Оценка воздействия предприятия на поверхностные воды
Расчет выноса веществ с поверхностным стоком с территории предприятия
Поверхностный сток с территорий промышленных площадок является существенным источником загрязнения и засорения водных объектов.
Контроль за отведением загрязненного поверхностного стока регламентируется Государственным стандартом Украины ДСТУ 3013—95 "Правила контроля за отведением дождевых и снеговых сточных вод с территорий городов и промышленных предприятий".
Поверхностный сток с КАТП - 2022 включает в себя дождевые и снеговые сточные воды. Поливомоечные сточные воды отсутствуют. На предприятии поверхностный сток организованный, он собирается с водосборной территории посредством специальных лотков и каналов и поступает в городскую систему канализации.
Основными источниками загрязнения поверхностного стока являются:
- продукты эрозии грунтовых поверхностей;
- выбросы веществ в атмосферу промышленными предприятиями, автотранспортом;
- проливы нефтепродуктов на поверхности покрытий;
- потери сыпучих и жидких продуктов.
Формирование поверхностного стока происходит под воздействием комплекса природных (атмосферные осадки, испарение, фильтрация, задержание влаги растениями) и антропогенных (использование водосборной территории, применение искусственных покрытий, технология мойки искусственных покрытий) факторов. Специфические особенности поверхностного стока, связанные с эпизодичностью его поступления, резкими изменениями расхода и уровня загрязнения, изменчивостью состава загрязняющих веществ, значительно затрудняют контроль и регламентацию поступления его в городские системы водоотведения.
Оценку выноса веществ с поверхностным стоком производят на основе ориентировочных данных о составе и количестве поверхностного стока. Для организованного поверхностного стока используют данные измерений расхода сбросных вод и результаты анализа проб. Для неорганизованного поверхностного стока, а также при невозможности организовать необходимые измерения расход поверхностного стока определяют расчетным путем, а концентрации веществ в поверхностном стоке принимают на основании обобщенной количественной характеристики каждой составляющей поверхностного стока.
Состав поверхностного стока с территории промышленных предприятий определяется характером основных технологических процессов, эффективностью работы систем пыле- и газоулавливания, организацией складирования и транспортирования сырья и отходов производства, санитарным состоянием территории. Для обеспечения нормального производственного процесса на территории промышленных предприятий производится своевременная уборка и вывоз снега. Основным видом поверхностного стока с данного предприятия являются дождевые сточные воды.
В зависимости от состава накапливающихся на территории промплощадок и смываемых поверхностным стоком веществ промышленные предприятия делят на две группы. [15]
КАТП - 2022 принадлежит к первой группе. К ней относят предприятия, поверхностный сток с территории которых не содержит специфических веществ с токсичными свойствами и близок по своему составу к дождевому стоку с районов жилой застройки. К этой группе относят предприятия энергетической отрасли, черной металлургии (кроме коксохимических производств), машиностроения, металлообрабатывающие и нефтеперерабатывающие заводы, приборостроительные заводы, предприятия легкой, пищевой, электротехнической отраслей промышленности. Ориентировочный состав поверхностного стока с территории КАТП - 2022 приведен в таблице.4.2.
Таблица.4.2 Усредненные показатели состава дождевого стока с территории предприятия
| Показатель | Сод-е в дождевом стоке с территории пред-й 1-й группы, г/м3 |
| Взвешенные вещества | 500 - 2000 |
| БПК5: | 40-60 |
| ХПК: | 200-600 |
| Нефтепродукты: | 10-30 |
| Минеральный состав | 200-500 |
Для того чтобы определить количество веществ, поступающих в водный объект с поверхностным стоком, необходимо знать его состав и расход. Количество дождевых и снеговых вод зависит от количества выпавших атмосферных осадков и характеристик водосборной территории. Часть атмосферных осадков перехватывается верхними ярусами растительного покрова и не достигает поверхности земли. Попавшие на водосборную площадь осадки стекают по склону местности в водный объект, по пути, задерживаясь в неровностях рельефа, испаряются, просачиваются в почву и грунтовые воды.
Для учета потерь поверхностных сточных вод на водосборной площади используется понятие коэффициента стока (ψ). Этот коэффициент численно равен отношению количества воды, стекающей с поверхностным стоком в водный объект с единицы площади в единицу времени, к количеству попавших на единицу площади в единицу времени осадков. Для дождевых и снеговых сточных вод эта величина зависит от характеристик поверхности водосборной территории. Значения коэффициентов стока для основных типов поверхности приведены в таблице 4.3.
