Расчет предельно допустимых сбросов веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Экология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Московский государственный университет путей сообщения

(МИИТ)

Кафедра «Инженерная экология».

Курсовой проект на тему:

«РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ СБРОСОВ ВЕЩЕСТВ, ПОСТУПАЮЩИХ В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ»

Выполнил студент группы УЗС-411

Симаков Д.Н.

Москва 2013

Расчет ПДС по каждому загрязняющему веществу

ПДС = qстст, [г/час],

Взвешенные вещества

ПДС =2,4*80=192 г/час

Минеральный состав

Хлориды ПДС = 2,4*85=204 г/час

Сульфаты ПДС = 2,4*470=1128г/час

Хром 3-вал ПДС = 2,4*0,3=0,72 г/час

Хром 6-ти вал ПДС = 2,4*0,15=0,36 г/час

Никель ПДС = 2,4*0,05=0,12 г/час

Медь ПДС = 2,4*0,05=0,12 г/час

Цинк ПДС = 2,4*0,8=1,92 г/час

Железо ПДС = 2,4*2=0,48 г/час

Свинец ПДС = 2,4*0,1=0,24 г/час

Ртуть ПДС = 2,4*0,0005=0,0012 г/час

Нитриты ПДС = 2,4*2,5=6 г/час

Нитраты ПДС = 2,4*25=60 г/час

Капролактам ПДС = 2,4*5,7=13,68 г/час

Полное биохимическое потребление кислорода (БПК полн).

ПДС = 2,4*63=1512 г/час

Задание на курсовую работу

«Расчет предельно допустимых сбросов веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами»

Студенту гр. УЗС -411 Симакову Д. Н.

Исходные данные:

Принимаются в соответствии с заданным номером варианта задания по методическим указаниям: Демьяненко А. Ф. «Расчет предельно допустимых сбросов веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами». М.: тип. МИИТа, 2006 г.

Характеристика сточных вод

К = 1,7

Гидрологические и гидрохимические характеристики водного объекта.

Требуется:

а) Произвести расчет и дать прогноз содержания загрязняющих веществ в расчетном (контрольном створе).

б) Оценить качество речной воды в расчетном створе

в) Рассчитать предельно-допустимый сброс (ПДС) загрязняющих веществ.

г) Определить необходимость дополнительной очистки по ингредиентам.

Введение

Технологические процессы на многих предприятиях железнодорожного транспорта (таких как: локомотивные и вагонные депо, вагоноремонтные и шпалопропиточные, щебеночные заводы, промыво-пропарочные станции и т. п.) связаны со значительным потреблением чистой воды и сбросом загрязненных сточных вод. Последние содержат различные загрязняющие вещества, отрицательно влияющие на экологическое состояние водных объектов. Поэтому, сточные воды предприятий железнодорожного транспорта перед сбросом их в водные объекты должны подвергаться такой степени очистки, чтобы не оказывать на них вредного воздействия.

Определение качественного состава, количественных характеристик загрязняющих веществ, содержащихся в сточных водах, а также расходной характеристики сточных вод на таком уровне, при котором качество воды принимающего их водного объекта в местах водозабора или водопользования отвечает установленным нормативным требованиям соответствующего вида водопользования, представляет собой решение задачи установления предельно допустимого сброса (ПДС).

1. Термины и определения

Термины

Определения

Ассимилирующая способность водного объекта

Способность водного объекта принимать определенную массу вещества в единицу времени без нарушения норм качества воды в контрольном створе (пункте) водопользования.

Нормы качества воды

Установление значений показателей состава и свойств воды по видам ее водопользования

Состав воды

Совокупность примесей в воде минеральных и органических веществ в ионном, — молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопный состав содержащихся в ней радионуклидов.

Свойства воды

Совокупность физических, химических, физико-химических, органолептических, биохимических и других свойств воды.

Предельно допустимая концентрация вещества в воде (ПДК)

Концентрация индивидуального вещества в воде, выше которого вода не пригодна для установленного вида водопользования. При концентрации вещества меньше или равной ПДК вода остается такой же безвредной, как и вода, в которой полностью отсутствует данное вещество.

Предельно допустимый сброс вещества в водный объект (ПДС)

Масса вещества в возвратной воде, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе или неухудшения сформировавшегося качества воды, если оно ниже нормативного.

Возвратная вода

Вода, организованно возвращаемая с помощью технических сооружений и средств из хозяйственного звена круговорота воды в естественные звенья (океаническое, озерное, речное, литогенное). Обобщенное название отводимых в водный объект, сточных, сбросных и дренажных вод.

Сточная вода

Разновидность возвратной воды; включает хозяйственно-бытовую сточную воду населенных мест, дождевую (снеговую) сточную воду, стекающую с застроенных территорий, производственную сточную воду.

