Визначення граничнодопустимих для випуску

до водойми концентрацій забруднень суміші стічних вод.

Послідовність розрахунку спільного випуску включає ряд етапів, які присутні також при розрахунку окремих випусків. Кратність розведення стічних вод спільного випуску водою водойми визначається за методикою, викладеною в п.2.1 із врахуванням того, що q_в. - сума максимальних секундних витрат (q_max) усіх випусків:

Граничнодопустимі концентрації С_гдк/j забруднень у воді водойми після скиду стічних вод єдиного випуску визначені для всіх видів забруднень у табл. 2.1.

Граничнодопустимі концентрації С_скид/j стічних вод, які дозволяється скинути до водойми для забезпечення у ній концентрацій С_гдк/j, визначаються за формулами 3.1-3.2. Якщо C_скид/j менша, ніж концентрація відповідного інгредієнта у неочищеній стічній воді спільного випуску, то це свідчить про необхідність її очищення перед скидом до водойми.

Отримані дані щодо фактичних та граничнодопустимих концентрацій забруднюючих речовин у спільному випуску необхідно занести у табл..4.1.

Таблиця 4.1

Порівняльна таблиця фактичних та граничнодопустимих до скиду

концентрацій забруднюючих речовин у спільному випуску стічних вод

№	Назва показника забруднення	Концентрація, мг/л	Необхідність очищення (+, -)
Свип/j	Сскид/j

4.2. Визначення граничнодопустимих для скиду у міську каналізаційну мережу концентрацій забруднень стічних вод підприємств та

граничнодопустимих для прийому на міські очисні споруд концентрацій забруднень суміші стічних вод спільного випуску.

І. Необхідно проаналізувати, чи на промислових підприємствах не утворюються концентрації забруднень, які більші за граничнодопустимі до скиду в загальноміську каналізаційну мережу.

До каналізаційної мережі з метою безперебійної її роботи, не допущення аварійних ситуацій та з урахуванням санітарно-гігієнічних вимог дозволяється скидати не більше, ніж C_мер/j мг/л, забруднень (додаток 1 до MB).

Якщо виявиться, що за якимись показниками концентрація С_вип/j перевищує C_мер/j (табл.3.1), потрібно зменшити концентрацію суміші на вході до системи каналізації. Це можливо лише шляхом скорочення надходження забруднень від промислових підприємств за рахунок попереднього локального очищення їх стічних вод.

Необхідна ефективність Е_п, споруд локального очищення стічних вод підприємств за певною забруднюючою речовиною:

; (4.5)

ІІ. Необхідно проаналізувати, чи в суміші стічних вод спільного випуску не утворюються концентрації забруднень С_вип/j (формула 4.4), які більші за граничнодопустимі до прийому на споруди біологічного очищення С_бхо/j. (табл. 2.1). Якщо спостерігається співвідношення С_{бхо/j >} С_вип/j, то потрібно зменшити концентрацію суміші стічних вод у спільному випуску шляхом зменшення концентрації відповідних інгредієнтів за рахунок попереднього локального очищення стічних вод на тих підприємствах, де утворюються ці забруднювачі.

Для встановлення необхідного ступеня очищення таких речовин необхідно попередньо визначити допустиме значення концентрацій забруднюючих речовин після споруд локального очищення:

; (мг/л) (4.6)

Необхідна ефективність Е_п, споруд локального очищення стічних вод підприємств за певною забруднюючою речовиною в таких випадках:

, (4.7)

де С_п/j - концентрації забруднень, що утворюються на підприємствах (табл 1.2).

Якщо існує декілька інгредієнтів, для яких необхідне локальне очищення, то із кількох отриманих значень Е_п, вибирають найбільше, щоб інгредієнт з найбільш жорсткими вимогами до очищення виконувалась умова необхідного очищення, а для усіх інших показників забруднення ця умова виконувалась з запасом.

ІІІ. Концентрації забруднюючих компонентів після споруд локального очищення підприємств:

(4.8)

4.3. Визначення концентрацій забруднень стічних вод, які надходять на міські очисні споруди після локального очищення на промислових підприємствах

Встановивши умови (Е_п) локального очищення стічних вод промислових підприємств, на підставі аналізу літературних джерел [3,4,6] береться та детально описується технологія попереднього очищення та її фактична ефективність Е_п. При цьому слід врахувати комплексність очищення від усіх видів забруднень і те, що компонент, який потребує найбільш глибокого вилучення, диктує ефективність видалення усіх інших забруднень.

