Приклад розрахунку. 1.Вихідні дані (варіант 7):

1.Вихідні дані (варіант 7):

S_оз = 20 км², h = 3 м, Т = один міс., один рік.

Біля озера розташовані підприємства, які використовують воду озера для технічних цілей і скидають стічні води в озеро.

Розрахувати: як буде забруднене озеро через один місяць, один рік.

Витрата стічної води V_св = 175 л/с.

Концентрація сполук металів у стічній воді, мг/л:

С_м. - миш'як = 0,5;

С_рт - ртуть = 0,45;

С_св - свинець = 1,75;

Гранично-допустима концентрація (ГДК) у поверхневій водоймі, мг/л:

- миш'як = 0,006

- ртуть = 0,005;

- свинець = 0,05.

2.Фонд робочого часу:

Ф_міс = 30*24 = 720 година/міс

Ф_рік = 365*24 = 8760 година/рік

3.Скидання стічної води протягом одного місяця:

V_{св міс} = V_св*30*24 = (175 л/с*3600/1000)*720 година/міс = 453600 м³/міс

Скидання стічної води протягом одного року:

V_{св рік} = V_св*365*24= (175 л/с*3600/1000)*8760 година/міс = 5518800 м³/рік

4.Маса важких металів, що надходять в озеро протягом одного місяця:

G_{i вм міс} = С_{i вм *}V_{св міс}

G_{м міс} = 0,5 мг/л * 453600 м³/міс * 10^-6 = 0,2268 тонн/міс;

G_{pт міс} = 0,45 мг/л * 453600 м³/міс * 10^-6 = 0,20412 тонн/міс;

G_{св міс} = 1,75 мг/л * 453600 м³/міс * 10^-6 = 0,7938 тонн/міс.

5.Визначимо масу важких металів, що надходять в озеро протягом одного року:

G_{i вм рік} = С_{i вм *}V _{св рік}

G_{м рік} = 0,5 мг/л * 5518800 м³/рік * 10^-6 = 2,7594 тонн/рік;

G_{pт рік} = 0,45 мг/л * 5518800 м³/рік * 10^-6 = 2,48346 тонн/рік;

G_{св рік} = 1,75 мг/л * 5518800 м³/рік * 10^-6 = 9,6579 тонн/рік.

6.Концентрація важких металів в озері через один місяць:

С_{оз вм міс} = G_{i вм міс} / V_оз

V_оз = S*h = 20 км² *3м*10⁹ = 60*10⁹л

Відповідність реальної концентрації важких металів гранично-допустимій концентрації:

Ψ_вм = С_{i вм} / ГДК_вм

С_{м міс} = (0,2268 тонн/міс*10⁹)/(60* 10⁹л) = 0,00378 мг/л < ГДК_м = 0,006 мг/л

ψ_{м міс} = 0,63 ГДК_м

С_{pт міс} = (0,20412 тонн/міс*10⁹)/(60* 10⁹л) = 0,003402 мг/л< ГДК_рт =0,005мг/л

ψ_{рт міс} = 0,6804 ГДК_рт

С_{св міс} = (0,7938 тонн/міс*10⁹)/(60* 10⁹л) = 0,01323 мг/л < ГДКсв = 0,05мг/л

ψ_{св міс} = 0,2646 ГДК_св

Оскільки реальна концентрація по сполуках миш'яку, ртуті й свинцю не перевищує ГДК, то протягом місяця немає екологічної небезпеки по цих речовинах.

7.Концентрація важких металів в озері через один рік:

С_{оз вм рік} = G_{i вм рік} / V_оз

С_{м рік} = (2,7594 тонн/міс*10⁹)/(60* 10⁹л) = 0,04599 мг/л > ГДК_м = 0,006 мг/л

ψ_{м рік} = 7,665 ГДК_м

С_{рт рік} = (2,48346 тонн/міс*10⁹)/(60* 10⁹л) = 0,041391 мг/л> ГДК_рт =0,005мг/л

ψ_{рт рік} = 8,2782 ГДК_рт

С_{св рік} = (9,6579 тонн/міс*10⁹)/(60* 10⁹л) = 0,160965 мг/л > ГДКсв. = 0,05мг/л

ψ_{св рік} = 3,2193 ГДКсв

Оскільки реальна концентрація по сполуках миш'яку, ртуті, свинцю перевищує ГДК на них, то через рік в озері створюється екологічна небезпека, вода непридатна для питних і рекреаційних цілей.

