Гидрохимическая характеристика водного объекта

Показатели состава речной воды	Концентрация загрязнений, м/л	ПДК, мг/л	ЛПВ
Взвешенные вещества (мутность)	64,5	64,75	Общие требования
БПКПОЛН	2,8	3	То же
Нефтепродукты	0,002	0,05	рыбохозяйственный
Азот аммонийный	0,02	0,39	токсикологический
Азот нитритный	0,002	0,02	токсикологический
Азот нитратный	2	9,1	сан. токсикологический
Железо	0,007	0,1	токсикологический
Медь	0,0001	0,001	токсикологический
Никель	0,002	0,01	токсикологический
Свинец	0,002	0,006	токсикологический
Алюминий	0,02	0,04	токсикологический
Фосфаты	0,06	0,2	санитарный
Хлориды	20	300	сан. токсикологический
Сульфаты	4	100	сан. токсикологический
Кремний (по Si)	0,4	1,0	сан. токсикологический
Фенолы	0,0009	0,001	рыбохозяйственный
СПАВ	0,2	0,5	токсикологический

 

Анализ качества речной воды по обобщенным гидрохимическим показателям проводится по каждому лимитирующему показателю вредности:

 

 

Обобщенные гидрохимические показатели качества речной воды по требованиям к водоемам рыбохозяйственного назначения

для рыбохозяйственного ЛПВ:

 

 

для санитарно- токсикологического ЛПВ

 

 

для токсикологического ЛПВ

 

для санитарного ЛПВ

для БПК_полн.

J= 2,8/3 =0, 93

для взвешенных веществ

J = 64,5/64,75 =0,99

Вывод: Анализ качества речной воды свидетельствует о высокой степени загрязненности вод по токсилогичесгому ЛПВ.

Расчет и обоснование требуемой глубины очистки

Для обоснования требуемой глубины очистки выполнен расчет допустимого состава сточных вод к водоотведению в реку.

Расчет произведен из условия обеспечения концентраций контролируемых веществ, не превышающих нормативных требований к составу и свойствам воды в расчетном створе после смешения с речной водой. Кратность разбавления рассчитывается по методу Родзилера-Фролова.

Установление допустимых концентраций загрязняющих веществ (табл. 2) производится на основании […] и условий смешения по формуле:

 

 

где n -кратность разбавления; ПДК_i - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м³; С_i ^р - фоновая концентрация речной воды.

 

 

Таблица 1 - Расчет кратности основного разбавления

№ п/п	Наименование показателей	Расчетная формула	Единицы измерения	Расчетная величина
				для зимнего времени	для летнего времени
1	Расход сточных вод	q	м^3/с	2,572	2,572
2	Расход речной воды, min, 95% обеспеченности	Q	м^3/с	680	680
3	Скорость речной воды	v	м/с	0,6	0,6
4	Средняя глубина	H	м	5	5
5	Коэффициент диффузии (для открытого русла)	Д = g∙v∙H/ 37∙nш∙C^2			0,003
6	Коэффициент Шези	С=R^y/nш			45,25
7	Коэффициент диффузии (для периода ледостава)	Д = g∙Rпр^0,5/37· nпр∙Спр^2		0,002
7.1	Гидравлический радиус потока	R≈H	м	5	5
7.2	Коэффициент шероховатости ложа реки	nш		0,03	0,03
7.3	Приведенное значение гидравлического радиуса	Rпр = 0,5∙R	м	2,5	2,5
7.4	Коэффициент шероховатости нижней поверхности льда	nл		0,03
7.5	Приведенный коэффициент шероховатости	nпр = nш∙(1 + (nл/nш) ^1,5) ^0,67		0,04
7.6	Приведенный коэффициент Шези	Спр = R прy^пр/nпр		31,72
7.7		yпр = 2,5∙nпр ^0,5- 0,13 - 0,75∙Rпр^0,5∙(nпр^0,5- 0,1)		0,26	0,19
8	Коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке	α = ζ∙φ∙(Д/q)^0,333		0,11	0,13
8.1	Коэффициент места выпуска	ζ		1	1
8.2	Коэффициент извилистости русла	φ		1,25	1,25
9	Коэффициент смешения	γ = 1-е^-ά∙L ^0,333/(1+Q/q∙e ^-ά^∙L0,333)		0,038	0,061
10	Расстояние до расчетного створа	L	м	500	500
11	Кратность смешения	n = q+ Q∙γ/q		12,61	18,69

