От очистных сооружений хозяйственно-бытовых сточных вод

Расчет выбросов загрязняющих веществ, поступающих при эксплуатации очистных сооружений хозяйственно-бытовых сточных вод, производят в соответствие [7]. В атмосферных выбросах с поверхности сооружений нормируются следующие загрязняющие вещества: сероводород, аммиак, метан, метилмеркаптан, этилмеркаптан.

Расчеты выбросов выполняют по уравнениям:

г/с (3.1)

т/год (3.2)

где М_{i max} – максимальный выброс загрязняющего вещества, г/с; G_{i max} – валовый выброс загрязняющего вещества, т/год; F – площадь поверхности объекта очистного сооружения, м²; K_У – коэффициент, зависящий от степени перекрывания объекта очистного сооружения (табл. 3.1); К₁,К₂ – коэффициенты, учитывающие скорость ветра, определяются по формулам:

(3.3)

(3.4)

где v _max, v _ср – максимальные и средние скорости ветра, измеренные на высоте 1,5 м от поверхности воды или крыши перекрытия; K_м – коэффициент, учитывающий тип сооружений (табл. 3.2); C_{i max}, C_{i cp} – максимальное и среднее значение равновесных к составу концентраций загрязняющего вещества, мг/нм³; m_i – молекулярная масса загрязняющего вещества, уг. ед.; t_{B max}, t_{B cp} – максимальная и средняя по году температуры поверхности воды объекта очистного сооружения, ^оС.

Значение концентраций C_i для растворенных в сточной воде веществ рассчитывается по уравнению:

мг/л (3.5)

где P_i – давление насыщенного пара чистого вещества при t_В, мм рт. ст.; C_Bi – массовая концентрация загрязняющего вещества в водах, поступающих на очистку, г/л; C_{i max} рассчитывают для максимального значения C_Bi.

Для растворенных в сточной воде газов вместо параметра P_i используют константу Генри – К_Г, мм рт. ст. d табл. 4 [7]

Если неизвестны равновесные концентрация, то значения C_{i max}, C_{i cp} принимают по таблице (табл. 3.3).

Для объектов совместной биологической очистки промышленных и хозяйственно-бытовых стоков величины C_{i max}, C_{i cp} принимаются по таблице П.2.2. [7]

Расчет максимальных выбросов для песковых и иловых площадок выполняют по уравнению: (3.6)где F₁ – площадь поверхности свежезаполненных площадок, м₂; K_M1 – значение коэффициента K_M для стадии заполнения карт; K_M2 – значение коэффициента K_M для стадии хранения осадка.Величина F₁ вычисляется по формуле: , м² (3.7)где V_{0 max}. – наибольший из объемов выгрузки осадка из какого-либо отстойника, м³.Расчет валовых выбросов для песковых и иловых площадок выполняют по уравнению: где F₂ – суммарная площадь заполнения за теплый период года, м²; F₃ – то же, за холодный период года, м². , (3.9) , (3.10)где ΣV_от, ΣV_ох – объемы поступившего на площадки осадка за теплый и холодный периоды года, м³. Для тех объектов очистных сооружений, у которых поверхность покрыта льдом в холодное время года, время эксплуатации τ (ч/год) уменьшают на величину, равную продолжительности нахождения льда на их поверхности.

Таблица 3.1.

Значения величин коэффициентов К_У

F0/F	КУ	F0/F	КУ	F0/F	КУ
0,0001	0,001	0,2	0,2	0,6	0,378
0,0005	0,005	0,3	0,207	0,65	0,426
0,001	0,01	0,35	0,223	0,7	0,479
0,005	0,05	0,4	0,243	0,75	0,537
0,01	0,1	0,45	0,267	0,8	0,6
0,05	0,144	0,5	0,3	> 0,8	1,0
0,1	0,2	0,55	0,336

* F₀ – площадь открытой поверхности объекта очистного сооружения, м².

