Условия спуска сточных вод по общесанитарным показателям (бпк, растворенный кислород и рН)

Неблагоприятное влияние сточных вод на общий санитарный режим водоема связано:

1. с чрезмерно высокой концентрацией в воде водоема сравнительно легко окисляющихся органических веществ, чем вызывается нарушение кислородного режима водоема и возникновение гнилостных процессов;

2. с бактерицидными свойствами многих ингредиентов промышленных сточных вод, вследствие чего возникает торможение нормального хода биохимических процессов самоочищения воды водоема от органического загрязнения.

В санитарном отношении наибольшее значение приобретает ограничение органического загрязнения воды водоема в местах водопользования по величине БПК. Попутно решается и задача ограничения загрязнения по содержанию растворенного кислорода.

БПК

Величина БПК отражает концентрацию органических веществ, поддающихся окислению, измеренную количеством кислорода, затрачиваемого на это окисление. В начале процесса, когда окисление органических веществ еще не началось, количество кислорода, которое они могут использовать на свое окисление соответствует БПК_полн. Обозначим его L_o:

L_o = БПК_полн (68)

По истечении некоторого времени неокисленных органических веществ станет меньше и их потребность в кислороде уменьшится и станет :

(69)

Графически характер изменения содержания растворенного кислорода и содержания органических веществ может быть представлен следующим образом:

На рисунке х_t – потребление кислорода за время t;

k₁ – константа скорости потребления кислорода (константа скорости БПК). Она может быть найдена методом кратных сроков:

(70)

С изменением температуры скорость биохимического окисления меняется, поэтому константу скорости БПК следует приводить к нужной температуре:

(71)

Т.к. в водоеме происходит процесс биохимического окисления органических веществ, сопровождающийся их минерализацией, расчет допустимого спуска сточных вод должен учитывать не только возможное разбавление, но и степень самоочищения воды водоема от органического загрязнения на пути до ближайшего пункта водопользования. Реальный вклад процесса самоочищения зависит от скорости биохимического процесса (т.е. от величины k₁) и времени (t) перемещения воды от места выпуска сточных вод до ближайшего пункта водопользования.

Пусть в месте выпуска сточных вод БПК речной воды равно , а БПК сточной –. На пути до ближайшего пункта водопользования за времяt содержание органических веществ (по величине БПК) уменьшится соответственно до и:

(72)

, (73)

полагая, что константы скорости БПК могут и не быть одинаковыми.

В таком случае количество органических веществ в показателях БПК у пункта водопользования будет равно:

(74)

Это уравнение материального баланса, записанное в единицах БПК. Здесь L – расчетная БПК речной воды, которое будет в контрольном створе после выпуска сточных вод, их разбавления и самоочищения воды за то время, пока она движется до контрольного створа.

Подставим ур.(72 и 73) в ур.(74) и преобразуем относительно :

(75)

Но по санитарным требованиям L в пункте водопользования не должно превышать нормативов, т.е. 3 мг О/л для водоемов питьевого и 6 мг О/л – для рекреационного водопользования. Поэтому вместо L подставим L_доп, тогда расчетная величина L_ст будет иметь смысл :

(76)

Уравнение (75) можно использовать и для расчета БПК в контрольном створе реки, если решить его относительно L.

Если неизвестно, то можно считатьили принять, тогда ур.(76) примет вид:

(77)

Менее точным будет расчет вообще без учета самоочищения, т.е. по ур.:

(78)

Такой расчет с учетом одного лишь разбавления оправдан для северных районов с продолжительной зимой, не способствующей развитию процессов самоочищения и минерализации органических веществ.

Итак, если БПК, полученная расчетным способом (), больше фактической БПК сточной воды, то биологической очистки сточных вод не требуется. Если же, наоборот, величинаоказалась меньше величины БПК сточных вод, то биологическая очистка обязательна вплоть до получения расчетной величины.

Необходимая степень очистки сточных вод по величине БПК может быть рассчитана:

(79)