Последовательность выполнения расчетов

При расчете необходимой степени очистки сточных вод с целью их повторного использования в оборотной системе водоснабжения необходимо установить:

• степень разбавления сточных вод в водоприемнике в заданном створе;

• необходимую степень очистки сточных вод от взвешенных веществ;

• степень очистки от загрязнителей, определяющих биохимическую потребность в кислороде (БПК_полн) с учетом концентрации кислорода в сточных водах;

• изменение реакции воды в водоприемнике (рН) при спуске в него сточных вод;

• величину теплового загрязнения водоприемника;

• степень очистки сточных вод от вредных веществ.

1. Степень разбавления сточных вод речной водой (n) рассчитывается по формуле

(8)

где Q – расход реки, м³/с;

q – расход сточных вод;

j – коэффициент смешивания.

2. Величину концентрации взвешенных веществ в сточных водах рассчитывают по формуле

(9)

где - концентрация взвешенных веществ в водоеме до спуска сточных вод, мг/л;

- допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоёме после спуска сточных вод, мг/л.

Для водоемов, используемых в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения принимается равным 0,25 мг/л.

3. Необходимую степень очистки сточных вод от взвешенных веществ рассчитывают по формуле

(10)

где - фактическая концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки, мг/л;

- расчетная концентрация взвешенных веществ в сточных водах перед спуском в водоприемник, мг/л.

4. Расчетную биохимическую потребность в кислороде сточных вод БПК^р_полн, мг/л, при которой БПК_полн в реке ниже сброса сточных вод будет не больше принятых нормативов находят по формуле

, (11)

где - предельно допустимое значение биохимической потребности в кислороде смеси речной и сточных вод, мг/л,для водоёмов хозяйственно-питьевого назначения равно 3 мг/л;

- биохимическая потребность в кислороде речной воды до сброса сточных вод, мг/л;

t – время протекания воды от места сброса до расчетного створа, сут;

к₁ – константа скорости потребления кислорода сточными водами.

Значения к₁ при различной температуре приводятся в таблице 1.

Таблица 1 - Значения к₁ при различной температуре

t, С	0	5	9	12	15	18	20	22	24	26	28	29
к1	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15

При больше фактического значениясточных вод биологическая очистка сточных вод не требуется. Еслименьшесточных вод, производится их очистка до получения.

4. Необходимую степень очистки сточных вод , % устанавливают по формуле

(12)

4. Расчетная концентрация растворенного кислорода в сточных водах , мг/л, рассчитывается по формуле

(13)

где - содержание растворенного кислорода в речной воде до сброса сточных вод, мг/л;

- биохимическая потребность в кислороде речной воды;

- предельно допустимая концентрация растворенного кислорода в речной воде после сброса сточных вод, мг/л, (по нормативу – 4 мг/л);

0,4 – коэффициент перерасчета полного потребления кислорода в двухсуточное.

4. Поскольку расчетная концентрация меньше фактической концентрации растворенного кислорода в сточных водах, они должны быть очищены. При этом необходимая степень очистки определяется по формуле

(14)

4. Согласно нормативам величина рН воды водоприёмника после сброса сточных вод должна находиться в пределах от 6,5 до 8,5. А поскольку рН воды реки имеет значения равные 7,25, мероприятий по изменению этого показателя не требуется.

5. Расчетная концентрация кислоты в сточных водах (г/(мольл)) определяется по формуле

(15)

где х_к – максимальное количество кислоты, которое может быть добавлено к 1 литру речной воды, г/(мольл).

Находят величину х_к с учетом значений рН и щёлочности воды по графику С.Н. Черкинского (рисунок 1).

Порядок пользования графиком.

Допустим, что вода имеет рН=7,25 при щелочности 3 мг/л. Восстановив перпендикуляр из точки 7,25 на оси абсцисс до пересечения со щелочной кривой, которая соответствует 3 (пунктирная кривая в-3), и опустив из точки пересечения перпендикуляр на правую ось ординат х_к, находим искомое значение х_к, равное 1,25мгэкв/л.

