2015-06-28
2597Лабораторная работа
НормативЫ допустимых сбросов.
Определение необходимой степени очистки сточных вод перед отведением их в водоем
Цель работы: Ознакомиться с нормированием сбросов загрязняющих веществ со сточными водами в поверхностные водоемы.
Задачи: 1) Изучить каким образом устанавливаются нормативы допустимых сбросов в поверхностные источники.
2) Определить влияние гидрологических характеристик водоема и его способности к самоочищению на величину норматива допустимого сброса.
Нормирование сбросов загрязняющих веществ в водные объекты
Для каждого действующего или проектируемого объекта, являющегося источником загрязнения окружающей среды, устанавливаются нормативы допустимых сбросов в поверхностные водоемы. Для целей установления НДС водные объекты разделяются на следующие виды: рыбохозяйственный, хозяйственно-питьевой и культурно-бытовой.
Нормативы допустимых сбросов (НДС) – максимально допустимая масса загрязняющих веществ в составе отводимых вод в водный объект и допустимая концентрация загрязняющих веществ при установленном режиме водоотведения, при сбросе которой обеспечиваются нормативы качества воды водного объекта в контрольном створе.
|
|
|
Норматив допустимого сброса устанавливается для объектов, имеющих или проектирующих самостоятельные выпуски сточных вод в водные объекты. НДС рассчитывается как для интегральных показателей загрязненности воды (взвешенные вещества, БПК и др.), так и для индивидуальных соединений в
г/ч и т/год.
В случае, если фактические концентрации загрязняющих веществ в составе отводимых сточных вод меньше расчетных допустимых концентраций, то нормативы допустимых сбросов устанавливаются исходя из фактических концентраций загрязняющих веществ в составе отводимых вод.
В случае, если фактические концентрации загрязняющих веществ превышают расчетные допустимые концентрации, то на период выполнения водопользователем мероприятий по снижению сброса Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь, областные и Минский городской комитеты природных ресурсов и охраны окружающей среды могут устанавливать временные нормативы допустимых сбросов с учетом поэтапного достижения нормативов допустимых сбросов.
При выпуске сточных вод в водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения санитарно-гигиенические нормативы должны обеспечиваться в контрольном створе, расположенном на расстоянии одного километра выше ближайшего по течению водозабора для питьевого, культурно-бытового водоснабжения, мест купания, организованного отдыха или территории населенного пункта.
|
|
|
При сбросе сточных вод в рыбохозяйственные водотоки нормативы качества воды должны обеспечиваться на протяжении всего водного объекта или его участка, начиная с контрольного створа, расположенного на расстоянии не далее 500 метров ниже выпуска сточных вод.
Основой для расчета НДС является расчет кратности разбавления сточных вод в водоеме. При этом также учитываются гидрологические параметры водоема (расход или объем воды в водном объекте, скорость течения, глубина, извилистость, шероховатость дна и др.), состав и физические характеристики воды водоема выше выпуска сточных вод (фоновые значения). Немаловажное значение имеют расположение выпуска сточных вод, соотношение расходов сточных вод и воды водоема, способность водоема к самоочищению, наличие других объектов, использующих водоем в качестве приемника сточных вод.
Условия спуска сточных вод в водные объекты определяют с учетом степени возможного смешения и разбавления сточных вод с водой водного объекта на пути от места выпуска сточных вод до расчетного (контрольного) створа ближайших пунктов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования или водопотребления.
Учет процессов естественного самоочищения водных объектов от поступающих в них веществ допускаются, если процесс самоочищения достаточно резко выражен и его закономерности достаточно изучены.
Место выпуска сточных вод должно быть расположено ниже по течению реки от границы данного населенного пункта и всех мест его водопользования (водопотребления) с учетом возможного обратного течения при нагонных ветрах (см. рисунок 1).
Рисунок 1
В системе, отводящей сточные воды в водный объект, должны быть предусмотрены приспособления для отбора проб и учета количества поступающих сточных вод.
Особое внимание при определении условий спуска сточных вод в водные объекты должно быть уделено учету качества воды водных объектов выше места сброса сточных вод (фоновая концентрация). Фоновая концентрация – это концентрация загрязняющего вещества сложившаяся в водном объекте выше от места выпуска сточных вод. Фоновая концентрация определяется применительно к расчетным условиям водности. Для незарегулированных рек данные качественной характеристики воды в расчетном (контрольном) створе должны быть пересчитаны на минимальный среднемесячный расход воды года 95% обеспеченности Q95% по формуле (1):
Сф.расч = Сф*Q/Q95%. (1)
где Сф – фоновая концентрация контролируемых веществ, определенная фактическими замерами при измеренном расходе Q.
Норматив допустимого сброса загрязняющего вещества в составе отводимых вод в водный объект определяется по формуле (2):
НДС = Qсв · Cдоп , (2)
где Qсв – максимальный часовой (м3/час), средний суточный(м3/сут) или годовой (м3/год) объем отводимых сточных вод;
Cдоп – допустимая концентрация загрязняющего вещества, определяемая по формуле (3), мг/л.
