Методика определения соответствия условий спуска сточных вод в городскую канализацию

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ	3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ	5
2. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СООТВЕТСВИЯ УСЛОВИЙ СПУСКА СТОЧНЫХ ВОД В ГОРОДСКУЮ КАНАЛИЗАЦИЮ	9
3. ПРИМЕР РАСЧЕТА	14
4. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ	20
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	23
ПРИЛОЖЕНИЕ	24

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В качестве курсового расчета студентам предлагается двухуровневая работа, состоящая из теоретической и практической частей.

Теоретическая часть – анализ глобальной экологической проблемы современности.

Практическая часть – проведение фактического расчета и комплексной оценки допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду на примере водного объекта.

Цель работы:

1. Закрепить и расширить знания, полученные студентами при изучении курса «Проблемы устойчивого развития», а также получить практические навыки регулирования антропогенной нагрузки с целью обеспечить устойчивость экосистемы;

2. Развить у студентов способность системно и интегрировано анализировать экологические проблемы в контексте общих проблем социального развития - анализа глобальных проблем с учетом принципов устойчивости и перехода к упорядоченной, гармоничной динамике развития общества.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен комплексом требований, установленных «Правилами приема производственных сточных вод в системы канализации населенных пунктов».

Производственные сточные воды, подлежащие сбросу в городскую канализацию и очистке совместно с бытовыми сточными водами населенного пункта, не должны:

*  превышать расходы сточных вод и содержание взвешенных, всплывающих веществ, установленные для конкретного промышленного предприятия;

*  нарушать работу сетей и сооружений;

*  содержать вещества, которые способны засорять трубы канализационной сети 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;

*  иметь рН ниже 6,5 и выше 9,0;

*  содержать вещества, для которых не установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в воде водоемов соответствующего вида водопользования;

*  содержать опасные бактериальные загрязнения;

*  иметь ХПК, превышающую БПКполн более чем в 1,5 раза.

Запрещается спускать в городскую канализацию концентрированные маточные и кубовые растворы.

Производственные сточные воды, не удовлетворяющие указанным условиям, а также содержащие вещества, не удаляемые на городских очистных сооружениях, и вещества, для которых в настоящее время отсутствуют данные об эффективности их удаления, должны подвергаться на промышленных предприятиях очистке до концентрации, которая с учетом разбавления в городской канализации и воде водоема обеспечит в пунктах водопользования качество воды, соответствующее требованиям «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Органы ЖКХ совместно с комитетом по охране окружающей среды и органами санитарно-эпидемиологической службы должны требовать от всех промышленных предприятий максимального сокращения сброса производственных сточных вод в городскую канализацию за счет применения рациональных технологических процессов, частичного или полного водооборота, повторного использования сточных вод, извлечения и использования в них ценных веществ.

Темы теоретической части:

 

1. Солнечная энергетика. Перспективы развития, достоинства, недостатки.

2. Гейзерная энергетика. Перспективы развития, достоинства, недостатки.

3. Ветровая энергетика. Перспективы развития, достоинства, недостатки.

4. Атомная энергетика. Перспективы развития, достоинства, недостатки.

5. Мелиорация сельскохозяйственных земель и ее виды.

6. Энергетическое загрязнение окружающей среды.

7. Границы устойчивости биосферы.

8. Концепция ноосферы В.И. Вернадского.

9. «Тупиковый путь» экстенсивного использования природных ресурсов.

10. Промышленные методы обработки ТБО.

11. Продовольственная проблема. ГМО.

12. Демографическая проблема в сфере ресурсосбережения.

13. Устойчивое развитие в сфере современных экологических проблем.

14. Глобальные проблемы ресурсосбережения.

15. Экологическая проблема взаимодействия промышленного комплекса и селитебной территории.

16. Биологическая деградация окружающей среды.

17. Водно- экологические проблемы.

18. Проблема истощения озонового слоя.

19. Проблема «парникового» эффекта.

20. Продовольственная безопасность.

21. Урбанизация. Перспективы развития городов.

22. Урбанизация. Проблемы городского транспорта.

23. Масштабы глобального потребления минеральных ресурсов.

24. Демографические реалии прошлого и настоящего.

25. Глобальные последствия влияния человека на экосистему.

