Вредных веществ в воздушный бассейн

СОДЕРЖАНИЕ

 

ГЛАВА 1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ (ПДВ) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУШНЫЙ БАССЕЙН

1.1. Понятие о ПДВ……………………………………………………….……. 4
1.2. Нормирование и регулирование выбросов вредных веществ в воздушный бассейн……………………………………………………………………………. 5
1.3. Комплексы воздухоохранных мероприятий…………………………….. 10

 

ГЛАВА 2. ЗАДАЧИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПДВ, ПЛАТЕЖЕЙ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ И ПРИМЕРЫ ИХ РЕШЕНИЯ ……….13

 

ГЛАВА 3. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ СБРОСЫ (ПДС) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ

3.1. Понятие о ПДС …………………………………………………………… 23

3.2. Нормирование и регулирование сбросов вредных веществ со сточными водами в водные объекты..................................................................... 24

 

ГЛАВА 4. ЗАДАЧИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПДС И ПЛАТЕЖЕЙ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ………………………….……. 33

 

Список рекомендуемой учебной литературы ………………………………... 36

ГЛАВА 1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ (ПДВ)

ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУШНЫЙ БАССЕЙН

Понятие о ПДВ

 

ГОСТ 17.2.3.02-78 определяет, что предельно допустимый выб­рос вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каж­дого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбро­сы вредных веществ от данного источника и от совокупности источ­ников населенного пункта с учетом перспективы развития промыш­ленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для на­селения, растительного и животного мира.

Значения ПДБ устанавливаются во всех видах проектной доку­ментации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий. ПДВ устанавливается как для строящихся, так и для действующих предприятий.

Значения ПДВ определяются по единой для всей страны "Мето­дике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86)", утвержденных Госкомгидрометом СССР и согласованных с Госстроем СССР и Минздравом СССР в 1986 году.

Величина предельно допустимого выброса (ПДВ) вредных ве­ществ является одним из основных показателей экологической безо­пасности предприятий. Если на участке строительства (реконструк­ции) предприятия сумма фонового загрязнения атмосферы и при­земных концентраций, создаваемых выбросами данного предприя­тия, выше ПДК_м.р. - строительство (реконструкция) не разрешается органами экологической и санитарной инспекций. Чем сильнее фо­новое загрязнение воздуха на участке строительства, тем меньше величина ПДВ для проектируемого предприятия. Если С_ф >= ПДК_м.р. - строительство (реконструкция) не разрешается.

Поэтому технологи и проектанты стремятся использовать в про­екте предприятия малоотходные, экологически безопасные техноло­гии и оборудование, обеспечивающее минимальную величину выб­роса вредных веществ (г/с). Уменьшить величину выброса можно также путем улавливания вредных веществ в устье источника выб­росов пыле - газоочистными аппаратами. Уменьшить величины при­земных концентраций можно путем увеличения высоты выброса (тру­бы) и увеличения расстояния до границы санитарно-защитной зоны с жилой застройкой, где должно соблюдаться ПДК_м.р. Во всех случа­ях решения принимаются по результатам расчета рассеивания вред­ных веществ в атмосфере после выброса их из источника.

 

Значения безразмерного коэффициента, F, должны приниматься:

- для газообразных вредных веществ (сернистого газа, сероугле­рода и т.п.) и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) - 1;

- для пыли и золы (кроме указанных выше) - 2 при условии если средний эксплутационный коэффициент очистки >90 %; 2,5 при 75- 90 %; и 3 при менее 75% соответственно.

Величину, , следует определять, принимая температу­ру окружающего атмосферного воздуха T_в по средней температуре наружного воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца года по главе СНиП - А.6 - 72 "Строительная климатология и геофизика", а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г - по действующим тля данного производства технологическим нормативам.

Средняя линейная скорость выхода газовоздушной смеси из ус­тья источника выброса, W_o (м/с), определяется по формуле

 

(1.5)

 

где D - диаметр устья источника выброса, м;

V ₁ - расход газовоздушной смеси, м³/с.

