Что определяют при расчете необходимой степени очистки по растворенному кислороду

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода

Допустимую максимальную величину БПК спускаемых в водоем сточных вод определяют по требованиям санитарных правил. При этом минимальное содержание растворенного кислорода должно быть 4 или 6 мг/л после спуска сточных вод (в зависимости от вида водопользования). Расчеты производятся для величины БПК_полн. Кислородный режим в водоемах определяют для летнего и зимнего периодов. В качестве расчетного принимается наиболее неблагоприятный период.

Существует ряд способов определения допустимой нагрузки сточных вод на водоем по содержанию кислорода. Наиболее простой основан на учете поглощения сточными водами только того растворенного кислорода, который подходит с речной водой к месту спуска сточных вод. При этом считают, что если концентрация в речной воде растворенного кислорода не станет ниже 4 мг/л в течение пяти суток, то это снижение не произойдет и в дальнейшем. Это условие выражено уравнением:

(2.25)

где –содержание растворенного кислорода в речной воде до места спуска сточных вод, мг/л; –расчетный расход речной воды в м 3 /с, участвующий в смешении; q –расход сточных вод, м 3 /с; и –БПК_полн соответственно речной и сточной воды, мг/л; 0,4 – коэффициент для пересчета БПК_полн в пятисуточное; – наименьшая концентрация растворенного кислорода, которая должна сохраниться в воде водоема, мг/л.

Таким образом, приведенное выше уравнение составлено из условия, что весь наличный запас растворенного кислорода должен быть израсходован на окисление органического загрязнения речной и сточной воды. В результате концентрация растворенного кислорода в общей смеси должна быть равна или 4 или 6 мг/л.

Допустимая концентрация сточных вод при этом условии:

(2.26)

Требуемую степень очистки сточных вод по растворенному кислороду определяют по формуле:

(2.27)

где – БПК_полн сточной воды до очистки, мг/л.

Источник

ПРИМЕРЫ РАСЧёТА НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Пример 1

В водоток с расходом Q=35м 3 /с после очистных сооружений сбрасываются очищенные сточные воды с расходом q=0,6м 3 /с. Концентрация взвешенных веществ сточной воде, поступающей на очистные сооружения, С_ст = 250 мг/л.

Участок водного объекта, куда сбрасываются сточные воды, относится ко второй категории рыбохозяйственного водопользования.

Фоновая концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до места сброса С_ф = 3 мг/л.

Коэффициент смешения для данного случая: γ = 0,71.

Определить концентрацию взвешенных веществ, в очищенной сточной воде и необходимую эффективность очистки.

Решение.

В соответствии с («Правила охраны поверхностных вод (типовые положения)» Утв. Госкомприродой СССР 21.02.91, приложение 1), допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водном объекте после сброса сточных вод К_разр = 0,75 мг/л.

Концентрация взвешенных веществ в очищенной сточной воде, сбрасываемой в данный водный объект, определяется по формуле (3):

Для этого очистные сооружения должны обеспечить необходимую эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам (4):

Вывод: Таким образом, для соблюдения санитарных условий сброса сточных вод необходимо удалить на очистных сооружениях не менее 86% вредных веществ.

Пример 2

Определить по содержанию растворённого кислорода необходимую степень очистки сточных вод, которые сбрасываются в водоток, при следующих условиях:

­ расход сточных вод q = 1,4 м 3 /с;

­ полное биохимическое потребление кислорода сточной водой, поступающей на очистные сооружения, БПК ст _полн = 380 мг/л;

­ категория водоема: культурно-бытовое водопользование;

­ расход водотока Q = 38 м 3 /с;

­ коэффициент смешения сточных вод γ = 0,51;

­ содержание растворенного кислорода в воде водотока до места сброса сточных вод О в = 6,5 мг/л;

­ БПК_полн в водотоке до места сброса L в _полн = 2,0 мг/л.

Решение.

Для водоёма культурно-бытового водопользования допустимая концентрация растворённого кислорода в расчётном створе не должна быть менее 4 мг/л в любой период года.

