Расчет допустимой концентрации.

В этом расчетном варианте, учитывающем:

- разбавление сточных вод водой сточного объекта;

- качество воды выше места сброса сточных вод;

- процессы естественного самоочищения;

величина С_ст определяется по формуле:

С_ст =(gQ/q)∙ (ПДК-С_ф)+ПДК, мг/л,

где С_ст – предельная концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, не приводящая при их сбросе в водные объекты к превышению фактической концентрации загрязняющего вещества в воде водного объекта в контрольном створе предельно допустимой концентрации этого загрязняющего вещества;
g - коэффициент обеспеченности смешения для проточных (незарегулированных) водотоков (далее просто коэффициента смешения);
Q, q - соответственно расходы воды в водном объекте и сточных вод (при подстановке в формулу числовых значений Q, q необходимо, чтобы их размерности совпадали;
ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества с учетом категории водопользования объекта [мг/л];
С_ф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте в зоне расположения сброса сточных вод [мг/л].

Величина коэффициента смешения для проточных (незарегулированных) водоемов определяется по методу Фролова-Родзиллера:

,

где ,

где L – расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного контрольного створа или створа ближайшего пункта водопользования при условии его расположения в контрольном своре;
a - коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения, который в свою очередь определяется по формуле:

где x - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем (при выпуске у берега он равен 1),
j - коэффициент извилистости реки, который равен отношению расстояния по фарватеру от места выпуска сточных вод до створа ближайшего пункта водопользования (L_ф) к расстоянию до этого же пункта по прямой (L_прям),
q_ст – фактический расход стоков, м³/ч, расход сточных вод на выходе очистных сооружений, т.е:

j = L_ф / L_прям=2300/2000=1, 15

Е – коэффициент турбулентной диффузии, который для равнинных рек определяется по формуле

Е = V_ср Н_ср /200=2, 8*2, 7/200=0, 0378

где V_ср - средняя скорость течения на участке между выпуском сточных вод и створом пункта водопользования,
Н_ср – средняя глубина водоема на том же участке.

Загрязнение водоема может неблагоприятно сказаться:
а) в нарушении общего санитарного режима водоема,
б) в изменении органолептических свойств воды водоема,
в) в санитарно-токсикологическом отношении (опасности для здоровья населения).

Соответственно, в зависимости от свойств загрязняющих веществ, определение степени необходимой очистки сточных вод ведется по каждому показателю состава и свойств воды водоемов.

По общесанитарному показателю вредности:

а) по БПК_полн – с учетом биохимического процесса самоочищения вод от органических веществ сточных вод и органических веществ уже имеющихся в водоеме выше места выпуска сточных вод. Расчеты проводятся по формуле:

где С_ст – концентрация органических веществ (в БПК_полн), которая должна быть достигнута в процессе очистки сточных вод перед сбросом в водоем, мг/л,
С_ф – фоновая концентрация органических веществ (в БПК_полн) в воде водоема до места выпуска сточных вод мг/л,
или ПДК – предельно-допустимая концентрация органических веществ (в БПК_полн) в створе ближайшего пункта водопользования мг/л,
С’₁ и C’’₂ – константы потребления кислорода соответственно органическими веществами сточных вод и воды водоема (при спуске бытовых сточных вод эти константы могут быть приняты одинаковыми С’₁ = C’’₂ = 0, 1),
t – время продвижения воды водоема вместе с разбавленными в ней сточными водами от места выпуска сточных вод до пункта водопользования (в сутках).

t = L_ф/V_ср=2300/2, 8=821, 43 с
t=821, 43/86400=0, 0095сут

Если вычисленная величина С_ст , т.е. концентрация сточных вод, при которых выполняются санитарные требования в отношении БПК_полн окажется меньше, чем БПК_полн сточных вод, намеченных к спуску (или поступающих в водоем), то необходима очистка сточных вод до С_ст .

б) по растворенному кислороду – проверка производится по приближенной формуле, учитывающей наиболее быстрое потребление кислорода органическими веществами в течение первых двух суток (в расчете на БПК_полн)

С_ст = 2, 5∙ (gQ/q)∙ (О_р –0, 4Ср–4)–10=2, 5∙ (0, 1471*310)(9-0, 4∙ 2, 2-4)-10=459, 7 мг/л

где О_р – концентрация растворенного кислорода в речной воде до выпуска сточных вод,
0, 4 – доля БПК_полн за двухсуточный период (величина принимается постоянной),
Ср - концентрация органических веществ (в БПК_полн) воды водоема до места спуска сточных вод,
4, 0 – минимальная концентрация в мг/л растворенного кислорода, которая должна быть обеспечена в водоеме.

