Расчет степени очистки сточных вод от взвешенных веществ

Необходимая степень очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ определяется по формуле

, (2.6)

где Э_взв - искомая степень очистки, % ; С^взв_ст - исходная концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки, мг/л; С^взв_о - расчетная концентрация взвешенных веществ в очищен­ных сточных водах перед сбросом в водоем, мг/л.

Расчетную концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточ­ных водах перед сбросом их в водоем определяем по формуле

, (2.7)

где С^взв_в - концентрация взвешенных веществ в воде реки до сброса сточных вод мг/л; n - степень разбавления сточных вод в расчётом створе; С_доп - допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в реке после сброса сточных вод, мг/л; С_доп - для водоёмов хозяйствен­но-питьевого водоснабжения и для водоснабжения пищевых предпри­ятий - 0,25 мг/л, а для рыбохозяйственных водоёмов и водоёмов куль­турно-бытового пользования – 0,75 мг/л.

При поступлении сточных вод в реки и водоемы снижение концен­трации органических веществ, выраженное в БПК, происходит вследст­вие не только разбавления, но и самоочищения.

Концентрацию сточных вод, при которой БПК воды реки в бли­жайшем пункте водопользования ниже спуска сточных вод будет не больше принятых нормативов, находят до формуле

(2.8)

где L_доп - предельно допустимое значение БПК смеси сточных вод и речной воды; L_в - БПК речной воды до сброса сточных вод, мг/л; K₁ - константа скорости потребления кислорода сточными водами; t - время протекания воды от места сброса до расчетного ство­ра, сут.

При решении уравнения значение величины вычислить сложно, поэтому составлены таблицы 2.4 и 2.5, в которых принятые пределы K₁ и t охватывают вес случаи, имеющие практическое значение.

Если расчетное значение L_o больше фактического значения БПК сточных вод, подлежащих спуску в реку, то биологическая очистка сточных вод не требуется.

Таблица 2.4

Значение k₁ при различных температурах речной воды

 

t°C	К1	t°C	К1	t°C	К1
	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 2.5

Значение величины при переменных, K₁ и t

K1	t,cvт
0,25	0,6		1,5		2,5
0,04	0,98	0,99	0,91	0,871	0,832	0,794	0,759	0,692	0,631	0,575
0,06	0,96	0,93	0,87	0,813	0,769	0,708	0,661	0,75	0,501	0,487
0,08	0,95	0,91	0,83	0,769	0,692	0,631	0,757	0,489	0,408	0,331
0,11	0,94	0,89	0,79	0,708	0,631	0,572	0,601	0,398	0,316	0,251
0,12	0,83	0,87	0,75	0,661	0,575	0,501	0,4 36	0,331	0,251	0,!91
0,14	0,92	0,85	0,72	0,617	0,525	0,447	0,332	0,275	0,200	0,145
0,16	0,91	3,83	0,69	0,575	0,479	0,398	0,331	0,299	0,159	0,110
0,18	0,90	0,81	0,66	0,537	0,437	0,355	0,288	0,191	0,126	0,083,
0,2	0,89	0,79	0,63	0,501	0,393	0,316	0,251	0,16Я	0,100	0,063
0,22	0,88	0,77	0,60	0,478	0,363	0,283	0,219	0,132	0,079	0,049
0,24	0,87	0,75	0,57	0,437	0,331	0,251	0,191	0,110	0,063	0,036
0,26	0,86	0,74	0,55	0,407	0,302	0,224	0,166	0,091	0,050	0,025
0,28	0,85	0,72	0,52	0,380	0,275	0,199	0,145	0,076	0,050	0,021
0,3	0,84	0,70	0,50	0,335	0,275	0,178	0,126	0,063	0,032	0,016
0,4	0,79	0,63	0,39	0,251	0,158	0,100	0,063	0,025	0,010	0,004
0,5	0,75	0,56	0,31	0,178	0,100	0,056	0,032	0,010	0,003	0,001

 

Если же L_o меньше БПК сточных вод, то биологическая очистка перед спуском в водоём обязательна до получения расчётного значения L_o.

Необходимая степень очистки смеси сточных вод и речной воды БПК определяется в этом случае по формуле

(2.9)

где L_ст - полная биохимическая потребность сточной воды в кисло­роде, мг/л.

При расчете кислородного режима водоема исходят из поглощения сточными водами растворённого кислорода речной воды в месте их спуска. Если количество содержащегося в речной воде растворённого кислорода не ниже 4 мг/л в течение первых двух суток, то снижения не произойдет и в дальнейшем.

Формула для определения расчетной концентрации растворенного кислорода сточных вод имеет следующий вид:

 

(2.10)

 

где О_р - расчётная концентрация растворённого кислорода сточной воды, мг/л; n - степень разбавления; О_в - содержание растворённого кислорода в речной воде до сброса сточных вод, мг/л; О_БПК - биохими­ческая потребность речной воды в кислороде, мг/л; О_доп - предельно допустимая концентрация растворённого кислорода, которая должна быть в расчётном створе после сброса сточных вод; 0,4 -коэффициент для пересчета полного потребления кислорода в двухсуточное.