Таблица 3.2 Значения коэффициента К_М

Объекты очистных сооружений	КМ	КМ1	КМ2
Песколовки, распределительные камеры	1,0	–	–
Первичные отстойники, преаэраторы	0,03	–	–
Аэротенки	0,07	–	–
Вторичные отстойники	0,005	–	–
Илоуплотнители	0,06	–	–
Резервуары осадка и ила	0,05	–	–
Песковые площадки	–	0,04	0,001
Иловые площадки	–	0,05	0,001
Биопруды	0,0003	–	–

Таблица 3.3. Значения равновесных концентраций загрязняющих веществ для объектов очистки хозяйственно-бытовых стоков и объектов биологической очистки промышленных стоков

Загрязняющее вещество	Значения рН сточных вод	mi, уг. ед.
менее 6,8	6,8-7,2	более 7,2
Ci max, мг/нм3	Ci cp, мг/нм3	Ci max, мг/нм3	Ci cp, мг/нм3	Ci max, мг/нм3	Ci cp, мг/нм3
Сероводород			2,1	1,2	0,4	0,3
Аммиак	3,1	2,2	9,3	6,5
Метан
Хлор						75,0
Этилмеркаптан	0,0295	0,0205	0,0020	0,0014	0,0007	0,0005
Метилмеркаптан	0,052	0,036	0,0035	0,0024	0,0012	0,0008

Решение типовой задачи 3.1

Условие. Рассчитать количество выбросов загрязняющих веществ при работе очистных сооружений в составе:

- приемная камера, F = 2 м²;

- песколовки 2 шт., F = 4 м²;

- первичные отстойники -4 шт., диаметром 9 м;

- аэротенки, площадью 3052 м²;

- вторичные отстойники -4 шт., диаметром 9 м.

Ход решения

1. Рассчитать количество выбросов загрязняющих веществ при работе очистных сооружений

2. Рассчитать максимально разовые выбросы загрязняющих веществ по нормируемым ингредиентам с поверхности городских очистных сооружений.

Расчеты представить в виде табл.3.4.

3. Итоговые данные по максимально разовым выбросам представить в виде табл. 3.5.

4. Расчет суммарных валовых выбросов представить в виде табл. 3.6.

Таблица 3.4.

Расчет количества выбросов нормируемых ингредиентов при работе городских очистных сооружений

Расчетные показатели	Единицы измерения	Расчетная формула, обозначение	Сооружения
Приемная камера	Песко- ловки	Первичные отстойники	Аэротенки	Вторичные отстойники
Максимальная скорость ветра		vmax
Средняя скорость ветра		vср	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2
К1		К1 = 0,547∙(1,312 + v max)	2,905	2,905	2,905	2,905	2,9
К2		К2 = 1,969 ∙ (1,312 + v ср)	6,915	6,915	6,915	6,915	6,915
Площадь поверхности объекта очистного сооружения	м2	F		25,12	254,34		254,36
Площадь открытой поверхности объекта очистного сооружения	м2	F0		25,12	254,34		254,36
Ку		f(Fo/F)
		N = Fo/F
Максимальная температуры поверхности воды объекта очистных сооружений	°С	tв max
Средняя по году температуры поверхности воды объекта очистных сооружений	°С	tв cp
Время эксплуатации объекта очистных сооружений	ч/год	τ
Км					0,03	0,07	0,005
Аммиак
Массовая концентрация загрязняющего вещества в водах	г/л	CBi,	0,025	0,025	0,019	0,0038	0,0034
Давление насыщенного пара чистого вещества при tВ,	мм. рт. ст	Pi
Среднее значение равновесных к составу концентраций загрязняющего вещества	г/м3	Ciср = 1,0566 ∙ Pi ∙ CBi,	41,18	41,18	30,9	6,18	5,56

продолжение табл. 3.4.

Молекулярная масса загрязняющего вещества	уг. ед.;	mi
Массовая концентрация загрязняющего вещества в водах	г/л	CBi,	0,035	0,035	0,026	0,005	0,0047
Давление насыщенного пара чистого вещества при tВ,	мм. рт. ст.	Pi
Максимальное значение равно-весных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci мах = 1,0566 ∙ Pi ∙ CBi,	57,65	57,65	43,24	8,65	7,78
Максимальный выброс загрязня-ющего атмосферу вещества	г/с		0,0024	0,0299	0,0068	0,0382	0,0002
Валовые выбросы	т/год		0,1258	1,5795	0,3598	2,015	0,0108
Сероводород
Среднее значение равновесных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci ср
Молекулярная масса загрязняющего вещества	уг. ед.;	mi
Максимальное значение равно весных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci мах
Максимальный выброс загряз- няющего атмосферу вещества	г/с	Мi max	0,002	0,0257	0,0078	0,22	0,0013
Валовые выбросы	т/год	G max	0,0885	1,1119	0,338	9,457	0,0563
Метан
Среднее значение равновесных к составу концентраций загрязня-ющего вещества		Ci ср
Молекулярная масса загрязняющего вещества	уг. ед.;	mi

продолжение табл. 3.4.