 

Безразмерный коэффициент, m определяется по формуле

 

(1.6)

 

Расчет параметра, f, производится по формуле

 

(1.7)

 

Значение безразмерного коэффициента, n, определяется в зави­симости от параметра v_м:

при v_м <= 0,3, n = 3;

при 03 <= v_м <=2,

 

(1.8)

при v_м > 2, n = 1

Расчет параметра v_м производится по формуле

 

(1.9)

Вычисленные по формуле (1.3) максимальные приземные кон­центрации, С_м, для каждого отдельного вещества, подставляют в формулы (1.1) и (1.2), оценивают результаты (с учетом суммации и фоновых концентраций) и делают вывод о необходимости и объеме проведения технологических, санитарно-технических и архитектур­но-планировочных мероприятий.

Если в воздухе содержатся вещества, обладающие эффектом биологической суммации, то определяется одна, приведенная по ПДК к одному их этих веществ концентрация. Основным веществом вы­бирают то, которое относится к наибольшему классу опасности.

 

(1.10)

 

Например, эффектом суммации действия обладают диоксид серы (сернистый ангидрид) и диоксид азота (СН 245 -71). Основным веще­ством является диоксид азота (второй класс опасности).

Если по результатам расчетов сумма превышает , то расчет продолжается с целью вычисления расстояния X (в метрах) на котором концентрации вредных веществ будут рав­ны ПДК.

Если <= , то величину выброса утверждают как ПДВ и новых воздухоохранных мероприятий не планируют.

На расстоянии, Х_м (м), от источника выброса при неблагопри­ятных метеорологических условиях по оси факела выброса, дости­гается максимальная (наибольшая) приземная концентрация вред­ных веществ, С_м.

Величина Х_м определяется по формуле

 

(1.11)

 

где d - безразмерная величина, определяемая по формулам в зависи­мости от значения v_м

 

при v_м <=2, (1.12)

при v_м >2, (1.13)

 

Если безразмерный коэффициент, F>=2, величина Х_м определя­ется по формуле

 

(1.14)

 

Величины приземных концентраций примесей С (меньшие чем C_м) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (м) от источника выброса определяются по формуле

(1.15)

где S ₁ - безразмерная величина, определяемая при опасной скорости ветра в зависимости- от отношения Х/Х_м по графику (рисунок 1.1) или по формуле

 

, при 1< Х/Х_м <=8 (1.16)

 

Если известны C_м и Х_м, то приняв С=ПДК можно по формуле (1.15) определить S_р а затем по рисунку 1.1 определить соотношение Х/Х_м и далее определить X (в метрах), то есть, безопасное по оси фа­кела выброса расстояние на котором С=ПДК (размер санитарно-защитной зоны предприятия).

 

 

Рисунок 1.1 График для определения значений безразмерного коэффициента S ₁ (при Х/Х_м < 8), то есть, при известных X и Х_м.

 

Минимальная высота трубы и размеры санитарно-защитной зоны определяются по основной формуле рассеивания выбросов (1.3) при фиксированном значении ПДВ (г/с). Полученный по расчету размер санитарно-защитной зоны "X" (в метрах) должен уточнять­ся (в сторону увеличения) в зависимости от розы ветров на участке расположения предприятия l_i по формуле

 

(1.17)

где L ₀ - расчетное расстояние, от источников загрязнения до границ санитарно-защитной зоны (без учета поправки на розу ветров), до которого концентрации вредных веществ больше ПДК, м;

Р - среднегодовая повторяемость направлений ветров рассмат­риваемого румба, процент;

Р ₀- повторяемость направлений ветров одного румба (при вось­ми румбовой розе ветров Р ₀=12.5 %).