Лимитирующий признак вредности вещества в воде

Признак, характеризующийся наименьшей безвредной концентрацией вещества в воде

Фоновая концентрация

Концентрация вещества в воде, рассчитываемая применительно к данному источнику примесей в фоновом створе водного объекта при расчетных гидрологических условиях, учитывающая влияние всех источников примесей за исключением данного источника.

Фоновый створ

Поперечное сечение потока, в котором определяется фоновая концентрация вещества в воде.

Загрязнение вод

Процесс изменения состава и свойств воды в водном объекте в результате поступления в него загрязняющих веществ

Контролируемые показатели

Показатели состава и свойств воды, подлежащие контролю при проверке соблюдения установленных норм качества воды в водном объекте и на выпуске возвратных (сточных) вод.

Контрольный створ

Поперечное сечение потока, в котором контролируется качество воды.

сброс загрязняющий сточный вода

1. Расчет ПДС веществ, сбрасываемых со сточными водами в водный объект, расположенный вне черты населенного пункта

Сст = (Q/q)*(ПДК-Сф) + ПДК

где Сст — предельная концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, не приводящая при их сбросе в водные объекты к превышению фактической концентрации загрязняющего вещества в воде водного объекта в контрольном створе предельно допустимой концентрации этого загрязняющего вещества;

— коэффициент обеспеченности смешения для проточных (незарегулированных) водотоков (далее просто коэффициента смешения);

Q, q — соответственно расходы воды в водном объекте и сточных вод (при подстановке в формулу числовых значений Q, q необходимо, чтобы их размерности совпадали;

ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества с учетом категории водопользования объекта [мг/л];

Сф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте в зоне расположения сброса сточных вод [мг/л].

Величина коэффициента смешения для проточных (незарегулированных) водоемов определяется по методу Фролова-Родзиллера:

=(1−0,046)/(1+210*0,046)=0,954/10,66=0,089

где =0,046

L — расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного контрольного створа или створа ближайшего пункта водопользования при условии его расположения в контрольном своре;

— коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения, который в свою очередь определяется по формуле

=1,5*1,07*0,24=0,385

где — коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем; - при выпуске у берега он равен 1,

— при выпуске в стрежень реки он равен 1,5;

— коэффициент извилистости реки, который равен отношению расстояния по фарватеру от места выпуска сточных вод до створа ближайшего пункта водопользования (Lф) к расстоянию до этого же пункта по прямой (Lпрям), т. е.

= Lф / Lпрям =1,07

Е — коэффициент турбулентной диффузии, который для равнинных рек определяется по формуле

Е = Vср Нср / 200=0,033

где Vср — средняя скорость течения на участке между выпуском сточных вод и створом пункта водопользования;

Нср — средняя глубина водоема на том же участке.

Загрязнение водоема может неблагоприятно сказаться:

а) в нарушении общего санитарного режима водоема,

б) в изменении органолептических свойств воды водоема,

в) в санитарно-токсикологическом отношении (опасности для здоровья населения).

Соответственно, в зависимости от свойств загрязняющих веществ, определение степени необходимой очистки сточных вод ведется по каждому показателю состава и свойств воды водоемов согласно [ 7 ].

По общесанитарному показателю вредности:

а) по БПКполн — с учетом биохимического процесса самоочищения вод от органических веществ сточных вод и органических веществ уже имеющихся в водоеме выше места выпуска сточных вод. Расчеты проводятся по формуле:

Сст=0,089 *210*(1/10-0,0017)(55−4,5* 10-0,0017)+55/10-0,0017 =1007,34 мг/л

где Сст — концентрация органических веществ (в БПКполн), которая должна быть достигнута в процессе очистки сточных вод перед сбросом в водоем [мг/л];

Сф — фоновая концентрация органических веществ (в БПКполн) в воде водоема до места выпуска сточных вод [мг/л];

или ПДК — предельно-допустимая концентрация органических веществ (в БПКполн) в створе ближайшего пункта водопользования [мг/л];

С'1 и C''2 — константы потребления кислорода соответственно органическими веществами сточных вод и воды водоема (при спуске бытовых сточных вод эти константы могут быть приняты одинаковыми С'1 = C''2 = 0,1);

t — время продвижения воды водоема вместе с разбавленными в ней сточными водами от места выпуска сточных вод до пункта водопользования (в сутках).

t = Lф/Vср=2800/1,9=1473,68 сек=0,017 сут

Если вычисленная величина Сст, т. е. концентрация сточных вод, при которых выполняются санитарные требования в отношении БПКполн окажется меньше, чем БПКполн сточных вод, намеченных к спуску (или поступающих в водоем), то необходима очистка сточных вод до Сст.