Значение коэффициента стока для водосборного бассейна рассчитывается как средневзвешенное для всей площади по формуле:
ψ=∑αі. ψі
где αі— весовые коэффициенты, равные по величине отношению площади, занимаемой данным видом покрытия, к общей водосборной площади;
ψі— коэффициенты стока для разных видов покрытий.
Общая площадь территории предприятия равна 1,0408 га.
Для дождевого стока:
Ψ=0,6*0,5026+0,2*0,1249+0,1*0,2018+0,7*0,1707=0,46621
Объем дождевых или снеговых вод за год рассчитывается по формуле:
W =10. ψ. F. H, м3/год,
где ψ — коэффициент стока дождевых или снеговых вод; F — площадь водосборной территории, га; Н — слой осадков за теплый (348мм) или холодный (180мм) период года соответственно, мм.
Таблица 4.3 Данные для расчета
| Вид водосборной поверхности | Величина коэффициента дождевого стока | Величина коэффициента снегового стока | Площадь, занимаемая данным видом покрытия, га | Весовой коэффициент α, % |
| Застроенные территории | 0,6 | 0,6 | 0,5231 | 50,26 |
| Грунтовые поверхности | 0,2 | 0,6 | 0,13 | 12,49 |
| Газоны, зеленые насаждения | 0,1 | 0,2 | 0,21 | 20,18 |
| Водонепроницаемые поверхности | 0,7 | 0,91 | 0,1777 | 17,07 |
Общая площадь территории предприятия равна 1,0408 га.
Для дождевого стока:
Ψ=0,6*0,5026+0,2*0,1249+0,1*0,2018+0,7*0,1707=0,46621
Объем дождевых или снеговых вод за год рассчитывается по формуле:
W =10. ψ. F. H, м3/год,
где ψ — коэффициент стока дождевых или снеговых вод; F — площадь водосборной территории, га; Н — слой осадков за теплый (348мм) или холодный (180мм) период года соответственно, мм.
W =10. ψ. F. H=10*0,46621*1,0408 *348 [15] =1689, м3/год,
Для снегового стока:
Ψ=0,6*0,5026+0,6*0,1249+0,2*0,2018+0,91*0,1707=0,5722
W =10. ψ. F. H=10*0,5722*1,0408*180 [15] =1072 м3/год
Т.к. полив территории предприятия не предусмотрен, расчет расхода поливомоечных сточных вод не производится.
Общий объем поверхностного стока с водосборной территории за год определяется как сумма составляющих:
W= Wд + Wс
где Wд и Wс — объемы дождевых и снеговых сточных вод соответственно.
W= 1689+1072=2761 м3/год
Суммарное значение годового выноса веществ с поверхностным стоком рассчитывается как
G=Wд. Сд + Wс. Сс
где Сд и Сс — концентрации веществ в дождевых и снеговых сточных водах соответственно, г/м3. Приблизительные концентрация веществ в дождевых и снеговых сточных водах приняты по таблице 4.2. и представлены в таблице 4.4.
Таблица 4.4. Концентрации веществ в дождевых и снеговых сточных водах.
| Показатель | Конц-я в дождевом и снеговом стоке, мг/дм3 |
| Взвешенные вещества | |
| БПК5: | |
| ХПК | |
| Нефтепродукты |
Масса веществ выносимых с поверхностным стоком приведена в таблице 4.5.
Таблица 4.5 Вынос веществ с поверхностным стоком
| Показатель | G (т/год) |
| Взвешенные вещества | 4,142 |
| БПК5 | 0,111 |
| ХПК | 0,829 |
| Нефтепродукты | 0,138 |
4.2.2 Условия сброса сточных вод в городскую сеть канализации
Определение допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятия
ДК загрязняющих веществ в сточных водах предприятий определяют исходя из таких условий:
1ДК загрязняющего вещества в канализационной сети;
2ДК загрязняющего вещества сооружениях биологической очистки (на входе);
3величины лимитов на сброс загрязняющих веществ в водоем, которые установлены органами Минэкоресурсов Украины в разрешениях на специальное водопользование;
4допустимого содержания тяжелых металлов в осадках сточных вод, которые будут использоваться как органические удобрения (в соответствии с пунктом 5.7 этих Правил).
Из этих четырех величин наименьшая устанавливается в качестве ДК.
