Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Определение необходимой глубины очистки сточных вод





 

В исходных данных предусмотрено расположение выпуска сточных вод за пределами населенного пункта. Поэтому необходимая глубина очистки стоков, в соответствии с требованиями "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами", может быть определена с учетом их разбавления в водном объекте. Следовательно, эта задача будет иметь два этапа решения:

- расчет разбавления сточных вод при их выпуске в водный объект;

- расчет показателей качества нормативно чистых сточных вод.

 

4.1. Расчет разбавления сточных вод при их выпуске в водный объект.

 

В курсовом проекте предполагается выпуск сточных вод в реку. Поэтому для определения кратности разбавления сточных вод используется методика Фролова – Родзиллера, изложенная в [2].

Расчет разбавления сточных вод начинаем с идентификации речного потока по М.Ф. Скрибному (табл. 2.1. [2]). В связи с недостаточностью исходных данных для определения коэффициента шероховатости ложа реки произведем идентификацию с некоторыми допущениями. Условно будем считать:

 

1 - распределение по масштабу:

- при средней ширине реки B=350 м – средняя река;

 

2 - по условиям течения:

коэффициент извилистости реки

f = l =   = 1,11
ln  

 

где: l – расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа по фарватеру реки l= 720 м;

ln – расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа по прямой ln =650 м;

f = 1,11; 1,1 < 1,11 < 1,25 – сравнительно благоприятные условия;

 

3 - по скорости течения:

vср = Q = 618,34 = 0,18 (м/с)
BсрHср 350*10

здесь: Q – расход речного потока Q = 19.5 км3/год = 618,34 м3/с; Нср – средняя глубина реки Нср = 10 м;

vср = 0,18, при средней скорости течения 0,1 < 0,18< 0,3 м/с – река со средней скоростью течения;

По таблице 2.1 [2] определяем характеристику русла и коэффициент шероховатости ложа реки. Принимаем – средняя река с сравнительно благоприятными условиями течения, со средним течением.

Принятый коэффициент шероховатости ложа реки nш = 0,035.

Далее выполняется расчет кратности разбавления сточных вод при их выпуске в реку в летних условиях:

- Коэффициент у, определяемый по формуле:

у= 1,3*√ пш = 1,3* √0,035 = 0,243

- Коэффициент Шези:

С =   Ry =   10 0,243 = 50
nш 0,035

где, R – гидравлический радиус речного потока, в летних условиях принимается равным средней глубине реки, Нср = R = 10 м.

- Коэффициент турбулентной диффузии, м2/с,

D = gvсрHср = 9,81*0,18*10 = 0,006
37 nшС 2 37*0,035*502

здесь, g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

- Коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке

a = f x 3 D =1,11*1* 3 0,006 = 0,187
q 1,26

где, q – расход смешанных сточных вод q = 108725 м3/сут = 1,26 м3/с.

x – коэффициент, учитывающий расположение выпуска сточных вод, в данном случае выпуск у берега x = 1.

- Коэффициент смешения:

- Кратность разбавления:

Теперь произведем расчет кратности разбавления сточных вод в зимний период для различных периодов ледостава:

- Коэффициент, учитывающий влияние ледового покрова:

здесь, nл – коэффициент шероховатости нижней поверхности льда, принимается по П.Н. Белоконю.

- Приведенный коэффициент шероховатости ложа реки:

- Приведенный гидравлический радиус речного потока, м.:

Rпр = 0,5 Hср = 0,5*10 =5 м.

- коэффициент упр :

упр = 1,3*√ nш.пр

упр(0-10) = 1,3*√ 0,018×10-3= 0,006

упр(10-20) = 1,3*√ 1,7×10-3= 0,05

упр(20-60) = 1,3*√ 3,3×10-3= 0,07

упр(60-80) = 1,3*√ 7×10-3= 0,11

упр(80-100) = 1,3*√ 14×10-3= 0,15

 

 

- Приведенный коэффициент Шези:

- Коэффициент турбулентной диффузии, м2/с:

- Коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке:

 

- Коэффициент смешения:

- Кратность разбавления сточных вод:

n(0-10) = q+ g (0-10) Q  
q  
n(0-10) = 1,26+0,15×10-4 *618,34 = 1,007
1,26
n(10-20) = 1,26+0,18×10-4 *618,34 = 1,009
1,26
n(20-60) = 1,26+0,25×10-4 *618,34 = 1,01
1,26
n(60-80) = 1,26+0,34×10-4 *618,34 = 1,017
1,26
n(80-100) = 1,26+0,45×10-4 *618,34 = 1,02
1,26
         

Результаты расчетов сведены в таблицу 5.

