Дрововозова Т.И., Манжина С.А. и др. Практикум по экологическому. Практикум по экологическому нормированию и оценке воздействия на окружающую среду Новочеркасск 2011 Содержание

Скачать 0.83 Mb. Название Практикум по экологическому нормированию и оценке воздействия на окружающую среду Новочеркасск 2011 Содержание Дата 15.03.2018 Размер 0.83 Mb. Формат файла Имя файла Дрововозова Т.И., Манжина С.А. и др. Практикум по экологическому.docx Тип Практикум #31969 страница 14 из 22

1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   22 2.4. Определение степени очистки сточных вод перед сбросом их в водоемы и расчет нормативно допустимых сбросов (НДС) В загрязненной части речного потока концентрации загрязняющего вещества могут быть различными: в одних струях концентрации будут наибольшими, а в других - наименьшими. Схема распределения загрязняющего вещества в речном потоке приведена на рис.2.1. При этом, пока ширина загрязненной струи не станет равной ширине реки, минимально загрязненная струя будет граничить с чистой водой, и концентрация вещества в этой струе будет равна фоновой Сф, т.е. концентрации того же вещества в речной воде выше выпуска сточных вод. В частности, значение минимальной концентрации Сmin может быть равно 0, если данное вещество отсутствовало в речной воде выше места поступления в реку сточных вод. На некотором расстоянии загрязненная струя коснется противоположного берега реки. Начиная с этого расстояния, для створов, имеющих больше , минимальные концентрации начнут возрастать до створа полного смешения, в котором Сmin=Ccp. створ выпуска створ полного сточных вод смешения 0 полн. Сст чистая Cmax=Cmin=Ccp. вода (Сф)  максимально загрязненная  струя (Сmax) минимально загрязненная загрязненная струя (Сmin) струя Рис. 2.1. Схема распределения загрязняющего вещества в речном потоке Что касается максимально загрязненной струи, то в ней концентрации загрязняющего вещества начнут уменьшаться с первых же метров расстояния от створа выпуска при движении струи вниз по течению за счет непрерывного присоединения к сточной воде все возрастающей части расхода речной воды и смешения. Такой процесс будет продолжаться до створа полного смешения, в котором максимальная концентрация станет равной средней Сср, одинаковой во всех элементарных струях этого створа. Следовательно, для створа полного смешения (при=полн) должно обеспечиваться условие Сmax=Cmin=Ccp. Средняя концентрация будет равна: (2.8) где Сст - концентрация консервативного вещества в сбросных сточных водах. Сточные воды могут быть сброшены в водный объект с таким содержанием загрязняющих веществ, которое не причинит вреда гидробионтам и не ухудшит качество вод. Это условие соблюдается в случае, когда при разбавлении сточных вод с природными водами в контрольном створе (удаление которого от места сброса сточных вод находится в зависимости от назначения водного объекта: для рыбохозяйственных нужд составляет не более 500 м, а для нужд население 1 км) будут соблюдаться условия санитарно-гигиенического нормирования (снор.). Такую концентрацию загрязняющих веществ в сточных водах называют предельно допустимой концентрацией сст. Если контрольный створ водоема находится под воздействием сточных вод, сбрасываемых только через один выпуск, значение сст устанавливается непосредственно расчетом в зависимости от разновидности загрязнений. Для взвешенных веществ, присутствующих в сточных водах, используют формулу: , (2.9) где р – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, принимаемое в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, мг/л; сф – фоновая концентрация рассматриваемого загрязняющего вещества, измеренная выше выпуска сточных вод, мг/л; Q – расход воды в водном объекте при 95 %-ной обеспеченности, м3/с; q – количество сточных вод, сбрасываемых в водный объект, м3/с; ν – коэффициент, учитывающий смешение сточных вод с водами водного объекта – приемника сточных вод. При разработке сстдля загрязняющих веществ, сбрасываемых со сточными водами в водный объект, учитывают степень их неконсервативности. При этом консервативными являются ионы металлов и другие соединения, которые при попадании в водный объект изменяют свою концентрацию в основном за счет разбавления загрязненных вод с природными водами. К неконсервативным веществам относятся нефтепродукты, спирты, формальдегиды, нитриты и другие соединения, которые после попадания в водный объект подвергаются биохимической деструкции, т.е. их преобразование и разрушение происходит при участи живых организмов, как правило, бактерий. Для присутствующих в сточных водах консервативных веществ расчет сст производят по формуле: , (2.10) где п – коэффициент, учитывающий разбавление сточных вод с водами водного объекта, а для неконсервативных веществ, сбрасываемых со сточными водами: , (2.11) где Кq – динамический коэффициент неконсервативности, находящийся в зависимости от скорости течения воды в водном объекте и статического коэффициента неконсервативности для рассматриваемого вещества; t – время прохождения загрязненной струи от места выпуска сточных вод до контрольного створа, сут. Для определения предельно допустимой концентрации кислорода в целях обеспечения нормативной величины БПК в воде водного объекта используют формулу: (2.12) Пример 1. Расход сточных вод предприятия составляет 1,78 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке культурно-бытового назначения составляет 23,4 м3/с. Фоновая концентрация железа в воде реки составляет 0,05 мг/л. Рассчитать максимальную концентрацию железа в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание железа с точки зрения санитарно-гигиенических требований? Решение. Рассчитаем коэффициент смешения и кратность разбавления в створе полного смешения. Так как в створе полного смешения расход сточных вод (q) становится равным количеству разбавляющей воды (Qсм), то коэффициент смешения определяем по формуле: где q = Qсм. Тогда ν = 1,78/23,4 = 0,076 Кратность разбавления = = 2. Концентрация вещества в максимально загрязненной струе в створе полного смешения определяется по формуле (2.8): Сmax = Сср = (qCcт+QCф)/(q+Q) Для этого найдем концентрацию железа в сточных водах перед выпуском их в водоем Сст. Так как железо является консервативным веществом, то Сст находим по формуле (2.10), Снор = ПДКFe = 0,3 мг/л. Сст = 0,3+(2-1)·(0,3-0,05) = 0,55 мг/л Рассчитаем максимальную концентрацию железа в створе полного смешения Сmax = = 0,085 мг/л Проверим выполнение санитарно-гигиенического условия: = = 0,28, что меньше единицы; следовательно, такое содержание железа допустимо. Если концентрация загрязняющих веществ в сточных водах больше нормативно допустимой концентрации Сст, то такие воды подвергаются очистке. Сточные воды промышленных предприятий (как и предприятий ЖКХ и АПК), проходят, как правило, двухступенчатую очистку. Вначале - на локальных очистных сооружениях (ЛОС), затем - на станции биологической очистки (городских очистных сооружениях), куда поступают также сточные воды жилых массивов после смешения со сточными водами промышленных предприятий. Необходимость в ЛОС обусловлена тем, что промышленные сточные воды могут содержать столь высокотоксичные вещества и в таких количествах, что в случае непосредственной подачи их на городские очистные сооружения в последних нарушается нормальный биоцикл микроорганизмов, способных к биохимической деструкции загрязнений. Кроме того, высококонцентрированные сточные воды очищаются в ЛОС более глубоко и с меньшими экономическими издержками, чем разбавленные. Необходимая степень очистки сточных вод определяется как отношение разности исходной концентрации загрязняющих веществ до их очистки С и предельно допустимой концентрации тех же веществ после очистки Сст к исходной концентрации, %: (2.13) В качестве контрольной величины, свидетельствующей о том, что воздействие данного объекта на водоем соответствует допустимому, служит универсальная характеристика, предусмотренная Правилами охраны поверхностных вод, - называемая нормативно допустимым сбросом (НДС), который представляет собой количество загрязняющего вещества, поступающего в водоем в единицу времени (г/с). Следуя определению, НДС рассчитывается по формуле: НДС=qСст. (2.14) Пример 2. Расход сточных вод составил 0,76 м3/с. Сточные воды сбрасываются в водоем хозяйственно-питьевого назначения, в котором фоновая концентрация ионов меди составляет 0,56 мг/л. Неочищенные сточные воды содержат 150 мг/л меди. Кратность разбавления в контрольном створе составляет 19,7. Рассчитать: 1) необходимую степень очистки сточных вод, 2) нормативно допустимый сброс. Решение. Рассчитаем концентрацию ионов меди в сточных водах перед выпуском их в водоем. Так как ионы меди являются консервативным веществом, то Сст находим по формуле (2.10), Снор = ПДКCu = 1,0 мг/л. Сст = 1,0+(19,7-1)(1,0-0,56) = 9,23 мг/л Определим необходимую степень очистки сточных вод: η = Рассчитаем нормативно допустимый сброс: НДС = Сст·q = 9,23·0,76 = 7,01 г/с Задачи для самостоятельной работы 1. Расход сточных вод предприятия, содержащих ионы хрома, составляет 0,34 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке культурно-бытового назначения составляет 26,5 м3/с. Коэффициент смешения составляет 0,013. Фоновая концентрация хрома в воде реки составляет 0,05 мг/л. Рассчитать концентрацию хрома в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание хрома с точки зрения санитарно-гигиенических требований? 