 |
Вод при сбросе в водные объекты содержатся десятки различных химических веществ.
|
|
|
|
Поэтому для оценки санитарного состояния водного объекта и суммарного эффекта нескольких химических веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности (ЛПВ) должно соблюдаться следующее условие: сумма отношений их фактических концентраций к ПДК не должна превышать единицы, т.е.
i
å (Ci /Ci ПДК ) £1,
1
(4)
Кроме того, гигиеническими нормативами ГН 2.1.5.1316-03 установлены ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно -питьевого и культурно-бытового водопользования. ОДУ – это временный гигиенический норматив, разрабатываемый на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности химического вещества и применяемый только на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или
строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями.
Поступающие в водные объекты загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем. Однако под воздействием природных факторов происходит их полное или частичное восстановление путем самоотищения. Самоочищение воды водоемов – это совокупность
взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального (фонового) состояния водного объекта. Решающая роль при самоочищении принадлежит биологическим и физико-химическим процессам; последние преобладают при наличии воде токсичных веществ, угнетающих биологические процессы.
Для оценки работы сооружений биологической очистки и процесса естественного самоочищения – основными показателями являются биохимическая потребность в кислороде (БПК), и химическая потребность в кислороде (ХПК).
|
|
|
БПК определяется количеством кислорода, которое требуется для полного биохимического окисления находящихся в воде органических веществ.
ХПК определяется потребностью кислорода для превращения содержащихся в сточных водах органических веществ в химические соединения (S в SO3; C в CO2 и т. д.). Самоочищающая способность реки зависит также от скорости речного потока, химического состава воды, ее температуры, массы взвешенных веществ, донного осадка, ила и др. Один из основных факторов самоочищения – это разбавление, хотя при этом имеет место снижение интенсивности процесса самоочищения.
Санитарное состояние водного объекта для конкретного вида водопользования удовлетворяет нормативным требованиям, если состав и свойства воды в нем ни по одному из показателей, не выходят за пределы установленных нормативов, а также содержание химических веществ в воде не превышает ПДК или ОДУ.
Если указанные выше условия не соблюдаются, то санитарное состояние водного объекта признается не удовлетворительным, поэтому сточные воды перед сбросом подлежат разбавлению, охлаждению и очистке.
Разбавление производственных сточных вод –это процесс снижения
концентрации загрязняющих веществ в воде водных объектов; количественно характеризуется кратностью (степенью) разбавления. Для расчета кратности разбавления используют различные методы, поскольку сброс сточных вод производится в водоемы, водотоки и другие водные объекты, которые имеют различные гидрологические условия, глубину, скорость течения воды и другие факторы, которые определяют условия смешения сточных и природных вод и последующее самоочищение водного объекта. Так, например, в проточном водном объекте, в котором поступившие сточные воды вместе с природной водой будут продвигаться по течению водного объекта на то или иное расстояние от места сброса, различают:
|
|
|
место выпуска сточных вод;
место практически полного смешения сточных вод с водой водного объекта;
место наибольшего загрязнения, в котором содержание растворенного кислорода, одного из важнейших показателей состояния водоема, минимально;
место восстановления, в котором заканчивается процесс самоочищения.
Зная концентрацию загрязняющего вещества в сточных водах и кратность ее разбавления, можно определить концентрацию этого вещества в расчетном створе и расстояние от места сброса сточных вод, где содержание загрязняющего вещества будет соответствовать санитарным нормам, принятым для данного водного объекта.
Кратность разбавления используют при расчете и обосновании необходимой степени водоочистки, а также предельного допустимого сброса загрязняющих веществ в водный объект.
Согласно «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» расчетным створом называют створ, расположенный на проточных водоемах на 1 км выше по течению от ближайшего пункта водопользования (водозабора для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания и организованного отдыха, территория населенного пункта и т. п.), а на непроточных водоемах и водохранилищах – створы на расстоянии в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.
