Очистка сточных вод: практикум

1.

Санкт-Петербургский горный университет
Очистка сточных вод:
практикум
Учебное пособие
Санкт-Петербург 2022

2.

Оглавление
Учебное пособие
Санкт-Петербург 2022

3.

Список сокращений
БПК - биохимическая потребность в кислороде
ЛПВ - лимитирующий показатель вредности
ОБУВ
–
ориентировочно
безопасные
уровни
воздействия
ОДУ – ориентировочно допустимые уровни
ОС – очистные сооружения
ПАВ – поверхностно-активные вещества
ПДК – предельно допустимая концентрация
ПДС – предельно допустимый сброс
СП – свод правил
ХПК – химическая потребность в кислороде
Перейти к оглавлению
3

4.

Введение
Учебное пособие рекомендовано для изучения дисциплины "Процессы и аппараты
защиты окружающей среды". Издание предназначено для обучающихся по направлениям
подготовки 21.05.04 – Горнопромышленная экология.
Учебное пособие предназначено для формирования у студентов навыков правильного
выполнения расчетов, относящихся к очистке сточных вод, и составления
технологических схем очистки. К основным расчётным величинам относятся расход
сточных вод, концентрации загрязнений, коэффициент смешения, необходимая степень
очистки для выпуска в водоем. Учебное пособие также используется для выполнения
курсового
проекта рассматривает
и семестровых заданий.
Учебное пособие
теоретические и методологические основы очистки
сточных вод населенных пунктов, основные понятия и определения. Учебное пособие
содержит задания для выполнения практических работ, алгоритмы расчетов и вопросы
для самоконтроля. В пособии представлены формулы, справочные и нормативные данные
для выполнения практических заданий. Числовые значения предоставляются студентам
на практических занятиях в соответствии с номером варианта. Задания к практическим
работам составлены в определенном порядке, каждая последующая работа продолжает
предыдущую.
Учебное
пособие оформлено с помощью иллюстраций, заимстованных из общедоступных
ресурсов интернета
Перейти к оглавлению
4

5.

Введение
Учебное пособие содержит интерактивное оглавление для удобной навигации по
разделам. Активные гиперссылки позволяют ознакомиться с полнотекстовыми версиями
нормативных документов в области очистки сточных вод, а также с сайтами,
содержащими дополнитульную информацию об очистных сооружениях. Интерактивные
элементы обозначены с помощью информационного табло или текста активной
гиперссылки с подчёркиванием.
Учебное пособие содержит справочные материалы из действующих на момент обращения
версий нормативных документов. Чтобы уточнить статус документа и актуальность
справочных данных, предусмотрены гиперссылки для перехода на официальный сайт
справочной системы "Техэксперт", в которой можно ознакомиться с официальными
изменениями документов или с новыми документами, выпущенными взамен утративших
силу.
Перейти к оглавлению
5

6.

Исходные данные для выполнения практических работ
Список практических работ:
• Определение расчётных расходов сточных вод;
• Определение концентрации загрязнений в сточных водах;
• Определение коэффициента смешения при выпуске сточных вод в проточные
водоёмы;
• Определение необходимой степени очистки сточных вод;
• Разработка и обоснование технологической схемы сточных вод;
Общие исходные данные:
• Населенный пункт: Омская область;
• Благоустройство населенного пункта: жилые здания
оборудованы
внутренним
водопроводом,
канализацией
с
ванными
и
местными
водонагревателями.
Централизованное
горячее
водоснабжение;
• Объекты, с которых отводятся сточные воды:
молочный
завод,
ферма,
автохозяйство,
баня,
прачечная.
Перейти к оглавлению
6

7.

Исходные данные для выполнения практических работ
Индивидуальные исходные данные (в соответствии с № варианта)
Сведения о водотоке
• Расход воды в реке (при 95%-ной обеспеченности), м3/с
№ Варианта
• Скорость течения, м/с
• Глубина реки, м
• Расстояние от выпуска сточных вод до расчётного створа (м):
По прямой
По фарватеру
Фоновые показатели качества речной воды, мг/л
• Содержание кислорода
• Содержание взвешенных веществ
• БПКполн
Среднесуточный расход сточных вод от объектов, м3/сут
• Жилая зона
• Молочный завод
• Ферма
• Автохозяйство
• Баня
• Прачечная
Перейти к оглавлению
7

8.

