Определение необходимой степени очистки сточных вод

Определение необходимой степени очистки сточных вод

Определение необходимой степени очистки сточных вод
⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

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

(Сmi / Cдоп. i) < 1, (11)

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

Сдоп. 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 - ( Сmi / Cдоп. 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

СО.В < CФ.В + n СДОП.В, (13)

где СО.В – концентрация после очистки;

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

n – кратность разбавления;

СДОП.В – допустимое увеличение концентрации после сброса.

Степень очистки сточных вод по взвешенным веществам в %

ЭВ = 100 (СО.В – CФ.В) / ССТ.В , (14)

где ССТ.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

СОi < n (Сmi - CФ. i) + CФ. i , (15)

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

С’m < C’ДОП [1 - (Сmi / Cдоп. i)], (16)

где C’ДОП – ПДК расчетного вещества;

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

СОi = (1 – Эi/100) ССТ.i , (17)

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

Сmi = (1/n) ССТ.i – (1/n)(ССТ.i Эi/100) + CФ. i + (CФ. i/n), (18)

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

Эi = 100 – [100n – (100п – 100) ( Сmi / Cдоп. i)]( Сmi / Cдоп. i)-1]

Степень очистки сточных вод от вредных веществ Эi 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 ССТ1, ССТ2, ССТ3 соответственно.

Фоновые концентрации указанных веществ (в воде водоема до места сброса) составляют СФ1 = 0,004 мг/л; СФ2 = 0,001 мг/л; СФ3 = 0,085 мг/л, СФср = 0,03 мг/л.

Расход сточных вод – q. Средняя скорость течения Vср. средняя глубина реки – Hср на участке до ближайшего водозабора – Lф, расстояние по прямой – Lп, средняя ширина русла – Вср.

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]

CСР.Д. =[ССТ1/(ПДК1 ССТi)+ССТ2/(ПДК2 ССТi)+…+ССТi/(ПДКi ССТi)]-1, мг/л (1)

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

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

где Q0,95 – 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 СФ.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),

= LФ/LПР – коэффициент извилистости реки,

Е=VСР НСР/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 Сm< CСР.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 CДОП.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 ССТ1, ССТ2, ССТ3 соответственно.

Фоновые концентрации указанных веществ в водах водоема до сброса составляют СФ1=0,001 мг/л; СФ2=0,0004 мг/л; СФ3=0,085 мг/л соответственно. СФср=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].

CСР.Д. =[ССТ1/(ПДК1 ССТi)+ССТ2/(ПДК2 ССТi )+…+ССТi/(ПДКi ССТi)]-1 , мг/л (1)

где ПДК1 … ПДКi – 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 (НСР)1,167 в случае выпуска у берега.

5. Полное разбавление сточных вод водами водоема в расчетном створе

n=nH 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 СФ.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 Сm < CСР.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 CДОП.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: ССТ1 = 1,7 мг/л; ССТ2= 0,8 мг/л; ССТ3= 4,8 мг/л; VСР = 0,9 м/с; HСР = 2 м; LФ = 900 м; Lпр = 500 м; Вср = 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)

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

то же для Тi

CСР.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 СФ.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

= LФ/LПР = 1,8

коэффициент турбулентной диффузии

Е=VСР НСР/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

Сm1=CФ.СР. + ССТ.i –CФ.i)/n = 0,033 + [(1,7-0,04)/185+(0,8-0,001)/185] = 0,0463 мг/л

б) для Тi

Сm2=CФ.СР. + ССТ.i –CФ.i)/n = 0,085+(4,8-0,085)/185 = 0,11 мг/л

6. Проверка условия Сmi< CСР.Дi

Сm1< CСР.Д1 ; Сm2 > CСР.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 ⇒

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://lektsia.com/3x4eb5.html

Определение степени очистки сточных вод

Определение необходимой степени очистки сточных вод

Необходимую степень очистки сточных вод устанавливают по различным нормируемым показателям. Кроме того, различают условия выпуска сточных вод в проточный и не проточный водоемы. Сечение русла реки перпендикулярное направлению его течения, называют створом. Различают створ спуска сточных вод, контрольный створ и створ водопользования.

