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; Св 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; Qn - 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 Сст - концентрация загрязнения (вредного вещества) сточных вод, при которой не будут превышены допустимые пределы; q - расход сточных вод, поступающих в водоем; Ср - концентрация этого же вида загрязнения в воде водоема выше места выпуска рассматриваемого стока; Q - расход воды в водоеме; Сп.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 Сст, 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 Св - концентрация загрязнения (вредного вещества) в воде непроточного водоема;
2) концентрация взвешенных веществ в спускаемых сточных водах
(15.20)
3) допустимая величина БПКполн в спускаемых сточных водах
(15.21)
где Lв - БПКполн воды в непроточном водоеме до сброса сточных вод; kв - константа скорости потребления кислорода в воде непроточного водоема;
4) допустимая величина ЕПКполн 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 Тв - 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?