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
СNPK = 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
Смэ = ПДКвЭТ / J, (2.4)
где ЭТ – эвапотранспирация, мм; ПДКв – 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. |
