Реферат: Сточные воды

Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный автомобильно дорожный университет

Кафедра экологии и химии

КУРСОВАЯ РАБОТА

“Сточные воды”

по дисциплине:

«ПРИКЛАДНАЯ ГИДРОЭКОЛОГИЯ»

Выполнил:

Проверил:

Харьков – 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ… 3

1Условия выпуска производственных сточных вод. 5

2.Расчетные методы определения условий выпуска сточных вод в водоемы ипрогнозирование их санитарного состояния. 6

2.1.Определение условий сброса сточных вод. 6

2.2.Прогнозирование санитарного состояния водоема у места сброса СВ  8

2.3.Прогнозирование возможных санитарно-гигиенических ситуаций в водных объектахпри выборе места сброса сточных вод. 8

2.4.Выпуск сточных вод, когда в общем стоке производственные загрязнения относятсяк одной группе по лимитирующему признаку вредности. 9

2.5.Определение необходимой степени очисткипроизводственных сточных вод  10

3.Расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ в производственных сточныхводах, сбрасываемых в системы канализации населенных пунктов  13

4.Основные мероприятия по охране водных ресурсов. 17

4.1.Общие сведения. 17

4.2.Выбор места расположения пунктов наблюдения за состоянием водных объектов. 18

4.3.Характеристики створа. 20

5.Расчет допустимой концентрации веществ в производственных водах, сбрасываемых всистемы канализации населенных пунктов. 23

6.Расчет необходимой степени очистки производственных сточных вод перед сбросом вводный объект. 26

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ… 28

ВВЕДЕНИЕ

В естественных условиях химический состав вод регулируетсяприродными процессами. Поддерживается равновесие между поступлением химическихвеществ в воду и выведением и нее. Однако антропогенный фактор обусловливаетпопадание в гидросферу огромного количества сточных вод, содержащих отходыпромышленности и сельскохозяйственного производства, коммунально-бытовые стоки,что в конечном счете ухудшает качество воды.

Качество воды – это характеристика состава и свойств воды,определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования. Качество водыоценивается комплексом разнообразных показателей. Основными показателямикачества воды являются цветность, запах и вкус, жесткость и щелочность,содержание железа, марганца и некоторых других элементов.

Водные объекты считаются загрязненными, если состав илисостояние их вод изменены в результате деятельности человека до такой степени,что они стали непригодными для целей, которым они служили до начала ихиспользования человеком. Веществом, загрязняющим воду, является каждоесоединение, вызывающее нарушение норм качества воды.

Под засорением поверхностных природных вод следует пониматьпоступление в водные объекты нерастворимых предметов, например, древесины,металлолома, шлака, строительного мусора и др.

В прошлом загрязненных сточных вод было сравнительно мало,они имели преимущественно коммунально-бытовое происхождение. Такие водымногократно разбавлялись большим количеством чистой воды рек, а процессысамоочищения освобождали воды от загрязняющих веществ. В настоящее времяположение изменилось. Индустриализация стран, увеличение количества населенныхпунктов, интенсификация и химизация сельского хозяйства привели к резкомуувеличению водопотребления и сброса сточных вод. Количество сочных водувеличилось во много раз, состав загрязняющих веществ тоже изменился.

Примеси, поступающие в водные объекты, можно разделить наминеральные, органические и биологические. К минеральным загрязняющим веществамотносятся глина, песок, различные золы и шлаки, растворы и эмульсии солей,кислот, щелочей и минеральных масел, радиоактивные и другие неорганическиесоединения. Органические загрязняющие вещества – это разнообразные веществарастительного и животного происхождения, а также многочисленные отходы в видесмол, фенолов, красителей, спиртов, альдегидов, серо — и хлорсодержащихорганических соединений и т.д. Биологические загрязняющие вещества играютособую роль в жизни водоемов. С бытовыми сточными водами и стоками некоторыхпроизводств в водоемы и водотоки попадают болезнетворные бактерии и вирусы.

В ХХ резко возросло количество всевозможных отходовантропогенного характера, что привело к массовому интенсивному загрязнению рек,морей и океанов. Ежегодно речной сток выносит в Мировой океан 2,3 млн. тсвинца, 1,6 млн. т марганца, 6,5 млн. т фосфора, 230 млн. т железа. В рекисбрасывают серную кислоту и ее соли, фенолы, пестициды, ПАВы, ядохимикаты,радиоактивные отходы. Качество природных вод во многих районах Земли ухудшилосьнастолько, что их использовать для водоснабжения невозможно.