Условие выпуска сточных вод в проточный водоем, где происходит смешение и разбавление сточных вод водами реки, по нормативному показателю содержания вредных веществ определяется неравенством:

Cст q + αCрQ ≤ (αQ + q) Ci, (1)где Сст, Ср, Сi – концентрация данного загрязнения в сточных водах, в реке перед створом сброса сточных вод и в контрольном створе (в общем случае на расстоянии 0,5–1,0 км выше по течению перед пунктом водопользования), соответственно, г/м3;α – коэффициент смешения, учитывающий особенности водотока и сброса сточных вод;q и Q – расход стоков и воды в реке соответственно, м3/с.

Это уравнение позволяет прогнозировать санитарное состояние воды при всех заданных и известных характеристиках водного объекта путем сравнения Сi с установленным для данного вещества значением Спдк.

Если СiСпдк, то меры, принимаемые для очистки и разбавления сточных вод, достаточно эффективны.

Максимальная предельно допустимая концентрация в сточных водах предприятия (Сст.п.д) рассчитывается по уравнению:

Сст.п.д = (Спдк – Ср) αQ/q + Cпдк (2)

Если Ср = Спдк, то Сст.п.д = Спдк , значит

ПДС = qСст.п.д, (3)

где ПДС – предельно допустимый сброс, г/с.

Если Ср больше, чем Спдк, то сброс вредных веществ в водоем запрещен и предприятие не должно иметь стоков, или сточные воды предприятия не должны содержать данных загрязняющих веществ.

Коэффициент смешения (α) определяют по формуле Фролова–Родзиллера, учитывая влияние ряда гидравлических и гидрологических характеристик:

α = (1 – β)/(1 + β Q/q), (4)β = exp [–b (lф)1/3], (5)где lф – расстояние по фарватеру в месте выпуска сточных вод до ближайшего створа водопользования, м;b – коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения.

Коэффициент b, учитывающий гидравлические условия смешения рассчитывают по формуле:

b = (φlф/lпр) (E/q)1/3, (6)где φ – коэффициент, равен 1 при береговом и 1,5 при стрежневом выпуске сточных вод;lпр.– длина по прямой между створами сброса сточных вод и створом водопользования, м;Е – коэффициент турбулентной диффузии

Коэффициент турбулентной диффузии E для равнинных рек определяется по формуле:

E = VсрHср/200, (7)где Vср – средняя скорость течения реки, м/с; Hср – средняя глубина реки, м

.

Кратность разбавления (n) определяют по формуле

n = (αQ+q)/q или n = 1 + αQ/q (8)

отсюда можно найти:

α = (n – 1) q/Q (9)

Cст + (n – 1) Cр = nCпдк (10)

n = (Cст – Cр)/(Cпдк – Cр) (11)

Условие сброса сточных вод в непроточный водоем (озера, водохранилища, моря, болота и прочие) определяют соотношением:

Cст ≤ Cвод + n (Cпдк – Cвод), (12)где n – кратность наименьшего разбавления; Свод – концентрация загрязняющего вещества в водоеме (г/м3).

Для водотоков допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме хозяйственно-питьевого снабжения пищевых предприятий Сдоп = 0,25 г/м3, для водотоков культурно-бытового назначения Сдоп = 0,75 г/м3.

Спдк = nСдоп + Свод (13)

Взвеси со скоростью осаждения более 0,4 мм/с для проточных водоемов и более 0,2 мм/с для водохранилищ к спуску запрещаются. Для расчетов можно использовать метод И.А. Руффеля.

Считается, что коэффициент полного разбавления (nполн) стоков водой водоема является результатом совместного влияния начального разбавления (nнач), происходящего вблизи водосброса за счет скорости и турбулентности струи, и основного разбавления (nосн), осуществляющегося за счет диффузии:

nполн = nнач nосн (14)

Для этих расчетов используют дополнительные формулы, учитывающие особенности сброса (глубинный, поверхностный) и графики-номограммы, приводимые в нормативных документах.

Необходимую степень очистки по растворенному в воде кислороду, окраске, запаху, температуре и минеральному составу устанавливают опытным путем.

В водоемах любых видов водопользования при расчетном отводе сточных вод изменения рН должно быть в пределах 6,0–9,0.

