Расчет норматива предельно допустимого сброса отдельного выпуска сточных вод в водоем

Нормативы ПДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются для каждого выпуска сточных вод по формуле.

Норматив ПДС = qCnдс. (5.31).

Расчетная формула для определения Спдс следующая:

а) для консервативных веществ.

(5.32).

б) для неконсервативных веществ.

(5.33).

где Спдк — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м3; Сф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод; п — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке; к — коэффициент неконсервативности, 1/сут; t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут. (суточный пробег).

Кратность общего разбавления равна произведению кратности начального разбавления (пн) на кратность основного (п0):

(5.34).

Кратность начального и основного разбавления рассчитывается по методу ?. Л. Руффеля для двух случаев расположения выпуска:

• • выпуск в мелководную часть или в верхнюю треть глубины водоема, когда загрязненная струя распространяется вдоль берега под воздействием поверхностного течения, имеющего одинаковое с ветром направление;
• • выпуск в нижнюю треть глубины водоема, когда загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска под воздействием донного компенсационного течения, имеющего направление, обратное направлению ветра.

Исходные данные:

• • расход сточных вод выпуска (q, м3/с);
• • скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод (V, м/с);
• • средняя глубина водоема вблизи выпуска (Нср, м).

В зависимости от средней глубины водоема (Н0) средняя глубина (Нср) определяется на участке ?L:

где Н0 — расстояние до контрольного створа L, м.

Алгоритм расчета следующий.

• 1. Определяется кратность начального разбавления:
  • • при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины водоема

(5.35).

• при выпуске в нижнюю треть глубины:

(5.36).

• 2. Определяется кратность основного разбавления:
  • • при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины водоема:

(5.37).

где или по табл. 5.9;

• при выпуске в нижнюю треть глубины водоема:

(5.38).

где или по табл. 5.10.

Таблица 5.9

Значение n0 (случай — выпуск в мелководье).

Таблица 5.10

Значение п0 (случай — выпуск в нижнюю треть глубины водоема)

Пример

Расчет нормативов ПДС загрязняющих веществ в водоем. Выпуск хозяйственно-бытовых сточных вод после очистки осуществляется в озеро, которое в период весеннего половодья и многоводные годы может соединяться с рекой. Озеро — рыбо-хозяйственный водоем первой категории. Выпуск производится в верхнюю треть озера. Зона, в которую осуществляется выпуск, застойная, средняя глубина в этой зоне 0,35−0,45 м. Расстояние до контрольного створа от места выпуска — 300 м. Тип течения в озере — ветровое. Скорость устойчивого ветра V = 1,3 м/с. Расход сточных вод q = 0,0015 м3/с = 5,4 м3/ч = 129,6 м3/сут.

I. Расчет кратности разбавления сточных вод в водоеме производится по методу Руффеля, так как в водоеме преобладают устойчивые ветровые течения. Выпуск осуществляется в верхнюю мелководную треть водоема, глубина зоны смешения 0,45 м (что не больше 10 м, достигнутого для метода Руффеля), расстояние от выпуска до противоположного берега 300 м, что не больше установленных 500 м.

По данному методу кратность полного разбавления сточных вод подсчитывается по результатам начального разбавления, происходящего непосредственно у выпуска, и основного, которое продолжается по мере удаления от места выпуска.

Расчет производится по формуле.

где q — расход сточных вод 0,0015, м3/с; V — скорость ветра над водной поверхностью в месте выпуска сточных вод, 1,3 м/с; Hср — средняя глубина водоема вблизи выпуска, 0,45 м.

Кратность основного разбавления вычисляется по формуле где - расстояние от выпуска до контрольного створа, м.

Кратность общего разбавления:

II. Определение концентраций допустимых к сбросу (Спдс). Общие требования следующие (табл. 5.11).

Таблица 5.11

Гидрохимические данные водоема выше сброса (фон, озеро, берег) и сточных вод (г/м3).

• 1. Взвешенные вещества:
  • • Сф = 29,2 мг/л;
  • • Сст = 146,6 мг/л;
  • • СПДК = Сф + 0,75 = 29,95 мг/л.
  • • Спдс = 29,2 + 13,23 • 0,75 = 39,12 мг/л.
• 2. БПКполн:
  • • Сф = 6,23 мг/л;
  • • Сст = 6,77 мг/л;
  • • Спдк = 3 мг/л.

Повышенное значение БПКп обусловлено природными процессами. Поэтому, пока не установлены региональные ПДК, принимаем Спдс = Сф= 6,23 мг/л.

• 3. Сухой остаток:
  • • Сф = 192 мг/л;
  • • Сст = 493,5 мг/л;
  • • СПДК = 1000 мг/л.

Имеет место соотношение.

Принимаем Спдс = Сст = 493,5 мг/л.

Определим загруженность фона озера по NH4, NО2 и Fe (группа веществ с ЛПВ-токс.):

Фон озера по веществам, входящим в группу ЛПВ-токс., — загруженный. Поэтому для этих веществ ПДС, принятый из условия сохранения фона, следующий.

• 1. Аммоний солевой:
  • • Спдс = Сф = 7,8 мг/л.
• 2. Железо:
  • • Спдс = Сф = 5,5 мг/л.
• 3. Нитрит ион:
  • • СПДС = Сф = 0,057 мг/л.

Определяем загруженность фона по NО3, СПАВ, хлоридам и сульфатам (группа веществ с ЛПВ-сан. токс.):

С учетом суммации для определения ПДС для каждого вещества принимаем приведенную ПДК:

где т — количество веществ, входящих в эту группу; ?i — коэффициент распределения доли i-го загрязняющего вещества в группе.

Принимается, что для нитратов ?1 = 1,2; для СПАВ ?2 = 1; для хлоридов ?3 = 0,6; для сульфатов ?4 = 1,2.

Проверка:

Расчет ПДС для группы веществ с ЛПВ-сан. токе, следующий.

• 1. Нитраты:
  • • Сф = 10,38 мг/л;
  • • Сст = 74,90 мг/л;
  • •
  • • СПДК = 10,38 + 13,23(12,0 — 10,38) = 31,81 мг/л.
• 2. СПАВ:
  • • Сф = 0,12 мг/л;
  • • Сст = 0,26 мг/л;
  • •
  • • Спдс = 0,12 + 13,23(0,125 — 0,12) = 0,186 мг/л.

Принимаем Спдс = 0,186 мг/л.

• 3. Хлориды:
  • • Сф= 11,4 мг/л;
  • • Сст = 198 мг/л;
  • •
  • • Спдс = 11,4 + 13,23(45 — 11,4) = 454,92 мг/л > Сст. Принимаем Спдс= Сст = 198 мг/л.
• 4. Сульфаты:
  • • Сф = 25мг/л;
  • • Сст = 408 мг/л;
  • •
  • • Спдс = 25 + 13,23(30 — 25) = 91,15 мг/л.

Расчет ПДС для группы веществ с ЛПВ-рыбхоз.

• 1. Нефтепродукты:
  • • Сф = 0,02 мг/л;
  • • Сст = 0,21 мг/л;
  • • СПДК = 0,05 мг/л;
  • • Спдс = 0,02 + 13,23(0,05 — 0,02) = 0,416 мг/л.

Так как Спдс (расчетное) > Сст, принимаем, что Спдс = Сст = 0,21 мг/л.

III. Расчет нормативов ПДС. Расчетный расход сточных вод q = 5,4 м3/ч, ПДС = СПДС • q.

Результаты расчетов сведены в табл. 5.12.

Таблица 5.12

Результат расчета