Міністерство освіти і науки України
Харківський національний автомобільно дорожній університет
Кафедра екології та хімії
Курсова робота
"Стічні води"
з дисципліни:
"ПРИКЛАДНА Гідроекологія"
Виконав:
Перевірив:
Харків - 2007
ЗМІСТ
ВСТУП .. 3
1 Умови випуску виробничих стічних вод. 5
2. Розрахункові методи визначення умов випуску стічних вод у водойми і прогнозування їх санітарного стану. 6
2.1. Визначення умов скидання стічних вод. 6
2.2. Прогнозування санітарного стану водойми біля місця скидання СВ 8
2.3. Прогнозування можливих санітарно-гігієнічних ситуацій у водних об'єктах при виборі місця скидання стічних вод. 8
2.4. Випуск стічних вод, коли в загальному стоці виробничі забруднення відносяться до однієї групи за лімітуючими ознакою шкідливості. 9
2.5. Визначення необхідного ступеня очищення виробничих стічних вод 10
3. Розрахунок допустимих концентрацій забруднюючих речовин у виробничих стічних водах, що скидаються у системи каналізації населених пунктів 13
4. Основні заходи з охорони водних ресурсів. 17
4.1. Загальні відомості. 17
4.2. Вибір місця розташування пунктів спостереження за станом водних об'єктів. 18
4.3. Характеристики створу. 20
5. Розрахунок допустимої концентрації речовин у виробничих водах, що скидаються у системи каналізації населених пунктів. 23
6. Розрахунок необхідного ступеня очищення виробничих стічних вод перед скиданням у водний об'єкт. 26
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ ... 28
Якість води - це характеристика складу і властивостей води, яка визначає її придатність для конкретних видів водокористування. Якість води оцінюється комплексом різноманітних показників. Основними показниками якості води є кольоровість, запах і смак, жорсткість і лужність, вміст заліза, марганцю та деяких інших елементів.
Водні об'єкти вважаються забрудненими, якщо склад або стан їх вод змінені в результаті діяльності людини до такого ступеня, що вони стали непридатними для цілей, яким вони служили до початку їх використання людиною. Речовиною, що забруднює воду, є кожне з'єднання, що викликає порушення норм якості води.
Під засміченням поверхневих природних вод слід розуміти надходження у водні об'єкти нерозчинних предметів, наприклад, деревини, металобрухту, шлаку, будівельного сміття та ін
У минулому забруднених стічних вод було порівняно мало, вони мали переважно комунально-побутове походження. Такі води багаторазово розбавлялися великою кількістю чистої води річок, а процеси самоочищення звільняли води від забруднюючих речовин. В даний час становище змінилося. Індустріалізація країн, збільшення кількості населених пунктів, інтенсифікація і хімізація сільського господарства призвели до різкого збільшення водоспоживання і скидання стічних вод. Кількість соковитих вод збільшилася в багато разів, склад забруднюючих речовин теж змінився.
Домішки, що надходять у водні об'єкти, можна розділити на мінеральні, органічні та біологічні. До мінеральних забруднюючих речовин ставляться глина, пісок, різні золи та шлаки, розчини та емульсії солей, кислот, лугів і мінеральних масел, радіоактивні та інші неорганічні сполуки. Органічні забруднюючі речовини - це різноманітні речовини рослинного і тваринного походження, а також численні відходи у вигляді смол, фенолів, барвників, спиртів, альдегідів, сіро - і хлоровмісних органічних сполук і т.д. Біологічні забруднюючі речовини відіграють особливу роль у житті водойм. З побутовими стічними водами та стоками деяких виробництв у водойми і водотоки потрапляють хвороботворні бактерії і віруси.
У ХХ різко зросла кількість всіляких відходів антропогенного характеру, що призвело до масового інтенсивного забруднення річок, морів і океанів. Щорічно річковий стік виносить у Світовий океан 2,3 млн. т свинцю, 1,6 млн. т марганцю, 6,5 млн. т фосфору, 230 млн. т заліза. У ріки скидають сірчану кислоту та її солі, феноли, пестициди, пави, отрутохімікати, радіоактивні відходи. Якість природних вод у багатьох районах Землі погіршився настільки, що їх використовувати для водопостачання неможливо.
Випуск виробничих стічних вод у міську каналізацію регламентується наступними умовами:
· Виробничі стічні води не повинні порушувати роботу комунальних мереж і споруд;
· У них не повинно міститися більше 500 мг / л зважених і спливаючих речовин;
· Вони не повинні містити речовини, здатні засмічувати труби каналізаційних мереж або відкладатися на стінках труб;
· Не повинні надавати руйнуючу дію на матеріал труб та елементи споруд каналізації;
· Не повинні містити горючі домішки і розчинені газоподібні речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші в каналізаційних мережах і спорудах;
· Не повинні містити шкідливі речовини в концентраціях, що перешкоджають біологічному очищенню стічних вод або скиданню їх у водойму;
· Виробничі стічні води повинні мати температуру не вище 40 оС.
Виробничі стічні води (СВ), що не задовольняють вказаним вимогам, слід попередньо очищати, охолоджувати або розбавляти до необхідних параметрів.
Умови випуску виробничих стічних вод у водні об'єкти регламентуються "Правилами охорони поверхневих вод".
· На гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у воді водних об'єктів як державний фактор, що регулює умови випуску стічних вод.
· На уявлення про гідрологічних та гідродинамічних зако-номерними.
Основна розрахункова формула має такий вигляд:
де Q і q - розрахункові витрати відповідно води в річці та стічних водах;
З п. вод - концентрація забруднення перед розрахунковим пунктом водокористування.
Якщо замість З п. вод поставити СПДК, то формула прийме вигляд
У такому вигляді формула встановлює зв'язок між санітарними вимогами до умов спуску стічних вод у водойми, складом і властивостями води водоймища і необхідним ступенем очищення стічних вод перед спуском їх у водойму.
З цього рівняння можна знайти максимальну (граничну) концентрацію, яка може бути допущена у СВ Сст. перед, при якій після їх змішання з водою ставка в розрахунковому створі або у першого розрахункового пункту водокористування ступінь забруднення не перевершить встановленої межі СПДК:
Таким чином, значення СПДК кладуть в основу проектування заходів щодо зменшення забруднення, щоб досягти умов відведення СВ, відповідають санітарним вимогам.
