Определение необходимой степени очистки по изменению активной реакции среды

При выпуске в водоем кислых и щелочных стоков необходимо учитывать нейтрализующую способность водоема. В воде водоема содержатся гидрокарбонаты кальция Са(НСО₃)₂ и магния Mg(HCO₃)₂, обусловливающие ее карбонатную жесткость, а также угольная кислота. Кислоты, поступающие в водоем с производственными сточными водами, взаимодействуют с гидрокарбонатами, вытесняя из них диоксид углерода. При этом содержание гидрокарбонатов в воде (т.е. ее щелочность) уменьшается, а содержание свободной углекислоты увеличивается.

Реакция нейтрализации (например, серной кислоты) в водоеме за счет гидрокарбонатов кальция протекает по формуле:

Ca(HCO₃)₂ + H₂SO₄ CaSO₄ + 2H₂O + 2CO₂.

Поступление в водоем щелочных сточных вод приводит к их взаимодействию со свободным диоксидом углерода. При этом щелочность воды водоема увеличивается. Реакция в этом случае может протекать по следующей формуле:

2NaOH + CO₂ Na₂CO₃ + H₂O.

При сбросе в водоем кислых сточных вод их следует нормировать по значению рН речной воды

,

Где рН_ф – рН речной воды в контрольном пункте при фактическом режиме;

- отрицательный логарифм первой константы диссоциации угольной кислоты;

- концентрация гидрокарбонатов, ммоль/дм³;

СО₂ – концентрация диоксида углерода, ммоль-экв/ дм³;

n _p и n _ф – кратности разбавления, расчетная и фактическая;

;

.

При сбросе в водоем щелочных сточных вод также определяется значение рН речной воды:

,

где ;

В - определяется также, как и при сбросе кислых сточных вод.

П р и м е р. Определить необходимую степень очистки производственных сточных вод перед выпуском их в водоем, если:

-содержание взвешенных веществ в сточных водах,…………….. С_нач = 20 мг/л;

-средняя скорость воды в водоеме, …………………………… v = 0,3 м/с;

-средняя глубина водоема,………………………………………….. Н = 1 м;

-коэффициент шероховатости ложа рек, …………….…………… r= 2,5;

-коэффициент Шези,……………………………………………….. С =40 м^0,5/с;

-длина реки по фарватеру до расчетного створа, ……………….. = 2005 м;

-средний расход сточных вод, ……………………………………. q = 0,217 м³/с;

-коэффициент, учитывающий место выпуска сточных вод,…….... j=1,5;

-коэффициент извилистости реки …………………………….………z=1,2;

-принятый средний расход воды водоема,……………………….…. Q = 10,5 м³/с;

-содержание взвешенных веществ в воде водоема

до спуска сточных вод…………. С_р= 1,8 мг/л;

-допустимое увеличение в расчетном створе

содержания взвешенных веществ…….. С_lim = 0,25 мг/л;

- БПК_полн речной воды до места выпуска сточных вод, мг/л ………. = 1,55 мг/л;

- Предельно допустимая БПК_полн смеси речной и сточной воды

в расчетном створе, …………. = 3 мг/л;

- БПК_полн подлежащей сбросу сточной воды ………………………… = 35 мг/л;

- максимальная температура воды водоема до выпуска

сточных вод в летнее время ………………. = 20 ºС;

-допустимое повышение температуры воды водоема…………………. =3 ºС;

- рН сточных вод ……………………………………………………….равен 6,8.

Решение.

1) Определим допустимое содержание взвешенных веществ m в сбрасываемых в водоемы сточных водах, мг/дм³,

где расчет коэффициента смешения производится по методу Фролова–Родзиллера

,

,

2) Определим необходимую степень очистки сточных вод по взвешенным веществам, %

.

3) Произведем оценку качества сбрасываемой воды по предельно допустимой концентрации токсического вещества - фенола, мг/дм³

,

.

где - концентрация фенола, соответственно, для нормативно очищенной сточной воды, в реке выше места выпуска (вода рыбо-хозяйственного назначения) и предельно допустимая концентрация;

n – коэффициент разбавления.

4) Определим необходимую степень очистки сточных вод по БПК_полн

,

При температуре сточной воды 20 ºС =1,0, k _р=0,2.

,

Дата добавления: 2015-12-08