Практическая работа 2

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Московский технический университет связи и информатики»

По дисциплине:

«Информационная экология»

Практическая работа № 2

«Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы»

Вариант 1

Группа:

БИБ2003

Студент:

Абдиев Нурдан

Москва 2022

Цель работы

Технологический цикл одного из предприятий требует потребления значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода почти полностью возвращается в реку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компоненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концентрацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водопользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйственного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вредного компонента после разбавления водой реки сточной воды предприятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентрации по фарватеру реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.

Характеристика стока: вредный компонент, расход воды предприятием (объем сточной воды) - q, концентрация вредного компонента - C, предельно допустимая концентрация - ПДК.

Исходные данные

Характеристика реки:

• скорость течения:

• средняя глубина на участке:

• расстояние до места водопользования:

• расход воды водотока в месте водозабора:

• шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки:

Характеристика стока:

• вредный компонент: Фенол

• расход воды предприятием (объем сточной воды):

• концентрация вредного компонента:

• предельно допустимая концентрация:

• 

• L_ф/L_пр = 1

Ход выполнения работы

1. Реальную кратность разбавления сточных вод в воде водоема в общем случае следует определять по формуле:

где - коэффициент, степень разбавления сточных вод в водоеме.

Кратность разбавления определяется у ближайшего пункта водопользования по формулам:

где α - коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

где - коэффициент, зависящий от места стока воды в реку: при выпуске у берега , при выпуске в стержень реки (место наибольших скоростей) ;

- коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой;

D - коэффициент турбулентной диффузии:

где V – средняя скорость течения, м/с;

H – средняя глубина, м;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

m – коэффициент Буссинского, равный 24;

с – коэффициент Шези, который выбирают по таблицам.

Однако в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, поэтому справедливо приближение:

В данном случае

2. Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

В данном случае

3. При определении количества загрязняющих веществ, которое может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы, расчеты производятся только для консервативных веществ, концентрация которых в воде изменяется только путем разбавления, по санитарно-токсикологическому показателю вредности. Расчет ведется по формуле:

где – максимальная (предельная) концентрация, которая может быть допущена в СВ или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания с водой у первого (расчетного) пункта водопользования степень загрязнения не превышает ПДК.

В данном случае

4. Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле:

В данном случае

Далее, необходимо построить график функции распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS, указанным в варианте C = f(L). Для этого составим таблицу для упрощения расчёта C в зависимости от L. Q и q - константы. (Для упрощения работы, расчеты в таблице произведены в калькуляторе Mathcad, до это использовался обычный «физический» инженерный калькулятор Casio, поэтому точность ответов может отличаться)

L	0	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500
	1	0,47	0,386	0,337	0,302	0,275	0,254	0,236	0,221	0,208	0,319
	0	0,026	0,036	0,044	0,051	0,058	0,064	0,07	0,076	0,082	0,092
K	1	2,072	2,495	2,838	3,143	3,423	3,686	3,937	4,178	4,411	1,84
	2	1,965	1,802	1,705	1,636	1,584	1,543	1,308	1,279	1,12	0,815