Показатели состава речной воды | Концентрация загрязнений, м/л | ПДК, мг/л | ЛПВ |
Взвешенные вещества (мутность) | 64,5 | 64,75 | Общие требования |
БПКПОЛН | 2,8 | 3 | То же |
Нефтепродукты | 0,002 | 0,05 | рыбохозяйственный |
Азот аммонийный | 0,02 | 0,39 | токсикологический |
Азот нитритный | 0,002 | 0,02 | токсикологический |
Азот нитратный | 2 | 9,1 | сан. токсикологический |
Железо | 0,007 | 0,1 | токсикологический |
Медь | 0,0001 | 0,001 | токсикологический |
Никель | 0,002 | 0,01 | токсикологический |
Свинец | 0,002 | 0,006 | токсикологический |
Алюминий | 0,02 | 0,04 | токсикологический |
Фосфаты | 0,06 | 0,2 | санитарный |
Хлориды | 20 | 300 | сан. токсикологический |
Сульфаты | 4 | 100 | сан. токсикологический |
Кремний (по Si) | 0,4 | 1,0 | сан. токсикологический |
Фенолы | 0,0009 | 0,001 | рыбохозяйственный |
СПАВ | 0,2 | 0,5 | токсикологический |
Анализ качества речной воды по обобщенным гидрохимическим показателям проводится по каждому лимитирующему показателю вредности:
Обобщенные гидрохимические показатели качества речной воды по требованиям к водоемам рыбохозяйственного назначения
|
|
для рыбохозяйственного ЛПВ:
для санитарно- токсикологического ЛПВ
для токсикологического ЛПВ
для санитарного ЛПВ
для БПКполн.
J= 2,8/3 =0, 93
для взвешенных веществ
J = 64,5/64,75 =0,99
Вывод: Анализ качества речной воды свидетельствует о высокой степени загрязненности вод по токсилогичесгому ЛПВ.
Расчет и обоснование требуемой глубины очистки
Для обоснования требуемой глубины очистки выполнен расчет допустимого состава сточных вод к водоотведению в реку.
Расчет произведен из условия обеспечения концентраций контролируемых веществ, не превышающих нормативных требований к составу и свойствам воды в расчетном створе после смешения с речной водой. Кратность разбавления рассчитывается по методу Родзилера-Фролова.
Установление допустимых концентраций загрязняющих веществ (табл. 2) производится на основании […] и условий смешения по формуле:
где n -кратность разбавления; ПДКi - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м3; Сi р - фоновая концентрация речной воды.
Таблица 1 - Расчет кратности основного разбавления
№ п/п | Наименование показателей | Расчетная формула | Единицы измерения | Расчетная величина | |
для зимнего времени | для летнего времени | ||||
1 | Расход сточных вод | q | м3/с | 2,572 | 2,572 |
2 | Расход речной воды, min, 95% обеспеченности | Q | м3/с | 680 | 680 |
3 | Скорость речной воды | v | м/с | 0,6 | 0,6 |
4 | Средняя глубина | H | м | 5 | 5 |
5 | Коэффициент диффузии (для открытого русла) | Д = g∙v∙H/ 37∙nш∙C2 | 0,003 | ||
6 | Коэффициент Шези | С=Ry/nш | 45,25 | ||
7 | Коэффициент диффузии (для периода ледостава) | Д = g∙Rпр0,5/37· nпр∙Спр2 | 0,002 | ||
7.1 | Гидравлический радиус потока | R≈H | м | 5 | 5 |
7.2 | Коэффициент шероховатости ложа реки | nш | 0,03 | 0,03 | |
7.3 | Приведенное значение гидравлического радиуса | Rпр = 0,5∙R | м | 2,5 | 2,5 |
7.4 | Коэффициент шероховатости нижней поверхности льда | nл | 0,03 | ||
7.5 | Приведенный коэффициент шероховатости | nпр = nш∙(1 + (nл/nш) 1,5) 0,67 | 0,04 | ||
7.6 | Приведенный коэффициент Шези | Спр = R прyпр/nпр | 31,72 | ||
7.7 | yпр = 2,5∙nпр 0,5- 0,13 - 0,75∙Rпр0,5∙(nпр0,5- 0,1) | 0,26 | 0,19 | ||
8 | Коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке | α = ζ∙φ∙(Д/q)0,333 | 0,11 | 0,13 | |
8.1 | Коэффициент места выпуска | ζ | 1 | 1 | |
8.2 | Коэффициент извилистости русла | φ | 1,25 | 1,25 | |
9 | Коэффициент смешения | γ = 1-е^-ά∙L 0,333/(1+Q/q∙e -ά∙L0,333) | 0,038 | 0,061 | |
10 | Расстояние до расчетного створа | L | м | 500 | 500 |
11 | Кратность смешения | n = q+ Q∙γ/q | 12,61 | 18,69 |
Таблица 2 - Состав сточных вод, допустимый к водоотведению
|
|
№ п/п | Показатели состава сточных вод | Фон речной воды Сi р, мг/л | Нормативные требования | Требования к водоотведению, мг/л, СiНДС | ||