 

 

Таблица 5

Разбавление сточных вод при их выпуске в реку

 

    №   п/п     Параметр     Значения параметров  
  летний   период     зимний период  
  периоды ледостава, сут  
  0 - 10     10 - 20     20 - 60   60 - 80     80 - 100  
                               
1. Средняя скорость течения vср, м/с 0,18
2.   Коэффициент извилистости реки f   1,11
3.   Коэффициент шероховатости нижней кромки льда nл --- 1,007 1,009 1,01 1,017 1,02
4.   Коэффициент шероховатости ложа реки nш (приведенный коэффициент шероховатости ложа реки nш.пр) 0,035 0,018×10-3 1,7×10-3 3,3×10-3 7×10-3 14×10-3
5.   Коэффициент упр (приведенные коэффициент упр) 0,243 0,006 0,05 0,07 0,11 0,5
6.   Гидравлический радиус речного потока R (приведенный гидравлический радиус речного потока Rпр), м      
7.   Коэффициент Шези С (приведенный коэффициент Шези Спр)   56094,6 637,53 339,17 170,5 90,9
8. Коэффициент турбулентной диффузии D, м2/с   0,006 4,2×10-7 3,4×10-4 6,3×10-4 1,2×10-3 2×10-3
9. Коэффициент a   0,187 0,008 0,072 0,088 0,11 0,13
10. Коэффициент смешения g 0,009 0,15×10-4 0,18×10-4 0,25×10-4 0,34×10-4 0,45×10-4
11.   Кратность разбавления n   5,4 1,007 1,009 1,01 1,017 1,02
                 

 

 

4.2. Расчет показателей качества нормативно чистых сточных вод

Величины показателей качества нормативно чистых сточных вод определяются для летнего и зимнего периода. Поэтому в расчетах используются значения кратностей разбавления сточных вод, полученные для названных периодов (для зимнего периода принимается в качестве расчетного наименьшее значение кратности разбавления), а именно:

- для летнего периода nл = 5,4,

- для зимнего периода nз = 1,007.

Концентрация взвешенных веществ, мг/л:

- в летний период

Сст.л = Сф + плСу

- в зимний период

Сст.з = Сф + пзСу,

где: Сф – фоновая концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта, Сф = 5,0 мг/л (характеристика водного объекта);

Су – допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в воде водного объекта по отношению к фоновой концентрации в контрольном створе, принимаемое в зависимости от вида водопользования. Для водных объектов культурно-бытового вида водопользования Су = 0,75 мг/л.

Сст.л =5,0+5,4*0,75= 9,05 (мг/л)

Сст.з = 5,0+1,007*0,75= 5,76 (мг/л).

Величина БПКполн, мг/л:

Lст = n × Lнр ×10 kстt -(n -1) Lф ×10( kcm - kф ) t

kф = kф 20 [1,12(Т +1)-0,038] T -20 , здесь:

Lнр – норматив на БПКполн в воде водного объекта, определяемый в зависимости от вида водопользования. Для водных объектов культурно-бытового водопользования Lнр = 6,0 мг/л;

kст – константа скорости потребления кислорода органическими веществами, содержащимися в сточной воде, сут-1. kст =0,0045 сут-1;

t – время перемещения воды от выпуска сточных вод до контрольного створа, сут.:

t = l =   = 0,05;
24∙3600∙ vср 24∙3600∙0,18

Lф – фоновое значение БПКполн в воде водного объекта, мг/л. Lф =3,0 мг/л;

kф20 - константа скорости потребления кислорода органическими веществами, содержащимися в воде реки, при температуре 20 ºС, сут-1. kф20 = 0,0001 сут-1;

Т – фактическая фоновая температура воды в реке, ºС. Т = 20 ºС;

kф - константа скорости потребления кислорода органическими веществами, содержащимися в воде реки, с учетом фактической фоновой температуры, сут-1;

- в летний период величина БПКполн, мг/л:

kф = 0,0001* [1,12*(20 +1)-0,038]20-20 = 0,0001

Lст = 5,4*6*100,0045*0,05 -(5,4-1)* 3*10(0,0045 -0,0001)*0,05 = 19,2

- в зимний период величина БПКполн, мг/л:

kф = 0,0001* [1,12*(20 +1)-0,038]4-20 = 0,00011

Lст = 1,007*6*100,0045*0,05 -(1,007-1)* 3*10(0,0045 -0,0001)*0,05 = 6,0

Температура, ºС:

Допустимое изменение температуры воды водного объекта после выпуска в него очищенных сточных вод для водных объектов питьевого и культурно-бытового назначения не должно повышаться более чем на 3 ºС по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца за последние 10 лет.

Тст = Тф + пТу,

где:

Тф – фоновое значение температуры воды в реке, Тф = 20 ºС;

Ту – допустимое увеличение температуры воды в контрольном створе, в летнее время Ту≤3 ºС;

- летний период

Тст = 20+5,4*3=36,2 ºС

- зимний период

Тст = Тф + пТу = 4 + 1,007*3 = 7 ºС

 

 

Концентрация растворенного кислорода, мг/л:

Для водных объектов культурно-бытового вида водопользования концентрация растворенного кислорода в воде должна быть не ниже 6 мг/л в летний и 4 мг/л в зимний периоды.

 

- в летний период

b = a – (a – bф)∙ 10- K2 t + bcm
n – Aл

 

  Aл = Ксм *[ Lст +(n -1)* Lф ] (10- K ст t -10- K 2 t)
  (К2 - Ксм)
Ксм = -   lg Lст +(n -1)* Lф  
t Lст* 10- Kст t +(n -1)* Lф 10- Kф t  
               

где: а - растворимость кислорода в воде при расчетной температуре (табл. 2.4 [2]), при Тф = 20 ºС а =9,02 мг/л;

bф - фоновая концентрация кислорода в воде реки, bф = 5,0 мг/л;

bст - содержание кислорода в смешанной сточной воде, bст = 1,0 мг/л;

К2 - константа аэрации (табл. 2.5 [2]), К2 = 0,5;

Ксм - константа скорости потребления кислорода смесью сточных вод и воды водоёма, сутки-1.

Ксм = -   lg 3+(5,4-1)*3  
0,05 3 * 10-0,0045*0,05+(5,4-1)*3 * 10-0,0001*0,05  
Ксм = -20* lg 16,2 = - 0,009  
2,99+13,19  
  Aл = -0,009*[3+(5,4-1)* 3] (10-(0,0045*0,05)- 10-(0,5*0,05))
  (0,5-(-0,009))
  Aл = -0,15 *0,005 = -0,0015  
  0,509  
b = 9,02 – (9,02 5)* 10-0,5*0,05 +   = 5,41<6  
5,4+0,0015  
                                       

 

- в зимний период

b = (1- 1 ) * [ bф- Lф*( 1 - 10- Kф t) ]+ bcm  
n n – Aз  
Aз= Lст - Lф * ( 1 - 10- Kст t)  
n  
Aз= 3,002-3 * (1 - 10-0,0045*0,05) =2∙10-3  
1,007  
b = (1-   ) * [5 - 3*(1 - 10-0,00011*0,05)]+  
1,007 1,007 – 2∙10-3
b = 0,007* 4,9+   = 1,04<4  
1,007 – 2∙10-3  
                           

Активная реакция среды (рН):

Расчетное значение должно быть больше 6,5 и меньше 8,5.

pH = pK 1 + [ НСО 3ˉ ] – ([ Ск.ст. ] + 0,273 [ Сщ.ст ])/ n
[ СО2св ] + ([ Ск.ст. ] - [ Сщ.ст ])/ n
[ СО2св ] = [ НСО 3ˉ ]  
10 pHф – рК1    
           

здесь: рК1 - отрицательный логарифм первой константы диссоциации угольной кислоты (табл. 2.6 [2]);

- в летний период рК1 = 6,38

- в зимний период рК1 = 6,55

[ НСО 3ˉ ] – фоновая концентрация бикарбонатов, [ НСО 3ˉ ] = 3,0 мг.экв./л;

[ СО2св ] – концентрация углекислого газа в воде реки, мг.экв./л;

[ Ск.ст. ] – концентрация кислот в смешанных сточных водах, [ Ск.ст. ] = 75,6 мг.экв./л.

[ Сщ.ст ] –концентрация щелочей в смешанных сточных водах, [ Сщ.ст ]=193,61 мг.экв./л.

 

 

- в летний период

[ СО2св ] = 3,0 = 0,36    
10 7,3 – 6,38    
pH = 6,38 + 3,0 – (75,6 + 0,273*193,61)/5,4 = 5,42  
0,36 + (75,6 – 193,61)/5,4  
               

- в зимний период

[СО2св] = 3,0 = 0,53  
10 7,3 – 6,55  
pH = 6,55 + 3,0 – (75,6 + 0,273*193,61)/1,007 = 5,48
0,53 + (75,6 – 193,61)/1,007
           

Результаты расчетов сведены в таблицу 6, при этом:

- для концентрации растворенного кислорода в летний и зимний периоды приведены значения, соответствующие нормативному содержанию в воде водного объекта культурно-бытового вида водопользования;

- для активной реакции среды в летний и зимний период – фоновое значение, чтобы не нарушить кислотно-щелочной баланс реки.

Таблица 6

Показатели качества нормативно чистой сточной воды

№ п/п Показатель качества Значение показателя качества
в летний период в зимний период
  Концентрация взвешенных веществ, мг/л 9,05 5,76
  Величина БПКполн, мг/л 19,2 6,0
  Температура, ºС 36,2  
  Концентрация растворенного кислорода, мг/л    
  Активная реакция среды (рН) 7,3 7,3
  Coli-индекс, шт/л  

 

Date: 2015-07-27; view: 807; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию