Экологический  мониторинг и экологическая экспертиза

Содержание

8.2. Расчёт необходимой степени очистки сточных вод по методу Руффеля

Ширина залива в этом месте 700-800 м. Уровни воды Ордынского залива определяются в основном режимом работы Новосибирской ГЭС из-за подпора со стороны водохранилища до отметки НПУ 113.7. Эта отметка нормального подпорного уровня принята для режима работы ГЭС с 1969 г.

Глубина залива при этом составляет 4-4,5 м. Продолжительность стояния уровней близко НПУ в среднем 120 дней и изменяется из года в год в значительных пределах – от 24 до 246 дней.

Колебание уровней наблюдается в период сработки полезной ёмкости водохранилища до отметок горизонта мертвого объема (ГМО) – 108,5.

Продолжительность сработки полезной ёмкости водохранилища в среднем 193 дня, по годам изменяется от 102 до 320 дней. Глубина залива в этот период колеблется от 0,6 до 3 м. В период сработки наблюдаются наинизшие уровни в водохранилище. В соответствии с «гидрологическим очерком» минимальный среднемесячный уровень в водохранилище у р.п. Ордынское 110,14, глубина при этих отметках Нср = 1,0 м, скорость – 0,1-0,3 м/с.

Химический состав воды водохранилища, мг/л:

Взвешенные вещества 7,6;

БПК 20 6,0;

Хлориды 25;

Сульфаты 30;

рН 7,0;

Нефтепродукты 0,4;

Растворённый кислород 8,0.

В соответствии с письмом ОблСЭС №/998 и «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» река в месте выпуска сточных вод относится к водоёмам второй категории водопользования, и расстояние до расчётных створов 1 км выше и ниже по течению от районного поселка.

Расчет общего, основного и начального разбавления методом Руффеля и необходимой степени очистки сточных вод.

Сначала определяют кратность начального разбавления (nнр) на границе расчетного створа непосредственно у выпуска сточных вод. Затем определяют кратность основного разбавления (nор), продолжающегося по мере продвижения сточных вод от места выпуска.

По методу Руффеля кратность общего (суммарного) разбавления (n) равна

.

Начальное разбавление, в зависимости от места расположения выпуска, находится по методу Руффеля по формулам:

– при выпуске в верхней трети глубины или в мелководной прибрежной части:

;

– при выпуске в нижней трети глубины:

.

Кратность основного разбавления при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины вычисляется по формуле

где х = 6,53 Нср1,167

L – расстояние от выпуска до расчетного створа.

Общее разбавление, или полное, находится из двух разбавлений по формуле

,

где nнр – начальное разбавление, или кратность начального разбавления;

nор – кратность основного разбавления.

Условие задачи:

Q – расход сточных вод, равный 0,04 м3/с;

Нср – глубина водоема в месте выпуска – 1 м;

Vв – скорость течения водоёма на данной глубине – 0,2 м/с;

L – расстояние от выпуска до расчетного створа – 1000,0 м;

х – расстояние между расчетными сечениями – 6,53 Н1,167;

Расчет:

кратность начального разбавления по методу Руффеля находится по формуле

Кратность основного разбавления при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины вычисляется по формуле

где х = 6,53 Нср1,167

L – расстояние от выпуска до расчетного створа.

Полное смешение составит:

n = 1,05 × 12,278 = 12,89.

В соответствии с полученной кратностью разбавления определяем необходимую степень снижения концентрации загрязнения в сбрасываемых сточных водах, чтобы при смешивании их с водой водоёма качество воды на границе расчетного створа отвечало санитарным требованиям. Расчеты проводятся по каждому показателю вредности отдельно.

По взвешенным веществам

Допускаемая концентрация взвешенных веществ в сточных водах при выпуске определяется по формуле

,

Где Спдк – допускаемое увеличение концентрации взвешенных веществ в водоёме после сброса сточных вод (0,75 мг/л);

Св – концентрация взвешенных веществ в воде водоёма до сброса сточных вод (7,6 мг/л).

