Сброс сточных вод промышленными предприятиями в водоемы. Условия сброса сточных вод в водоемы. Расчет аэротенка

Оглавление

Задача №1. Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы 3
Задача №2. Расчет характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу 7
Задача №3. Расчет допустимого времени пребывания человека под воздействием солнечной радиации (УФ-диапазон) в зависимости от толщины озонового слоя 14
Задача №6 18
Расчет параметров воздушной среды производственного помещения при избытках тепла 18
Задача №9. Расчет интенсивности шума в производственном помещении 27
Задача №13. Расчет ППМ СВЧ-диапазона 30
Задача №14. Расчет защитных параметров при работе с СВЧ-передатчиком 35

Задача №1.
Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы

Исходные данные

Вредный компонент: H2PO3
Предельно допустимая концентрация, ПДК = 1 мг/л
Расход воды в реке, Q1 = 30 м3/ с
Расход воды в стоке, Q2 = 0.8 м3/ с
Скорость течения реки, V = 0,7 м/с
Средняя глубина на участке, H =1,5 м

Концентрация вредного компонента, C = 30 мг/л
Фоновая концентрация, C? = 0,1 ПДК мг/л
Коэффициент извилистости реки, L?/Lпр = 1
Коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку, ? = 1

По исходным данным необходимо определить:

2. Опасность разрушения сточных вод.
3. Условия спуска сточных вод промышленных предприятий в водоемы.
Сделать выводы по результатам расчетов.

Кратность разбавления определяем по формуле:

,
где - коэффициент, степень полноты разбавления 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.

Exp(-0,0812*5.3133) = 0,65
= 9.245

0,0812
где? - коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку: при выпуске у берега?=1, при выпуске в стержень реки (место наибольших скоростей) ?=1,5. Lф/Lпр коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарвартеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой; D - коэффициент турбулентной диффузии, D = D = = 0,0052, где V - средняя скорость течения, м/с; Н - средняя глубина, м;

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле:
Cв=(С-Сф)/К
Cв=(30-0,1*1)/347.7 = 0,086 мг/л

Необходимо также определить какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы:

Cст.пред. = K*(ПДК - Сф) + ПДК = 347.7*(1 - 0,1*1) + 1 = 313.93 мг/л,
где Сст.пред. - максимальная концентрация, которая может быть спущена в СВ, или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания с водой в водоеме у первого(расчетного) пункта водопользования не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле:

ПДС = Сст.пред. * Q2 = 313.93 * 0.8 = 251.144 мг/с

График функции распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS, указанным в варианте: F=C(L)

Шаг, с которым необходимо проследить концентрации токсичного компонента по фарватеру реки, LS = L/10

C = 30 мг/л
Расстояние до места водопользования, L = 150 м

Контрольные вопросы:

1. Источники загрязнения воды.
Природные загрязнения

Обусловлены круговоротом воды в природе, который не отделим от круговорота вещества. Это непрерывный процесс, происходящий в атмосфере, гидросфере, верхней части твердой литосферы и в биосфере Земли. Переходя из одного агрегатного состояния в другое, вода постоянно растворяет, накапливает и переносит огромное количество химических соединений, продукты выветривания горных пород, вулканическую пыль, споры, бактерии и т.д.
Техногенные загрязнения

Техногенными источниками загрязнений являются населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные предприятия. Все вместе они "поставляют" в биосферу как вполне обычные виды загрязнений, так и ядовитые, трудно разложимые химические соединения и радионуклиды. Выпадая с осадками, по пути "обогащаясь" всей таблицей Менделеева, часть воды собирается в поверхностных источниках водозабора, другая пополняет подземные запасы.

4.Контроль за осадконакоплением и уровнем биогенов.
В процессе очистки сточных вод на московских станциях образуется 9 млн кубов в год осадков, из них примерно 3.4 млн кубометров отправляются на механическое обезвоживание и около 5.6 млн кубометров на иловые площадки. До настоящего времени основным способом обезвоживания на иловых площадках где осадки просушиваются до 80% при этом уменьшаясь в объеме на 7-8 раз. В условиях Москвы полезная площадь иловых площадок составляет около 960 га.

5. Сбор и очистка сточных вод.
Источником загрязнения гидросферы при производстве аппаратуры связи в основном являются сточные воды с механическими и химическими вредными примесями. Для очистки сточных вод от механических примесей могут использоваться процеживание, отстаивание, отделение механических частиц в поле действия центробежных сил и фильтрование. Процеживание применяется для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей и мелких волокнистых загрязнений, препятствующих нормальной работе очистного оборудования при обработке стоков. Отстаивание основано на свойствах осаждения частиц в жидкости и пред назначено для выделения из стоков нерастворимых и частично коллоидных механических загрязнений. Высокой производительностью обладают радиальные отстойники, принцип действия которых достаточно прост. Отделение механических примесей в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Фильтрование сточных вод применяется при необходимости их очистки от тонкодиоперсионных механических загрязнений.

