Санитарным требованиям

Величина q определяется хозяйственной или проектной организацией на основе замеров или технологических расчетов.

Величина Q определяется проектной организацией на основе специальных местных гидрологических изысканий или данных гидрометеорологической службы. Величина Cp определяется на основе специально организуемых исследований.

3.1. Проверка достаточной степени разбавления

Решая уравнение (1) относительно , имеем:

. (2)

Формула (2) позволяет прогнозировать санитарное состояние воды при всех заданных параметрах, входящих в нее. Прогноз осуществляется путем сравнения Сп.вод с установленной для данного вещества предельно допустимой концентрацией Cпдк. Если значение Сп.вод меньше Спдк, то прогноз благоприятен и разбавления сточных вод достаточно. В противном случае, когда Сп.вод > Cпдк, необходимо принять меры по уменьшению концентрации загрязнения (данного вредного вещества) в реке перед расчетным пунктом водопользования за счет проведения следующих мероприятий:

* уменьшения количества сточных вод, сбрасываемых в водоем;

* снижения концентрации загрязнения в сточных водах за счет их разбавления чистой водой;

* снижения концентрации загрязнения в сточных водах либо за счет дополнительных систем очистки, либо совершенствования технологических процессов.

При поступлении со стоком в водный объект нескольких веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности сумма отношений концентрации каждого из веществ в водном объекте (С₁n.вод, С₂n.вод,... С_N n.вод) к соответствующим ПДК не должна превышать единицы:

. (3)

Если данное условие не выполняется, то в сточной воде должно быть уменьшено содержание одного или нескольких загрязняющих веществ.

3.2. Определение необходимой степени очистки сточных вод

от загрязняющего химического вещества

Чтобы определить, до какой степени следует очищать, обезвреживать или обеззараживать сточные воды от загрязняющего химического вещества, чтобы на подходе к первым пунктам водопользования степень загрязнения воды не нарушала нормальные условия водопользования и не угрожала здоровью населения, необходимо определить максимальную концентрацию загрязняющего химического вещества в сточной воде Спдк, при которой после сброса стока в реку в речной воде не будет превышен допустимый предел загрязнения, т.е. выполняется условие Сп.вод Спдк. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

, (4)

где Спдк – предельно допустимая концентрация химического вещества в речной воде.

Величина Спдк определяется по литературным (справочным) данным или на основе специально организуемых исследований, если такие данные отсутствуют.

Значение максимальной концентрации химического вещества в сточной воде Спдк, при котором не будут превышены допустимые пределы загрязнения воды в реке, определенное расчетом для нового или существующего объекта и положенное в основу проектирования очистных сооружений, приобретает значение контрольной величины на период эксплуатации этих сооружений и кладется в основу лимита, предельно допустимого для данного объекта, сброса в водоем загрязнений.

Необходимая степень очистки сточных вод от данного химического вещества, %, определяется по формуле

. (5)

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

. (6)

Коэффициент в уравнении (6) определяется по формуле

, (7)

где L – расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до места ближайшего пункта водопользования;

– коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения, который, в свою очередь, определяется по формуле

, (8)

где Е – коэффициент турбулентной диффузии;

– 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 (Lпрям), т.е.:

. (9)

Коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек определяется по формуле

, (10)

где Vср – средняя скорость течения на участке между выпуском сточных вод и створом пункта водопользования;

Нср – средняя глубина водоема на том же участке.

3.3. Определение необходимой степени очистки сточных вод

от взвешенных веществ

Санитарные требования ограничивают лишь степень увеличения содержания взвешенных веществ в воде водоемов. Поэтому расчетная формула (4) принимает вид

, (11)

где Сдоб – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ, принимается равным 0, 25 мг/л для водоемов рыбохозяйственного назначения и 0, 75 мг/л для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Остальные обозначения прежние.

3.4. Определение необходимой степени очистки сточных вод

от органических веществ, подвергаемых биохимическому

окислению

Вредные вещества, содержащиеся в промышленных сточных водах, способны подвергаться окислению в природных водах, что связано с потреблением растворенного в воде кислорода. Такими веществами являются преимущественно органические соединения. Перерасход кислорода может приводить к его дефициту в воде и явлению эвтрофикации, которое заключается в бурном развитии в водоеме водорослей и другой водной растительности вследствие загрязнения водоема сточными водами, содержащими органические загрязнения и биогенные вещества (азотные, фосфорные и калийные). Зная химический состав и количество примесей в воде, рассчитывают потребность в кислороде на окисление и определяют степень угрозы эвтрофикации, т.е. устанавливают, насколько опасны те или иные стоки, для того, чтобы ограничить их сток. Для этого используют показатель, называемый «биохимическое потребление кислорода» (БПК), обязательно контролируемый санитарными лабораториями предприятий в сточных, природных и оборотных водах.

БПК – количество кислорода, израсходованное в определенный промежуток времени на аэробное биохимическое окисление (разложение) нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде. БПК определяют для различных отрезков времени, например за 5 суток (БПК₅), за 20 суток (БПК₂₀), а также независимо от времени – на полное окисление органики (БПК_полн). Размерность БПК в миллиграммах О₂/л.