СТ = 0,75 × 12,8 + 7,6 = (17,2 мг/л).

Необходимый эффект очистки по взвешенным веществам:

Э = (402 – 17,2) / 402 × 100 = 95,7%.

По БПК20:

СПДК – ПДК по БПК20 в расчетном створе после сброса сточных вод – 6 мг/л;

Св – концентрация по БПК20 в водоёме до сброса сточных вод – 6 мг/л;

К – константа потребления кислорода органическими веществами – 0,1;

t – время движения сточных вод от выпуска до расчетного створа:

t = 1000 / 0,2 = 5000 с = 1,5 ч ; t = 0,058 сут.

Эффект очистки по БПК20:

Э = (260,5 – 6,5) × 100 / 260,5 = 97,5% .

По растворённому кислороду:

,

где n – полное смешение;

Ов – содержание растворённого кислорода в воде водоёма до сброса сточных вод – 8 мг/л;

Св – концентрация по БПК20 в водоёме – 6 мг/л;

0,4 – коэффициент пересчета БПК20 на двухсуточное;

4 мг/л – наименьшая концентрация растворённого кислорода, которая должна остаться в воде водоёма в районе выпуска.

Сст = 2,5 × 11,8 (8 - 0,4 × 6 - 4) - 10 = 37 мг/л.

По органолептическим показателям вредности

Из данной группы в сточных водах содержатся два вещества – ПАВ и нефтепродукты, следовательно, предельная концентрация данных веществ для водоема должна быть уменьшена в 2 раза.

Концентрация данных веществ в сточных водах при сбросе в водоём должна составлять:

По ПАВ:

,

где Спдк – ПДК ПАВ в водоёме после смешения со сточными водами – 0,5 / 2 = 0,25мг/л;

Св – концентрация ПАВ в водоеме до сброса сточных вод – 0.

Сст = (12,8 – 1) (0,25 – 0) + 0,25 = 3,2 мг/л.

По нефтепродуктам:

,

где Спдк – ПДК ПАВ в водоёме после смешения со сточными водами – 0,3 / 2 = 0,15мг/л;

Св – концентрация ПАВ в водоеме до сброса сточных вод – 0,4.

Сст = (12,8 – 1) (0,15 – 0,4) + 0,15 = 3,2 мг/л.

Полное разбавление в водном бассейне водохранилища сточных вод после очистных сооружений приводит к содержанию веществ в воде 12,8 мг/л (табл. 4.28).

Таблица 4.28 - Полное разбавление в водном бассейне сточных вод

Чтобы при смешивании с водой водоёма качество воды на границе расчетного створа отвечало санитарным требованиям в соответствии с полученной кратностью разбавления, равной 12,8 мг/л (см. табл. 92), необходимая степень снижения концентрации загрязнения в сбрасываемых сточных водах должна быть равна: по взвешенным веществам – до 17,2 мг/л, по БПК5 – до 37, по СПАВ – до 3,2, по нефтепродуктам – до 3,2 мг/л (табл. 4.29).

Необходимый эффект очистки равен:

- по взвешенным веществам – 95,7%;

- по БПК – 97,5%.

При этом после сброса очищенных сточных вод в бассейн Обского водохранилища количество веществ не будет превышать ПДК.

Таблица 4.29 - Необходимая степень очистки

Ограничения применимости метода Руффеля

Метод М.А. Руффеля применяется для условий распространения сточных вод в озерах и водохранилищах, когда основное течение преимущественно вызывается ветром.

Метод применим при выполнении следующих условий:

– глубина зоны смешения не превышает 10 м;

– при выпуске в мелководную часть водоема расстояние от выпуска до контрольного створа вдоль берега не превышает 20 км;

– при выпуске в нижнюю треть глубины водоема расстояние от выхода сточных вод до берега против оголовка не превышает 0,5 км.