Методика расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятия при сбросе стоков в водоём

Классификация основных методов очистки сточных вод

Классификация методов очистки сточных вод

Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в водоеме рыбохозяйственного водопользования

Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в водоеме санитарно-бытового водопользования

Влияние антропогенных факторов на водные экосистемы

Антропогенное воздействие на водные экосистемы. Экологический инжиниринг: Расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ в промышленных сточных водах, сбрасываемых в открытые водоемы.

Лекция 4

ЭКОЛОГИЯ и УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ

 

 

Водные объекты считаются загрязненными, если показатели состава и свойств воды в них изменились под прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытового использования воды населением и стали частично или полностью непригодны для хозяйственно-питьевого, санитарно-бытового, рыбохозяйственного водопользования.

Состав и свойства воды водных объектов, куда сбрасываются сточные воды данного предприятия или очистных сооружений комплекса предприятий, несмотря на загрязнения, должны соответствовать ПДК загрязняющих веществ в створе реки не далее, чем на 500 метров ниже выпуска стоков.

ПДК некоторых веществ различных ЛПД в водных объектах санитарно-бытового и рыбохозяйственного водопользования разных категорий приведены в табл. 1, 2.

Объем и состав производственных стоков зависит от типа технологического процесса предприятия.

Сточные воды после предварительной очистки сбрасываются как в открытые водоемы, так и канализацию городов и поселков. Сброс в городскую канализацию осуществляется с разрешения водоохранных организаций при условии, что концентрация загрязняющих веществ в сточных водах не должна превышать лимитов города, установленных местным органом Роскомвода РФ. Температура стоков при этом не должна быть выше +40 ° С, а загрязняющие вещества не должны препятствовать процессам дальнейшей биологической очистки.

Таблица 1

 

Таблица 2

 

При сбросе стоков в открытый водоем к качеству очистки предъявляются жесткие требования. Для того чтобы стоки не нарушали равновесия водных экологических систем, концентрация загрязняющих веществ в них не должна превышать допустимых расчетных величин (С_доп) (рис. 1).

 

 

Загрязнители, содержащиеся в сточных водах, делятся на 3 группы:

• 1 – грубодисперсные; взвешенные вещества, размер частиц которых 10^-2–10^-4 см (песок, глина, частицы нагара, металл, нефтепродукты);
• 2 – коллоидные и высокомолекулярные; размер частиц 10^-4–10^-6 см. Вещества могут быть как органического, так и неорганического происхождения;
• 3 – растворимые; размер частиц 10^-6–10^-8 см, инеральные (кислоты, щелочи, соли) и органические (фенолы, органические кислоты, амины, нефтепродукты).

В табл. 3 приведена классификация основных методов очистки сточных вод.

 

Таблица 3

Механические	Физико-химические	Биологические
Способ очистки	Очистное оборудование	Группа улавл. веществ	Способ очистки	Очистное оборудование	Группа улав. веществ	Очистное оборудование	Группа улавл. веществ
Отстой	Отстойники горизонтального, вертикального типов, реакторы-отстойники, нефтеловушки		коагуляция	осветлители		Биологические пруды (искусственные водоемы)	2, 3
флотация	Флотаторы (радиальные, прямоточные, сепараторы и пр.)
Биофильтры	2, 3
Аэротенки	2, 3
Сорбция	Адсорберы различного типа	2; 3
Фильтрация	Фильтры насыпного типа, песколовки, решетки
Ионообмен	Ионообменные аппараты периодического и непрерывного действия
Сепарация	Гидроциклоны (открытые, напорные), барабанные фильтры, центрифуги
Нейтрализация	Нейтрализаторы различного типа
Окисление	Окислительные установки с использованием активного хлора, озона, кислорода	2; 3
Экстракция	Несколько ступеней экстракционных установок	3 (орг. вещ.)

 

Для расчета допустимых концентраций (С_доп,i) загрязняющих веществ в стоках необходимо:

1) изучить технологический процесс предприятия;

2) установить категорию водоёма (реки) и его гидрологические параметры: ширину, глубину, коэффициент извилистости, максимальный и минимальный расход воды, коэффициент турбулентного обмена;

3) определить вид загрязняющих веществ и распределить их на группы по лимитирующим показателям вредности (см. табл. 1, 2);

4) определить фоновые концентрации С_ф,i каждого загрязняющего компонента в речной воде (500 м выше сброса стоков).

Для каждого загрязняющего вещества рассчитать ориентировочную допустимую концентрацию в стоках С_ф,i, мг/л, по формуле:

, (1)

где g – коэффициент смешения сточной и речной воды; Q – расход воды в реке, м³/с; q – расход сточных вод предприятия, м³/с; ПДК_i – предельно допустимая концентрация рассматриваемого компонента в речной воде данной категории (по справочным данным), мг/л; С_фi – фоновая концентрация компонента, мг/л.

Если в одну группу лимитирующих показателей вредности входят два или несколько загрязняющих компонентов, то эффект их отрицательного действия усиливается.

Для учета совместного влияния загрязняющих веществ каждой группы на флору и фауну водоёма рассчитывается ожидаемая концентрация каждого загрязняющего вещества С_ожид,i, мг/л, которая будет действовать в створе реки на 500 м ниже сброса стоков после смешения сточных вод с речной водой.

(2)

При расчете С_ожид,i нужно учесть, что эта величина не должна превышать ПДК_i.

Сумма отношений ожидаемых концентраций загрязняющих веществ в створе реки к соответствующим нормативным показателям (ПДК) не должна превышать единицы:

. (3)

Если сумма больше единицы, то производится корректировка С_ожидкаждого компонента в сторону уменьшения. Допустимая концентрация каждого загрязняющего вещества в стоках после очистных сооружений рассчитывается по формуле:

. (4)

По этой величине оценивается эффект очистки сточных вод предприятия на очистных установках:

, (5)

где _Сфакт,i – концентрация загрязняющего вещества в сточной воде данного предприятия до очистных сооружений, мг/л.

Исходя из эффекта очистки и вида загрязняющих веществ разрабатывается схема очистки стоков и подбирается очистное оборудование.