Расчётную концентрацию по БПК_полн в очищенных сточных водах из условия сохранения, в расчётном створе допустимой концентрации растворённого кислорода определяем по формуле (5):

Необходимую степень эффективности очистки сточных вод определяем по формуле (4):

Вывод: Таким образом, для соблюдения санитарных условий сброса сточных вод необходимая степень очистки на очистных сооружениях составляет не менее 87% по содержанию растворённого кислорода в воде.

Пример 3

Определить необходимую степень очистки производственных сточных вод от вредных веществ, если в сточных водах содержатся следующие загрязнения:

CNiст= 1,15 мг/л, СMoст= 1,1 мг/л,

СAsст= 0,6 мг/л. СZnст= 0,6 мг/л.

Сточные воды подлежат сбросу в водоток, который относится к источникам хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

Кратность разбавления сточных вод n= 65.

Вода до места сброса сточных вод характеризуется следующими показателями:

CNiв= 0,003 мг/л, СMoв=0,15 мг/л,

СAsв= 0,002 мг/л, СZnв= 0,87 мг/л.

Предельно допустимые концентрации указанных веществ (ГН 2.1.5.1315-03Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования):

CNiПДК= 0,02 мг/л, СMoПДК= 0,25 мг/л,

СAsПДК= 0,01 мг/л. СZnПДК= 1,0 мг/л.

Решение.

Все вещества, которые были отмечены в сточной воде, относятся к определённому лимитирующему показателю вредности (ЛПВ).

К группе санитарно-токсикологическогоЛПВ относятся: никель, молибден, мышьяк; к группе общесанитарногоЛПВ относится цинк.

Санитарно-токсикологические ЛПВ относятся к трудно удаляемым вредным веществам при очистки сточных вод. Эффективность очистки таких веществ определяется по формуле (12) :

Определим сумму концентрации данных веществ к концентрации этих веществ ПДК, до места сброса и после сброса сточных вод:

В связи с тем что в группу общесанитарного ЛПВ входит одно вещество – цинк, его концентрацию в сточной воде, разрешённую сбросу в водоток, определяем по выражению (8), при этом концентрацию цинка в расчётном створе примем равной концентрации предельно допустимому значению:

;

Необходимую эффективность очистки сточных вод по содержанию цинка, рассчитаем по формуле (4):

Вывод: Таким образом, для соблюдения санитарных условий сброса сточных вод указанного состава необходимо удалить на очистных сооружениях не менее 96% вредных веществ, относящихся к санитарно-токсикологическим ЛПВ, и снизить на 10% снизить концентрацию цинка в процессе очистки сточных вод для обеспечения норм качества воды в приёмнике сточных вод.

Дата добавления: 2019-10-16 ; просмотров: 6313 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Расчет степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода

В воде водоема после смешения с ней сточных вод количество рас­творенного кислорода не должно быть менее 4 мг/л (для водоемов питье­вого и культурно-бытового вида водопользования).

Если в расчетом створе окажется, что содержание растворенного кислорода больше или равно нормированному, то во всех остальных ство­рах по течению воды его содержание будет большим. При расчете прини­мается, что если концентрация содержащегося в воде растворенного кисло­рода не станет ниже 4 мг/л в течение первых двух суток, то снижения в дальнейшем не произойдет. Поскольку растворенный кислород в основном вдет на снижение значения БПК, то при расчете это значение определяется в сбрасываемых сточных водах.

Допустимая концентрация по БПК в очищенных сточных водах находится по формуле:

(2.10)

где — содержание растворенного кислорода в речной воде до

места выпуска сточных вод, мг/л;

, — соответственно речной и сточной воды, мг/л;

Если полученная величина меньше фактического значения в сточных водах ( , мг/л), то последние должны быть очищены до кон­центрации органических загрязнителей по равной концентрации .Степень очистки рассчитывается по формуле:

(2.11)

где — фактическое значения в сточных водах, мг/л.

Задание на работу

Оценить соответствие состава и свойств сбрасываемых сточных вод нормативным требованиям и рассчитать, при необходимости, степень очистки стоков. Параметры сточных вод для расчета принимаются по ва­рианту, указанному преподавателем (Приложение 1).