При загрязнении сточных вод маслосодержащими примесями, помимо отстаивания, обработки в гидроциклонах и фильтрования, применяется также процесс флотации. Очистка вод флотацией заключается в интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В зависимости от способа образования пузырьков воздуха различают несколько видов флотации: напорная пневматическая, пенная, химическая и др. Загрязненная сточная вода по трубе установки напорной флотации поступает в резервную, откуда перекачивается насосом в сатуратор. В сатураторе происходит перемешивание воды с поступающим воздухом. Из сатуратора смесь через сопла поступает в флотационную ка меру. Всплывающие в камере элементы «маслопримесь -- частицы воздуха» удаляются пеносборником, а очищенная вода вы екает по выходной трубе.

Для очистки сточных вод от металлов и их солей применяют реагентные, ионообменные, сорбционные, электрохимические методы, биохимическую очистку, а для удаления кислото-щелочяых включений -- химические методы нейтрализации.

Задача №2.
Расчет характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

По известным параметрам в первой части задачи требуется определить:
1. Максимальную концентрацию заданного компонента в приземном слое См и сравнить её с предельно допустимой С.
2. Расстояние Хм от источника выброса до места, где максимальная концентрация будет наблюдаться с наибольшей вероятностью.
3. Сформулировать выводы.
По известным параметрам во второй части задачи необходимо:
1. Построить график наиболее вероятного распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника.
2. Определить размеры санитарно-защитной зоны вокруг промышленного предприятия.
3. Определить ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ ВЫБРОС (ПДВ).

Исходные данные:

r = 3
Средняя температура наружного воздуха в 13 часов каждого месяца, Tв = 20 °C
Температура выбросов газовоздушой смеси, Tr = 100 °C
Разность температур Tr и Tв, T = 80 °C
Vr = 50 м3/с
H = 100 м
D = 6 м

Регион: Москва
А = 120 ____________________________________________________
Компонент: диоксид азота
Ст = 5,5 мг/м3
С = 0,04 мг/м3
F = 1

Решение:

Предварительная оценка характеристик выбросов газовоздушной смеси в атмосферу
Условия метеорологического рассеивания газовоздушной смеси, выбрасываемой предприятием в атмосферу, в значительной степени зависят от того, являются ли выбросы «холодными» или «нагретыми» выбросов является вспомогательный фактор
f = ,
где?0 - средняя скорость выхода с........

Задача № 1

Цель работы: рассчитать характеристики сточных вод, а именно кратность разбавления, концентрацию в месте водозабора, предельную концентрацию в стоке, предельно допустимый сток. Построить график зависимости концентрации вредного компонента от расстояния до места водозабора.

Таблица 1. Входные параметры

Обозначение параметра	Название параметра	Единицы измерения	Физический смысл
V	Скорость течения реки	м/с	Скорость движения воды в реке
H	Средняя глубина на участке	м	Среднее значение глубины реки на рассматриваемом участке
L	Расстояние до места водопользования	м	Расстояние по фарватеру реки от точки сброса сточных вод до места водозабора
L пр	Расстояние до места водопользования по прямой	м	Расстояние по прямой от точки сброса сточных вод до места водозабора
Q 1	Расход воды в реке	м 3 /с	Объём воды, протекающей через поперечное сечение водотока за единицу времени
Q 2	Расход воды в стоке	м 3 /с	Объём воды, протекающей через поперечное сечение трубы, выбрасывающей сточные воды в реку, за единицу времени
С	Концентрация вредного компонента	мг/л	Количество вредного компонента, содержащееся в единице объёма воды
С ф	Фоновая концентрация вредного компонента	мг/л	Количество вредного компонента, содержащееся в единице объёма воды в естественных условиях
C в	Реальная концентрация вредного компонента	мг/л	Реальная концентрация вредного компонента в месте водозабора
C ст. пред.	Предельная концентрация вредного компонента в стоке	мг/л	Максимальная концентрация, которая может быть допущена в сточных водах, чтобы у расчётного пункта водопользования степень загрязнения не превышала ПДК
ПДК	Предельно допустимая концентрация вредного компонента	мг/л	Максимально допустимое количество вредного компонента, содержащееся в единице объёма воды в месте водозабора
ПДС	Предельно допустимый сток	м 3 мг/(сл)	Предельно допустимое количество сточных вод, которое может сбрасываться в русло реки
K	Кратность разбавления	-	Показывает, насколько сильно сточные воды разбавятся в водоёме к моменту достижения места водозабора
γ	Степень полноты разбавления сточных вод в водоёме	-	Указывает на то, насколько сточные воды успели разбавиться в водах водоёма к моменту достижения данной точки
β	Коэффициент влияния сточных вод	-	Учитывает влияние гидрологических факторов смешивания и расстояние до места водозабора
α	Коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания	-	Учитывает влияние места выпуска сточных вод в реку, коэффициента извилистости реки и коэффициента турбулентной диффузии
ε	Коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку	-	Учитывает влияние места выпуска сточных вод в реку
Lф/Lпр	Коэффициент извилистости реки	-	Показывает, насколько извилиста река на данном участке
D	Коэффициент турбулентной диффузии	-	Учитывает влияние хаотического движения воды в реке ввиду различных факторов
m	Коэффициент Буссинского	-	Зависит от закона распределения скорости по поперечному сечению потока
c	Коэффициент Шези	-	Показывает сопротивления трения по длине русла реки

Алгоритм решения:

Для того, чтобы решить задачу, сначала нужно вычислить коэффициент турбулентной диффузии:

Условия спуска сточных вод в водоём принято оценивать с учётом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления. Расчёт ведётся по формуле:

Итак, многие факторы, такие как состояния реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод до пункта полного смешивания. Выпуск в водоёмы сточных вод должен, как правило, осуществляться таким образом, чтобы была обеспечена возможность смешивания сточных вод с водой водоёма в месте их спуска.