"Правила охорони поверхневих вод" забороняють спуск СВ у водойми у ряді випадків, коли:
СВ можуть бути усунені шляхом раціональної технології;
можуть бути використані в системах оборотного водопостачання.
Дозволяється скидання СВ за умови дотримання вимог і нормативів якості води в контрольному створі або у найближчого пункту водокористування.
Це може бути досягнуто поєднанням технологічних та санітарно-гігієнічних заходів з розведенням СВ водою водного об'єкта.
Проте є випадки, коли розведення у воді водних об'єктів не допускається і коли спуск у водойму СВ повинен бути практично виключений. Так, якщо вода водойми до місця передбачуваного нового спуску СВ вже забруднена, причому СР
Це означає, що нормативні вимоги повинні бути віднесені не тільки до води водного об'єкта, але і до СВ. У цьому випадку необхідна глибока очистка СВ.
При СОЖ
Обсяг і характер заходів щодо поліпшення санітарно-гігієнічного стану водного об'єкта повинен передбачатися в залежності від того, наскільки Сож перевищує СПДК. Коли ефективність заходів оцінена, розрахунок повторюють для підтвердження того, що МОР ≤ СПДК. Це важливо для санітарної експертизи правильності вибору умов спуску стічних вод (СВ) у водний об'єкт.
де n - необхідна кратність розведення в розрахунковому або у найближчого пункту водокористування, яка обчислюється за формулою
де γ - коефіцієнт змішування, що показує, яка частина витрат води у водному об'єкті змішується зі СВ в розрахунковому створі;
Q - витрата води у водному об'єкті;
q - витрата СВ.
Чим менше необхідна кратність розбавлення відповідає місцевим умовам, тим складнішими повинні бути заходи щодо зменшення кількості і концентрації СВ.
Коли в загальному стоці виробничі забруднення відносяться до однієї групи за лімітуючими ознакою шкідливості, але характеризується різною величиною ГДК і містяться в стоці в різних концентраціях, облік особливості комбінованої дії повинен здійснюватися за рівнянням
Якщо
Тоді ефект очищення по кожній групі ЛПВ знаходять, використовуючи формулу
де γ - коефіцієнт змішування, що показує, яка частина витрат води у водоймищі змішується зі СВ в розрахунковому створі;
Q - витрата води у водоймі;
q - витрата СВ, що надходять у водний об'єкт, м3 / с;
m - вміст завислих речовин у СВ;
p - допустимий вміст зважених речовин у водоймі після спуску СВ (в залежності від виду водокористування, г/м3; p = 0,75 або 0,25);
b - вміст завислих речовин у воді водного об'єкта до спуску СВ, г/м3;
n - кратність розведення.
Необхідна ступінь очищення по зважених речовинах,%:
де С - концентрація зважених речовин у СВ до очищення, мг / л.
Біологічне споживання кисню (БСКповного). Баланс біохімічної потреби в кисні суміші річковий і СВ в розрахунковому створі виражається рівнянням
де КСТ і Кр - константи швидкості споживання кисню стічної і річковою водою;
Lст - БСКповного СВ, яка повинна бути досягнута в процесі очищення;
Lp - БСКповного річкової води до місця випуску СВ;
LП. Д - гранично допустиме БСКповного суміші річкової води і СВ в розрахунковому створі;
t - тривалість переміщення води від місця випуску СВ до розрахункового створу, що дорівнює відношенню відстані по фарватеру від місця випуску СВ до розрахункового створу lCP до середньої швидкості течії води в річці на даній ділянці VCP;
γ - кратність розведення.
Звідси
Якщо БСКповного. ФАКТ СВ Lф <LCT, то до випуску у водний об'єкт вона повинна бути очищена. Необхідна ступінь очищення,%, визначається виразом:
Общесанітарний показник шкідливості. Визначення необхідного ступеня очищення по загальносанітарного показником шкідливості, а також за санітарно-токсикологічному і органолептическому показниками шкідливості, для яких встановлені ГДК, здійснюється за формулою
а) визначається припустима концентрація ЗР у очищених міських СВ, ССТ, мг / л:
де CN - ГДК ЗР у контрольному (розрахунковому) створі водного об'єкта відповідного виду використання, мг / л;
Сф - фактична концентрація того чи іншого речовини у воді водного об'єкта до скиду в нього СВ даних очисних споруд, приймається за даними Держкомгідромету, матеріалів органів по регулюванню використання і охороні вод системи Мінводгоспу РФ або шляхом прямих вимірювань на водному об'єкті, мг / л;
n - кратність змішання очищених СВ з водою водного об'єкта в розрахунковому створі, приймається за даними Держкомгідромету або визначається розрахунками відповідно до Методичних вказівок щодо застосування Правил охорони поверхневих вод від забруднень СВ.
При Сф> СN перший член правої частини залежності (16) в розрахунок не приймається і ССТ = СN.
б) визначається допустима концентрація ЗР у суміші виробничих і побутових СВ, що надходять на очисні споруди населеного пункту, СГСВ:
де А - ефективність видалення ЗВ на очисних спорудах населеного пункту,%; приймається за даними роботи діючих очисних споруд або за даними таблиці 7.
Якщо в результаті розрахунку виявляється, що Ст. с. в. > СБ о. о., то слід перерахувати Сст з формули (53), прийнявши, що Ст. с. в. = СБ о. о.