Практическая работа №1
Определение расчётных расходов сточных
вод
Цель работы: сформировать навыки выполнения
расчётов расходов сточных вод
для проектирования систем водоотведения и очистных сооружений канализации
Задание
по исходным данным рассчитать расходы сточных вод населенного пункта:
Средний секундный, л/с;
Максимальный секундный, л/с и м3/с;
Максимальный часовой, м3/ч;
Средний суточный, м3/сут.
Полученные данные необходимо оформить в табличной
форме для удобного использования в последующих
расчётах.
После
выполнения
работы
проанализируйте
полученные данные и ответьте на вопросы для
самоконтроля.
Перейти к оглавлению
8

9.

Основные понятия и определения
Сточные воды – это пресные воды, изменившие свои физико-химические свойства после
использования в бытовой и производственной деятельности человека и требующие отведения, а
также воды, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в
результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.
Очистка сточных вод – это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них
определенных веществ.
Загрязняющее воду вещество – вещество в воде, вызывающее нарушение норм качества воды.
Предельно-допустимая концентрация (ПДК) – максимальная концентрация вещества в воде, в
которой вещество при ежедневном поступлении в организм в течение всей жизни не оказывает
прямого или опосредованного влияния на здоровье населения в настоящем и последующих
поколениях, а также не ухудшает гигиенические условия водопользования.
Расход сточных вод – объем сточных вод, протекающий в интервал времени для расчета сетей и
сооружений канализации.
Коэффициент неравномерности расходов сточных вод – отношение максимального
минимального расхода к среднему расходу сточных вод за определенный интервал времени.
или
Норма водоотведения сточных вод – объем сточных вод в интервал времени от одного
потребителя или на единицу вырабатываемой продукции.
Перейти к оглавлению
9

10.

Основные понятия и определения
По происхождению (категории) сточные воды классифицируются на:
• хозяйственно-бытовые;
• производные;
• атмосферные.
Основные характеристики сточных вод, учитываемые при проектировании:
• количество сточных вод, которое характеризуется расходом в л/с, м3/с, м3/ч, м3/смену,
м3/сут. и тд.;
• виды (компоненты) загрязнений и их содержание в сточных водах, которое
характеризуется концентрациями загрязнений в мг/л или г/м3;
• степень равномерности (или неравномерности) образования сточных вод и их поступления
в водоотводящие системы, которая определяется неравномерностью поступления сточных
вод по часам суток в году.
Расчётный расход
водоотведения.
-
расход,
являющийся
лимитирующим
Расчётные расходы бывают суточными, часовыми и секундными.
Суточные и часовые выражают в м3, секундные - в литрах.
при
расчете
сооружений
Перейти к оглавлению
1

11.

Определение расчётных расходов сточных вод
Расчётный средний суточный расход сточных вод от всех объектов водоотведения определяется
по формуле:
Расчётный средний секундный расход сточных вод определяется по формуле:
Расчётный максимальный секундный расход сточных вод определяется по формуле:
Кобщ – общий коэффициент неравномерности притока сточных вод в зависимости от среднего
секундного
(определяется по СП 32.13330.2018)
Расчётный максимальный часовой расход сточных вод определяется по формуле:
Перейти к оглавлению
1

12.