 

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СООТВЕТСТВИЯ УСЛОВИЙ СПУСКА СТОЧНЫХ ВОД В ГОРОДСКУЮ КАНАЛИЗАЦИЮ

 

Допустимая концентрация загрязняющих веществ в очищенном стоке после городских очистных сооружений, сбрасываемом в водоем, определяется условием, что концентрации загрязнений в речной воде не должны превышать их ПДК в створе, расположенном на водотоках (реках) в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.д.), а на непроточных водоемах и водохранилищах - в одном километре в обе стороны от пункта водопользования. Решение этой задачи осуществляется по уравнению

 

,                    (1)

 

где Спдк – ПДК загрязняющего вещества в воде водоема, в который осуществляется сброс городских очищенных сточных вод, мг/л;

Св – фактическая концентрация того же вещества в воде водного объекта до сброса в него городских очищенных сточных вод, мг/л;

n – кратность разбавления очищенных сточных вод в расчетном створе водного объекта (реки), расположенном в одном километре выше ближайшего по течению пункта хозяйственно-питьевого водопользования.

Кратность разбавления очищенных сточных вод речной водой n в расчетном створе определяется по формуле

 

,                                    (2)

 

где Qp – расход воды в реке, м³/с;

Qос – расход городских очищенных сточных вод, сбрасываемых в реку, м³/с;

– коэффициент смешения сточных вод с водой реки в расчетном створе.

Величина Qос определяется по уравнению

 

 ,                                (3)

 

где Qпсв – расход производственных сточных вод промышленного предприятия, сбрасываемых в городскую канализацию, м³/с;

Qгсв – расход городских (бытовых) сточных вод, поступающих на городские очистные сооружения, м³/с.

Величина коэффициента обеспеченности смешения для проточных (незарегулированных) водоемов определяется по методу Фролова – Родзиллера

 

.                                            (4)

 

Коэффициент  определяется по уравнению

 

,                                                  (5)

 

где L – расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа водного объекта расположенного в одном километре выше ближайшего по течению пункта хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

 – коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения, определяется по формуле

 

 ,                                       (6)

 

где  – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем; при выпуске у берега он равен 1, при выпуске в стрежень реки он равен 1,5;

 – коэффициент извилистости реки, он равен отношению расстояния по фарватеру от места выпуска сточных вод до створа ближайшего пункта водопользования (Lф) к расстоянию до того же пункта по прямой (L):

 

.                           (7)

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

 

,                                  (8)

 

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

Нср – средняя глубина водоема на том же участке, м.

Допустимая концентрация загрязнений в смеси бытовых и промышленных сточных вод, поступающей на городские очистные сооружения

 

,                                                 (9)

 

где А – эффективность удаления загрязнения на городских очистных сооружениях, %.

Величина расчетного показателя загрязнения смеси бытовых и производственных сточных вод Ссм, определенная расчетом, приобретает значение контрольной величины на период эксплуатации городских очистных сооружений и кладется в основу лимита – предельно допустимого для данного предприятия сброса в городскую канализацию загрязнения.

Допустимая концентрация загрязнений в промышленных сточных водах, сбрасываемых в городскую канализацию:

 

,                    (10)

 

где Сгсв – содержание загрязнений в городских сточных водах, мг/л.

Если полученное значение допустимого содержания загрязнений Сд.псв в производственном стоке меньше фактического значения Спсв, т.е. выполняется условие Сд.псв < Спдв, то условия сброса производственных сточных вод в городскую канализацию соответствуют санитарным требованиям. Если Сд.псв > Спдв, то санитарные требования к сбросу сточных вод в канализацию не выполняются и необходима их предварительная очистка.

Эффективность очистки производственных сточных вод перед сбросом в канализацию определяется по формуле

 

.                         (11)

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Исходные данные для расчета:

· расход сточных вод завода (производственных сточных вод) Qпсв = 0,4 м³/с;

· расход городских сточных вод Qгсв = 6 м³/с;

· расход речной воды в реке Qp = 60 м³/с;

· средняя скорость течения =0,3 м/с;

· средняя глубина реки Hcp = 1,2 м/с;

· сточные воды завода содержат анилин:

· содержание анилина в сточной воде завода Спсв = 50 мг/л;

· содержание анилина в речной воде выше места выпуска очищенных сточных вод Св = 0,01 мг/л;

· содержание анилина в городских сточных водах Сгсв = 3 мг/л;

· ПДК анилина в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения Спдк = 0,1 мг/л;

· эффективность очистки сточных вод от анилина на городских очистных сооружениях А = 90 %.

Определение допустимой концентрации загрязняющих веществ в очищенном стоке после городских очистных сооружений, сбрасываемом в водоем.

