Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки

 

25. Величины НДС определяются для всех категорий водополь­зователей как произведение максимального часового расхода сточ­ных вод - (м³/ч) на допустимую концентрацию загрязняющего ве­щества Сндс (г/м³). При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение Сндс, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований Методики, а затем определяется НДС согласно формуле:

 

 

НДС =q Сндс (3)

 

 

Необходимо подчеркнуть обязательность требования увязки сброса массы вещества, соответствующей НДС, с расходом сточной воды. Например, уменьшение расхода при сохранении величины НДС будет приводить к концентрации вещества в водном объекте, превы­шающей ПДК.

Если фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает ПДК, то Сндс определяется в соответствии с п. 1 настоящей Методики. В противном случае для определения Сндс в зависимости от типа водного объекта используются расчетные формулы, приведенные в разд. III.

Фоновая концентрация химического вещества – расчетное значение концентрации химического вещества в конкретном створе водного объекта, расположенном выше одного или нескольких контролируемых источников этого вещества, при неблагоприятных условиях, обусловленных как естественными, так и антропогенными факторами воздействия.

26. Основная расчетная формула для определения Сндс без учета неконсервативности вещества имеет вид:

 

Сндс=n( - )+ (4)

где: - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м³;

- фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке (г/м³) выше выпуска сточных вод, определяемая в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков;

 

 

- кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, рав­ная произведению кратности начального разбавления на кратность основного разбавления (основное разбавление, возникающее при перемещении воды от места выпуска к расчетному створу)

(5)

С учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчет­ная формула имеет вид:

 

Сндс= n( e^kt- )+ (6)

где: - коэффициент неконсервативности органических веществ, показывающий скорость потребления кислорода, зависящий от характера органических веществ, 1/сут;

- время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сутки.

Значения коэффициента неконсервативности принимаются по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитываются в зависимости от температуры и скорости течения воды реки.

При установлении НДС по БПК расчетная формула имеет вид:

 

Сндс= n(( - )e^k0t - )+ (7)

где: - осредненное значение коэффициента неконсервативнос­ти органических веществ, обусловливающих фона и сточных вод, 1/сут;

- обусловленная метаболитами и органическими веществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега.

Значение принимается равным: для горных рек – 0,6 0,8 г/м³; для равнинных рек, протекающих по территории, почва которой не слишком богата органическими веществами – 1,7 2 г/м³; для рек болотного питания или протекающих по территории, с кото­рой смывается повышенное количество органических веществ – 2,3 2,5 г/м³. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольно­го створа меньше 0,5 суточного пробега, то принимается равной нулю.

Определение норматива допустимого сброса по концентрации взвешенных веществ. Допустимая концентрация взвешенных веществ m, в спускаемых в водоем сточных водах определяется по уравнению (в соответствии с санитарными правилами):

(8)

откуда

(9)

где - коэффициент смешения, определяемый по формуле (22);

b – содержание взвешенных веществ в воде водного объекта до спуска сточных вод, г/м³; р – допустимое по санитарным правилам увеличение содержания взвешенных веществ в водном объекте после спуска сточных вод, г/м³;

Q, q – расходы соответственно речных и сточных вод, м³/сут.

При установлении НДС по БПК с учетом требований к содержанию растворенного кислорода рекомендуется использовать формулы, приведенные в справочнике проектировщика (Канализация населенных мест и промышленных предприятий).

Допустимое изменение температуры воды водного объекта после выпуска в них очищенных сточных вод.

Для водных объектов питьевого и хозяйственно-бытового назначения летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет.

Для водных объектов рыбохозяйственного назначения температура воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой водного объекта более чем на 5°С с общим повышением температуры не более чем до 20°С летом и 5°С зимой для водных объектов, где обитают холодноводные рыбы (лососевые и сиговые), и не более чем до 28°С летом и 8°С зимой. В местах нерестилищ налима запрещается повышать температуру воды зимой более чем до 2°С.

27. По методу Н.Н.Лапшева кратность начального разбавления учитывается при выпуске сточных вод в водотоки в следующих случаях:

· для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при соотношении скоростей и выпуска :

(10)

· при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска, больших 2 м/с.

При меньших скоростях расчет начального разбавления не производится.

Для единичного напорного выпуска кратность начального разбавления рассчитывается следующим образом: вычисляются отношения

(11)

где: - скорость на оси струи. По рис. 1 находится отношение , где - диаметр загрязненного пятна в граничном ство­ре зоны начального разбавления, - диаметр выпуска. Затем по рис. 2 находится кратность начального разбавления по известным величинам.

Для рассеивающего напорного выпуска расчет осуществляется следующим образом. Задаваясь числом выпускных отверстий оголовка выпуска и скоростью истечения сточных вод из них , определяют диаметр отверстия или оголовка рассеивающего выпуска:

(12)

где: - суммарный расход сточных вод, м³/с.

Затем по (рис. 1) определяется отношение и найденное значение сравнивается с глубиной реки . Если , то по рис. 2 находят кратность начального разбавления . Для случая есте­ственной струи () соответствующая ему кратность разбавления находится умножением найденного значения на поправочный коэффициент , который определяется из рис. 3. Расстояние до пограничного сечения зоны начального разбавления определяется по формуле:

(13)

Расход смеси сточных вод и воды водотока в том же сечении на­ходится по формуле:

(14)

где: - расход сточных вод на выходе из отверстий или оголовков рассеивающего выпуска, м³/с.

Средняя концентрация вещества в граничной сечении определяется по формуле:

(15)

где: - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м³.