Расчет должен включать определение допустимых значений концентрации взвешенных веществ, концентрации вредных веществ и по растворенному в воде кислороду в спускаемых сточных водах.

Если фактические значения указанных величин превышают допус­тимые, то рассчитать необходимую степень очистки сточных вод по этим величинам

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник

Расчет необходимой степени очистки сточных вод

При выпуске сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода водного объекта в расчетном створе удовлетворяла санитарным требованиям.

Основные виды расчетов необходимой степени очистки сточных вод:

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного в воде водоема кислорода. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по БПКполн смеси воды водного объекта и сточных вод. Расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по вредным веществам. Расчет необходимой степени очистки по изменению активной реакции воды. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по запаху и окраске.

Рассмотрим некоторые основные методы расчета необходимой степени очистки сточных вод.

1 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ

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

(1)

где Сф – концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л; Р – разрешенное санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в воде водного объекта в расчетном створе (Правила).

Рассчитав необходимую концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде (Соч) и зная концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистку (Сст), определяют потребную эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам по формуле:

(2)

2 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода

Содержание растворенного кислорода в водном объекте в результате сброса в него сточных вод не должно быть менее 4 мг/дм3 в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня (СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод).

Расчет ведут по БПКполн в очищенных сточных водах (Lст) из условия сохранения в расчетном створе допустимой концентрации растворенного кислорода:

, (4)

где LВ – полное биохимическое потребление кислорода водой водотока, г/м3; γ – коэффициент смешения; ОВ – содержание растворенного кислорода в водотоке до места выпуска сточных вод, г/м3; Lст – полное биохимическое потребление кислорода сточной водой, допустимой к сбросу, г/м3; О – минимальное содержание растворенного кислорода водного объекта, г/м3; 0,4 – коэффициент для пересчета БПКполн в БПК2.

3 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по БПКполн смеси воды водного объекта и сточных вод

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

Расчет ведут по БПКполн сточных вод, допустимых к отводу в водные объекты:

(5)

где kст, kВ – константы скорости потребления кислорода соответственно сточной водой и водой водного объекта; LПДК – значение допустимой концентрации БПКполн смеси сточных вод и воды водного объекта в расчетном створе, мг/л; LВ – БПКполн воды водного объекта до места выпуска сточных вод, мг/л; t – длительность перемещения воды от места сброса до расчетного створа, сут.

4 Расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты

Расчет ведут исходя из условий, что температура воды водного объекта не должна повышаться более величины, оговоренной «Гигиеническими требованиями к охране поверхностных вод» в зависимости от вида водопользования.

Температура сточных вод, разрешенных к сбросу, должна удовлетворять условию:

где Тдоп – допустимое повышение температуры; Тв – температура водного объекта до места сброса сточных вод.

Задание 1. Определить кратность разбавления сточных вод в расчетном створе по условиям, изложенным выше. Численные значения параметров для разных вариантов указаны в табл.

Планируется сбрасывать в водоток с расходом Q сточные воды промышленного предприятия с максимальным расходом qст. Цели водопользования и расстояние от выпуска сточных вод до расчетного створа Lф определяются в соответствии с № варианта по табл. Водоток характеризуется на этом участке следующими показателями:

— среднемесячный расход водотока 95%-й обеспеченности Q, м3/с;

— средняя глубина Нср, м;

— средняя скорость течения vср, м/с;

— коэффициент Шези на этом участке Сш, м½/с;

— извилистость русла слабо выражена.

Определить кратность разбавления сточных вод в расчетном створе.

Задание 2. Определить концентрацию взвешенных веществ сточной воде, разрешенной к сбросу в водоток после очистных сооружений, и потребную эффективность очистки сточной воды по взвешенным веществам.

Концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистные сооружения, Сст.

Концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до места сброса Сф.

