Задание 2. Определить ПДС сточных вод из очистных сооружений города в реку, которая используется в качестве источника централизованного водоснабжения для другого

Определить ПДС сточных вод из очистных сооружений города в реку, которая используется в качестве источника централизованного водоснабжения для другого населенного пункта, расположенного вниз по течению реки. Определить необходимую степень очистки по взвешенным веществам и БПК_полн.

Решение

Определение ПДС сточных вод проводится согласно Методике расчета предельно допустимых сбросов (пдс) веществ в водные объекты со сточными водами [12].

Для расчета ПДС сточных вод необходимо определить кратность разбавления (n)по методу В.А.Фролова – И.Д. Родзиллера:

,

где Q - расход воды в створе реки у места выпуска, м³/с;

q - расход сточных вод, м³/с;

- коэффициент смешения, показывающий какая часть речного расхода, смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа:

где L - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарвате­ру, м;

е – основание натурального логарифма, е =2,7

a- коэффициент, учитывающий гидравлические условия реки:

где - коэффициент извилистости русла (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру (L_ф) к расстоянию по прямой (L), при прямом русле =1)

- коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега , при русловом выпуске );

D - коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек определяется по формуле:

где V_ср - средняя скорость течения реки на всем участке смешения, м/сек; H_ср - средняя глубина реки на расчетном участке, м

Величина ПДС определяется для всех категорий водопользования как произведение максимального часового расхода сточ­ных вод - q (м³/ч) на допустимую концентрацию загрязняющего ве­щества С_ПДС (г/м³):

ПДС = q× C_ПДС, кг/ч

При расчете сброса сточных вод определяется значение C_ПДС, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах для консервативных и неконсервативных веществ.

Вещества называются консервативными, когда концентрация загрязняющих веществ изменяется только при их разбавлении.

Для неконсервативных веществ концентрация изменяется вследствие протекания химических, физико-химических и биохимических процессов, которые называются процессами самоочищения.

1. Определение С_ПДС для консервативных загрязняющих веществ:

где С_ПДК- предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, мг/л или г/м³(табл. 2);

С_ф- фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м³;

Отдельно рассматриваются взвешенные вещества, так как в действующей системе экологического нормирования ПДК для взвешенных веществ не установлена. Согласно «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения» содержание в водоеме взвешенных веществ ниже сброса сточных вод не должно увеличиваться по сравнению с фоновыми показателями более, чем на 0,25 мг/л.

При условии, что С_см = ПДК, а содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на 0,25мг/л по сравнению С_ф (т.е. DС = 0,25 мг/л), формула С_ПДС для взвешенных веществ имеет вид:

2. Определение С_ПДС для неконсервативных загрязняющих веществ

где k - коэффициент неконсервативности, 1/сут;

Значение коэффициента неконсервативности принимается по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитывается исходя из температуры и скорости течения воды реки;для данного случая k =0,006

t - время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.

где -коэффициент перевода времени t в сутки.

Биологическая потребность в кислороде (БПК) - количество кислорода, необходимое для полного биологического окисления загрязнений содержащихся в сточных водах.

Показатель загрязнения воды, характеризуемый количеством кислорода, которое за установленное время (обычно 5 суток- БПК₅ или 20 суток -БПК_полн) пошло на окисление загрязнителей при температуре 20°С, содержащихся в единице объема воды (мг/л или г/м³.)

Определение С_ПДС по БПК.

где k₀ - осредненное значение коэффициента неконсервативнос­ти органических веществ, обусловливающих БПК_полн фона и сточ­ных вод, 1/сут;

k₀ = 0,065 1/сут;

С_{п.в .} - концентрация, обусловленная органическими ве­ществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с пло­щади водосбора на последнем участке пути перед контрольным ство­ром длиной 0,5 суточного пробега.

Значение С_п.в принимается равным: для горных рек – 0,6 - 0,8 г/м³; для равнинных рек– 1,7 -2 г/м³; для рек болотного питания – 2,3 - 2,5 г/м³. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольно­го створа меньше 0,5 суточного пробега, то С_п.в принимается равной нулю.

Необходимая степень очистки для очистных сооружений определяется по формуле:

,

где С _пост – концентрация вещества поступающего на очистные сооружения, г/м³