Фактичні концентрації С_вип/j суміші стічних вод, які надходять до міських очисних споруд після локального очищення стоків підприємств, визначають за формулою (4.1), підставляючи С_п/j = С_лок/j.

Результати розрахунків наводять у таблицю 4.1, коректуючи необхідні величини, які були початково отримані.

4.4. Визначення фактичних концентрацій забруднень

у воді водойми після випуску стічних вод.

Суміш стічних вод, яка надходить на спільні міські очисні споруди з концентрацією С_вип/j, як правило, проходить повне біологічне очищення, ефективність E_бxa/j якого наведена в табл. 2.1. Фактичні концентрації забруднень у стічній воді після повного біологічного очищення:

; (мг/л) (4.9)

Величина БСК та концентрація завислих речовин при цьому може знизитись до 15 мг/л. При невиконанні перевірки дотримання умови скиду очищених вод до водойми, тобто якщо С_{оч-бхо/j} > С_скид/j встановлюється необхідність додаткового доочищення стічних вод після повного біологічного очищення. Причиною такої необхідності найчастіше буває перевищення концентрацій тих забруднень, які надходять із стоками від населення, в першу чергу БСК, концентрації завислих та поверхнево-активних речовин (ПАР), адже для інгредієнтів, які надходять від підприємств, ми заздалегідь забезпечили виконання умови (С_{оч-бхо/j} <= С_скид/j).

На підставі аналізу літературних матеріалів підбирається технологія доочищення та встановлюється її ефективність Е_дооч/j за основними показниками.

Остаточно визначається концентрація забруднень після доочищення:

; (мг/л) (4.10)

Фактичні концентрації забруднень у воді водойми після надходження до неї стічних вод спільного випуску з концентраціями С_оч/j визначаються за формулою (3.5). Правильність прийнятих технічних рішень підтверджується виконанням умови скиду С_вод/j <= С_гдк/j. Результати розрахунку необхідно подати у формі табл. 4.2

Таблиця 4.2

Розрахунок спільного випуску стічних вод

№	Назва показника забруднення	Концентрація, мг/л
Свип/j	Сфон/j	Сгдк/j	Сскид/j	Еф/j	Соч/j	Свод/j

Дотримання у водоймі після скиду стічних вод нормативних показників визначаються за групами ЛОШ через розрахунок І_(лош) для спільного випуску за методикою, викладеною у п.3.4.

5. ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

Традиційна технологія очищення стічних вод населеного пункту (рис. 1) передбачає етапи:

- механічне очищення: на решітках (1), в пісковловлювачах (2), первинних відстійниках (3);

- біологічне очищення: в аеротенках (біофільтрах) (4), вторинних відстійниках (5);

- доочищення: на фільтрах з зернистим завантаженням (фільтри доочищення, біоставки) (6).

Після основних процесів очищення проводять також наступні роботи:

- знезаражування: хлором у змішувачах та контактних резервуарах, опроміненням бактерицидними лампами та іншими методами;

- обробку осадів: в аеробних стабілізаторах (метантенках), ущільнювачах, на мулових майданчиках, піскових майданчиках тощо.

Рис.1Технологічна схема очищення стічних вод

5.1 Вихідні дані для проектування

Розрахункова витрата стічних вод q_maх, які надходять на очисні споруди, визначається, якщо розраховується варіант окремих випусків, як розрахункова витрата q_maх/ж від населення, при спільному випуску - як сума розрахункових витрат від усіх джерел водовідведення:

Розрахункові концентрації С_вип/j стічних вод, які надходять на очисні споруди міста при спільному випуску, розраховані в розділі 4.4 та наведені в табл. 4.1.

5.2 Проектування споруд очищення стічних вод

В цьому розділі наведені методики проектування найбільш розповсюджених споруд очищення стічних вод та обробки осадів. При необхідності проектування інших споруд можна користуватись довідковою літературою [1,3,6].

5.2.1 Решітки-дробарки.

Решітки дробарки підбираються відповідно до розрахункової добової витрати стічних вод. Кількість робочих решіток-дробарок обумовлена величиною швидкості v_щ руху води у щілинах обладнання, площа F_щ см², яких обумовлена маркою решітки (табл. 11.2 [3]):

Кількість робочих решіток-дробарок обумовлена величиною швидкості v_щ руху води у щілинах обладнання, площа F_щ, см², яких обумовлена маркою решітки (додаток 2):

; (см²) (5.1)

Швидкість у щілинах v_щ не повинна перевищувати 1,2 м/с з метою попередження протискання забруднень через отвори. Кількість решіток-дробарок визначається за формулою:

(5.2)

S_щ – площа щілин однієї стандартної решітки (додаток 2).