При узгодженні з органами по регулюванню використання і охороні вод слід особливо відзначити проведений розрахунок і встановлену свідомо нижче допустимої з розрахунку по ГДК величину Сст;
в) розраховується величина допустимої концентрації кожного забруднюючих речовин, що міститься в сумарному витраті вироблених Харківський національний автомобільно дорожній університет
Кафедра екології та хімії
Курсова робота
"Стічні води"
з дисципліни:
"ПРИКЛАДНА Гідроекологія"
Виконав:
Перевірив:
Харків - 2007
ЗМІСТ
ВСТУП .. 3
1 Умови випуску виробничих стічних вод. 5
2. Розрахункові методи визначення умов випуску стічних вод у водойми і прогнозування їх санітарного стану. 6
2.1. Визначення умов скидання стічних вод. 6
2.2. Прогнозування санітарного стану водойми біля місця скидання СВ 8
2.3. Прогнозування можливих санітарно-гігієнічних ситуацій у водних об'єктах при виборі місця скидання стічних вод. 8
2.4. Випуск стічних вод, коли в загальному стоці виробничі забруднення відносяться до однієї групи за лімітуючими ознакою шкідливості. 9
2.5. Визначення необхідного ступеня очищення виробничих стічних вод 10
3. Розрахунок допустимих концентрацій забруднюючих речовин у виробничих стічних водах, що скидаються у системи каналізації населених пунктів 13
4. Основні заходи з охорони водних ресурсів. 17
4.1. Загальні відомості. 17
4.2. Вибір місця розташування пунктів спостереження за станом водних об'єктів. 18
4.3. Характеристики створу. 20
5. Розрахунок допустимої концентрації речовин у виробничих водах, що скидаються у системи каналізації населених пунктів. 23
6. Розрахунок необхідного ступеня очищення виробничих стічних вод перед скиданням у водний об'єкт. 26
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ ... 28
ВСТУП
У природних умовах хімічний склад вод регулюється природними процесами. Підтримується рівновага між надходженням хімічних речовин у воду та виведенням і неї. Однак антропогенний чинник обумовлює потрапляння в гідросферу величезної кількості стічних вод, що містять відходи промисловості і сільськогосподарського виробництва, комунально-побутові стоки, що в кінцевому рахунку погіршує якість води.Якість води - це характеристика складу і властивостей води, яка визначає її придатність для конкретних видів водокористування. Якість води оцінюється комплексом різноманітних показників. Основними показниками якості води є кольоровість, запах і смак, жорсткість і лужність, вміст заліза, марганцю та деяких інших елементів.
Водні об'єкти вважаються забрудненими, якщо склад або стан їх вод змінені в результаті діяльності людини до такого ступеня, що вони стали непридатними для цілей, яким вони служили до початку їх використання людиною. Речовиною, що забруднює воду, є кожне з'єднання, що викликає порушення норм якості води.
Під засміченням поверхневих природних вод слід розуміти надходження у водні об'єкти нерозчинних предметів, наприклад, деревини, металобрухту, шлаку, будівельного сміття та ін
У минулому забруднених стічних вод було порівняно мало, вони мали переважно комунально-побутове походження. Такі води багаторазово розбавлялися великою кількістю чистої води річок, а процеси самоочищення звільняли води від забруднюючих речовин. В даний час становище змінилося. Індустріалізація країн, збільшення кількості населених пунктів, інтенсифікація і хімізація сільського господарства призвели до різкого збільшення водоспоживання і скидання стічних вод. Кількість соковитих вод збільшилася в багато разів, склад забруднюючих речовин теж змінився.
Домішки, що надходять у водні об'єкти, можна розділити на мінеральні, органічні та біологічні. До мінеральних забруднюючих речовин ставляться глина, пісок, різні золи та шлаки, розчини та емульсії солей, кислот, лугів і мінеральних масел, радіоактивні та інші неорганічні сполуки. Органічні забруднюючі речовини - це різноманітні речовини рослинного і тваринного походження, а також численні відходи у вигляді смол, фенолів, барвників, спиртів, альдегідів, сіро - і хлоровмісних органічних сполук і т.д. Біологічні забруднюючі речовини відіграють особливу роль у житті водойм. З побутовими стічними водами та стоками деяких виробництв у водойми і водотоки потрапляють хвороботворні бактерії і віруси.
У ХХ різко зросла кількість всіляких відходів антропогенного характеру, що призвело до масового інтенсивного забруднення річок, морів і океанів. Щорічно річковий стік виносить у Світовий океан 2,3 млн. т свинцю, 1,6 млн. т марганцю, 6,5 млн. т фосфору, 230 млн. т заліза. У ріки скидають сірчану кислоту та її солі, феноли, пестициди, пави, отрутохімікати, радіоактивні відходи. Якість природних вод у багатьох районах Землі погіршився настільки, що їх використовувати для водопостачання неможливо.
1. Умови випуску виробничих стічних вод
Випуск виробничих стічних вод проводиться в міську каналізацію або водойми. Очищення суміші побутових і виробничих стічних вод здійснюється спільно на очисних спорудах каналізації. Системи очищення стічних вод великих промислових підприємств часто використовують і для очищення стічних вод прилеглих населених пунктів.Випуск виробничих стічних вод у міську каналізацію регламентується наступними умовами:
· Виробничі стічні води не повинні порушувати роботу комунальних мереж і споруд;
· У них не повинно міститися більше 500 мг / л зважених і спливаючих речовин;
· Вони не повинні містити речовини, здатні засмічувати труби каналізаційних мереж або відкладатися на стінках труб;
· Не повинні надавати руйнуючу дію на матеріал труб та елементи споруд каналізації;
· Не повинні містити горючі домішки і розчинені газоподібні речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші в каналізаційних мережах і спорудах;
· Не повинні містити шкідливі речовини в концентраціях, що перешкоджають біологічному очищенню стічних вод або скиданню їх у водойму;
· Виробничі стічні води повинні мати температуру не вище 40 оС.
Виробничі стічні води (СВ), що не задовольняють вказаним вимогам, слід попередньо очищати, охолоджувати або розбавляти до необхідних параметрів.
Умови випуску виробничих стічних вод у водні об'єкти регламентуються "Правилами охорони поверхневих вод".
2. Розрахункові методи визначення умов випуску стічних вод у водойми і прогнозування їх санітарного стану
2.1. Визначення умов скидання стічних вод.
Методи визначень умов скидання стічних вод спираються:· На гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у воді водних об'єктів як державний фактор, що регулює умови випуску стічних вод.
· На уявлення про гідрологічних та гідродинамічних зако-номерними.
Основна розрахункова формула має такий вигляд:
де Q і q - розрахункові витрати відповідно води в річці та стічних водах;
З п. вод - концентрація забруднення перед розрахунковим пунктом водокористування.
Якщо замість З п. вод поставити СПДК, то формула прийме вигляд
У такому вигляді формула встановлює зв'язок між санітарними вимогами до умов спуску стічних вод у водойми, складом і властивостями води водоймища і необхідним ступенем очищення стічних вод перед спуском їх у водойму.
