Определение степени очистки сточных вод
5.1. Задание
1. Определить степень разбавления сточных вод у ближайшего пункта водопользования. Полученные результаты занести в таблицу 12.
2. Определить степень очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ. Полученные результаты занести в таблицу 12.
3. Определить степень очистки сточных вод от содержания в них вредных веществ. Полученные результаты занести в таблицу 12.
Таблица 12
Степень очистки сточных вод
| Вариант | Степень разбавления сточных вод | Степень очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ, % | Степень очистки сточных вод от вредных веществ, % |
| Первый | |||
| Второй | |||
| Третий |
5.2. Пояснения к заданию
Вода требуется человеку для удовлетворения самых разнообразных нужд. В зависимости от целевой направленности, применение воды подразделяется на два вида: водопользование и водопотребление.
Водопользование – способ использования воды как среды или механического источника без изъятия ее из водоемов.
Водопотребление – это забор воды из источника для различных целей. Водопотребление характеризуется безвозвратным расходом некоторой части воды и ее загрязнением. Требования к качеству воды зависят от цели ее использования. Одни требования предъявляются для воды хозяйственно-питьевого назначения, другие – для промышленных целей и т. д. Для оценки качества воды определяются ее физические свойства и химический состав. К физическим показателям качества воды относятся температура, запах, вкус, прозрачность, мутность, цветность, плотность.
Чистая вода, взятая в малом объеме, бесцветна. В толстом слое она голубого оттенка. Иные оттенки свидетельствуют о наличии в воде различных растворенных и взвешенных примесей.
Взвешенные вещества – это крупные частицы (больше 1·104 мм), задерживающиеся бумажными фильтрами. Они характеризуют загрязненность воды глиной, песком, силикатными породами.
Природные воды часто бывают мутными из-за присутствующих в них взвешенных частиц глины, песка или органических взвесей. Сточные воды могут усилить мутность воды.
При решении вопроса о спуске сточных вод в водоем исходят из возможного их разбавления водой данного водотока или водоема.
Разбавление сточных вод – это процесс снижения концентрации загрязняющих веществ в водостоках и водоемах, протекающий вследствие перемешивания сточных вод с окружающей средой. Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется степенью разбавления, определяется по формуле:
n = r · Q + q/q , (9)
где n – степень разбавления, соответствующая условию полного смешания сточных вод с водой реки; Q – расход воды реки, м3/сек; q – расход сточных вод, м3/сек; r – коэффициент смешения.
При проектировании среднемесячный расход воды реки и коэффициент смешения берутся из данных гидрометеорологической службы, а расход сточных вод определяется расчетным путем или по аналогии с действующим предприятием подобного профиля.
Необходимая степень очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ определяется по формуле:
(10)
где ЭВЗВ – искомая степень очистки сточных вод, %; – концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки, мг/л; – расчетная концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом в водоем, мг/л.
Расчетная концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом их в водоем определяется по формуле:
(11)
где – расчетная концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах, мг/л; – концентрация взвешенных веществ в воде реки до сброса сточных вод, мг/л; n – степень разбавления сточных вод в расчетном створе; – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в реке после сброса сточных вод (для водоемов хозяйственно-питьевого водоснабжения и водоснабжения пищевых предприятий –
0,25 мг/л; для рыбохозяйственных водоемов и водоемов культурно-бытового пользования – 0,75 мг/л).
Если в сточных водах содержится несколько вредных веществ, то все компоненты, имеющиеся в сточных водах, разбиваются на группы с одинаковым лимитирующим показателем вредности (ЛПВ). Например, в сточных водах содержится мышьяк, ртуть, свинец, никель и цинк. По таблице 15 определяем, что мышьяк, ртуть и свинец относятся к группе веществ санитарно-токсикологического ЛПВ, а никель и цинк – к группе веществ общесанитарного ЛПВ. Затем определяем сумму отношений концентраций вредных веществ каждой группы в сточной воде к их предельно допустимым концентрациям (ПДК):
(12)
где – сумма отношений концентраций вредных веществ в сточной воде, мг/л; ССТ1, ССТ2, ССТ3 – концентрации вредных веществ в сточной воде, мг/л; ПДК1, ПДК2, ПДК3 – предельно допустимая концентрация вредных веществ, мг/л.
