Определение условий спуска сточных вод, содержащих индивидуальные вредные вещества

При расчете условий спуска сточных вод (нормировании сброса) «Правилами охраны поверхностных вод» предусмотрен учет следующих факторов:

1. Степени возможного смешения и разбавления сточных вод с водой водного объекта на пути от места выпуска сточных вод до расчетного створа ближайшего пункта водопользования. При этом расчетными условиями являются наиболее жесткие: например, для рек - минимальный среднемесячный расход воды года 95%-ной обеспеченности (Q_95%).

2. Качества воды водного объекта выше места выпуска сточных вод (фонового качества).

Учет этих двух факторов позволяет производить расчет по уравнению материального баланса (15): .

При этом должно соблюдаться условие: . (52)

Комбинируя эти два уравнения получим:

(53)

или преобразовав получим допустимую концентрацию в сточных водах:

(54)

3. Для неконсервативных веществ следует учитывать также процессы трансформации их в процессе естественного самоочищения водоема. Процесс самоочищения необходимо учитывать, если он выражен достаточно резко и его закономерности хорошо изучены.

В этом случае концентрацию загрязняющего вещества в водном объекте ниже места выпуска сточных вод можно рассчитать по ур. (21)

.

Объединив ур.(21) и неравенство (52), получим:

(55)

Или, преобразовав относительно С_ст, получим допустимую концентрацию в сточной воде, т.е. :

(56)

Формулы (54) и (56) используются для расчета максимально возможных концентраций токсичных консервативных (54) и неконсервативных веществ (56) в сточных водах, при которых соблюдаются нормативные требования (ПДК) к качеству воды в расчетных створах. приобретает значение контрольной величины, с которой сравниваются аналитические данные исследования сточных вод. Пока концентрация вредного вещества в сточных водах не превышает расчетной величины, а количество их остается на уровнеq, следует ожидать, что в воде водоема в расчетном створе будут соблюдаться гигиенические (рыбохозяйственные) нормативы.

Как видно, балансовые формулы определяют максимально возможные концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, а следовательно позволяют рассчитать и величину ПДС (или по современным документам НДС).

Под предельно допустимым сбросом (ПДС) (или нормативом допустимого сброса, НДС) веществ в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени для обеспечения норм качества в контрольном створе:

(57)

Т.е. для консервативных веществ из ур.(54) получим:

(58)

Для неконсервативных веществ из ур.(56) получим:

(59)

Представленные формулы для расчета ПДС (НДС) выведены с учетом фоновой концентрации загрязняющих веществ, а также с учетом процессов разбавления сточных вод водой водного объекта (ур.58) и самоочищения последнего от загрязняющих веществ (ур.59).

При сбросе сточных вод в черте города (или любого населенного пункта) первым пунктом водопользования является сам населенный пункт. Поэтому требования, установленные «Правилами охраны поверхностных вод» к составу и свойствам воды водоема или водотока, должны относиться к самим сточным водам. Т.е. величина , необходимая для расчета ПДС (НДС) при сбросе сточных вод в черте города должна быть не более ПДК:

(60)

Кроме того, сброс сточных вод в водный объект в черте города должен производиться через рассеивающие выпуски, гарантирующие необходимое смешение и разбавление сточных вод и обеспечивающие нормативные требования к качеству воды в створе начального разбавления рассеивающего выпуска. Место выпуска сточных вод самого населенного пункта должно быть расположено ниже его границы по течению водотока на расстоянии, исключающем влияние сгонно-нагонных явлений.

Если в водоем со сточными водами попадает несколько веществ, лимитированных по одному признаку вредности в концентрациях близких к ПДК, то в соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» предельно допустимые концентрации для отдельных веществ должны приниматься с учетом одного из следующих указаний:

А) величина ПДК каждого вещества, входящего в комплекс веществ с одинаковым ЛПВ, должна быть уменьшена во столько раз, сколько вредных веществ с данным ЛПВ в сточных водах предполагается к спуску или содержится в водоеме;

Б) сумма концентраций всех веществ одного ЛПВ, выраженная в долях от соответствующих ПДК для каждого вещества, не должна превышать 1, т.е

(61)

При расчете концентраций загрязняющих веществ в водном объекте по формулам (15) и (21) следует пользоваться указанием (Б), сравнивая сумму приведенных к ПДК расчетных концентраций загрязняющих веществ в воде водного объекта, с единицей по ур.(61).

Если же по условию задачи необходимо определять максимально допустимые концентрации загрязняющих веществ с одинаковым ЛПВ в сточной воде (чтобы в водном объекте не нарушались нормативные требования) (по ур.54, 56, а также для расчета ПДС по ур.58-60) то следует использовать указание (А).

Расчетные данные позволяют определить необходимую степень очистки сточных вод, чтобы при попадании их в водоем гигиенические (рыбохозяйственные) нормативы не были нарушены. Необходимая эффективность очистки (Э) рассчитывается по формуле:

(62)

- концентрация загрязняющего вещества в неочищенных сточных водах, подлежащих очистке;

- допустимая концентрация вещества в сточных водах, сбрасываемых в водоем, рассчитанная по ур.(54 или 56).

Если для каждого вещества рассчитать по ур.(54 или 56) с учетом замечания об уменьшении ПДК вn раз, если в воде присутствует n веществ одной группы ЛПВ, то для каждого из них можно рассчитать необходимую эффективность очистки по формуле (62). Однако при прохождении через очистные сооружения различные вещества удаляются из сточной воды не одинаково эффективно. Поэтому нахождение степени очистки должно быть выполнено для того компонента, который наиболее трудно извлекается из сточных вод. Тогда остальные вещества, имеющие более высокий эффект очистки, будут тем более удалены.