Далее необходимо определить, какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчёты проводятся только для консервативных веществ по санитарно-токсикологическому показателю ведности. Расчёт ведётся по формуле:

Где С ст.пред. – максимальная концентрация, которая может быть допущена в сточных водах, или тот уровень очистки сточных вод, при котором после их смешивания с водой в водоёме у расчётного пункта водопользования степень загрязнения не превышает ПДК; ПДК – предельно допустимая концентрация.

Следующим шагом будет расчёт предельно допустимого стока(ПДС) по формуле:

Подставим формулу (10) в формулу (15):

Подставляем в функцию формулу (16) и получаем:

Таблица 4. Конечные значения концентрации фенола

	Керосин	Медь	Хром	Фенол	Свинец	Цинк	Хлор	Щ. натр.	Ртуть	Ф. к-та
L,м	C 1 (L) мг/л	C 2 (L) мг/л	C 3 (L) мг/л	C 4 (L) мг/л	C 5 (L) мг/л	C 6 (L) мг/л	C 7 (L) мг/л	C 8 (L) мг/л	C 9 (L) мг/л	C 10 (L) мг/л

	8,383	6,983	7,295	7,953	7,59	7,106	7,388	7,003	6,605	7,338
	7,943	6,119	6,501	7,353	6,864	6,241	6,627	6,22	5,684	6,607
	7,634	5,543	5,962	6,932	6,364	5,659	6,104	5,705	5,088	6,11
	7,388	5,111	5,551	6,602	5,976	5,218	5,701	5,318	4,65	5,73
	7,182	4,767	5,219	6,327	5,658	4,864	5,372	5,009	4,306	5,422
	7,004	4,482	4,941	6,092	5,389	4,57	5,095	4,754	4,026	5,162
	6,846	4,24	4,703	5,886	5,156	4,32	4,857	4,536	3,79	4,939
	6,704	4,031	4,495	5,703	4,952	4,103	4,648	4,347	3,589	4,744
	6,575	3,847	4,311	5,537	4,769	3,912	4,462	4,18	3,414	4,57
	6,456	3,684	4,146	5,387	4,604	3,743	4,295	4,032	3,26	4,415

Таблица 5. Конечные значения концентрация различных веществ

Выводы:

Полученные результаты показывают, что при расстоянии до места водозабора L = 200м кратность разбавления составляет 2.0067, а концентрация фенола в воде составит C В = 9.95 мг/л, что в десятки раз превосходит ПДК = 0.35 мг/л. Следует снизить концентрацию вредного вещества, например, лучше очищая сточные воды или уменьшая их расход.

Чтобы концентрация фенола в месте водозабора была в пределах ПДК, его концентрация в сточных водах не должна превышать C ст.пред. = 0.9821 мг/л. Предельно допустимый сток ПДС = 1,1785 мг/с.

По результатам рассчитанных данных был построен график распределения концентрации фенола в зависимости от расстояния между точкой выброса сточных вод и местом водозабора. По графику видно, что на расстоянии свыше 200 км концентрация фенола практически не меняется – это связано с тем, что на таких больших расстояниях фенол максимально растворился и уже не может раствориться ещё больше. Самый лучший результат при аппроксимации показывает многочлен 6‑й степени.

Также анализ полученных данных показал, что концентрация фенола в водоёме никогда не достигнет ПДК, поскольку концентрация вредного вещества в сточных водах слишком велика, а расход воды в реке слишком мал по сравнению с расходом сточных вод. Также это связано с тем, что фенол плохо растворим и легче воды.

Построенный график растворимости различных вредных веществ показывает, что наиболее растворимыми являются соли ртути, а наименее растворим керосин. Вероятно, это связано с плотностью веществ (у керосина она 800 кг/м³, у ртути 13 500 кг/м 3), а также от констант растворимости (для солей ртути она порядка 10 -15 , для керосина порядка 10 -20).

Для решения задачи и построения графиков были использованы следующие программы: Microsoft Word, Microsoft Excel, MathCAD.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Источники загрязнения воды:

a) Промышленность – целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, чёрная металлургия и др.

b) Сельское хозяйство – орошение полей, сточные воды насыщены солями и остатками хим. веществ, органическими остатками ферм.

c) Бытовые отходы – почти вся использованная в населённых пунктах вода поступает в канализацию.

2. Опасность неочищенных сточных вод:

b) В сточных водах могут содержаться химические вещества, плохо влияющие на живые организмы, что наносит вред биосфере;

c) В сточных водах снижено содержание растворённого в воде кислорода, что уменьшает активность гнилостных бактерий и приводит к заболачиванию местности.

