Определение необходимой степени очистки сточных вод

Нормативные показатели качества воды водоема состоят из общих, к которым относятся взвешенные вещества, плавающие примеси, органолептика, температура, значение рН, минеральный состав, растворенный кислород, БПК, возбудители заболеваний, ядовитые и вредные вещества.

Для всех загрязняющих веществ установлены ПДК.

Вредные и ядовитые вещества, входящие в общие показатели, разнообразны по составу, в связи с чем нормируются по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимается наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества.

По ЛПВ все вещества в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения разделены на три группы:

1) вещества, имеющие санитарно-токсикологический ЛПВ;

2) вещества, имеющие общесанитарный ЛПВ;

3) вещества, имеющие органолептический ЛПВ.

Санитарное состояние водоема считается удовлетворительным, если одно вредное вещество или группа вредных веществ, имеющих общий ЛПВ, будет содержаться в воде водоема в концентрациях, удовлетворяющих соотношению

(С_mi / C_{доп. i}) < 1, (11)

где С_mi – максимальная концентрация i – го вещества в группе с общим ЛПВ;

С_{доп. I} – ПДК i – го вещества в группе с общим ЛПВ.

В общем случае необходима проверка соблюдения такого числа неравенства (11), сколько групп ЛПВ отвечает конкретному виду водопользования. При этом каждое вещество может участвовать только в одном таком выражении, т.е. суммируются только доли концентраций веществ, относящихся к одному ЛПВ.

Из (11) следует, что каждое загрязняющее вещество одной группы ЛПВ их всех содержащихся в воде водоема может присутствовать в расчетном створе водопользования в концентрации не более, чем

С’_m < C’_ДОП [1 - ( С_mi / C_{доп. i})], (12)

где C’_ДОП – ПДК расчетного вещества.

Определение степени очистки по взвешенным веществам

Концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом должна составлять

С_О.В < C_Ф.В + n С_ДОП.В, (13)

где С_О.В - концентрация после очистки;

C_Ф.В – фоновая концентрация в водах водоема до сброса;

n – кратность разбавления;

С_ДОП.В – допустимое увеличение концентрации после сброса.

Степень очистки сточных вод по взвешенным веществам в %

Э_В = 100 (С_О.В - C_Ф.В) / С_СТ.В, (14)

где С_СТ.В – исходная концентрация до очистки.

 

Определение степени очистки по содержанию вредных веществ и других лимитированных нормами загрязнителей

Концентрация каждого загрязнителя в очищенных сточных водах одной группы ЛПВ

С_Оi < n (С_mi - C_{Ф. i}) + C_{Ф. i}, (15)

Максимально допустимая концентрация каждого загрязнителя с учетом концентраций и ПДК всех компонентов, относящихся к одной группе ЛПВ

С’_m < C’_ДОП [1 - (С_mi / C_{доп. i})], (16)

где C’_ДОП – ПДК расчетного вещества;

С учетом (17) С_Оi для каждого компонента из группы определится как

С_Оi = (1 – Э_i/100) С_СТ.i, (17)

Приравнивание правых частей (15) и (16) дает соотношение для определения концентрации каждого загрязнителя с учетом степени разбавления и эффективности очистки

С_mi = (1/n) С_СТ.i – (1/n)(С_СТ.i Э_i/100) + C_{Ф. i} + (C_{Ф. i}/n), (18)

Подстановка (18) и (11) позволяет получить выражение для степени очистки (в %)

Э_i = 100 – [100n – (100п – 100) ( С_mi / C_{доп. i})]( С_mi / C_{доп. i})^-1_]

Степень очистки сточных вод от вредных веществ Э_i обычно определяется для наиболее трудно извлекаемого при очистке компонента в предположении, что степень очистки легко извлекаемых компонентов оказывается значительно выше.

 

Варианты заданий по установлению ПДС и методические указания к их выполнению

2.1. В сточных водах предприятия, предполагаемых к сбросу в проточный водоем (реку), содержится смесь вредных веществ в составе: свинец (Рb), мышьяк (As), титан (Тi) с концентрациями С_СТ1, С_СТ2, С_СТ3 соответственно.

Фоновые концентрации указанных веществ (в воде водоема до места сброса) составляют С_Ф1 = 0, 004 мг/л; С_Ф2 = 0, 001 мг/л; С_Ф3 = 0, 085 мг/л, С_Фср = 0, 03 мг/л.

Расход сточных вод – q. Средняя скорость течения V_ср. средняя глубина реки – H_ср на участке до ближайшего водозабора – L_ф, расстояние по прямой - L_п, средняя ширина русла – В_ср.

Рассчитать ПДС вредных веществ в сточных водах и необходимую степень очистки перед сбросом. Принять сечение русла реки прямоугольным, сброс – у берега.