Кратность разбавления используют при расчете и обосновании необходимой степени водоочистки, а также предельного допустимого сброса загрязняющих веществ в водный объект.
Для определения кратности разбавления в расчетных створах применяют формулу
| n = ( а× Q + q)/q, | (5) |
где Q – расчетный расход воды в водоеме, м³/с; q – расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, м³/с; а – коэффициент смешения.
Коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхода реки смешивается со сточной водой в расчетном створе, определяют по формуле
| а = | 1 - β |
| (6) | |||
|
| ||||||
| 1 + | Q | ×β , | ||||
| q | ||||||
|
|
|
показатель b рассчитывают по формуле
| - α 3 |
| ||||
| b = e | L | ||||
| , | (7) | ||||
где е – основание натурального логарифма; L – расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа; α – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения.
Величину a определяют по формуле
| Д | |
| a = z ×y × 3 q , | (8) |
где y – коэффициент извилистости реки, определяемый как отношение длины русла от выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию между этими сечениями по прямой; z – коэффициент, зависящий от места сброса сточных вод, при береговом сбросе равен 1, при выпуске в стрежень реки – 1,5; Д – коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек, определяют по формуле
| Д = | V ср ×Нср | , | (9) | |
| 200 |
где V ср – средняя скорость течения реки на участке смешения, м/с; Нср – средняя глубина реки в месте выпуска сточных вод, м.
Для охлаждения воды используют три основные системы:
централизованную – вода, нуждающаяся в охлаждении, от всех
водопотребителей собирается в единый коллектор нагретой воды и направляется на один или группу охладителей, расположенных в одном месте. Эту систему целесообразно использовать на сравнительно небольших предприятиях с близко расположенными водопотребителями, требования к воде которых отличаются незначительно;
локальную – каждый водопотребитель снабжается своим индивидуальным охладителем, который обслуживает только этого
водопотребителя. Использование этой системы оправдано и эффективно во всех случаях;
промежуточную (групповую) – нагретая вода от каждой группы водопотребителей, например находящихся в одном цехе, корпусе или вблизи расположенных корпусов, т. е. объединенных по территориальному признаку, собирается в единый коллектор и направляется на охладитель, обслуживающий данную группу; эту систему целесообразно использовать на крупных предприятиях.
В практике охлаждения воды используют два метода:
|
|
|
испарительное охлаждение в водохранилищах (или прудах) – охладителях, брызгальных бассейнах, эжекционных охладителях, градирнях (открытых, башенных, вентиляторных). Вода в охладителях течет в виде пленки или капель, при этом испаряется 1–2 % воды. Основное количество (до 85 %) теплоты передается от воды воздуху за счет массообмена. Остальная теплота передается за счет конвективного теплообмена с воздухом;
охлаждение за счет теплообмена в радиаторных градирнях. В них охлаждаемая вода протекает внутри труб или пластин (радиаторов), воздух к которым подводится с помощью вентиляторов или вытяжных башен.
Водоочистка –это комплекс технологических процессов,предназначенных для доведения качества воды, поступающей в водопроводную сеть из источника водоснабжения, до установленных нормативными документами параметров. Совокупность инженерных сооружений в системах водоснабжения и водоотведения, в которых природные и сточные воды очищают от содержащихся в них загрязняющих веществ, называют очистным сооружением.
Для того чтобы правильно запроектировать очистные сооружения с учетом санитарных и рыбохозяйственных требований и технико-экономических показателей, в каждом конкретном случае производят расчет необходимой степени очистки сточных вод. Необходимую степень очистки сточных вод, спускаемых в водный объект, определяют по следующим показателям:
количество взвешенных веществ;
потребление растворенного кислорода;
допускаемая БПК смеси речных и сточных вод;
изменение активной реакции воды;
допускаемая температура сточных вод перед сбросом;
содержание токсических примесей и других загрязняющих веществ.
|
|
|