1. Условия выпуска производственных сточных вод

Выпуск производственных сточных вод производится в городскуюканализацию или водоемы. Очистка смеси бытовых и производственных сточных водосуществляется совместно на очистных сооружениях канализации. Системы очисткисточных вод крупных промышленных предприятий часто используются и для очисткисточных вод близлежащих населенных пунктов.

Выпуск производственных сточных вод в городскую канализациюрегламентируется следующими условиями:

· производственные сточные воды не должны нарушать работукоммунальных сетей и сооружений;

· в них не должно содержаться более 500 мг/л взвешенных ивсплывающих веществ;

· они не должны содержать вещества, способные засорять трубы канализационныхсетей или отлагаться на стенках труб;

· не должны оказывать разрушающее действие на материал труб иэлементы сооружений канализации;

· не должны содержать горючие примеси и растворенные газообразныевещества, способные образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях исооружениях;

· не должны содержать вредные вещества в концентрациях,препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем;

· производственные сточные воды должны иметь температуру не выше 40оС.

Производственные сточные воды (СВ), не удовлетворяющиеуказанным требованиям, следует предварительно очищать, охлаждать или разбавлятьдо требуемых параметров.

Условия выпуска производственных сточных вод в водныеобъекты регламентируются «Правилами охраны поверхностных вод».

2. Расчетные методы определения условий выпускасточных вод в водоемы и прогнозирование их санитарного состояния2.1. Определение условий сброса сточных вод.

Методы определений условий сброса сточных вод опираются:

· на предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в водеводных объектов как государственный фактор, регулирующий условия выпускасточных вод.

· на представление о гидрологических и гидродинамических зако-номерностях.

Основная расчетная формула имеет следующий вид:

/>, (1)

где Q и q –расчетные расходы соответственно воды в реке и сточных водах;

/> – концентрация загрязненияодинакового вида соответственно в СВ и в реке до места спуска СВ;

/> - коэффициент смешения;

С п. вод – концентрация загрязнения перед расчетным пунктомводопользования.

Если вместо С п. вод поставить СПДК, то формула примет вид

/>,(2)

В таком виде формула устанавливает связь между санитарнымитребованиями к условиям спуска сточных вод в водоемы, составом и свойствамиводы водоема и необходимой степенью очистки сточных вод перед спуском их вводоем.

Из этого уравнения можно найти максимальную (предельную)концентрацию, которая может быть допущена в СВ Сст. пред, при которой после ихсмешения с водой водоема в расчетном створе или у первого расчетного пунктаводопользования степень загрязнения не превзойдет установленного предела СПДК:

/>. (3)

Таким образом, значение СПДК кладут в основу проектированиямероприятий по уменьшению загрязнения, чтобы достигнуть условий отведения СВ,соответствующих санитарным требованиям.

«Правила охраны поверхностных вод» запрещают спускСВ в водоемы в ряде случаев, когда:

СВ могут быть устранены путем рациональной технологии;

могут быть использованы в системах оборотного водоснабжения.

Разрешается сброс СВ при условии соблюдения требований инормативов качества воды в контрольном створе или у ближайшего пунктаводопользования.

Это может быть достигнуто сочетанием технологических исанитарно-гигиенических мероприятий с разбавлением СВ водой водного объекта.

Однако имеются случаи, когда разбавление в воде водныхобъектов не допускается и когда спуск в водоем СВ должен быть практическиисключен. Так, если вода водоема к месту предполагаемого нового спуска СВ ужезагрязнена, причем СР /> СПДК, то Сст. пред. должна бытьравна или меньше СПДК.

/>.

Это означает, что нормативные требования должны быть отнесеныне только к воде водного объекта, но и к СВ. В этом случае необходима глубокаяочистка СВ.

2.2. Прогнозирование санитарного состояния водоемау места сброса СВ

Основное уравнение разбавления может быть использовано и дляпрогнозирования санитарного состояния водного объекта у пункта водопользования(С п. вод) при заданном составе и количестве СВ />, условий отведения СВ /> и исходномсанитарном состоянии водного объекта СР до проектируемого выпуска СВ. Уравнениерешается относительно ожидаемой концентрации загрязняющих веществ (ЗВ) в водеводного объекта СОЖ:

/>.  (4)

При СОЖ /> СПДК прогноз являетсяблагоприятным.

Объем и характер мероприятий по улучшениюсанитарно-гигиенического состояния водного объекта должен предусматриваться взависимости от того, насколько Сож превышает СПДК. Когда эффективностьмероприятий оценена, расчет повторяют для подтверждения того, что СОЖ ≤СПДК. Это важно для санитарной экспертизы правильности выбора условий спускасточных вод (СВ) в водный объект.

2.3. Прогнозирование возможныхсанитарно-гигиенических ситуаций в водных объектах при выборе места сбросасточных вод

Когда обсуждается вопрос о выборе места для предприятия иместа выпуска СВ, основное уравнение разбавления может быть использовано втаком виде:

/> (5)

где n – необходимая кратностьразбавления в расчетном или у ближайшего пункта водопользования, котораявычисляется по формуле

/>  (6)

где γ – коэффициент смешения, показывающий, какая частьрасхода воды в водном объекте смешивается со СВ в расчетном створе;

Q – расход воды в водном объекте;

q – расход СВ.

Чем меньше необходимая кратность разбавления соответствуетместным условиям, тем более сложными должны быть мероприятия по уменьшению количестваи концентрации СВ.

2.4. Выпуск сточных вод, когда в общем стокепроизводственные загрязнения относятся к одной группе по лимитирующему признакувредности

Лимитирующий признак вредности (ЛПВ) –санитарно-гигиенический показатель, характеризующий предельно-допустимуюконцентрацию вещества с основной качественной стороны. ЛПВ указывает, в какомнаправлении (при наименьших концентрациях) прежде всего появитсянеблагоприятное влияние производственного загрязнения. В настоящее времявеличины ПДК веществ в воде водного объекта устанавливаются по тому признакувредного воздействия (влияние на здоровье населения, на органолептическиесвойства воды или общее санитарное состояние водоема), который характеризуетсянаименьшей пороговой концентрацией. Так как этот признак вредности определяет характернаиболее вероятного неблагоприятного действия наименьших концентраций каждоговещества, он получил название лимитирующего признака вредности. В нашей странепринята классификация загрязнений по следующим видам ЛПВ: общесанитарному,органолептическому, санитарно-токсикологическому, токсикологическому и рыбохозяйственному.

Когда в общем стоке производственные загрязнения относятся кодной группе по лимитирующему признаку вредности, но характеризуется различнойвеличиной ПДК и содержатся в стоке в разных концентрациях, учет особенностикомбинированного действия должен осуществляться по уравнению

/>  (7)

Если /> то рассматриваются возможныеспособы уменьшения концентрации каждого из веществ в воде. При этом в процессепроектирования стараются выбрать те вещества, концентрацию которых в стокахможно уменьшить наиболее доступными способами. Затем снова выполняют расчет ипроверяют условие />

Тогда эффект очистки по каждой группе ЛПВ находят, используяформулу

/> (8)

2.5. Определение необходимой степени очисткипроизводственных сточных вод

Взвешенные вещества. Допустимое содержание взвешенных веществ(мг/л) в спускаемых СВ в соответствии с санитарными правилами определяется изуравнения:

/>(9)

/> (10)

где γ – коэффициент смешения, показывающий, какая частьрасхода воды в водоеме смешивается со СВ в расчетном створе;

Q – расход воды в водоеме;

q – расход СВ, поступающих в водныйобъект, м3/с;

m – содержание взвешенных веществ вСВ;

p – допустимое содержание взвешенныхвеществ в водоеме после спуска СВ (в зависимости от вида водопользования, г/м3;p = 0,75 или 0,25);

b — содержание взвешенных веществ вводе водного объекта до спуска СВ, г/м3;

n – кратность разбавления.

Необходимая степень очистки по взвешенным веществам,%:

/>  (11)

где С – концентрация взвешенных веществ в СВ до очистки,мг/л.

Биологическое потребление кислорода (БПКПОЛН). Баланс биохимическойпотребности в кислороде смеси речной и СВ в расчетном створе выражаетсяуравнением

/> (12)

где КСТ и Кр – константы скорости потребления кислородасточной и речной водой;

LСТ – БПКПОЛН СВ, которая должнабыть достигнута в процессе очистки;

Lp – БПКПОЛН речной воды до меставыпуска СВ;

LП. Д – предельно допустимое БПКПОЛНсмеси речной воды и СВ в расчетном створе;

t – продолжительность перемещенияводы от места выпуска СВ до расчетного створа, равная отношению расстояния пофарватеру от места выпуска СВ до расчетного створа lCPк средней скорости течения воды в реке на данном участке VCP;

γ – кратность разбавления.