Максимальная концентрация в центре пятна примеси в этом сечении равна:

(16)

Рис 1. Номограмма для определения диаметра струи в расчетном сечении

Рис 2. Номограмма для определения начального разбавления в потоке

 

Рис. 3 Номограмма для определения струи в расчетном сечении поправочного коэффициента

 

 

28. Кратность основного разбавления определяется по методу В.А.Фролова – И.Д. Родзиллера:

(17)

где: - расчетный расход водотока, м³/с;

- коэффициент смешения, показывающий какая часть речного расхода смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа:

(18)

где: - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м;

- коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке:

(19)

где: - коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой);

- коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега , при выпуске в стрежень реки ); - коэффициент турбулентной диффузии, м²/с. Для летнего времени:

(20)

где: - ускорение свободного падения, ;

- средняя скорость течения реки, м/с;

- средняя глубина реки, м;

- коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по справочным данным (по таблице М.Ф.Срибного);

- коэффициент Шези (м^0,5/с), определяемый по формуле Н.Н.Павловского (при ):

(21)

где: R - гидравлический радиус потока, м ();

 

(22)

Для зимнего времени (периода ледостава):

 

(23)

где: , , - приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;

 

(24)

(25)

где: - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда по П.Н. Белоконю, определяемые по справочным данным.

(26)

где:

(27)

Для повышения точности расчетов вместо средних значений , , и С рекомендуется брать их значения в зоне непосредственного смешения сточной жидкости с речной водой.

Рассмотренный метод может применяться при соблюдении следующего неравенства:

(28)

Если сточные воды и притоки могут поступать с обоих берегов реки, обеспечивая практически постоянную струйность речных вод вдоль каждого берега, то для расчетов концентраций веществ в максимально загрязненной струе рекомендуется использовать метод В.А.Фролова - И.Д. Родзиллера для случая впадения сточных вод с обоих берегов реки.

29. Если не соблюдаются условия применимости метода В.А.Фролова - И.Д. Родзиллера, или в расчете необходимо учесть данные о накоплении загрязняющих веществ в донных отложениях, то рекомендуется использовать методы, изложенные в книге Методические основы оценки и регламентирования антропогенно­го влияния на качество поверхностных вод под редакцией А.В. Караушева.

 

Дано:

В реку равнинного типа русло которой находится в благоприятных условиях в летний период времени производится сброс сточных вод через напорный рассеивающий водовыпуск

Параметры реки:

Ширина – см табл.

Глубина– см табл.

Скорость течения-0,62 м/с

Коэффициент извилистости-0,62

Фоновая концентрация- 0,07 мг/л

Расстояние до к/с- 500м

Параметры водовыпуска:

Расход сточных вод- – см табл.

Скорость сточной воды- 2 м/с

Количество выпускных патрубков- 72

Параметры
ширина
глубина	2,7	3,2	3,0	2,9	3,9	2,5	2,7	2,5	3,3	3,4	3,4	3,7
Расход сточ. вод	7,0	6,8	7,5	7,2	6,4	6,9	6,3	6,2	6,7	6,5	6,2	6,7

Найти:

Среднею концентрацию в зоне начального смешения

Максимальную концентрацию в зоне начального смешения

НДС

Приложение 1

КОЭФФИЦИЕНТЫ
шероховатости и естественных русел, каналов и пойм

Таблица 1

Характеристика водотока	Значение коэффициента шероховатости естественных русел и пойм по М. Ф. Срибному
Естественные русла в весьма благоприятных условиях (чистое, прямое, незасоренное, земляное со свободным течением)	0,025
Промежуточное значение между предыдущей, и следующей категориями, часто применяемое в практике; галечные и гравийные русла при словесной характеристике их, совпадающей с предыдущей категорией	0,0285
Русла постоянных водотоков равнинного типа (преимущественно больших и средних рек) в благоприятных условиях состояния ложа и течения воды	0,030
Периодические потоки (большие и малые при очень хорошем состоянии поверхности и формы ложа)	0,033
Сравнительно чистые русла постоянных равнинных водотоков в обычных условиях, извилистые, с некоторыми неправильностями в направлении струй или же прямые, но с неправильностями в рельефе дна (отмели, промоины, местами камни)	0,040
Правильные хорошо разработанные галечные русла горных рек (в нижнем течении). Земляные русла периодических водотоков (сухих логов) в благоприятных условиях	0,040
Русла больших и средних рек значительно засоренные, извилистые и частично заросшие, каменистые с неспокойным течением	0,050
Периодические (ливневые и весенние) водотоки, несущие во время паводка значительное количество наносов, с крупногалечным или покрытым растительностью ложем	0,050
Поймы больших и средних рек, покрытые нормальным количеством растительности (травы, кустарники)	0,050
Русла периодических водотоков сильно засоренные и извилистые. Сравнительно заросшие, неровные, плохо разработанные поймы рек (промоины, кустарники, деревья, с наличием заводей)	0,067
Порожистые участки равнинных рек. Галечно-валунные русла горного типа с неправильной поверхностью водного зеркала	0,067
Реки и поймы значительно заросшие (со слабым течением), с большими глубокими промоинами	0,080
Валунные русла горного типа с бурным пенистым течением, с изрытой поверхностью водного зеркала (с летящими вверх брызгами)	0,080
Поймы такие же, но с сильно неправильным косоструйным течением, заводями и пр.	0,100
Русла горно-водопадного типа с крупновалунным извилистым строением ложа, перепады ярко выражены, пенистость настолько сильна, что вода, потеряв прозрачность, имеет белый цвет, шум потока доминирует над всеми остальными звуками	0,100
Характеристика горных рек примерно та же, что и предыдущей категории. Реки болотного типа (заросли, кочки, во многих местах почти стоячая вода и пр.)	0,133
Глухие поймы, сплошь лесные, таежного типа. Склоны бассейнов в естественном состоянии	0,200
Потоки, типа селевых, состоящих из грязи, камней и пр.	0,200