2.2.2 Динамика концентрации загрязняющих веществ в воде водоема
Концентрация консервативного вещества (включая взвешенные вещества), которая изменяется только за счет разбавления, для максимально загрязненной струи определяется по формуле:
При изменении концентрации вещества вследствие разбавления и его деструкции необходимо учитывать изменение концентрации и за счет неконсервативности вещества:
где t -время перемещения воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.;
Кq-динамический коэффициент неконсервативности, принимаемый равным:
В последнем выражении К1 – статический коэффициент неконсервативности: для азота нитритов К1=4,7 сут-1, для ПАВ = 0,021 сут-1; β=3 при скорости V=0.12 м/с.
Изменения БПК описываются формулой :
2.2.3Определение степени очистки сточныхвод перед сбросом их в водоемы и расчет предельно допустимых сбросов
Сточные воды могут быть сброшены в водоем с такой предельно допустимой концентрацией загрязняющих веществ Сст, при которой в контрольном створе останутся ненарушенными все нормативы качества воды Снор. Если контрольный створ водоема находится под воздействием сточных вод, сбрасываемых только через один выпуск, значение Сст устанавливается непосредственно расчетом:
-для взвешенных веществ
где p-допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, принимаемое в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, мг/л;
-для растворенных консервативных веществ
-для неконсервативных веществ
-для БПК при обеспечении нормативной БПК в воде водоёма
(t здесь и выше - продолжительность перемещения воды от места выпуска до расчетного створа, сут.)
Расчёт
Для взвешенных веществ:
мг/л
мг/л
мг/л
мг/л
В
контрольном створе отношение равно
единице, что свидетельствует о соблюдении
принципа гигиенического нормирования
качества воды в водоеме после сброса в
него взвешенных веществ.
Для азота нитритов:
сут-1
сут-1(для
основания логарифма е)
t =l/V=700/(0.12*3600*24)=0.068 сут
мг/л
мг/л
В
контрольном створе отношение равно
единице, что свидетельствует о соблюдении
принципа гигиенического нормирования
качества воды в водоеме после сброса в
него азота нитритов
Для БПК:
мг/л
мг/л
В
контрольном створе отношение меньше
единице, что свидетельствует о соблюдении
принципа гигиенического нормирования
качества воды в водоеме после сброса в
него БПК.
для ПАВ и железа:
сут-1
мг/л
мг/л
мг/л
Учитывая
суммарное влияние двух веществ,
относящихся к одному ЛПВ, уменьшаем
найденные значения
в два раза:
мг/л
мг/л
мг/л
мг/л
в
контрольном створе сумма отношений
оказывается больше единицы и не
соответствует принципу гигиеническому
нормированию качества воды в водоёме.
Используя
метод последовательного приближения,
уменьшаем на 30% ранее найденные значения
мг/л
мг/л
сумма
отношений стало равно единице.
Следовательно, найденные значения
предельно допустимой концентрации для
железа
мг/л, для
ПАВ
мг/л;при
такой концентрации качество воды в
водоёме будет соответствовать нормативным
требованиям.
Таблица-3 - Изменение концентрации загрязняющих веществ в водоёме
|
L |
γ |
n |
t |
Cmax(БПК) |
Cmax(ПАВ) |
Cmax(аз.нит.) |
Cmax(железо) |
Cmax(вз.в.) |
|
25 |
0,0238 |
2,56 |
0,002 |
13,23 |
0,82 |
111,52 |
0,18 |
12,25 |
|
50 |
0,0343 |
3,26 |
0,005 |
10,59 |
0,68 |
80,36 |
0,17 |
11,94 |
|
75 |
0,0433 |
3,85 |
0,007 |
9,10 |
0,60 |
60,02 |
0,17 |
11,77 |
|
100 |
0,0516 |
4,39 |
0,009 |
8,08 |
0,54 |
48,22 |
0,16 |
11,65 |
|
200 |
0,0812 |
6,33 |
0,019 |
5,86 |
0,42 |
20,11 |
0,16 |
11,39 |
|
300 |
0,1084 |
8,12 |
0,028 |
4,76 |
0,36 |
15,41 |
0,16 |
11,26 |
|
400 |
0,1347 |
9,84 |
0,039 |
4,07 |
0,32 |
7,89 |
0,15 |
11,18 |
|
500 |
0,1603 |
11,52 |
0,048 |
3,60 |
0,29 |
4,92 |
0,15 |
11,13 |
|
600 |
0,1855 |
13,17 |
0,058 |
3,25 |
0,28 |
3,57 |
0,15 |
11,09 |
|
700 |
0,2102 |
14,79 |
0,068 |
2,99 |
0,27 |
2,38 |
0,14 |
11,05 |
По данным таблицы 3 строим 3 графика изменения концентрации загрязняющих веществ в реке.
Если концентрация загрязняющих веществ в сточных водах больше предельно допустимой концентрации Сст, то такие воды подвергаются очистке. Сточные воды промышленных предприятий (как и предприятий ЖКХ и АПК), проходят, как правило, двухступенчатую очистку. Вначале на локальных очистных сооружениях (ЛОС), затем на станции биологической
очистки (городских очистных сооружениях), куда поступают также сточные
воды жилых массивов после смешения со сточными водами промышленных
предприятий (рисунок 2)
Рисунок 2 –Общая схема сброса городских сточных вод в водоём
Необходимость в ЛОС обусловлена тем, что промышленные сточные воды могут содержать столь высокотоксичные вещества и в таких количествах, что в случае непосредственной подачи их на городские очистные сооружения в последних нарушается нормальный биоцикл микроорганизмов, способных к биохимической деструкции загрязнений. Кроме того, высококонцентрированные сточные воды очищаются более глубоко и с меньшими экономическими издержками, чем разбавленные.
Необходимая степень очистки сточных вод определяется как отношение разности исходной концентрации загрязняющих веществ до их очистки С и предельно допустимой концентрации тех же веществ после очистки Сст к исходной концентрации, %
Взвешенные
вещества η=
Азот
нитритов η=
очистка не требуется
Железо
η=
БПК
η=
ПАВ
η=
В качестве контрольной величины, свидетельствующей о том, что воздействие данного объекта на водоем соответствует допустимому, служит
универсальная характеристика, предусмотренная Правилами охраны поверхностных вод, лимит на сброс загрязняющего вещества. В нормативных документах его чаще называют предельно допустимым сбросом, или сокращенно ПДС, который представляет собой количество загрязняющего вещества в единицу времени. Следуя определению, ПДС рассчитывается по формуле
Взвешенные вещества ПДС=0,16*14,5=0,23 г/с
Азот нитритов ПДС=0,16*305,8=48,9 г/с
Железо ПДС=0,16*1,27=0,20 г/с
БПК ПДС=0,16*32,52=5,20 г/с
ПАВ ПДС=0,16*1,88=0,30 г/с