Отсюда

/> (13)

Если БПКПОЛН. ФАКТ СВ Lф < LCT, то до выпуска в водный объект она должна быть очищена.Необходимая степень очистки, %, определяется выражением:

/> (14)

Общесанитарный показатель вредности. Определение необходимойстепени очистки по общесанитарному показателю вредности, а также посанитарно-токсикологическому и органолептическому показателям вредности, покоторым установлены ПДК, производится по формуле

/> (15)

3. Расчет допустимых концентраций загрязняющихвеществ в производственных сточных водах, сбрасываемых в системы канализациинаселенных пунктов

Расчет допустимых концентраций ЗВ, содержащихся впроизводных СВ и удаляемых на очистных населенного пункта, производитсяследующим образом:

а) определяется допустимая концентрация ЗВ в очищенныхгородских СВ, ССТ, мг/л:

/> (16)

где CN – ПДК ЗВ в контрольном(расчетном) створе водного объекта соответствующего вида использования, мг/л;

Сф – фактическая концентрация того или иного вещества в водеводного объекта до сброса в него СВ данных очистных сооружений, принимается поданным Госкомгидромета, материалов органов по регулированию использования иохране вод системы Минводхоза РФ либо путем прямых измерений на водном объекте,мг/л;

n – кратность смешения очищенных СВс водой водного объекта в расчетном створе, принимается по даннымГоскомгидромета или определяется расчетами в соответствии с Методическимиуказаниями по применению Правил охраны поверхностных вод от загрязнений СВ.

При Сф > СN первый член правойчасти зависимости (16) в расчет не принимается и ССТ = СN.

б) определяется допустимая концентрация ЗВ всмеси производственных и бытовых СВ, поступающих на очистные сооружениянаселенного пункта, СГСВ:

/> (17)

где А – эффективность удаления ЗВ на очистных сооруженияхнаселенного пункта, %; принимается по данным работы действующих очистныхсооружений либо по данным таблицы 7.

Если в результате расчета оказывается, что Ст. с. в. >Сб.о. о., то следует пересчитать Сст из формулы (53), приняв, что Ст. с. в. = Сб.о. о.

При согласовании с органами по регулированию использования иохране вод следует особо отметить проведенный расчет и установленную заведомониже допустимой из расчета по ПДК величину Сст;

в) рассчитывается величина допустимой концентрации каждогозагряз-няющего вещества, содержащегося в суммарном расходе произведенных

сточных вод, СПСВ:

/>  (18)

где Сбыт _ содержание загрязняющего вещества в бытовыхсточных водах, мг/л;

Q _ расход городских сточных вод,содержащих данное загрязняющее вещество, м3/сут.

Сбыт определяется в каждом конкретном случае на основаниианализа только бытовой сточной воды (или по данным, приведенным ниже), приотсутствии данных принимается Сбыт = 0.

г) расчеты допустимых концентраций известных веществ и БПКвыполняются при проектировании очистных сооружений населенных пунктов. Расчетдопустимой концентрации растворенных солей производится, исходя из того, что ихсодержание в процессе биологической очистки сточных вод практически неизменяется, а суммарное ПДК в воде водных объектов _ 1000 мг/л (по сухомуостатку, в соответствии с правилами охраны поверхностных вод от загрязнениясточными водами);

Загрязняющие вещества Возможная концентрация в бытовых СВ Алюминий 0,5 Азот аммонийный 18 – 20 Железо 1 – 2 Жиры 30 – 60 Медь 0,01 – 0,03 СПАВ (анионные) 3 – 8 Сульфаты 80 – 100 Хлориды 40 – 60* Цинк 0,02 – 0,3

Исходя из состава водопроводной воды.

д) содержание биогенных элементов на каждые 100 мг/л,БПКполи городских СВ не должно быть менее 5 мг/л азота Nи 1 мг/л фосфора P.

4. При поступлении в системы канализации населенных пунктовпроизводственных сточных вод, содержащих несколько загрязняющих веществ содинаковым лимитирующим показателем вредности, сумма отношений концентраций СX, СY,…, CKкаждого из веществ к соответствующей допустимой их концентрации в производственныхсточных водах />, />,

CKп. с. в. не должна превышать 1:

/>(19)

Определение величины СX, CY,…, CK может быть произведено двумяпутями: допустимая концентрация веществ в произведенных сточных водахуменьшается во столько раз, сколько веществ сбрасывается; величина уменьшенияСп. с. в. распределяется исходя из реальных условий, обусловленныхвозможностями предприятий.

