Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ласков Ю.М. и др. Примеры расчетов канализационных сооружений.pdf
Скачиваний:
167
Добавлен:
16.03.2016
Размер:
5.81 Mб
Скачать

rде С~on -nредельно доnускаемая коицентрация расчетиого веще­

ства.

Концентрация каждого из растворенных вредных ве­

ществ Со в очищенных сточных водах может быть опре­

делена из выражения

(1.18)

где С~т -максимальная доnускаемая концентрация расчетного ве­

щества, вычисляемая no формуле (1.17) с учетом максимальной кон­ центрации и ПДК всех компонентов, относящихся к одной группе

ЛПВ; С~ -концентрация определенного вещества в воде водоема

до сброса стоков.

При очистке сточных вод различные вредные вещест­

ва определенной группы ЛПВ очищаются неодинаково. Для расчета степени очистки по вредным веществам в

первую очередь должна определяться степень очистки

того вещества, которое наиболее трудно извлекается.

Степень очистки этого вещества в процентах можно уста­ новить по формуле

 

i

 

п-1 ~ С~

 

1 ---

--

 

n

ci

 

 

ДОП

 

8= 1-

1

(1.19)

100.

l

_1 ~ С~т

n с'доп

1

Поскольку остальные вещества данной группы ЛПВ

имеют более высокий эффект очистки, то выражение

(1.16) будет всегда выполняться.

§ 4. Примеры расчетов

Пример 1.1*. Определить концентрации загрязнений в бытовых

сточных водах nри норме водаотведения 250 л на одного человека

в сутки.

";~

Решение. Расчеты проводятся в соответствии с рекоменда·циями

СНиП 2.04.03-85 (табл. 25), для чего в формулу (1.1)

nоочередно

следует nодставпять значения норм загрязнений по каждому nока­

эателю.

Примеры 1.1-1.3 составлены канд. техн, наук доц, Т, А. Ка­

рюхиной.

12

Получаем следующие концентрации загрязнений, мг/л:

Взвешенные вещества . . .

260

БПКаопи . . , , . • • .

300

БПКs . . . . . . . . .

216

Азот аммонийных солеА . . .

32

Фосфаты (в пересчете на Р~О~)

13

Хлориды . • . . . . . . .

36

Сточная вода с концентрацией взвешенных веществ н БПI<nопи

более 250 мг/л может быть отнесена к разряду

концентрированных

стоков.

Пример 1.2. Определить, требуется ли добавка биогенных эле­

ментов для обработки бытовой сточной воды биологическим nутем.

Решение. Требуемое минимальное число биогенных элементов

определяется соотношением, указанным в СНнП 2.04.03-85, т. е.

БПКпопн: N : Р= 100: 5: 1.

В бытовых водах соотношение этих величин может быть под­

считано из норм заrрязненнй на одного жителя. При этом следует учесть, что на сооружения билагической очистки сточная вода, как правило, nостуnает после nрохождения сооружений механнческой

очистки, в результате чего коицентрация фосфатов nоннжается nри­

мерно на 20-30 %.

БПКпопн осветленной воды находят из нормы 40 г/сут на 1 чел. Количество аммонийного азота составляет 8 мг/л. При под­

счете концентрации фосфора учитывают эффективность отстаивания в лервичиых отстойниках и, кроме того, nроизводят лересчет с кон­

центрации в единицах P 20s наР, т.е. 3,3 ·0,7·0,437=1,01

г/сут

на

1 чел., где 0,437- отношение двух атомных масс

фосфора (62)

к

молекулярной массе фосфорного ангидрида (142) .

 

 

 

Таким образом, в бытовой воде, nостулающей на биохимическую

очистку, будем

иметь: БПКпопн: N: Р=40 : 8: 1,01

или,

nринимая

БПКпопи за 100,

лолучим БПКпопн : N: Р-100: 20: 2,5.

 

 

На каждые

100 мг/л БПКпопн в воде будет 20

мr/л

аммоний­

ного азота н 2,5 мг/л фосфора. Это больше, чем минимально доnу­ стимые количества, и nоэтому добавки биогенных элементов в бы­

товые воды не требуется. Результат расчета справедлив при любой

норме водопотребления.

Пример 1.3. В бисхимически очищенной воде найдено 1,5 мr/л азота нитритов и 10 мг/л нитратов. Определить запас химически

связанного кислорода, обесnечивающего компенсацию остаточной

БПК воды, а следовательно, стабильность очищенной воды.

Решение. Подсчитаем количество кислорода, которое выделяется

в результате денитрификации нитритного н нитратного азотов:

2HN02 = Н10 +N2 + 30;

2НNОз = Н20 + N1 +50.