б) по растворенному кислороду — проверка производится по приближенной формуле, учитывающей наиболее быстрое потребление кислорода органическими веществами в течение первых двух суток (в расчете на БПКполн)

Сст = 2,5(Q/q)(Ор — 0,4Ср — 4) — 10

Сст = 2,5(0,089*210)(7 — 0,4*4,5 — 4) — 10=46,07

где Ор — концентрация растворенного кислорода в речной воде до выпуска сточных вод;

0,4 — доля БПКполн за двухсуточный период (величина принимается постоянной);

Ср — концентрация органических веществ (в БПКполн) воды водоема до места спуска сточных вод;

4,0 — минимальная концентрация в мг/л растворенного кислорода, которая должна быть обеспечена в водоеме.

Полученная величина стоков Сст сравнивается с концентрацией сточных вод объекта и делается соответствующий вывод о достаточности в них растворенного кислорода.

По органолептическому показателю вредности:

а) по окраске и запаху — в случаях, когда имеются анализы сточных вод с указанием степени разбавления, при которой окраска и запах сточных вод исчезали, достаточно сравнение величины разбавления, указанной в анализе, с расчетной величиной разбавления, которое возможно у створа ближайшего пункта водопользования, чтобы решить вопрос о необходимости очистки сточных вод в отношении запаха и окраски перед их спуском в водоем.

б) по взвешенным веществам — санитарные требования ограничивают лишь степень увеличения содержания взвешенных веществ в воде водоемов. Поэтому расчетная формула принимает вид

Сст = (Q/q + 1)*Сдоб + Ср

Сст = (0,089*210+ 1)*0,75 + 120=134,176 мг/л

где Сдоб — допустимое по нормативам увеличение содержания взвешенных веществ: 0,25 мг/л и 0,75 мг/л в зависимости от вида водопользования (см. раздел 3.1 настоящих методических указаний).

Ср — фоновая концентрация взвешенных веществ.

Остальные обозначения и метод оценки результатов прежние.

в) по температуре воды водоема — расчет производится с учетом санитарных требований, ограничения степени повышения летней температуры воды за счет поступающих в водоем сточных вод. Этому условию соответствует расчет по следующей формуле

tст = (Q/q + 1) tдоб + tр

tст = (0,089*210+ 1) 2 + 3 = 42,38

где tр — максимальная температура воды водоема до выпуска сточных вод в летнее время;

tдоб — допустимое по правилам повышение не более, чем на 3 С температуры воды водоема;

tст — температура сточных вод, при которой будет соблюдено санитарное требование относительно температуры воды в створе первого пункта водопользования.

г) по образованию плавающих примесей — не поддается определению расчетным методом. Если возможность их не исключается, необходимо лабораторным путем или наблюдением в натуре определить разбавление, при котором они становятся незаметными или считать обязательными мероприятия по тщательной задержке плавающих примесей.

По санитарно-токсикологическому показателю вредности (т.е. возможной опасности для здоровья населения), а также по общесанитарному и органолептическому показателю вредности (окраска, запах, привкус), по которым установлены предельно допустимые концентрации (например, хлориды, сульфаты, цинк, медь и т. д.) расчет ведется по формуле (6).

При использовании в качестве нормативов, установленных для загрязняющих веществ, предельно допустимых концентраций, необходимо учитывать указание Правил [7] о порядке применения предельно допустимых концентраций при совместном поступлении в водоем нескольких вредных веществ, характеризующихся одинаковым показателем вредности.

Результаты расчетов параметра Сст выносятся в табл. 2. (колонка 3) для сопоставления их с показателями свойств сточных вод объекта (колонка 2 той же таблицы).

Таблица 2. Сопоставление фактических и расчетных показателей сточных вод предприятия.

Показатели загрязнения сточных вод

Свойства сточных вод объекта 1)

Расчетные показатели состава сточных вод

Рекомендации и выводы по расчету ПДС

1

2

3

4

1. Общесанитарные

а) по БПКполн

55

1007,34

б) по растворенному кислороду

7

46,07

г) по веществам, влияющим на общесанитарное состояние 2)

2. Органолептические

а) по окраске

Не обнар.

а') по запаху

1

б) по взвешенным веществам

120

134,176

в) по температуре

35

42,38

г) по образованию плавающих примесей

отсутствуют

д) по веществам, влияющим на органолептические свойства 2)

3. Санитарно-токсикологические 2)

в т.ч.: хлориды

85

5302,85

сульфаты

470

3303,5

Нефтепродукты

12

0,4738

Требуется доочистка

Фенолы

1,8

0,4 738

Требуется доочистка

Алкилсульфаты

2,0

6,107

Алкилсульфанаты

1,8

6,4808

Хром 3-х вал

0,3

9,2843

Хром 6-ти вал

0,15

0,70 415

Никель

0,05

1,0345

Цинк

0,8

18,7555

Железо

2

3,1035

Нитриты

2,5

36,942

Капролактам

5,7

5,6725

1) Данные о составе и свойствах сточных вод определяются на основании лабораторных исследований, проводимых хозяйственными органами и в порядке осуществления государственного контроля лабораториями санитарно-эпидемиологических станций;

2) имеются в виду вещества, для которых установлены предельно допустимые концентрации по соответствующим лимитирующим показателям вредности.