3. Условия спуска сточных вод промышленных предприятий в водоёмы:

После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако, это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных и других целей.

4. Контроль за осадконакоплением и уровнем биогенов:

В процессе очистки сточных вод, на Московских станциях аэрации обрабатывается 9000 м3 в течении года осадков. Все осадки обеззараживаются. Из всего количества осадков около 3500 м3 идёт на иловые площадки. До настоящего времени основным способом обеззараживания осадка являлась естественная сушка на иловых площадках, где он подсушивался до влажности около 80%, при этом уменьшаясь в объёме в 7 раз.

5. Сбор и очистка сточных вод:

Санитарная канализационной системы объединяет все сточные трубы от расположенных в зданиях раковин, ванн ит.д., как ствол дерева объединяет все его ветви. Из основания этого «ствола» вытекает смесь всего, что попало в систему, - исходные стоки, или исходные сточные воды.

6. Загрязнение гидросферы ядохимикатами:

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, пестициды, тяжелые металлы, диоксиды и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические радиоактивные вещества, тепло и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические радиоактивные вещества, тепло и др. Химическое загрязнение – наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединение ртути, свинца и др.) и нетоксичным.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

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:

компонент

1; Lф/Lпр=1

РЕШЕНИЕ:

где?-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:

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/м 3

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.

Ответы на вопросы:

1. Сбор и очистка сточных вод

Источником загрязнения гидросферы при производстве аппаратуры связи в основном являются сточные воды с механическими и химическими вредными примесями. Для очистки сточных вод от механических примесей могут использоваться процеживание, отстаивание, отделение механических частиц в поле действия центробежных сил и фильтрование. Процеживание применяется для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей и мелких волокнистых загрязнений, препятствующих нормальной работе очистного оборудования при обработке стоков. Отстаивание основано на свойствах осаждения частиц в жидкости и пред назначено для выделения из стоков нерастворимых и частично коллоидных механических загрязнений. Высокой производительностью обладают радиальные отстойники, принцип действия которых достаточно прост. Отделение механических примесей в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Фильтрование сточных вод применяется при необходимости их очистки от тонкодиоперсионных механических загрязнений.

2. Источники загрязнения воды

Источником загрязнения гидросферы при функционировании предприятий связи могут быть производственные, бытовые и атмосферные сточные воды, сбрасываемые в канализационную сеть. Вода широко используется для охлаждения различных элементов радиооборудования и хозяйственно-бытового обслуживания работающих. Атмосферные сточные воды образуются в результате смывания дождевыми, снеговыми и поливочными водами загряз нений, имеющихся на территории объектов связи, крышах и стенах зданий. Поэтому необходимо не допускать загрязнения канализационных стоков вредными примесями. Так, на предприятиях связи в качестве источников гарантированного питания постоянным током приборов и аппаратов, автоматического пуска дизель-генераторов широко используются стационарные аккумуляторные батареи (кислотные, щелочные). При эксплуатации аккумуляторных батарей неизбежна периодическая замена электролита. Со гласно существующим правилам, для предотвращения загрязнения окружающей среды заменяемый электролит необходимо сливать не в канализацию, а в специальные сосуды для последую щей его утилизации.

3. Условия спуска сточных вод про мышленных предприятий в водоемы

Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи);на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.) ;изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д.

Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако, это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.

Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями.

Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользования: к первому виду относятся участки водоемов, используемые в качестве источника для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму виду - участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также находящиеся в черте населенных пунктов.

Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.

Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам, расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1км в обе стороны от пункта водопользования.

Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранения загрязнений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к району водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологическому, общесанитарному и органолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор.

Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем. В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние на качество воды.

Самоочищение воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта.

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

Промышленное предприятие находится в одном из регионов России, который характеризуется ототратификационным коэффициентом - А , определяющим условия горизонтального и вертикального рассеивания примеси в атмосфере. Местность характеризуется уклонами, определяющими добавку на рельеф - r . Средняя температура наружного воз духа в 13 часов самого жаркого месяца - Тв . Температура выбросов газовоздушной смеси - Тг . Разность этих температур - ? Т . Ежесекундный выброс газовоздушной смеси - V г . Наиболее опасный компонент (фенол) в выбрасываемой газовоздушной смеси имеет концентрацию в устье трубы - Ст . Для этого компонента определена среднесуточная пре дельно допустимая концентрация - Спдк . F - характеризует скорость оседания данного компонента газовоздушной смеси. В данной задаче следует ограничиться среднесуточным осреднением. При этом показатель вытянутости розы ветров Р/Ро = 2, а коэффициент осреднения ? = 0,5. Диаметр трубы в устье - D .

Задача состоит из двух частей.

В первой части необходимо:

Определить максимальную концентрацию заданного компонента в приземном слое См и сравнить ее с предельно допустимой С .

Определить расстояние Хм от источника выброса до места, где максимальная концентрация будет наблюдаться с наибольшей вероятностью.

3. Сформулировать выводы.

Во второй части необходимо:

Построить график наиболее вероятного распределения концен трации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника.

Определить размеры санитарно-защитной зоны вокруг про мышленного предприятия.

Определить ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ ВЫБРОС (ПДВ).