| ПДКi р/х | Класс опасности | ||||
1 | БПКПОЛН | 2,8 | 3 | Не норм. | 6,54 | |
2 | Взвешенные вещества | 64,5 | 64,75 | Не норм. | 69,17 | |
3 | Хлорид | 20 | 300 | 4э | 5253,2 | |
4 | Сульфаты | 4 | 100 | 4 | 1798,24 | |
5 | Азот аммонийный | 0,02 | 0,39 | 4 | 6,93 | |
6 | Нефтепродукты | 0,002 | 0,05 | 3 | 0,89 | |
7 | Изопропанол | 0 | 0,01 | 3 | 0,18 | |
8 | Алюминий | 0,02 | 0,04 | 4 | 0,39 | |
9 | Хром | 0 | 0,07 | 3 | 1,3 | |
10 | Никель | 0,002 | 0,01 | 3 | 0,151 | |
11 | Медь | 0,0001 | 0,001 | 3 | 0,016 | |
12 | Железо | 0,007 | 0,1 | 4 | 1,74 | |
13 | Цинк | 0 | 0,01 | 3 | 0,18 | |
14 | PO4 | 0,06 | 0,2 | 4э | 2,67 | |
15 | СПАВ | 0,2 | 0,5 | 4 | 5,8 | |
. Выбор технологической схемы, позволяющей получить требуемую глубину очистки
Определяем фактический состав сточных вод, поступающий на очистные сооружения, и сводим его в таблицу 9.
Фактическую концентрацию загрязнений определяем как средневзвешенное по формуле:
где Σq = qI + qII + qНП - суммарный часовой расход очистных сооружений, м3/ч; Р1, Р2, Рн.п. - количество загрязнений, поступающее соответственно от завода и населенного пункта.
Типовая схема очистных сооружений
Полная биологическая очистка (ПБО) Блок доочистки
Технология полной биологической очистки (ПБО) представляет собой комплекс сооружений, состоящий из следующих устройств:
Р - решетки, относятся к механическому виду очистки устанавливаются перед сооружениями с целью извлечения из сточных вод крупных фракций, которые могут засорить трубопроводы и каналы. Минимальная ширина прозоров между стержнями решеток 16-20 мм [11].
П - песколовки это сооружения для предварительного выделения из сточных вод минеральной части загрязнения песка размером 0,2-0,25 мм.
ОП - отстойники, сооружение в виде резервуаров для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей под действием силы тяжести.
А - аэротенки - сооружения, в которых осуществляется биохимический метод очистки сточных вод, который основан на способности микроорганизмов, использовать растворенные органические вещества, находящиеся в сточной воде для питания в процессе жизнедеятельности (органические вещества являются источником получения углерода).
Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары или открытые бассейны, которые оборудованы устройствами для принудительной аэрации.
Эффективная работа биологической очистки характеризуется БПК (биохимическая потребность в кислороде) - количество кислорода, которое необходимо микроорганизмам при биохимическом окисление органических веществ за 5-20 сут.
АСО - аэротенки с симультативным осаждением ила (подача реагента Al2(SО4)3 Fe SО4) перед аэротенками для эффективного удаления фосфатов и интенсификации процесса осаждения.
|
|
АНД - аэротенки с нитрификацией и денитрификацией для улучшения очистки по примесям азотной группы.
ОВ - вторичное отстаивание для осаждения активного ила.
В качестве сооружений доочистки сточных вод могут быть использованы:
БС - барабанные сетки;
ФЗ - фильтры с зернистой загрузкой; фильтрование предусматривается для выделения тех загрязнений, удаление которых отстаиванием затруднено или невозможно. В качестве фильтрующих загрузок используется песок, керамзит и другие материалы.
БП - биологические пруды, относятся к биохимическому способу очистки, который представляет собой каскад прудов из 3-5 ступеней, через который протекает с небольшой скоростью сточная вода. Они могут быть с естественной и искусственной аэрацией. Чаще используются пруды с естественной аэрацией. Глубина 0,5-1 м. Они хорошо прогреваются солнцем и заселены водными организмами.
По выбранной технологии определяется глубина очистки на каждой стадии технологической схемы по формуле:
где Сiвх и Сiк - концентрация загрязнения на входе и выходе из сооружений; Э - эффект очистки на рассматриваемой стадии.
