2.2 Охорона гідросфери

Вихідні дані стоків та водойми:

Характеристика стоків (С_ст):

Витрата, Q₀ – 1,2 м³/с

Завислі речовини – 80 г/м³

Органічні витрати – 22 г/м³(БПК)

Розчинений кисень 3 г/м³

Водневий показник, рН – 5,6

Нітрати (за азотом), С_н – 4,2г/м³

Бензоли, С_бенз. – 1,1 г/м³

Ртуть, С_рт. – 0,01 г/м³

Феноли, С_фн. – 10 г/м³

Характеристика вод ріки (С_Ф):

Категорія: 2

Витрата, Q - 12 м³/с

Швидкість, V_сер – 2,2 м³/с

Середня глибина, Н_сер – 1,8 м

Коефіцієнт шорсткості, n10³ – 24

Коефіцієнт звивистості ⱷ - 1,02

Відстань до розрахункового отвору, L –1,2км

Випуск стоків – біля берега

Завислі речовини – 42 г/м³

Органічні речовини (БПК) – 2,1 кг/м³

Розчинений кисень – 7,2 кг/м³

Водневий показник, рН – 5,6

Нітрати (за азотом), С_н – 0,42 кг/м³

Бензол, С_бенз. - 0 кг/м³

Ртуть,С _рт. – 0,01 кг/м³

Феноли, С_фн. – 0 кг/м³

Розрахунки:

1. Розрахувати ступінь змішування та розбавлення стічної води.

Визначаємо коефіцієнт турбулентної дифузії:

.

де - прискорення вільного падіння – 9,8 м/с²;

с – коефіцієнт Шезі;

- функція коефіцієнта Шезі.

Коефіцієнт Шезі:

.

функція коефіцієнта Шезі;

μ=0,7∙50,9+6=41,63м^0,5/с

Визначаємо коефіцієнти впливу гідрологічних факторів:

.

.

Визначаємо коефіцієнт змішування:

.

Визначаємо кратність розбавлення:

.

2. Розрахувати граничну концентрацію шкідливих речовин у стоках – С_ст.гр. (нітратів, фенолів, ртуті та бензолу).

С_ст.гр. нітратів:

_ст.гр. .

С_ст.=3,4 г/м³ > С_ст.гр.=1,29г/м³ – потрібне очищення.

С_ст.гр. фенолів:

С_ст.=14 г/м³ > С_ст.гр.=0,001 г/м³ –потрібне очищення.

С_ст.гр ртуті:

С_ст.=0,01 г/м³ < С_ст.гр.=0,05 г/м³ – не потрібне очищення.

С_ст.гр бензолу:

С_ст.=1,5 г/м³ > С_ст.гр.=0,57 г/м³ –потрібне очищення.

3. Розрахувати граничну концентрацію завислих речовин у стоках:

С_ст.=150 г/м³ > С_ст.гр.=101,17 г/м³ – не потрібне очищення.

4. Розрахувати біологічну потребу в кисні – БПК:

_ст.гр. .

де -характеристики окислювальних реакцій;

- можна прийняти 0,94.

С_ст.=3 г/м³ < С_ст.гр.=4,95 г/м³ – не потрібне очищення.

5. Розрахувати кількість розчиненого кисню:

_ст.гр. .

де - розчинений кисень у річці;

– БПК в річці.

С_ст.=2,2 г/м³ > С_ст.гр.=1,43 г/м³ – потрібна флотація стічної води.

Таблиця 2

Показник (речовина)	ст.гр	≥ <	Сст.	Заходи
1	2	3	4	5
Нітрати	1,29	<	3,4	Очистка
Феноли	0,001	<	14	Очистка
Ртуть	0,05	˃	0,01	Не потрібна
Бензол	0,57	<	1,5	Очистка
Завислі речо-вини	101,17	˃	50	Не потрібна
Біологічна по-треба в кисні	4,95	<	3	Очистка
Розчинений кисень	1,43	<	2,2	Флотація

6. Розраховуємо розмір плати за забруднення гідросфери.

Розмір плати за скид стічних вод у водойми П_.с розраховується за формулою, грн,

якщо С_ст.гр.≥С_ст то:

П_.с. = [М_пл · К_б ∙ Н_б] · 3600 · Т · 10^-6

якщо С_ст.гр.≤С_ст. то:

П_с. = [М_пл · К_б · Н_б+М_с.л · К_б · К_п.∙Н_б] · 3600 · Т · 10^-6

де М_пл – обсяг скиду забрудненої речовини в межах ліміту, т;

М_пл = С_ст.гр.∙Q₀;

М_с.л – обсяг понадлімітного скиду, т;

М_с.л = (С_ст - С_ст.гр.)∙Q₀;

К_б – регіональний (басейновий) коригувальний коефіцієнт, який враховує територіальні екологічні особливості (2,2);

К_н – коригувальний коефіцієнт, який враховує чисельність жителів населеного пункта, для Харкова = 1,8,

К_п – коефіцієнт кратності збору за понадлімітні скиди забруднюючих речовин – 5.

Т – термін роботи підприємства,

Т = η_зм · η_год · η_дн,

де η_зм – кількість змін роботи підприємства у добу,

η_год – кількість годин у зміні,

η_дн – кількість днів роботи підприємства,

3600 секунд у добі;

10^-6 – переведення грамів у тони

1. Нітрати:

М_пл=1,29∙2=2,58 т

М_сл=(3,4-1,29)∙2=4,22 т

П_с = (2,58· 2,2 · 4,5+ 4,22∙2,2∙5∙4,5) · 3600 · 8544 · 10^-6 = 7203,3 грн.

2) Бензол:

М_пл=0,57∙2=1,14 т

М_сл=(1,5-0,57)∙2=1,86 т

П_с = (1,14· 2,2 · 516+ 1,86∙2,2∙5∙516) · 3600 · 8544 · 10^-6 = 362655,2 грн.

3) Ртуть:

М_пл=0,05∙2=0,1 т

П_с = (0,1· 2,2 · 4128) · 3600 · 8544 · 10^-6 = 27789,6 грн.

4) Фенол:

М_пл=0,001∙2=0,002 т

М_сл=(14-0,001)∙2=27,9 т

П_с = (0,002· 2,2 · 4128+ 27,9∙2,2∙5∙4128) · 3600 · 8544 · 10^-6 = 38767181,6 грн.

7. Розрахувати конструкцію відстійника

Мета розрахунку – визначити розміри відстійника для пропускання максимальної витрати стічної води.

При розрахунках відстійника задаються їх глибиною Н=2,5м та відношенням довжини до глибини .

Послідовність розрахунку така:

Визначаємо:

• Швидкість осадження часток зависі у воді (гідравлічну крупність):

U_o=0,15мм/с

• Швидкість руху стоків:

мм/с

• загальну ширину відстійників:

.

де - ширина одного відстійника;

м

• загальну площу в плані:

.

м²

.

• довжину відстійника:

.

м

Розрахунок фільтра:

-швидкість фільтрації:

V=1.5мм/с;

-загальна площа фільтра:

F= ;

V=

-кількість фільтрів при розмірах 20×20 – 1шт.