5.2. Задание на расчет

Задание № 5.2.1. По исходным данным табл. 5.1 определить требуемую степень очистки производственных стоков с макси­мальным расходом Q_макс содержащих 3В с концентрацией С_исх , при двух вариантах выпуска – у берега и в стрежень реки с фоновым загрязнением 20% от ПДК 3В. Глубина реки h , мини­мальный расход воды Q_мин , скорость потока V_п , скорость истечения стоков V_с . Створ водопользования находится от мес­та выпуска на расстоянии l_п по прямой и l_ф по фарватеру. Отношение расчетного диаметра струи к диаметру оголовков рав­но d , плотности стоков и воды в потоке равны единице. Створ водопользования совпадает со створом полного разбавле­ния. Дать оценку каждому варианту выпуска и обосновать инже­нерные решения по защите водоема от загрязнения, превышающе­го ПДК.

5.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета

Перед выполнением работы студент изучает раздел 5.2 учеб­ного пособия [ 3 ] и свой вариант задания. По сборникам [ 4, 10 ] он определяет ПДК 3В и его лимитирующий показатель вредности. По формулам (5.1...5.7) студент находит кратности начального и основного разбавлений, расчетную концентрацию ЗВ (после его полного перемешивания) в водоеме и требуемую сте­пень очистки. Используя материалы подраздела 2.3.3 учебного пособия [ 11 ], студент выбирает для данного 3В наиболее адекватный метод очистки и другие эффективные методы и сред­ства защиты воды от загрязнения (в соответствии с требовани­ями подраздела 5.4),

5.4. Инженерные решения по результатам расчета

Инженерные решения по результатам расчета включают: 1) вы­бор места сброса (у берега или в стрежень); 2) оценку целе­сообразности применения рассеивающих выпусков при неполном перемешивании СB до створа водопользования (определяется по соотношению между кратностью полного разбавления и частным от деления Q_мин на Q_макс); 3) выбор и обоснование метода и средств очистки для заданного 3В (анализируются методы – адсорбции, флотации, электрохимической и биологической очис­ток, а также конкретные технические средства – магнитные сепараторы, озонаторы и др.).

В итоговом заключении по заданию № 5.2.1 студент приводит расчетную концентрацию 3В и его лимитирующий показатель вред­ности, требуемую степень очистки, а также рекомендуемые мето­ды и средства по уменьшению загрязнения.

6. РАСЧЕТ И ОЦЕНКА ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

6.1. Методика расчета

Оседающие на покрытии автомобильных дорог пыль, продукты износа покрытий, шин и тормозных колодок, выбросы от работы ДВС автомобилей, материалы, используемые для борьбы с голо­ледом, и т.д. приводят (при смыве дождевыми и талыми водами) к насыщению вод поверхностного стока различными 3В, которые затем могут попасть в водотоки и водоемы.

Оценку загрязнения поверхностного стока (сброса) с авто­мобильных дорог и определение необходимости его очистки сле­дует производить расчетом. Он выполняется в следующей после­довательности:

1. Определяют расход дождевых вод Q_c^д, л/с, руководствуясь СНиП 2.04.03-85 [ 12 ], по формуле

Q_c^д = q_удFK, (6.1)

где q_уд – удельный расход дождевых вод, л/c 1 га (для Твер­ской и окружающих ее областей и времени поверхностной кон­центрации 5 минут q_уд = 4 л/c га); F – площадь (не более 5 га) участка автодороги (моста), равная произведению длины участка на ширину части дороги, с которых вода будет посту­пать в водоток, или на расстояние в свету между перилами для мостов, га; К - коэффициент, учитывающий изменение удель­ного расхода воды в зависимости от среднего продольного ук­лона участка дороги или моста и принимаемый по табл. 6.1.

Таблица 6.1. Значения К в зависимости от среднего продольного уклона дороги i

i , % 0	0,1	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,5
К	0,56	0,80	0,87	0,94	1,0	1,05	1,18	1,35
i , % 0	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	6,0
К	1,48	1.59	1,69	1,77	1,85	1,92	1,99	2.12

2. Рассчитывают расход талых вод Q_c^т , л/с, по формуле

Q_c^т = 0,5Fh_cK_c, (6.2)

где h_c – слой стока за 10 дневных часов, мм (для Тверской и окружающих ее областей h_c = 20 мм); К_с – коэффициент, учиты­вающий окучивание снега (К_с = 0,8).

3. Определяют величину фактического сброса (ФС), г/ч, 3В с поверхностными СВ по каждому ингредиенту (взвешенные вещества, свинец, нефтепродукты) загрязнения по формуле

ФС = 3600С_фQ_c, (6.3)

где 3600 - коэффициент перевода; С_ф – фактическая концентра­ция 3В в поверхностном стоке по каждому ингредиенту загряз­нений согласно табл. 6.2, мг/л; Q_c – расчетный расход поверх­ностных сточных вод (принимают только наибольший из рассчи­танных выше расходов дождевых и талых вод), л/с.

Таблица 6.2. Концентрации загрязнений в поверхностном стоке, мг/л, с покрытий автодорог

4. Определяют коэффициент турбулентной диффузии Д по формуле (5.5) при заданной V_{п .}

5. Рассчитывают коэффициент , учитывающий влияние гидрав­лических факторов смешения, по формуле (5.4), принимая О_макс равным Q_{c .}

6. Определяют коэффициент смешения CB с водой водотока  по формуле (5.3).

7. Определяют предельно допустимое содержание 3В в поверхнос­тном стоке c учетом смешения его с водами водотока C_прд , мг/л, по формуле Фролова - Родзиллера

С_прд = Q_мин(С_пдк – С_в)/ Q_с + С_пдк , (6.4)

где Q_мин – среднемесячный (минимальный) расход воды в водо­токе 95% обеспеченности, м³/с; С_пдк – ПДК данного 3В в во­дотоке, мг/л (берут из табл. 6.3).

8. Рассчитывают величину предельно допустимого сброса (ПДС), г/ч, ЗВ по каждому ингредиенту загрязнения по формуле

ПДС = 3600С_прд Q_с, (6.5)

где 3600 – коэффициент перевода; остальные обозначения те же, что и в формуле (6.4).

9. Полученные величины ПДС и ФС по каждому ингредиенту заг­рязнения изображают в виде гистограммы и анализируют результаты расчетов, как указано в подразделах 6.3 и 6.4.