С учетом этих требований определяют максимально допустимое содержание кислоты (щелочи) в сточных водах Сст.к (Сст.щ), в мл нормального раствора (С), которым можно нейтрализовать один литр воды водоема при условии, что при расчетном отводе стоков рН водоема останется в пределах санитарных требований:

Cст.к или Сст.щ = (n – 1) C (15)

Допустимое содержание органических веществ (L) в сточных водах, спускаемых в проточный водоем, определяют по БПКполн сточных вод с учетом биохимического процесса самоочищения воды водоема, поэтому следует обеспечить БПКполн сточных вод с учетом сохранения в воде водоема минимального количества растворенного в воде кислорода:

Lст.п.д = (α Q/q) ( – KLр – ) – (/K), (16)где Lст.п.д – предельно допустимые БПКполн сточных вод, мг/л;Lр – БПКполн речной воды, г/м3; α – коэффициент смешения;К = 0,4, коэффициент для пересчета БПКполн в двухсуточное БПК;Q – расход воды в реке м3/сут;q– расход спускаемых сточных вод, м3/сут;  – минимальное содержание кислорода в воде, принимаемое равным 4 или 6 г/м3 для водоемов питьевого или рыбохозяйственного водопользования, соответственно; – концентрация растворенного кислорода в речной воде до створа сброса сточных вод, г/м3 .

Для водоемов хозяйственно-питьевого назначения допустимое значение БПКполн в спускаемых в водоем стоках принимает следующий вид:

Lст.п.д = (α Q/q) ( – 0,4Lр – 4) – 10

На основе определения степени разбавления сточных вод в водоеме и учитывая возможность самоочищения, определяют БПКполн сточных вод, содержащих органические вещества в количестве допустимом для сброса в водоем (Lст , г/м3):

Lст = (α Q/q ) (Lп.д – Lр ) + (Lп.д / ) (17)где Lст, Lп.д, Lр – БПКполн, допустимая в сточной воде; нормируемая предельно допустимая смеси речной и сточной воды в расчетном створе и речной воде до выпуска сточных вод, г/м3;Q и q – расход воды в реке и в спускаемых сточных водах соответственно, м3/с;α – коэффициент смешения;Kст, Kр – константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой, зависящие от температуры и вида органического вещества; в случае спуска бытовых и подобных им по составу сточных вод, содержащих легкоокисляемые органические примеси, обычно Kст = Kр = 0,1; t – время движения воды от створа выпуска до контрольного створа, сут.

Время движения воды t от створа выпуска до контрольного створа определяют так:

t = lф/Vср (18)где lф – расстояние по фарватеру между створом выпуска сточных вод и контрольным створом, м;Vср – средняя скорость течения реки, м/сут.

в сбрасываемой сточной воде вредных веществ в пределах установленных нормативов определяют по формуле:

Сст ≤ α Q/q (Сп.д – Ср) + Сп.д, (19)где Сст, Сп.д, Ср – концентрация вредных веществ в сточных водах, предельно допустимая и в речной воде до сброса в створе, мг/л или г/м3;α – коэффициент смешения;Q и q – расход воды в реке и в спускаемых сточных водах соответственно, м3/с.

Необходимую степень или эффективность очистки (Э, %) рассчитывают по формуле

Э = 100 (Снач – Скон) / Снач (20)

где Снач и Скон – начальное и конечное или допустимое содержание загрязняющих веществ в сточных водах, соответственно, г/м3.

Эффективность очистки стоков свиноводческого комплекса «Заволжский» в отстойниках-накопителях представлена в таблице далее.

Таблица 1. Эффективность очистки стоков в отстойниках

ПоказателиСточные водыЭффективность очистки Э, %
поступающие в отстойниксбрасываемые из отстойника
Величина рН7,47,0
Взвешенные вещества, мг/л9080474147,8
Азот аммонийный, мг/л5044981,2
БПК5, мг/л6229431730,7
ХПК, мг/л9974785121,3

При сравнении различных способов очистки и обеззараживания сточных вод производят сравнительный анализ экономической эффективности. В связи с тем, что производительность оборудования различна, при их сопоставлении используют показатель удельных капитальных вложений на единицу производительности (м3/ч) той или иной установки (табл. 2).

Таблица 2. Сводные показатели экономической эффективности (%) обезжиривания сточных вод мясокомбинатов различными установками

ПоказателиЖироловки «Гипромясо»Флотаци-онные машины М-7Электро-флотаци-онная установкаСепа-раторы трех-фазные
Эффективность обезжиривания, %5070более 9075–93
Остаточное содержание жира в обработаннойводе, мг/л600–100010–18014–85500–1500
Удельные капитальные затраты на единицу производительности (м3/ч) установки, руб.137150100590
Себестоимость, руб:обработка 1000 м3 водыизвлечение 1 т жира14,414,419,013,622,912,7 –24,1
Приведенные удельные затраты, руб.28,128,622,783,1

Источник: http://icolog.ru/rascheti/opredelenie-stepeni-ochistki-stochnih-vod.htm

Расчет необходимой степени очистки сточных вод

Определение необходимой степени очистки сточных вод

Расчет необходимой степени очистки сточных вод

При выпуске сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода водного объекта в расчетном створе удовлетворяла санитарным требованиям.