4.2.3 Расчет допустимых концентраций веществ (ДК) в сточных водах предприятия.
Данное предприятие относится к предприятию 4-го класса опасности. Сброс вод осуществляется в городскую систему канализации. Предприятие работает 260 дней в году, с 8-ми часовым рабочим днем.
Суточный расход хозяйственно-бытовых сточных вод данного предприятия составляет 4,05 м3/сут.
Суточный расход производственных сточных вод данного предприятия составляет 5,46 м3/сут:
I. При определении ДК загрязняющего вещества в сточных водах по ДК в канализационной сети ДК приняты по данным приложения I к Правилам приема сточных вод предприятий в коммунальные и ведомственные системы канализации населенных пунктов Украины (см. таблица 4.6.).
Таблица 4.6 ДК загрязняющих веществ в канализационной сети
| Название | ДК 1 |
| Температура | <40ºС |
| Взвешенные вещества | <500 |
| Нефтепродукты | <20 |
| РН | 6-8,5 |
| Сухой остаток | |
| Железо общее | - |
| ХПК | |
| Азо ам. | - |
| БПК полн |
II. При определении ДК загрязняющего вещества в сточных водах по ДК в сооружениях биологической очистки расчет выполняется по формуле
где Сi - ДК загрязняющего вещества в аэротенке, г/куб.м (принимается по данным приложения 2 к этим Правилам или по проекту городских очистных сооружений);
Q - среднесуточный расход сточных вод на входе на очистные сооружения, куб.м/сут.;
∑Q- среднесуточный расход сточных вод Предприятий, которые могут содержать это загрязнение, куб.м/сут.;
Сi хб - концентрация загрязняющего вещества в хозяйственно-бытовых сточных водах, г/м3. Принимается по фактическим средним данным эксплуатационных служб. При отсутствии таких данных принимается: для азота аммонийного - 20 г/м3; железа общего - 2 г/м3; жиров -30 г/м3; СПАВ - 5 г/м3;. хлориды - 50 г/м3 - дополнительнок содержанию в источнике водоснабжения; фосфатов - 10 г/м3; для других веществ, регламентированных ГОСТ «Вода питьевая», - по среднегодовому содержанию в водопроводной воде.
Для расчета принимаем населенный пункт г. Харьков и сточные воды поступают на Безлюдовские очистные сооружения. Расход воды поступающий на коммунальные очистные сооружения равен 250 тыс.м3/сут.
Для взвешенные веществ, ХПК, БПК расчет ДК2 не ведем, т.к. отсутствуют данные о средней концентрации этих загрязняющих веществ в хозяйственно-бытовых сточных водах и концентрация этих веществ в питьевой воде должна приближаться к 0.
Данные для расчета показаны в сводной таблице 4.7.
Таблица 4.7 Данные для расчета ДК2
| Наименование | Сi, мг/дм3 | Ciхб, мг/дм3 | ∑Qп, тыс м3/сут |
| нефтепродукты | 0,5 | ||
| минерализация | - | ||
| Железо общ. | 2,5 | ||
| Азот ам. |
мг/дм3
мг/дм3
мг/дм3
III. В случае наличия в городских сточных водах нескольких загрязняющих веществ 1-го и 2-го классов опасности, которые нормируются по санитарно-токсикологическому признаку, необходимо уменьшить ДК каждого из этих веществ во столько раз, сколько таких веществ поступает со сточными водами.
ДК конкретного загрязнения по величине общего лимита на его сброс водоем (Лобщ., т/год) рассчитывают по формуле
г/куб.м.
т/год, где
Лх/б- часть лимита, которая приходится на хозяйственно-бытовой сток населенного пункта;
365 - количество суток в году;
Qxб - среднесуточный расход хозяйственно-бытовых- сточных вод данного города (поселка), куб.м/сут.;
∑Qn- среднесуточный расход сточных вод Предприятий, которые могут содержать это. загрязнение, куб.м/сут.;
Кр - коэффициент эффективности удаления данного загрязнения на городских очистных сооружениях.
Значение коэффициента КР принимают в соответствии с фактическими данными для конкретных очистных сооружений, а при их отсутствии - по приложению 2 к этим Правилам.