Общий коэффициент неравномерности
При расчете сети водоотведения
неравномерности (Кобщ)
наиболее
удобно
применять
общий
коэффициент
Кобщ – отношение максимального часового расхода в сутки наибольшего водоотведения к
среднему часовому расходу среднесуточного водоотведения.
Расчётные общие максимальные и минимальные расходы сточных вод с учётом суточной, часовой
и внутричасовой неравномерности следует определять по результатам компьютерного
моделирования систем водоотведения, учитывающих графики притока сточных вод от зданий,
жилых массивов, промпредприятий, протяжённость и конфигурацию сетей, наличие насосных
станций и т.д., либо по данным фактического графика водоподачи при эксплуатации аналогичных
объектов.
При отсутствии указанных данных допускается принимать общие коэффициенты (максимальный
и минимальный) по СП 32.13330.2018.
При промежуточных значениях среднего расхода
неравномерности следует определять интерполяцией.
сточных
вод,
общие
коэффициенты
При средних расходах сточных вод менее 5 л/с максимальный коэффициент неравномерности
принимается 3.
Перейти к оглавлению
1

13.

Общие коэффициенты неравномерности притока
сточных вод (СП 32.13330.2018)
Таблица 1 - общие максимальные и минимальные коэффициенты неравномерности притока сточных вод
при обеспеченности в 1% и 5%.
Для расчёта принимается Кобщ при 5 %-ной обеспеченности!
5 %-ная обеспеченность предполагает возможное увеличение (уменьшение) расхода в среднем
один раз в течение суток, 1 %-ная — один раз в течение 5—6 сут.
Перейти к оглавлению
1

14.

Свод правил "Канализация. Наружные сети и
сооружения" СП 32.13330.2018
Версия представленного нормативного документа (НД)
является действующей на момент выхода учебного
пособия.
На момент знакомства с данным учебным пособием статус
документа может измениться с «действующего» на
«недействующий.
Для работы с актуальной на дату обращения версией
нормативного документа рекомендовано перейти по
активной гиперссылке на официальный сайт Справочной
правовой системы.
В системе следует обратить внимание на статус
документа и изменения. Если к НД были выпущены
официальные изменения или он прекратил свое действие
и взамен вышел новый НД, необходимо уточнить
справочные данные в обновленных версиях.
Узнать больше - СП 32.13330.2018
Перейти к оглавлению
1

15.

Ведомость расчётных расходов сточных вод
Результаты расчётов расходов сточных вод необходимо оформить в табличной форме для
удобного использования в последующих расчётах.
Средний секундный, л/с
qcр.с
Максимальный секундный, л/с
qмакс.с
Максимальный секундный, м3/с
qмакс.с
Максимальный часовой, м3/ч
Qмакс.ч
Средний суточный, м3/сут
Qср.сут.
Перейти к оглавлению
1

16.

Вопросы для самоконтроля
• Определение и виды сточных вод.
• Расход сточных вод.
• Общий коэффициент неравномерности.
• Норма водоотведения сточных вод.
• Определение Кобщ при промежуточных значениях среднего расхода сточных вод.
• Определение Кобщ при средних расходах сточных вод менее 5 л/с.
• Основные характеристики сточных вод, учитываемые при проектировании.
для закрепления
теоретического и
практического материала
ответьте на данные
вопросы!
Перейти к оглавлению
1

17.

Практическая работа №2
Определение концентрации загрязнений в сточных водах
Цель работы: сформировать навыки выполнения расчётов концентраций загрязнений сточных
вод в объединенном потоке от различных объектов водоотведения для оценки влияния на
водоем при выпуске, определения необходимой степени очистки и разработки
технологической схемы очистки сточных вод населенного пункта.
Задание
по исходным данным рассчитать концентрации загрязнений сточных вод населенного пункта
по:
• взвешенным веществам;
• БПКполн;
• ПАВ;
• хлоридам;
• фосфатам;
• азоту аммонийных
солей. воды фермы очищаются на локальных сооружениях и в расчетах
Навозосодержащие
сточные
не учитываются. Полученные данные необходимо оформить в табличной форме для удобного
использования в последующих расчётах. Проанализируйте полученные результаты, оцените
вклад каждого объекта водоотведения в объединенный поток сточных вод населенного
пункта и ответьте
на вопросы для самоконтроля.
Перейти к оглавлению
1

18.