Основные виды расчетов необходимой степени очистки сточных вод:

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного в воде водоема кислорода. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по БПКполн смеси воды водного объекта и сточных вод. Расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по вредным веществам. Расчет необходимой степени очистки по изменению активной реакции воды. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по запаху и окраске.

Рассмотрим некоторые основные методы расчета необходимой степени очистки сточных вод.

1 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ

Концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде, разрешенной к сбросу в водный объект, определяют из выражения:

(1)

где Сф – концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л; Р – разрешенное санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в воде водного объекта в расчетном створе (Правила).

Рассчитав необходимую концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде (Соч) и зная концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистку (Сст), определяют потребную эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам по формуле:

(2)

2 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода

растворенного кислорода в водном объекте в результате сброса в него сточных вод не должно быть менее 4 мг/дм3 в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня (СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод).

Расчет ведут по БПКполн в очищенных сточных водах (Lст) из условия сохранения в расчетном створе допустимой концентрации растворенного кислорода:

, (4)

где LВ – полное биохимическое потребление кислорода водой водотока, г/м3; γ – коэффициент смешения; ОВ – содержание растворенного кислорода в водотоке до места выпуска сточных вод, г/м3; Lст – полное биохимическое потребление кислорода сточной водой, допустимой к сбросу, г/м3; О – минимальное содержание растворенного кислорода водного объекта, г/м3; 0,4 – коэффициент для пересчета БПКполн в БПК2.

3 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по БПКполн смеси воды водного объекта и сточных вод

При сбросе сточных вод в водные объекты снижение концентрации органических веществ происходит как за счет разбавления, так и благодаря процессам самоочищения. При протекании процесса самоочищения скорость изменения БПК пропорциональна количеству кислорода, потребного для биологического окисления органических веществ.

Расчет ведут по БПКполн сточных вод, допустимых к отводу в водные объекты:

(5)

где kст, – константы скорости потребления кислорода соответственно сточной водой и водой водного объекта; LПДК – значение допустимой концентрации БПКполн смеси сточных вод и воды водного объекта в расчетном створе, мг/л; – БПКполн воды водного объекта до места выпуска сточных вод, мг/л; t – длительность перемещения воды от места сброса до расчетного створа, сут.

4 Расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты

Расчет ведут исходя из условий, что температура воды водного объекта не должна повышаться более величины, оговоренной «Гигиеническими требованиями к охране поверхностных вод» в зависимости от вида водопользования.

Температура сточных вод, разрешенных к сбросу, должна удовлетворять условию:

Тст ≤ nТдоп + Тв, (3)

где Тдоп – допустимое повышение температуры; Тв – температура водного объекта до места сброса сточных вод.

ЗАДАНИЕ

Задание 1. Определить кратность разбавления сточных вод в расчетном створе по условиям, изложенным выше. Численные значения параметров для разных вариантов указаны в табл.

Планируется сбрасывать в водоток с расходом Q сточные воды промышленного предприятия с максимальным расходом qст. Цели водопользования и расстояние от выпуска сточных вод до расчетного створа Lф определяются в соответствии с № варианта по табл. Водоток характеризуется на этом участке следующими показателями:

– среднемесячный расход водотока 95%-й обеспеченности Q, м3/с;

– средняя глубина Нср, м;

– средняя скорость течения vср, м/с;

– коэффициент Шези на этом участке Сш, м½/с;

– извилистость русла слабо выражена.

Определить кратность разбавления сточных вод в расчетном створе.

Задание 2. Определить концентрацию взвешенных веществ сточной воде, разрешенной к сбросу в водоток после очистных сооружений, и потребную эффективность очистки сточной воды по взвешенным веществам.

Концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистные сооружения, Сст.

Концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до места сброса Сф.