Эта таблица позволяет конкретизировать характер и объем мероприятий по очистке и обезвреживанию сточных вод, условия спуска которых в водоем определяются. Если по тем или иным показателям расчетная, т. е. требующаяся, концентрация загрязнения (вредного вещества) в сточных водах (Сст) оказалась меньшей, чем в сточных водах объекта, это значит, что по этим показателям нужно ожидать нарушения санитарных требований к составу и свойствам воды водоема у ближайшего пункта водопользования.

Таблица 3. Утвержденный предельно допустимый сброс и состав сточных вод (сброс любых веществ, не указанных ниже, запрещен)

№ п/п

Показатели состава сточных вод

Фактическая концентрация, мг/л

Фактический сброс, г/час

Допустимая концентрация, мг/л

Утвержденный предельно допустимый сброс, г/час

1

2

3

4

5

6

1.

Взвешенные вещества

120

288

134,176

288

2.

Минеральный состав, всего

850

2040

2.1.

в т.ч.: хлориды

85

204

5302,85

204

2.2.

сульфаты

470

1128

3303,5

1128

2. 3

Нефтепродукты

12

28,8

0,4738

1,13 712

2. 4

Фенолы

1,8

4,32

0,4 738

0,11 371

2. 5

Алкилсульфаты

2,0

4,8

6,107

4,8

2. 6

Алкилсульфанаты

1,8

4,32

6,4808

4,32

2. 7

Хром 3-х вал

0,3

0,72

9,2843

0,72

2. 8

Хром 6-ти вал

0,15

0,36

0,70 415

0,36

2. 9

Никель

0,05

0,12

1,0345

0,12

2. 10

Цинк

0,8

1,92

18,7555

1,92

2. 11

Железо

2

4,8

3,1035

4,8

2. 12

Нитриты

2,5

6

36,942

6

2. 13

Капролактам

5,7

13,68

5,6725

13,614

3.

Биохимическое потребление кислорода (БПКполн)

55

132

1007,34

132

4.

Вещества, включаемые в группы с одинаковыми лимитирующими признаками вредности

4.1.

Общесанитарная группа

4.1.1.

Растворенный кислород

7

16,8

46,07

16,8

Утверждаемые свойства сточных вод.

а) плавающие примеси (вещества) _____отсутствуют____

б) запахи, привкусы _________1_________

в) окраска__________не обнаружено______________

г) температура 0С _______35_______

д) растворенный кислород_______7_______

2. Выполнить проверку допустимости сброса загрязняющих веществ, обладающих одинаковыми признаками вредности

Для этого, по каждому загрязняющему веществу, входящему в ту или иную группу ЛПВ необходимо определить расчетную концентрацию загрязняющего вещества в контрольном растворе Скс по формуле

Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

где: Сфакт — фактическая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах;

Сф — концентрация загрязняющего вещества в фоновом растворе водного объекта.

Хлориды: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (85+85*0,089*210)/(1+0,089*210) =85 мг/л

Сульфаты: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (470+350*0,089*210)/(1+0,089*210) = 356,09 мг/л

Нефтепродукты: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (12+0,08*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,685 мг/л

Фенолы: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (1,8+0,0008*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,092 мг/л

СПАВ:

Алкилсульфаты: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (2+0,2*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,291 мг/л

Алкилсульфанаты: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (1,8+0,18*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,262 мг/л

Хром 3-х валентный: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (0,3+0,03*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,044 мг/л

Хром 6-ти валентный: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (0,15+0,015*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,0219 мг/л

Никель: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (0,05+0,05*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,05 мг/л

Цинк: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (0,8+0,05*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,088 мг/л

Железо: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (2+0,15*0,089*210)/(1+0,089*210) =0,244 мг/л

Нитриты: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (2,5+1,5*0,089*210)/(1+0,089*210) =1,55 мг/л

Капролактам: Скс =(Сфакт + Сф*Q/q) / (1 + Q/q),

Скс = (5,7+0,75*0,089*210)/(1+0,089*210) =1,001 мг/л

Для загрязняющих веществ, относящихся к одной и той же группе ЛПВ, должно выполняться условие

Органические

-хлориды

Орган. привк.

-сульфаты

Орг. плен.

-нефтепродукты

С. -т.

-хром 3-х валентный

-никель

-нитриты

— хром 6-ти валентный

Орг. цв. -железо

Общие

-цинк

-капролактам

Орг. пена

— алкилсульфаты

— алкилсульфанаты

Орг. зап.

-фенол

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой