6.3. Состав и расчет выпусков сточных вод в водоемы

В машиностроении источниками загрязнений сточных вод являются производственные, бытовые и поверхностные стоки.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах. Типовой состав примесей сточных вод представлен в табл. 6.5. Сточные воды сварочных, монтажных, сборочных, испытательных цехов содержат механические примеси, маслопродукты, кислоты и тому подобные вещества в значительно меньших концентрациях, чем в рассмотренных видах цехов и участков. Наибольшую опасность в машиностроении представляют стоки гальванического производства.

Таблица 6.5.

Состав сточных вод [6.10]

Продолжение табл. 6.5

Бытовые сточные воды, образующиеся в раковинах, санитарных узлах, душевых и тому подобном, содержат крупные примеси (остатки пищи, тряпки, песок, фекалии и т. п.); примеси органического и минерального происхождения в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях; различные, в том числе болезнетворные бактерии. Концентрация указанных примесей в бытовых сточных водах зависит от степени их разбавления водопроводной водой.

Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания дождевыми, снеговыми и поливочными водами загрязнений, имеющихся на поверхности грунтов, на крышах и стенах зданий и т. п. Основными примесями поверхностных сточных вод являются механические частицы (земля, песок, камень, древесные и металлические стружки, пыль, сажа) и нефтепродукты (масла, бензин, керосин, используемые в двигателях транспортных средств).

При выборе схемы станции очистки и технологического оборудования необходимо знать расход сточных вод и концентрацию содержащихся в них примесей, а также допустимый состав сточных вод,. сбрасываемых в водоемы. Допустимый состав сточных вод рассчитывают с учетом «Правил охраны поверхностных вод». Эти правила предназначены для предупреждения избыточного загрязнения сточными водами водных объектов. Правила устанавливают нормы на ПДК веществ, состав и свойства воды водоемов.

Расчет допустимой концентрации примесей в сточных водах, сбрасываемых в водоемы, проводят в зависимости от преобладающего вида примесей сточных вод и характеристик водоема.

При преобладающем содержании взвешенных веществ их допустимая концентрация в очищенных сточных водах

,

где с_в —концентрация взвешенных веществ в воде водоема до сброса в него сточных вод, кг/м³; n—кратность разбавления сточных вод в воде водоема, характеризующая часть расхода воды водоема, участвующую в процессе перемешивания и разбавления сточных вод; ПДК — предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в воде водоема, кг/м³.

При преобладающем содержании растворенных веществ допустимая концентрация каждого из них в очищенных сточных водах

где С_вi,—концентрация i-го вещества в воде водоема до сброса в него сточных вод, кг/м³; C_mi, —максимально допустимая концентрация того же вещества в воде водоема с учетом максимальных концентраций и ПДК всех веществ, относящихся к одной группе лимитирующих показатеяей вредности, кг/м³:

где с₀ — концентрация загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах, кг/м³; с_в и с — концентрации тех же веществ в воде водоема до и после сброса в них сточных вод, кг/м³.

Для водоемов с направленным течением кратность разбавления

n=(Q_в+mQ_р)Q_в

где Q_в—объемный расход сточных вод, сбрасываемых в водоем с объемным расходом Q_p, м³/ч; т —коэффициент смешения, показывающий долю расхода воды водоема, участвующей в процессе смешения:

где — коэффициент, характеризующий гидравлические условия смешения, м^-1/3; ψ —коэффициент, характеризующий месторасположение выпуска сточных вод (для берегового выпуска ψ = 1; для выпуска в сечении русла ψ = 1,5); φ = L/Ln —коэффициент извилистости русла; L —длина русла реки от сечения выпуска до расчетного створа, м; Ln — расстояние между этими же параллельными сечениями в нормальном направлении, м; D_τ —коэффициент турбулентной диффузии в водоеме, м²/с; D_τ = gHWMC_ш (g—ускорение свободного падения, м/с²; Н—средняя глубина водоема по длине смешения, м; W—средняя по сечению водоема скорость течения на расстоянии L от места выпуска сточных вод, м/с; С_ш =40...44 м^0,5/с—коэффициент Шези [6.8]; М— функция коэффициента Шези, равная 22,3).

Условия смешения сточных вод с водой озер и водохранилищ существенно отличаются от условий их смешения в реках и каналах. Концентрация примесей сточных вод в начальной зоне смешения уменьшается более существенно, однако, полное их перемешивание происходит на значительно больших расстояниях от места выпуска, чем в реках и каналах. Расчет разбавления сточных вод в озерах и водохранилищах проводят в соответствии с [6.8].