Разбавление сточных вод при спуске в водоемы

Разбавление сточных вод - это процесс уменьшения концентра­ции примесей в водоемах, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются. Интенсивность про­цесса разбавления количественно характеризуется кратностью раз­бавления:

(15.14)

где С₀ - концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых сточ­ных водах; С_в и С - концентрации загрязняющих веществ в водоеме до и после выпуска соответственно.

В проточных водоемах с направленным течением кратность раз­бавления в расчетном створе пр определяется по формуле

(15.15)

где m - коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхо­да воды в водоеме участвует в смешении; q - объемный расход сточ­ных вод, сбрасываемых в водоем с объемным расходом воды Q.

При условии полного перемешивания сточных вод концентрация примесей в водоеме в произвольный момент времени равна

(15.16)

где - период полного обмена воды в водоеме; V - объем водоема; Q_n - потери расхода воды в водоеме без уноса примесей.

Взаимосвязь между санитарными требованиями к условиям спус­ка сточных вод в водоемы, т. е. соответствие состава и свойств воды водоема, который используется для водопользования, установлен­ным нормативам, и необходимой степенью очистки сточных вод пе­ред спуском их в водоем в общем виде выражается формулой

(15.17)

где С_ст - концентрация загрязнения (вредного вещества) сточных вод, при которой не будут превышены допустимые пределы; q - рас­ход сточных вод, поступающих в водоем; С_р - концентрация этого же вида загрязнения в воде водоема выше места выпуска рассматри­ваемого стока; Q - расход воды в водоеме; С_п.д - предельно допусти­мое содержание загрязнения (вредного вещества) в воде водоема.

Коэффициент смешения т зависит от многих факторов: конст­рукции выпуска, расстояния до расчетного створа, гидравлических и гидрологических параметров водоема.

Преобразуя формулу (15.17), можно получить значение С_ст, т. е. величину концентрации загрязнения (вредного вещества) в сточных водах, которая должна быть достигнута в результате их очистки и обезвреживания:

(15.18)

Условия смешения сточных вод с водами озер и водохранилищ значительно отличаются от условий смешения в реках.

Концентрация примесей значительно уменьшается в начальной зоне смешения, но полное перемешивание происходит на значитель­но больших удалениях от места выпуска, чем в реках. Кроме того, из­меняющиеся во времени направление и значение скорости движения воздуха над озерами и водохранилищами переносят загрязнения в различном направлении от места выпуска.

При расчете необходимой степени очистки сточных вод, спускае­мых в непроточные водоемы, в расчетные формулы (15.3), (15.6), (15.9), (15.10), (15.12) и (15.13) вместо выражения mQ/q [см. формулу (15.15)] вводится выражение n - 1, и они приобретают следующий вид:

1) предельно допустимая концентрация загрязнения (вредного вещества) в спускаемых сточных водах

(15.19)

где С_в - концентрация загрязнения (вредного вещества) в воде не­проточного водоема;

2) концентрация взвешенных веществ в спускаемых сточных во­дах

(15.20)

3) допустимая величина БПК_полн в спускаемых сточных водах

(15.21)

где L_в - БПК_полн воды в непроточном водоеме до сброса сточных вод; k_в - константа скорости потребления кислорода в воде непроточно­го водоема;

4) допустимая величина ЕПК_полн в спускаемых сточных водах по растворенному в воде кислороду

(15.22)

где C₀ - концентрация растворенного кислорода в воде непроточ­ного водоема до спуска сточных вод; С₀ - ПДК растворенного ки­слорода, которая должна быть в расчетном створе после спуска сточ­ных вод;

5) допустимая максимальная температура в спускаемых сточных водах

(15.23)

где Т_в - расчетная температура в воде непроточного водоема до спус­ка сточных вод;

6) допустимое содержание кислоты или щелочи в спускаемых сточных водах

(15.24)

(15.25)

Вопросы для самоконтроля

• 1. Какие методы используются для обезвреживания сточных вод?
• 2. Какие способы применяются при механической очистке сточных вод?
• 3. Какие силы действуют на частицу в процессе отстаивания?
• 4. Как определяют скорость осаждения примесей?
• 5. Какие имеются пути повышения эффективности процесса отстаива­ния?
• 6. Что является движущей силой фильтрования суспензий?
• 7. Какие физико-химические методы используются для очистки сточных вод?
• 8. Объясните механизм коагуляции и назовите наиболее распространен­ные коагулянты.
• 9. В чем состоит отличие процесса коагуляции примесей от флокуляции?
• 10. Для выделения каких веществ из сточных вод используют флотацию?
• 11. Как влияет смачиваемость взвешенных частиц на процесс флотации?
• 12. Каков баланс сил при всплытии в сточной воде комплекса "пузы­рек-частица"?
• 13. Какие существуют способы флотационной очистки сточных вод?
• 14. Какими свойствами должны обладать адсорбенты при жидкостной адсорбции?
• 15. Что представляет собой активность адсорбента и какие существуют се виды?
• 16. В чем состоит сущность ионного обмена?
• 17. Какие существуют виды ионитов и какие требования предъявляются к ним?
• 18. В чем заключается принцип и назначение процесса жидкостной экс­тракции?
• 19. Каким параметром характеризуется распределение извлекаемого ве­щества между фазами при экстракции?
• 20. Из каких стадий состоит процесс жидкостной экстракции?
• 21. Как отображается состав фаз при их взаимной растворимости в про­цессе экстракции?
• 22. Какие процессы относятся к мембранным?
• 23. Чем различаются процессы обратного осмоса и ультрафильтрации?
• 24. Какие существуют способы электрохимической очистки сточных вод и в чем состоит их различие?
• 25. Для каких целей применяются десорбция, дезодорация и дегазация растворенных примесей в сточных водах?
• 26. Какие методы применяют при химической очистке сточных вод?
• 27. Какие вещества используются для окисления загрязнителей сточных вод?
• 28. Какие вещества подвергаются обезвреживанию при биологической очистке сточных вод?
• 29. Какими биохимическими показателями характеризуются сточные воды при биологической очистке?
• 30. В чем состоит отличие аэробных и анаэробных биохимических про­цессов?
• 31. Какие существуют термические методы очистки и обезвреживания сточных вод?
• 32. В чем заключается сущность процесса выпаривания?
• 33. В чем состоит сущность процесса кристаллизации и как он происхо­дит?
• 34. Назовите параметры состава и свойств воды водоемов.
• 35. Как формулируются условия спуска в водоемы сточных вод при со­вместном присутствии в них нескольких вредных веществ?
• 36. Чем отличаются условия смешения сточных вод с водами озер и водо­хранилищ от условий смешения в реках?