З цього рівняння можна знайти максимальну (граничну) концентрацію, яка може бути допущена у СВ Сст. перед, при якій після їх змішання з водою ставка в розрахунковому створі або у першого розрахункового пункту водокористування ступінь забруднення не перевершить встановленої межі СПДК:
Таким чином, значення СПДК кладуть в основу проектування заходів щодо зменшення забруднення, щоб досягти умов відведення СВ, відповідають санітарним вимогам.
"Правила охорони поверхневих вод" забороняють спуск СВ у водойми у ряді випадків, коли:
СВ можуть бути усунені шляхом раціональної технології;
можуть бути використані в системах оборотного водопостачання.
Дозволяється скидання СВ за умови дотримання вимог і нормативів якості води в контрольному створі або у найближчого пункту водокористування.
Це може бути досягнуто поєднанням технологічних та санітарно-гігієнічних заходів з розведенням СВ водою водного об'єкта.
Проте є випадки, коли розведення у воді водних об'єктів не допускається і коли спуск у водойму СВ повинен бути практично виключений. Так, якщо вода водойми до місця передбачуваного нового спуску СВ вже забруднена, причому СР
Це означає, що нормативні вимоги повинні бути віднесені не тільки до води водного об'єкта, але і до СВ. У цьому випадку необхідна глибока очистка СВ.
2.2. Прогнозування санітарного стану водойми біля місця скидання СВ
Основне рівняння розведення може бути використано і для прогнозування санітарного стану водного об'єкту у пункту водокористування (З п. вод) при заданому складі і кількості СВПри СОЖ
Обсяг і характер заходів щодо поліпшення санітарно-гігієнічного стану водного об'єкта повинен передбачатися в залежності від того, наскільки Сож перевищує СПДК. Коли ефективність заходів оцінена, розрахунок повторюють для підтвердження того, що МОР ≤ СПДК. Це важливо для санітарної експертизи правильності вибору умов спуску стічних вод (СВ) у водний об'єкт.
2.3. Прогнозування можливих санітарно-гігієнічних ситуацій у водних об'єктах при виборі місця скидання стічних вод
Коли обговорюється питання про вибір місця для підприємства і місця випуску СВ, основне рівняння розведення може бути використано в такому вигляді:де n - необхідна кратність розведення в розрахунковому або у найближчого пункту водокористування, яка обчислюється за формулою
де γ - коефіцієнт змішування, що показує, яка частина витрат води у водному об'єкті змішується зі СВ в розрахунковому створі;
Q - витрата води у водному об'єкті;
q - витрата СВ.
Чим менше необхідна кратність розбавлення відповідає місцевим умовам, тим складнішими повинні бути заходи щодо зменшення кількості і концентрації СВ.
2.4. Випуск стічних вод, коли в загальному стоці виробничі забруднення відносяться до однієї групи за лімітуючими ознакою шкідливості
Лімітуючий ознака шкідливості (ЛПВ) - санітарно-гігієнічний показник, що характеризує гранично-допустиму концентрацію речовини з основною якісної сторони. ЛПВ вказує, в якому напрямку (при найменших концентраціях) перш за все з'явиться несприятливий вплив виробничого забруднення. В даний час величини ГДК речовин у воді водного об'єкта встановлюються за тією ознакою шкідливого впливу (вплив на здоров'я населення, на органолептичні властивості води або загальний санітарний стан водойми), який характеризується найменшою порогової концентрацією. Так як ця ознака шкідливості визначає характер найбільш ймовірного несприятливого дії найменших концентрацій кожної речовини, він отримав назву лімітує ознаки шкідливості. У нашій країні прийнята класифікація забруднень за такими видами ЛПВ: загальносанітарного, органолептическому, санітарно-токсикологічному, токсикологическому і рибогосподарському.Коли в загальному стоці виробничі забруднення відносяться до однієї групи за лімітуючими ознакою шкідливості, але характеризується різною величиною ГДК і містяться в стоці в різних концентраціях, облік особливості комбінованої дії повинен здійснюватися за рівнянням
Якщо
Тоді ефект очищення по кожній групі ЛПВ знаходять, використовуючи формулу
2.5. Визначення необхідного ступеня очищення виробничих стічних вод
Зважені речовини. Допустимий вміст завислих речовин (мг / л) в спускаються СВ відповідно до санітарних правил визначається з рівняння:де γ - коефіцієнт змішування, що показує, яка частина витрат води у водоймищі змішується зі СВ в розрахунковому створі;
Q - витрата води у водоймі;
q - витрата СВ, що надходять у водний об'єкт, м3 / с;
m - вміст завислих речовин у СВ;
p - допустимий вміст зважених речовин у водоймі після спуску СВ (в залежності від виду водокористування, г/м3; p = 0,75 або 0,25);
b - вміст завислих речовин у воді водного об'єкта до спуску СВ, г/м3;
n - кратність розведення.
Необхідна ступінь очищення по зважених речовинах,%:
де С - концентрація зважених речовин у СВ до очищення, мг / л.
Біологічне споживання кисню (БСКповного). Баланс біохімічної потреби в кисні суміші річковий і СВ в розрахунковому створі виражається рівнянням
де КСТ і Кр - константи швидкості споживання кисню стічної і річковою водою;
Lст - БСКповного СВ, яка повинна бути досягнута в процесі очищення;
Lp - БСКповного річкової води до місця випуску СВ;
LП. Д - гранично допустиме БСКповного суміші річкової води і СВ в розрахунковому створі;
t - тривалість переміщення води від місця випуску СВ до розрахункового створу, що дорівнює відношенню відстані по фарватеру від місця випуску СВ до розрахункового створу lCP до середньої швидкості течії води в річці на даній ділянці VCP;
γ - кратність розведення.
