Курсовая работа (т): Расчёт нормативов предельно-допустимых сбросов загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты
Расчёт нормативов предельно-допустимых сбросов загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты
1. Общие положения по расчёту нормативов
предельно-допустимых сбросов загрязняющих веществ в поверхностные водные
объекты
.1 Условия сброса сточных вод в
поверхностные водные объекты
Условия сброса сточных вод заключаются в определении местоположения выпуска, необходимости его обустройства (гидроизоляция, организация принудительного смешения), установлении режима сброса, в том числе обеспечения его равномерности, в выборе периодов сброса, а также включают в себя организацию контроля объемов водоотведения и качества сточных вод, наличие противоаварийного оборудования.
При сбросе сточных вод в поверхностные водные объекты, используемые в рыбохозяйственных целей или в водные объекты, используемые для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, нормативы качества вод следует соблюдать, начиная с контрольного створа, который должен быть не далее 500 метров от места сброса сточных вод.
Место сброса городских сточных вод должно быть
расположено ниже границы населенного пункта по течению водотока на расстоянии,
исключающем влияние сгонно-нагонных явлений. Сброс сточных вод в границах
населенного пункта допускается в исключительных случаях. Для сбросов сточных
вод в границах населенного пункта нормативы предельно-допустимых сбросов (ПДС)
устанавливаются, исходя из отнесения нормативных требований к составу и
свойствам воды водных объектов к самим сточным водам.
.2 Установление лимитов сброса загрязняющих
веществ
Лимит сброса загрязняющих веществ - это масса вещества в сточных водах максимально допустимая к отведению с определенным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени, установленная на ограниченный срок (не более 3-х лет) в соответствии с планами поэтапного достижения норматива ПДС. Сроки действия и пересмотра лимита сброса загрязняющих веществ от каждого источника загрязнения определяются на основании анализа водохозяйственной обстановки, экологического и санитарно-эпидемиологического состояния водного объекта с учетом доли воздействия конкретного источника загрязнения на качество воды в контрольном пункте.
При установлении лимитов сброса загрязняющих веществ определяются условия сброса сточных вод и показатели их состава и свойств. Лимиты сброса загрязняющих веществ должны быть технологически достижимыми и экономически приемлемыми.
Лимиты сброса загрязняющих веществ устанавливаются на текущий момент и ближайшую перспективу не более 3-х лет, на определенные промежутки времени с учетом нормативных сроков реализации плана мероприятий по снижению сброса загрязняющих веществ.
Если по отдельным веществам (показателям
загрязнения) фактически достигнуты величины, соответствующие ПДС, то лимит
сброса для них не устанавливается.
.3 Региональные нормативы качества воды в
поверхностных водных объектах
Региональные нормативы качества воды в водных объектах устанавливаются в тех случаях, когда естественные фоновые концентрации веществ в воде превышают ПДК и снижение фоновых концентраций до уровня ПДК невозможно никакими водоохранными мерами.
Определение фоновых концентраций производится на основании данных стационарных гидрологических, гидрохимических, геохимических, гидробиологических и других наблюдений, проводимых организациями, имеющими лицензию на право проведения таких работ, а также на основании специальных гидрологических и гидрохимических измерений качества воды в том створе, выше которого отсутствуют источники антропогенного воздействия.
Региональные нормативы качества воды устанавливаются только для тех показателей качества воды, фоновые концентрации которых превышают ПДК.
Так для Беларуси, если показатели состава и
свойств воды водного объекта в фоновом створе превышают нормативы качества воды
для данного вида водопользования, то нормативы допустимого сброса по этим
показателям устанавливаются исходя из нормативов качества воды принимающего
водного объекта. А для загрязняющих веществ, концентрации которых нормируются
по приращению к фоновым концентрациям, нормативы допустимого сброса
устанавливаются с учетом допустимых приращений к фоновым концентрациям.
.4 Выбор нормируемых показателей
Выбор нормируемых и контролируемых показателей проводится на основе анализа исходной информации.
Перечень контролируемых веществ и показателей включает в себя все нормируемые вещества, в т.ч. общие свойства вод в соответствии с лицензией на водопользование, а также другие вещества, если существует риск загрязнения ими при непредвиденных ситуациях (нарушения герметичности замкнутых систем, нарушения технологической дисциплины, в том числе на абонентах сетей водоотведения, аварии и т.п.). Наименования контролируемых веществ включаются в аналитическую программу плана-графика производственного контроля, но не включаются в списки лимитов сброса.
Наряду с химическими методами контроля осуществляется контроль токсичности природных и сточных вод с использованием действующих методик биотестирования.
В настоящее время к числу нормируемых показателей относят следующие: температура, органолептические показатели, минеральный состав, биогенные элементы, взвешенные вещества, водородный показатель, растворённый кислород, БПК, ХПК, токсичные вещества.
Помимо перечисленных показателей существуют ещё
региональные, которые обусловлены местной спецификой и утверждаются местными
уполномоченными органами.
