Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы

Технологический цикл одного из промышленных предприятий Московской области требует потребления значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода, практически полностью возвращается в реку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компоненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концентрацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водоиспользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйственного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вредного компонента после разбавления водой реки сточной воды предприятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентрации по фарватеру реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.

Характеристика реки: скорость течения - V, средняя глубина на участке - Н, расстояние до места водопользования - L, расход воды в реке - Q1; шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки - LS.

Характеристика стока: вредный компонент, расход воды -Q2, кон центрация вредного компонента - С, фоновая концентрация -Сф, пре дельно допустимая концентрация - ПДК.

Варианты к расчету характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы:

Вредный компонент	ПДК, мг/л	Q1, ?м/c	Q2,?м/c	V,м/с	H, м	L,м	С,мг/л	LS, м	Cф, мг/л
Cr	0,01	40	0.7	1	0.9	150	0.5	15	0.1

ε=1; Lф/Lпр=1

Решение:

Многие факторы: состояние реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания.

Однако приходится считаться с тем фактором, что на некотором расстоянии ниже спуска СВ смешивание будет не полным. В связи с этим реальную кратность разбавления в общем случае следует определять по формуле:

,

где γ-коэффициент, степень полноты сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления.

Расчет ведется по формулам:

;

,

где -коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

L- расстояние до места водозабора.

,

где -коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку. =1, при выпуске у берега.

Lф/Lпр – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой.

Исходя из того, что в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, найдем D-коэффициент турбулентной диффузии,

=

где V-средняя скорость течения, м/c;

H-средняя глубина, м.

Зная D, найдем:

0,654

=0,025

Итак, реальная кратность разбавления равна:

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

0,2 > 0.01, это значит что эта величина превышает ПДК

Необходимо также определить, какое количество загрязняющихвеществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты проводятся только для консервативных веществ по са-нитарно - токсикологическому показателю вредности. Расчет ведется поформуле:

С_{ст.пред.}= K· (ПДК – С_ф) + ПДК=2.428(0.01-0.001)+0.01=0.032 мг/л=0.000032 мг/м³

где С_{ст.пред}. - максимальная (предельная) концентрация, которая мо жет быть допущена в СВ, или тот уровень очистки СВ, при котором по сле их смешивания с водой в водоеме у первого (расчетного) пункта во допользования степень загрязнения не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток ПДС рассчитывается по формуле:

ПДС = С_ст._пред·Q2 = 0.000032 · 0.7 = 2,24·10^-5 мг/с

Построим график функции распределения кон центрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS = 15 м, С_в=f(L):

Выводы: Решив данную задачу, мы получили реальную концентрацию вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора, С_в=0.2, она получилась больше чем предельно допустимая концентрация вредных веществ в водоеме, а это означает, что водоем очень сильно загрязнен, и требует немедленной очистки, а предприятие, сбрасывающее в него свои сточные воды необходимо проверить на санитарные нормы.