После этого подсчитываем сумму отношений концентраций этих веществ в воде водоема до сброса в него сточных вод к ПДК:
(13)
где – сумма отношений концентраций вредных веществ в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л; СВ1, СВ2, Сn – концентрация вредных веществ в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л; ПДК1, ПДК2, ПДКn – предельно допустимая концентрация вредных веществ, мг/л.
Необходимая степень очистки сточных вод от вредных веществ определяется по формуле:
(14)
где ЭВР – необходимая степень очистки сточных вод от вредных веществ, %; n – степень разбавления сточных вод; СВ – сумма отношений концентраций вредных веществ в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л;
ССТ – сумма отношений концентраций вредных веществ в сточной воде, мг/л.
5.3. Справочные данные
Данные характеристики воды водоема и сточных вод (табл. 13).
Таблица 13
Характеристика воды водоема и сточных вод
| Вариант | Коэффициент смешения | Расход сточных вод, м3/сек | Расход воды реки, м3/сек | Концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки, мг/л | Концентрация взвешенных веществ в воде реки до сброса сточных вод, мг/л |
| 0,4 | |||||
| 0,3 | |||||
| 0,5 |
Данные концентрации вредных веществ в водоеме и сточных водах (табл. 14).
Таблица 14
Концентрация вредных веществ в воде водоема и сточных водах
| № п/п | Вещество | Концентрация в сточной воде, мг/л | Концентрация в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л | ||||
| вариант | вариант | ||||||
| Бензол | 1,5 | 2,0 | 2,4 | 0,60 | 0,75 | 0,81 | |
| Ртуть | 0,07 | 0,05 | 0,09 | 0,01 | 0,02 | 0,04 | |
| Фтор | 2,1 | 1,8 | 1,3 | (1,5 | 0,7 | 0,3 | |
| Аммиак | 1,8 | 1,2 | 1,0 | 0.05 | 0,04 | 0,07 | |
| Кадмий | 0,05 | 0,03 | 0,07 | 0,03 | 0,01 | 0,05 | |
| Свинец | 0,13 | 0,15 | 0,19 | 0,04 | 0,05 | 0,03 | |
| Цинк | 1,57 | 1,75 | 1,85 | 0.28 | 0,24 | 0,31 |
3. Данные предельно допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ в воде различного водопользования (табл. 15).
Таблица 15
Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде
водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
| По санитарно-токсикологическому лимитирующему показателю вредности | По общесанитарному лимитирующему показателю вредности | ||
| Вещество | Норматив, мг/л | Вещество | Норматив, мг/л |
| Бензол | 0,5 | Аммиак | 2,0 |
| Ванадий | 0,1 | Кадмий | 0,01 |
| ДДТ (дуст) | 0,1 | Медь | 0,1 |
| Кобальт | 1,0 | Никель | 0,1 |
| Молибден | 0,5 | Титан | 0,1 |
| Мышьяк | 0,05 | Цинк | 1,0 |
| Нитраты | 10,0 | Бензин | 0,1 |
| Ртуть | 0,0005 | Железо | 0,5 |
| Свинец | 0,1 | Керосин | 0,1 |
| Селен | 0,001 | Нефть | 0,3 |
| Стронций | 2,0 | Сероуглерод | 1,0 |
| Фтор | 1,5 | Фенол | 0,001 |
5.4. Основные понятия и определения
Водопользование, водопотребление, оценка качества воды, физические показатели качества воды, разбавление сточных вод, степень разбавления, лимитирующий показатель вредности.
Лабораторная работа № 6