 

 

Построение чертежа санитарно-защитной зоны на карте мест­ности производится в соответствии с выбранным масштабом (на­пример, в 1 мм: 5000 мм или 1 мм: 10000 мм и т.п.), по направлени­ям, противоположным соответствующему румбу (например, восточ­ный ветер вызывает отклонение факела выброса в западную зону).

Можно определить величину ПДВ по основной формуле рассеи­вания выбросов (1.3) на расстоянии Х_м приравняв C_м = ПДК, а именно:

 

 

На практике в большинстве случаев пользуются защитой рас­стоянием (санитарно-защитная зона) или увеличением высоты выб­роса (трубы). Однако, уменьшить мощность фактического выброса, М, до ПДВ, можно путем применения пылегазоулавливающих ап­паратов и технологических мероприятий, уменьшающих выброс вредных веществ в воздушный бассейн.

 

 

Вопросы для самопроверки

 

Дать определение ПДВ, единицы измерения ПДВ и приземных концентраций.

Написать формулу эффективности очистки (степени очистки) пылегазовых выбросов.

Дать определение "фонового загрязнения атмосферы". По ка­ким вредным веществам оно определяется?

Дать определение санитарно-защитной зоны предприятия.

Перечислить технологические мероприятия по охране атмосфе­ры от загрязнения вредными веществами.

Перечислить архитектурно-планировочные мероприятия по ох­ране атмосферы от загрязнения вредными веществами.

Перечислить санитарно-технические мероприятия по охране атмосферы от загрязнения вредными веществами.

Привести примеры технологий для повторного использования вторичных энергоресурсов (ВЭР).

ГЛАВА 2. ЗАДАЧИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВДВ,

И ПРИМЕРЫ ИХ РЕШЕНИЯ

 

 

Для задач использованы материалы о химическом составе и концентрациях выбрасываемых в атмосферу веществ с отходящими газами действующих в Оренбургской области заводских и комму­нальных котельных. Используя данные таблиц 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4 сту­дент определяет ПДВ и минимальную высоту трубы котельной, со­ставляет чертеж санитарно-защитной зоны и проектирует комплекс необходимых технологических и санитарно-технических воздухоохранных мероприятий.

Отчет о выполненной работе оформляется в виде реферата.

Содержание отчета включает:

- Исходное задание;

- Формулы и результаты расчетов;

- Чертеж санитарно-защитной зоны в масштабе 1:5000 или 1:10000 (пример приведен на рис. 2.1);

- План конкретных воздухоохранных мероприятий по данному варианту в том числе:

а) технологические мероприятия;

б) санитарно-технические мероприятия;

в) архитектурно-планировочные мероприятия;

- Расчет ежегодных платежей за загрязнение атмосферы в реги­ональный экологический фонд при фактической массе выбросов, М т/год, и на период достижения, ПДВ, т/год, (по каждому вредно­му веществу и в сумме, П, руб./год).

 

Пример расчета

(для 25 варианта)

Постановка задачи

Требуется рассчитать:

а) максимальные приземные концентрации (C_м) для SO₂, NO₂, СО и сажи;

б) расстояние (Х_м) по оси факела, на которой они достигаются. Полученные значения (С_м+С_ф) сравнить с величиной ПДК_м.р.; в слу­чае превышения ПДК_м.р. необходимо рассчитать расстояние (Х) (в метрах), на котором (С_м+С_ф) будет равно ПДК или количество цик­лонов или необходимую высоту трубы котельной;

в) ежегодные платежи в региональный экологический фонд при фактических выбросах и ПДВ.