Если на какое-либо вещество общий лимит (Лобщ) органами Минэкоресурсов Украины еще не установлен, тогда в качестве лимита принимают массу вещества, которое сбрасывается в водоем при его наличии в смеси сточных вод на уровне ПДКВОД, установленной для водоема соответствующего назначения:
где Qобщ- годовое количество сточных вод, поступающих на Безлюдовские очистные сооружения составляет 250000 м3/год (4,38х106 м3/год);
ПДКВОД - ПДК загрязняющего вещества в водоеме хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, г/м3 (принимают по табл. СанПиНа № 4630-88) или ПДК (ОБУВ) загрязняющих веществ рыбохозяйственных водоемов, г/м3 (принимают по Обобщенному перечню ПДК и ОБУВ вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов или по приложению 2 к этим Правилам).
Определение части лимита который приходится на хозяйственно-бытовой сток населенного пункта (исходные данные представлены в таблице 4.8.).
Таблица 4.8 Исходные данные для расчета ДК3
| Наименование | ПДКВОД | Кр |
| Азот ам. | 2,0 | 0,6 |
| Железо общ. | 0,3 | 0,5 |
| Нефтепродукты | 0,3 | 0,85 |
| Взвешенные вещества | 0,95 | |
| Минерализация | ||
| ХПК | 0,85 | |
| БПК | 0,95 |
Определение общего лимита
т/год
т/год
т/год
т/год
т/год
т/год
т/год
Определение части лимита который приходится на хозяйственно-бытовой сток населенного пункта (исходные данные представлены в таблице 4.9).
Таблица 4.9 Исходные данные для определения лимита
| Наименование | Сi хб | Кр |
| Азот ам. | 0,6 | |
| Железо общ. | 0,5 | |
| Нефтепродукты | 0,5 | 0,85 |
| Взвешенные вещества | 0,95 | |
| Минерализация | ||
| ХПК | 0,85 | |
| БПК | 0,95 |
т/год
т/год
т/год
т/год
т/год
т/год
т/год
Расчет ДК
г/куб.м., т.к. 
> 
;
г/куб.м., т.к. 
> 
;
г/м3;
г/м3
г/м3
г/м3
г/м3
IV. Расчет ДК тяжелых металлов в осадках сточных вод, которые образуются на городских канализационных очистных сооружениях (ГКОС). Расчет выполняется по формуле:
, г/м3
Где: Ci тм – ДК тяжелого металла на входе в ГКОС, г/м3
, г/м3
Где q1 и q2 - количество сырого осадка, который задерживается в первичных отстойниках, и количество активного ила, который задерживается во вторичных отстойниках, т/сут;
К1 –коэффициент пересчета сырого осадка первичных отстойников на сухое вещество. К1= (100-W1)/100, где W1 – влажность сырого осадка, %.
К2 –коэффициент пересчета избыточного активного ила вторичных отстойников на сухое вещество, К2= (100-W2)/100, где W2 – влажность избыточного активного ила, %.
Сiос – допустимое содержание тяжелого металла в осадках, г/т сухого вещества. Принимается по данным приложения 3 к этим;
Кр – коэффициент эффективности удаления тяжелого металла на городских канализационных очистных сооружениях. Принимается по средним фактическим данным эксплуатации очистных сооружений. При отсутствии - по данным приложения 3 к Правилам приема сточных вод предприятий в коммунальные и ведомственные системы канализации населенных пунктов Украины.;
Q – среднесуточный расход сточных вод на входе на очистные сооружения, м3/сут;
∑Qn- среднесуточный расход сточных вод Предприятий, которые могут содержать это. загрязнение, куб.м/сут.;
Сiтм х/б – концентрация тяжелого металла в хозяйственно-бытовых сточных водах, г/м3. Принимается по среднегодовому содержанию в водопроводной воде данного населенного пункта.
При отсутствии конкретных данных о количестве осадков первичных и вторичных отстойников общее количество осадков сточных вод принимается 0,01Q (1% от среднесуточного расхода сточных вод), влажность – 96,2%.
В нашем случае расчет ДК4 тяжелых металлов в осадках сточных вод, которые образуются на Безлюдовских очистных сооружениях не производиться, т.к. этот осадок не используется в качестве удобрения.
Допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах КАТП - 2022 представлена в таблице 4.10.
