Расчетные расходы, состав и свойства сточных вод, условия их сброса в водоем

2.1 Определение расчетных расходов сточных вод

Среднесуточный расход сточных вод от жилой застройки населенного пункта определяется по формуле

Q_{ср.сут ж з.} = N*q_н/1 000 ,

где N – количество жителей; N = 260 000 чел;

q_н – норма водоотведения; q_н = 300 л/чел*сут.

Q_{ср.сут ж з.} = 260 000*300/1 000 = 78 000 м³/сут.

Среднесуточный расход сточных вод от промышленного предприятия, в соответствии с заданием на проектирование, будет равняться

Q_пп = 1 000 + 50 = 1 050 м³/сут.

Таким образом, среднесуточный расход сточных вод от населенного пункта составляет величину

Q_ср.сут. = 78 000 + 1 050 = 79 050 м³/сут.

q_ср.ч. = Q_ср.сут./24 = 79 050/24 = 3 294 м³/ч

q_ср.с. = q_ср.ч.*1 000/3 600 = 3 294*1 000/3 600 = 915 л/с

Максимальные и минимальные расходы сточных вод определяется по формуле

q_{max (min)} = k_общ*q_ср ,

где k_общ – общие коэффициенты неравномерности, согласно табл. 2 СНиП 2.04.03-85: k_{общ max} = 1,47; k_{общ min} = 0,69.

Тогда, максимальный расход сточных вод будет составлять

q_max = 1,47*915 = 1 345 л/с

Минимальный расход

q _min = 0,69*915= 631 л/с

2.2 Определение концентраций загрязнений сточных вод

Содержание БПК_полн. и взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистные сооружения от жилой застройки города, определяется по формуле

С = а*1 000/q ,

где а – количество загрязнений в сутки от 1 чел., г;

q – норма водоотведения, л/чел*сут.

С_{БПК полн.ж.з.} = 75*1 000/ 300 = 250 мг/л

С_{взв.в.ж.з.} = 65*1 000/ 300 = 217 мг/л

Принимаем концентрации загрязнений в хозяйственно – бытовом стоке промышленного предприятия равными концентрациям загрязнений в сточной воде жилой застройки города.

В соответствии с требованиями городского Водоканала, концентрации загрязнений производственных сточных вод, поступающих в городскую водоотводящую сеть, не должно превышать: по БПК_полн. – 220 мг/л, по взвешенным веществам – 200 мг/л.

Таким образом, содержание БПК_полн. И взвешенных веществ в исходной сточной воде, поступающей на очистные сооружения города, составит

С_{БПК полн.} = 250*45 040 + 220*1 000/ 45 040 + 1 000 = 250 мг/л

С_взв.в. = 217*45 040 + 200*1 000/ 45 040 + 1 000 = 217 мг/л

2.3 Определение необходимой степени очистки сточных вод

Определение степени разбавления сточных вод в водоеме

Для расчета разбавления сточных вод в водотоке воспользуемся методом Фролова – Родзиллера.

Коэффициент смешения в водотоке а, определяется по формуле

а = 1 - / 1 + (Q/q) * ,

где Q – расход воды в створе реки у места выпуска сточных вод, м³/с;

q – расход сточных вод, м³/с;

L – длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м;

- коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения.

Коэффициент определяем по формуле

,

где – коэффициент, учитывающий место расположения выпуска ( для берегового 1; для руслового 1,5);

- коэффициент извилистости, определяемый как отношение длины русла от выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию между этими сечениями по прямой;

E – коэффициент турбулентной диффузии, который находят по формуле

E = _ср * H_ср / 200 ,

где _ср – средняя скорость течения вода в реке на участке между выпуском и расчетным створом, м/с;

H_ср – средняя глубина реки на том же участке, м.

E = 0,55*2,3/ 200 = 0,0063

1*1* = 0,224

а = 1 - / 1 + (30/0,915) * = 0,34

Кратность разбавления в расчетном створе находим по формуле

n = (аQ + q) / q

n = (0,34*30+0,915) / 0,915 = 12,2

Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам

Предельно допустимое содержание взвешенных веществ в очищенных сточных водах, спускаемых в водоем, определяется по формуле

m = P (аQ / q +1) + b ,

где P – допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, г/м³; P=0,25 г/м³;

b – содержание взвешенных веществ в водоеме до спуска в него сточных вод, г/м³

m = 0,75*(0,34*30/0,915+1) + 6,5 = 10,5 мг/л.

Эффективность очистки по взвешенным веществам, таким образом, должна составить

Э = (С-m)* 100 / C ,

где C – содержание взвешенных веществ до очистки, г/м³.

Э = (217-10,5) * 100 / 217 = 95 %

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по растворенному в воде водоема кислороду

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» в воде водоема после смешения ее со сточной водой содержание растворенного кислорода в расчетном створе для рыбохозяйственных водоемов должно быть не ниже 6 мг/л. Исходя из этого, можно определить допустимую для данного водоема максимальную БПК сбрасываемых сточных вод.

Допустимая БПК_полн. сточных вод, сбрасываемых в водоем, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода, выражается уравнением

L_СТ = а*Q / 0,4*q (O_p - 0,4L_p – O) – O/ 0,4 ,

где L_СТ , L_p – полное биохимическое потребление кислорода соответственно сточными водами и речной водой, г/м³;

O_p – содержание растворенного кислорода в речной воде до места спуска сточных вод, г/м³;

О – минимальное содержание кислорода в воде, принимаемое равным 4 или 6 г/м³;

0,4 – коэффициент для пересчета БПК_полн. в двухсточное.

L_СТ = 0,34*30 / 0,4*0,915 * (8-0,4*2,3-6) – 6/0,4 = 15,1 мг/л.

Таким образом, эффективность очистки сточных вод по БПК_полн, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода в расчетном створе, составит

Э = (250-15,1) * 100 /250 = 94%.

Расчет необходимой степени очистки по сточных вод БПК_полн.

Допустимое БПК_полн. с учетом процессов самоочищения водоема определяется по формуле

L_СТ = а*Q / q*10^-Кст…t (L_П.Д. – L_p*10^-Кр…t) + L_П.Д. / 10^-Кст…t ,

где К_СТ , К_р – константы скорости потребления кислорода сточной и речной воды;

L_П.Д - предельно – допустимая БПК смеси речной и сточной воды в расчетном створе; для водоемов р/х водопользования II категории эта величина принимается соответственно равной 3 мг/л;

L_p - БПК_полн речной воды до места выпуска сточных вод; мг/л;

t – продолжительность перемещения воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа, равная отношению расстояния по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа к средней скорости течения воды в реке на данном участке _ср, сут.

L_СТ =0,34*30/0,915*10^-0,16*0,083*(3-2,3-10^-0,1*0,083)+3/10^-0,16*0,083=11,6 мг/л

Необходимая степень очистки

Э = (250-11,6) * 100 /250= 95,3 %

Таким образом, наибольшая требуемая эффективность очистки по БПК_полн, получена исходя из самоочищающей способности водоема.

Согласно приведенному выше расчету степень очистки сточных вод по взвешенным веществам должна составить 96,4 %, по БПК_полн, - 95,3 %. Исходя из этого, к проектированию принимаются сооружения полной биологической очистки.