Определение предельно допустимых сбросов

2.1. Определение предельно допустимых сбросов

ПДС (г/с) рассчитывается по формуле:

ПДС = С_пр q (2.1)

где С_пр – максимальная (предельная) концентрация, которая может быть допущена в СВ, или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешения с водой водоема у первого (расчетного) пункта водопользования степень загрязнения не должна превышать предельно допустимую концентрацию данного загрязняющего вещества в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в), мг/л;

q – разбавляемая сточная вода, поступающая в водоем, м³/с.

Предельная концентрация С_пр (мг/л) для консервативных веществ рассчитывается по формуле:

С_пр £ ПДК_в + (n – 1) (ПДК_в – С_ф) (2.2)

где ПДК_в – предельно допустимая концентрация химического вещества в воде, мг/л;

С_ф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема до сброса СВ, мг/л;

n – реальная кратность разбавления СВ, которую в общем случае следует определять по формуле:

n = (g Q + q) / q (2.3)

где Q – разбавляющая вода водоема, м³/с;

g – коэффициент, указывающий на степень полноты разбавления сточных вод в водоеме.

Для расчета g используются коэффициенты, учитывающие условия выпуска СВ и гидрологические особенности водоема:

g = [1 – b] / [1 + (b Q / q)] (2.4)

b = e ^–х; х = a L_ф^1/3 (2.5)

где e – основание натурального логарифма, e = 2,72;

L_ф – расстояние до рассматриваемого створа по течению (по фарватеру) реки, м;

a – коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешения; рассчитывается по формуле:

a = x j (D / q)^1/3 (2.6)

где x – коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку:

x = 1,0 – при выпуске у берега;

x = 1,5 – при выпуске в стрежне реки (глубокая часть речного русла с большой скоростью течения);

j – коэффициент извилистости реки, который определяется по формуле:

j = L_ф / L_пр (2.7)

где L_ф – расстояние по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до рассматриваемого створа, м;

L_пр – расстояние между фарватером и рассматриваемым створом по прямой, м;

D – коэффициент турбулентной диффузии, определяемый по формуле:

D = V_ср H_ср g / 2 m C_ш (2.8)

где V_ср – средняя скорость течения, м/с;

H_ср – средняя глубина, м;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

m – коэффициент Буссинского, м^1/2/с; m = 24 м^1/2/с;

С_ш – коэффициент Шези, зависящий от типов водотоков и их характеристик, м^1/2/с; принимает значения от 10 до 70.

2.2. Определение приведенного объема сточных вод

Приведенный объем сточных вод П_q представляет собой условную величину, позволяющую в сопоставленном виде (путем разбавления до норм ПДК) выразить вредность загрязняющих ингредиентов, которые содержатся в СВ различных производств.

Расчет П_q (м³/с) ведется по формуле:

П_q = (ПДС – q ПДК_в) / ПДК_в (2.9)

где ПДС – предельно допустимый сброс загрязняющего вещества, г/с;

q – разбавляемая сточная вода, поступающая в водоем, м³/с;

ПДК_в – предельно допустимая концентрация химического вещества в воде, мг/л.

Порядок выполнения работы

1)  Вариант задания соответствует № студента по кафедральному журналу.

2)  Рассчитать ПДС (г/с) для каждого вещества, поступающего с СВ в водоем, по формуле 2.1.

3)  Определить приведенный объем сточных вод П_q (м³/с) по формуле 2.9.

4)  Ранжировать приведенные объемы по каждому загрязняющему веществу (П_{q 1} > П_{q 2} > П_{q 3}) и сделать вывод о том, какое загрязняющее вещество является наиболее опасным.

5)  Для получения зачета по работе № 2 студент письменно (или устно, по указанию преподавателя) отвечает на заданные ему контрольные вопросы.

Задание к работе № 2

Вариант задания соответствует № студента по кафедральному журналу.

В сточных водах, сбрасываемых в реку, могут быть следующие металлы: медь, никель, цинк, свинец и хром. Осуществляются расчеты тех примесей, для которых указана фоновая концентрация.