Кількість резервних решіток-дробарок залежить від кількості встановленого робочого обладнання і приймається Nрез =2 при кількості робочих 3 і більше та Nрез =1 при меншій їх кількості.

5.2.2 Пісковловлювачі

Тип пісковловлювача (горизонтальний, аерований) визначається за добовою витратою стічних вод [1].

При добових витратах стічних вод близько 20 тис. м³/добу рекомендується застосовувати горизонтальні пісковловлювачі.

Площа F_п поперечного перерізу пісковловлювача визначається за швидкістю v_п руху води при максимальній витраті q_max (рекомендована величина швидкості руху води в горизонтальному пісковловлювачі v_n = 0,3 м/с):

; (м²) (5.3)

Робоча глибина Н_п горизонтальних пісковловлювачів становить 2,0 м.

Ширина В_п, секції горизонтального пісковловлювача визначається за формулою:

; (м) (5.4)

де п - кількість секцій пісковловлювачів (приймається не менше 2).

Довжина пісковловлювача визначається за формулою:

; (м) (5.5)

де К_s, - коефіцієнт, який береться за додатком 3; и_о - гідравлічна крупність піску, мм/с, приймається за додатком 3 відповідно до діаметру частинок піску, які повинні бути затримані в пісковловлювачі.

Кількість піску Q_п, затриманого пісковловлювачем за добу, становить:

; (м³/добу) (5.6)

де N_екв. - еквівалентне за показником завислих речовин число жителів, яке дорівнює:

; (чол.) (5.7)

де q_п - норма видалення піску, (0,02 л/чол. за добу для горизонтальних пісковловлювачів).

а_і – норма утворення завислих речовин в стічних водах на одну людину за добу (а_і = 65 г/добу).

Пісок, що затримується у пісковловлювачах, подається для зневоднення на піскові майданчики. При розрахунку піскових майданчиків для підсушування піску визначається річна кількість затриманого піску Q_п/річ.:

; (м³/рік) (5.8)

Площа піскових майданчиків визначається з умови річного навантаження на них h = 3 м³/м² за рік:

. (м²) (5.9)

Піскові майданчики складаються з окремих карт. Розміри карт піскових майданчиків визначаються, виходячи з умови, що число карт повинно бути не менше n_к = 3.

Площа однієї карти піскового майданчика:

(м²) (5.10)

5.2.3 Первинні відстійники

Тип відстійників - горизонтальні, вертикальні, радіальні, - визначається залежно від пропускної здатності очисних споруд. Ефективність E_п.в. відстоювання обумовлюється тим, що на біологічне очищення рекомендується подавати воду із вмістом завислих речовин С_{з.р/біо.}, який не перевищує 150 мг/л:

(%) (5.11)

Глибина первинного відстійника H_в береться: 2,7...3,8 м для вертикальних, 1,0...4,0 м для горизонтальних, 1,0...5,0 м для радіальних споруд. Гідравлічна крупність часток, які будуть видалені у первинному відстійнику за прийнятих умов, становить:

(мм/с) (5.12)

де К_в - коефіцієнт використання об’єму проточної частини (для горизонтальних відстійників К_в =0,5);

t_в – тривалість відстоювання, с, у лабораторному циліндрі в шарі h₁ = 0,5 м, яка залежить від виду завислих речовин, їх концентрації С_з.р/вип. та потрібного ефекту E_в відстоювання; для міських стічних вод t_в розраховується інтерполяцією за додатком 4;

n_в - показник ступеня, який залежить від С_{з.р/вип.} та E_в і приймається інтерполюванням за додатком 5;

α_в, - коефіцієнт, який залежить від температури стічних вод розраховується інтерполяцією за додатком 6.

Кількість відстійників N_в повинна бути не менша двох. Пропускна здатність одного відстійника розраховується за формулою:

(м³/год) (5.13)

причому k_п = 1,2...1,3 за мінімального числа відстійників, або k_п = 1 в інших випадках. Ширина первинного відстійника визначається за формулою:

(м) (5.14)

де q_max/вип - максимальна секундна витрата спільного випуску; V_в – швидкість води в первинному відстійнику (V_в =5-10 мм/с).