Звідси
Якщо БСКповного. ФАКТ СВ Lф <LCT, то до випуску у водний об'єкт вона повинна бути очищена. Необхідна ступінь очищення,%, визначається виразом:
Общесанітарний показник шкідливості. Визначення необхідного ступеня очищення по загальносанітарного показником шкідливості, а також за санітарно-токсикологічному і органолептическому показниками шкідливості, для яких встановлені ГДК, здійснюється за формулою
3. Розрахунок допустимих концентрацій забруднюючих речовин у виробничих стічних водах, що скидаються у системи каналізації населених пунктів
Розрахунок допустимих концентрацій ЗР, що містяться в похідних СВ і видаляються на очисних населеного пункту, проводиться наступним чином:а) визначається припустима концентрація ЗР у очищених міських СВ, ССТ, мг / л:
де CN - ГДК ЗР у контрольному (розрахунковому) створі водного об'єкта відповідного виду використання, мг / л;
Сф - фактична концентрація того чи іншого речовини у воді водного об'єкта до скиду в нього СВ даних очисних споруд, приймається за даними Держкомгідромету, матеріалів органів по регулюванню використання і охороні вод системи Мінводгоспу РФ або шляхом прямих вимірювань на водному об'єкті, мг / л;
n - кратність змішання очищених СВ з водою водного об'єкта в розрахунковому створі, приймається за даними Держкомгідромету або визначається розрахунками відповідно до Методичних вказівок щодо застосування Правил охорони поверхневих вод від забруднень СВ.
При Сф> СN перший член правої частини залежності (16) в розрахунок не приймається і ССТ = СN.
б) визначається допустима концентрація ЗР у суміші виробничих і побутових СВ, що надходять на очисні споруди населеного пункту, СГСВ:
де А - ефективність видалення ЗВ на очисних спорудах населеного пункту,%; приймається за даними роботи діючих очисних споруд або за даними таблиці 7.
Якщо в результаті розрахунку виявляється, що Ст. с. в. > СБ о. о., то слід перерахувати Сст з формули (53), прийнявши, що Ст. с. в. = СБ о. о.
При узгодженні з органами по регулюванню використання і охороні вод слід особливо відзначити проведений розрахунок і встановлену свідомо нижче допустимої з розрахунку по ГДК величину Сст;
стічних вод, СПСВ:
де Збут _ вміст забруднюючої речовини в побутових стічних водах, мг / л;
Q _ витрата міських стічних вод, що містять дане забруднююча речовина, м 3 / доб.
Збут визначається в кожному конкретному випадку на підставі аналізу тільки побутової стічної води (або за даними, наведеними нижче), при відсутності даних приймається Збут = 0.
г) розрахунки допустимих концентрацій відомих речовин і БПК виконуються при проектуванні очисних споруд населених пунктів. Розрахунок допустимої концентрації розчинених солей здійснюється, виходячи з того, що їх вміст у процесі біологічного очищення стічних вод практично не змінюється, а сумарна ГДК у воді водних об'єктів _ 1000 мг / л (по сухому залишку, відповідно до правил охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами);
| Забруднюючі речовини | Можлива концентрація в побутових СВ |
| Алюміній | 0,5 |
| Азот амонійний | 18 - 20 |
| Залізо | 1 - 2 |
| Жири | 30 - 60 |
| Мідь | 0,01 - 0,03 |
| СПАР (аніонні) | 3 - 8 |
| Сульфати | 80 - 100 |
| Хлориди | 40 - 60 * |
| Цинк | 0,02 - 0,3 |
д) вміст біогенних елементів на кожні 100 мг / л, БПКполі міських СВ не повинно бути менше 5 мг / л азоту N і 1 мг / л фосфору P.
4. При вступі до системи каналізації населених пунктів виробничих стічних вод, що містять декілька забруднюючих речовин з однаковим лімітуючим показником шкідливості, сума відношень концентрацій СX, СY, ..., CK кожного з речовин до відповідної допустимої їх концентрації у виробничих стічних водах
CKп. с. в. не повинна перевищувати 1:
Визначення величини СX, CY, ..., CK може бути вироблено двома шляхами: допустима концентрація речовин у вироблених стічних водах зменшується у стільки разів, скільки речовин скидається; величина зменшення Сп. с. в. розподіляється виходячи з реальних умов, обумовлених можливостями підприємств.
При скиданні стічних вод у водні об'єкти господарсько-побутового та культурно-побутового водокористування враховується сумарна присутність по одному лімітуючим показником шкідливості тільки речовин I-II класу гігієнічної небезпеки.
Облік сумарного присутності речовин з однаковим лімітуючим ознакою шкідливості проводиться або на етапі розрахунку ССТ, або на етапі розрахунку СПСВ.
5. Допустимий скид забруднюючих речовин від промислового підприємства в систему каналізації населеного пункту визначається за формулою:
де qn-витрата виробничих стічних вод даного підприємства, м3 / ч.
У разі введення промисловим підприємством оборотного водопостачання, що зумовило зменшення витрати скидаються у каналізацію населеного пункту виробничих стічних вод, допускається збільшення концентрації забруднюючих речовин в межах допустимого скидання, встановленого даному підприємству.
Питання приєднання невеликих підприємств (з витратою виробничих стічних вод не більше 100 м 3 / добу) у пристрої локальних очисних споруд для очищення стічних вод декількох підприємств узгоджується з водопровідно-каналізаційним підприємством у кожному окремому випадку залежно від місцевих умов.
4. Основні заходи з охорони водних ресурсів
4.1. Загальні відомості
Найбільш активною формою захисту від забруднення є безвідходна технологія виробництва.Під поняттям "безвідходна технологія" слід розуміти комплекс заходів у технологічних процесах, що дозволяють до мінімуму скоротити кількість шкідливих скидів і зменшити до пріємлімоє рівня вплив відходів на водні ресурси.
У цей комплекс заходів входять:
· Створення і впровадження нових технологічних процесів з утворенням найменшої кількості відходів;
· Розробка безстічних технологічних систем та водооборотних циклів на базі способів очищення стічних вод;
· Впровадження систем переробки відходів;
· Створення промислових комплексів, що мають замкнуту структуру;
Оскільки повний переклад промисловості на безвідходну технологію є складне завдання, то важливими напрямками екологізації виробництва слід вважати:
· Зменшення скидів забруднюючих речовин у водні об'єкти за рахунок вдосконалення технологій;
· Утилізацію відходів;
· Застосування пасивних методів захисту водних об'єктів.
Пасивні методи захисту водних об'єктів включають комплекс заходів з обмеження скидів комунально-побутових стоків, стоків промислового та сільськогосподарського комплексу у водні об'єкти, а також утилізацію та захоронення відходів.
