- •Контроль качества водных ресурсов
- •1 Общие положения
- •2 Требования к качеству воды
- •3 Расчет необходимой степени разбавления сточных вод в заданном створе
- •4 Расчет степени очистки сточных вод от взвешенных веществ
- •5 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по бпк
- •6 Расчет степени очистки сточных вод по изменению реакции рН
- •7. Расчет температуры сточных вод перед сбросом в водоем
- •8. Расчет степени очистки сточных вод от вредных веществ
- •9. Расчет экономического ущерба от загрязнения водоемов в результате сброса сточных вод
- •10. Задания к расчетам
- •11. Необходимость перехода к замкнутым оборотным системам водоснабжения
- •Примерный перечень мероприятий по уменьшению загрязнения поверхностных водоемов производственными сточными водами
- •Список рекомендуемой литературы
- •Контроль качества водных ресурсов
- •Редактор н.И. Сугоняк Подписано в печать
- •Сибирский государственный индустриальный университет
3 Расчет необходимой степени разбавления сточных вод в заданном створе
При определении возможности спуска сточных вод предприятия в природный водоем, прежде всего, рассчитывают степень разбавления сточных вод речной водой. Разбавление сточных вод – это процесс снижения концентраций загрязняющих веществ в водотоках и водоемах, протекающий вследствие перемешивания сточных вод с природными водами. Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется степенью разбавления, которая определяется по формуле:
(3.1)
где – степень разбавления сточных вод водой реки;
– расход реки, м3/с;
– расход сточных вод, м3/с;
– коэффициент смешения.
Коэффициент смешения всегда меньше единицы. Так как влияние сточных вод оценивается в створе у ближайшего пункта водопользования, у этого пункта и надо определять степень разбавления.
Расход воды реки является гидрометрической характеристикой. Он определяется опытным путем соответствующими гидрогеологическими организациями.
После определения степени разбавления сточных вод нужно рассмотреть вопрос возможного ухудшения качества воды в реке или в другом водоеме в результате сброса туда сточных вод.
4 Расчет степени очистки сточных вод от взвешенных веществ
Взвешенные вещества - это крупные частицы (d > l 10-4мм), задерживающиеся бумажными фильтрами. Их присутствие свидетельствует о загрязнении воды глиной, песком, силикатными породами и т. д.
Необходимая степень очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ определяется по формуле:
(4.1)
где – расчетная степень очистки, %,
– исходная концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки, мг/л;
– расчетная концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом в водоем, мг/л.
Расчетную концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом их в водоем определяем по формуле:
, мг/л (4.2)
где – концентрация взвешенных веществ в воде реки до сброса сточных вод, мг/л;
– степень разбавления сточных вод в расчетном створе;
– допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в реке после сброса сточных вод, мг/л (см. Таблицу 2.1);
5 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по бпк
Биохимическая потребность воды в кислороде (БПК) – это количество кислорода, мг/л, идущее на окисление органических примесей воды при протекании в ней биохимических процессов. БПК характеризует загрязненность воды органическими веществами. БПК измеряется в мг кислорода на 1 г окисляемого вещества (мгО2/г). Наиболее часто определяется потребность кислорода за 5 или 20 суток (БПК5 и БПК20).
Например, БПК5 глюкозы составляет 770 мгО2/г. Если 1 кг глюкозы растворить в 1 м3 воды, то БПК этого раствора будет 770 мгО2/г. Это значит, что при биохимическом окислении всей глюкозы содержание кислорода в каждом литре раствора уменьшается на 770 мг. БПК5 бытовых стоков колеблется в интервале 150 – 250 мг/л, а природных вод 2 – 4 мг/л. Количество кислорода, необходимое для полного окисления всех органических примесей воды, обозначают .
При поступлении сточных вод в реки и водоемы снижение концентрации органических веществ (БПК) происходит вследствие как разбавления, так и самоочищения.
Концентрацию сточных вод, при которой БПК воды реки в ближайшем пункте водопользования ниже места спуска сточных вод будет не больше принятых нормативов, находят по формуле:
, мг/л (5.1)
где – предельно допустимое значение БПК воды в реке после сброса сточных вод, мг/л (см. Таблицу 2.1);
– БПК речной воды до сброса сточных вод, мг/л;
– константа скорости потребления кислорода сточными водами;
– время протекания воды от места сброса до расчетного створа, сутки.
Таблица 5.1 – Значение при различных температурах речной воды
|
|
|
|
|
|
0 |
0,04 |
15 |
0,08 |
24 |
0,12 |
5 |
0,05 |
18 |
0,09 |
26 |
0,13 |
9 |
0,06 |
20 |
0,1 |
28 |
0,14 |
12 |
0,07 |
22 |
0,11 |
29 |
0,15 |
Если расчетное значение больше фактического значения БПК сточных вод, подлежащих спуску в реку, то биологическая очистка сточных вод не требуется.
Если меньше БПК сточных вод, то биологическая очистка перед спуском в водоем обязательна до получения расчетного значения .
Необходимая степень очистки смеси сточных вод и речной воды по БПК определяется в этом случае по формуле:
(5.2)
где – полная биохимическая потребность сточной воды в кислороде, мг/л.
Растворенный кислород. Кислород попадает в воду из воздуха, а также образуется в результате жизнедеятельности зеленых растений. Концентрация кислорода в воде зависит от ее температуры и загрязненности. Максимально возможная концентрация кислорода в воде при 0° – 14,56 мг/л. С повышением температуры содержание растворенного кислорода уменьшается. Наличие в воде аммиака, железа, нитратов, легко окисляющихся органических веществ снижает концентрацию растворенного кислорода.
При расчете кислородного режима водоема исходят из поглощения сточными водами растворенного кислорода речной воды в месте их спуска. Если количество содержащегося в речной воде растворенного кислорода не ниже 4 мг/л в течение первых двух суток, то снижения не произойдет и в дальнейшем.
Формула для определения расчетной концентрации растворенного кислорода сточных вод имеет следующий вид:
(5.3)
где – расчетная концентрация растворенного кислорода сточной воды, мг/л;
– степень разбавления;
– содержание растворенного кислорода в речной воде до сброса сточных вод, мг/л;
– биохимическая потребность речной воды в кислороде, мг/л;
– предельно допустимая концентрация растворенного кислорода, которая должна быть в расчетном створе после сброса сточных вод, мг/л;
0,4 – коэффициент для пересчета полного потребления кислорода в двухсуточное.
Если расчетная концентрация кислорода меньше той, которая характерна для проектируемых к спуску в водоем сточных вод, то они должны быть очищены. Тогда необходимую степень очистки определяют по формуле:
(5.4)
где – полная биохимическая потребность сточной воды в кислороде, мг/л.
– расчетная концентрация растворенного кислорода в сточных водах, мг/л.