2. В водоем рыбохозяйственного назначения сбрасываются сточные воды, содержащие 11,9 мг/л нефтепродуктов. Какой будет концентрация нефтепродуктов в максимально загрязненной струе контрольного створа, если разбавление для этого створа составляет 4,2, а скорость течения реки – 0,1 м/с? 3. Расход сточных вод предприятия составляет 0,2 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке культурно-бытового назначения составляет 15,6 м3/с. Сточные воды содержат ионы никеля. Коэффициент смешения составляет 0,013. Фоновая концентрация никеля в воде реки составляет 0,04 мг/л. Рассчитать концентрацию никеля в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание никеля с точки зрения санитарно-гигиенических требований? 4. Расход сточных вод предприятия составляет 0,57 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке культурно-бытового назначения составляет 17,5 м3/с. Сточные воды содержат ионы марганца. Коэффициент смешения составляет 0,03. Фоновая концентрация марганца в воде реки составляет 0,02 мг/л. Рассчитать концентрацию марганца в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание марганца с точки зрения санитарно-гигиенических требований? 5. Расход воды в водоеме составляет 30 м3/с. В него сбрасываются сточные воды в количестве 2,5 м3/с, содержащие 33 мг/л железа (Fe2+). Как изменится концентрация железа в минимально и в максимально загрязненной струе на участке от места выпуска сточных вод до створа полного смешения? 6. В водоем рыбохозяйственного назначения сбрасываются сточные воды, содержащие 13,5 мг/л нефтепродуктов. Какой будет концентрация нефтепродуктов в максимально загрязненной струе контрольного створа, если разбавление для этого створа составляет 4,1, а скорость течения реки – 0,12 м/с? 7. Расход воды в водоеме составляет 11,9 м3/с. В него сбрасываются воды в количестве 0,22 м3/с, содержащие 310 мг/л хлоридов. Как изменяется концентрация хлоридов в минимально и максимально загрязненной струе на участке от створа выпуска сточных вод до створа полного смешения? 8. В водоем сбрасываются сточные воды, содержащие железо и нефтепродукты с одинаковой концентрацией. Каким будет сравнительное соотношение концентраций этих веществ в створе полного смешения? 9. В водоем сбрасываются сточные воды, содержащие медь и никель с одинаковой концентрацией. Каким будет сравнительное соотношение концентраций этих веществ в створе полного смешения? 10. В водоем сбрасываются сточные воды, содержащие азот нитритов и нефтепродукты с одинаковой концентрацией. Каким будет сравнительное соотношение концентраций этих веществ в створе полного смешения? 11. Расход сточных вод предприятия составляет 0,89 м3/с. Сточные воды сбрасываются в водоем рыбохозяйственного назначения, в которых фоновая концентрация ионов цинка составляет 0,006 мг/л. Неочищенные сточные воды содержат 96 мг/л цинка. Кратность разбавления в контрольном створе составляет 14,6. Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод и нормативно допустимый сброс. 12. Расход сточных вод предприятия составляет 1,45 м3/с. Сточные воды сбрасываются в водоем хозяйственно-питьевого назначения, в которых фоновая концентрация ионов железа составляет 0,06 мг/л. Неочищенные сточные воды содержат 200 мг/л железа. Кратность разбавления в контрольном створе составляет 17,3. Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод и нормативно допустимый сброс. 13. Расход сточных вод предприятия составляет 1,3 м3/с. Сточные воды сбрасываются в водоем рыбохозяйственного назначения, в которых фоновая концентрация ионов железа составляет 0,56 мг/л. Неочищенные сточные воды содержат 180 мг/л железа. Кратность разбавления в контрольном створе составляет 16,4. Рассчитать необходимую степень очистки сточных води и предельно допустимый сброс. 14. Расход сточных вод предприятия составляет 0,59 м3/с. Сточные воды сбрасываются в водоем хозяйственно-питьевого назначения, в которых фоновая концентрация ионов кобальта составляет 0,46 мг/л. Неочищенные сточные воды содержат 85 мг/л кобальта. Кратность разбавления в контрольном створе составляет 13,5. Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод и нормативно допустимый сброс. 15. Расход сточных вод предприятия составляет 0,36 м3/с. Сточные воды сбрасываются в водоем рыбохозяйственного назначения, в которых фоновая концентрация ионов свинца составляет 0,0002 мг/л. Неочищенные сточные воды содержат 37 мг/л свинца. Кратность разбавления в контрольном створе составляет 20,6. Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод и нормативно допустимый сброс. 16. Расход сточных вод предприятия составляет 0,48 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке хозяйственно-питьевого назначения составляет 32 м3/с. Неочищенные сточные воды содержат 220 мг/л железа. Фоновая концентрация железа в воде реки составляет 0,07 мг/л. Рассчитать концентрацию железа в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание железа с точки зрения санитарно-гигиенических требований? Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод. 17. Расход сточных вод предприятия составляет 0,12 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке рыбохозяйственного назначения составляет 6,7 м3/с. Неочищенные сточные воды содержат 67 мг/л цинка. Фоновая концентрация цинка в воде реки составляет 0,008 мг/л. Рассчитать максимальную концентрацию цинка в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание цинка с точки зрения санитарно-гигиенических требований? Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод. 18. Расход сточных вод предприятия составляет 0,3 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке культурно-бытового назначения составляет 20,7 м3/с. Неочищенные сточные воды содержат 147 мг/л марганца. Фоновая концентрация марганца в воде реки составляет 0,001 мг/л. Рассчитать концентрацию марганца в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание марганца с точки зрения санитарно-гигиенических требований? Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод. 19. Расход сточных вод предприятия составляет 0,16 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке рыбохозяйственного назначения составляет 5,6 м3/с. Сточные воды содержат ионы никеля. Фоновая концентрация никеля в воде реки составляет 0,0004 мг/л. Рассчитать концентрацию никеля в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание никеля с точки зрения санитарно-гигиенических требований? 20. Расход сточных вод предприятия составляет 0,45 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке культурно-бытового назначения составляет 34 м3/с. Сточные воды содержат ионы меди. Фоновая концентрация меди в воде реки составляет 0,05 мг/л. Рассчитать концентрацию меди в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание меди с точки зрения санитарно-гигиенических требований? 21. Расход сточных вод предприятия составляет 0,8 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке хозяйственно-питьевого назначения составляет 20,0 м3/с. Сточные воды содержат ионы хрома. Фоновая концентрация хрома в воде реки составляет 0,0 мг/л. Рассчитать концентрацию хрома в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание хрома с точки зрения санитарно-гигиенических требований? 22. Расход сточных вод предприятия составляет 0,27 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке культурно-бытового назначения составляет 21,8 м3/с. Сточные воды содержат ионы свинца. Фоновая концентрация свинца в воде реки составляет 0,0 мг/л. Рассчитать концентрацию свинца в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание свинца с точки зрения санитарно-гигиенических требований? 23. Расход сточных вод предприятия составляет 0,78 м3/с. Наименьший среднемесячный расход воды в реке рыбохозяйственного назначения составляет 24,0 м3/с. Сточные воды содержат 85 мг/л кобальта. Фоновая концентрация кобальта в воде реки составляет 0,0 мг/л. Рассчитать концентрацию кобальта в створе полного смешения. Допустимо ли такое содержание кобальта с точки зрения санитарно-гигиенических требований? Рассчитать необходимую степень очистки сточных вод. 24. Чему равно НДС для нефтепродуктов, если предприятие сбрасывает в водный объект, с минимальным среднемесячным расходом воды при 95 % обеспеченности 20 м3/сек. 0,5 м3/сек. сточных вод, в которых предельно допустимая концентрация нефтепродуктов составляет 4 мг/м3: 1) 1 г/с; 2) 2 г/с; 3) 3 г/с; 4) 5 г/с; 5) 10 г/с? 25. Чему равно НДС для железа, если предприятие сбрасывает в водный объект, с минимальным среднемесячным расходом воды при 95 % обеспеченности 10 м3/сек. 0,5 м3/сек. сточных вод, в которых предельно допустимая концентрация железа составляет 1,5 мг/м3? 26. При каких обстоятельствах возможно равенство для загрязнённых струй Сmax=ПДК: 1) невозможно ни при каких обстоятельствах; 2) всегда возможно; 3) возможно только в створе полного смешения при соблюдении норматива ПДС; 4) возможно только в контрольном створе при соблюдении норматива ПДС; 5) возможно при Сст.= ПДК? 1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   22