Задание 3. Определить необходимую степень очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода, которые сбрасываются в водоток при следующих условиях:

– содержание растворенного кислорода в водотоке до места сброса сточных вод ОВ, мг/л;

– полное биохимическое потребление кислорода (БПКполн) в водотоке до места сброса LВ, мг/л

Задача 4. Определить необходимую степень очистки сточных вод по БПКполн для водного объекта при заданных условиях.

Задание 5. Определить, можно ли произвести сброс нагретых сточных вод с Тст в водоток со среднемесячной температурой воды Тв.

Исходные данные для расчета

№ варq, м3/сQ, м3/сНср, мvср, м/сСшУсловия выпускаСст, мг/лСф, мг/лКатегории водопользова-ния водного объектаLф, мТст, ºСТв, ºСОВ, мг/лLВБПКстполн
10,5121,21,032Б1103Х-П42060225,51,8250
20,7151,31,032Б1203Х-П40060225,52,0270
30,8201,31,135Б1304Х-П38065216,02,2280
40,9251,41,135Б1504Х-П26065216,02,0300
51,0301,51,238Б1605Х-П24068206,51,8320
61,2331,61,238Б1805Х-П22068206,52,0340
71,5351,61,340Р2006Р20071197,02,2350
81,6371,71,340Р2106Р18071197,02,0330
91,7401,81,445Р2207Р16073206,51,8310
101,8431,81,445Р2307Р14073206,52,0290
111,9451,91,550Р2408Р12075216,02,2260
122,0472,01,550Р2508Р10075216,01,8250

Условия выпуска: Береговой – Б

Русловый – Р

Категории водопользования водного объекта: Хозяйственно-питьевое – Х-П

Рекреационное – Р

Таблица

Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в контрольных створах и местах питьевого, хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования

СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод»

Категории водопользования
ПоказателиДля питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения,а также для водоснабжения пищевых предприятийДля рекреационного водопользования, а такжев черте населенных мест
1234
1Взвешенныевещества*При сбросе сточных вод, производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне содержание взвешенных веществ в контрольном створе (пункте) не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на
0,25 мг/дм30,75 мг/дм3
Для водных объектов, содержащих в межень более 30 мг/дм3 природных взвешенных веществ, допускается увеличение их содержания в воде в пределах 5 %.Взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для проточных водоемов и более 0,2 мм/с для водохранилищ к спуску запрещаются
2ПлавающиепримесиНа поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление других примесей
3ОкраскаНе должна обнаруживаться в столбике
20 см10 см
4ЗапахиВода не должна приобретать запахи интенсивностьюболее 2 баллов, обнаруживаемые:
непосредственно или при последующем хлорировании или других способах обработкинепосредственно
5ТемператураЛетняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет
6Водородныйпоказатель (рН)Не должен выходить за пределы 6,5—8,5
7МинерализацияводыНе более 1000 мг/дм3, в т. ч.:хлоридов – 350;сульфатов – 500 мг/дм3
8Растворенный кислородНе должен быть менее 4 мг/дм3 в любой период года,в пробе, отобранной до 12 часов дня.
9Биохимическое потребление кислорода (БПК5)Не должно превышать при температуре 20 °С
2 мг О2/дм34 мг О2/дм3
10Химическое потребление кислорода (бихроматнаяокисляемость), ХПКНе должно превышать:
15 мг О2/дм330 мгО2/дм3
11ХимическиевеществаНе должны содержаться в воде водных объектовв концентрациях, превышающих ПДК или ОДУ
12Возбудители кишечных инфекцийВода не должна содержать возбудителейкишечных инфекций
13Жизнеспособные яйца гельминтов (аскарид, власоглав, токсокар, фасциол), онкосферы тениид и жизнеспособные цисты патогенных кишечных простейшихНе должны содержаться в 25 л воды
14Термотолерантные колиформные бактерии**Не более100 КОЕ/100 мл **Не более100 КОЕ/100 мл
15Общие колиформныеНе более
бактерии **1000 КОЕ/100 мл**500 КОЕ/100 мл
16Колифаги **Не более
10 БОЕ/100 мл**10 БОЕ/100 мл
17Суммарная объемная активность радионуклидов при совместном присутствии***S (Ai / YBi) £l

Примечания.

* в воде взвешенных веществ неприродного происхождения (хлопья гидроксидов металлов, образующихся при обработке сточных вод, частички асбеста, стекловолокна, базальта, капрона, лавсана и т. д.) не допускается.