Таблица 2 - Состав сточных вод, допустимый к водоотведению

№ п/п	Показатели состава сточных вод	Фон речной воды Сi ^р, мг/л		Нормативные требования		Требования к водоотведению, мг/л, Сi^НДС
				ПДКi ^р/х	Класс опасности
1	БПКПОЛН	2,8		3	Не норм.	6,54
2	Взвешенные вещества	64,5	64,75		Не норм.	69,17
3	Хлорид	20	300		4э	5253,2
4	Сульфаты	4	100		4	1798,24
5	Азот аммонийный	0,02	0,39		4	6,93
6	Нефтепродукты	0,002	0,05		3	0,89
7	Изопропанол	0	0,01		3	0,18
8	Алюминий	0,02	0,04		4	0,39
9	Хром	0	0,07		3	1,3
10	Никель	0,002	0,01		3	0,151
11	Медь	0,0001	0,001		3	0,016
12	Железо	0,007	0,1		4	1,74
13	Цинк	0	0,01		3	0,18
14	PO4	0,06	0,2		4э	2,67
15	СПАВ	0,2	0,5		4	5,8

 

. Выбор технологической схемы, позволяющей получить требуемую глубину очистки

 

Определяем фактический состав сточных вод, поступающий на очистные сооружения, и сводим его в таблицу 9.

Фактическую концентрацию загрязнений определяем как средневзвешенное по формуле:

 

 

где Σq = q^I + q^II + q^НП - суммарный часовой расход очистных сооружений, м³/ч; Р₁, Р₂, Р_н.п. - количество загрязнений, поступающее соответственно от завода и населенного пункта.

 

Типовая схема очистных сооружений

 

 

Полная биологическая очистка (ПБО) Блок доочистки

 

Технология полной биологической очистки (ПБО) представляет собой комплекс сооружений, состоящий из следующих устройств:

Р - решетки, относятся к механическому виду очистки устанавливаются перед сооружениями с целью извлечения из сточных вод крупных фракций, которые могут засорить трубопроводы и каналы. Минимальная ширина прозоров между стержнями решеток 16-20 мм [11].

П - песколовки это сооружения для предварительного выделения из сточных вод минеральной части загрязнения песка размером 0,2-0,25 мм.

ОП - отстойники, сооружение в виде резервуаров для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей под действием силы тяжести.

А - аэротенки - сооружения, в которых осуществляется биохимический метод очистки сточных вод, который основан на способности микроорганизмов, использовать растворенные органические вещества, находящиеся в сточной воде для питания в процессе жизнедеятельности (органические вещества являются источником получения углерода).

Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары или открытые бассейны, которые оборудованы устройствами для принудительной аэрации.

Эффективная работа биологической очистки характеризуется БПК (биохимическая потребность в кислороде) - количество кислорода, которое необходимо микроорганизмам при биохимическом окисление органических веществ за 5-20 сут.

АСО - аэротенки с симультативным осаждением ила (подача реагента Al₂(SО₄)₃ Fe SО₄) перед аэротенками для эффективного удаления фосфатов и интенсификации процесса осаждения.

АНД - аэротенки с нитрификацией и денитрификацией для улучшения очистки по примесям азотной группы.

ОВ - вторичное отстаивание для осаждения активного ила.

В качестве сооружений доочистки сточных вод могут быть использованы:

БС - барабанные сетки;

ФЗ - фильтры с зернистой загрузкой; фильтрование предусматривается для выделения тех загрязнений, удаление которых отстаиванием затруднено или невозможно. В качестве фильтрующих загрузок используется песок, керамзит и другие материалы.

БП - биологические пруды, относятся к биохимическому способу очистки, который представляет собой каскад прудов из 3-5 ступеней, через который протекает с небольшой скоростью сточная вода. Они могут быть с естественной и искусственной аэрацией. Чаще используются пруды с естественной аэрацией. Глубина 0,5-1 м. Они хорошо прогреваются солнцем и заселены водными организмами.

По выбранной технологии определяется глубина очистки на каждой стадии технологической схемы по формуле:

 

 

где С_i^вх и С_i^к - концентрация загрязнения на входе и выходе из сооружений; Э - эффект очистки на рассматриваемой стадии.

