2015-10-13
1244
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ предприятий химической промышленности и ЗАЩИТЫ окружающей среды
При использовании в технологических процессах вода загрязняется различными органическими и неорганическими веществами, т.е. образуются сточные воды.
Промышленные сточные воды, поступающие в замкнутые системы водоснабжения или сбрасываемые в водоемы, должны быть подвергнуты очистке механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и термическими методами до необходимого качества.
Раздел 1. СТОЧНЫЕ ВОДЫ, НЕОБХОДИМАЯ
СТЕПЕНЬ ИХ РАЗБАВЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ
Нормативы качества воды водных объектов
Санитарными правилами и нормами (СанПиН) установлены гигиенические нормативы состава и свойств воды в водных объектах для двух категорий водопользования, которые представлены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Общие требования к составу и свойствам воды
| Состав и свойства воды | Категория водопользования | |||
| Хозяйственно-питьевое водоснабжение | Рыбохозяйственные цели | |||
| Взвешенные вещества | Содержание вещества по сравнению с природным не должно увеличиваться более чем на 0,25 мг/дм3 Спуск взвешенных веществ со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для проточных водоемов и более 0,2 мм/с для водохранилищ запрещен | |||
| Плавающие вещества | На поверхности воды не должно быть пленок вещества и пятен масел, нефтепродуктов, жиров и других загрязняющих веществ и предметов | |||
| Запахи, привкусы | Вода не должна приобретать посторонних запахов, привкусов и сообщать их мясу рыб | |||
| Окраска | Не должна обнаруживаться в столбике 20 см | Вода не должна иметь посторонней окраски | ||
| Температура | Летом в результате спуска сточных вод не должна повышаться более чем на 30 oС по сравнению со средней температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет | Не должна повышаться по сравнению с естественной температурой водоема более чем на 50 oС при общем повышении не более чем до 20 oС летом и 5 oС зимой для водоемов, в которых обитают холодноводные рыбы, и более чем до 28 oС летом и 8 oС зимой для остальных водоемов | ||
| pH | Не должен выходить за пределы 6,5 – 8,5 | |||
| Растворенный кислород | Не менее 4 мг/дм3 | Не менее 6 мг/дм3 | ||
| Биохимическое потребление кислорода (БПКполн) | При 20 oС не должна превышать 3-6 мг/дм3 | При 20 oС не должна превышать 3,0 мг/дм3 | ||
| Ядовитые вещества | Не должны содержаться в концентрациях, превышающих установленные нормативы, могущих прямо или косвенно оказывать вредное воздействие на человека и водные организмы | |||
Содержание химических веществ не должно превышать гигиенические предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные допустимые уровни веществ (ОДУВ) в воде водных объектов утвержденные в Гигиенических Нормах (ГН 2.2.5.1313-03, ГН 2.2.5.1827-03, ГН 2.2.5.1314-03).
В случае присутствия в воде водного объекта двух или более веществ 1 и 2 классов опасности, характеризующихся однонаправленным механизмом токсического действия, в т.ч. канцерогенных, сумма отношений концентраций каждого из веществ к соответствующим ПДК не должна превышать единицы:
С1 / ПДК1 + С2 / ПДК2 +... + СN / ПДКN £ 1, (1.1)
где С1, С2,... СN – концентрации N-ых веществ, обнаруживаемые в воде водного объекта; ПДК1, ПДК2,... ПДКN – предельно допустимые концентрации N-ых веществ.
Перечень веществ и допустимые концентрации вредных веществ в водоемах рыбохозяйственного назначения приведены в нормативном документе под названием «Предельно допустимые концентрации и ориентировочные уровни воздействия веществ для воды, водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение».
Сточные воды подразделяют на бытовые, производственные и атмосферные (дождевые).
Загрязнения, содержащиеся в сточных водах, бывают минерального, органического и бактериального происхождения и могут находиться в растворенном, коллоидном и нерастворенном состояниях.
2. Расчет разбавления сточных вод в реках, озерах и
водохранилищах
Для расчета разбавления в средних и больших реках наибольшее распространение получил метод Фролова-Родзиллера. Коэффициент смешения определяют по формуле:
, (1.2)
где Q – расход воды (при 95 %-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска сточных вод, м3/с; q – расход сточных вод, м3/с; L – длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м; α – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения.