Варианты к расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу:

Исходные									Компонент

Исходные данные

РЕШЕНИЕ:

Предварительная оценка характеристик выбросов газовоздушной смеси в атмосферу

Условия метеорологического рассеивания газовоздушной смеси, выбрасываемой предприятием в атмосферу, в значительной степени зависят от того, являются ли выбросы "холодными" или "нагретыми". Критерием "нагретости" выбросов является вспомогательный фактор

где? 0 - средняя скорость выхода смеси из устья трубы, м/с,

Найдем f:

f > 100, значит выбросы в атмосферу являются «холодными»

Часть I

1. Коэффициент метеорологического разбавления:

Коэффициент n определяют в зависимости от вспомогательного пара метра V m:

V м <0.3, значит n=3

Коэффициент k вычисляется по формуле:

Определим максимальную концентрацию вредного компонента в приземном слое

3. При расчетах рассеивания газообразных компонентов расстояние Хм при F<2 определяется по формуле:

где d=11.4, т.к. V m <2: X m = 11.4 · 60 = 684

1. Построение графика наиболее вероятного распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника выброса.

Предварительно рассчитаем безразмерный коэффициент S, зависящий от отношения Х/Хм и определяемый по формулам:

а) если X/X m =0.2; 0.4; 0.8, то

S=3(X/X m) 4 -8(X/X m) 3 +6(X/X m) 2 =3

Затем определяют Сх по формуле:

По первой части:

1. Коэффициент метеорологического разбавления - Кр.

2. Максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое - См.

3. Расстояние, на котором наиболее вероятна концентрация См, - Хм.

По второй части:

Предельно допустимый выброс - ПДВ.

Максимальная концентрация в устье трубы - См.т. " f

График функции Сх = Ф(Х).

Варианты к расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Очистка выбросов в атмосферу от примесей.

Источники загрязнения и стратегия борьбы с загрязнениями;

Кислотные осадки.

Парниковый эффект.

6. Нарушение озонового слоя.

РАСЧЕТ ДОПУСТИМОГО ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (УФ-ДИАПАЗОН) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТОЛЩИНЫ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

Содержание озона в атмосфере - важный фактор в формировании интенсивности и спектрального распределения УФ - солнечной радиации в области В (280-320 нм). Даже относительно небольшое изменение концентрации озона в атмосфере ведет к значительным изменениям интенсивности жесткой составляющей УФ-радиации вблизи поверхности Земли. В настоящей задаче необходимо: а) установить зависимость уровня УФ-радиации от толщины озонового слоя; б) рас считать допустимое время пребывания человека под воздействием солнечной радиации.

Разделив К(Л, Т) на площадь сферы с радиусом, равным расстоянию от Солнца до Земли (Ron = 150 * 10 ч м), получим Q(я,Т) спектральную плотность потока лучистой энергии Солнца в ультрафиолетовой области, достигающей верхних слоев атмосферы Земли:

Таким образом,

(при расчетах! = 6000 К).

Излучение с длиной волны 280-320 нм (по медицинской терминологии - область В) - наиболее важное для изучения повреждающего действия солнечной радиации, полностью определяется содержанием озона в атмосфере Земли, без учета влияния молекулярного и аэрозольного рассеивания. С учетом же этих факто ров солнечную радиацию на поверхности Земли (ультрафиолетовая область) будем определять из соотношения:

где ад - коэффициент поглощения озона, 1/см;

Р - коэффициент молекулярного рассеивания;

о - коэффициент аэрозольного рассеивания;

X - толщина озонового слоя, см. Следует заметить, что ц, m, z - коэффициенты, зависящие от утла между нормалью к поверхности Земли и направлением распространения ультра фиолетового излучения, при у < 65°, nsm = z = secy

Чтобы определить эффективную энергетическую освещенность, создаваемую широкополосным источником излучения, по сравнению с действием источника излучения с длиной волны 270 им, обладающим максимальной эффективностью, воспользуемся формулой:

где: Y эфф - спектральная плотность потока энергии УФ - радиации (УФР) (для каждой длины волны); Ъх~ относительная спектральная эффективность излучения, безразмерная величина (табл. 3.1); АХ. - интервал длин волн,

Допустимое время облучения УФИ можно определить, разделив 30 Дж/м (предельно допустимая энергетическая доза облучения УФИ для К = 270 нм) на эффективную энергетическую освещенность:

Задача №1

Контрольные вопросы

1. Источники загрязнения воды.

Загрязнения можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию - нерастворимые, коллоидные и растворимые. По составу - минеральные, органические, бактериальные и биологические.

Минеральные представлены песком, глиной, минеральными солями, растворами кислот, щелочей и др.

Органические - могут быть растительного, животного происхождения, а также содержать нефть и продукты, из нее получаемые, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВы).

Бактериальное и биологическое загрязнения - стоки предприятий пищевой и легкой промышленности, хозяйственно-бытовые стоки (стоки из туалетов, кухонь, душевых, прачечных, столовых и т.д.). На многих промышленных предприятиях вода используется как теплоноситель, растворитель, входит в состав продукции, применяется для мойки, обогащения, очистки сырья и продукции.