Состав загрязнений сточных вод
По фазово-дисперсному состоянию (классификация Л.А. Кульского) загрязнения
сточных вод делятся на:
• Крупнодисперсные примеси, представляющие собой взвешенные в воде частицы (d от 10
мм до 0,1 мкм), образующие суспензии, эмульсии и пены. К ним относятся частицы глины и
песка, малорастворимые гидроксиды металлов, нефтепродукты, микроорганизмы и
бактерии. Они обуславливают мутность воды, являются кинетически неустойчивыми и
могут легко разделяться. Для удаления этой группы используется гравитационное
осаждение.
• Коллоидно-растворенные примеси и высокомолекулярные вещества (d от 0,1 до 0,001
мкм), которые образуют с водой кинетически и агрегативно устойчивые системы, что
затрудняет их осаждение под действием сил тяжести. Для очистки данных примесей
используют коагуляционный метод (с помощью реагентов), который нарушает
устойчивость коллоидных систем.
• Молекулярно-растворенные вещества, к которым относятся органические и слабо
диссоциированные неорганические вещества, вирусы, бактериофаги и растворенные в
воде газы (d от 0,01 до 0,001 мкм). Загрязнения этого типа удаляются из воды с
использованием физико-химических методов или биохимического окисления.
• Вещества, образующие в воде молекулярные или ионные растворы (d<0,001 мкм). Они
представлены сильными электролитами (растворы кислот, солей, оснований)
удаляются
Перейти киоглавлению
1

19.

Состав загрязнений сточных вод
По своей природе (классификация Л.А. Кульского) загрязнения сточных вод
делятся на:
• Минеральные (неорганические) - песок, глина, земля, минеральные соли, кислоты,
щелочи, минеральные масла и ионы различных металлов.
• Органические - примеси растительного (остатки плодов, овощей, злаков, бумаги) и
животного (физиологические выделения людей, остатки животных тканей, клеевые
вещества) происхождения, а также органические соединения синтетического
происхождения.
• Бактериальные и биологические - многочисленные виды бактерий, вирусов,
различные грибы, яйца гельминтов, в том числе патогенные бактерии, которые
являются возбудителями инфекционных заболеваний (брюшной тиф, дизентерия и
др.). Данный вид загрязнений выделяется в отдельную группу из-за повышенной
опасности для организма человека.
Перейти к оглавлению
1

20.

Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод
Состав сточных вод и их свойства оценивают по результатам санитарно-химического
анализа, который включает в себя как стандартные химические тесты, так и целый ряд
физических, физико-химических и санитарно-бактериологических исследований.
Полный санитарно-химический анализ сточных вод включает в себя определение следующих
показателей:
Температура - один из важнейших показателей, от которого зависит вязкость и плотность
сточных вод и который существенно влияет на эффективность осаждения частиц и
биологической очистки.
• Окраска - органолептический показатель качества сточных вод. Интенсивная окраска воды
может свидетельствовать о присутствии в составе производственных сточных вод.
• Запах - органолептический показатель качества сточных вод, который характеризует наличие
в воде ароматических примесей или растворенных газов, образующихся при гниении
органических веществ. Запах описывают как гнилостный, фенольный, керосиновый,
землистый, фекальный и т.д.
• Прозрачность
показатель,
зависящий
от
общей
загрязненности
сточных
вод
нерастворенными
и
коллоидными
примесями
и
микроорганизмами.
Прозрачность
определяется по высоте столба воды в сантиметрах.
• Величина pH - показатель кислотности воды, который влияет на кинетику и динамику физикохимических и биохимических процессов в воде. Для биологической очистки
Перейти кзначение
оглавлениюpH
2

21.

Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод
7. Сухой остаток – показатель, который характеризует общую загрязненность органическими и
минеральными примесями во всех агрегатных состояниях.
8. Плотный остаток и потери при прокаливании – показатель, характеризующий суммарное
количество растворенных неорганических и органических веществ.
9. Взвешенные вещества – показатель, характеризующий количество примесей, которое
задерживается на бумажном фильтре после фильтрования пробы. Данный показатель
характеризует количество осадка, образующегося в процессе очистки сточных вод.
10. Оседающие вещества по объему и по массе – часть взвешенных веществ, оседающих на дно
отстойного цилиндра за 2 ч отстаивания в покое.
Данный показатель характеризует
способность взвешенных частиц к оседанию и позволяет оценить
максимальный эффект
отстаивания. В городских сточных водах оседающие вещества составляют 50-75% от общей
концентрации взвешенных веществ.
11. Перманганатная окисляемость – параметр, являющийся простым и быстроопределяемым
способом определения количества легкоокисляемых примесей в сточных водах.
12. Химическая потребность в кислороде (ХПК) – показатель, характеризующий обобщенную
величину кислорода, которая требуется для окисления всех содержащихся в воде
восстановителей (органических и неорганических). Данный показатель позволяет оценить
степень загрязненности воды органическими веществами.
13. Биохимическая потребность в кислороде (БПК) – показатель, определяющий величину
кислорода, которая потребуется аэробным микроорганизмам для разложения легкоокисляемой
органики. Значение БПК показывает суммарное содержание в воде окисляемых
веществ
Перейти к оглавлению
2

22.

Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод
13. Азот (общий, аммонийный, нитритный, нитратный) и фосфор – находятся в сточных водах в
виде органических и неорганических соединений (белки рыбы, продукты их распада).
Содержание азота и фосфора в воде характеризует качество процесса биологической очистки.
Они являются биогенными элементами и необходимы для бактериальных клеток
14. Хлориды и сульфаты – показатели, концентрация которых характеризует общее
солесодержание. Данные элементы придают воде солёный вкус и нарушают пищеварение.
15. Тяжелые металлы и другие токсичные элементы – содержатся в воде в виде ионов и
комплексов с неорганическими или органическими веществами. К токсичным элементам
относятся: железо, медь, свинец, никель, ртуть, цинк, хром, кобаль, кадмий, мышьяк, сурьма,
бор, алюминий.
16. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – органические соединения, состоящие из
гидрофобной и гидрофильной частей, обусловливающих их растворение в маслах и в воде,
которые ухудшают седиментацию частиц и тормозят биохимические процессы.
17. Нефтепродукты – смеси углеводородов, неполярные и малополярные соединения,
удалеяемые с помощью экстракции. В водоемах и на очистных сооружениях концентрация
нефтепродуктов строго нормируется.
18. Растворенный кислород – в сточных водах, поступающих на очистные сооружения,
отсутствует. Для аэробных процессов кислород в количестве не менее 2 мг/л вводится
принудительно.
19. Микробное число – свидетельствует о массивности бактериального обсеменения водной
среды и позволяет контролировать эффективность водоподготовки.
Перейти к оглавлению
2

23.

Определение концентрации загрязнений в сточных
водах жилого сектора
На очистные сооружения поступает смесь различных бытовых и производственных сточных вод,
поэтому необходимо определить концентрации загрязнений в сточных водах для всех объектов.
Объекты, образующие загрязненные сточные воды:
• жилой сектор;
• молочный завод;
• баня;
• прачечная;
• автохозяйство;
• ферма.
Для жилого сектора концентрация загрязнений сточных вод определяется по формуле:
Где а' - количество загрязняющих веществ в расчёте на одного жителя,
г/сут. (определяется по СП.32.13330.2018);
n - удельная норма водоотведения, л/сут. (определяется по
СП.31.13330.2021).
Перейти к оглавлению
2

24.

Количество загрязняющих веществ, приходящихся на
одного жителя (СП 32.13330.2018)
Таблица 2 - количество загрязняющих веществ, приходящихся на одного жителя
Для расчёта по таблице принимаются взвешенные вещества, фосфаты, азот аммонийных солей и
БПКполн (с учётом пересчёта). Количество ПАВ и хлоридов принимается равным 2,5 и 9 г/сут
соответственно.
Расчётные данные по БПКполн допускается принимать путем пересчета данных по БПК5 с
использованием коэффициента пересчёта, который принимают по сравнительным лабораторным
определениям.
При отсутствии данных допускается
принимать осветленная;
следующие коэффициенты пересчёта БПК5 в
1,2 - неосветленная,
БПКполн:
1,65 - биологически очищенная
Перейти к оглавлению
2

25.