Таблица 2.1

Варианты заданий для котельных

 

Но мер вар иан та	Высота трубы (Н), м	Диаметр трубы (D), м	Темпера тура выброса (T г), °С	Объем выброса (V1), м^3/с	Концентрации загрязнителей, измеренные в трубах (отходящих газах) котельных (С), мг/м^3
SO2 двуокись серы	NC2 двуокись азота	СО окись углеро да	сажа
	9,5	1,5		7,4
	29,9	1,5		8,3
	35,0	1,5		9,2
	20,0	1,5		6,1
	15,0	1,5		5,8
	27,0	1,5		7,6
	10,0	1,5		5,6
	32,0	1,5		8,4
	19,0	1,5		6,5
	15,0	1,5		5,0
	20,0	1,5		7,6
	29,5	1,5		8,0
	12,0	1,5		5,8
	20,0	1,5		7,4
	31,0	1,5		8,8
	18,0	1,5		6,0
	10,0	1,5		5,0
	29,0	1,5		8,3
	34,0	1,5		6,1
	15,0	1,5		5,8
	27,5	1,5		8,0
	10,5	1,5		5,7
	31,5	1,5		8,5
	19,5	1,5		6,6
	15,0	1,5		5,2

 

Таблица 2.2

Ход решения

 

Расчет массы выброса в атмосферу по каждому из вредных ве­ществ производится по формуле (1.4)

Мso₂=C^SO2 *V₁*10^-3,г/с

М_SO2=602_*5,2_*10^-3=3,130 ,г/с

М_NO2=C^NO2*V₁*10^-3=0,296,г/с

М_NO2=57*5,2_*10^-3=0,296,г/с

M_CO=C^CO*V₁*10^-3,г/с

M_CO=180*5,2_*10^-3=0,936,г/с

Mсажи=С^сажи*V₁*10^-3,г/с

Mсажи=140*5,2_*10^-3=0,728,г/с

 

Расчет ∆T (разности температур)

Т=Т_Г-Т_В

 

где Т_г - температура отходящего газа, Т_г =143°С (по заданию);

Т_в температура окружающего воздуха; для расчета принята сред­няя температура наружного воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца года; для г.Бузулука Т_в =25.6° С.

∆T =143-25.6 = 117.4 °С

Расчет средней скорости выхода газовоздушной смеси (отходя­щих газов) из устья источника выброса производится по формуле (1.5)

W₀= , м /с,

 

 

Расчет параметра, f, производится по формуле (1.7)

f = 10³

f = 10³ ;

 

 

Расчет безразмерного параметра т, производится по формуле (1.6)

m =

m = =0,99

 

Расчет безразмерного параметра v_м производится по формуле (1.9). v_м =2,236 м/с.

Расчет безразмерного параметра n производится по одной из трех формул (1.8) и в нашем примере, когда v_м >2, n = 1.

Расчет максимальной приземной концентраций вредных веществ производится по формуле (1.3)

С_м=

где ŋ =1 -для случая ровной или слабо пересеченной местности с перепадом, не превышающим 50 м/км (ОНД 86)

 

 

С^SO2_м = ,

 

С^NO2_м =

С^СО_м =

 

 

С^сажи_м= =

 

 

где F_сажи =3, a F_газов =1

 

Из перечня вредных веществ, выбрасываемых из трубы котель­ной, эффектом суммации действия обладают диоксид азота и диок­сид серы.

Определяем приведенную к диоксиду азота концентрацию этих веществ, так как диоксид азота относится к наибольшему (второму) классу опасности (формула 1.10):

 

 

С^{привед NO2}_м=C^NO2_м+(C^SO2_м* ), мг/м³

 

C^привNO2_м=0.027+0.29()=0.076,мг/м³

Проверяем условие

 

 

С^{привед NO2}_м+ С_ф^NO2=0,076+0,011=0,087, мг/м³ =0,085 мг/м³

 

С^{привед СО}_м+ С_ф^CO=0,080+1,1=1,18, мг/м³ ПДК ^CO_м.р.=3.0 мг/м³

 

С^сажи_м+С_ф^сажи=0,200+0,080=0,280, мг/м³ ПДК^сажи_м..р. =0,15 мг/м³

 

Расчет ПДВ

В нашем примере условие соблюдения ПДВ не выполняется для диоксида азота и сажи. Для оксида углерода предельно-допустимый

выброс составит (есть соблюдение ПДК по СО):

ПДВ_СО=М_СО=0.936г/с=29.5т/год

 

или (0,936 г/с * 3600 секунд * 24 часа * 365 дней): 10⁶=29,5 т/год.

