Оценка возможности использования сточных вод и определение ущерба от загрязнения водного источника

РГР 1. Оценка возможности использования сточных вод пищевых предприятий для орошения

Теоретическая часть

Сточные воды различных производств и выделенные из них осадки могут применяться в качестве источников минеральных и органических удобрений, а также для орошения. Гигиенические требования к ним регламентируются специальными санитарными правилами и нормами (СанПиН 2.1.7.573-96) [7], а для осуществления естественной биологической доочистки используют специализированные мелиоративные системы - земледельческие поля орошения (ЗПО). На ЗПО могут быть использованы хозяйственно-бытовые, производственные и смешанные сточные воды населенных пунктов, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции (табл.2.1) после их соответствующей подготовки на сооружениях механической и биологической очистки (рис. 2.1).

Качество сточных вод, используемых для орошения, и их осадков, регламентируется по химическим, биологическим и паразитологическим показателям. Допустимая концентрация тяжелых металлов в сточных водах устанавливается в зависимости от оросительной нормы и рассчитывается в каждом конкретном случае.

 

Т а б л и ц а 2.1

Основные показатели химического состава некоторых видов сточных вод, используемых для орошения

(средние данные, мг/дм³)

Показатели химического состава

Хозбытовые воды

Сточные воды предприятий по производству и переработке:

горо-дов

по-сел-ков

крах-мала

саха-ра

дрож-жей

масла, сыра, молока

то-ма-тов

яб-лок

пло-дов, ово-щей

удоб-рений

гидро-лизных продуктов

рН

7,2

7,2

5,1

7,0

5,3

6,9

6,5

5,9

7,3

8,2

6,6

Взвешенные в-ва

50-60

-

Прокаленный остаток

НСО3

-

Сl

SО4

Са

О к о н ч а н и е т а б л. 2.1

Мq

Nа

К2О

NН4

Nобщ

Р2О5

2,5

0,5

1,8

ХПК

-

Рис.2.1. Примерная схема подготовки и использования сточных вод на полях орошения

Расчетная часть

Цель работы: освоить методику расчета показателей сточных вод, регламентирующих возможность их использования для орошения.

Задание: рассчитать допустимое содержание азота, фосфора и калия и токсичных элементов в оросительной воде.

1. В соответствии с полученным индивидуальным заданием (табл. 2.2) определяют возможность использования сточной воды промышленного предприятия для орошения сельскохозяйственных полей, оценивая при этом:

а) суммарное содержание солей по формуле

 

СJHB₅₀ / (J + P)2000 < 1, (2.1)

где С – сумма токсичных солей, мг-экв/дм³ *; J – средневзвешенная оросительная норма, мм; HB₅₀ – влагоемкость слоя почвы, мм.

б) опасность осолонцевания почв по формуле

Na / √ Са +Мg < K₁K₂, (2.2)

где Na, Ca, Mg-содержание катионов в сточной воде, мг-экв/дм³; К₁– коэффициент, равный 2 для карбонатных и 1 для некарбонатных почв; К₂ – коэффициент, равный √200 / НВ₅₀ .

в) допустимую концентрацию азота, фосфора и калия в оросительной воде по формуле

 

С_NPK = 100B / JK₃ , (2.3)

где B – средневзвешенная по севообороту величина выноса урожаем азота, фосфора и калия, кг/га (табл.2.3); K₃ – коэффициент усвоения элементов питания урожаем.

г) рассчитывают допустимую концентрацию микроэлементов в оросительной воде по формуле

 

С_мэ = ПДК_вЭТ / J, (2.4)

где ЭТ – эвапотранспирация, мм; ПДК_в – предельно допустимая концентрация микроэлементов для воды хозяйственно-питьевого водопользования, мг/дм³ (табл.2.4).

На основании проведенных вычислений делают вывод о возможности использования стоков для орошения, их удобрительной ценности (табл.2.5) и принадлежности их к соответствующей группе.

 

_____________________

 

Примечание. Единица измерения мг-экв/дм³ использована в соответствии с СанПиН 2.1.7.573-96.