Таблица 4.10 Сводная таблица предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах КАТП - 2022
| Название | Спр | Схб | ДК 1 | ДК 2 | ДК 3 | ДКмин | Сст мг/дм3 | Необход. очистки |
| Температура | 20ºС | 20ºС | <40ºС | - | - | <40ºС | <40ºС | |
| Взвешенные вещества | <500 | - | + | |||||
| Нефтепродукты | 20,7 | 0,5 | <20 | 19,5 | 1,69 | 4,29 | 12,09 | + |
| РН | 6-8,5 | - | - | 6-8,5 | ||||
| Сухой остаток | - | + | ||||||
| Железо общее | - | 2,6 | 3,14 | + | ||||
| ХПК | - | 353,3 | + | |||||
| Азо ам. | 10,3 | 4,5 | - | 7,82 | - | |||
| БПК полн | - | 179,9 | 179,9 | 85,09 | - |
Сст – концентрация смеси производственный и хозяйственно бытовых сточных вод.
мг/дм3
мг/дм3
мг/дм3
мг/дм3
мг/дм3
мг/дм3
мг/дм3
По результатам расчета можно сделать вывод, что концентрация загрязняющих веществ в сточной воде предприятия превышает допустимую концентрацию загрязняющих веществ, подлежащих сбросу в канализацию по следующим показателям: взвешенные вещества – 8,1 раза; нефтепродукты – 7,15 раза; сухой остаток – 1,14 раза; ХПК – 1,19 раза.
Очистные сооружения, функционирующие на предприятии, не дают желаемого результата очистки. Сточные воды, образующиеся на предприятии, не соответствуют требованиям правил приема сточных вод в городскую систему канализации.
4.3 Оценка воздействия на почвы
Для оценки воздействия на почвы рассчитывается нагрузка создаваемая предприятием на почвы по сере и азоту.
Фоновые концентрации загрязняющих веществ на границе санитарно-защитной зоны предприятия приняты на основании отчета об инвентаризации выбросов от коммунального автотранспортного предприятия КАТП – 2022.
Нагрузка по сере и азоту на почву от выбросов предприятия КАТП – 2022 на границе санитарно защитной зоны:
Для расчета необходимо определить концентрацию серы и азота CNO2/CN=MrNO2/MrN
CNO2 – суммарная концентрация диоксида азота в приземном слое на границе санитарно-защитной зоны, мг/м3
CNO2 = 0,01ПДК = 0,00085 мг/м3;
Где – 0,01 – концентрация NO2 на границе санитарно-защитной зоны в долях ПДК.
CN – суммарная концентрация азота в выбросах, мг/м3;
MrNO2 - молярная масса диоксида азота, мг экв/моль;
MrNO2 = 14 + 16 × 2 = 46 мг экв/моль
MrN - молярная масса азота, мг экв/моль, MrN = 14 мг экв/моль.
CN= 0,00085 × 14 / 46 = 0,00025 мг/м3
CH2S/CS=MrH2S/MrS
CH2S – суммарная концентрация сернистого ангидрида в приземном слое на границе санитарно-защитной зоны предприятия, мг/м3 CH2S=0,0013 ПДК = 0,00065 мг/м3;
CS – суммарная концентрация серы в выбросах, мг/м3;
MrH2S - молярная масса сернистого ангидрида, мг экв/моль;
MrH2S = 32+2 = 34
CS = 32 × 0,00065/34 = 0,00061 мг/м3
Оценка нагрузки на территорию, которая создается за счет выбросов источников загрязнения атмосферы, определяется по формуле:
Р= Св × Vt × K,
где Св- суммарная концентрация N или S, [мг./м3], рассчитанная исходя из доли этих элементов (по массе) в соединениях;
Vt- скорость выпадения, Vt=0,125 см/с
К- безразмерный коэффициент пропорциональности, К=864
РN= 0,00025 × 0,125 × 864 = 0.0279 кг/км2 сут
Рs= 0,00061 × 0,125 × 864 = 0,066кг/км2 сут
Полученные значения нагрузки соотносят с критическими. Суммарная нагрузка по сере и азоту в условных единицах равна сумме соответствующих коэффициентов.
Критическая нагрузка на почвы по сере и азоту составляет:
РN= 1 т./км2 год = 2,74 кг/км2 сут.
Рs= 2 т./км2 год = 5,48 кг/км2 сут.
Оценку производят путем сравнения относительной нагрузки по азоту и сере путем расчета суммарной нагрузки:
Кі = Рі / Ркрі
KN=0,0279/2,74=0,0101
KS= 0,00061/5,48 = 0,00011
∑Ki= 0,0101 + 0,00011 = 0,0102 < 1
Таким образом, суммарная нагрузка на почвы по сере и азоту на границе санитарно-защитной зоны предприятия не превышает критическую.