 

Мероприятия по достижению ПДК_м.р. на границе санитарно-защитной зоны по саже, диоксиду серы и диоксиду азота могут быть технологическими, санитарно-техническими, архитектурно-плани­ровочными.

В данном примере решения задачи рассматривается организа­ция санитарно-защитной зоны в зависимости от результатов рассе­ивания для диоксида азота и санитарно-технические мероприятия по снижению выбросов сажи. С целью уменьшения массы выбросов сажи подбираем по каталогам пылеулавливающих аппаратов циклоны типа ЦН-24, с производительностью очистки 2.5 тыс.м3/час отходящих газов.

Количество циклонов составит

Эффективность улавливания сажи Э циклонами ЦН-24 равна согласно каталогу 80 % (или 0,8), тогда

 

ПДВ_сажи = М_сажи- (М_сажи*Э)

 

ПДВ_сажи=0,728-(0.728*0,8)=0,146 г/с=4.6 т/год;

 

 

Расчет безопасного расстояния до жилой застройки для NO₂ и SO₂

 

Расчет расстояния по оси факела выброса от источника выбро­са Х_м, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации C_м производится по формуле (1.11).

 

Xm=d*H

 

 

Поскольку в нашем примере v_м >2 м/с, величину вспомогатель­ного параметра d определяем по формуле (1.13)

 

d= 7* (1+0,28* )

 

d= 7* (1+0,28* )=12,72

 

Xm=12,72*15=190,8 метров (для газов SO₂ , N0₂)

 

 

Для сажи F = 3, тогда по формуле (1.14).

 

Xm=(5-3)/4*12,7*15=95,4 метров

 

Величины приземных концентраций вредных веществ, С, в ат­мосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (мет­ров) определяются по формуле (1.15).

В нашем случае

С=S₁*(С^{привед NO2}_м+ С_ф^NO2),мг/м³

 

Приравниваем С = и рассчитываем S₁

 

S₁= ПДК ^NO2_м.р. / С^{привед NO2}_м+ С_ф^NO2

 

S₁=0.085/0.076+0.011=0.97

 

 

Далее, по графику на рисунке 1.1 находим соотношение Х/Х = 1.2 (при S₁ =0,97), отсюда Х = 1.2∙ Х_м

Х_м нам известно, тогда:

Х=1.2∙190.8 = 228.9 метров

При таком расстоянии фактический выброс диоксида азота и двуокиси серы является ВДВ, т.е. обеспечивает соблюдение ПДК.

 

ПДВ _NO2=0,296г/с=9.3 т/год,

ПДВ_SO2 =3,130г/с=98.7т/год;

 

Построение границ санитарно-защитной зоны для NO₂ и SO₂

 

Итак, для газов SO₂, NO₂, безопасное расстояние Х =228.9 м.

Используя исходные данные о розе ветров и формулу (1.17), вычис­ляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:

 

li=L_0*

 

 

где l_i - безопасное расстояние по i -ому румбу;

 

L₀=X, P₀=12.5 % (100%:8 румбов)

 

 

Lс=228.9*(7/12,5)=128.184 м

Lсв=228.9*(11/12,5)=201.432 м

Lв=228.9*(8/12,5)=146.496 м

Lюв=228.9*(4/12,5)=73.248 м

Lю=228.9 *(18/12,5)=329.600 м

Lюз=228.9*(20/12,5)=366.200 м

Lз=228.9*(22/12,5)=402.800 м

Lсз=228.9*(10/12,5)=183.100 м

 

Задаемся масштабом в 1 мм: 10000 мм и строим окружность R=Х с центром по месту расположения источника выброса. Про­водим восемь основных направлений ветра и откладываем рассто­яние l_i, учитывая, что северный ветер смещает выбросы на юг и т.д. (рисунок 2.1).

