ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАТНОСТИ РАЗБАВЛЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

В первой части расчетной работы (используя данные таблицы 2.5) необходимо определить кратность разбавления сточных вод в расчетном (контрольном) створе. Контрольный створ находится на расстоянии (L) 500 м от места выпуска сточных вод. Сброс сточных вод осуществляется через сосредоточенный выпуск, расположенный: а) в стержне реки, б) у берега.

Расход сточных вод (q) 0,4 м3/с.

Расход реки, соответствующий году 95 % обеспеченности, (Q) 120 м3/с.

Средняя скорость в реке (Vр) 0,35 м/с.

Средняя глубина (H) 3 м.

Коэффициент Шези ( ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru ) 47,6 м0.5/с.

Скорость истечения сточной воды из выпуска 0,6 м/c (Vo)

РЕШЕНИЕ

Определяем необходимость расчета начального разбавления по соотношению ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru . Vo=0.6, что меньше 4Vp, поэтому для приведенного примера расчет начального разбавления не требуется.

По формуле 2.20 определяем коэффициент турбулентной диффузии

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru м2/c

Определяем коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения α по формуле 2.18 при этом учитываем, что коэффициент извилистости φ = 1. Определение ведем по двум заданным вариантам:

а) ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru м-1/3

б) ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru м-1/3

По формуле 2.16 определяем коэффициент смешения γ,

а) ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

б) ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

По формуле 2.15 находим кратность разбавления

а) ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

б) ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

ПРИМЕЧАНИЕ: В таблице 2.5 указан ξ – коэффициент, зависящий от расположения выпуска сточных вод в водоток (при выпуске у берега ξ равен 1, при выпуске сточных вод в стержень реки ξ равен 1,5), т.е. необходимо выполнить только 1 вариант расчета

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПДС

Данные для выполнения второй части работы представлены в таблице 2.6.

Водоём, в который производится сброс сточных вод – культурно-бытового назначения.

Содержание загрязняющих веществ в сточной воде: хлоридов – 120 мг/л; взвешенных веществ – 50 мг/л, сульфатов – 80 мг/л , сухого остатка - 148 мг/л ; БПКn – 190 мг/л ; свинца – 3,5 мг/л; нитритов – 6,5 мг/л; цинка – 6 мг/л; нитратов – 129 мг/л.

Содержание загрязняющих веществ в реке (фоновая концентрация) - БПКn – 2.9 мг/л, взвешенные вещества – 1,5 мг/л, цинк – 0,1 мг/л, свинец – 0,01 мг/л, нитраты – 42 мг/л, нитриты - 1,5 мг/л.

Выпуск сточных вод осуществляется в стержень реки.

РЕШЕНИЕ

Выпуск сточных вод осуществляется в стержень реки, поэтому кратность разбавления для дальнейшего расчета принимается равной 16,3 (см. 1-ю часть расчета).

Для определения концентрации предельно-допустимого сброса необходимо знать ПДК вещества, ЛПВ, класс опасности. Поэтому, сначала необходимо выписать из таблицы 2.8 (т.к. водоем, куда производится сброс сточных вод – культурно-бытовой) все эти данные для сбрасываемых загрязняющих веществ. Составим таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Значения ПДК, ЛПВ, класс опасности веществ

ЗВ, мг/л ПДК, мг/л ЛПВ Класс опасности
БПК Хлориды Сульфаты Свинец Цинк Нитриты Нитраты 6,0 0,03 1,0 3,3 45,0 Общесанит. Органолептич. Органолептич. Сан.-токс. Общесанит. Сан.-токс. Сан.-токс. -

Определим допустимое содержание ЗВ в сточных водах (СПДС). Это содержание должно определяться с учетом ЛПВ, или без учета ЛПВ.

2.1. Определим содержание ЗВ без учета ЛПВ. Это определяется для водоемов культурно-бытового назначения, причем только для веществ 3, 4 класса опасности, или для тех веществ, у которых класс опасности не определен.

Как видно из таблицы 2.2, к таким веществам относятся по общесанитарному признаку вредности цинк и БПКn. Поэтому СПДС рассчитываем без учета ЛПВ. Выберем расчетную формулу для каждого вещества.

Для БПКn это будет формула 2.8.