Задание к работе представлено тремя таблицами: в таблице 2.1 приведены условия сброса сточных вод; в таблице 2.2 – характеристики рек; в таблице 2.3 – предельно допустимые концентрации металлов в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового видов водопользования.

Таблица 2.1.

Исходные данные для выполнения работы № 2

№	Река	q, м3/с	Lф, м	Lпр, м	Характер выпуска СВ в реку	Сф, % от ПДКв
						Cu	Ni	Zn	Pb	Cr
1.	Воронеж	8	9000	7000	у берега	15	10	15	-	-
2.		7	8000	5000	в стрежне	-	10	15	3	-
3.	Урал	8	5000	3700	у берега	20	20	18	-	-
4.		7	4800	3500	в стрежне	-	20	18	8	-
5.	река Кольского п-ва	8	7900	6700	у берега	20	20	15	-	-
6.		7	7800	5500	в стрежне	-	20	15	10	-
7.	Иртыш	8	4900	3700	у берега	20	16	20	-	-
8.		7	4800	3500	в стрежне	-	16	20	12	-
9.	Воронеж	6	7000	4000	у берега	15	-	15	-	3
10.		5	6000	3000	в стрежне	15	10	15	-	-
11.	Урал	6	4400	3400	у берега	20	-	18	-	5
12.		5	2600	1300	в стрежне	20	20	18	-	-
13.	река Кольского п-ва	6	6700	4800	у берега	20	-	15	-	5
14.		5	4000	2200	в стрежне	20	-	15	10	-
15.	Иртыш	6	4700	2400	у берега	20	-	20	-	5
16.		5	3600	2300	в стрежне	20	16	20	-	-
17.	Воронеж	4	5000	2000	у берега	-	10	15	3	-
18.		5	4000	2000	в стрежне	15	-	15	3	-
19.	Урал	4	3500	2200	у берега	-	20	18	8	-
20.		5	4800	3200	в стрежне	20	-	18	8	-
21.	река Кольского п-ва	5	6600	3300	в стрежне	20	20	15	-	-
22.		4	5400	3200	у берега	-	20	15	10	-
23.	Иртыш	4	3500	2100	у берега	-	16	20	12	-
24.		6	3000	1800	в стрежне	20	-	20	-	5
25.	Воронеж	6	3000	1000	в стрежне	15	-	15	-	3

Таблица 2.2.

Характеристики рек

Река	коэффициент Шези СШ	расход разбавляющей воды водоема Q, м3/с;	средняя скорость течения реки Vср, м/с;	средняя глубина реки Нср, м
Воронеж	55	65	1,6	1,8
Иртыш	40	55	2,6	1,4
Небольшая река Кольского полуострова	30	45	3,0	0,8
Урал	35	50	2,2	1,2

Таблица 2.3.

Предельно допустимые концентрации металлов в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового видов водопользования

Металлы	Cu	Ni	Zn	Pb	Cr
ПДКв, мг/л	0,1	0,1	1,0	0,01	0,005

[1] Источник загрязнения вод – источник, вносящий в поверхностные или подземные воды загрязняющие воду вещества, микроорганизмы или тепло

[2] Ассимилирующая способность водного объекта – способность водного объекта принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования (ГОСТ 17.1.1.01.-77)

[3] Контрольный створ в задачах установления нормативов ПДС – это поперечное сечение водного потока, в котором контролируются показатели качества воды

[4] статья 109 Водного кодекса РФ

[5] Консервативные вещества – вещества, которые не взаимодействуют с водой и не подвергаются биологическому разложению

[6] см. учебное пособие, стр.97

[7] Хозяйственно-питьевое водопользование предусматривает использование воды в качестве источников водоснабжения. В соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96 питьевая вода должна быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства. Культурно-бытовое водопользование осуществляется там, где население отдыхает в окрестностях водоема в свободное от работы время. Согласно действующим нормативам требования к качеству поверхностных вод, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест