Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный автомобильно дорожный университет

Кафедра экологии и химии

КУРСОВАЯ РАБОТА

“Сточные воды”

по дисциплине:

"ПРИКЛАДНАЯ ГИДРОЭКОЛОГИЯ"

Выполнил:

Проверил:

Харьков – 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 Условия выпуска производственных сточных вод 5

2. Расчетные методы определения условий выпуска сточных вод в водоемы и прогнозирование их санитарного состояния 6

2.1. Определение условий сброса сточных вод. 6

2.2. Прогнозирование санитарного состояния водоема у места сброса СВ 8

2.3. Прогнозирование возможных санитарно-гигиенических ситуаций в водных объектах при выборе места сброса сточных вод 8

2.4. Выпуск сточных вод, когда в общем стоке производственные загрязнения относятся к одной группе по лимитирующему признаку вредности 9

2.5. Определение необходимой степени очистки производственных сточных вод 10

3. Расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ в производственных сточных водах, сбрасываемых в системы канализации населенных пунктов 13

4. Основные мероприятия по охране водных ресурсов 17

4.1. Общие сведения 17

4.2. Выбор места расположения пунктов наблюдения за состоянием водных объектов 18

4.3. Характеристики створа 20

5. Расчет допустимой концентрации веществ в производственных водах, сбрасываемых в системы канализации населенных пунктов 23

6. Расчет необходимой степени очистки производственных сточных вод перед сбросом в водный объект 26

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 28

ВВЕДЕНИЕ

В естественных условиях химический состав вод регулируется природными процессами. Поддерживается равновесие между поступлением химических веществ в воду и выведением и нее. Однако антропогенный фактор обусловливает попадание в гидросферу огромного количества сточных вод, содержащих отходы промышленности и сельскохозяйственного производства, коммунально-бытовые стоки, что в конечном счете ухудшает качество воды.

Качество воды – это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования. Качество воды оценивается комплексом разнообразных показателей. Основными показателями качества воды являются цветность, запах и вкус, жесткость и щелочность, содержание железа, марганца и некоторых других элементов.

Водные объекты считаются загрязненными, если состав или состояние их вод изменены в результате деятельности человека до такой степени, что они стали непригодными для целей, которым они служили до начала их использования человеком. Веществом, загрязняющим воду, является каждое соединение, вызывающее нарушение норм качества воды.

Под засорением поверхностных природных вод следует понимать поступление в водные объекты нерастворимых предметов, например, древесины, металлолома, шлака, строительного мусора и др.

В прошлом загрязненных сточных вод было сравнительно мало, они имели преимущественно коммунально-бытовое происхождение. Такие воды многократно разбавлялись большим количеством чистой воды рек, а процессы самоочищения освобождали воды от загрязняющих веществ. В настоящее время положение изменилось. Индустриализация стран, увеличение количества населенных пунктов, интенсификация и химизация сельского хозяйства привели к резкому увеличению водопотребления и сброса сточных вод. Количество сочных вод увеличилось во много раз, состав загрязняющих веществ тоже изменился.

Примеси, поступающие в водные объекты, можно разделить на минеральные, органические и биологические. К минеральным загрязняющим веществам относятся глина, песок, различные золы и шлаки, растворы и эмульсии солей, кислот, щелочей и минеральных масел, радиоактивные и другие неорганические соединения. Органические загрязняющие вещества – это разнообразные вещества растительного и животного происхождения, а также многочисленные отходы в виде смол, фенолов, красителей, спиртов, альдегидов, серо - и хлорсодержащих органических соединений и т.д. Биологические загрязняющие вещества играют особую роль в жизни водоемов. С бытовыми сточными водами и стоками некоторых производств в водоемы и водотоки попадают болезнетворные бактерии и вирусы.

В ХХ резко возросло количество всевозможных отходов антропогенного характера, что привело к массовому интенсивному загрязнению рек, морей и океанов. Ежегодно речной сток выносит в Мировой океан 2,3 млн. т свинца, 1,6 млн. т марганца, 6,5 млн. т фосфора, 230 млн. т железа. В реки сбрасывают серную кислоту и ее соли, фенолы, пестициды, ПАВы, ядохимикаты, радиоактивные отходы. Качество природных вод во многих районах Земли ухудшилось настолько, что их использовать для водоснабжения невозможно.

1. Условия выпуска производственных сточных вод

Выпуск производственных сточных вод производится в городскую канализацию или водоемы. Очистка смеси бытовых и производственных сточных вод осуществляется совместно на очистных сооружениях канализации. Системы очистки сточных вод крупных промышленных предприятий часто используются и для очистки сточных вод близлежащих населенных пунктов.

Выпуск производственных сточных вод в городскую канализацию регламентируется следующими условиями:

• производственные сточные воды не должны нарушать работу коммунальных сетей и сооружений;

• в них не должно содержаться более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;

• они не должны содержать вещества, способные засорять трубы канализационных сетей или отлагаться на стенках труб;

• не должны оказывать разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации;

• не должны содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях;

• не должны содержать вредные вещества в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем;

• производственные сточные воды должны иметь температуру не выше 40 оС.

Производственные сточные воды (СВ), не удовлетворяющие указанным требованиям, следует предварительно очищать, охлаждать или разбавлять до требуемых параметров.

Условия выпуска производственных сточных вод в водные объекты регламентируются "Правилами охраны поверхностных вод".

