Определение степени очистки сточных вод

5.1. Задание

1. Определить степень разбавления сточных вод у ближайшего пункта водопользования. Полученные результаты занести в таблицу 12.

2. Определить степень очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ. Полученные результаты занести в таблицу 12.

3. Определить степень очистки сточных вод от содержания в них вредных веществ. Полученные результаты занести в таблицу 12.

Таблица 12

Степень очистки сточных вод

Вариант	Степень разбавления сточных вод	Степень очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ, %	Степень очистки сточных вод от вредных веществ, %
Первый
Второй
Третий

5.2. Пояснения к заданию

Вода требуется человеку для удовлетворения самых разнообразных нужд. В зависимости от целевой направленности, применение воды подразделяется на два вида: водопользование и водопотребление.

Водопользование – способ использования воды как среды или механического источника без изъятия ее из водоемов.

Водопотребление – это забор воды из источника для различных целей. Водопотребление характеризуется безвозвратным расходом некоторой части воды и ее загрязнением. Требования к качеству воды зависят от цели ее использования. Одни требования предъявляются для воды хозяйственно-питьевого назначения, другие – для промышленных целей и т. д. Для оценки качества воды определяются ее физические свойства и химический состав. К физическим показателям качества воды относятся температура, запах, вкус, прозрачность, мутность, цветность, плотность.

Чистая вода, взятая в малом объеме, бесцветна. В толстом слое она голубого оттенка. Иные оттенки свидетельствуют о наличии в воде различных растворенных и взвешенных примесей.

Взвешенные вещества – это крупные частицы (больше 1·10⁴ мм), задерживающиеся бумажными фильтрами. Они характеризуют загрязненность воды глиной, песком, силикатными породами.

Природные воды часто бывают мутными из-за присутствующих в них взвешенных частиц глины, песка или органических взвесей. Сточные воды могут усилить мутность воды.

При решении вопроса о спуске сточных вод в водоем исходят из возможного их разбавления водой данного водотока или водоема.

Разбавление сточных вод – это процесс снижения концентрации загрязняющих веществ в водостоках и водоемах, протекающий вследствие перемешивания сточных вод с окружающей средой. Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется степенью разбавления, определяется по формуле:

n = r · Q + q/q, (9)

где n – степень разбавления, соответствующая условию полного смешания сточных вод с водой реки; Q – расход воды реки, м³/сек; q – расход сточных вод, м³/сек; r – коэффициент смешения.

При проектировании среднемесячный расход воды реки и коэффициент смешения берутся из данных гидрометеорологической службы, а расход сточных вод определяется расчетным путем или по аналогии с действующим предприятием подобного профиля.

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

(10)

где Э_ВЗВ – искомая степень очистки сточных вод, %; – концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки, мг/л; – расчетная концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом в водоем, мг/л.

Расчетная концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом их в водоем определяется по формуле:

(11)

где – расчетная концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах, мг/л; – концентрация взвешенных веществ в воде реки до сброса сточных вод, мг/л; n – степень разбавления сточных вод в расчетном створе; – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в реке после сброса сточных вод (для водоемов хозяйственно-питьевого водоснабжения и водоснабжения пищевых предприятий –
0,25 мг/л; для рыбохозяйственных водоемов и водоемов культурно-бытового пользования – 0,75 мг/л).

Если в сточных водах содержится несколько вредных веществ, то все компоненты, имеющиеся в сточных водах, разбиваются на группы с одинаковым лимитирующим показателем вредности (ЛПВ). Например, в сточных водах содержится мышьяк, ртуть, свинец, никель и цинк. По таблице 15 определяем, что мышьяк, ртуть и свинец относятся к группе веществ санитарно-токсикологического ЛПВ, а никель и цинк – к группе веществ общесанитарного ЛПВ. Затем определяем сумму отношений концентраций вредных веществ каждой группы в сточной воде к их предельно допустимым концентрациям (ПДК):

(12)

где – сумма отношений концентраций вредных веществ в сточной воде, мг/л; ССТ1, ССТ2, ССТ3 – концентрации вредных веществ в сточной воде, мг/л; ПДК1, ПДК2, ПДК3 – предельно допустимая концентрация вредных веществ, мг/л.

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

(13)

где – сумма отношений концентраций вредных веществ в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л; СВ₁, СВ₂, С_n – концентрация вредных веществ в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л; ПДК₁, ПДК₂, ПДК_n – предельно допустимая концентрация вредных веществ, мг/л.

Необходимая степень очистки сточных вод от вредных веществ определяется по формуле:

(14)

где Э_ВР – необходимая степень очистки сточных вод от вредных веществ, %; n – степень разбавления сточных вод; С_В – сумма отношений концентраций вредных веществ в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л;
С_СТ – сумма отношений концентраций вредных веществ в сточной воде, мг/л.

5.3. Справочные данные

Данные характеристики воды водоема и сточных вод (табл. 13).

Таблица 13

Характеристика воды водоема и сточных вод

Вариант	Коэффициент смешения	Расход сточных вод, м³/сек	Расход воды реки, м³/сек	Концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки, мг/л	Концентрация взвешенных веществ в воде реки до сброса сточных вод, мг/л
	0,4
	0,3
	0,5

Данные концентрации вредных веществ в водоеме и сточных водах (табл. 14).

Таблица 14

Концентрация вредных веществ в воде водоема и сточных водах

№ п/п	Вещество	Концентрация в сточной воде, мг/л	Концентрация в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л
вариант	вариант

	Бензол	1,5	2,0	2,4	0,60	0,75	0,81
	Ртуть	0,07	0,05	0,09	0,01	0,02	0,04
	Фтор	2,1	1,8	1,3	(1,5	0,7	0,3
	Аммиак	1,8	1,2	1,0	0.05	0,04	0,07
	Кадмий	0,05	0,03	0,07	0,03	0,01	0,05
	Свинец	0,13	0,15	0,19	0,04	0,05	0,03
	Цинк	1,57	1,75	1,85	0.28	0,24	0,31

3. Данные предельно допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ в воде различного водопользования (табл. 15).

Таблица 15

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде

водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

По санитарно-токсикологическому лимитирующему показателю вредности	По общесанитарному лимитирующему показателю вредности
Вещество	Норматив, мг/л	Вещество	Норматив, мг/л
Бензол	0,5	Аммиак	2,0
Ванадий	0,1	Кадмий	0,01
ДДТ (дуст)	0,1	Медь	0,1
Кобальт	1,0	Никель	0,1
Молибден	0,5	Титан	0,1
Мышьяк	0,05	Цинк	1,0
Нитраты	10,0	Бензин	0,1
Ртуть	0,0005	Железо	0,5
Свинец	0,1	Керосин	0,1
Селен	0,001	Нефть	0,3
Стронций	2,0	Сероуглерод	1,0
Фтор	1,5	Фенол	0,001

5.4. Основные понятия и определения

Водопользование, водопотребление, оценка качества воды, физические показатели качества воды, разбавление сточных вод, степень разбавления, лимитирующий показатель вредности.

Лабораторная работа № 6