8.Критерії екологічного стану озера через один місяць і рік. Суммаційний вплив металів, що надходять в озеро зі стічними водами:

φ_міс = (С_{м міс}/ГДК_м)+(С_{рт міс}/ГДК_рт)+(С_{св міс}/ГДК_св)

φ_міс=(0,00378мг/л/0,006мг/л)+(0,003402мг/л/0,005мг/л)+(0,01323мг/л/0,05мг/л)= = 1,575 > 1

Оскільки > 1 має місце екологічний ризик для біосфери й людини, воду озера не можна використовувати для питних, рекреаційних цілей і розведення риб.

φ_рік = (С_{м рік}/ГДК_м)+(С_{рт рік}/ГДК_рт)+(С_{св рік}/ГДК_св)

φ_рік=(0,04599мг/л/0,006мг/л)+(0,041391мг/л/0,005мг/л)+(0,160965мг/л/0,05мг/л)== 19,1625 > 1

Суммаційний вплив важких металів, що надходять в озеро через місяць і рік, є небезпечним для здоров'я людини, біосфери й навколишнього середовища. Тому для зниження рівня екологічної безпеки необхідно встановлювати комплексну систему очищення промислових стічних вод.

5. Технічні пропозиції по зниженню рівня екологічної небезпеки замкнутої водойми [5]

Очищення стічних вод роблять механічними, фізико-хімічними й біологічними методами (мал.2). Використовують термічні методи нейтралізації, накачування СВ у підземні обрії.

В промислово-розвинутих країнах є досвід використання очищених промислових стічних вод для зрошення сільськогосподарських культур.

Вибір схеми очищення стічних вод залежить від багатьох факторів: кількості різних потоків стічних вод, їх витрати, складу можливості й економічній доцільності витягу коштовних компонентів зі стічних вод, вимог до якості очищеної води з метою використання її в системах повторного оборотного водопостачання, якості свіжої води водойми, наявності міських очисних споруд.

Схема очищення стічних вод повинна забезпечувати мінімальне скидання забруднених вод у водойму, максимальне використання очищених стічних вод у технологічних процесах і системах оборотного водопостачання, більш повний витяг коштовних домішок.

Для очищення стічних вод застосовують три типи очисних споруд (мал.3):

1. Локальні - призначені для знешкодження стічних вод безпосередньо після технологічних установок, на борту судна. На локальних спорудах очищаються стічні води, які без очищення не можуть бути спрямовані в системи повторного оборотного водопостачання, загальні й міські. На цих установках використовують регенераційні системи очищення.

2. Загальнозаводські очисні споруди включають первинну (механічна), вторинну (фізико-хімічна, біологічна), третинну (доочищення) стадії очищення стічних вод.

3. Міські очисні споруди (МОС) - призначені для механічного й біологічного очищення стічних вод каналізаційних систем.

Рисунок 2 - Класифікація методів знешкодження СВ [5]

Знизити збиток, рівень екологічної небезпеки замкнутої водойми можна, використовуючи методи комплексного очищення:

1. локальне очищення;

2. загальнозаводське очищення (механічна, фізико-хімічна);

3. міські очисні споруди (біологічне очищення стічних вод).

Умовні позначення:

СВ - стічна вода;

ОСВ - очищена стічна вода;

ЛО - локальне очищення;

ЗО - загальнозаводське очищення;

МОС - міські очисні споруд;

ПВ - поверхнева водойма;

ВВ - вихідна вода.

Рисунок 3 - Основні типи очисних споруд стічних вод [5]

Підприємство контролює скидання шкідливих речовин у водне середовище й повинне знизити його до мінімуму, що приведе до підвищення рівня екологічної безпеки й знизить ризик забруднення гідросфери.

Для зниження рівня екологічної небезпеки замкнутої водойми повинна бути створена комплексна установка по очищенню стічних вод (КУОСВ).

КУОСВ містить у собі наступні методи очищення стічних вод від важких металів:

1. Реагентні методи очищення.

2. Десорбція летучих домішок.

3. Очищення стічних вод методом зворотного осмосу й ультрафільтрації.

4. Термічне знешкодження.

5. Очищення стічних вод методом іонного обміну.

6. Очищення стічних вод методом електрохімічного окислення.

5.1. Реагентні методи очищення

До них ставляться - нейтралізація кислот і лугів, переклад іонів у малорозчинні сполуки, соосадження домішок розчинами солей.

Нейтралізація

Кислі й лужні стічні води перед випуском у водойму або подачею на біологічне очищення повинні бути нейтралізовані.

Способи нейтралізації стічних вод:

1) взаємна нейтралізація кислих і лужних стічних вод;

2) нейтралізація реагентами;

3) фільтрація через нейтрализаційні матеріали (вапняк СаСО₃, доломит CaCО₃+MgCО₃, магнезит).

Дата добавления: 2015-07-24