Коэффициент α вычисляют по формуле:
, (1.3)
где ξ – коэффициент, учитывающий место расположения выпуска (для берегового выпуска ξ = 1, для руслового ξ = 1,5); φ – коэффициент извилистости русла, определяемый как отношение длины русла от выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию между этими сечениями по прямой; Е – коэффициент турбулентной диффузии.
Коэффициент Е вычисляют по формуле:
, (1.4)
здесь υср – средняя скорость течения воды в реке на участке между выпуском и расчетным створом, м/с; Нср – средняя глубина реки на том же участке, м.
Для определения кратности разбавления в расчетных створах следует применять формулу:
, (1.5)
Согласно «Правилам охраны поверхностных вод» расчетным створом называют створ, расположенный на проточных водоемах на 1 км выше по течению от ближайшего пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания и организованного отдыха, территория населенного пункта и т.п.), а на непроточных водоемах и водохранилищах – створы на расстоянии в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.
Для расчета разбавления сточных вод в озерах и водохранилищах можно пользоваться методами Руффеля и Лапшева.
Метод Н.Н. Лапшева применим для рассеивающих и сосредоточенных выпусков при скорости истечения сточных вод более 2 м/с. По этому методу предполагается, что выпуск находится на некотором удалении от берега, а глубина в месте устройства выпуска составляет более 30 диаметров выпускного отверстия. Наименьшее разбавление, наблюдающееся на расстоянии от места выпуска сточных вод в озеро или водохранилище, определяют по формуле:
, (1.6)
где А – параметр, определяющий изменение разбавления при применении рассеивающего выпуска (при сосредоточенном выпуске А = 1); L – расстояние от места выпуска до расчетного створа; d o – диаметр выпускного отверстия; Р – параметр, зависящий от степени проточности водоема и нагрузки сточных вод на него; S – параметр, определяемый относительной глубиной водоема.
Если известна скорость течения в озере или водохранилище, то:
, (1.7)
где υ п – скорость течения в проточном озере или водохранилище, м/с; υ о – скорость истечения из выпуска, м/с.
Параметр S зависит от глубины Н в месте выпуска и вычисляется по формуле:
. (1.8)
Условия выпуска производственных сточных вод в канализацию населенных пунктов
При расположении промышленных предприятий в городах или вблизи них, а также при решении о совместной очистке сточных вод группы предприятий промышленной зоны и близлежащего жилого массива загрязненные производственные сточные воды могут сбрасываться в городскую канализацию. Очистка смеси бытовых и производственных сточных вод в этом случае осуществляется на единых очистных сооружениях. В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую канализацию ограничен комплексом требований.
Выпускаемые в канализацию производственные сточные воды не должны:
- нарушать работу сетей и сооружений;
- содержать более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;
- содержать вещества, которые способны засорять трубы канализационных сетей или отлагаться на стенках труб;
- оказывать разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации;
- содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях;
- содержать вредные вещества в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем (с учетом эффективности очистки);
- иметь температуру выше 40 oС.
Производственные сточные воды, не удовлетворяющие указанным требованиям, должны подвергаться предварительной очистке.
Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений городской канализации при совместной очистке производственных и бытовых сточных вод необходимо соблюдать ряд условий. Очищаемая смесь этих сточных вод в любое время суток не должна иметь:
- температуру ниже 6 и выше 30 oС;
- активную реакцию рН ниже 6,5 и выше 8,5;
- общую концентрацию растворенных солей более 10 г/л;
- БПКполн более 500 мг/л при поступлении на биологические фильтры и аэротенки-вытеснители и более 1000 мг/л при поступлении в аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды;
- нерастворенных масел, а также смол и мазута;
- биологически жестких синтетических ПАВ (практически не окисляющихся на сооружениях биологической очистки).
При совместной биологической очистке производственных и бытовых сточных вод ХПК не должно превышать БПКполн более чем в 1,5 раза. Минимальное содержание биогенных элементов в смеси определяется из соотношения 100:5:1 (БПКполн :аммонийный азот:фосфор). Если это соотношение не выдерживается, то перед сооружениями биологической очистки в сточные воды необходимо вводить дополнительное количество биогенных элементов в виде растворов аммиачной воды, фосфорнокислого калия и др.
Перечень веществ, удаляемых и не удаляемых в процессе биологической очистки и их допустимые концентрации в водных объектах; концентрации веществ (мг/л), максимально допустимые для биологической очистки, расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ в производственных сточных водах, направляемых на очистные сооружения населенных пунктов приведены в «Правилах приема производственных сточных вод в систему канализации населенных пунктов».