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru ,

где К – коэффициент неконсервативности для БПКn, принимаем по приложению 5 равным 0,23;

CПДК = 6,0 мг/л; ССМ = 1,7 г/м3; СФ = 2,9 мг/л;

t – время пробегания от места выпуска до контрольного створа определяем по формуле:

Т=L/v=500/0,35=1428,5 с=0,016 сут

СПДС = 16,3 ((6,0-1,7)∙2,720,23-0,016– 2,9) + 2,9 = 25,72 мг/л

Определяем СПДС для цинка по формуле 2.6:

СПДС = n(CПДС - СФ) + СФ = 16,3 (1-0,1)+0,1 =14,7мг/л

По органолептическому признаку вредности в эту группу входят хлориды и сульфаты. Определение их СПДС ведем по основной формуле 2.6.

СПДС = n(CПДС - СФ) + СФ.

Для хлоридов СПДС=16,3(350-210)+210 = 2492 мг/л

Для сульфатов СПДС=16,30(500-380)+310 = 2266 мг/л

По санитарно-токсикологическому признаку вредности к веществам 3- го класса опасности относятся нитраты. Т.к. нитраты относятся к неконсервативным веществам (см. таблицу 2.9), то СПДС для нитратов определяем по формуле 7:

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru СПДС =16,3(45 е0,112 0,016 -42)+42=90,9 мг/л,

где е - коэффициен неконсервативности, определяемый по таблице 2.9; Т – время добегания веществ до контрольного створа, определяется по формуле:

Т=L/v=500/0,35=1428,5 с=0,016 сут

2.2. Теперь определяем допустимое содержание ЗВ в сточных водах (СПДС) с учетом ЛПВ. Это определяется для культурно-бытовых водоемов – для веществ 1 и 2 –го классов опасности. Для рыбохозяйственных водоемов СПДС с учетом ЛПВ определяется для веществ всех классов опасности.Т.е., пункта 2.1, при расчете СПДСдля рыбохозяйственных водоемов, не будет.

С учетом ЛПВ, это значит, что в расчетную формулу для определения СПДС вещества, подставляем вместо значения ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru , значение ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru , определяемое по формуле 2.9: ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

где Z – число веществ, нормируемых по одинаковому ЛПВ.

В данном примере водоем культурно бытовой, поэтому определяем СПДС для веществ 1 и 2-го классов опасности (т.е. для тех, которые остались).

По санитарно – токсикологическому признаку вредности группу составляют следующие вещества – свинец (2 кл. опасности), нитраты (3 кл. опасности), нитриты (2 кл. опасности).

Учитывая требования “Правил охраны поверхности вод” п.2.3. при хозяйственно-питьевом и культурно-бытовом водопользовании учёт показателя ЛПВ осуществляется только для веществ 1 и 2 класса опасности, поэтому локальные ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru определяем только для двух веществ (свинца и нитритов), которые относятся ко 2 классу опасности. Кроме того, для нитратов СПДС было определено в предыдущем пункте.

Для свинца ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru мг/л

Для нитритов ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru мг/л

Определяем ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru для свинца по формуле 2.6:

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru = 16,3(0,015-0,01)+0,01=0,09 мг/л

Определяем СПДС для нитритов по формуле 2.7, т.к. это вещество неконсервативное:

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru СПДС =16,3(1,65 е10,8 0,016 –0,15)+0,15=24,6 мг/л

2.3. Теперь определим необходимую степень очистки сточных вод. Сравним полученные расчетные значения СПДС с фактическим содержанием загрязняющих веществ в сточных водах и откорректируем СПДС для расчета ПДС.

Применяя формулу СОЧ = ССТ - СПДС, определим необходимую степень очистки (СОЧ).

Таблица 2.3

Определение степени очистки сточных вод

Наименование ЗВ ССТ (фактическ.), мг/л СПДС (расчетное), мг/л СПДС (принимаемое), мг/л СОЧ, мг/л
БПКП 25,72 25,72 164,28
Хлориды -
Сульфаты -
Свинец 3,5 0,09 0,09 3,41
Цинк 6,0 14,7 6,0 -
Нитриты 6,5 24,6 6,5 -
Нитраты 90,9 90,9 29,1

Для некоторых загрязняющих веществ допустимое (расчетное) содержание в сточных водах значительно больше фактических значений. Для таких веществ (хлориды, сульфаты, цинк) при расчетах ПДС принимать меньшее значение содержания ЗВ в сточных водах, т.к. “если фактический сброс действующего предприятия меньше расчетного ПДС, то в качестве ПДС принимается фактический сброс” (п. 1.14 Методики…)

2.4. Определение предельно-допустимой массы сброса загрязняющих вредных веществ (ПДС).