Таблица 1

Варианты задания

№ вар-та	ССТ1, мг/л	ССТ2, мг/л	ССТ3, мг/л	q, м3/с	Vср, м/с	Hср, м	Lф, м	Lпр, м	Вср, м
1.	2, 0	1, 0	5, 0	0, 2	0, 5	2, 0
2.	1, 6	0, 8	4, 5	0, 4	1, 0	2, 0
3.	1, 8	1, 2	4, 0	0, 3	0, 3	3, 0
4.	2, 1	0, 9	4, 8	0, 25	0, 8	2, 5
5.	2, 3	1, 2	5, 3	0, 4	0, 6	3, 0
6.	1, 9	1, 4	5, 1	0, 35	0, 4	1, 8
7.	1, 7	0, 8	4, 8	0, 2	0, 9	2, 0
8.	1, 5	1, 5	5, 5	0, 5	0, 7	3, 0
9.	2, 2	0, 85	4, 32	0, 4	0, 6	2, 5
10.	2, 5	1, 25	5, 2	0, 55	1, 0	2, 2
11.	2, 0	1, 0	4, 5	0, 3	0, 35	2, 0
12.	2, 4	0, 75	4, 2	0, 25	0, 5	2, 6
13.	2, 3	0, 81	4, 35	0, 32	0, 4	1, 9
14.	1, 9	0, 92	5, 15	0, 2	0, 3	2, 1
15.	1, 7	1, 25	4, 68	0, 3	1, 0	3, 0

 

Методические указания (метод Фролова-Родзиллера)

1. Разбить вредные вещества, входящие в сбросные воды на группы с одинаковым ЛПВ (таблица 3).

2. Для каждой группы ЛПВ определяется средняя допустимая концентрация веществ в смеси [3]

C_СР.Д. =[С_СТ1/(ПДК₁ С_СТi)+С_СТ2/(ПДК₂ С_СТi)+…+С_СТi/(ПДК_i С_СТi)]^-1, мг/л (1)

где ПДК₁, …, ПДК_i – предельно допустимая концентрация предельно допустимого компонента смеси по ЛПВ.

3. Кратность разбавления сточных вод в водах проточного водоема (реки) [4]

n = (γ Q0, 95 + q)/q

(2)

где Q_{0, 95} – расход воды в реке (м³/с) при 95% обеспеченности.

q – расход сточных вод (м³/с);

γ – коэффициент смешения.

4. С учетом (2) ПДС вредных веществ в сточных водах определится выражением [4] (для каждой из групп ЛПВ)

ССТ.ПР. = γ Q0, 95(CСР.Д - СФ.СР)/q + CСР.Д, мг/л

(3)

где С_Ф.СР – средняя фоновая концентрация для каждой группы ЛПВ.

5. Расход воды в реке (при 95% обеспеченности) [3]

Q0.95 = VСР x HСР x BСР x 0, 95,

(4)

6. Коэффициент смешения сточных вод с водами водоема [4]

= (1- )/[1+( Q0.95 /q)

(5)

7. Коэффициент и другие величины, необходимые для расчета определяются из следующих соотношений [3]

= exp (- Ф),

(6)

где - коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения

= G ,

(7)

где G – коэффициент, учитывающий место сброса (у берегов G=1, на середине реки G=1, 5),

= L_Ф/L_ПР – коэффициент извилистости реки,

Е=V_СР Н_СР/200 – коэффициент турбулентной диффузии.

8. Концентрация вредных веществ в максимально загрязненной струе в расчетном пункте водозабора (ближайшего) по группам ЛПВ

Сm=CФ.СР. + ССТ.i –CФ.i)/n,

(8)

9. Проверяем условие С_m< C_СР.Д При невыполнении условия делается вывод о необходимости очистки компонентов смеси по группам ЛПВ перед сбросом, т.к. разбавление стоков водами водоема оказывается недостаточным.

10. Минимальная степень очистки по наиболее трудно удаляемому компоненту смеси (т.к. степень очистки остальных будет значительно выше) для компонентов по группам ЛПВ

Эi = 100 – [100n – (100n – 100) ( CФ.i/CДОП.i)]( CСТ.i/СДОП.i)-1,

(9)

где C_ДОП.i – ПДК i-го вещества в группе ЛПВ.

2.2. В жидких стоках предприятия, предполагаемых к сбросу в стоячий водоем (озеро) содержится смесь вредных веществ в составе: мышьяк (As), селен (Se), титан (Ti) с концентрациями С_СТ1, С_СТ2, С_СТ3 соответственно. Фоновые концентрации указанных веществ в водах водоема до сброса составляют С_Ф1=0, 001 мг/л; С_Ф2=0, 0004 мг/л; С_Ф3=0, 085 мг/л соответственно. С_Фср=0, 003 мг/л. Расход сточных вод – q. Выпуск – береговой, в верхней трети глубины прибрежной части. Средняя глубина створа – L. Рассчитать ПДС вредных веществ в стоках и необходимую степень очистки.