Cдоп = n·(0,8·ПДК – Сф) + Сф , (3)
где ПДК – предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества с учетом вида водопользования водоема, мг/л;
Сф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема выше выпуска сточных вод, мг/л;
n – кратность разбавления отводимых стоков в водоеме, являющимся приемником сточных вод, рассчитываемая по формуле (4):
n = (kсм ·Qр + Qсв) / Qсв (4)
где Qсв – расход отводимых сточных вод, м3/с;
Qр – расход воды в водоприемнике, м3/с;
kсм – коэффициент смешения, показывающий, какая часть речного расхода водоприемника смешивается с отводимыми сточными водами в максимально загрязненной струе контрольного створа, рассчитываемая по формуле (5):
|
|
|
(5)
где Lф – расстояние от водовыпуска до расчетного створа по фарватеру, м;
kгу – коэффициент, учитывающий гидравлические условия реки, рассчитываемый по формуле (6):
(6)
где kизв – коэффициент извилистости реки (отношение расстояния от места выпуска сточных вод до контрольного створа по форватеру к расстоянию по прямой):
kизв = Lф/L
где kвып – коэффициент, учитывающий положение места выпуска сточных вод (у берега –1,0; в стрежень реки – 1,5);
Д – коэффициент турбулентной диффузии, м2/с.
Коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек может быть определен по формуле Потапова (7):
Д = (Vр*Нср)/200, (7)
где Нср – средняя глубина реки, м;
Vр – скорости потоков воды на выпуске и в реке соответственно, м/с.
В случае, если концентрация загрязняющего вещества в сбрасываемых сточных водах (Ссв) превышает рассчитанную допустимую концентрацию (Cдоп), то определяют требуемую эффективность очистки для веществ, сбрасываемых со сточными водами по формуле (8):
Э = (Ссв – Cдоп) / Ссв, (8)
где Ссв – концентрация загрязняющего вещества в сточных водах перед их подачей на очистные сооружения, мг/л.
Задача. Определить требуемую степень очистки сточных вод, сбрасываемых в водный объект (реку). Расход воды в реке Qр, скорость течения Vр, средняя глубина реки Hср. Расстояние от места выпуска до створа по фарватеру Lф, по прямой L. Расход сточной воды Qсв. Река относится к водным объектам хозяйственно-питьевого водопользования. Данные к расчету в соответствии с вариантом принять по таблицам 1 и 2. Выпуск сточных вод осуществляется в стрежень реки. Рассчитать НДС для вещества, вносящего наибольший вклад в загрязнение водоема.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение НДС.
2. Перечислите показатели, которые учитывают при установлении норматива допустимого сброса.
3. Поясните в чем разница между ПДК и НДС.
4. Что такое фоновая концентрация.
5. Поясните, как определяется необходимая степень очистки сточных вод перед сбросом в водоем.
Таблица 1 – Варианты исходных данных
|
|
|
| Характеристика | Варианты исходных данных | |||||||||
| Qр, м3/с | ||||||||||
| Vр, м/с | 0,1 | 1,15 | 0,2 | 0,25 | 0,30 | 0,28 | 0,18 | 0,23 | 0,22 | 0,17 |
| Hсp, м | 0,9 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,0 | 1,35 | 1,28 | 1,6 |
| Lф, км | 5,0 | 5,2 | 5,5 | 5,9 | 6,1 | 6,5 | 7,0 | 6,9 | 6,4 | 5,7 |
| L, км | 4,0 | 4,1 | 4,2 | 4,0 | 5,1 | 5,1 | 5,5 | 5,0 | 4,9 | 3,9 |
| Qсв, м3/с | 1,2 | 1,1 | 1,05 | 0,8 | 0,85 | 0,95 | 1,3 | 1,0 | 0,95 | 0,85 |
| Характеристика | Варианты исходных данных | |||||||||
| Содержание индивидуальных ингредиентов (Ссв), мг/л | ||||||||||
| Аммиак | 4,0 | – | – | – | 3,1 | – | – | – | – | – |
| Ацетон | 2,0 | – | 15,0 | – | 1,6 | 0,8 | – | – | – | – |
| Бензол | – | – | 2,0 | 10,0 | – | – | – | – | 3,0 | – |
| Капролактам | 2,0 | – | – | – | 2,0 | 1,5 | – | 3,9 | 5,0 | |
| Кобальт | – | 2,5 | – | – | – | – | – | 2,8 | – | – |
| Ксилол | – | 5,0 | – | 5,0 | 3,8 | – | – | – | – | 2,2 |
| Медь | – | 0,2 | – | – | – | – | – | – | – | – |
| Молибден | – | – | – | – | – | – | 0,5 | – | – | – |
| Мышьяк | – | – | 0,1 | 0,2 | – | – | 0,1 | 5,7 | – | – |
| Никель | – | – | – | – | – | – | 5,4 | 5,1 | 7,0 | – |
| Хлорофос | – | – | – | – | – | 7,2 | – | – | – | 0,4 |
Таблица 2 – Значения предельно-допустимых и фоновых концентраций загрязняющих веществ
| Вещество | Показатель | |
| ПДК, мг/л | Фоновая концентрация, мг/л | |
| Аммиак | 0,05 | |
| Ацетон | 0,05 | |
| Бензол | 0,5 | 0,1 |
| Капролактам | 0,01 | |
| Кобальт | 0,01 | 0,005 |
| Ксилол | 0,05 | 0,01 |
| Медь | 0,001 | |
| Молибден | 0,0012 | |
| Мышьяк | 0,05 | 0,01 |
| Никель | 0,01 | |
| Хлорофос | 0,00002 |