Кроме того во многих технологических процессах используются синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВы). В настоящее время это один из самых распространенных химических загрязнителей, с которым трудно бороться. СПАВы могут оказывать отрицательное влияние на качество воды, самоочищающую способность водоемов, организм человека, а так же усиливать неблагоприятное действие других веществ.

Немаловажным источником загрязнения являются пестициды, которые попадают в водоемы с дождевыми и талыми водами с поверхности почвы. При авиаобработке полей препараты сносятся потоками воздуха и осаждаются на поверхности водоема.

Значительным источником загрязнения водоемов нефтью и нефтепродуктами является нефтяная промышленность. Попадание нефти в водоемы происходит при смывах дождевыми и талыми водами разлитых на поверхность земли нефтепродуктов, при прорывах нефтепроводов, со сточными водами предприятий и др.

Большую опасность для водоемов представляют кислотные дожди.

1. Опасность неочищенных сточных вод.

2. Условия спуска сточных вод промышленных предприятий в водоемы.

В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

Контрольные вопросы

Основные вещества, загрязняющие атмосферу.

Природа загрязнения	Источник загрязнения
Углекислый газ	Вулканическая деятельность Дыхание живых организмов Сжигание ископаемого топлива
Оксид углерода	Вулканическая деятельность
Углеводороды	Растения, бактерии Работа двигателей внутреннего сгорания
Органические соединения	Химическая промышленность Сжигание отходов Сжигание топлива
Сернистый газ и другие производные серы	Вулканическая деятельность Морские бризы Бактерии Сжигание ископаемого топлива
Производные азота	Бактерии
Радиоактивные вещества	Атомные электростанции Ядерные взрывы Вулканическая деятельность, космическая пыль
Тяжелые металлы	Ветровая эрозия, водяная пыль
Минеральные соединения	Промышленное производство Работа двигателей внутреннего сгорания
Органические вещества естественные и синтетические	Лесные пожары Химическая промышленность Сжигание топлива Сжигание отходов Сельское хозяйство (пестициды)

1. Очистка выбросов в атмосферу от примесей.

Техника газоочистки располагает разнообразными методами и аппаратами удаления пыли и вредных газов. Выбор метода для очистки газообразных примесей определяется в первую очередь химическими и физико-химическими свойствами этой примеси. Большое влияние на выбор метода оказывает характер производства: свойства имеющихся в производстве веществ, их пригодность в качестве поглотителей для газа, возможность рекуперации (улавливание и использование продуктов отходов) или утилизации уловленных продуктов.

Для очистки газов от сернистого ангидрида, сероводорода и метилмеркаптана используется нейтрализация их раствором щелочи. В результате получают соль и воду.

Для очистки газов от незначительных концентраций примесей (не более 1 % по объему) применяют прямоточные компактные абсорбционные аппараты.

Наряду с жидкими поглотителями--абсорбентами--для очистки, а также для сушки (обезвоживания) газов могут быть применены твердые поглотители. К ним относятся различные марки активных углей, силикагель, алюмогель, цеолиты.

В последнее время для удаления из газового потока газов с полярными молекулами стали применять иониты. Процессы очистки газов адсорбентами осуществляют в адсорберах периодического или непрерывного действия.

Для очистки газового потока могут быть использованы сухие и мокрые окислительные процессы, а также процессы каталитического превращения, частности, для обезвреживания серосодержащих газов сульфатно-целлюлозного производства (газов варочного и выпарного цехов и др.) используют каталитическое окисление. Этот процесс осуществляется при температуре 500--600 °С на катализаторе, в состав которого входят оксиды алюминия, меди, ванадия и других металлов. Сероорганические вещества и сероводород окисляются до менее вредного соединения--сернистого ангидрида (ПДК для сернистого ангидрида 0,5 мг/м 3 , а для серо водорода 0,078 мг/м 3).

На киевском комбинате «Химволокно» действует уникальная комплексная система очистки вентиляционных выбросов вискозного производства. Это сложный комплекс механизмов, компрессорных агрегатов, трубопроводов, огромных абсорбционных емкостей. Каждые сутки через машинные «легкие» проходит 6 млн. м 3 отработанного воздуха, причем производится не только очистка, но и регенерация.

До сих пор на вискозном производстве комбината значительная часть сероуглерода уходила в атмосферу. Система очистки позволяет не только уберечь от загрязнения окружающую среду, но и сэкономить ценный материал.

Для удаления пыли из выбросов тепловых электростанций широко применяют электрофильтры. Это сооружения высотой с 10--15-этажный дом. Они улавливают летучую золу, образующуюся при сжигании твердого топлива. Специалисты работают над совершенствованием конструкций этих аппаратов, повышением их эффективности и надежности. Последний образец рас считан на производительность более миллиона кубометров газа в час, который используется в качестве сырья для производства строительных материалов.

4. Кислотные осадки

Дождь, снег или дождь со снегом, имеющие повышенную кислотность. Кислотные осадки возникают главным образом из-за выбросов оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа). Растворяясь в атмосферной влаге, эти оксиды образуют слабые растворы серной и азотной кислот и выпадают в виде кислотных дождей.

Относительная кислотность раствора выражается индексом рН (кислотность определяется наличием свободных ионов водорода Н+; рН - это показатель концентрации ионов водорода). При рН = 1 раствор представляет собой сильную кислоту (как электролит в аккумуляторной батарее); рН = 7 означает нейтральную реакцию (чистая вода), а рН = 14 - это сильная щелочь (щелок). Поскольку рН измеряется в логарифмической шкале, водная среда с рН = 4 в десять раз более кислая, чем среда с рН = 5, и в сто раз более кислая, чем среда с рН = 6.

Обычная незагрязненная дождевая вода имеет рН = 5,65. Кислотными называются дожди с рН менее 5,65. Главными источниками оксидов серы (SO2 и SO3), обусловливающих образование серной кислоты, являются тепловые электростанции, работающие на нефти и угле, а также металлургические заводы. Оксид азота (NO) и диоксид азота (NO2), из которых образуется азотная кислота, поступают в атмосферу примерно в равных количествах от тепловых электростанций, работающих на нефтепродуктах и угле, и с выхлопными газами автомобильных двигателей. Сравнительно небольшое количество соляной кислоты в атмосферных осадках образуется в результате аккумуляции газообразного хлора от различных природных и промышленных источников. Кислотные дожди могут также выпадать при поступлении в атмосферу серной кислоты и азотсодержащих газов (диоксида азота NO2 и аммиака NH3) от естественных источников (например, при извержении вулканов).

Разные природные обстановки различным образом реагируют на повышение кислотности. Кислотные осадки могут привести к изменению химических свойств почвы и воды. Там, где вода в реках и озерах стала довольно кислой (рН менее 5), например, в горах Адирондак (шт. Нью-Йорк, США) или в южных районах Норвегии и Швеции, исчезает рыба. При нарушении трофических цепей сокращается число видов водных животных, водорослей и бактерий. В городах кислотные осадки ускоряют процессы разрушения сооружений из мрамора и бетона, памятников и скульптур.

Подобные документы

Правовые основы порядка разработки и согласования нормативов допустимого воздействия сточных вод на водные объекты. Условия сброса сточных вод в водоем. Формула определения предельно допустимых сбросов. Определение объема сточных вод. Порядок расчетов.

курсовая работа , добавлен 26.01.2009

Определение концентрации загрязнений сточных вод. Оценка степени загрязнения сточных вод, поступающих от населенного пункта. Разработка схемы очистки сточных вод с последующим их сбросом в водоем. Расчет необходимых сооружений для очистки сточных вод.

курсовая работа , добавлен 09.01.2012

Определение расчетных расходов бытовых и производственных сточных вод. Расчет концентрации предельно-допустимого сброса сточных вод в реку. Нахождение кратности разбавления. Основы законодательной базы в области охраны водных объектов от загрязнения.

контрольная работа , добавлен 09.12.2013

Общая характеристика проблем защиты окружающей среды. Знакомство с этапами разработки технологической схемы очистки и деминерализации сточных пластовых вод на месторождении "Дыш". Рассмотрение методов очистки сточных вод нефтедобывающих предприятий.

дипломная работа , добавлен 21.04.2016

Внедрение технологии очистки сточных вод, образующихся при производстве стеновых и облицовочных материалов. Состав сточных вод предприятия. Локальная очистка и нейтрализация сточных вод. Механические, физико-химические и химические методы очистки.

курсовая работа , добавлен 04.10.2009

Гигиеническая характеристика промышленных сточных вод и их влияние на водоемы. Состав производственных сточных вод предприятий молочной промышленности, допустимые концентрации загрязняющих веществ в них. Разнородность состава загрязнений сточных вод.

курсовая работа , добавлен 22.10.2015

Состав сточных вод. Характеристика сточных вод различного происхождения. Основные методы очистки сточных вод. Технологическая схема и компоновка оборудования. Механический расчет первичного и вторичного отстойников. Техническая характеристика фильтра.

дипломная работа , добавлен 16.09.2015

Общие сведения о механической очистке сточных вод. Механическая очистка, фильтрование и отстаивание воды. Основные параметры каркасно-засыпных фильтров. Основные загрязнения сточных вод. Разделение суспензий и эмульсий в поле гравитационных сил.

реферат , добавлен 24.04.2015

Механическая очистка сточных вод на канализационных очистных сооружениях. Оценка количественного и качественного состава, концентрации загрязнений бытовых и промышленных сточных вод. Биологическая их очистка на канализационных очистных сооружениях.

курсовая работа , добавлен 02.03.2012

Образование сточных вод от населенных пунктов, их влияние на водные объекты. Основные категории сточных вод в зависимости от их происхождения: хозяйственно-бытовые, производственные, атмосферные. Примеры очистных сооружений малых городов и поселков.

Технологический цикл одного из предприятий требует потребления значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода почти 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 водопользования 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 – H, расстояние до места водопользования – L, расход воды водотока в месте водозабора – Q, шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки – LS. Характеристика стока: вредный компонент, расход воды предприятием (объем сточной воды) – q, концентрация вредного компонента – C, предельно допустимая концентрация – ПДК.

Методика расчета

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. Выпуск в водоемы сточных вод должен, как правило, осуществляться таким образом, чтобы была обеспечена возможность полного смешивания сточных вод с водой водоема в месте их спуска (специальные выпуски, режимы, конструкции). Однако приходится считаться с тем фактом, что на некотором расстоянии ниже спуска СВ смешивание будет неполным. В связи с этим реальную кратность разбавления в общем случае следует определять по формуле:

где γ - коэффициент, степень разбавления 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 α - коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания. L - расстояние до места водозабора.

где ε - коэффициент, зависящий от места стока воды в реку: при выпуске у берега ε=1, при выпуске в стержень реки (место наибольших скоростей) ε=1,5; Lф/L пр - 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; D -коэффициент турбулентной диффузии,

где V - средняя скорость течения, м/с; Н- средняя глубина, м; g - ускорение свободного падения, м/с 2 ; m - коэффициент Буссинского, равный 24; с -коэффициент Шези, который выбирают по таблицам. Однако в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, поэтому справедливо приближение

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

Эта величина не должна превышать ПДК (предельно допустимая концентрация).

Необходимо также определить, какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты проводятся только для консервативных веществ, концентрация которых в воде изменяется только путем разбавления, по санитарно-токсилогическому показателю вредности. Расчет ведется по формуле:

где С ст.пред. - максимальная (предельная) концентрация, которая может быть допущена в СВ или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания с водой у первого (расчетного) пункта водопользования степень загрязнения не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле:

В результате вычислений должны быть получены следующие характеристики СВ

Кратность разбавления К;

Концентрация в месте водозабора – Св, мг/л;

Предельная концентрация в стоке – С ст.пред. , мг/л;·

Предельно допустимый сток – ПДС, мг/с;

График функции F=C(L).

Таблица 3.1

Варианты для выполнения задания

Технологический цикл одного из предприятий требует потребления

значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко

от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода почти 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 водопользования

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 –

H, расстояние до места водопользования – L, расход воды водотока в месте

водозабора – Q, шаг, с которым необходимо проследить изменение

концентрации токсичного компонента по фарватеру реки – LS. Характеристика

стока: вредный компонент, расход воды предприятием (объем сточной воды) –

q, концентрация вредного компонента – C, предельно допустимая концентрация

Методика расчета

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. Выпуск в водоемы сточных

вод должен, как правило, осуществляться таким образом, чтобы была

обеспечена возможность полного смешивания сточных вод с водой водоема в

месте их спуска (специальные выпуски, режимы, конструкции). Однако

СВ смешивание будет неполным. В связи с этим реальную кратность

разбавления в общем случае следует определять по формуле:

g × Q + q

где γ – коэффициент, степень разбавления 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:

1 + (Q / q) × b

где α – коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

L – расстояние до места водозабора.

α = ε · ( L Ô L ïð) × 3 D q ,

где ε – коэффициент, зависящий от места стока воды в реку: при выпуске у

берега ε=1, при выпуске в стержень реки (место наибольших скоростей) ε=1,5;

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; D –

2 × m × c

коэффициент турбулентной диффузии,

V × H × g

где V – средняя скорость течения, м/с; H – средняя глубина, м; g – ускорение

свободного падения, м/с2; m – коэффициент Буссинского, равный 24; с –

коэффициент Шези, который выбирают по таблицам. Однако в данной задаче

предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, поэтому

справедливо приближение

V × H

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте

ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

Эта величина не должна превышать ПДК (предельно допустимая

концентрация).

Необходимо также определить, какое количество загрязняющих веществ

может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты

проводятся только для консервативных веществ, концентрация которых в воде

изменяется только путем разбавления, по санитарно-токсилогическому

показателю вредности. Расчет ведется по формуле:

Сст.пред. = К · ПДК,

где Сст.пред. – максимальная (предельная) концентрация, которая может быть

допущена в СВ или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания

с водой у первого (расчетного) пункта водопользования степень загрязнения не

превышает ПДК.

Параметр	№№

Вредный компонент	Керо- син	Cu	Cr	Фе- нол	Pb	Zn	Cl	NaOH	Hg	H2PO3
ПДК,мг/л	0,7	0,02	0,01	0,35	0,01	0,02		0,5	0,01
Q, м /с
q, м /с		0,5	0,7	1,2		0,8	1,1	0,4		0,8
V, м/с	1,2	1,1	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	1,5		0,7
H, м	0,5	0,7	0,9	1,1	1,3	1,5		0,5		1,5
L, м
LS, м	LS = L / 5
С, мг/л	1,5	0,1	0,06	2,0	0,04	0,18	5,5	1,5	0,06	6,0
Для всех вариантов	ε = 1; Lф/Lпр = 1

Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле:

концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места

сброса СВ по руслу реки с шагом LS, указанным в варианте: F=C(L).

В результате вычислений должны быть получены следующие

характеристики СВ

Кратность разбавления К;

Концентрация в месте водозабора – Св, мг/л;

Предельная концентрация в стоке – Сст.пред., мг/л;·

Предельно допустимый сток – ПДС, мг/с;

График функции F=C(L).

Таблица 4.1

Практическое занятие 5

Задание по охране почв