На 1 атом азота нитритов nриходится 1,5 атома выделяющегося

кислорода, или 1,71 мг 0 2

на 1

мг N, а на 1 атом азота нитратов-

2,5 атома кислорода, или

2,86

мг О2 на 1 мг N. Следовательно, за·

пас связанного кислорода в очищенной воде составляет 1,71·1 ,5+

+2,86·10-31,2 мг/л.

Вода с таким содержанием нитритов и нитратов стабильна, так

как в ней очень высок заnас связанного кислорода.

Пример 1.4. Оnределить концентрацию загрязнений по взве-

13

шенным веществам и по БПКподк в сточных водах, поступающих на

городские

очистные

сооружения. В городе имеется два района с

различной

степенью

благоустройства. Норма водаотведения для

первого района 150

л/(чел.-сут), а для второго

300 л/(чел.-сут).

В городе

находятся

хлопчатобумажный комбинат,

химико-фарма­

цевтический и машиностроительный заводы. Расход бытовых сточ­

ных вод, поступающих из первого района, 18000 м3/сут, из второго

40 000 м3/сут. Расход производственных сточных вод, м3/сут, по­

ступающих в городскую канализационную сеть, составляет от хлоп­

чзтобумажноrо комбината 15 000, химико-фармацевтического завода

3000 н машиностроительного завода 6000; коицентрация загрязне­

ний, мг/л, по взвешенным веществам и по БПКподн равна в сточных водах хлоnчатобумажного комбината 150 и 250, химико-фармацев­

тического завода 100 и 1200, машиностроительного завода 200 и 100. Решение. По СНиП 2.04.03-85 (табл. 25) содержание загрязне­ ний в бытовых водах в расчете на одного жителя составляет по

взвешенным веществам 65 r/сут и по БПКпод11 75 r/<-ут. Определим концентрацию загрязнений в бытовых водах по

формуле (1.1):

по взвешенным веществам: для первого района Pta=65-1000/ /150=433 мг/л; для второго Р2.=65-1000/300=217 мг/л;

по БПКподн: для первого района Ршлк=75-1000/150=500 мr/л;

для второго Р2влк=75- 1000/300=250 мг/л.

Вычислим по формуле (1.2) концентрации загрязнений в сточ­

ных водах, поступающих на городскую очистную станцию:

по взвешенным веществам

433· 18 000 + 217-40 000 + 150·15 000 +

100·3000

+

Рсм.взв =

18 000 + 40 000 + 15 000 + 3000 +

6000

 

200-6000

 

 

+ 18000+4ОООО+15ООО+ЗООО+6ООО = 247 мr/л;

 

ПО БПКполн

 

 

 

500·18 000 + 250-40 000 + 250·15 000 + 1200-3000

+

рсм.БЛК =

!8 000 + 40 000 + 15 000 + 3000 + 6000

+ 18 000 +

100-6000

 

 

40 000 + 15 000 + 3000 + 6000 = 329 мr/л.

 

Пример 1.5. По данным rндрометеородоrнческой службы сред­

немесячный расход воды в реке nри 95% -ной обеспеченности со­ ставляет в расчетном створе Q=30 м3/с. На участке реки от места

выпуска сточных вод до расчетного створа средняя скорость тече­

ния равна 0,64 м/с при глубине Н= 1,2 м. Извн.1истость русла на участке слабо выражена, т. е. fP= 1. Выпуск сточных вод с расходом q = 0,6 м3/с проектнруется у берега, т. е. ~"" 1. Расстояние от места

выпуска сточных вод до расчетного створа по фарватеру составляет

3,5 км. Определить степень смешения сточных вод в водоеме у рас­

четного створа.

Решение. Коэффициент турбулентной диффузии Е находим no

формуле (1.5):

Е= 0,64·1,2/200 = 0,00384.

14

Коэффициент, учитывающий влияние гидравлических факторов

смешения сточных вод, вычисляем по формуле (1.4):

а= 1.1 V3о,оо384;о,в =0,185.

Далее находим

коэффнuнент смешения сточных вод с во.дой

водоема по формуле (1.3),

nринимая

 

~~-

~~-

f} =е-а r L

= e-O,t85Y 3500 = O,OOI.

Тогда

1-0,061

 

а =

_1_+_(3-0/_;;О_6:,.....)-0.-06-1 ~ О'23 '

Кратность разбавления в расчетном створе находим по формуле

(1 6): п- (0,23·30+0,6)/0,6=12,5.

Пример 1.6. Найти разбавление сточных вод для глубинкого

сосредоточенного выпус"а в проточное озеро, если скорость течения v,.=0,02 м/с, средняя глубина в месте выпуска Н=30 м, расчетный

расход сточных вод Q-=0,32 м'/с. РасчетныА створ водоnользования

расположен на расстоянии L = 500 и.

Peшe~tue. Поскольку рассматривается сосредоточенныА выпуск,

то А- 1. Найдем диаметр отверстия выпуска, принимая скорость

.нстечения t•o =2,5 мjс:

 

V ' .

 

 

 

 

 

 

 

 

4·0,32

 

 

 

 

 

 

do =

 

3 14 . 2 5 = 0,404

м.

 

 

 

Определяя диаметр

оголовка выпуска

d 0 =0,4

м,

установим

фактическую скорость истечения Vc -2,53 м/с.

 

 

 

 

Теперь вычислим по формуJJе (1.8) параметр Р:

 

 

 

р =о, 2/(0,000015·2,53 +0,02) = 0,997.

 

 

Далее по формуле (1.9) находим:

 

 

 

 

 

 

0 325 ' 30

+

о 875 884.

 

 

s = 360 + (0,02/2,53) 105

'

.

 

 

Нанменьшее разбавление на заданном расстоянии составит no

формуле (1.7):

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 1 (0,2·500/0,4)0997 ·0684 = 130.

 

 

 

Пример 1.7. В реку с расходом

Q= 15 м3/с сбрасываются сточ­

ные воды с расходом q=О,З м3/с.

Конuентраuня

взвешенных

ве­

ществ в сточных водах, поступающих на очистную

станцию,

С=

=200 мг/л. Участок водоема, в который сбрасываются

очищенные

сточные воды, относится ко 11 категории водоемов питьевого и куль­

турно-бытового водоnользования. Концентрация взвешенных ве­

ществ в реке до спуска сточных вод ь ...s r/м3• Коэффициент сме­

шения а=0,75.

Решение. Для данного участка водоема доnускаемое увеличе­ ние содержания взвешенных веществ Р=0,75 r/мэ.

Предельно допустимое содержание взвешенных веществ в

сnускаемых в водоем сточных водах вычисляем по формуле (1.10): m=0,75(0,75·15/О,З+ 1)+5=34 мr/л.

15

Необходимую степень очистки определяем по формуле (1.11 ) :

 

э = (20034) 100/200 = 83 %.

Пример

1.8. Найти необходимую степень очистки сточных вод

no БПКпопн

для водоема, отнесенного ко 11 категории водоемов

nитьевого и культурно-бытового водопользования при следующих

условиях. Расход сточных вод q=О,б м3/с, расход воды в водоеме Q=20 м3/с; средняя скорость движения воды в реке tlcp=0,64 м/с; средняя глубина реки Нср-1,2 м, выпуск сточных вод проектируется у берега, следовательно, ~=-1. Расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа L=3,5 км; извилистость русла на расчетном участке выражена слабо, т. е. q>= 1. Константа

скорости потребления кислорода сточной водой kст=О,lб; константа

скорости потребления кислорода речной водой kp=O,l, БПКпопн речной воды до места выпуска сточных вод Lp= 1,8 мг/л.

Решение. Коэффициент турбулентности диффузии находим по

формуле (1.5):

Е= 0,64 ·1, 2/200 = 0,00384.

Коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения,

вычисляем по зависимости (1.4):

а= 1·1 3V0,00384/0,6 = 0,185.

Коэффициент смешения -по формуле (1.3):

3 -

1 _ е-0,185V3500

а= ------~-/'_:::. = 0,31.

1 + (20/0,6) е-О,!В5V 3500

Продолжительность nеремещения воды от места выпуска сточ­

ных вод до расчетного пункта

t=

L

100 000·3,5

 

/Vcp=

86400 . 64 =0,063

сут.

Допустимая БПКпопи сточных вод, сбрасываемых в водоем,

определяется по формуле (1.13):

Lст =

0,31·20

 

(6

-1,8·10--О,I·О,ОбЗ) +

0,6·10

-0

6

о 063

 

 

,!•,

 

 

 

 

 

10

0

6

063

 

= 51 мг1л.

 

 

16

 

 

+--_-;;-,«~.о".;;:::::;--

Пример 1.9. Расход очищенных сточных вод, сбрасываемых в водоем, равен 1 м3/с, расход воды в реке - 40 м3/с. Коэффициент смешения а=0,4. Содержание растворенного кислорода в природной воде до места выпуска сточной 0р=6,5 мг/л. Определить, какова

степень очистки сточных вод по содержанию растворенного кисло-

рода, если БПКпопи сточной воды L~~н = 357 мr/л, а БПКnопи в расчетном створе L =2 мгfл.

Решение. Расчетныif створ водоема по виду водоnользования

относится к источникам для питьевых и культурно-бытовых целей

16