Из формулы |4.8| предельно допустимая концентрация расчетного азот содержащего соединения в сбрасываемых сточных водах составит:

N = (N-ПДК^р) + * |(N-ПДК^р) – N^р| |4.9|

4.3. Пример расчета пдк сточных вод, сбрасываемых в водоем

Исходные данные для расчета:

Q=20 м³/с – наименьший среднемесячный расход воды водоема года 95%-ной обеспеченности,

v_ср=0,3 м/с – средняя скорость течения на участке реки,

Н_ср=2,5 м – средняя глубина реки на расчетном участке реки,

Z=6 км – расстояние от места выпуска сточных вод до контрольного створа по фарватеру,

Z_пр=5 км – расстояние от места выпуска сточных вод до контрольного створа по прямой.

Категория водоема –1 – водоем хозяйствено-питьевого водоснабжения,

b=7,8 г/м³ – содержание взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод,

L_р=2,9 мг/л - БПК₂₀ речной воды до спуска сточных вод,

О_р=6,0 г/м³ – концентрация растворенного О₂ в речной воде до спуска сточных вод;

(N-NH₄^+р) = 1,7 мг/л – фоновая концентрация аммонийного азота в реке,

(N-NO₂^-р) = 0,9 мг/л - фоновая концентрация азота нитритов в реке,

(N-NO₃^-р) = 8,0 мг/л - фоновая концентрация азота нитратов в реке;

q= 6000 м3/сут = 0,069 м³/с – расход сточных вод, сбрасываемых в водоем,

t_св=12^оС – температура сбрасываемых сточных вод.

Коэффициент разбавления:

Коэффициент разбавления определяется по формулам 4.1-4.3:

;

где ;

для берегового выпуска

ПДК взвешенных веществ.

По формуле 4.4:

_где: =0,25 г/м³ – допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, принимается по таблице 4.1.

г/м³

Пдк биоокисляемых органических примесей по показателю бпк20

По формулам 4.5-4.6:

(сут);

где: К₁ – константа скорости потребления кислорода сточными водами и речной водой при данной температуре среды определяется по формуле:

К_1(t)= К₁₍₂₀₎×1,047 ^t-20, в формуле К₁₍₂₀₎ - константа скорости потребления кислорода при температуре 20^о, К₁₍₂₀₎=0,1;

при t_св=12^оС К₁= 0,1×1,047 ^(12-20) =0,069»0,07.

г/м³

ПДК биоокисляемых органических примесей

по содержанию растворенного кислорода в водоеме.

По формуле 4.7:

_;

=529 г/м³

ПДК аммонийного азота:

Предельно допустимая концентрация аммонийного азота в водоеме хозяйственно-питьевого назначения (N-ПДК^р), по табл.4.1, составляет 2 мг/л. Тогда по формуле 4.9:

N-NH₄⁺ = 2 + * |2 – (N-NH₄^+р)| = 2 + * |2 – 1,7| = 83 мг/л;

ПДК азота нитритов:

Предельно допустимая концентрация азота нитритов в водоеме хозяйственно-питьевого назначения (N-ПДК^р), по табл.4.1, составляет 1,0 мг/л. Тогда по формуле 4.9:

N-NO₂ - = 1,0+ *|1,0–(N-NO₂^-р)| = 1,0 + * |1,0 – 0,9| = 28,0 мг/л;

ПДК азота нитратов:

Предельно допустимая концентрация азота нитратов в водоеме хозяйственно-питьевого назначения (N-ПДК^р), по табл.4.1, составляет 10 мг/л. Тогда по формуле 4.9:

N-NO₃ - = 10 + * |10 – (N-NO₃^-р)| = 10 + * |10 – 8| = 550 мг/л;

В примере представлена немноговодная, но чистая река, вероятно, в одном из северных районов страны. Поэтому к сбросу допускаются сточные воды с высокими концентрациями загрязнений. Для Пермского края характерна другая ситуация. Поскольку здесь качество воды многих водоемов хуже нормативного, то требования к составу сточных вод при сбросе примерно такие же, как к воде самого водоема. Содержание взвешенных веществ и БПК сточных вод не должны превышать 3-6мг/л, концентрация аммонийного азота – 0,39-2мг/л, азота нитритов – 0,02-1мг/л, азота нитратов – 9,1 - 10мг/л. ПДК фосфатов составляет 0,05-0,2мг/л.

5 Сооружения для механической очистки

малых количеств сточных вод

В последнее время вследствие возрастания интереса общества к экологическим проблемам активно совершенствуются технологии очистки сточных вод. Очистные сооружения малой производительности – очень удобная база для проведения экспериментов, для изучения новых методов и сооружений очистки, для внедрения научных разработок. Одним из важных направлений работы является повышение эффективности работы блока механической очистки. Предварительное извлечение из сточных вод мелкого мусора, песка и взвешенных веществ позволит разгрузить сооружения биологической очистки и избежать проблем в работе оборудования очистной станции.

1. Решетки.

Наиболее распространенные в России решетки с прозорами 16 мм позволяют задерживать только 5-15% всего количества отбросов, содержащихся в сточных водах. Наиболее мелкие фракции мусора проскакивают через решетки и оседают в песколовках или отстойниках, что создает сложности при обработке осадка этих сооружений. Поэтому традиционные решетки постепенно заменяются новыми, более совершенными конструкциями, оборудованием. Наиболее перспективным оборудованием для малых очистных станций являются решетки с меньшей шириной прозоров, ротационные барабаны, шнековые решетки, микрофильтры.

При уменьшении ширины прозоров с 16 до 4-2мм количество изъятых отбросов увеличивается в 10-20 раз. Применение решеток с узкими прозорами предпочтительно также потому, что задержанные мелкие отбросы образуют на решетке дополнительный фильтрующий слой. Это способствует задержанию дополнительного количества мусора, а также жиров и нефтепродуктов, которые являются биологически жесткими веществами. Недостатком этих решеток является значительное гидравлическое сопротивление; поэтому работа ведется в направлении оптимизации формы прутьев. Решетки «Экотон» с прозорами шириной 5,2мм не засоряются благодаря каплевидному сечению прутьев.

Рис 5.1. Схема движения сточных вод через решетку

с каплевидным сечением прутьев.

Ротационные барабаны могут быть альтернативой не только решеткам, но и другим сооружениям механической очистки: они удаляют мусор, гравий, песок и до 30% взвешенных веществ. Ротационный барабан по конструкции и принципу действия аналогичен центрифуге для обезвоживания осадка. Внутри корпуса находится вращающийся перфорированный барабан. Размер отверстий в барабане может быть выполнен по заказу практически любой. Сточные воды подаются трубой внутрь барабана, просачиваются через отверстия и отводятся из корпуса по выходящей трубе на дальнейшую очистку. Внутри барабана находится также вращающийся шнек. Он перемещает задержанный мусор в сторону, противоположную потоку воды; затем отбросы выталкиваются из барабана и при помощи пресс-транспортера подаются в контейнер. Для периодической прочистки и промывки барабана применяются вращающиеся щетки и напорный трубопровод горячей воды с форсунками. Все оборудование смонтировано в верхней части корпуса, над барабаном. Промывка необходима 1-2 раза в сутки, чтобы очистить барабан от жира и нефтепродуктов. Ротационные барабаны считаются надежными и экономичными сооружениями, распространены в Европе, особенно в Швеции; оборудование рекомендуется применять на станциях с объемом очищаемых вод до 50 тыс.м³/сут. Ротационные барабаны изготавливаются нескольких типоразмеров: длиной 1,2 – 3,7м, диаметром – 0,8 – 1,4м.

Пресс-транспортер представляет собой канал или трубу, расположенную под небольшим углом к горизонту, со шнеком внутри. Влажные отбросы подаются в нижнюю часть транспортера. Здесь же расположен штуцер для слива отжатой воды в канал решеток. Мусор шнеком продвигается вверх по транспортеру до отверстия выгрузки. Транспортирование уловленного мусора при помощи шнека помогает снизить его влажность, и тем самым облегчить дальнейшую обработку. Пресс-транспортером могут быть оборудованы не только ротационные барабаны, но и другое оборудование для улавливания мусора, в частности, решетки.

Рис. 5.2 Решетки оборудованные пресс-транспортером.

Главную часть шнековой решетки составляет шнек, вращающийся в желобе. Секция фильтрования находится в нижней части желоба и представляет собой пластину с отверстиями. Вода проходит через пластину, а шнек транспортирует продукты фильтрации наверх для последующей утилизации. В верхней части шнека есть зона обезвоживания, где происходит удаление остатка воды. Шнек и желоб изготавливаются из нержавеющей стали. Работа решетки контролируется датчиками уровня воды в канале.

Основные технические характеристики шнековой решетки

Таблица 5.1

Тип решетки	Диаметр шнека, мм	Величина прозора, мм	Ширина решетки, мм	Высота воды перед шнеком, мм	Производительность м3/час
FM-PMT 200/d/500	200	4 – 10	300	300	20 – 30

Рисунок 5.3 Шнековая решетка марки FM-PMT 200/d/500

В качестве оборудования для извлечения из сточных вод нерастворенных примесей: крупного мусора, песка и, частично, взвешенных веществ могут быть использованы микрофильтры, подобные тем, которые применяются в системах водоподготовки.

Следует заметить, что применение высокоэффективного оборудования в начале очистной цепочки требует серьезной проработки вопроса обезвреживания уловленного субстрата, поскольку он содержит значительное количество органических примесей. Тем не менее, этот вопрос в настоящее время до конца не решен: в предлагаемых схемах предусматривается только складирование смеси, иногда – дезинфекция хлорной известью.