Довжина первинного відстійника визначається за формулою:

(м) (5.15)

Аеротенки

Аеротенк проектується на повне очищення, до величини БСК=15 мг/л. Доза активного мулу в аеротенку а_і, береться 2-4 г/л.

Тривалість окислення стічних вод в аеротенку визначається за формулою:

, (год) (5.16)

де: S_л - зольність активного мулу, (0,35); ρ – середня розрахункова швидкість окислення органічних речовин 1 г активного мулу за 1 годину (для попередніх розрахунків ρ= 4 мг БСК/год).

Робочий об’єм аеротенків визначається за формулою:

. (м³) (5.17)

Конструювання аеротенка розпочинають з призначення кількості N_a споруд, яка повинна бути не менше 2. Кількість коридорів аеротенка N_k, залежить від співвідношення об’ємів зон аерації та регенерації і може бути 2-5.

Робочий об’єм одного аеротенка визначається за формулою:

. (м³) (5.18)

Робочий об’єм одного коридору визначається за формулою:

. (м³) (5.19)

Розміри коридору беруть: глибина Н_к = 3,2-5,0 м; ширина за стандартними розмірами залізобетонних виробів В_к = 3,0; 6; 4,5 м, довжина визначається розрахунком і повинна бути в 10...30 разів більшою за ширину:

Довжина аеротенка визначається за формулою:

. (м) (5.20)

Приріст активного мулу в аеротенку становить:

. (мг/л) (5.21)

5.2.5. Вторинні відстійники

Тип вторинного відстійника та спосіб видалення мулу береться залежно від продуктивності очисної станції, ґрунтових умов та рівня ґрунтових вод і враховується при проектуванні аеротенка. Кількість вторинних відстійників N_вв повинна бути не менше 3.

Гідравлічне навантаження на водне дзеркало відстійника визначається за формулою:

. (м³/м²·год) (5.22)

де K_вв - коефіцієнт використання об’єму (для горизонтальних відстійників K_вв =0,45);

Н_вв – глибина води у вторинних відстійниках (Н_вв = 1-3м);

j_в – муловий індекс (для попередніх розрахунків j_в =130 см³/г);

а_і, - доза активного мулу, приймається із п. 5.2.4;

а_t, - винос активного мулу з вторинного відстійника, (а_t =15 мг/л).

Площа водного дзеркала відстійника:

. (м²) (5.23)

5.2.6. Фільтри доочищення

При необхідності проектування доочищення стічних вод його ефективність визначається вимогами до якості очищення показника забруднення з найбільш високим ефектом доочищення. Для доочищення застосовують фільтри різних конструкцій.

Робоча площа фільтрів F_ф дорівнює:

, (м²) (5.24)

деVф- рекомендована швидкість фільтрування (додаток 7).

Орієнтовно кількість фільтрів можна визначити за формулою:

. (5.25)

Розраховується площа одного фільтра:

. (м²) (5.26)

5.2.7 Розрахункові витрати осадів стічних вод

На очисних спорудах основна кількість осадів утворюються в пісковловлювачах, первинних та вторинних відстійниках. Пісок зневоднюється на піскових майданчиках. Осад контактних резервуарів скидається в приймальну камеру очисних споруд. Первинний осад та надлишковий активний мул після стабілізації зневоднюються на мулових майданчиках та вивозяться до сховищ.

Кількість сухої речовини осаду в первинних відстійниках при ефективності відстоювання Е_ф,в1 та концентрації завислих речовин перед відстійником С_вип,з.р становить:

; (т/добу). (5.27)

Кількість сухої речовини осадів надлишкового активного мулу визначається з величиною приросту активного мулу Р_і та виносу завислих речовин а_t = 15 мг/л з вторинного відстійника:

; (т/добу). (5.28)

Загальна кількість суміші осадів:

; (т/добу). (5.29)

6. Оформлення графічного матеріалу до курсового проекту

Графічна частина виконується на креслярському папері олівцем в обсязі 1 аркушу формату А1, на якому наво­дять схему розташування джерел утворення стічних вод із розміщення всіх елементів систем очистки, водоприймача стічних вод тощо. На цій схемі обов’язково повинні бути вказані концентрації всіх забруднюючих речовин на всіх етапах утворення, очищення та скидання стічних вод. На даному аркуші у вигляді таблиць наводяться нормативні показники якості води, а також перелік та основні характеристики водоочисного устаткування. Кожний лист обов'язково підписують дипломник та керівник проекту. Зразок оформлення графічної частини показаний на рис.2.

Рис.2.1 Приклад виконання графічної частини

Література

1. СНИП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.- М., 1986.

