятся к неконсервативным загрязняющим веществам, поэтому расчет следует производить по зависимости:
С
СВН
где С
ПН
створе, С
= n(С
ekt – СП) = 19,3(0,05·е
ПН
– ПДК вещества в воде приемника сточных вод в контрольном
= 0,05 мг/л (табл. 12 для первой категории водотока рыбо-
ПН
0,02 0,0140
- 0,010) = 0,77 мг/л,
хозяйственного назначения); k – коэффициент неконсервативности,
k = 0,02 l/сут (табл. 16 при температуре воды в приемнике сточных вод
(водотоке) менее 10 °С).
Эффективность очистки сточных вод по нефтепродуктам в соответствии с формулой составляет:
4. Определение потребности нейтрализации кислотности сточных
вод.
Допустимое увеличение кислотности воды приемника сточных вод
к
(С
) составляет 1,25 мг-экв/л.
П
Кислотность нормативно очищенных сточных вод по зависимости
составляет:
мг-экв/л
Следовательно, нейтрализация кислотности сточных вод перед
сбросом их в приемник сточных вод не требуется.
5. Определение потребности в охлаждении сточных вод
Температура нормативно охлажденных сточных вод по зависимости составляет:
104
5,1193,19523
ППЛ
св
П
ППСВН
nTT
q
Q
lTTT
– для летнего времени
оС > Т
=
СВ
= 32,5 оС
где ΔТ
сточных вод, ΔТ
– допустимое увеличение температуры воды в приемнике
ПЛ
= 5 °С (табл. 10). При этом температура воды в кон-
ПЛ
трольном створе увеличится на 0,5 °С и составит 23,5 °С, что меньше
допустимой для летнего времени 28 °С (для всех видов рыб, кроме
холодноводных);
– для зимнего времени
ΔТ
≤ Тпз + ΔТП ∙ n = 4 + 5·19,3 = 100,5 °С > TСВ = 32,5 °С.
ПЛ
При этом температура воды в приемнике сточных вод в контрольном створе увеличится на 1,5 °С и составит 5,5 °С, что меньше допустимой для зимнего времени (8 °С).
Следовательно, специальное охлаждение сточных вод перед сбросом их в приемник сточных вод не требуется.
Задача 4.
Определить необходимую степень очистки производственных
сточных вод и степень нейтрализации кислотности этих вод, если в
стоках содержатся загрязняющие вещества:
Свинец С
Мышьяк С
Никель С
Pb
= 1,7 мг/л
СТ
As
= 0,8 мг/л
СТ
Ni
= 4,8 мг/л
СТ
Серная кислота С
СТ
Исходные данные
H2SO4
= 400 мг-экв/л.
Расчетная кратность разбавления вод n = 85. Водный объект относится к "водоемам, используемым для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения". Природная вода характеризуется следующими показателями:
концентрация свинца С
никеля С
Ni
= 0,085 мг/л; мышьяк отсутствует; рН = 7,2;
В
Pb
= 0,04 мг/л; селена С
В
Se
= 0,0004 мг/л;
В
суммарная щелочность В = 3 мг-экв/л.
Предельно допустимые концентрации этих веществ в воде водного
объекта составляют:
As
С
ДОП
Se
= 0,01 мг/л; С
ДОП
ДОП
Ni
=0,1 мг/л;
рН = 6,5-8,5.
Расчет
Прежде всего, все компоненты, имеющиеся в сточных водах, а
также в воде водоема, следует разбить на группы с одинаковым лимитирующим признаком вредности.
105
i
i
i
i
i
i
i
c
c
n
c
c
n
n
1
доп
ст
1
доп
в
1
1
1
1Э
i
i
i
c
c
1
до п
в
iii
i
i
i
i
i
i
i
CCCn
Э
c
c
c
c
ввmax
i
оч
1
до п
ст
1
до п
в
C
% 6,42100
85/33
45,0
85
185
1
1
33
01,0
0
05,0
8,0
1,0
7,1
45,0
01,0
0004,0
05,0
0
1,0
04,0
1
1
доп
max
допmax
1
i
i
i
ii
C
C
CC
%1,71100
8,4
36,18,4
Ni
Э
В группу санитарно-токсикологического ЛПВ следует отнести свинец и мышьяк, имеющиеся в сточных водах, и селен, обнаруженный в
чистой воде. К группе санитарно-токсикологического ЛПВ относится
никель.
Теперь можно найти эффект очистки по каждой группе ЛПВ, используя выражение:
Найдем
для санитарно-токсикологического ЛПВ:
i
где С
− концентрация рассматриваемого вещества в воде водоема до
В
сброса сточных вод; С
i
− максимальная допустимая концентрация
max
того же вещества, вычисляемая по формуле
i
где С
− предельно допустимая концентрация расчетного вещества.
доп
Ni
С
= 85∙(0,1 – 0,085) + 0,085 = 1,36 мг/л,
оч
а затем установим необходимую степень очистки:
При определении предельно допустимой концентрации серной кислоты в сточных водах на выпуске установим необходимость ее нейтрализации, найдем значение Ск = 0,8 мг-экв/л при В = 3 мг-экв/л. Отсюда допустимая кислотность в сточных водах, найденная по формуле:
С
= (n – 1)∙Ск,
оч.к
106
42
оч
SOН
C
%83100
400
9,67400
42
SOH
Э
составляет
= (85 – 1)∙0,8 = 67,9 мг-экв/л,
а необходимая степень очистки
Из расчетов следует, что для данного случая при очистке сточных
вод необходимо, во-первых, удалить не менее 46,1 % веществ, относящихся к санитарно-токсикологическому ЛПВ, во-вторых, снизить
содержание никеля и, в-третьих, нейтрализовать не менее 83 % серной
кислоты.