Таблица 2.

Варианты задания

№ вар-та	ССТ1, мг/л	ССТ2, мг/л	ССТ3, мг/л	q, м3/с	HСР, м	L, м
1.	2, 1	0, 1	5, 15	0, 18	4, 0
2.	1, 72	0, 085	4, 6	0, 21	4, 5
3.	1, 85	0, 122	4, 08	0, 2	3, 5
4.	2, 05	0, 095	4, 85	0, 25	3, 8
5.	2, 15	0, 125	5, 32	0, 32	5, 0
6.	2, 0	0, 135	5, 05	0, 26	2, 8
7.	1, 76	0, 088	4, 9	0, 23	3, 2
8.	1, 56	0, 155	5, 4	0, 35	4, 6
9.	2, 1	0, 09	4, 3	0, 4	4, 8
10.	2, 7	0, 13	5, 25	0, 16	4, 2
11.	2, 2	0, 10	4, 5	0, 3	3, 92
12.	2, 07	0, 12	4, 6	0, 35	4, 2
13.	2, 16	0, 078	4, 25	0, 27	2, 5
14.	1, 7	0, 09	5, 10	0, 27	3, 0
15.	1, 65	0, 08	4, 5	0, 12	3, 6

Методические указания

1. Необходимо разбить вредные вещества, входящие в сборные воды на группы с одинаковым ЛПВ (таблица 3).

2, Для каждой из группы ЛПВ определяется средняя допустимая концентрация вещества в смеси [3].

C_СР.Д. =[С_СТ1/(ПДК₁ С_СТi)+С_СТ2/(ПДК₂ С_СТi )+…+С_СТi/(ПДК_i С_СТi)]^-1, мг/л (1)

где ПДК₁ … ПДК_i - предельно допустимые концентрации компонентов смеси ДПВ (таблица 3).

3. Начальное разбавление при выпуске в прибрежной части водоема в верхней трети глубины стоячего водоема [4]

nН = (q + 0, 0118НCР2)/ (q + 0, 00118НCР2),

(2)

4. Основное разбавление сточных вод при перемешивании до расчетного створа водами стоячего водоема при выпуске у берега [4]

n0 = 1 + 0, 412 (L / x)0, 627+0, 0002 L / x ,

(3)

где x = 6, 53 x (Н_СР)^{1, 167} в случае выпуска у берега.

5. Полное разбавление сточных вод водами водоема в расчетном створе

n=n_H ^x n₀, (4)

6. ПДС вредных веществ в сточных водах (по каждой из групп ЛПВ) [7]

ССТ.ПР. = n x CСР.Д. + СФ.СР. (n – 1),

(5)

где С_Ф.СР – средняя фоновая концентрация.

7. Максимальное содержание вредных веществ из одной группы ЛПВ в расчетном створе в водах водоема

Сm = СФ.СР. + (ССТi - СФ.i) / n,

(6)

8. Проверяется условие С_m < C_СР.Д При невыполнении его делается вывод о необходимости очистки компонентов смеси по группам ЛПВ перед сбросом.

9. Минимальная степень очистки по наиболее трудно удаляемому компоненту смеси

Эi = 100 – [100n – (100n – 100) ( CФ.i/CДОП.i)]( CСТ.i/СДОП.i)-1,

(7)

где C_ДОП.i – ПДК i-го вещества в группе ЛПВ.

Таблица 3

Данные по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ) и предельно допустимых концентрациям некоторых вредных веществ

Ингредиент	Лимитирующий показатель вредности (ЛПВ)	Предельно-допустимая концентрация, ПДК, мг/л
Свинец (Pb2+)	санитарно-токсикологический	0, 1
Селен (Se6+)	санитарно-токсикологический	0, 001
Ртуть (Hg2+)	санитарно-токсикологический	0, 005
Мышьяк	санитарно-токсикологический	0, 05
Хлорбензол	санитарно-токсикологический	0, 02
Цианиды	санитарно-токсикологический	0, 1
Никель	санитарно-токсикологический	0, 1
Бутилацетат	общесанитарный	0, 1
Цинк (Zn2+)	общесанитарный	1, 0
Титан (Ti4+)	общесанитарный	0, 1

 

Пример расчета

Исходные данные: С_СТ1 = 1, 7 мг/л; С_СТ2= 0, 8 мг/л; С_СТ3= 4, 8 мг/л; V_СР = 0, 9 м/с; H_СР = 2 м; L_Ф = 900 м; L_пр = 500 м; В_ср = 35 м