 

Таблица 9

Расчет концентраций загрязнений на выходе из очистных сооружений (назначение ПДС в водоем)

№ п/п	Показатели состава сточных вод	НДСрасч, г/м^3	Сфакт*, г/м^3	Изменение концентраций загрязнений по стадиям очистки				ПДСсогл****, г/м^3	Фактический суммарный эффект очистки ΣЭф, %
				ПБО с АНД		стадия доочистки ФЭР
				Э, %	Ск**, г/м^3	Э, %	Ск, г/м^3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	БПКПОЛН	6,54	366,75	95,5	16,5	65	5,77	5,77	98,43
2	Взвешенные вещества	69,17	191,09	96	7,64	60	3,05	3,05	98,40
3	Хлорид	5253,2	694,36	0	694,36	0	694,36	694,36	0,00
4	Сульфаты	1798,24	86,19	0	86,19	0	86,19	86,19	0,00
5	Азот аммонийный	6,93	4,4	80	0,88	15	0,74	0,74	83,18
6	Нефтепродукты	0,89	8,72	92	0,69	15	0,58	0,58	93,35
7	Изопропанол	0,18	258,50	95	12.92	85	1.94	0,18	97,50
8	Алюминий	0,39	0,86	65	0,3	10	0,27	0,27	68,60
9	Хром	1,3	0,01	80	0,002	10	0,0018	0,0018	82,00
10	Никель	0,151	0,006	60	0,0024	10	0,0021	0,0021	65,00
11	Медь	0,016	0,002	80	0,0004	10	0,00036	0,00036	82,00
12	Железо	1,74	0,003	80	0,0006	50	0,0003	0,0003	90,00
13	Цинк	0,18	0,015	70	0,0045	10	0,004	0,004	73,33
14	PO4	2,67	1,81	92	0,14	90	0,014	0,014	99,23
15	СПАВ	5,8	1,37	80	0,27	15	0,22	0,22	83,94

 

* , где Σq = q^I + q^II + q^НП - суммарный расход сточных вод, м³/ч; **

**** ; *** условия согласования: если ПДС_расч > С_к, то ПДС_согл = С_к; если ПДС_расч < С_к, то ПДС_согл = ПДС_расч

 

14. Определение количества образующихся твердых отходов

 

Таблица 10

№ п/п

Наименование отхода

Норма образования

Физико-химические свойства

Количесто отходов, р, т/год

1           Отходы жилищ, задерживаемые на решётках КНС (4 класс)      8 л от 1 человека в год* ρ = 750 кг/м³ = 0,75 т/м³                   р = ,

2           Стабильные осадки (песок из песколовок - 5 класс)       0,02 л/(чел×сут)**        влажность 60%, объемный вес 1,5 т/м³ р = ,

где 0,4 к-т, учитывающий вес осадка по сухому веществу

3           Нестойкие осадки       65 г/сут на одного жителя***                 Р_ос =

3.1.      Взвешенные вещества из первичных отстойников с учётом 60% осветления                                       р₁ =

0,6 - к-т, учитывающий 60% извлечение взвешенных веществ
3.2.	Взвешенные вещества с учетом 80% сбраживания в аэротенке			р2 = (рос - р1) · 0,2=2902,32-1714,39*0,2= 237,58

3.3.      Осадок из вторичных отстойников (прирост активного ила)       40 · 0,3 = 12 где 40*** 0,3****               р₃ =

	Общее количество нестойкого осадка			робщ = р1 + р2 + р3=1741,39+237,58+535,81= 2514,7
	Вынос твёрдых веществ с очищенной сточной водой			рост = ,
	Фактическое количество образующихся отходов			рфакт = робщ - рост =2267,28

 

*Принимается согласно [13 п. 5.13. ] по табл. 23

 

Количество отбросов, задерживаемых решетками из бытовых сточных вод

Ширина прозоров решеток, мм	Количество отбросов, снимаемых с решеток на 1 чел., л/год
16–20	8
25–35	3
40–50	2,3
60–80	1,6
90–125	1,2

 

Средняя плотность отбросов - 750 кг/м³.

** количество песка, задерживаемого в песколовках, для бытовых сточных вод надлежит принимать 0,02 л/(чел×сут), влажность песка 60%, объемный вес 1,5 т/м³ согласно [13 п. 6.31. ]

*** количество загрязняющих воду веществ на одного жителя необходимо принимать согласно [13 п.6.4.] по табл. 25.

 

Показатель	Количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут
Взвешенные вещества	65
БПКполн	40
Азот аммонийных солей N	8
Фосфаты Р2О5	3,3
Хлориды Сl	9
Поверхностно-активные вещества (ПАВ)	2,5

 

**** зольность ила, принимаемая по табл. 40 [11].