Задание 3. Определить необходимую степень очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода, которые сбрасываются в водоток при следующих условиях:

– содержание растворенного кислорода в водотоке до места сброса сточных вод ОВ, мг/л;

– полное биохимическое потребление кислорода (БПКполн) в водотоке до места сброса LВ, мг/л

Задача 4. Определить необходимую степень очистки сточных вод по БПКполн для водного объекта при заданных условиях.

Задание 5. Определить, можно ли произвести сброс нагретых сточных вод с Тст в водоток со среднемесячной температурой воды Тв.

Источник

Расчет необходимой степени очистки сточных вод

Водоемы обладают самоочищающейся способностью, что следует учитывать при определении необходимой степени очистки.

Необходимую степень очистки сточных вод, спускаемых в водоем, находят по следующим показателям: количество взвешенных веществ, потребление растворенного кислорода, допустимые БПК смеси речных и сточных вод, изменение активной реакции воды, а также предельно допустимые концентрации токсических примесей и других вредных веществ.

В «Правилах охраны поверхностных вод» различают две категории водоемов: водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования и водоемы, используемые в рыбохозяйственных целях.

Водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования делятся на два вида: первый – участки водоемов, используемые в качестве источника для централизованного питьевого водоснабжения, а также водоснабжения предприятий пищевой промышленности; второй – участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также водоемы, находящиеся в пределах населенных пунктов. К какому виду водопользования относится данный участок водоема, определяют органы Государственного санитарного надзора.

Водоемы для рыбохозяйственных целей также разделяются на два вида: первый – водоемы, используемые для воспроизводства и сохранения ценных пород рыб; второй – водоемы, используемые для других рыбохозяйственных целей. Вид рыбохозяйственного использования водоема определяется органами рыбоохраны.

Степень необходимой очистки по взвешенным веществам, %, может быть определена по формуле

где С – содержание взвешенных веществ до очистки, мг/л.

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по растворенному в воде водоема кислороду. В соответствии с правилами спуска сточных вод в воде водоема после смешения ее со сточной водой содержание растворенного кислорода должно быть не ниже 4 мг/л, а для рыбохозяйственных водоемов I вида – 6 мг/л. Исходя из этого, можно определить допустимую для данного водоема максимальное БПК спускаемых сточных вод.

Допустимое БПК_полн сточных вод, сбрасываемых в водоем, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода, выражается уравнением

, (1.11)

где l_ст, L_р – полное биохимическое потребление кислорода соответственно сточными водами и речной водой, г/м 3 ; Q – расход воды в реке, м 3 /сут; О_р – содержание растворенного кислорода в речной воде до места спуска сточных вод, г/м 3 ; О – минимальное содержание кислорода в воде, принимаемое равным 4 или 6 г/м 3 ; 0,4 – коэффициент для пересчета БПК_полн в двухсуточное.

Расчет по другому методу учитывает среднюю скорость движения воды в водоеме, температуру воды, константы скорости потребления кислорода и скорости поверхностной реаэрации. Этот расчет более полный и точный, но требует проведения натурных изысканий на участке реки, для которого выполняется расчет.

Расчет необходимой степени очистки по БПК_полн учитывает самоочищение сточных вод в водоеме за счет биохимических процессов, а также разбавление сточных вод водами водоема. Допустимое БПК_полн сточной жидкости при выпуске ее в водоем определяют по формуле

, (1.12)

где k_ст, k_р – константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой; L_п.д – предельно допустимое БПК_полн смеси речной и сточной воды в расчетном створе; для водоемов питьевого и культурно-бытового водопользования I и II категории это значение принимается соответственно равным 3 и 6 мг/л; l_p – БПК_полн речной воды до места выпуска сточных вод, мг/л; t – продолжительность перемещения воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа, равная отношению расстояния по фарватеру от места выпуска вод до расчетного створа к средней скорости течения воды в реке на данном участке υ_ср, сут.

Необходимую степень очистки Э, %, определяют по формуле

где L_a – БПК_полн сточных вод, поступающих на очистку.