В тех случаях, когда расстояние l_i < L ₀ влияние направления ветра не учитывается и по данному румбу откладывается расстоя­ние равное L ₀ для гарантии безопасности. На рис. 2.1 внутри сани­тарно-защитной зоны для газов показана санитарно-защитная зона для сажи, следовательно, в нашем примере циклоны для улавлива­ния сажи не нужны. Однако, в тех вариантах, где C_м газов не превы­шает ПДК, а C_м сажи превышает свою ПДК циклоны потребуются или же санитарно-защитная зона (без циклонов) будет рассчитана по l_i для сажи.

Возможен вариант достижения C_м = ПДК не за счет увеличения размеров санитарно-защитной зоны, а за счет увеличения высоты трубы котельной (Н), но это потребует более мощных дымососов (вентиляторов) с увеличением расхода электроэнергии и других эк­сплуатационных расходов. В этом случае необходимо сравнение капитальных и эксплуатационных затрат по всем возможным ва­риантам.

 

Рисунок 2.1 Чертеж санитарно-защитной зоны (Масштаб 1:10000)

 

Высота трубы Н необходимая для соблюдения условия С_м=ПДК определяется путем преобразования основной формулы рассеивания (1.3) с учетом фонового загрязнения:

 

 

Итак, высоту трубы котельной надо увеличит с 15метров до 19 метров, то есть, на 4 метра, при этом условии необходимость в сани­тарно-защитной зоне для диоксида азота отпадает.

Для соблюдения условия С_м=ПДК для сажи трубу котельной надо увеличить с 15 метров до 33,4 метра:

 

 

 

При этом условии не нужны ни сакитарно-защитная зона, ни циклоны, но высота трубы котельной увеличится в 2,2 раза.

Итак, при любом варианте решения для достижения ПДК по всем выбрасываемым в атмосферу вредным веществам нужны эко­номические затраты, которые компенсируют экономический ущерб, причиняемый загрязнением атмосферного воздуха.

Методика определения экономического ущерба (единая для всей страны) и ежегодных платежей за загрязнение в экологический фонд региона приведена в учебном пособии, выпущенном в 1998 году в Оренбургском госуниверситете - Буцко В.А., Цыцура А.А., Греков И.И., Зинюхин Г.Б. "Основы экологических знаний" в главе "Пла­тежи за загрязнение окружающей среды".

По этой методике студент рассчитывает ежегодные платежи в эко-фонд региона при фактических выбросах вредных веществ (т/год) и на период после достижения ПДВ (т/год) за счет воздухоохранных ме­роприятий по каждому вредному веществу и в сумме (руб./год).

Сэкономленные после достижения ПДВ средства согласно дей­ствующему экологическому законодательству (1992) не взыскивают­ся в экофонд и расходуются предприятием на проведение воздухоох­ранных мероприятий, обеспечивающих достижение ПДВ и дальнейшее уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферный воздух.

В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ

Понятие о ПДС

Под предельно допустимым сбросом (ПДС) вещества в водный объект понимается масса вещества в сточных водах максимально допустимая к отведению в данном створе водоема, с целью обеспе­чения норм качества воды в пунктах водопользования ниже по течениюреки. ПДС (г/час) для каждого загрязнителя устанавливается расчетным путем с учетом ПДК веществ в местах водопользования и ассимилирующей способности водного объекта; Методика расче­та ПДС содержится в "Методических указаниях по установлению ПДС веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами" (№ 13-3-05/190 от G1.02.82г. Минводхоз СССР).

Проекты ПДС утверждаются местными органами Минводхоза, Минэкологии и согласовываются с центрами санэпиднадзора и орга­нами рыбоохраны. Проекты ПДС содержат также экономическую оценку ущерба от загрязнения водоема и программу водоохранных мероприятий. Программа включает мероприятия по уменьшению удельного водопотребления, организации повторного использова­ния сточных вод, оборотного и бессточного водоснабжения, извле­чению ценных отходов из сточных вод, использованию очищенных сточных вод в технических водопроводах или на земледельческих полях орошения. Эти мероприятия подробно описаны в рекоменду­емых учебных пособиях (2), (3) и (5).

Полностью запрещается сброс сточных вод в заповедные вод­ные объекты и сточных вод, содержащих вещества, для которых не установлены ПДК или ОБУВ.

ПДС рассчитывают как для отдельных вредных веществ, так и для интегральных показателей загрязнения воды.

Интегральные показатели характеризуют суммарное загрязнение воды группой вредных веществ. К интегральным показателям относят: суммарное содержание взвешенных нерастворимых веществ; биохими­ческое потребление кислорода (БПК₅) и содержание в воде растворен­ного кислорода, характеризующие количество легкоокисляемых вред­ных веществ органического происхождения; рН воды (водородный показатель), характеризующий кислотность и щелочность воды; тем­пературу воды, характеризующую сброс нагретых сточных вод.

Расчет ПДС проводят с учетом фонового загрязнения водоема. Если фоновая концентрация вредного вещества в речной воде выше по течению предполагаемого створа сброса сточных вод выше ПДК, сброс сточных вод не разрешается.

 

ПДК при расчете ПДС выбирают в зависимости от целей во­допользования в расчетном створе (ниже по течению реки). ПДК разработаны для трех целей водопользования: хозяйственно-пить­евое (для забора питьевой воды водопроводом), культурно-быто­вое (для купания, спорта и отдыха) и рыбохозяйственное (для веде­ния промыслового рыбного хозяйства) - таблицы 3.1 иЗ.2.

 

ПДС вычисляют в граммах на час (г/час), поскольку расход сточ­ных вод может меняться во времени.

Величина фактического сброса загрязнителей (взвешенные веще­ства, БПК₅, кислотность, вредные вещества) определяется по формуле

M = q * C_ст (3.13)

где М - величина фактического сброса загрязнителя, г/час:

q - расход сточных вод, м³/час;

С_ст - концентрация загрязнителя в сточных водах, г/м³.

 

Величина ПДС определяется по формуле

ПДС = q * C₀, (3.14)

где С_о - расчетная допустимая концентрация загрязнителя в сточ­ной воде после очистки, г/м³;

ПДС - величина ПДС загрязнителя, г/час.

Полученные величины М и ПДС (в г/час) переводят в тонны в год путем умножения на 24 часа, на 365 дней и деления на 10⁶. Затем вычисляют экономический ущерб от загрязнения водоема и размер ежегодных платежей в региональный экологический фонд. Расчет проводят по единой для всей страны методике, которая приведена в учебном пособии, выпущенном в 1998 году в ОГУ - Буцко В.А., Цыцура А.А., Греков И.И., Зинюхин Г.Б. "Основы экологических знаний" в главе "Платежи за загрязнение окружающей среды".

 

Происхождения

Суммарное содержание в воде легкоокисляемых вредных веществ органического происхождения (белки, аминокислоты, жирные кисло­ты, углеводы и продукты их распада) оценивается по величине биохи­мического потребления кислорода (БПК₅), расходуемого на окисле­ние этих загрязнителей в одном литре воды за 5 суток.

При расчете необходимой степени очистки сточных вод от орга­нических загрязнителей учитывают не только степень их разбавле­ния в речной воде, но и процесс самоочищения речной воды, кото­рый заключается в окислении и разрушении органических загрязни­телей микробами, водорослями и кислородом речной воды. Чем выше температура речной воды и чем дольше вода течет до створа ближайшего водопользования, тем большее количество органичес­ких загрязнителей будет окислено и разрушено.

