6 Расчет степени очистки сточных вод по изменению реакции рН

Активная реакция природных вод (рН) обычно близка к нейтральной. Изменение реакции воды говорит об ее загрязнении стоками различных предприятий.

Согласно общим требованиям к составу и свойствам воды водоемов реакция (рН) не должна выходить за пределы 6,5 – 8,5.

Допустимую концентрацию кислоты в сточных водах находят по формуле:

, мг-экв./л (6.1)

где – максимальное количество кислоты, которое может быть добавлено к 1 л речной воды без изменения активной реакции воды, мг-экв/л (находят по графику Черкинского, рисунок 6.1);

n – степень разбавления сточных вод.

Пользоваться графиком надо следующим образом. Допустим, что вода имеет рН = 7,25 при щелочности 3 мг/л. Восстановив перпендикуляр из точки 7,25 на оси абсцисс до пересечения с основной кривой, которая соответствует 3 (В-3) и опустив из точки пересече­ния перпендикуляр на правую ось Х_к ординат, находим значение, равное 1,25. Это и есть максимальное количество кислоты в миллилитрах нормального раствора, которое может быть добавлено к 1 л воды водоема по санитарным нормам (Х_к).

Рисунок 6.1 – График для определения максимального количества кислоты на 1 л речной воды, мг-экв/л (по С. Н. Черкинскому)

Необходимая степень очистки сточных вод от кислоты определяется по формуле:

(6.2)

где – содержание кислоты в сточных водах, мг-экв/л.

7. Расчет температуры сточных вод перед сбросом в водоем

Расчет производится с учетом санитарных требований: летняя температура речной воды не должна повышаться в результате спуска сточных вод более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца года, измеренной в 12 ч дня и усредненной за последние 10 лет.

Оптимальная температура воды, идущей для питья, должна быть не выше 11°С и не ниже 7°С. Вода с высокой температурой содержит в себе мало растворимых газов, поэтому она плохо утоляет жажду. Температура сбрасываемых сточных вод по нормам СНиП 2.04.03 должна быть не менее 6°С и не более 30°С, так как она влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, осуществляющих биологический процесс очистки. При температуре воды в реке ниже 6°С биологическая очистка практически прекращается ,вода неприятна на вкус.

Максимально допустимую температуру сточных вод перед сбросом в природный водоем определяют по формуле:

(7.1)

где – коэффициент смещения;

– расход реки, м³/с;

– расход сточных вод, м³/с;

– допустимое повышение температуры (3°С);

– максимальная температура речной воды в наиболее теплый летний месяц до спуска сточных вод.

Сравниваем полученную величину с температурой сброса сточных вод. Если температура сброса сточных вод меньше полученной расчетной, то специальных мер по снижению температуры сброса сточных вод принимать не нужно. Если температура сброса сточных вод больше расчетной, то требуется охлаждение сточных вод перед сбросом их в водоем.

8. Расчет степени очистки сточных вод от вредных веществ

Вредные и ядовитые вещества весьма разнообразны по своему составу, поэтому они нормируются по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ).

Под лимитирующим показателем вредности понимается наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества.

По лимитирующему показателю вредности все вещества в водоемах питьевого и культурно-бытового водопользования разделены на три группы: с санитарно-токсикологическим (ст) ЛПВ, общесанитарным (ос) ЛПВ, органолептическим (орг.) ЛПВ.

Если в сточных водах содержится несколько различных вредных веществ, то все компоненты, имеющиеся в сточных водах, разбиваются на группы с одинаковыми ЛПВ.

В водоемах рыбохозяйственного водопользования дополнительно выделяют еще вещества, имеющие токсикологический (токс.) ЛПВ и рыбохозяйственный (рх) ЛПВ.

Одно и то же вещество может относиться к нескольким видам ЛПВ по вредности.

Например, в сточных водах содержатся мышьяк, ртуть, свинец, никель, цинк. Сначала по таблице 8.1 определяем, что мышьяк, ртуть и свинец относятся к группе веществ санитарно-токсикологического ЛПВ, а никель и цинк - к группе веществ общесанитарного ЛПВ.