Перед скиданням стічних вод у водний об'єкт навіть після грунтовного очищення їх необхідно розбавляти чистою водою. У всьому світі на розведення стічних вод щорічно витрачається 5500 км3 чистої води _ втричі більше, ніж на всі інші потреби людства.
Стічні води впливають на санітарний режим водойм і водотоків, тобто на процеси їх природного самоочищення від органічних речовин. Вивчення процесів природного самоочищення водних об'єктів ведеться в двох напрямках: за допомогою урахування зміни біохімічного споживання кисню та обліку продуктів нітрифікації при різних концентраціях забруднюючих речовин (св. В). Кінцева мета цих досліджень _ встановлення значень СВ.В. у воді, при яких не порушуються основні процеси самоочищення водойм.
Розрахунок допустимих концентрацій забруднюючих речовин у стічних водах, що скидаються у водні об'єкти, проводиться відповідно до Правил охорони поверхневих вод. Ці правила призначені для регулювання складу і концентрації речовин у стічних водах, а також регламентують встановлення норм ПДС речовин для водних об'єктів різних категорій.
До основних засобів регулювання якості природних вод відносяться:
· Очищення промислових і комунальних стоків;
· Меліоративні та протиерозійні заходи;
· Скорочення забруднення атмосфери;
· Поліпшення розробки і використання природних ресурсів.
4.2. Вибір місця розташування пунктів спостереження за станом водних об'єктів
Вибір місця розташування пункту спостереження є найбільш важливим етапом організації робіт із спостереження за забрудненням поверхневих вод. Під пунктом спостереження слід розуміти місце на водоймі або водотоці, в якому проводиться комплекс робіт по отриманню даних про якість води. Пункти спостережень організовуються в першу чергу на водних об'єктах мають велике народногосподарське значення, а також об'єктах,. Схильних до сильного забруднення стічними водами підприємств, госппобутової стоками, а також стоками сільськогосподарських угідь та тваринницьких комплексів.Крім цього, при розташуванні пунктів враховуються стан і перспективи використання водного об'єкта.
Кількість і місця розташування пунктів спостережень повинні забезпечити отримання всієї необхідної інформації.
Пункти спостережень включають в себе один або кілька створів. Під створом мається на увазі умовне поперечний переріз водойми або водотоку, в якому проводиться комплекс робіт для отримання даних.
Створи розміщуються з урахуванням гідрометеорологічних умов і морфологічних особливостей водойми.
Таблиця 1 - Кількість створів в залежності від характеристики водного об'єкта.
| Характеристика водного об'єкта | Кількість створів та їх місце розташування |
| З інтенсивним водообміном | Один - вище джерела забруднення |
| Ще менше двох-нижче джерела на відстані 0,5 км скидання | |
| З помірним водообміном | Один - поза зоною впливу джерела забруднення |
| Другий - у місці скидання | |
| Водотік з наявністю організованого скидання | Другий - у місці скидання |
| Ще один - за межею зони забруднення | |
| Два і більш створів. Перший-на 1км вище джерела забруднення, другий - разом достатньо повного змішання скидання з водою ставка |
Два створу і більше встановлюють на водотоках при наявності організованого скидання СВ. Один з них розташовують на відстань 1 км вище джерела забруднення, поза зоною його впливу; інші - нижче джерела забруднення в наступних місцях:
· У місці достатньо повного (не менше 80%) змішання СВ з водами водотоку;
· У місці, визначеному в установленому порядку не далі 0,5 км від місця випуску на об'єктах рибогосподарського водокористування.
При наявність на водотоці декількох рукавів створи розташовуються на тих з них, де спостерігаються найбільші витрати води і є порушення норм якості води.
4.3. Характеристики створу
Характеристиками створу є його вертикаль і горизонт. Під вертикаллю створу слід розуміти умовно прямовисну лінію від поверхні води (або льоду) до дна водойми або водотоку, на яких виконується робота про показники якості води. Кількості вертикалей визначається шириною зони забруднення. Першу вертикаль розташовують на відстані не більше 0,5 км від берега або від місця скидання стічних вод, останню - безпосередньо за межею зони забруднення.При неоднорідному хімічному складі води в створі встановлюють не менше 3-х вертикалей (на стрижні потоку і на відстані 3-5 км від берега). При однорідному хімічному складі одну вертикаль (на стрижні потоку).
Під горизонтом створу слід розуміти місце на вертикалі (по глибині), на якому виробляють комплекс робіт з визначення якості води. Кількість горизонтів залежить від глибини об'єкта. При глибині до 5 м встановлюється горизонт у поверхні води: влітку - 0,3 м від поверхні води, взимку у нижній поверхні льоду. При глибині від 5-10 м встановлюється 2 горизонту: у поверхні і у дна (на відстані 0,5 м від дна). При глибині більше 10 м встановлюється 3 горизонту: біля поверхні, у дна і на половині глибини об'єкта. При глибині більше 100м: біля поверхні, у дна і на глибині 10, 20, 50 м. Крім того встановлюють додаткові горизонти в кожному шарі стрибка щільності.
4.4. Наукові основи організації діяльності з управління впливу на навколишнє середовище
Збільшення масштабів забруднення навколишнього середовища викликає необхідність розробки швидких і ефективних способів захисту від забруднення, а також методів запобігання шкідливому впливу забруднювачів.В даний час з надр землі щорічно витягується 100 млрд. т. руди, палива та будівельних матеріалів, в тому числі 4 млрд. т. нафти і природного газу, 2 млрд. т. вугілля на поля розсіюється 92 млрд. т. мінерального добрива і 2 млн. т. отрутохімікату. В атмосферу викидається 200 млн. т. оксиду вуглецю і 50 млн. т. вуглеводнів, 146 млн. т. діоксиду сірки, 53 млн. т. оксидів азоту, 250 млн. т. пилу. У водойми скидаються 32 млрд. м3 неочищених вод. У світовій океан щорічно потрапляє 7 млн. га. грунтів. Все це з очевидністю вимагає коригування дій людства, тому що деякі зміни в навколишньому середовищі стали незворотними.