Рисунок 1 – График для определения х_к (по С.Н.Черкинскому)

4. Необходимую степень очистки сточных вод от кислоты , % вычисляют по формуле

, (16)

где С_к – содержание кислоты в сточных водах, г/(мольл).

4. Максимально допустимую температуру сточных вод при спуске их в водоприемник °С, рассчитывают по формуле

, (17)

где - допустимое превышение температуры воды в реке в результате сброса сточных вод, °С. Согласно санитарным требованиямв летний период должно составлять не более 3 °С.

- максимальная температура речной воды в наиболее теплый летний месяц до спуска сточных вод, 3 °С.

Если температура сточных вод больше расчетной, требуется их предварительное охлаждение.

4. При расчете очистки сточных вод от вредных веществ берут отдельные ингредиенты, если в сточных водах и водоприемнике имеется несколько вредных веществ, делают их разбивку на группы с одинаковыми лимитирующими показателями вредности (ЛПВ). Затем вычисляют расчетную концентрацию сбрасываемых в водоприемник веществ (раздельно и суммарно по группам ППВ) , мг/л:

, (18)

где - нормативный показатель величины предельно допустимой концентрации вредных веществ, мг/л (таблица 2);

- концентрация вредных веществ в воде водоприемника, мг/л.

Таблица 2 – Концентрация вредных веществ в сточных водах, воде водоприемника (река) и значения их ПДК, мг/л

Вещество	Сточные воды	Вода водоприемника	Лимитирующие показатели вредности (ЛВП) и их ПДК
			санитарно-токсикологи-ческий	общесанитар-ный	органолеп-тический
Мышьяк			0,05
Ртуть			0,0005
Селен			0,01
Свинец			0,03
Фтор			1,5
Нитраты (по азоту)			10,0
Бензол			0,5
Сумма			12,09
Аммиак				2,0
Кадмий				0,001
Цинк				1,0
Сумма				3,001
Нефть (многосернистая)					0,1
Фенол					0,001
Сумма					0,101

Необходимую степень очистки сточных вод от вредных веществ , %, определяют по формуле

(19)

где - фактическая концентрация вредных веществ в сточных водах, мг/л.

Расчет выполняют по трем показателям вредности по формуле (18):

1. санитарно-токсикологическому ЛВП;

2. общесанитарному ЛВП;

3. органолептическому ЛВП.

Если в результате расчетов выявится, что расчетная концентрация вредных веществ в сточных водах больше фактической, значит, очистка сточных вод не требуется.

4. При поступлении сточных вод в водоприемник происходит их смешивание и разбавление и, как результат, изменение концентрации веществ, в том числе и вредных. Определить величину концентрации вещества перед расчетным пунктом водопользования можно по уравнению

, (20)

где и- расход сточных вод и воды в реке соответственно, м³/с;

- концентрация веществ в сточных водах, мг/л;

- коэффициент смешивания (принимаем 0,3);

- концентрация веществ в воде реки, мг/л.

Это уравнение позволяет прогнозировать санитарное состояние воды водоприемника. Прогноз основан на сравнении с нормативным для данного вещества значением ПДК. ЕслиПДК, то прогноз благоприятен и соответственно меры, принимаемые предприятием для очистки или разбавления сточных вод, достаточно эффективны. Если жебольше ПДК, то необходимо принимать меры по уменьшению объемов сточных вод или снижению в них содержания загрязняющих веществ.

4. Важной составляющей при решении вопроса о предельно допустимых сбросах является определение максимальной предельной концентрации вредных веществ в сточных водах предприятия - . В данном случае задача решается при помощи уравнения:

. (21)

Величина является основой проектирования мероприятий по охране водного объекта, и, кроме того, уравнение позволяет оценить условия, при которых разбавление сточных вод в природных водоисточниках невозможно и сброс должен быть исключен. Например, если вода водотока до места сброса уже загрязнена так, что=ПДК, то выражение в скобках становится равно нулю и=ПДК. Если жеПДК, то сброс недопустим, то есть предприятие не должно иметь стоков.