Затем определяем сумму отношений концентраций веществ каждой группы в сточной воде к их предельно допустимым концентрациям:

(8.1)

После этого подсчитываем сумму отношений концентраций этих веществ в воде реки до спуска сточных вод к их ПДК:

(8.2)

Затем нужно рассчитать необходимую степень очистки сточных вод перед сбросом в водоем по формуле:

(8.3)

где – степень разбавления сточных вод.

Таблица 8.1 – Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Вещество	Норматив, мг/л	Вещество	Норматив, мг/л
По санитарно - токсикологическому лимитирующему показателю вредности		По общесанитарному лимитирующему показателю вредности
Анилин Бензол Бериллий Ванадий Вольфрам ДДТ (дуст) Кобальт Молибден Мышьяк Нафтол Нитраты (по азоту) Роданиды Ртуть Свинец Селен Стронций Сурьма Теллур Фтор (в соединениях) Хлорбензол Четыреххлористый углерод Цианиды	0,1 0,5 0,0002 0,1 0,1 0,1 1 0,5 0,05 0,4 10 0,1 0,005 0,1 0,001 2 0,05 0,1 1,5 0,02 0,3 0,05	Аммиак (по азоту) Кадмий Капролактан Медь Никель Сульфиды Титан Хлор активный Цинк	2,0 0,01 1 0,1 0,1 Отсутствие 0,1 Отсутствие 1
		По органическому лимитирующему показателю вредности
		Барий Бензин Железо Керосин Нефть многосернистая Нефть прочная Пикриновая кислота Сероуглерод Толуол Фенол Хром (Cr^+6) Хром (Cr^+3) Этилен	4,0 0,1 0,5 0,1 0,1 0,3 0,5 1,0 0,5 0,001 0,1 0,5 0,5

Таблица 8.2 – Оценка интенсивности запаха в баллах

Интенсивность запаха	Балл
Никакого: отсутствие ощутимого запаха Очень слабый: обнаруживается опытным исследователем Слабый: не привлекает внимания потребителя Заметный: легко обнаруживается, вода расценивается как некачественная Отчетливый: обращает на себя внимание, делает воду непригодной для питья Очень сильный: запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья	0 1 2 3 4 5

Запах и вкус воды зависят от температуры растворенных в воде пазов и от химического состава примесей. Интенсивность запаха и привкуса определяют по пятибалльной системе (таблица 8.3). Качество и интенсивность вкуса и привкуса определяются органолептически. Различают четыре вида вкуса: соленый, горький, сладкий и кислый. Остальные виды вкусовых ощущений называются привкусами.

Интенсивность вкуса и привкуса определяют по пятибалльной системе так же, как и запах.

Вкус и запах воды могут изменяться под влиянием поступающих в водоем сточных вод. Например, фенол, содержащийся в стоках, придает воде вкус и запах карболки.

Природные воды часто бывают мутными из-за присутствия в них взвешенных частиц глины, песка, ила, органических взвесей.

Сточные воды могут усилить мутность воды. Поэтому определяют ее прозрачность.

Чистая вода, взятая в малом объеме, бесцветна. В толстом слое она голубоватого оттенка. Иные оттенки свидетельствуют о наличии в воде различных растворенных и взвешенных примесей. Причиной, обусловливающей изменение цветности воды, могут быть коллоидные соединения железа, гуминовые, взвешенные и окрашенные вещества отходов производства, и массовое развитие водорослей.

Сухой остаток характеризует содержание и количество коллоидно-растворимых в воде веществ.

Окисляемостью называется общее содержание в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями. Окисляемость определяется количеством кислорода, мг, идущего на окисление примесей, содержащихся в 1л воды. Окисляемость иногда сокращенно называют ХПК – химическое потребление кислорода. Резкое повышение окисляемости воды свидетельствует об ее загрязнении.