Розрахунки допустимих концентрацій забрудників у стічних водах
Умови скиду стічних вод у водні об'єкти визначають згідно з «Правилами охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами» (1999) з урахуванням: а) ступеня можливого змішування і розбавлення стічних вод з водою водного об'єкта на шляху від місця випуску стічних вод до розрахункового (контрольного)створу; б) якості води у водоймах вище місця скиду стічних вод; в) нормативів якості води водних об'єктів відповідно до виду водокористування. У контрольному створі або створі достатнього перемішування склад і властивості води у водних об'єктах повинні відповідати нормативам. На водотоках наступний пункт водокористування має розташовуватися в одному кілометрі за течією від контрольного створу (рис. 16.4). Стічні води можуть бути найрізноманітнішими за складом, що визначається видом продукції і застосованою технологією. Їхня дія різна. Тому всі забруднюючі речовини за своєю дією поділяють на 4 групи лімітуючих ознак шкідливості (ЛОШ): санітарно-токсикологічна, рибогосподарська, органолептична, загальносанітарна. Крім того, є загальносанітарні (Інтегральні) показники (ЗСП) якості води, такі як завислі речовини, рН, лужність й ін. За кожною ЛОШ і ЗСП якості води склад і властивості водних об'єктів не повинні перевищувати нормативів.
Рис. 16.4. Схема розрахунку місця розташування водозабору ССВ – місце скиду стічних вод в річку; КС (РС) – контрольний (розрахунковий) створ; ВЗ – водозабір.
Якщо у водний об'єкт надходить декілька речовин з різними лімітуючими ознаками шкідливості для речовин 1-го і 2-го класу шкідливості (з урахуванням домішок, які є в річковій воді), то сума відношень цих концентрацій (С1, С2, ..., Сп) кожної з речовин у водному об'єкті до відповідних граничнодопустимих концентрацій (ГДК) не повинна перевищувати одиниці: . Склад і концентрацію забруднюючих речовин (С1, С2, ..., Сп) у стічних водах орієнтовно можна встановити за видом продукції і технологічною схемою виробництва. Якщо відношення не виконується, це свідчить про те, що стічні води скидати в річку не можна. Тоді необхідно зменшити концентрацію забруднень на очисних спорудах до таких концентрацій, щоб відношення виконувалось. При цьому слід враховувати можливості підприємств й існуючих способів очищення. Водоприймач має найціннішу властивість – самоочищення, тобто процес природного зниження концентрації забруднень. Процес самоочищення доцільно поділити на дві стадії: перемішування забрудненого струменя і власне самоочищення. Інтенсивність самоочищення залежить від багатьох чинників: властивостей забруднювача, характеристик водоприймача (швидкість течії, глибина, витрата і т. п.). Протягом року витрати стічних вод можна вважати більш-менш постійними, тоді як стік річки сильно змінюється. Тому й умови змішування стічних вод з водою річки змінюватимуться. Найнесприятливіші умови складаються в період мінімального стоку річок. Тому умови змішування потрібно перевіряти для меженного періоду року 95 %-ї забезпеченості. Розрахунок виконують з урахуванням фонової концентрації забруднюючих речовин, гідрологічних і гідрохімічних особливостей водного об'єкта, а також можливого ступеня розбавлення стічних вод і самоочисної здатності водоприймача. При цьому в розрахунковому (контрольному) створі повинна бути забезпечена допустима концентрація речовин. Максимально допустиму концентрацію забруднюючих речовин у стічних водах, які скидають у водотоки, можна визначити за формулою , де Ср – фонова концентрація забруднення у водотоці, мг/л; С1 – визначена допустима концентрація забруднення з урахуванням їх сумарної дії за однією ЛОШ. – витрата стічних вод, м3/с; – витрата води у водотоці в меженний період у рік 95 %-ї забезпеченості; – коефіцієнт, який враховує гідравлічні чинники змішування: , де – коефіцієнт звивистості річки; – коефіцієнт, який залежить від місця скиду стічних вод у річку: , де L – фактична довжина річки, км; l – довжина водозбору в км; – коефіцієнт, що враховує місце випуску стічних вод. При випуску біля берега = 1, при випуску в місці найбільших швидкостей = 1,5. Нс – середня глибина води в річці, м; Vс – середня швидкість течії води в річці, м/с: , м/с, де В – ширина річки, м. Коли < 0,2 м/с, це означає, що витрати в річці невеликі, тоді потрібно виконати регулювання річки й здійснити попуски із ставків, щоб забезпечити швидкість не менше 0,2 м/с.
– коефіцієнт змішування, який визначають за формулою: , де Lр – відстань до контрольного створу, м. Згідно з «Правилами» відстань до контрольного створу для об'єктів господарсько-побутового призначення має становити: , м, Концентрацію забруднень у створі достатнього перемішування (Сп), тобто там, де концентрація забруднюючої речовини є рівномірною і є меншою ГДК, знаходять за формулою:
,
де Ср – фонова концентрація забруднювача, мг/л; Сст –концентрація забруднення у стічних водах, мг/л. За даними попереднього рівняння будують модель забруднення поверхневих вод, на якій відображають зміну концентрації забруднюючої речовини (С, мг/л) у точках скиду (1, 2, 3, гирло) та клас якості води (І-VІ) (рис. 16.5).
Рис.7.5. Модель забруднення поверхневих вод у басейні річки
Кратність розбавлення стічних вод у розрахунковому створі визначають за формулою:
Граничнодопустимий скид визначають за формулою: . Показник розбавлення стічних вод з водами річки дорівнює: . Якщо на річці є водозабір, то необхідно, щоб відбулось не тільки змішування стічних вод до граничних концентрацій, але й виконувалась умова , м. Віддаль до створу достатнього перемішування, на якому спостерігається задане розбавлення ( ), знаходять за формулою: , де – показник розбавлення стічних вод; Кзв – коефіцієнт звивистості річки; N – коефіцієнт, залежний від коефіцієнта Шезі (С, м0,5/с). Коефіцієнт Шезі для даної ділянки можна визначити за значеннями Vс, Нс: . За значенням С знаходимо М – функцію коефіцієнта Шезі, який має розмірність м0,5/с: при 10 < С < 60 М=0,7С+6; при С >60 М= соnst = 48. Коефіцієнт N визначають за формулою: , де = 9,81 м/с2. Величину вираховують за формулою:
де Нс – середня глибина річки, м; В – ширина річки, м. Має виконуватись умова: , м, якщо . Якщо , це свідчить про те, що концентрація забруднюючих речовин у контрольному створі буде вища за ГДК. У цьому разі потрібно розробити заходи щодо зниження концентрації стічних вод, які скидають у річку, що дасть змогу зменшити концентрацію забруднень до допустимих меж ( ). Цю концентрацію встановлюють таким чином. Замість віддалі підставляють , м і знаходять новий показник розбавлення : .
З іншого боку, показник розбавлення також дорівнює: ; . Звідси можна визначити величину зниження концентрації забруднення у стічних водах: , мг/л Необхідний ступінь очищення стічних вод визначають за формулою:
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Розрахунки допустимих концентрацій забрудників у стічних водах» з дисципліни «Раціональне використання та охорона водних ресурсів»