Допустимое суммарное содержание органических загрязнителей (БПК₅) после биологической очистки в биологических прудах или биофильтрах, аэротенках, окситенках и перед сбросом в водоем рас­считывается по формуле

(3.4)

 

где С_о^БПК - расчетное допустимое значение БПК₅ после очистки

сточных вод, мг/л;

С_в^БПК - БПК. речной воды до створа сброса сточных вод (табл. 3.5), мг/л;

С_ПДК^БПК - предельно допустимое значение БПК₅ для речной воды

(табл. 3.1), определяемое по категории водопользования (табл. 3.7),

кг/л;

n - степень разбавления сточных вод речной водой, определен­ная по

формуле (3.1);

t - время протекания речной воды от места сброса сточных вод до

створа ближайшего водопользования (табл. 3.6), сутки.

Величина 10^-k·I делом определяется по таблицам 3.3 и 3.4.

Необходимая степень очистки сточных вод (в процентах) от органических загрязнителей (по величине БПК₅) рассчитывается, исходя из найденного расчетного допустимого значения С_о^БПК пос­ле очистки по формуле

 

(3.5)

 

где С_ст^БПК -биохимическаяпотребность кислорода сточных вод (табл. 3.6), мг/л.

 

Метод очистки - биологический. Очистные сооружения и аппа­раты - биопруды, биофильтры, аэротенки, окситенки.

. ■

Таблица 3.3

Значение К при разных температурах речной воды

(характеризует скорость окисления загрязнителей)

T ^oC	K1	T ^oC	K1	T ^oC	K1
	0.04		0.08		0.12
	0.05		0.09		0.13
	0.06		0.1		0.14
	0.07		0.11		0.15

 

Таблица 3.4

Значение величины 10^-k·I при переменных k и t

K	Значение величины 10^-^k^*^t при t суток, равных:
0.25	0.5		1.5		2.5
0.04	0.98	0.95	0.91	0.87	0.83	0.79	0.75	0.69	0.63	0.57
0.06	0.96	0.93	0.87	0.81	0.76	0.70	0.66	0.57	0.50	0.48
0.08	0.95	0.91	0.83	0.76	0.69	0.63	0.75	0.48	0.40	0.33
0.1	0.94	0.89	0.79	0.70	0.63	0.57	0.60	0.39	0.31	0.25
0.12	0.83	0.87	0.75	0.66	0.57	0.50	0.43	0.33	0.25	0.19
0.14	0.92	0.85	0.72	0.61	0.52	0.44	0.33	0.27	0.20	0.14
0.16	0.91	0.83	0.69	0.57	0.47	0.39	0.33	0.29	0.15	0.11
0.18	0.90	0.81	0.66	0.53	0.43	0.35	0.28	0.19	0.12	0.08
0.2	0.89	0.79	0.63	0.50	0.39	0.31	0.25	0.16	0.10	0.06
0.22	0.88	0.77	0.60	0.47	0.36	0.28	0.21	0.13	0.07	0.04
0.24	0.87	0.75	0.57	0.43	0.33	0.25	0.19	0.11	0.06	0.03
0.26	0.86	0.74	0.55	0.40	0.30	0.22	0.16	0.09	0.05	0.02
0.28	0.85	0.72	0.52	0.38	0.27	0.19	0.14	0.07	0.05	0.02
0.3	0.84	0.70	0.50	0.33	0.25	0.17	0.12	0.06	0.03	0.01
0.4	0.79	0.63	0.39	0.25	0.15	0.10	0.06	0.02	0.01	0.01
0.5	0.75	0.56	0.31	0.17	0.10	0.5	0.03	0.01	0.01	0.01

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

Дать определение ПДС, единицы измерения ПДС.

Написать формулу определения необходимой степени очис­тки сточных вод.

Что понимают под "фоновым" загрязнением гидросреды?

Когда запрещается сброс сточных вод в водоем?

Дать понятия об оборотном водоснабжении и повторным ис­пользованием сточных вод.