где k — коэффициент неконсервативности органических веществ, показывающий скорость потребления кислорода, зависящий от характера органических веществ, 1/сут.; t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.
Значения коэффициента неконсервативности принимаются по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитываются в зависимости от температуры и скорости течения воды реки.
При установлении НДС по ВПК с учетом требований к содержанию растворенного кислорода рекомендуется использовать формулы, приведенные в справочнике проектировщика (канализация населенных мест и промышленных предприятий).
Допустимая концентрация взвешенных веществ т в спускаемых в водоем сточных водах определяется по уравнению (в соответствии с санитарными правилами)
откуда
где у — коэффициент смешения; Q, q — расходы соответственно речных и сточных вод, м3/сут.; b — содержание взвешенных веществ в воде до спуска сточных вод, г/м3; р — допустимое по
При установлении НДС по ВПК расчетная формула имеет вид
санитарным правилам увеличение содержания взвешенных веществ в водном объекте после спуска сточных вод, г/м3.
Допустимое изменение температуры воды водного объекта после выпуска очищенных сточных вод для водных объектов питьевого и хозяйственно-бытового назначения в летнее время не должно повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет.
26
Для водных объектов рыбохозяйственного назначения температура воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой более чем на 5°С с общим повышением температуры не более чем до 20°С летом и 5°С зимой для водных объектов, где обитают холодноводные рыбы (лососевые и сиговые), и не более чем до 28°С летом и 8°С зимой. В местах нерестилищ налима запрещается повышать температуру воды зимой более чем до 2°С.
Кратность основного разбавления п0 определяется по методу Фролова
— Родзиллера:
где Q — расчетный расход водотока, м3/с; у — коэффициент смешения (соответствует части речного расхода, смешивающейся со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа).
Рассмотренный метод может применяться при соблюдении следующего неравенства:
Если сточные воды и притоки могут поступать с обоих берегов реки, обеспечивая практически постоянную струйность речных вод вдоль каждого берега, то для расчетов концентраций веществ в максимально загрязненной струе рекомендуется использовать метод В. А. Фролова — И. Д. Родзиллера для случая впадения сточных вод с обоих берегов реки.
Расчет величин НДС для водохозяйственного участка производится с помощью решения оптимизационных задач, в основе которых положен расчет критерия оптимальности — как минимума суммарных приведенных затрат на достижение НДС.
Для формирования модели водного объекта водоток разбивается на секции с постоянным расходом, в пределах которых все параметры модели можно принять постоянными. Границы секций совмещаются с местами сброса сточных вод, водозаборами, устьями притоков, створами, в которых контролируется качество воды, и местами резкого изменения гидрометрических характеристик водотока.
27
Для каждого притока и основной реки помимо створов контроля качества воды необходимо указать расчетный створ в устье, начальный створ и качество воды в истоке реки. Все створы нумеруются последовательно от истока к устью для каждого притока и основной реки. Аналогично нумеруются расчетные секции. В результате формируется модель водного объекта, состоящая из х-элементов, где k — множество номеров расчетных створов, в которых моделируется качество воды. На основе требований к качеству воды в водотоке составляется модель комплекса водоохранных мероприятий.
В результате решения задачи оптимизации определяются оптимальные доли расхода сточных вод, проходящие по различным технологическим маршрутам очистки и использования X*; г - 1, N соответствующие им величины расходов обрабатываемых сточных вод рассчитываются по формуле
где г — номер технологического маршрута очистки или использования сточных вод; R — число технологических маршрутов.
Концентрации веществ в сточных водах выпуска г рассчитываются по формуле
где С% — концентрации веществ в сточных водах выпуска г с расходом qtXfr после прохождения технологического маршрута г по очистке сточных вод, г/м3.
Норматив допустимого сброса веществ на выпуске сточных вод, обеспечивающий соблюдение нормативного качества воды в контрольных створах при оптимальном распределении массььсбрасываемых веществ между отдельными водопользователями, определяется как
где q't — расход сточных вод выпуска, м3/ч.
Порядок расчета величин НДС загрязняющих веществ для водохозяйственных районов следующий:
- расчет НДС начинается с первого створа. Для этого в зависимости (10:1) величина С приравнивается к Спдк, а искомой величиной является
28
XCyQ рассчитываются изменения концентрации С каждого вещества от створа (к-1) к створу (к) по зависимости (10:1), начиная со второго створа и до последнего, при этом для каждого створа в зависимости (10:1) С0 приравнивается к Спдю
-— НДС загрязняющих веществ во всех створах, кроме первого, рассчитываются по зависимости
где QK и QK_1 — расчетные расходы воды в водном объекте в створах
(к) и (к-1).
Расчет норматива допустимых сбросов выпуска в водоем. Нормативы НДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются для каждого выпуска сточных вод аналогично водотокам. Кратность начального и основного разбавления рассчитывается по методу М. А. Руффеля для двух случаев расположения выпуска:
—выпуск в мелководную часть или в верхнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется вдоль берега под воздействием поверхностного течения, имеющего одинаковое с ветром направление;
—выпуск в нижнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска под воздействием донного компенсационного течения, имеющего направление, обратное направлению ветра.
Для расчетов используются следующие исходные данные:
—расход сточных вод выпуска q, м3/с;
—скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод V, м/с;
—средняя глубина водоема вблизи выпуска Яср, м.
В зависимости от средней глубины водоема средняя глубина Яср определяется на расчетном участке AL с помощью специальных таблиц:
1) определяется кратность начального разбавления:
—при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины
водоема
2) определяется кратность основного разбавления при выпуске в
нижнюю треть глубины: где у — коэффициент смешения; сстпр —
29
максимальная (предельная) концентрация, которая может быть допущена при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины водоема
Расчет нормативов НДС загрязняющих веществ с поверхностными сточными водами, дренажными водами оросительных и осушительных систем распространяется только на поверхностные сточные и дренажные воды, которые собираются соответственными системами и отводятся в водные объекты.
Расчеты нормативов должны выполняться для трех сезонов теплого времени года, отличающихся своими гидрологическими особенностями: весеннего половодья, принимающего преимущественно талый (снеговой) сток, летней межени и осеннего паводкового периода, которые принимают дождевые и поливомоечные воды.
Для каждого сезона определяется расчетный расход в фоновом створе (QM/C). За фоновую концентрацию /'-го вещества принимается его концентрация в створе выше места сброса дренажных вод за каждый сезон.
Расчеты нормативов выполняются для трех режимов: для вегетационного периода при максимальных величинах расходов воды дренажных систем; для невегетационного периода — минимального расхода воды; для периода промывных и влагозарядковых поливов. Химический состав дренажных вод и выбор нормируемых показателей определяются специальными исследованиями для трех режимов.
Нормативы НДС и лимиты сброса загрязняющих веществ являются основанием при выдаче лицензии на водопользование в случае использования поверхностного водного объекта для сброса сточных вод.
Контроль соблюдения установленных НДС, лимитов сброса загрязняющих веществ и условий сброса сточных вод осуществляется на основе расчетов предельной концентрации загрязняющего вещества в сточных водах
30