Если расчетная концентрация меньше той, которая характерна для про­ектируемых к спуску в водоём сточных вод, то они должны быть очи­щены. Тогда необходимую степень очистки определяют по формуле

 

(2.11)

 

где L_ст - полная биохимическая потребность сточной воды в ки­слороде, мг/л; О_р - расчётная концентрация растворенного кислорода в сточных водах, мг/л.

Расчет кислородного режима сточных вод и необходимой степени их очистки по содержанию растворенного кислорода выполняют для определения загрязненности сточных вод органическими веществами.

2.4.3 Расчёт степени очистки сточных вод по изменению рН

 

Согласно общим требованиям к составу и свойствам воды водо­ёмов у пунктов культурно-бытового водопользования, реакция (рН) не должна выходить за пределы 6,5 - 8,5.

Допустимую концентрацию кислоты в сточных, водах находят по формуле

(2.12)

 

где Х_к - максимальное количество кислоты, которое может быть добавлено к 1 л речной воды, мг-экв/л (находят по графику Черкинского, рис. 2.1); n - степень разбавления сточных вод.

Рис. 2.1. График для определения максимального количества кислоты на 1 л речной воды, мг-экв/л (по С.Н. Черкинскому)

 

Пользоваться графиком надо следующим образом. Допустим, что вода имеет pH = 7,25 при щелочности 3 мг/л. Восстановив перпендику­ляр из точки 7,25 на оси абсцисс до пересечения с основной кривой, которая соответствует 3(В-3) и опустив из точки пересечения перпенди­куляр на правую ось Х_к ординат, находим значение, равное 1,25. Это и есть максимальное количество кислоты в миллилитрах нормального раствора, которое может быть добавлено к 1 л воды водоёма по сани­тарным нормам (Х_к).

Необходимая степень очистки сточных вод от кислоты определяет­ся по формуле

(2.13)

где С_к - содержание кислоты в сточных водах, мг-экв/л.

 

2.4.4. Расчет температуры сточных вод перед сбросом в водоём

 

Расчет производится с учетом санитарных требований: летняя тем­пература речной воды не должна повышаться в результате спуска сточ­ных вод более чем на 3 °С.

Максимально допустимую температуру сточных вод определяют по формуле

, (2.14)

где J -коэффициент смешения; Q - расход реки, м³/с; q - расход сточных вод, м³/с; t_доп - допустимое повышение температуры (3°С); t_max - максимальная температура речной воды в наиболее тёп­лый летний месяц до спуска сточных вод.

Сравниваем полученную величину с температурой сточных вод. Если температура сточных вод меньше полученной расчетной, то спе­циальных мер по снижению температуры сточных вод принимать не нужно. Если температура сточных вод больше расчетной, то требуется охлаждение сточных вод перед сбросом их в водоём.

2.4.5. Расчёт степени очистки сточных вод от вредных веществ

 

Если в сточных водах содержится несколько вредных веществ то все компоненты, имеющиеся в сточных водах, разбиваются на группы с одинаковыми лимитирующими вредностными показателями (ЛВП) (см. табл. 2.6).

Затем определяем сумму отношений концентраций веществ каж­дой группы в сточной воде к их ПДК:

(2.15)

После этого подсчитываем сумму отношений концентраций этих ве­ществ в воде водоема до спуска в него сточных вод к их ПДК:

(2.16)

Итоговые значения получаются сложением по всем видам ЛВП.

Для рыбнохозяйственных водоемов расчет упрощается. В этом случае значение С_ст и С_в вычисляются по единой таблице ПДК (табл. 2.7) согласно формулам (2.15), (2.16).

 

 

Таблица 2.6

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Вещество	Норматив ПДК, мг/л	Вещество	Норматив, мг/л
I по санитарно-токсикологическому ЛВП
Анилин Бензол Бериллий Ванадий Вольфрам ДДТ (дуст) Кобальт Молибден	0,1 0,5 0,0002 0,1 0,1 0,1 1,0 0,5	Стронций Сурьма Теллур Фтор (в соединениях) Хлорбензол Четыреххлористый углерод Цинк	2,0 0,05 0,01   1,5 0,02   0,3 1,0
II по общесанитарному ЛВП	III по органолептическому ЛВП
Аммиак Кадмий Медь Никель Сульфиды Титан Хлор активный Мышьяк Нафтол Нитраты по азоту Роданиды Ртуть Свинец Селен	2,0 0,01 0,1 0,1 - 0,1   - 0,05 0,4   10,0 0,1 0,005 0,1 0,001	Барий Бензин Железо Керосин Нефть многосернистая Нефть прочная Пикриновая кислота Сероуглерод Толуол Хром (Cr+6) Хром (Cr+3) Этилен Фенол	4,0 0,1 0,5 0,1   0,1 0,3   0,5 1,0 0,5 0,1 0,5 0,5 0,001

Таблица 2.7

Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов

Вещество	Норматив ПДК, мг/л
Аммиак Аммония соли Кадмий Кобальт Магний Медь Мышьяк Никель Нефть и нефтепродукты Свинец Сероуглерод Фенолы Хлор свободный Цинк Цианиды Ртуть	0,1 5,0 0,002 0,01 50,0 0,01 0,05 0,01 0.05 0,1 1,0 0,001 - 0,01 0,05 -