III. Расчет величин ндс для отдельных выпусков сточных вод в водотоки

 

25. Величины НДС определяются для всех категорий водополь­зователей как произведение максимального часового расхода сточ­ных вод - (м³/ч) на допустимую концентрацию загрязняющего ве­щества Сндс (г/м³). При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение Сндс, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований Методики, а затем определяется НДС согласно формуле:

 

 

НДС =q Сндс (3)

 

 

Необходимо подчеркнуть обязательность требования увязки сброса массы вещества, соответствующей НДС, с расходом сточной воды. Например, уменьшение расхода при сохранении величины НДС будет приводить к концентрации вещества в водном объекте, превы­шающей ПДК.

 

Если фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает ПДК, то Сндс определяется в соответствии с п. 1 настоящей Методики. В противном случае для определения Сндс в зависимости от типа водного объекта используются расчетные формулы, приведенные в разд. III.

Фоновая концентрация химического вещества – расчетное значение концентрации химического вещества в конкретном створе водного объекта, расположенном выше одного или нескольких контролируемых источников этого вещества, при неблагоприятных условиях, обусловленных как естественными, так и антропогенными факторами воздействия.

26. Основная расчетная формула для определения Сндс без учета неконсервативности вещества имеет вид:

 

Сндс=n( - )+ (4)

где: - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м³;

- фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке (г/м³) выше выпуска сточных вод, определяемая в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков;

 

 

- кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, рав­ная произведению кратности начального разбавления на кратность основного разбавления (основное разбавление, возникающее при перемещении воды от места выпуска к расчетному створу)

(5)

С учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчет­ная формула имеет вид:

 

Сндс= n( e^kt- )+ (6)

где: - коэффициент неконсервативности органических веществ, показывающий скорость потребления кислорода, зависящий от характера органических веществ, 1/сут;

- время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сутки.

Значения коэффициента неконсервативности принимаются по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитываются в зависимости от температуры и скорости течения воды реки.

При установлении НДС по БПК расчетная формула имеет вид:

 

Сндс= n(( - )e^k0t - )+ (7)

где: - осредненное значение коэффициента неконсервативнос­ти органических веществ, обусловливающих фона и сточных вод, 1/сут;

- обусловленная метаболитами и органическими веществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега.

Значение принимается равным: для горных рек – 0,6 0,8 г/м³; для равнинных рек, протекающих по территории, почва которой не слишком богата органическими веществами – 1,7 2 г/м³; для рек болотного питания или протекающих по территории, с кото­рой смывается повышенное количество органических веществ – 2,3 2,5 г/м³. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольно­го створа меньше 0,5 суточного пробега, то принимается равной нулю.

Определение норматива допустимого сброса по концентрации взвешенных веществ. Допустимая концентрация взвешенных веществ m, в спускаемых в водоем сточных водах определяется по уравнению (в соответствии с санитарными правилами):

(8)

откуда

(9)

где - коэффициент смешения, определяемый по формуле (22);

b – содержание взвешенных веществ в воде водного объекта до спуска сточных вод, г/м³; р – допустимое по санитарным правилам увеличение содержания взвешенных веществ в водном объекте после спуска сточных вод, г/м³;

Q, q – расходы соответственно речных и сточных вод, м³/сут.

При установлении НДС по БПК с учетом требований к содержанию растворенного кислорода рекомендуется использовать формулы, приведенные в справочнике проектировщика (Канализация населенных мест и промышленных предприятий).

Допустимое изменение температуры воды водного объекта после выпуска в них очищенных сточных вод.

Для водных объектов питьевого и хозяйственно-бытового назначения летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет.

Для водных объектов рыбохозяйственного назначения температура воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой водного объекта более чем на 5°С с общим повышением температуры не более чем до 20°С летом и 5°С зимой для водных объектов, где обитают холодноводные рыбы (лососевые и сиговые), и не более чем до 28°С летом и 8°С зимой. В местах нерестилищ налима запрещается повышать температуру воды зимой более чем до 2°С.