2. Расчетные методы определения условий выпуска сточных вод в водоемы и прогнозирование их санитарного состояния

2.1. Определение условий сброса сточных вод.

Методы определений условий сброса сточных вод опираются:

• на предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водных объектов как государственный фактор, регулирующий условия выпуска сточных вод.

• на представление о гидрологических и гидродинамических зако-номерностях.

Основная расчетная формула имеет следующий вид:

, (1)

где Q и q – расчетные расходы соответственно воды в реке и сточных водах;

– концентрация загрязнения одинакового вида соответственно в СВ и в реке до места спуска СВ;

- коэффициент смешения;

С п. вод – концентрация загрязнения перед расчетным пунктом водопользования.

Если вместо С п. вод поставить СПДК, то формула примет вид

,(2)

В таком виде формула устанавливает связь между санитарными требованиями к условиям спуска сточных вод в водоемы, составом и свойствами воды водоема и необходимой степенью очистки сточных вод перед спуском их в водоем.

Из этого уравнения можно найти максимальную (предельную) концентрацию, которая может быть допущена в СВ Сст. пред, при которой после их смешения с водой водоема в расчетном створе или у первого расчетного пункта водопользования степень загрязнения не превзойдет установленного предела СПДК:

. (3)

Таким образом, значение СПДК кладут в основу проектирования мероприятий по уменьшению загрязнения, чтобы достигнуть условий отведения СВ, соответствующих санитарным требованиям.

"Правила охраны поверхностных вод" запрещают спуск СВ в водоемы в ряде случаев, когда:

СВ могут быть устранены путем рациональной технологии;

могут быть использованы в системах оборотного водоснабжения.

Разрешается сброс СВ при условии соблюдения требований и нормативов качества воды в контрольном створе или у ближайшего пункта водопользования.

Это может быть достигнуто сочетанием технологических и санитарно-гигиенических мероприятий с разбавлением СВ водой водного объекта.

Однако имеются случаи, когда разбавление в воде водных объектов не допускается и когда спуск в водоем СВ должен быть практически исключен. Так, если вода водоема к месту предполагаемого нового спуска СВ уже загрязнена, причем СР СПДК, то Сст. пред. должна быть равна или меньше СПДК.

.

Это означает, что нормативные требования должны быть отнесены не только к воде водного объекта, но и к СВ. В этом случае необходима глубокая очистка СВ.

2.2. Прогнозирование санитарного состояния водоема у места сброса СВ

Основное уравнение разбавления может быть использовано и для прогнозирования санитарного состояния водного объекта у пункта водопользования (С п. вод) при заданном составе и количестве СВ , условий отведения СВ и исходном санитарном состоянии водного объекта СР до проектируемого выпуска СВ. Уравнение решается относительно ожидаемой концентрации загрязняющих веществ (ЗВ) в воде водного объекта СОЖ:

. (4)

При СОЖ СПДК прогноз является благоприятным.

Объем и характер мероприятий по улучшению санитарно-гигиенического состояния водного объекта должен предусматриваться в зависимости от того, насколько Сож превышает СПДК. Когда эффективность мероприятий оценена, расчет повторяют для подтверждения того, что СОЖ ≤ СПДК. Это важно для санитарной экспертизы правильности выбора условий спуска сточных вод (СВ) в водный объект.

2.3. Прогнозирование возможных санитарно-гигиенических ситуаций в водных объектах при выборе места сброса сточных вод

Когда обсуждается вопрос о выборе места для предприятия и места выпуска СВ, основное уравнение разбавления может быть использовано в таком виде:

(5)

где n – необходимая кратность разбавления в расчетном или у ближайшего пункта водопользования, которая вычисляется по формуле

(6)

где γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть расхода воды в водном объекте смешивается со СВ в расчетном створе;

Q – расход воды в водном объекте;

q – расход СВ.

Чем меньше необходимая кратность разбавления соответствует местным условиям, тем более сложными должны быть мероприятия по уменьшению количества и концентрации СВ.

2.4. Выпуск сточных вод, когда в общем стоке производственные загрязнения относятся к одной группе по лимитирующему признаку вредности

Лимитирующий признак вредности (ЛПВ) – санитарно-гигиенический показатель, характеризующий предельно-допустимую концентрацию вещества с основной качественной стороны. ЛПВ указывает, в каком направлении (при наименьших концентрациях) прежде всего появится неблагоприятное влияние производственного загрязнения. В настоящее время величины ПДК веществ в воде водного объекта устанавливаются по тому признаку вредного воздействия (влияние на здоровье населения, на органолептические свойства воды или общее санитарное состояние водоема), который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией. Так как этот признак вредности определяет характер наиболее вероятного неблагоприятного действия наименьших концентраций каждого вещества, он получил название лимитирующего признака вредности. В нашей стране принята классификация загрязнений по следующим видам ЛПВ: общесанитарному, органолептическому, санитарно-токсикологическому, токсикологическому и рыбохозяйственному.

Когда в общем стоке производственные загрязнения относятся к одной группе по лимитирующему признаку вредности, но характеризуется различной величиной ПДК и содержатся в стоке в разных концентрациях, учет особенности комбинированного действия должен осуществляться по уравнению

(7)

Если то рассматриваются возможные способы уменьшения концентрации каждого из веществ в воде. При этом в процессе проектирования стараются выбрать те вещества, концентрацию которых в стоках можно уменьшить наиболее доступными способами. Затем снова выполняют расчет и проверяют условие