Расчёт необходимой степени очистки сточных вод

Сточные воды, спускаемые в водоём, должны быть очищены до такой степени, чтобы они не оказывали на него вредного влияния.

Для того чтобы правильно определить необходимую степень очистки сточных вод, в каждом случае нужно иметь подробные данные об их объёме и составе, а также данные детальных обследований водоёма, позволяющие характеризовать местные гидрологические и санитарные условия. Необходимая степень очистки сточных вод определяется применительно к общесанитарным и органолептическим показателям вредности и к каждому из нормативных показателей загрязнения.

Расчёты по определению необходимой степени очистки сточных вод, спускаемых в водоём, производят по содержанию взвешенных веществ, потреблению сточными водами растворённого кислорода, допустимой величине БПК в смеси речной воды и сточных вод, изменению активной реакции воды водоёма, окраске, запаху, солевому составу и температуре воды, а также по предельно допустимым концентрациям токсичных примесей и других вредных веществ.

При выпуске сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода водного объекта в расчётном (контрольном) створе удовлетворяла санитарным требованиям в соответствии с неравенством (1).

Контрольный створ - поперечное сечение водного потока, в котором контролируется качество воды («Правила охраны поверхностных вод»).

Для достижения данного условия необходимо заранее рассчитать предельные концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, с которыми эта вода может быть сброшена в водный объект.

 

8.1Расчёт необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ

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

где С ф — фоновая концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л;

К разр – разрешённое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в воде водного объекта в расчётном створе (приложение 1, «Правила охраны поверхностных вод (типовые положения)» Утв. Госкомприродой СССР 21.02.91).

Рассчитав необходимую концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде (С оч) и зная концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистку (С ст),определяют необходимуюэффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам по формуле:

Необходимая степень очистки сточных вод говорит о том, на сколько процентов необходимо снизить концентрацию загрязнения в процессе очистки сточных вод для обеспечения норм качества воды в приёмнике сточных вод.

Во избежание отложения взвешенных веществ в водоёме гидравлическая крупность их не должна превышать при выпуске в реку 0,4 мм/с и в водохранилище 0,2 мм/с. Если в сточной воде содержатся взвешенные частицы, не удовлетворяющие этому требованию, то сточную жидкость перед сбросом в водоём необходимо подвергнуть отстаиванию для задержания частиц, оседающих с указанной скоростью.

В тех случаях, когда примеси к сточной воде представляют собой токсичные вещества или вещества, потребляющие большой объём растворенного в воде водоёма кислорода, возможность их сброса в водоём определяется по предельно допустимой концентрации вредных веществ или по потреблению растворенного кислорода.

8.2 Расчёт необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворённого кислорода

Существует ряд способов определения допустимой нагрузки сточных вод на водоём по содержанию кислорода, растворенного в воде водоёма.

Наиболее простой способ расчёта основан на учёте поглощения сточными водами только того растворенного кислорода, который подходит с речной водой к месту спуска сточных вод. При этом считают, что если концентрация содержащегося в речной воде растворенного кислорода не станет ниже 4 г/м3   в течение первых двух суток, то это снижение не произойдет и в дальнейшем.

Второй способ расчёта позволяет учитывать процессы поглощения кислорода сточными водами из речной воды и поверхностную реаэрацию.

!!! Реаэрация из атмосферы — главный источник поступления кислорода в реку. Кроме того, растворённый кислород могут содержать сбрасываемые в реку дождевые воды.

При расчёте по второму способу учитывают среднюю скорость движения воды в водо ё ме, температуру воды, константы скорости потребления кислорода и скорости поверхностной реаэрации. Расчёт кислородного режима будет более точным и полным в том случае, если все указанные величины определены прямым путём в порядке предварительного изучения участка реки, в который предполагается спускать сточные воды.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» содержание растворённого кислорода в водном объёме в результате сброса в него сточных вод не должно быть менее 4 г/м3 или 6 г/м3  в зависимости от вида водопользования и времени года. Кислородный режим в водоёмах определяют для летнего и зимнего периода; в качестве расчётного следует принимать наиболее неблагоприятный период, требующий сохранения необходимого содержания кислорода.

При поступлении органических загрязнений в водоёме происходит существенное снижение содержания растворённого кислорода до определённого минимума, расходуемого на жизнедеятельность микроорганизмов – редуцентов, после чего содержание кислорода вновь начинает возрастать. Критическое состояние обычно наступает через 2 суток.

Расчёт ведут по БПКполн в очищенных сточных водах (Lполнст) из условия сохранения растворенного кислорода:

где Q сут  – расход воды водотока, м3/сут.;

γ – коэффициент смешения;

О в— содержание растворённого кислорода в водотоке до места выпуска сточных вод, г/м3;

q cут – расход сбрасываемых сточных вод, м3/сут;

L полнВ   – полное биохимическое потребление кислорода водой водотока, г/м3;

L полнст  – полное биохимическое потребление кислорода сточной водой, допустимой к сбросу, г/м3;

О – минимальное содержание растворённого кислорода водного объекта, принимаемое равным 4 или 6 г/м3;

0,4 – коэффициент для пересчета БПКполн в БПК2.

8.3 Расч ё т необходимой степени очистки сточных вод по БПК_полн смеси воды водного объекта и сточных вод

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

Расчёт ведут по величине БПК_полн сточных вод, допустимых к отводу в водные объекты:

где γ – коэффициент смешения;

Q – расход воды в водотоке, м³/с;

q – расход сточных вод, м³/с;

R_ст,R_в – константы скорости потребления кислорода соответственно сточной водой и водой водного объекта;

L _пдк – предельно допустимое значение БПК_полн смеси сточных вод и воды водного объекта в расчетном створе, г/м³;

L_в – БПК_полн воды водного объекта до места выпуска сточных вод, г/м³;

t – длительность перемещения воды от места сброса до расчетного створа, сут.