Таблица 9
Расчет концентраций загрязнений на выходе из очистных сооружений (назначение ПДС в водоем)
№ п/п | Показатели состава сточных вод | НДСрасч, г/м3 | Сфакт*, г/м3 | Изменение концентраций загрязнений по стадиям очистки | ПДСсогл****, г/м3 | Фактический суммарный эффект очистки ΣЭф, % | |||
ПБО с АНД | стадия доочистки ФЭР | ||||||||
Э, % | Ск**, г/м3 | Э, % | Ск, г/м3 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
1 | БПКПОЛН | 6,54 | 366,75 | 95,5 | 16,5 | 65 | 5,77 | 5,77 | 98,43 |
2 | Взвешенные вещества | 69,17 | 191,09 | 96 | 7,64 | 60 | 3,05 | 3,05 | 98,40 |
3 | Хлорид | 5253,2 | 694,36 | 0 | 694,36 | 0 | 694,36 | 694,36 | 0,00 |
4 | Сульфаты | 1798,24 | 86,19 | 0 | 86,19 | 0 | 86,19 | 86,19 | 0,00 |
5 | Азот аммонийный | 6,93 | 4,4 | 80 | 0,88 | 15 | 0,74 | 0,74 | 83,18 |
6 | Нефтепродукты | 0,89 | 8,72 | 92 | 0,69 | 15 | 0,58 | 0,58 | 93,35 |
7 | Изопропанол | 0,18 | 258,50 | 95 | 12.92 | 85 | 1.94 | 0,18 | 97,50 |
8 | Алюминий | 0,39 | 0,86 | 65 | 0,3 | 10 | 0,27 | 0,27 | 68,60 |
9 | Хром | 1,3 | 0,01 | 80 | 0,002 | 10 | 0,0018 | 0,0018 | 82,00 |
10 | Никель | 0,151 | 0,006 | 60 | 0,0024 | 10 | 0,0021 | 0,0021 | 65,00 |
11 | Медь | 0,016 | 0,002 | 80 | 0,0004 | 10 | 0,00036 | 0,00036 | 82,00 |
12 | Железо | 1,74 | 0,003 | 80 | 0,0006 | 50 | 0,0003 | 0,0003 | 90,00 |
13 | Цинк | 0,18 | 0,015 | 70 | 0,0045 | 10 | 0,004 | 0,004 | 73,33 |
14 | PO4 | 2,67 | 1,81 | 92 | 0,14 | 90 | 0,014 | 0,014 | 99,23 |
15 | СПАВ | 5,8 | 1,37 | 80 | 0,27 | 15 | 0,22 | 0,22 | 83,94 |
|
|
* , где Σq = qI + qII + qНП - суммарный расход сточных вод, м3/ч; **
**** ; *** условия согласования: если ПДСрасч > Ск, то ПДСсогл = Ск; если ПДСрасч < Ск, то ПДСсогл = ПДСрасч
14. Определение количества образующихся твердых отходов
Таблица 10
№ п/п | Наименование отхода | Норма образования | Физико-химические свойства | Количесто отходов, р, т/год |
1 Отходы жилищ, задерживаемые на решётках КНС (4 класс) 8 л от 1 человека в год* ρ = 750 кг/м3 = 0,75 т/м3 р = ,
2 Стабильные осадки (песок из песколовок - 5 класс) 0,02 л/(чел×сут)** влажность 60%, объемный вес 1,5 т/м3 р = ,
где 0,4 к-т, учитывающий вес осадка по сухому веществу |
3 Нестойкие осадки 65 г/сут на одного жителя*** Рос =
3.1. Взвешенные вещества из первичных отстойников с учётом 60% осветления р1 =
0,6 - к-т, учитывающий 60% извлечение взвешенных веществ | ||||
3.2. | Взвешенные вещества с учетом 80% сбраживания в аэротенке | р2 = (рос - р1) · 0,2=2902,32-1714,39*0,2= 237,58 |
3.3. Осадок из вторичных отстойников (прирост активного ила) 40 · 0,3 = 12 где 40*** 0,3**** р3 =
Общее количество нестойкого осадка | робщ = р1 + р2 + р3=1741,39+237,58+535,81= 2514,7 | |||
Вынос твёрдых веществ с очищенной сточной водой | рост = , | |||
Фактическое количество образующихся отходов | рфакт = робщ - рост =2267,28 |
*Принимается согласно [13 п. 5.13. ] по табл. 23
Количество отбросов, задерживаемых решетками из бытовых сточных вод
Ширина прозоров решеток, мм | Количество отбросов, снимаемых с решеток на 1 чел., л/год |
16–20 | 8 |
25–35 | 3 |
40–50 | 2,3 |
60–80 | 1,6 |
90–125 | 1,2 |
Средняя плотность отбросов - 750 кг/м3.
** количество песка, задерживаемого в песколовках, для бытовых сточных вод надлежит принимать 0,02 л/(чел×сут), влажность песка 60%, объемный вес 1,5 т/м3 согласно [13 п. 6.31. ]
*** количество загрязняющих воду веществ на одного жителя необходимо принимать согласно [13 п.6.4.] по табл. 25.
Показатель | Количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут |
Взвешенные вещества | 65 |
БПКполн | 40 |
Азот аммонийных солей N | 8 |
Фосфаты Р2О5 | 3,3 |
Хлориды Сl | 9 |
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) | 2,5 |
**** зольность ила, принимаемая по табл. 40 [11].