4.9. Расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ
в производственных сточных водах, сбрасываемых в системы
канализации населенных пунктов
При экологической экспертизе проектов промышленных объектов
важно учитывать их вклад в загрязнение общегородских сточных вод,
поступающих на очистные сооружения. Ненормативный сброс производственных сточных вод в систему канализации может привести к
нарушению работы очистных сооружений, что приведет к сбросу недоочищенных сточных вод в водные объекты и их загрязнение.
1. Перечень наиболее характерных загрязняющих веществ у произ-
водственных сточных вод для отраслей промышленности приведен в
табл. 21.
2. Перечень веществ, удаляемых в процессе биологической очист-
ки, приведен в табл. 22; не удаляемых в этом процессе − в табл. 23.
3. Расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ, со-
держащихся в производственных сточных водах и удаляемых на очистных сооружениях населенного пункта, производится следующим
образом:
а) определяется допустимая концентрация загрязняющих веществ в
очищенных городских сточных водах, С
С
= (n – 1)(С
СТ
СТ
– Cф) + С
N
, мг/л:
N
где CN − ПДК загрязняющего вещества в контрольном (расчетном)
створе водного объекта соответствующего вида водопользования,
мг/л; С
− фактическая концентрация того или иного вещества в воде
ф
водного объекта до сброса в него сточных вод данных очистных сооружений, принимается по данным Госкомгидромета, материалов органов по регулированию использования и охране вод системы Минводхоза РФ либо путем прямых измерений на водном объекте, мг/л;
107
A
C
C
100
100
ст
гсв
Алюминий
5
Анилин
6
Ацетон
40
Барий
10
Бензойная кислота
15
Бутил ацетат
0,1
Бутиловый спирт
20
Ванадий
25
Винилацетат
100
Висмут
15
Гидразингидрат
0,1
Глицерин
90
Железо
5
Жиры растительные и животные
60
Изобутиловый спирт
100
Кадмий
0,1
Капролактам
25
Кобальт
1
Марганец
30
Масляная кислота
300
Медь
0,5
Метанол
80
Мочевина (карбамид)
по БПК
n − кратность смешения очищенных сточных вод с водой водного объекта в расчетном створе, принимается по данным Госкомгидромета
или определяется расчетами в соответствии с Методическими указаниями по применению "Правил охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами".
Примечание: При Сф > Ск первый член правой части зависимости в расчет не при-
нимается и Сст = CN.
б) определяется допустимая концентрация загрязняющих веществ в смеси производственных и бытовых сточных вод, поступающих на очистные сооружения населенных пункта, Сгсв:
мг/л
где А − эффективность удаления загрязняющих веществ на очистных
сооружениях населенного пункта, %, принимается по данным работы
действующих очистных сооружений либо по данным табл. 22.
Полученная величина С
пустимую для биологической очистки сточных вод С
должна превышать концентрацию, до-
гсв
. Концентрации
боо
веществ (мг/л), максимально допустимые для биологической очистки
приведены ниже.
108
Нефть и нефтепродукты
25
Никель
0,5
Олово
10
Поливиниловый спирт
20
Пропанол
12
Пропиловый спирт
12
Ртуть
0,005
Свинец
0,1
Селен
10
Сероводород
1
Сероуглерод
5
Синтетические поверхностно-активные
вещества:
анионные
неионногенные
20
50
Солесодержащие (растворенных солей)
10000
Стронций
26
Сульфиды
*
1
Тиомочевина
10
Толуол
15
Уксусная кислота
45
Уксусно-этиловый эфир
13
Фенол
15
Формальдегид
100
Хром
3+
2,5
Хром
6+
0,1
Цианиды
1,5
Цинк
1
Этанол
14
Этиленгликоль
1000
* − допустимая концентрация сульфидов в канализационных сетях,
установленная из условий вращения коррозии трубопроводов, составляет 1,5 мг/л.
Примечание:
1. Величина допустимой концентрации учитывает содержание веществ в нерастворенной и растворимой форме (в натуральной пробе сточных вод).
2. Изначальная окраска производственных сточных вод должна быть такой, чтобы окраска исчезла при 16-кратном разведении.
109
Промыш-
ленность
Показатель
Сплав
Сульффаты
Хлориды
Нефтепродукты
Фенолы
Жиры
Метанол
Метилмеркаптан
Диметилсульфид
Формальдегид
Красители
Железо
Ni
Cu
Cr
Zn
Sn
Pb
Cd
Co
Ti
Al
CN
-
As
Hg
CNS
N
ам
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Электроэнергетика
+ + + +
+ + + + +
+ +
+ +
Машиностроение и
металлообработка
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ Химическая
+ + + + + + + + + + + + + + + + + +
Нефтехимическая
+ + +
+ + +
+
+ + + + +
+
+
Легкая
+ + + + + + + + + +
Пищевая
+ + + + + + +
Лесная, деревообрабатывающая и
целлюлозная
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Таблица 21
Наиболее характерные показатели сточных вод различных отраслей промышленности
110
Окончание табл.21
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Цветная
металлургия
+ + +
+ + + + +
+ + +
Транспорт
+ + + + + + + +
Черная металлургия
+ + + + + +
+ +
+
Строительные материалы
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Топливная
+ + + +
Электронная
+ + + + + + + + + +
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]