27. По методу Н.Н.Лапшева кратность начального разбавления учитывается при выпуске сточных вод в водотоки в следующих случаях:

· для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при соотношении скоростей и выпуска :

(10)

· при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска, больших 2 м/с.

При меньших скоростях расчет начального разбавления не производится.

Для единичного напорного выпуска кратность начального разбавления рассчитывается следующим образом: вычисляются отношения

(11)

где: - скорость на оси струи. По рис. 1 находится отношение , где - диаметр загрязненного пятна в граничном ство­ре зоны начального разбавления, - диаметр выпуска. Затем по рис. 2 находится кратность начального разбавления по известным величинам.

Для рассеивающего напорного выпуска расчет осуществляется следующим образом. Задаваясь числом выпускных отверстий оголовка выпуска и скоростью истечения сточных вод из них , определяют диаметр отверстия или оголовка рассеивающего выпуска:

(12)

где: - суммарный расход сточных вод, м³/с.

Затем по (рис. 1) определяется отношение и найденное значение сравнивается с глубиной реки . Если , то по рис. 2 находят кратность начального разбавления . Для случая есте­ственной струи () соответствующая ему кратность разбавления находится умножением найденного значения на поправочный коэффициент , который определяется из рис. 3. Расстояние до пограничного сечения зоны начального разбавления определяется по формуле:

(13)

Расход смеси сточных вод и воды водотока в том же сечении на­ходится по формуле:

(14)

где: - расход сточных вод на выходе из отверстий или оголовков рассеивающего выпуска, м³/с.

Средняя концентрация вещества в граничной сечении определяется по формуле:

(15)

где: - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м³.

Максимальная концентрация в центре пятна примеси в этом сечении равна:

(16)

 

Рис 1. Номограмма для определения диаметра Рис. 3 Номограмма для определения

струи в расчетном сечении поправочного коэффициента

 

 

Рис 2. Номограмма для определения начального разбавления в потоке

 

28. Кратность основного разбавления определяется по методу В.А.Фролова – И.Д. Родзиллера:

(17)

где: - расчетный расход водотока, м³/с;

- коэффициент смешения, показывающий какая часть речного расхода смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа:

(18)

где: - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м;

- коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке:

(19)

где: - коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой);

- коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега , при выпуске в стрежень реки ); - коэффициент турбулентной диффузии, м²/с. Для летнего времени:

(20)

где: - ускорение свободного падения, ;

- средняя скорость течения реки, м/с;

- средняя глубина реки, м;

- коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по справочным данным (по таблице М.Ф.Срибного);

- коэффициент Шези (м^0,5/с), определяемый по формуле Н.Н.Павловского (при ):

(21)

где: R - гидравлический радиус потока, м ();

 

(22)

Для зимнего времени (периода ледостава):

 

(23)

где: , , - приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;

 

(24)

(25)

где: - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда по П.Н. Белоконю, определяемые по справочным данным.

(26)

где:

(27)

Для повышения точности расчетов вместо средних значений , , и С рекомендуется брать их значения в зоне непосредственного смешения сточной жидкости с речной водой.

Рассмотренный метод может применяться при соблюдении следующего неравенства:

(28)

Если сточные воды и притоки могут поступать с обоих берегов реки, обеспечивая практически постоянную струйность речных вод вдоль каждого берега, то для расчетов концентраций веществ в максимально загрязненной струе рекомендуется использовать метод В.А.Фролова - И.Д. Родзиллера для случая впадения сточных вод с обоих берегов реки.

29. Если не соблюдаются условия применимости метода В.А.Фролова - И.Д. Родзиллера, или в расчете необходимо учесть данные о накоплении загрязняющих веществ в донных отложениях, то рекомендуется использовать методы, изложенные в книге Методические основы оценки и регламентирования антропогенно­го влияния на качество поверхностных вод под редакцией А.В. Караушева.