Для расчета ПДС определяем часовой расход сточных вод

q = 0.4 м3/с ∙ 3600 = 1440 м3/час

Рассчитываем ПДС:

БПКП = 25,72 ∙ 1440 = 37036,8 г/час,

Хлориды = 120 ∙ 1440 = 172800 г/час,

Сульфаты = 80 ∙ 1440 = 115200 г/час,

Свинец = 0,09 ∙ 1440 = 129,6 г/час,

Цинк = 6,0 ∙ 1440 = 8640 г/час,

Нитриты = 6,5 ∙ 1440 = 9360 г/час,

Нитраты = 90,9 ∙ 1440 = 130896 г/час.

2.5. Вывод:

Предприятию нормируется сброс загрязняющих веществ при объёме сточных вод 0,4 м3/с (1440 м3/час):

БПКП = 37036,8 г/час,

Хлориды = 172800 г/час,

Сульфаты = 115200 г/час,

Свинец = 129,6 г/час,

Цинк = 8640 г/час,

Нитриты = 9360 г/час,

Нитраты = 130896 г/час.

Необходима очистка сточных вод по БПКП, свинцу и нитратам до показателей СПДС.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СООТВЕТСВИЯ СБРОСА СТОЧНЫХ ВОД ПРИРОДООХРАННЫМ ТРЕБОВАНИЯМ

В этой части расчетной работы необходимо определить соответствие установленного сброса сточных вод природоохранным требованиям

РЕШЕНИЕ

Следуя требованиям “Правил охраны вод” п.2.3.-для всех нормированных веществ при рыбохозяйственном водопользовании и для веществ, относящихся к 1 и 2 классу опасности при хозяйственно-питьевом и культурно-бытовом водопользовании, при поступлении в водные объекты нескольких веществ с одинаковым ЛПВ, сума отношений концентраций (С12,…Сn) каждого вещества в контрольном створе к соответствующим ПДК не должна превышать единицы:

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru .

П.2.4. "Правил охраны поверхности вод" определяет второе условие сброса сточных вод - "при сбросе сточных вод, влияющих на состояние водных объектов, используемых для хоз-питьевых икоммунально-бытовых целей,нормы качества воды водоема или ее природный состав и свойства (в случае превышения этих норм) должна выдерживаться в водоемах на участках в 1км/ч вышеближайшего по течению пункта водопользования". Следовательно в контрольном створе, расположенном на расстоянии 4 км от места выпуска сточных вод содержание 3В должно соответствовать ПДКК-6.

3.1. Определяем содержание ЗВ в контрольном створе (СКС).

Для этого используем формулу прогноза

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru .

Определение СКС ведем для всех веществ. В качестве Ссm принимается СПДСпринимаемое(таблица 2.3).

Определяем ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru :

Для БПКП, если Сф=2,9мг/л, СПДС=25,72мг/л

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

Для хлоридов, если Сф=210мг/л, СПДС=120мг/л

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

Для сульфатов, если Сф=380мг/л, СПДС=80мг/л

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

Для свинца, если Сф=0,01мг/л, СПДС=0,09мг/л

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

Для нитратов, если Сф=42мг/л, СПДС=90,9мг/л

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

Для цинка если Сф=0,1мг/л, СПДС=6,0мг/л

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

Для нитритов, если Сф=1,5мг/л, СПДС=6,5мг/л

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

3.2. Проверяем выполнение условий сброса в соответствии требованиям “Правил охраны поверхности вод” п.2.3; п.2.4.

Для этого сравним полученные данные содержания ЗВ в контрольном створе с ПДКК-6

Таблица 2.4

Определение соответствия сброса сточных вод

природоохранным требованиям

Наименование загрязн. в-ва СКС(мг/л) ПДКК-6(мг/л) ЛПВ Класс опасности
БПКП 4,3 6,0 Общесанитарный -
Хлориды Органолептич. -
Сульфаты 361,25 Органолептич. -
Свинец 0,015 0,03 Сан.-токс
Цинк 0,5 1,0 Общесанитарный -
Нитриты 2,09 3,3 Сан.-токс
Нитраты 45,05 45,0 Сан.-токс

3.3. Для свинца и нитритов, как для веществ 2 класса опасности с одинаковыми ЛПВ проверяем в контрольном створе выполнение отношения

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ №2 - student2.ru

Указанное отношение выполняется.

3.4. Вывод

При установленных нормативах сброса загрязняющих веществ со сточными водами в реку культурно-бытовой категории водопользования природоохранные условия предприятием выпол­няются.

Наши рекомендации