 

Т а б л и ц а 2.2

Варианты индивидуальных заданий

 

Вариант	Вид сточной воды	Тип поч-вы	Вла-гоем-кость НВ50, мм	Ороси-тельная норма J, мм	Средне-много-летние осадки, Р, мм	Вынос урожаем азота, фосфора, калия	Коэффициент усвоения азота, (фосфора+ калия)	Эвапо-транспира-ция
	Хозбытовые городов					30;13;15	0,60; 0,85
	Хозбытовые поселков					25; 12; 25	0,50; 0,80;
	Производство крахмала					25; 11; 22	0,60; 085
	Производство сахара					66; 16; 20	0,5; 0,80
	Производство дрожжей					4; 2; 5	0,60; 085
	Производство масла, сыра					5; 3; 15	0,50; 0,80
	Переработка томатов					80; 40; 70	0.60; 085
	Переработка яблок					200; 62; 100	0,50; 0,80
	Переработка плодов и овощей					6; 2; 8	0,60; 0,85
	Производство удобрений					5; 2; 7	0,500; 0,80
	Гидролизное производство					20; 6; 15	0,50; 0,80
	Хозбытовые городов					4; 1; 5	0,60; 0,85
	Хозбыто-вые поселков					19; 6; 15	0, 50; 0,80
	Производство крахмала					26; 7; 15	0,50; 0,80
	Производство сахара					5; 2; 17	0,60; 0,85
	Производство дрожжей					13; 6; 17	0,50; 0,85
	Производство масла, сыра, молока					200; 65; 100	0,5; 0,80
О к о н ч а н и е т а б л. 2. 2
	Переработки томатов					17; 7; 18	0,60; 0,85
	Переработ-ки яблок					20; 6; 15	0,50; 0,80
	Переработки плодов и овощей					5; 2; 17	0,60; 0,85
	Гидролизное производство					19; 6; 15	0,50; 0,80
	Производство крахмала					80; 40; 70	0,60; 0,85
	Переработки яблок					4; 2; 5	0,60; 0, 85
	Производство дрожжей					5; 3; 15	0,50; 0,80

 

Примечание. Типы почвы: 1 – тяжелые суглинистые карбонатные; 2 – песчаные карбонатные; 3 – тяжелые суглинистые некарбонатные; 4 – песчаные некарбонатные

Содержание отчета

· Титульный лист установленной формы

· Цель РГР и задания

· Расчеты и графики в соответствии с заданием.

· Выводы по работе в соответствии с поставленной целью.

· Список использованных литературных источников.

 

Контрольные вопросы

1. По каким показателям оценивается химический состав сточной воды, используемой для орошения?

2. Какова норма поступления токсичных солей с оросительной водой?

3. В чем заключается особенность состава сточных вод пищевых предприятий?

4. На какие группы по удобрительной ценности делятся сточные воды пищевых предприятий?

5. В чем сущность определения токсичности воды методом биотестирования?

Т а б л и ц а 2.4

Предельно допустимые концентрации микроэлементов для воды

хозяйственно-питьевого назначения

 

Микроэлементы	ПДКв, мг/дм3
Ванадий Висмут Вольфрам Кадмий Кобальт Медь Молибден Мышьяк Никель Олово Ртуть Свинец Стронций Фтор Хром Цинк	0,1 0,1 0,05 0,001 1,0 0,25 0,05 0,1 0,1 0,0005 0,03 7,0 1,5 0,5 1,0

 

Т а б л и ц а 2.3

 

Ориентировочный вынос азота, фосфора и калия с урожаем основных сельскохозяйственных культур

 

Культура	Основная Продукция	Вынос питательных веществ на 1 т основной продукции (с учетом побочной), кг
N	Р2О5	К2О
Пшеница	Зерно
Люцерна	Зеленая масса
Рожь озимая	Зерно
Ячмень	»
Овес	»
Горох	»
Вика	»
Люпин	Зеленая масса
Кукуруза	Зерно
Подсолнечник	»
Лен-долгунец	Волокно
Конопля	»
Свекла	Корнеплоды
Злаковые травы	Сено
Клевер	Зеленая масса

 

 

Т а б л и ц а 2.5

Характеристика сточных вод по удобрительной ценности

 

Вид сточных вод	Содержание в сточной воде элементов питания, мг/дм3	Удобрительная ценность сточных вод
Сточные воды крахмальных, крахмало-паточных, гидролизных, биохимических, химико-фармацевтических, спиртовых заводов и др.	Азот > 100 Фосфор > 30 Калий > 70	Высокая Требуется, как правило, разбавление и дополнительное внесение фосфорных удобрений.
Сточные воды сахарных, дрожжевых, консервных заводов и пункту первичной переработки овощей, заводу по производству минеральных удобрений.	Азот 50 -100 Фосфор 10-30 Калий 30-70	Средняя Требуется внесение NРК, как правило, в размере 50 % нормы, рекомендуемой для данной зоны при обычном орошении
Сточные воды городов, поселков, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности и др.	Азот < 100 Фосфор < 30 Калий < 70	Низкая Требуется внесение минеральных и органических удобрений.