** Для централизованного водоснабжения; при нецентрализованном питьевом водоснабжении вода подлежит обеззараживанию.

*** В случае превышения указанных уровней радиоактивного загрязнения контролируемой воды проводится дополнительный контроль радионуклидного загрязнения в соответствии с действующими нормами радиационной безопасности;

Aiудельная активность i-го радионуклида в воде;

YBi – соответствующий уровень вмешательства для i-го радионуклида (приложение П-2 НРБ-99).

Источник: https://pandia.ru/text/78/392/15001.php

Определение необходимой степени очистки производственных сточных вод

Определение необходимой степени очистки сточных вод

Для правильного определения необходимой степени очистки сточных вод, спускаемых в водоем, в каждом случае нужно иметь подробные данные об их количестве и составе, а также данные детальных обследований водоема, характеризующие местные гидрологические и санитарные условия.

2.1. Расчет степени очистки сточных вод по взвешенным веществам

Допустимая концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом в водоем (m, мг/л) определяется из уравнения

aQb + qm = (aQ + q)(p + b), (2.1)

откуда m = p(aQ/q + 1) + b, (2.2)

где m – допустимое содержание взвешенных веществ в спускаемых сточных водах, мг/л;

b – содержание взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод, мг/л;

p – допустимое по санитарным нормам увеличение взвешенных веществ в водоеме после спуска стоков, мг/л;

Q – расход воды в водоеме, л/с;

q – расход воды сточных вод, поступающих в водоем, л/с;

a – коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхода воды в водоеме смешивается со сточными водами в расчетном створе.

Коэффициент смешения a определяют по следующей формуле:

(2.3)

где е – основание натуральных логарифмов;

L – расстояние от створа выпуска сточных вод до ближайшего пункта водопользования по течению реки, м;

b – коэффициент, учитывающий гидравлические факторы в реке.

Коэффициент b определяется по формуле:

(2.4)

j – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния от места выпуска сточных вод до расчетного створа по фарватеру Lф и расстоянию между этими пунктами по прямой Lпр:

j = Lф/Lпр, (2.5)

x – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод: при выпуске у берега x = 1, при выпуске в фарватер x = 1,5.

D – коэффициент турбулентной диффузии.

Коэффициент D определяется по формуле:

D = Vcp*Hcp/200, (2.6)

где Vcp – средняя скорость течения реки, м/с;

Hcp – средняя глубина реки, м.

Степень необходимой очистки (h, %) по взвешенным веществам определяется по формуле:

h = 100*(C – m)/C, (2.7)

где С – содержание взвешенных частиц в сточных водах до очистки, мг/л.

2.2. Расчет степени очистки сточных вод по содержанию вредных веществ

Необходимая степень очистки сточных вод определяется применительно к общесанитарным и органолептическим показателям вредности и к каждому из нормативных показателей загрязнения.

Расчеты по определению необходимой степени очистки сточных вод, спускаемых в водоем, производят по количеству взвешенных веществ, по допустимой БПК в смеси речной воды и сточных вод, по потреблению сточными водами растворенного кислорода, по температуре воды, окраске, запаху и солевому составу, по ПДК токсичных примесей и других вредных веществ, а также по изменению активной реакции воды водоема.

Взаимосвязь между санитарными требованиями к условиям спуска сточных вод в водоемы (соответствие состава и свойств воды водоема, используемого для водопользования, установленным нормативам) и необходимой степенью очистки сточных вод перед спуском их в водоем в общем виде выражается формулой

( 2.7)

где Сст – концентрация загрязнения (вредного вещества) сточных вод, при которой не будут превышены допустимые пределы (расчетный показатель состава и свойств воды в соответствии с санитарными требованиями);

Ср – концентрация этого же вида загрязнения (вредного вещества) в воде водоема выше места выпуска рассматриваемого стока,

Сп.д – предельно допустимое содержание загрязнения (вредного вещества) в воде водоема;

а – коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхода воды в водоеме смешивается со сточными водами в расчетном створе;

Q – расход воды в водоеме;

q – расход сточных вод, поступающих в водоем.

Преобразуя формулу (2.7), получим значение Сcт, т. е. концентрацию загрязнения (вредного вещества) в сточных водах, которая должна быть достигнута в результате их очистки и обезвреживания:

(2.8)

Расчетные створы ближайших пунктов водопользования устанавливаются органами Государственного надзора с учетом перспектив использования водоема.