Свод правил "Канализация. Наружные сети и
сооружения" СП 32.13330.2018
Версия представленного нормативного документа (НД)
является действующей на момент выхода учебного
пособия.
На момент знакомства с данным учебным пособием статус
документа может измениться с «действующего» на
«недействующий.
Для работы с актуальной на дату обращения версией
нормативного документа рекомендовано перейти по
активной гиперссылке на официальный сайт Справочной
правовой системы.
В системе следует обратить внимание на статус
документа и изменения. Если к НД были выпущены
официальные изменения или он прекратил свое действие
и взамен вышел новый НД, необходимо уточнить
справочные данные в обновленных версиях.
Узнать больше - СП 32.13330.2018
Перейти к оглавлению
2

26.

Удельная норма водоотведения
Удельное водоотведение (n) хозяйственно-фекальных сточных вод — среднесуточный (за год)
расход сточных вод, приходящийся на одного человека, пользующегося системой
водоотведения. Удельное водоотведение производственных сточных вод — это количество
сточных вод, приходящихся на единицу выпускаемой продукции или перерабатываемого
сырья. Его значение для различных отраслей промышленности различно и определяется по
справочным
данным. систем водоотведения населенных пунктов удельное среднесуточное (за
При проектировании
год) водоотведение бытовых сточных вод от жилых зданий следует принимать равным
удельному среднесуточному (за год) водопотреблению согласно СП 31.13330.2021 без учета
расхода воды на полив территорий и зеленых насаждений.
Удельное водопотребление зависит от степени благоустройства районов жилой застройки.
Для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией с ванными и местными
водогнаревателями 140-180 л/сут., для тех же зданий, но с централизованным горячим
водоснабжением 165-180 л/сут.
В районах, где нет водоотводящих сетей, n принимают равным 25 л/сут на 1 жителя.
При определении расчетных расходов сточных вод от отдельных жилых и общественных
зданий при необходимости учета сосредоточенных расходов n следует принимать согласно
СП 30.13330.2020.
Перейти к оглавлению
2

27.

Удельное хозяйственно-питьевое водопотребление в населенных
пунктах на одного жителя среднесуточное (СП 31.13330.2021)
Таблица 3 - степень благоустройства районов жилой застройки
Для расчёта принимается n в зависимости от указанной в задании степени благоустройства
Перейти к оглавлению
2

28.

Свод правил "Водоснабжение. Наружные сети и
сооружения" СП 31.13330.2021
Версия представленного нормативного документа (НД)
является действующей на момент выхода учебного
пособия.
На момент знакомства с данным учебным пособием статус
документа может измениться с «действующего» на
«недействующий.
Для работы с актуальной на дату обращения версией
нормативного документа рекомендовано перейти по
активной гиперссылке на официальный сайт Справочной
правовой системы.
В системе следует обратить внимание на статус
документа и изменения. Если к НД были выпущены
официальные изменения или он прекратил свое действие
и взамен вышел новый НД, необходимо уточнить
справочные данные в обновленных версиях.
Узнать больше - СП 31.13330.2021
Перейти к оглавлению
2

29.

Определение концентрации загрязнений в сточных
водах жилого сектора
Концентрации загрязнений сточных вод определяются по:
• взвешенным веществам;
• БПКполн;
• ПАВ;
• хлоридам;
• азоту аммонийных солей;
• фосфатам.
Результаты расчётов оформить в форме таблицы.
Концентрации загрязнений сточных вод жилого сектора.
Объект
водоотведения
Концентрация загрязняющего вещества, мг/л
Взвешенные
вещества
БПКполн
ПАВ
Жилой сектор
Перейти к оглавлению
2

30.