Очевидно, що для обмеження впливу на навколишнє середовище і раціонального використання природних ресурсів н5еобходімо знання наукових основ сутності законів географічного розвитку Землі, процесів впровадження техніки в лісові ландшафти, технологічних факторів, що впливають на природу землі (від верхніх шарів атмосфери до багатометрових глибин океану і земних надр .), і ін
Тому розробляються в усьому світі заходи з охорони навколишнього середовища базуються:
· На законах розподілу і перерозподілу речовини енергії;
· Балансі речовини і трансформованих властивостей океанів і континентів;
· Балансі між пріродообразующімі сферами: атмосферою, гідросферою, літосферою, біосферою;
· Закону розвитку і взаємодії природи і суспільства;
· Використання моделі від побудови і трансформації забруднюючих речовин, що дозволяють зв'язати кількість забруднюючих речовин, що потрапляють у навколишнє середовище, з концентрацією екотоксикантів в природі.
В основі організації діяльності з охорони навколишнього середовища від забруднень лежать науково обгрунтовані нормативи якості ОС: ГДК, ОДУ, ОБВ, ЛК, ПК та ін, а також нормативи призначені для регламентування антропогенного навантаження на природу: ПДВ, ВСВ, ПДС, ВСР та ін .
Розробка перерахованих критеріїв і нормативів заснована на фізико-хімічні властивості забруднюючих речовин, а також на наукових дослідженнях за фізико-хімічними та токсикологічними впливу забруднювачів на здоров'я людини і об'єктів ОЗ.
Для оцінки ефективності природоохоронних заходів, для прогнозування можливого дії забруднюючих речовин на біосферу в майбутньому використовуються наукові досягнення в галузі фізико-хімічних, термодинамічних, математичних та ін математичних наук, що описують характер поширення, поведінку і взаємодію забруднюючих речовин.
Цілком очевидно, що справа охорони ОС вимагає об'єднання зусиль вчених, що працюють в різних галузях сучасної науки.
5. Розрахунок допустимої концентрації речовин у виробничих водах, що скидаються у системи каналізації населених пунктів
Вихідні дані:У виробничих СВ міститися фенол, свинець, формальдегід.
Витрата міських СВ Q = 100000 м3/сут.
Витрата виробничих СВ q = 10000 м3/сут.
Водний об'єкт господарсько-питного та культурно-побутового водокористування (дані повинні бути отримані в органах з регулювання ис-користування та охорони вод системи Міністерства екології).
Кратність змішання очищених СВ з водами водного об'єкта n = 2.
Фактична концентрація формальдегіду у воді водного об'єкта CФ = 0,05 мг / л, фенол і свинець у воді водного об'єкта відсутні.
Зміст ЗР у побутових СВ:
· З фенол побут. = 0,003 мг / л;
· З форм побут. = 0,075 мг / л;
· Свинець в побутових стічних водах відсутня.
Свинець скидає одне підприємство з витратою СВ 1000 м3/сут.; Формальдегід - два підприємства з витратою СВ, відповідно 2000 м3/сут. і 1000 м3/сут; фенол - три підприємства з витратами СВ, відповідно 3000, 2000, і 1000 м3/сут.
Розрахуємо допустиму концентрацію в очищених міських СВ, використовуючи формулу (16).
Фенол: Сст = 2 × (0,01 - 0) + 0 = 0,02 мг / л;
Свинець: Сст = 2 × (0,03 - 0) + 0 = 0,06 мг / л;
Формальдегід: Сст = 2 × (0,05 - 0,05) + 0,05 = 0,05 мг / л.
Знайдемо концентрацію в суміші виробничих і побутових СВ за формулою (17).
Фенол: А = 95 (відсоток очищення), тоді СГСВ =
Концентрація фенолу, допустима для процесу біологічної очистки, не повинна перевищувати 15 мг / л, тому що СБ.О.С. для фенолу - 15 мг / л.Т. обр., умова СГСВ £ СБ.О.С. дотримується.
Величина допустимої концентрації в сумі витрати виробничих СВ визначається за формулою (18).
ССПВ =
Свинець: А = 50 СГСВ =
СПСВ =
Формальдегід: А = 80 СГСВ = 
СПСВ =
Свинець і формальдегід для води водних об'єктів господарсько-питного водокористування нормуються за санітарно-токсикологічному ознакою. І тому їх розрахункові допустимі концентрації мають бути уточнені для забезпечення умови (19). Таким чином:
СPbПСВ фактич. =
СформальдегідПСВ фактич. =
Таким чином умова (19) виконується.
Допустимий скид підприємства в систему каналізації обчислюємо, використовуючи формулу (20), враховуючи що значення скидів необхідно отримати в грамах за годину.
Фенол:
Р1 =
Р2 =
Р3 =
Свинець:
Р1 =
Формальдегід:
Р1 =
Р2 =
Склад СВ характеризується наступними показниками:
Зважені речовини Сствзвеш. = 150 мг / л.
Фенол Сстфенол = 0,15 мг / л.
Свинець СстPb = 2,5 мг / л.
Природна вода в створі має такі концентрації:
Зважені речовини Сввзвеш. = 55 мг / л.
Фенол - відсутня.
Свинець СстPb = 0,06 мг / л.
Розрахункова кратність розбавлення вод n = 2.
Водний об'єкт відноситься до категорії рибогосподарського водокористування.
Так як даний водний об'єкт належить по категорії водокористування до "водоймам, використовуваним для рибогосподарських цілей", то для нього необхідно забезпечити наступні значення ГДК:
СДОПВЗВ = 0,75 мг / л; СДОПфенол = 0,001 мг / л; СДОПPb = 0,1 мг / л.
Для розрахунку гранично допустимого вмісту завислих речовин в очищених СВ перед скиданням у водойму використовуємо формулу
СочВЗВ = 55 + 0,75 × 2 = 56,5 мг / л.
Звідси необхідна ступінь очищення по зважених речовинах визначається за формулою (11)
Д =
Розрахуємо необхідну ступінь очищення СВ по фенолу і свинцю, враховуючи, що дані речовини мають різні лімітуючі ознаки шкідливості (рибогосподарські і токсикологічний відповідно). Тоді знаходимо ефект очищення, використовуючи формулу:
Соч = n (СДОП - СВ) + СДОП.