 

1. Разбиваем все вредные вещества по группам ЛПВ (таблица 3):

а) санитарно-токсикологические – Рb, Аs;

б) общесанитарные – Тi

2. Средняя допустимая концентрация для Рb и Аs по (1)

C_СР.Д1= (1, 7/2, 5х0, 1 + 0, 8/2, 5х0, 05)^-1 = 0, 0757 мг/л

то же для Тi

C_СР.Д2= ПДК = 0, 1 мг/л

3. ПДС для Рb и Аs для одной группы ЛПВ по (3)

ССТ.ПР1. = γ Q0, 95(CСР.Д1 - СФ.СР)/q + CСР.Д1 = 8, 36 мг/л ПДС для Тi ССТ.ПР2 = 0, 616х59, 85(0, 1 – 0, 085) /0, 2 +0, 1 = 3, 01 мг/л

где С_Ф.СР – средняя фоновая концентрация для каждой группы ЛПВ.

5. Расход воды в реке (при 95% обеспеченности) [3]

Q0.95 = VСР x HСР x BСР x 0, 95 = 59, 85 м3/с

6. Коэффициент смешения сточных вод с водами водоема [4]

= (1- )/[1+( Q0.95 /q) = 0, 616,

7. Коэффициент и другие величины, необходимые для расчета определяются из следующих соотношений [3]

= exp (- Ф) = 0, 00207,

где - коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения

= G = 0, 64,

где G – коэффициент, учитывающий место сброса (у берегов G=1, на середине реки G=1, 5),

коэффициент извилистости реки

= L_Ф/L_ПР = 1, 8

коэффициент турбулентной диффузии

Е=V_СР Н_СР/200 = 0, 009.

4. Кратность разбавления сточных вод в водах проточного водоема (реки) [4]

 

n = (γ Q0, 95 + q)/q = (0, 616х59, 85 + 0, 2)/0, 2 = 185, 3

5. Концентрация вредных веществ в расчетном створе водозабора (7):

а) для Рb и Аs

С_m1=C_Ф.СР. + С_СТ.i –C_Ф.i)/n = 0, 033 + [(1, 7-0, 04)/185+(0, 8-0, 001)/185] = 0, 0463 мг/л

б) для Тi

 

С_m2=C_Ф.СР. + С_СТ.i –C_Ф.i)/n = 0, 085+(4, 8-0, 085)/185 = 0, 11 мг/л

 

6. Проверка условия С_mi< C_СР.Дi

С_m1< C_СР.Д1 ; С_m2 > C_СР.Д2

Следовательно, необходима очистка по Тi (группа общесанитарного ЛПВ)

7. Минимальная степень очистки по Тi по (9)

Эi = 100 – [100n – (100n – 100) ( CФ.i/CДОП.i)]( CСТ.i/СДОП.i)-1 = = 100-[100х185-(100*185-100)(0, 085/0, 1)](4, 8/0, 1)-1 = 40, 42%

 

Вывод:

для вешеств санитарно-токсикологического ЛПВ очистка передсбросом не требуется, т.к. хватает разбавления водами реки;

для вещества общесанитарного ЛПВ необходима очистка перед сбросом со степенью 40, 42%

 

Контрольные вопросы:

 

1. Что такое ПДС, ЛПВ?

2. Назовите лимитирующие показатели вредности веществ.

3. От каких параметров водоема и условий сброса зависит эффективность метода разбавления?

4. Какие гидрологические показатели водоема учитываются при расчете разбавления сточных вод в проточных водоемах методом Фролова-Родзиллера?

5. При выполнении какого условия санитарное состояние водоема считается удовлетворительным?

6. При невыполнении какого условия делается вывод о необходимости очистки компонентов смеси по группам ЛПВ перед сбросом в водоем?

7. Какой метод служит для оценки разбавления сточных вод в стоячих водоемах?

Лабораторная работа 2

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. B обливание стоп, голеней холодной водой
2. B. отрасль производства, обеспечивающая жизненно необходимую потребность общества в перевозке грузов и пассажиров.
3. C. Там, где зоны формирования опасных и вредных факторов практически пронизывают всю производственную среду
4. E) организация и руководство деятельностью Правительства
5. E) руководство политической партией
6. I. Анализ сердечного ритма и проводимости
7. II. Информация о проводимом аукционе в электронной форме
8. II. Показатели использования основных производственных фондов предприятия
9. II. Руководство маневровой работой
10. II. ЭКГ при нарушениях проводимости сердца (блокадах).
11. III. Порядок производства и решения дел
12. IV. 5. 2. Техника старта из воды