Полученная величина стоков С_ст сравнивается с концентрацией сточных вод объекта и делается соответствующий вывод о достаточности в них растворенного кислорода.

По органолептическому показателю вредности:

а) по окраске и запаху – в случаях, когда имеются анализы сточных вод с указанием степени разбавления, при которой окраска и запах сточных вод исчезали, достаточно сравнение величины разбавления, указанной в анализе, с расчетной величиной разбавления, которое возможно у створа ближайшего пункта водопользования, чтобы решить вопрос о необходимости очистки сточных вод в отношении запаха и окраски перед их спуском в водоем.

б) по взвешенным веществам – санитарные требования ограничивают лишь степень увеличения содержания взвешенных веществ в воде водоемов. Поэтому расчетная формула принимает вид

С_ст = (gQ/q+1)∙ С_доб +С_р=(0, 1471∙ 310+1)∙ 0, 75+2, 2=37, 15мг/л

где С_доб – допустимое по нормативам увеличение содержания взвешенных веществ: 0, 75 мг/л для рыбохозяйственного водопользования I категории.
С_{р –} фоновая концентрация взвешенных веществ.

Остальные обозначения и метод оценки результатов прежние.

в) по температуре воды водоема - расчет производится с учетом санитарных требований, ограничения степени повышения летней температуры воды за счет поступающих в водоем сточных вод. Этому условию соответствует расчет по следующей формуле:

t_ст = (gQ/q+1)∙ t_доб +t_р =(0, 1471∙ 310+1)∙ 3+4=143, 83 º С

где t_р – максимальная температура воды водоема до выпуска сточных вод в летнее время,
t_доб – допустимое по правилам повышение не более, чем на 3 °С температуры воды водоема,
t_ст – температура сточных вод, при которой будет соблюдено санитарное требование относительно температуры воды в створе первого пункта водопользования.

г) по образованию плавающих примесей - не поддается определению расчетным методом. Если возможность их не исключается, необходимо лабораторным путем или наблюдением в натуре определить разбавление, при котором они становятся незаметными или считать обязательными мероприятия по тщательной задержке плавающих примесей.

По санитарно-токсикологическому показателю вредности

(т.е. возможной опасности для здоровья населения), а также по общесанитарному и органолептическому показателю вредности (окраска, запах, привкус), по которым установлены предельно допустимые концентрации (например, хлориды, сульфаты, цинк, медь и т.д.) расчет ведется по формуле:

С_ст =(gQ/q)∙ (ПДК-С_ф)+ПДК

При использовании в качестве нормативов, установленных для загрязняющих веществ, предельно допустимых концентраций, необходимо учитывать указание Правил о порядке применения предельно допустимых концентраций при совместном поступлении в водоем нескольких вредных веществ, характеризующихся одинаковым показателем вредности.

1. Хлориды: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (350-80)+350=12662, 27 мг/л;

2. Сульфаты: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (500-300)+500=9620, 2 мг/л;

3. Нефтепродукты: С_ст=(0, 1471∙ 310)+(0, 1-0, 9)+0, 1=0, 55601мг/л;

4. Фенолы: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (0, 001-0, 0003)+0, 001=0, 0033мг/л;

5. алкилсульфаты: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (0, 5-0, 4)+0, 5=5, 0601 мг/л.

6. алкилсульфанаты: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (0, 5-0, 3)+0, 5=9, 6202мг/л;

7. хром-3 х вал: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (0, 5-0, 015)+0, 5=22, 6164 мг/л;

8. никель С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (0, 1-0, 06)+0, 1=1, 924 мг/л

9. цинк: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (1-0, 06)+0, 1=2, 38005 мг/л

10. Нитриты: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (3, 3-2, 7)+3, 3=30, 66 мг/л;

11. капролактам: С_ст=(0, 1471∙ 310)∙ (1-0, 9)+1=5, 56 мг/л.

12. Ртуть: C_cт=0 мг/л;