Звідси необхідна ступінь очищення по зважених речовинах визначає-ся за формулою:
Е =
Фенол:
Сочфенол = 2 × (0,001 - 0) +0,001 = 0,003;
Е =
Свинець:
СочPb = 2 × (0,1 - 0,06) + 0,1 = 0,18;
Е =
Отримані результати заносимо в таблицю.
2. Методика розрахунку гранично допустимих скидів (ГПС) речовин у водні об'єкти зі стічними водами. _ Харків, 1990. _ С.113. З троітельние норми і правила. Каналізація. Зовнішні мережі і споруди. СниП 2.04.03-85. _ М., 1986. _ С.72.
3. Правила прийому виробничих стічних вод у системи каналізації населених пунктів. _ 4-е вид. _ М., 1988. _ С.48.
4. Правила охорони поверхневих вод (типові положення). _ М., 1991. . С.34.
5. Путімов А.В., Копреев А.А., Петрухін Н.В. Охорона навколишнього середовища. _ М.: Хімія, 1991. _ С.223.
6. Санітарні правила та норми. Охорона поверхневих вод від забруднення. СанПіН № 4630-88 / Мін-во охорони здоров'я СРСР. _ М., 1988. _ С.66.
7. Черкінський С.М. Санітарні умови спуску стічних вод у водойми. - М.: Стройиздат, 1977. - С.222.
СПСВ =
Свинець і формальдегід для води водних об'єктів господарсько-питного водокористування нормуються за санітарно-токсикологічному ознакою. І тому їх розрахункові допустимі концентрації мають бути уточнені для забезпечення умови (19). Таким чином:
СPbПСВ фактич. =
СформальдегідПСВ фактич. =
Таким чином умова (19) виконується.
Допустимий скид підприємства в систему каналізації обчислюємо, використовуючи формулу (20), враховуючи що значення скидів необхідно отримати в грамах за годину.
Фенол:
Р1 =
Р2 =
Р3 =
Свинець:
Р1 =
Формальдегід:
Р1 =
Р2 =
| Речовини | Qгор, м3/сут | qпроізв, м3/сут | n | Сф, мг / л | Збут, мг / л | СN | % | ЛПВ | Категорія водокористування |
| Фенол | 100000 | 10000 | 2 | 0 | 0.003 | 0,01 | 95 | органолептичний | госп-пит |
| Cвінец | 100000 | 10000 | 2 | 0 | 0 | 0,03 | 50 | санітар. -Токсиколого. | госп-пит |
| Форм. | 100000 | 10000 | 2 | 0,05 | 0,075 | 0,05 | 80 | санітар. -Токсиколого. | госп-пит |
6. Розрахунок необхідного ступеня очищення виробничих стічних вод перед скиданням у водний об'єкт
Вихідні дані:Склад СВ характеризується наступними показниками:
Зважені речовини Сствзвеш. = 150 мг / л.
Фенол Сстфенол = 0,15 мг / л.
Свинець СстPb = 2,5 мг / л.
Природна вода в створі має такі концентрації:
Зважені речовини Сввзвеш. = 55 мг / л.
Фенол - відсутня.
Свинець СстPb = 0,06 мг / л.
Розрахункова кратність розбавлення вод n = 2.
Водний об'єкт відноситься до категорії рибогосподарського водокористування.
Так як даний водний об'єкт належить по категорії водокористування до "водоймам, використовуваним для рибогосподарських цілей", то для нього необхідно забезпечити наступні значення ГДК:
СДОПВЗВ = 0,75 мг / л; СДОПфенол = 0,001 мг / л; СДОПPb = 0,1 мг / л.
Для розрахунку гранично допустимого вмісту завислих речовин в очищених СВ перед скиданням у водойму використовуємо формулу
СочВЗВ = 55 + 0,75 × 2 = 56,5 мг / л.
Звідси необхідна ступінь очищення по зважених речовинах визначається за формулою (11)
Д =
Розрахуємо необхідну ступінь очищення СВ по фенолу і свинцю, враховуючи, що дані речовини мають різні лімітуючі ознаки шкідливості (рибогосподарські і токсикологічний відповідно). Тоді знаходимо ефект очищення, використовуючи формулу:
Соч = n (СДОП - СВ) + СДОП.
Звідси необхідна ступінь очищення по зважених речовинах визначає-ся за формулою:
Е =
Фенол:
Сочфенол = 2 × (0,001 - 0) +0,001 = 0,003;
Е =
Свинець:
СочPb = 2 × (0,1 - 0,06) + 0,1 = 0,18;
Е =
Отримані результати заносимо в таблицю.
| Речовини | n | Св, мг / л | СДОП | Сст, мг / л | Соч | % | Категорія водокористування | ЛПВ |
| Зважені речовини | 2 | 55 | 0,75 | 150 | 56,5 | 62,3 | риб / госп | - |
| Фенол | 2 | 0 | 0,001 | 0,15 | 0,003 | 98 | риб / госп | рибогосподарський |
| Свинець | 2 | 0,06 | 0,01 | 2,5 | 0,18 | 92,8 | риб / госп | токсикологічний |
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Інструкція з нормування викидів (скидів) забруднюючих речовин в атмосферу і в водні об'єкти. _ М., 1989. _ С.18.2. Методика розрахунку гранично допустимих скидів (ГПС) речовин у водні об'єкти зі стічними водами. _ Харків, 1990. _ С.113. З троітельние норми і правила. Каналізація. Зовнішні мережі і споруди. СниП 2.04.03-85. _ М., 1986. _ С.72.
3. Правила прийому виробничих стічних вод у системи каналізації населених пунктів. _ 4-е вид. _ М., 1988. _ С.48.
4. Правила охорони поверхневих вод (типові положення). _ М., 1991. . С.34.
5. Путімов А.В., Копреев А.А., Петрухін Н.В. Охорона навколишнього середовища. _ М.: Хімія, 1991. _ С.223.
6. Санітарні правила та норми. Охорона поверхневих вод від забруднення. СанПіН № 4630-88 / Мін-во охорони здоров'я СРСР. _ М., 1988. _ С.66.
7. Черкінський С.М. Санітарні умови спуску стічних вод у водойми. - М.: Стройиздат, 1977. - С.222.