Расчет допускаемой температуры сточных вод перед сбросом в водоем. Расчет на повышение температуры воды в источнике в месте сброса сточных вод производят исходя из условий, что температура воды летом (максимальная температура) не должна повышаться в месте выпуска сточных вод более чем на 3 o С. Температура сбрасываемых вод Т_ст должна удовлетворять условию

Т_ст nТ_доп + Т_max, (1.14)

где Т_доп – допускаемое по санитарным нормативам повышение температуры воды водоема до места выпуска сточных вод.

Полученную по расчетам Т_ст сопоставляют с температурой исходных стоков Т_исх и при необходимости намечают мероприятия по их охлаждению.

Определение необходимой степени очистки воды по изменению рН. При сбросе в водоемы сточных вод, содержащих растворенные кислоты или щелочи, наблюдается изменение щелочности и активной реакции воды водоема. Кислоты, взаимодействуя с бикарбонатами кальция, снижают щелочность воды и повышают содержание свободной углекислоты. При поступлении в водоем щелочных стоков последние нейтрализуются свободной углекислотой и бикарбонатами.

Связь между концентрацией водородных ионов рН, бикарбонатной угольной кислоты и свободной угольной кислоты СО₂ выражается в виде следующих зависимостей:

при сбросе кислых стоков

, (1.15)

А = 1+10 рНф-рК1 ; В = [ ]– ([СО₂]/44)·10 рНф-рК1 ; [ ] – концентрация бикарбонатов, ммоль/л; [СО₂] – концентрация свободной угольной кислоты, мг/л;

при сбросе щелочных сточных вод

, (1.16)

Таким образом, при сбросе щелочных и кислых стоков необходимо, чтобы рН природной воды не выходила за пределы 6,5-8,5 (для водоемов питьевого и культурно-бытового водопользования).

Допустимая доля кислоты или щелочи в сточных водах в ммоль/л эквивалента из условия разбавления их водой источника в n раз определяется по формулам

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию вредных веществ. Вредные и ядовитые вещества, входящие в показатели качества сточной воды, весьма разнообразны по своему составу. Они нормируются по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимается наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества. По ЛПВ все вещества в водоемах питьевого и культурно-бытового пользования разделены на три группы, содержащие санитарно-токсикологический ЛПВ, общесанитарный ЛПВ и органолептический ЛПВ.

Санитарное состояние водоема при сбросе в него со сточными водами вредных и ядовитых веществ считается удовлетворительным, если соблюдаются два основных условия: предельно допустимая концентрация каждого вещества, входящего в определенный лимитирующий показатель вредности, уменьшена во столько раз, сколько единиц вредных веществ присутствует в сточных водах и водоеме; сумма концентраций всех веществ, выраженных в процентах от соответствующего ПДК для каждого вещества в отдельности, не превышает 100 %:

, (1.18)

где – расчетная концентрация i-го вредного вещества в расчетном створе; – предельно допускаемая концентрация соответствующего вещества; i – число вредных веществ с одинаковым ЛПВ.

Из выражения (1.18) следует, что каждое вещество (в условиях одновременного присутствия с другими вредными веществами из одной группы ЛПВ) в расчетном створе водопользования должно иметь концентрацию

, (1.19)

где – предельно допускаемая концентрация расчетного вещества.

Концентрация каждого из растворенных вредных веществ С_o в очищенных сточных водах может быть определена из выражения

С_o ≤ n( – ) + , (1.20)

где – максимальная допускаемая концентрация расчетного, вычисляемая по формуле (1.19), с учетом максимальной концентрации и ПДК всех компонентов, относящихся к одной группе ЛПВ; – концентрация определенного вещества в воде водоема до сброса стоков.

При очистке сточных вод различные вредные вещества определенной группы ЛПВ очищаются неодинаково. Для расчета степени очистки от вредных веществ в первую очередь должна определяться степень очистки того вещества, которое наиболее трудно извлекается. Степень очистки воды от этого вещества, %, можно установить по формуле

(1.21)

Поскольку остальные вещества данной группы ЛПВ имеют более высокий эффект очистки, то выражение (1.18) будет всегда выполняться.

1.6. Методы очистки производственных сточных вод,

Источник