2. Технические условия на качество и режим сброса сточных вод промышленных предприятий в коммунальную систему канализации населенных пунктов. 21 05.1990, N70.

3. Водопостачання, водовідведення та якість води. За ред. А.К.Запольського // -К.: Вища школа, 2005, - 671 с.

4. Ласков Ю.М. и др. Примеры расчетов канализационных сооружений:Учебное пособие для вузов. М.: Стройиздат, 1987. -255 с.

5. Канализация: Учебник для вузов./С.В.Яковлев, Я.А.Карелин, А.И.Жуков, С.К.Колобанов.-М.:Стройиздат, 1975.-632с.

6. Порядок розроблення і затвердження нормативів гранично допустимого скидання забруднюючих речовин у водні об'єкти із зворотними водами. Затверджено постановою Кабінету Міністрів України від 11 вересня 1996 р. №1100.

7. Загальний перелік ГДК і ОБРВ шкідливих речовин для води рибогосподарських водойм (№ 12-04-13 від 09.08.1990).

8. Гончарук В.В. Концепция улучшения качества питьевой воды в Украине. // Химия и технология воды. – 1994. – Т. 16, № 5. – С. 467-472.

9. Гордійчук А.С., Стахів О.А. Економіка водного господарства. Навчальний посібник. – Рівне: РДТУ, 2000. – 160.

10. Державні санітарні правила і норми “Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання”. – № 383 від 23.12.96

11. Хільчевський В.К. Водопостачання і водовідведення. Гідроекологічні аспекти. – К.: ВЦ “Київський університет”, 1999. – 319 с.

12. Фізико-хімічні основи технології очищення стічних вод/ За ред. А.К.Запольського К.: Лібра, 2000.

13. Яцык А.В. Экологические основы рационального водопользования. – К.: Генеза, 1997. – 640 с.

ДОДАТОК 1

Граничнодопустимі величини показників якості стічних вод
Назва показника забруднення	ЛОШ госп/риб.	Допустима величина показника Снорм, мг/л	Орієнтовний ефект вилучення на спорудах БХО, %
у випуску до каналіза-ційної мережі	на спорудах біологічного очищення (БХО)	у воді водойми
госпо-дарсько-побутового призначення	рибогоспо-дарського призначення
Амоній NH^4+	T/T	-			0,5
Алюміній Al^+3	T/T	-	0,75	0,5	0,04
Барвник синій	O	-			-
Барвник чорний	O	-		0,8	-
Залізо загальне Fe	O/T	-		0,3	0,1
Кадмій Cd^+2	T/T	-	0,1	0,001	0,005
Мідь Cu^+2	O/T	-	0,5		0,005
Нафтопродукти	O/T	50,0		0,3	0,05
Нікель Nі^+2	T/T	-	0,5	0,1	0,01
Роданіди CN^-	-	-		0,1	0,1
Свинець Pb	T/T	-	0,1	0,03	0,1
Сірковуглець CS^-	O/T	-
Сульфіди S^-2	C	3,0				1 мг/л
ПАР аіонні	O/T	-		0,5	0,5
ПАР неіногенні	O/T	-		0,1	0,1
Сульфати SO4^-2	O/C	400,0	-
Хлориди Cl^-	O/C	-	-
Фенол	O/T	-		0,001	0,001
Хром Cr^+3	T/T	-	2,5	0,5	0,005
Хром Cr^+6	T/T	-	0,1	0,05	0,001
Ціаніди CN^-	T	-	1,5	0,1	0,05
Цинк Zn^+2	T/T	-			0,01
БСКП	-	750,0	-			до 15 мг/л
Завислі речовини	-	500,0	-	+0,25(1)	+0,75(2)	до 15 мг/л

ДОДАТОК 2
Решітки-дробарки
Марка	Макс. пропускна здатність, м^3/год	Ширина щілин-отворів, мм	Сумарна площа щілин, см^2	Діаметр барабана, мм	Частота обертання барабана, хв^-1
РД-200
РД-400
РД-600

ДОДАТОК 3
Параметри вловлювання піску
Діаметр затриманих часток піску, мм	Гідравлічна крупність uo, мм/с	Значення Ks залежно від типу пісковловлювача
горизонтальні	аеровані при відношенні Bs: Hs
1,00	1,25	1,50
0,15	13,2	-	2,62	2,50	2,39
0,20	18,7	1,7	2,43	2,25	2,08
0,25	24,3		-	-	-

Дата добавления: 2015-12-07