. Расчет концентраций загрязняющих веществ до
контрольного створа
Концентрация загрязняющих веществ С, мг/дм3,
определяется по формуле
где ССВ о - концентрация загрязняющих веществ в сточной воде;
nобщ - общая
кратность разбавления сточных вод в реке.
nобщ = nк∙nо , 
где nк - кратность начального разбавления;
nо - кратность
основного разбавления, определяем по формуле
где 
- расход воды в реке, равный 62,4 м3/с;
- коэффициент, характеризующий долю
речной воды, которая сливается со сточной водой на заданном расстоянии,
определяется по формуле
- коэффициент, характеризующий
гидродинамические условия смешения сточной воды с речной, определяется по
формуле
где 
- коэффициент извилистости русла,
равный 1,38;
где Lф - заданное расстояние по фарватеру реки, м;
Lпр - расстояние между сбросом и контрольным створом по прямой, м;
- безразмерный коэффициент, который
характеризует место сброса сточных вод, для берегового сброса 
Д - коэффициент турбулентной
диффузии, м2/с, определяется по формуле
где 
− средняя на данном участке
скорость течения реки, равная 0,4 м/с;
− средняя глубина реки на
данном участке, равная 3 м;
− коэффициент шероховатости,
в зависимости от типа реки, 
= 0,05;
С − коэффициент Шези, м1/2/с,
который определяется по формуле
где R - радиус
струи сточной воды, вытекающей из оголовка, принимается равным средней глубине
реки на данном участке 3 м;
Приведем расчет для участка реки Lф = 50м.
Расход сточных вод q, м/с,
определяется по формуле
где d - диаметр оголовка выпуска, равный 0,85 м;
v - скорость истечения сточных вод, равная 2,2 м/с.
1.
Значения коэффициента 
для других
расстояний сведены в таблицу 1.
Кратность начального разбавления при
абсолютной скорости истечения воды из выпуска больше 2 м/с определяется по
формуле
где m -
определяется как отношение скорости реки к скорости выпуска сточных вод
, 
d -
определяется по формуле
где d - диаметр струи сточных вод, d = 3м;
Общая кратность разбавления сточной воды в реке составит
nобщ = 1,45∙2,05 = 2,97;
;
Определяем приведенную концентрацию
)
где ПДК по СПАВ равно 0,005 мг/дм3.
Все расчеты по разбавлению сточных
вод в зависимости от расстояния сведены в таблицу 1.
Таблица 1 - Значения расчетов по разбавлению сточных вод в зависимости от расстояния
|
Lф, м |
|
|
|
|
|
|
50 |
0,021 |
2,05 |
2,97 |
0,641 |
128,129 |
|
100 |
0,029 |
2,46 |
3,56 |
0,533 |
106,697 |
|
150 |
0,036 |
2,79 |
4,05 |
0,470 |
93,932 |
|
200 |
0,042 |
3,09 |
4,47 |
0,425 |
84,928 |
|
250 |
0,047 |
3,36 |
4,87 |
0,390 |
78,039 |
|
300 |
0,052 |
3,61 |
5,24 |
0,363 |
72,506 |
|
350 |
0,057 |
3,86 |
5,60 |
0,340 |
67,916 |
|
400 |
0,062 |
4,09 |
5,94 |
0,320 |
64,016 |
|
450 |
0,067 |
4,32 |
6,27 |
0,303 |
|
|
500 |
0,071 |
4,54 |
6,59 |
0,288 |
57,685 |
,
мг/дм3
По данным таблицы 1 строим график зависимости C
= f(Lф)
Из полученных результатов расчета и построенного
графика видно, что концентрация загрязняющих веществ в реке приходит в норму до
контрольного створа, следовательно применение дополнительной очистки по Сr
не
требуется.
. Расчет и анализ влияния расхода воды в реке на
концентрацию загрязняющих веществ
Для анализа влияния расхода воды в реке на концентрацию загрязняющих веществ, принимаем шаг расхода равный 10 м3/с. Расчет производим для определения влияния расхода в реке на разбавление сточных вод.
Аналогично рассчитываем все значения по формулам, приведенным в пункте 2. Расчеты производятся для значения Lф = 500 м, то есть в контрольном створе реки.
Приведем расчет для Qр = 102,4 м3/с.
q = 1,25 м3/с;
;
Начальное разбавление составит nо = 1,45
Общая кратность разбавления сточных вод в реке составит
Аналогично производим расчеты для остальных
значений расходов воды в реке. Результаты сводим в таблицу 2.
Таблица 2 -Расчет концентраций загрязняющих веществ при изменении расходов воды в реке
|
Qр, м3/с |
γ |
nо |
nобщ |
С,мг/л |
qпр |
|
62,4 |
0,071 |
4,54 |
6,59 |
0,288 |
57,685 |
|
72,4 |
0,062 |
5,11 |
7,41 |
0,256 |
51,276 |
|
82,4 |
0,055 |
5,68 |
8,23 |
0,231 |
46,149 |
|
92,4 |
0,049 |
6,25 |
9,06 |
0,210 |
41,954 |
|
102,4 |
0,045 |
6,81 |
9,88 |
0,192 |
38,458 |
сточный вода сброс лимит
По результатам таблицы построим график
зависимости приведенной концентраций загрязняющих веществ от расхода воды в
реке.