При сбросе сточных вод в водные объектыхозяйственно-бытового и культурно-бытового водопользования учитываетсясуммарное присутствие по одному лимитирующему показателю вредности тольковеществ I-II классагигиенической опасности.

Учет суммарного присутствия веществ с одинаковымлимитирующим признаком вредности производится либо на этапе расчета ССТ, либона этапе расчета СПСВ.

5. Допустимый сброс загрязняющих веществ от промышленногопредприятия в систему канализации населенного пункта определяется по формуле:

/> (20)

где qn-расход производственныхсточных вод данного предприятия, м3/ч.

В случае введения промышленным предприятием оборотноговодоснабжения, обусловившего уменьшение расхода сбрасываемых в канализациюнаселенного пункта производственных сточных вод, допускается увеличениеконцентрации загрязняющих веществ в пределах допустимого сброса, установленногоданному предприятию.

Вопрос присоединения небольших предприятий (с расходомпроизводственных сточных вод не более 100 м3/сут) в устройствелокальных очистных сооружений для очистки сточных вод нескольких предприятийсогласовывается с водопроводно-канализационным предприятием в каждом отдельномслучае в зависимости от местных условий.

4. Основные мероприятия по охране водных ресурсов4.1. Общие сведения

Наиболее активной формой защиты от загрязнения являетсябезотходная технология производства.

Под понятием «безотходная технология» следуетподразумевать комплекс мероприятий в технологических процессах, позволяющих доминимума сократить количество вредных сбросов и уменьшить до приемлимого уровнявоздействие отходов на водные ресурсы.

В этот комплекс мероприятий входят:

· создание и внедрение новых технологических процессов собразованием наименьшего количества отходов;

· разработка бессточных технологических систем и водооборотныхциклов на базе способов очистки сточных вод;

· внедрение систем переработки отходов;

· создание промышленных комплексов, имеющих замкнутую структуру;

Поскольку полный перевод промышленности на безотходнуютехнологию представляет собой сложную задачу, то важными направлениямиэкологизации производства следует считать:

· уменьшение сбросов загрязняющих веществ в водные объекты за счетсовершенствования технологий;

· утилизацию отходов;

· применение пассивных методов защиты водных объектов.

Пассивные методы защиты водных объектов включают комплексмероприятий по ограничению сбросов коммунально-бытовых стоков, стоковпромышленного и сельскохозяйственного комплекса в водные объекты, а такжеутилизацию и захоронение отходов.

Перед сбросом сточных вод в водный объект даже послеосновательной очистки их необходимо разбавлять чистой водой. Во всем мире наразбавление сточных вод ежегодно затрачивается 5500 км3 чистой воды _ втроебольше, чем на все другие нужды человечества.

Сточные воды влияют на санитарный режим водоемов иводотоков, т.е. на процессы их естественного самоочищения от органическихвеществ. Изучение процессов естественного самоочищения водных объектов ведетсяв двух направлениях: посредством учета изменения биохимического потреблениякислорода и учета продуктов нитрификации при различных концентрацияхзагрязняющих веществ (СВ. В). Конечная цель этих исследований _ установлениезначений СВ.В. в воде, при которых не нарушаются основные процессы самоочищенияводоемов.

Расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ всточных водах, сбрасываемых в водные объекты, производится в соответствии сПравилами охраны поверхностных вод. Эти правила предназначены для регулированиясостава и концентрации веществ в сточных водах, а также регламентируютустановление норм ПДС веществ для водных объектов различных категорий.

К основным средствам регулирования качества природных водотносятся:

· очистка промышленных и коммунальных стоков;

· мелиоративные и противоэрозионные мероприятия;

· сокращение загрязнения атмосферы;

· улучшение разработки и использования природных ресурсов.

4.2. Выбор места расположения пунктов наблюдения засостоянием водных объектов

Выбор местоположения пункта наблюдения является наиболееважным этапом организации работ по наблюдению за загрязнением поверхностныхвод. Под пунктом наблюдения следует понимать место на водоёме или водотоке, вкотором производится комплекс работ по получению данных о качестве воды. Пунктынаблюдений организуются в первую очередь на водных объектах имеющих большоенароднохозяйственное значение, а также объектах,. Подверженных сильномузагрязнению сточными водами предприятий, хозбытовыми стоками, а также стокамисельскохозяйственных угоди и животноводческих комплексов.

Помимо этого, при расположении пунктов учитываются состояниеи перспективы использования водного объекта.

Количество и месторасположения пунктов наблюдений должныобеспечить получение всей необходимой информации.

Пункты наблюдений включают в себя один или несколькостворов. Под створом подразумевается условное поперечное сечение водоёма иливодотока, в котором проводится комплекс работ для получения данных.

Створы размещаются с учетом гидрометеорологических условий иморфологических особенностей водоёма.

Таблица 1 — Количество створов в зависимости отхарактеристики водного объекта.

Характеристика водного объекта Количество створов и их месторасположение

С интенсивным

водообменом

Один — выше источника загрязнения Ещё менее двух-ниже источника на расстоянии 0,5км сброса С умеренным водообменом Один — вне зоны влияния источника загрязнения Второй – в месте сброса Водоток с наличием организованного сброса Второй – в месте сброса Ещё один — за границей зоны загрязненности Два и более створов. Первый-на 1км выше источника загрязнения, второй – вместе достаточно полного смешения сброса с водой водоёма

На водотоках, на которых отсутствует организованный сбросСВ, один створ устанавливают в устьях загрязненных притоков, а такжеустанавливают створы на не загрязненных участках водотока, на предплотинныхучастках рек, на замыкающих участках рек, в местах пересечения государственныхграниц.

Два створа и более устанавливают на водотоках при наличиеорганизованного сброса СВ. Один из них располагают на расстояние 1 км вышеисточника загрязнения, вне зоны его влияния; другие – ниже источниказагрязнения в следующих местах:

· в месте достаточно полного (не менее 80%) смешения СВ с водамиводотока;

· в месте, определяемом в установленном порядке не далее 0,5 км отместа выпуска на объектах рыбохозяйственного водопользования.

При наличие на водотоке нескольких рукавов створырасполагаются на тех из них, где наблюдаются наибольшие расходы воды и имеютсянарушения норм качества воды.

4.3. Характеристики створа

Характеристиками створа являются его вертикаль и горизонт.Под вертикалью створа следует понимать условно отвесную линию от поверхностиводы (или льда) до дна водоёма или водотока, на которых выполняется работа опоказателях качества воды. Количества вертикалей определяется шириной зонызагрязнения. Первую вертикаль располагают на расстоянии не более 0,5 км отберега или от места сброса сточных вод, последнюю — непосредственно за границейзоны загрязненности.

При неоднородном химическом составе воды в створеустанавливают не менее 3-х вертикалей (на стрежне потока и на расстоянии 3-5 кмот берега). При однородном химическом составе одну вертикаль (на стрежнепотока).

Под горизонтом створа следует понимать место на вертикале(по глубине), на котором производят комплекс работ по определению качестваводы. Количество горизонтов зависит от глубины объекта. При глубине до 5 мустанавливается горизонт у поверхности воды: летом – 0,3 м от поверхности воды,зимой у нижней поверхности льда. При глубине от 5-10 м устанавливается 2горизонта: у поверхности и у дна (на расстоянии 0,5 м от дна). При глубинеболее 10 м устанавливается 3 горизонта: у поверхности, у дна и на половинеглубины объекта. При глубине более 100м: у поверхности, у дна и на глубине 10,20, 50 м. Кроме того устанавливают дополнительные горизонты в каждом слоескачка плотности.

4.4. Научные основы организации деятельности по управлению воздействия наокружающую среду

Увеличение масштабов загрязнения окружающие среды вызываетнеобходимость разработки быстрых и эффективных способов защиты от загрязнения,а также методов предупреждения вредного воздействия загрязнителей.

В настоящее время из недр земли ежегодно извлекается 100млрд. т. руды, топлива и строительных материалов, в том числе 4 млрд. т. нефтии природного газа, 2 млрд. т. угля на поля рассеивается 92 млрд. т.минерального удобрения и 2 млн. т. ядохимиката. В атмосферу выбрасывается 200млн. т. оксида углерода и 50 млн. т. углеводорода, 146 млн. т. диоксида серы,53 млн. т. оксидов азота, 250 млн. т. пыли. В водоёмы сбрасываются 32 млрд. м3неочищенных вод. В мировой океан ежегодно попадает 7 млн. га. почв. Всё это сочевидностью требует корректировки действий человечества, т. к. многие измененияв окружающей среде стали необратимыми.

Очевидно, что для ограничения воздействия на окружающуюсреду и рационального использования природных ресурсов н5еобходимо знаниенаучных основ сущности законов географического развития Земли, процессоввнедрения техники в лесные ландшафты, технологических факторов, воздействующихна природу земли(от верхних слоёв атмосферы до многометровых глубин океана иземных недр.), и др.

Поэтому разрабатываемые во всём мире мероприятия по охранеокружающей среды базируются:

· на законах распределения и перераспределения вещества энергии;

· балансе вещества и трансформированных свойств океанов иконтинентов;

· балансе между природообразующими сферами: атмосферой,гидросферой, литосферой, биосферой;

· закона развития и взаимодействия природы и общества;

· использование модели от построения и трансформации загрязняющихвеществ, позволяющих связать количество загрязняющих веществ, поступающих вокружающую среду, с концентрацией экотоксикантов в природе.

В основе организации деятельности по охране окружающей средыот загрязнений лежат научно обоснованные нормативы качества ОС: ПДК, ОДУ, ОБВ,ЛК, ПК и др., а также нормативы предназначенные для регламентированияантропогенной нагрузки на природу: ПДВ, ВСВ, ПДС, ВСС и др.

Разработка перечисленных критериев и нормативов основана нафизико-химических свойствах загрязняющих веществ, а также на научныхисследованиях по физико-химического и токсикологическому воздействиюзагрязнителю на здоровье человека и объектов ОС.

Для оценки эффективности природоохранных мероприятий, дляпрогнозирования возможного действия загрязняющих веществ на биосферу в будущемиспользуются научные достижения в области физико-химических, термодинамических,математических и др. математических наук, описывающих характер распространения,поведение и взаимодействие загрязняющих веществ.

Совершенно очевидно, что дело охраны ОС требует объединенияусилий ученых, работающих в различных областях современной науки.

5. Расчет допустимой концентрации веществ впроизводственных водах, сбрасываемых в системы канализации населенных пунктов

Исходные данные:

В производственных СВ содержаться фенол, свинец,формальдегид.

Расход городских СВ Q = 100000м3/сут.

Расход производственных СВ q = 10000м3/сут.

Водный объект хозяйственно-питьевого и культурно-бытовоговодопользования (данные должны быть получены в органах по регулированиюис-пользования и охране вод системы Министерства экологии).

Кратность смешения очищенных СВ с водами водного объекта n = 2.

Фактическая концентрация формальдегида в воде водногообъекта Cф = 0,05 мг/л, фенол исвинец в воде водного объекта отсутствуют.

Содержание ЗВ в бытовых СВ:

· С фенол быт. = 0,003 мг/л;

· С форм быт. = 0,075 мг/л;

· Свинец в бытовых сточных водах отсутствует.

Свинец сбрасывает одно предприятие с расходом СВ 1000м3/сут.; формальдегид — два предприятияс расходом СВ, соответственно 2000 м3/сут. и 1000 м3/сут; фенол – три предприятияс расходами СВ, соответственно 3000, 2000, и 1000 м3/сут.

Рассчитаем допустимую концентрацию в очищенных городских СВ,используя формулу (16).

Фенол: Сст = 2 ×(0,01 – 0) + 0 = 0,02 мг/л;

Свинец: Сст = 2 ×(0,03 — 0) + 0 = 0,06 мг/л;

Формальдегид: Сст = 2 ×(0,05 — 0,05) + 0,05 =0,05 мг/л.

Найдем концентрацию в смеси производственных и бытовых СВ поформуле (17).

Фенол: А = 95 (процент очистки), тогда СГСВ = />.

Концентрация фенола, допустимая для процесса биологическойочистки, не должна превышать 15 мг/л, т. к. СБ.О.С. для фенола — 15 мг/л.Т. обр., условие СГСВ £ СБ.О.С. соблюдается.

Величина допустимой концентрации в сумме расходапроизводственных СВ определяется по формуле (18).

ССПВ = /> ×(0,4 — 0,003) + 0,003 = 3,97 мг/л.

Свинец: А = 50 СГСВ = /> = 0,12. Но концентрация свинца,допустимая для процесса биологической очистки, не должна превышать 0,1 мг/л,поэтому при-нимаем С PbГСВ = СPbБ.О.С.= 0,1 мг/л.

СПСВ = /> ×0,1 = 1 мг/л.

Формальдегид: А = 80 СГСВ =/>= 1,83, значение СБ.О.С. = 100мг/л, для расчета СПСВ берем значение СГСВ = 0,25 мг/л.

СПСВ = /> ×(0,25 — 0,075) + 0,075 = 1,83 мг/л.