Согласно ГОСТам БПК определяется как количество кислорода, потребляемое при биохимическом окислении содержащихся в воде веществ в аэробных условиях.

Максимально допустимое значение БПК в стоке, сбрасываемом в реку, с учетом биохимического процесса самоочищения воды от органических веществ, уже имеющихся в водоеме выше места выпуска сточных вод, определяют по формуле

, (12)

где Сст.пp – концентрация органических веществ (в БПК_полн), которая должна быть достигнута в процессе очистки сточных вод;

Ср – концентрация органических веществ (в БПК_полн) в воде водоема до места выпуска сточных вод;

Спр.д – предельно допустимое содержание органических веществ (в БПК_полн) в створе ближайшего пункта водопользования;

Кст и Кp – константы потребления кислорода соответственно органическими веществами сточных вод и воды реки (при спуске в реку бытовых и ряда промышленных сточных вод эти константы могут быть приняты одинаковыми Кст = Кр = 0, 1);

t – время продвижения воды водоема вместе с разбавленными в ней сточными водами от места выпуска сточных вод до пункта водопользования (в сутках).

. (13)

Если вычисленная величина Сст.пp (т.е. концентрация сточных вод, при которых выполняются санитарные требования в отношении БПК) окажется меньше, чем БПК сточных вод, намеченных к спуску (или поступающих в водоем), то необходима очистка сточных вод по крайней мере до Сст.пp.

3.5. Определение необходимой степени очистки сточных вод

от веществ, придающих воде цветность и запах

В случае, когда имеются анализы сточных вод с указанием степени разбавления, при которой окраска и запах природных вод исчезают, достаточно сравнения величины разбавления, указанной в анализе, с расчетной величиной разбавления, которое возможно у створа ближайшего пункта водопользования, чтобы решить вопрос необходимости очистки сточных вод в отношении запаха и окраски перед спуском их в водоем.

Расчетная кратность разбавления сточных вод n определяется по формуле

, (14)

где обозначения прежние.

Если вычисленная величина п (разбавление сточных вод, при которой выполняются санитарные требования в отношении окраски и запаха) окажется меньше, чем кратность разбавления, при которой исчезают окраска и запах и которая определена лабораторными исследованиями, то необходимо либо разбавление сточных вод, либо их дополнительная очистка от загрязнений, обусловливающих цветность и запах воды.

4. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ

В городе К проектируется химический завод. Спуск сточных вод этого предприятия намечается в реку Н ниже границы города. При санитарном обследовании водоема обнаружено, что ниже намеченного спуска сточных вод на расстоянии 5 км находится населенный пункт И, который использует воду реки Н для питьевых и культурно-бытовых целей.

Данные по составу сточных вод химического завода приведены в прил. 1 для различных вариантов расчета.

Данные по составу воды реки Н выше выпуска сточных вод приведены в прил. 2 для различных вариантов расчета.

Значения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в речной воде приведены в прил. 3.

Примечания:

1. Выпуск сточных вод проектируется в стрежень реки, поэтому значение коэффициента в уравнении (8) для всех вариантов расчета принимается равным = 1, 5.

2. Значение коэффициента извилистости реки в уравнении (8) для всех вариантов расчета принимается равным = 1, 0.

3. Константы потребления кислорода соответственно органическими веществами сточных вод и воды реки в уравнении (12) для всех вариантов расчета принимаются равными Кст = Кр = 0, 1.

4. Допустимое количество взвешенных веществ, которое можно добавить на каждый литр воды водоема, для всех вариантов расчетов принимается равным = 0, 75 мг/л.

5. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Результаты практической работы оформляются в виде отчета, в котором должны быть изложены:

* наименование и вариант работы;

* исходные данные для расчетов;

* методика расчетов с результатами вычислений;

* сводная расчетная таблица;

* общее заключение по результатам работы.

6. ПРИМЕР РАСЧЕТА

Исходные данные для расчета:

n данные по расходу и составу сточных вод:

· расход сточной воды q = 0, 4 м³/с;

· окраска жидкости – бурая, исчезает при разведении 1: 15;

· запах сточной жидкости – специфический, исчезает при разведении 1: 15;

· хлоридов – 1000 мг/л, сульфатов – 450 мг/л, свинца – 3, 1 мг/л, бензола – 15, 1 мг/л, нитрохлорбензола – 0, 51 мг/л, цинка – 6, 1 мг/л, взвешенных веществ – 50 мг/л, БПК – 190 мг О₂/л;

n данные по расходу и составу речной воды выше места выпуска в реку сточных вод:

· расход воды в реке – 60 м³/с;

· средняя скорость течения – 0, 3 м/с;

· средняя глубина – 1, 2 м;

· хлоридов – 100 мг/л, сульфатов – 45 мг/л, свинца – 0, 01 мг/л, бензола – 0, 01 мг/л, нитрохлорбензола – 0, 001 мг/л, цинка – 0, 1 мг/л, взвешенных веществ – 1, 5 мг/л, БПК – 1, 0 мг О₂/л.