Массовая концентрация загрязняющего вещества в водах	г/л	CBi,	0,035	0,035	0,026	0,005	0,0047
Давление насыщенного пара чистого вещества при tВ,	мм. рт. ст.	Pi
Максимальное значение равно-весных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci мах = 1,0566 ∙ Pi ∙ CBi,	57,65	57,65	43,24	8,65	7,78
Максимальный выброс загрязня-ющего атмосферу вещества	г/с		0,0024	0,0299	0,0068	0,0382	0,0002
Валовые выбросы	т/год		0,1258	1,5795	0,3598	2,015	0,0108
Сероводород
Среднее значение равновесных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci ср
Молекулярная масса загрязняющего вещества	уг. ед.;	mi
Максимальное значение равно весных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci мах
Максимальный выброс загряз- няющего атмосферу вещества	г/с	Мi max	0,002	0,0257	0,0078	0,22	0,0013
Валовые выбросы	т/год	G max	0,0885	1,1119	0,338	9,457	0,0563
Метан
Среднее значение равновесных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci ср

продолжение табл. 3.4.

Максимальное значение равно-весных к составу концентраций загрязняющего вещества		Cмакс
Молекулярная масса загрязняющего вещества	уг. ед.	mi
Максимальный выброс загрязня-ющего вещества	г/с	Мi max	0,085	1,069	0,325	9,094	0,054
Валовые выбросы	т/год	G max	4,09	59,3	18,013	504,34	3,002
Метилмеркаптан
Среднее значение равновесных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci ср	0,036	0,0205	0,0205	0,0205	0,0205
Максимальное значение равно-весных к составу концентраций загрязняющего вещества		Cмакс	0,052	0,0295	0,0295	0,0295	0,0295
Молекулярная масса загрязняющего вещества	уг. ед.	mi
Максимальный выброс загрязня-ющего атмосферу вещества	г/с	Мi max	0,0000013	0,000009	0,0000028	0,000077	0,0000005
Валовые выбросы	т/год	G max	0,000066	0,0005	0,0001421	0,0039795	0,0000237
Этилмеркаптан
Среднее значение равновесных к составу концентраций загрязняющего вещества		Ci ср	0,0205	0,0205	0,0205	0,0205	0,0205
Максимальное значение равно-весных к составу концентраций загрязняющего вещества		Cмакс	0,0295	0,0295	0,0295	0,0295	0,0295
Молекулярная масса загрязняющего вещества	уг. ед.;	mi
Максимальный выброс загрязня-ющего атмосферу вещества	г/с	Мi max	0,0000006	0,000008	0,0000024	0,000068	0,0000004
Валовые выбросы	т/год	G max	0,000033	0,0004	0,000125	0,0035	0,00002

Таблица 3.5.

Максимально разовые выбросы по сооружениям

Наименование вещества	Выбросы по сооружениям, г/с
Приемная камера	Песколовки	Первичные отстойники	Аэротенки	Вторичные отстойники
Аммиак	0,0024	0,03	0,0068	0,038	0,0002
Сероводород	0,002	0,026	0,0078	0,218	0,0013
Метан	0,085	1,07	0,325	9,094	0,054
Метилмеркаптан	1,28·10-6	9,107·10-6	2,77·10-6	7,74·10-5	4,6·10-7
Этилмеркаптан	6,38·10-7	8,012·10-6	2,43·10-6	6,81·10-5	4,06·10-7

Таблица 3.6

Валовые выбросы по сооружениям

Наименование вещества	Выбросы по сооружениям, т/год	Итого
Приемная камера	Песко-ловки	Первичные отстойники	Аэротенки	Вторичные отстойники
Аммиак	0,126	1,58	0,36	2,015	0,0108	4,09
Сероводород	0,089	1,112	0,338	9,457	0,056	11,05
Метан	4,09	59,3	18,0	504,34	3,002	588,746
Метилмеркаптан	0,00007	0,00047	0,00014	0,00398	0,00002	0,0047
Этилмеркаптан	0,00003	0,0004	0,00013	0,0035	0,00002	0,0041

Выводы. Наибольшая масса выбросов при очистке бытовых сточных вод приходится на аммиак, сероводород и метан. Значительное количество выбросов поступает в атмосферный воздух от песколовок и аэротенков.