Свинец и формальдегид для воды водных объектовхозяйственно-питьевого водопользования нормируются посанитарно-токсикологическому признаку. И поэтому их расчетные допустимыеконцентрации должны быть уточнены для обеспечения условия (19). Таким образом:

СPbПСВ фактич. = /> мг/л;

СформальдегидПСВ фактич. = /> мг/л;

/>.

Таким образом условие (19) выполняется.

Допустимый сброс предприятия в систему канализациивычисляем, используя формулу (20), учитывая что значения сбросов необходимополучить в граммах за час.

Фенол:

Р1 = /> г/ч;

Р2 = /> г/ч;

Р3 = /> г/ч.

Свинец:

Р1 = /> г/ч.

Формальдегид:

Р1 = /> г/ч;

Р2 = /> г/ч.

Вещества Qгор, м3/сут qпроизв, м3/сут n Сф, мг/л Сбыт, мг/л СN % ЛПВ Категория водопользования Фенол 100000 10000 2 0.003 0,01 95 органолептический хоз-пит Cвинец 100000 10000 2 0,03 50 санитар. -токсикол. хоз-пит Форм. 100000 10000 2 0,05 0,075 0,05 80 санитар. -токсикол. хоз-пит
6. Расчет необходимой степени очисткипроизводственных сточных вод перед сбросом в водный объект

Исходные данные:

Состав СВ характеризуется следующими показателями:

Взвешенные вещества Сствзвеш. = 150 мг/л.

Фенол Сстфенол = 0,15 мг/л.

Свинец СстPb = 2,5 мг/л.

Природная вода в створе имеет следующие концентрации:

Взвешенные вещества Сввзвеш. = 55 мг/л.

Фенол – отсутствует.

Свинец СстPb = 0,06 мг/л.

Расчетная кратность разбавления вод n= 2.

Водный объект относится к категории рыбохозяйственноговодопользования.

Так как данный водный объект относится по категорииводопользования к «водоемам, используемым для рыбохозяйственныхцелей», то для него необходимо обеспечить следующие значения ПДК:

СДОПВЗВ = 0,75 мг/л; СДОПфенол = 0,001 мг/л; СДОПPb = 0,1 мг/л.

Для расчета предельно допустимого содержания взвешенных веществв очищенных СВ перед сбросом в водоем используем формулу />

СочВЗВ = 55 + 0,75 ×2 = 56,5 мг/л.

Отсюда необходимая степень очистки по взвешенным веществамопределяется по формуле (11)

Д = />%= 62,33 %

Рассчитаем необходимую степень очистки СВ по фенолу исвинцу, учитывая, что данные вещества имеют различные лимитирующие признакивредности (рыбохозяйственный и токсикологический соответственно). Тогда находимэффект очистки, используя формулу:

Соч = n (СДОП — СВ) + СДОП.

Отсюда необходимая степень очистки по взвешенным веществамопределяет-ся по формуле:

Э = />%.

Фенол:

Сочфенол = 2 ×(0,001 — 0) +0,001 = 0,003;

Э = /> = 98 %

Свинец:

СочPb = 2 × (0,1 — 0,06) +0,1 = 0,18;

Э = /> = 92,8.

Полученные результаты заносим в таблицу.

Вещества n Св, мг/л Сдоп Сст, мг/л Соч % Категория водопользования ЛПВ Взвешенные вещества 2 55 0,75 150 56,5 62,3 рыб/хоз - Фенол 2 0,001 0,15 0,003 98 рыб/хоз рыбохозяйственный Свинец 2 0,06 0,01 2,5 0,18 92,8 рыб/хоз токсикологический
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Инструкция по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ ватмосферу и в водные объекты. _ М., 1989. _ С.18.

2. Методика расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водныеобъекты со сточными водами. _ Харьков, 1990. _ С.113. С троительные нормы иправила. Канализация. Наружные сети и сооружения. СниП 2.04.03-85. _ М., 1986._ С.72.

3. Правила приема производственных сточных вод в системы канализациинаселенных пунктов. _ 4-е изд. _ М., 1988. _ С.48.

4. Правила охраны поверхностных вод (типовые положения). _ М., 1991..С.34.

5. Путимов А.В., Копреев А.А., Петрухин Н.В. Охрана окружающей среды. _ М.:Химия, 1991. _ С.223.

6. Санитарные правила и нормы. Охрана поверхностных вод от загрязнения.СанПиН № 4630-88 / Мин-во здравоохранения СССР. _ М., 1988. _ С.66.

7. Черкинский С.Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. – М.:Стройиздат, 1977. – С.222.