2.3. Определение, необходимой степени очистки по БПКполн

Биохимическая потребность в кислороде (БПК) – это количество растворенного в воде кислорода, израсходованное в определенный промежуток времени на аэрофобное (с доступом кислорода) биохимическое окисление бактериями и микроорганизмами нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде. БПК определяют для различных отрезков времени, например, за 5 суток (БПК5), за 20 суток (БПК20), а также независимо от времени – на полное окисление органики (БПКполн).

В основу расчета положено изменение степени загрязненности путем разбавления сточных вод водоема, а также за счет биохимических процессов самоочищения сточных вод от органических веществ.

Баланс БПК смеси речной и сточной воды в расчетном створе (без учета реаэрации) выражается уравнением

(2.9)

где Lст – БПКполн сточной воды, которая должна быть достигнута в процессе очистки, Lр – БПКполн речной воды до места спуска сточных вод, Lп.

д – предельно допустимая БПКполн смеси речной и сточной воды в расчетном створе, kст и kр – константы скорости потребления кислорода соответственно сточной и речной водой; t – продолжительность перемещения воды от места спуска сточных вод до расчетного пункта, сут, равная отношению расстояния по фарватеру от места спуска сточных вод до расчетного пункта Lср к средней скорости течения воды в реке на данном участкеvcp.

Отсюда

(2.10)

Если фактическая БПКполн подлежащей сбросу сточной воды La > Lст, то вода до выпуска в водоем должна быть очищена. Необходимая степень очистки h, %, определяется выражением

(2.11)

Константа kр имеет различные значения в зависимости от температуры воды:

Т 0С 0 5 10 15 20 25 30

kр 0,04 0,05 0,063 0,08 0,1 0,126 0,158

Константу скорости потребления кислорода kст следует либо определять на основе литературных данных и аналогичных показателей для родственных предприятий, либо проводить специальные исследования. По полученным данным строится кривая потребления кислорода, на основании которой и рассчитывается kст.

2.4. Расчет степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода

В воде водоема после смешения с ней сточных вод количество растворенного кислорода не должно быть менее 4 мг/л (для водоемов питьевого и культурно-бытового вида водопользования).

Если в расчетном створе окажется, что содержание растворенного кислорода больше или равно нормированному, то во всех остальных створах по течению воды его содержание будет большим.

При расчете принимается, что если концентрация содержащегося в воде растворенного кислорода не станет ниже 4 мг/л в течение первых двух суток, то снижения в дальнейшем не произойдет.

Поскольку растворенный кислород в основном идет на снижения БПК, то при расчете это значение определяется в сбрасываемых сточных водах.

Допустимая концентрация по растворенному кислороду (БПК) в очищенных сточных водах находится по формуле:

Lcm = aQ*(Qp – 0,4Lp – 4)/0,4q – 4/0,4, (2.12)

где Qp – содержание растворенного кислорода в речной воде до места выпуска сточных вод, мг/л;

Lp, Lcm – БПКполн соответственно речной и сточной воды, мг/л;

0,4 – коэффициент для пересчета БПКполн в двухсуточное значение;

4 – минимальная концентрация кислорода в воде.

Если полученная величина Lcm меньше фактического значения БПКполн в сточных водах (Lфcm, мг/л), то последние должны быть очищены до концентрации органических загрязнителей по БПКполн, равной концентрации Lcm. Степень очистки рассчитывается по формуле:

h = 100*(Lфcm – Lcm)/Lcm,(2.13)

где Lфcm – фактическое значение БПКполн в сточных водах, мг/л.

2.5. Определение необходимой степени очистки по температуре воды водоема

Расчет производится в соответствии с санитарными требованиями, ограничивающими повышение летней температуры воды за счет термальных загрязнений сточных вод, поступающих в водоем. Это условие описывается уравнением

(2.14)

где Tст – максимальная температура сточных вод, при которой соблюдается санитарное требование относительно температуры воды в расчетном створе; Tр – максимальная температура воды водоема до места выпуска сточных вод в летнее время, Tд – допустимое повышение (не более чем на 3°С) температуры воды водоема.

Полученные в результате расчетов Сicm по каждому загрязняющему веществу и необходимая степень очистки сточных вод по вредным являются основой для выбора технологии очистки сточных вод и выбора аппаратов для очистки стоков по их эффективности и нагрузке.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/4_116038_opredelenie-neobhodimoy-stepeni-ochistki-proizvodstvennih-stochnih-vod.html

Book for ucheba
Добавить комментарий