Этапы проведения расчетов по методу Фролова-Родзиллера
1 Определение кратности разбавления по формуле (4.4).
2 Определение коэффициента смещения по формулам:
m = 1 – e-k/ 1 + (Qв / Qv) e-k, (4.7)
где k – коэффициент гидравлических условий смешения, k = ψ φ ;
ψ – коэффициент учета расположения места выпуска сточных вод (для берегового выпуска ψ = 1, для выпуска в сечение русла ψ = 1,5);
DT = g H ω / M CШ, (4.8)
где g – ускорение свободного падения;
Н – средняя глубина русла;
ω – средняя по сечению русла скорость течения реки на удалении L от места выпуска сточных вод;
М – функция коэффициента Шези для воды, М = 22,3 м0,5/с;
Сш – коэффициент Шези, Сш = 40–44 м0,5/с.
φ = L / LН, (4.9)
где L – длина русла от сечения выпуска до расчетного створа;
LН – расстояние между этими параллельными сечениями в нормальном направлении.
3 Определение концентрации загрязнений при полном перемешивании сточных вод в произвольный момент времени t
C = t (CоQv + ∑CвQв) / V, (4.10)
где t = V / (Qv+∑Qв – Qn);
V – объем водоема;
Qn – потери расхода воды в водоеме без уноса загрязнений (от испарения).
4 Определение допустимой концентрации загрязнений сточных вод производится по формуле (4.5).
5 Определение максимально допустимой концентрации в очищенных сточных водах производится в соответствии с формулой
. (4.11)
Пример расчета допустимого состава сточных вод
Для машиностроительного предприятия, расположенного вблизи реки, требуется оценить возможность сброса производственных сточных вод в реку (водоем I категории).
Решение (вариант 1)
1 Определение коэффициента смешения m (см. формулу (4.7)):
m=1 – 2,718-0,329/ 1 + (5·104/5·102))· 2,718-0,329= 0,11.
Определение коэффициента φ (формула (4.9)):
φ = L / LН = 500 / 250 = 2.
Определение коэффициента гидравлического смешения k:
k = ψ φ = 1,5·2= 0,3291.
Определение коэффициента турбулентной диффузии по формуле (4.8):
DT = g H ω / M CШ = 9,81·15· 4 / 22,3· 40 = 0,659.
2 Определение кратности разбавления (см. формулу (4.4)):
n = (m Qв + Qv)/Qv = (0,11·5·104 + 500) / 500 = 12.
3 Определение периода полного обмена воды в водоеме (см. формулу (4.10)):
t = V / (Qv + ∑ Qв – Qn) = 5·106 / (500 + 5·104 – 500) = 100 ч.
4 Определение концентрации примесей в водоеме при полном перемешивании сточных вод в момент времени t:
– по фенолу ().
Максимальная допустимая концентрация в очищенных сточных водах
С1m1 = ПДК1(1 – 2)= ПДК1(1 – Св2 / ПДК2) =
= 0,001·(1 – 0,05 / 0,1) = 0,0005 мг/л.
Допустимая концентрация фенола в очищенных сточных водах при сбросе
Со1 ≤ n (С1 m1 – Cв1) + Cв1 = 12·(0,0005 – 0) + 0 = 0,006 мг/л.
Концентрация фенола при условии полного перемешивания сточных вод в водоеме
С1 = t (С01 QV + Cв1Qв)/V = 100 (0,006 · 500 + 0) / (5·106) =
= 0,00006 мг/л;
– по хрому (С04).
Максимально допустимая концентрация хрома в очищенных сточных водах
Сm44 = ПДК2() = ПДК4(l – Св7/ПДК7 – Св4/ПДК4) =
= 0,1·(l – 0,01/10 – 0,005/0,1) = 0,0949 мг/л.
Допустимая концентрация хрома в очищенных сточных водах при сбросе
Со4 ≤ n (Сm44 – Св4) + Св4 = 12 · (0,0949 – 0,005) + 0,005 = 1,0838 мг/л.
Определение концентрации хрома при условии полного перемешивания сточных вод в водоеме:
С4 = t (Со4 Qv + ∑ Св4 Qв) / V =
= 100·(1,0838·500 + 0,005·5·104) / (5·106) = 0,015838 мг/л;
– по кадмию (С05).
Максимальная концентрация кадмия в очищенных сточных водах
Сm55 = ПДК5 (1 – Сmi /ПДКi) = 0,01(1 – Св2 /ПДК2) =
= 0,01· (1 – 0,05/0,1) = 0,005 мг/л.
Допустимая концентрация кадмия в очищенных сточных водах при сбросе
Со5 ≤ n (Сm55 – Св5) + Св5 = 12 (0,005 – 0) + 0 = 0,06 мг/л.
Определение концентрации кадмия при условии полного перемешивания сточных вод в водоеме:
С5 = t (Со5 Qv + ∑ Св5 Qв) / V =100·(0,06·500)/(5·106) = 0,0006 мг/л;
– взвешенные вещества (С08).
Определение допустимой концентрации взвешенных веществ в сточных водах при сбросе:
С08 ≤ Св8 + n ПДКвз = 5 + 12·10 = 125 мг/л.
5 Оценка возможности сброса сточных вод в водоем оформляется в виде таблицы 4.1.
Таблица 4.1 –Оценка возможности сброса сточных вод
Ингредиент | Фактическая концентрация загрязнений сточных вод, мг/л | Максимально допустимая концентрация очищенных загрязнений сточных вод, мг/л | Допустимая концентрация загрязнений в очищенных сточных водах, мг/л | Концентрация загрязнений при полном перемещении сточных вод, мг/л | ПДК загрязнений в воде водоема, мг/л | Оценка допустимости сброса сточных вод |
Фенол | 0,01 | 0,0005 | 0,006 | 0,00006 | 0,001 | Допустимы |
Хром | 0,15 | 0,00949 | 1,0838 | 0,015838 | 0,1 | Допустимы |
Кадмий | 0,2 | 0,005 | 0,06 | 0,0006 | 0,01 | Допустимы |
Взвешенные вещества | – | – | 4–10 | Допустимы |