Методические указания

Основное уравнение смешения сточных вод предприятий с водотоком (уравнение материального баланса) имеет вид

(1)

где Q_в и q_ст – расход воды в водотоке и расход сточных вод, м³/с;

С_ф, С_ст, С_ппв – соответствующие концентрации данного вредного компонента в водотоке (фоновая), в сточных водах и перед расчетным пунктом водопользования, мг/л;

g – коэффициент смешения, показывающий долю воды в водотоке, участвующей в смешении.

Решив это уравнение относительно С_ппв, имеем

(2)

Расчет коэффициент смешения γ для проточных водоемов проводится по уравнению Фролова – Родзиллера:

(3)

(4)

где L – расстояние по фарватеру реки от места спуска сточных вод в водоем до створа ближайшего пункта водопользования, км:

α - коэффициент, учитывающий влияние гидрологических факторов смешения сточных вод.

(5)

где ξ – коэффициент, учитывающий месторасположение водотока (для берегового выпуска ξ = 1, для руслового ξ = 1,5);

φ - коэффициент извилистости водотока;

(6)

где l - расстояние от места выпуска сточных вод в водоток до створа ближнего пункта водопользования по прямой, км;

D – коэффициент турбулентной диффузии, который для равнинных рек определяется по формуле

, (7)

где V_в – средняя скорость течения на участке между выпуском сточных вод в водоток и створом пункта водопользования, м/с;

Н_в – средняя глубина водотока на том же участке, м.

Для приближенных расчетов принимают D =0,005 м²/с (средние условия смешения, равнинные реки), D = 0,02 м²/с (интенсивные условия смешения, горные реки).

Прогноз санитарного состояния воды осуществляется с учетом лимитирующих показателей каждого из вредных веществ, содержащихся в сточных водах.

Если вредные компоненты сточных вод (или хотя бы один) имеют различные признаки вредности, то прогноз осуществляется путем сравнения С_ппв с установленным для данного вещества значением ПДК:

(8)

Если в сточных водах присутствуют компоненты, обладающие одинаковыми признаками вредности (эффектом суммации), то состояние воды в водотоке будет соответствовать установленным нормативам при условии, что:

(9)

При выпуске сточных вод в водоток происходит снижение концентрации загрязняющих веществ за счет перемешивания сточной воды с водной средой. Интенсивность процесса количественно характеризуется кратностью разбавления n и зависит в основном от размеров водотока, скорости и направления движения в нем воды.

Для водоемов с направленным движением расчет кратности разбавления производят по формуле:

(10)

В начальном сечении кратность разбавления равна 1, поскольку коэффициент смешения γ=0.

Максимальная предельная концентрация вредного вещества С^lim_ст в сточных водах, которая не вызовет загрязнение водотока свыше установленного норматива (С_ПДК) определяется по формуле:

(11)

Значение С^lim_cт положено в основу проектирования мероприятий по санитарной охране водного объекта. По результатам решения уравнения (11) можно определить те условия, при которых разбавление стоков в водотоке до ПДК невозможно, и сброс должен быть вообще исключен.