Характеристики интегральной оценки качества воды

Таб.8

Расчет допустимого состава сточных вод по концентрации взвешенных ве­ществ.Допустимую концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточных водах Со.взв определяют по формуле

Со.взв≤Сввзв+пПДКвзв,

где Св.взв — концентрация взвешенных веществ в воде водоема до сброса в него сточ­ных вод; ПДКвзв — предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в водо­еме; n — кратность разбавления сточных вод в воде водоема, характеризующая долю расхода воды водоема, участвующей в процессе перемешивания и разбавления сточных вод.

Расчет допустимого состава сточных вод по концентрации растворенных вредных веществ.Концентрацию каждого из растворенных вредных веществ в очи­щенных сточных водах определяют по формуле

Соi <п(Сm. i -Св. i) + Св. i,

где C_{в . i} - концентрация i –го вещества в воде водоема до сброса сточных вод; C_{m . i} -

максимально допустимая концентрация того же вещества с учетом максимальных кон­центраций и ПДК всех веществ, относящихся к одной группе ЛПВ, вычисленная по формуле

i-1

Ci =ПДК_i 1-VCL .

~1 ПДК i

Расчет кратности разбавления сточных вод в водоемах.Разбавление сточных вод — это процесс уменьшения концентрации примесей в водоемах, вызванный пере­мешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются. Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется кратностью разбавления:

= C _о-C_в

C-C_в ,

где С_о — концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых (очищенных) сточных водах; С_в и С — концентрации загрязняющих веществ в водоеме до и после выпуска соответственно.

Для водоемов с направленным течением кратность разбавления удобнее опреде­лять по формуле

n = _в Q_V , (1.1)

QV

где Q_V - объемный расход сточных вод, сбрасываемых в водоем с объемным расходом воды Q_в; m - коэффициент смешения, показывающий какая часть расхода воды в во­доеме участвует в смешении.

Распространение примесей сточных вод обычно происходит в направлении уста­новившихся течений в водоемах, в этом же направлении увеличивается и кратность разбавления. В начальном сечении (место выпуска) кратность разбавления равна еди­нице и в пределе, когда в процессе перемешивания участвует весь возможный для дан­ного водоема расход среды, наступает полное перемешивание.

При условии полного перемешивания сточных вод концентрация примесей в во­доеме в произвольный момент времени равна:

t ( C Q_V + УC _в Q )

C =------------- ^---------,

V

где t =------- —-------------период полного обмена воды в водоеме; V - объем водоема;

QV+T.Qв-Qп

Q_п - потери расхода воды в водоеме без уноса примесей, например, при испарении.

При проектировании и реконструкции предприятий, расположенных вблизи рек, в первую очередь необходимо оценить возможность сброса производственных сточных вод в реку. Наиболее прост расчет по методу Фролова—Родзиллера. Он основан на ре­шении дифференциального уравнения турбулентной диффузии при следующих допу­щениях: речной поток считается безграничным, начальное разбавление отсутствует, выпуск сточных вод сосредоточенный. Для рек зона начального разбавления значи­тельно короче, чем для озер и водохранилищ, поэтому в большинстве методик расчета разбавления сточных вод в реках начальное разбавление не учитывают. Этим методомопределяют концентрацию примесей для максимально загрязненной струи потока реки без уточнения расположения этой струи, ее формы и размеров:

C_max =C + (C_о- C)e-^{k3 L},

Id

_т - коэффициент, характеризующий гидравлические условия смешения;

QV

ψ — коэффициент, характеризующий место расположения выпуска сточных вод (для берегового выпуска ψ = l, для выпуска в сечении русла ψ = 1,5); ϕ = L/L_п — коэффици­ент извилистости русла; L — длина русла от сечения выпуска до расчетного створа; L_п — расстояние между этими же параллельными сечениями в нормальном направлении; D_т — коэффициент турбулентной диффузии, определяемый по формуле:

gHw

D =-,

MC_ш

где g - ускорение силы тяжести; Н - средняя глубина русла по длине смешения; w_x -средняя по сечению русла скорость течения реки на удалении L от места выпуска сточ­ных вод; С_ш = 40… 44 м0,⁵/с - коэффициент Шези; М - функция коэффициента Шези, для воды М = 22,3 м0,⁵/с.

Кратность разбавления определяют по формуле (1.1), а коэффициент смешения— по уравнению

1-e-k^{3 L}

m = .

QV

Условия смешения сточных вод с водами озер и водохранилищ значительно отли­чаются от условий смешения в реках. Концентрация примесей значительно уменьшает­ся в начальной зоне смешения, но полное перемешивание происходит на значительно больших удалениях от места выпуска, чем в реках. Кроме того, изменяющиеся во вре­мени направление и значение скорости движения воздуха над озерами и водохранили­щами переносят загрязнения в различном направлении от места выпуска. Расчет раз­бавления сточных вод в озерах и водохранилищах проводят двумя методами: методом Руффеля и методом Лапшева.