1. Определение коэффициента смешения γ:

1.1. Коэффициент турбулентной диффузии (уравнение 8)

 

 =  0,0018.

 

1.2. Расход очищенных сточных вод, сбрасываемых в реку городскими очистными сооружениями (уравнение 3)

 

Qос=Qпсв+Qгсв=0,4+6= 6,4 м³/с.

 

1.3. Коэффициент α (уравнение 6)

 

 = 0,098,

 

где  при выпуске сточных вод в стрежень реки, а  

 

1.4. Коэффициент β (уравнение 5)

Вычисляется значение выражения в числителе уравнения

 

= 1,56.

Вычисляется значение коэффициента β

 

 = 0,312.

 

где L = 4000 м – расстояние от места выпуска сточных вод до створа, расположенного на 1 км выше по течению реки границы пункта В.

 

1.5. Коэффициент (уравнение 4)

 

= 0,173.

 

Определение кратности разбавления очищенных сточных вод речной водой (уравнение 2)

 

= 2,62.

 

Допустимая концентрация примеси в очищенном стоке, сбрасываемом в реку после очистных сооружений (уравнение 1):

 

Сос=(п – 1)(Спдк – Св) + Спдк = (2,62 – 1)(0,1 – 0,01) + 0,1=

= 0,25 мг/л.

 

Допустимая концентрация загрязнений в смеси бытовых и промышленных сточных вод, поступающей на городские очистные сооружения (уравнение 9):

 

 = 2,5 мг/л.

 

Допустимая концентрация загрязнений в промышленных сточных водах, сбрасываемых в городскую канализацию (уравнение 10):

 

                                 Ссм · (Qгсв + Qпсв) – Сгсв · Qгсв

Сд.псв = ────────────────────── =

Qпсв

 

                            2,5(6,0 + 0,4) – 0,5 · 6,0

= ─────────────── = 32,5 мг/л.

                                                    0,4

 

Сравнение полученного значения Сд.псв с фактическим значением содержания анилина в производственных сточных водах Спсв.

Фактическое содержание анилина в производственных сточных водах завода составляет Спсв = 50 мг/л. Расчетное значение допустимого содержания анилина составляет Сд.псв = 32,5 мг/л, т.е. меньше фактического значения. Следовательно, сброс сточных вод в городскую канализацию с таким содержанием анилина недопустим, так как может нарушить эффективную работу городских очистных сооружений и привести к загрязнению речной воды выше допустимых норм. Поэтому перед сбросом в городскую канализацию производственные сточные воды должны быть подвергнуты дополнительной очистке от анилина. Эффективность очистки должна составлять

 

 = 35 %

Результаты расчетов допустимости сброса сточных вод промышленного предприятия в городскую канализацию оформляются в таблицу 1:

Таблица 1 - Расчет допустимости сброса сточных вод промышленного предприятия в городскую канализацию

Наименование показателей	Обозначение	Единицы измерения	Значение
1. Загрязнитель			Анилин
2. ПДК анилина	Спдк	мг/л	0,1
3. Содержание анилина:
· в речной воде	Св	мг/л	0,01
· в городских сточных водах	Сгсв	мг/л	3,0
· в производственном стоке	Спсв	мг/л	50
· в очищенном стоке, сбрасываемом в реку	Сос	мг/л	0,25
· в смеси городских и производственных сточных вод, направляемой на городские очистные сооружения	Ссм	мг/л	2,5
4. Допустимое содержание анилина в производственном стоке	Сд.псв	мг/л	32,5
5. Требуемая степень очистки производственного стока от анилина	Э	%	35

 

На основании проведенных расчетов необходимо сформулировать выводы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе был произведен расчет Циклоны ЦН-24 являются универсальными и распространёнными аппаратами газоочистки, широко применяемыми для отделения пыли от газов и воздуха(в том числе и аспирационного) в самых различных отраслях промышленности; в чёрной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике, деревообработке. Циклоны ЦН-24 применяются при следующих технологических процессах: сушка, обжиг, агломерация, сжигании топлива и т.д.

Методика имеет целью обеспечение устойчивых качественных показателей работы городских очистных сооружений, предупреждение и устранение загрязнения городскими сточными водами водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения и рыбохозяйственных целей. Она предназначена для использования органами жилищно-коммунального хозяйства, которые по согласованию с комитетом по охране окружающей среды и органами санитарно-эпидемиологической службы дают разрешение на сброс промышленных стоков в городскую канализацию.