Определение концентрации загрязнений в сточных водах
промышленных объектов
Концентрации загрязнений в сточных водах производственных объектов определяют путем
проведения лабораторных исследований проб сточной воды по каждому загрязнителю. При
отсутствии таких данных для учебных расчетов концентрации загрязнений принимают по
усредненным данным для производственных и коммунальных объектов, представленным на
странице 31.
Объект
водоотведения
Концентрация загрязняющего вещества, мг/л
Взвешенные
вещества
БПКполн
ПАВ
Молочный завод
Ферма
Автохозяйство
Баня
Прачечная
Перейти к оглавлению
3

31.

Концентрации загрязнений в сточных водах
производственных и коммунальных объектов
Значения концентраций загрязнений в промышленных и сточных водах представлены в таблице.
Концентрация загрязняющего вещества, мг/л
Предприятие
Взвешенные
БПКполн
вещества
ПАВ
Нефтепродукты
Азот
(общий)
Фосфаты
(по P2O5)
Хлориды
Сульфаты
Молочный завод
350
1200
-
1
10
3
150
200
Ферма
400
350
20
5
8
15
10
120
Автохозяйство
1200
300
180
30
-
-
5
500
Баня
300
300
120
-
5
14
5
100
Прачечная
300
500
120
-
5
14
5
100
Плодоовощной
завод
1617
414
-
1
10
14
147
120
Мясокомбинат
2500
2000
50
1
30
60
900
500
Сахарный завод
100
1500
-
1
10
2
140
100
Перейти к оглавлению
3

32.

Определение концентрации загрязнений в смеси
сточных вод от всех объектов
Концентрация загрязнений в смеси сточных вод от всех объектов для каждого показателя
можно рассчитать по формуле:
Где
- концентрация загрязнения сточных вод бытового сектора, мг/л;
- концентрация загрязнения сточных вод производственного сектора, мг/л;
- среднесуточный расход бытовых сточных вод, м3/сут;
- среднесуточный расход производственных сточных вод, м3/сут;
Перейти к оглавлению
3

33.

Ведомость показателей загрязнения сточных вод по
отдельным параметрам
Результаты расчётов расходов сточных вод необходимо оформить в табличной форме для
удобного использования в последующих расчётах.
Объект
водоотведения
Q сут,
м3/сут
Концентрация загрязняющего вещества, мг/л
Взвешенные
вещества
БПКполн
ПАВ
Молочный завод
Ферма
Автохозяйство
Баня
Прачечная
Итого
Перейти к оглавлению
3

34.

Вопросы для самоконтроля
• Классификация загрязнений сточных вод по физическому состоянию (размеру
частиц).
• Классификация загрязнений сточных вод по природе загрязнения.
• Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод.
• Что Удельное водоотведение.
• что такое БПК и ХПК.
• Определение концентрации загрязнений сточных вод от жилого сектора.
• Определение концентрации загрязнений сточных вод от производственных
объектов.
для закрепления
теоретического и
практического материала
ответьте на данные
вопросы!
Перейти к оглавлению
3

35.

Практическая работа №3
Определение коэффициента смешения при выпуске сточных вод в
проточные водоёмы
Цель работы: расчитать коэффициент смешения для определения условий выпуска сточных
вод в водоемы, необходимой степени очистки и кратности разбавления.
Задание
по исходным данным и полученным результатам расходов сточных вод (Практическая работа
№1) рассчитать:
• коэффициент смешения сточных вод с водой водоёма;
• коэффициент, учитывающий гидравлические условия;
• коэффициент извилистости реки;
• коэффициент турбулентной диффузии.
Полученные данные необходимо оформить в табличной форме для удобного использования в
последующих расчётах. Проанализируйте полученные результаты, оцените расход реки,
который участвует в смешении с выпускаемыми сточными водами и ответьте на вопросы для
самоконтроля.
Перейти к оглавлению
3

36.

Основные понятия и определения
Предельно допустимый сброс (ПДС) веществ в водный объект – масса веществ или
микроорганизмов в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным
режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм
качества
воды в контрольном
При
разработке
нормативов створе.
предельно допустимого сброса загрязняющих веществ в водные
объекты используются следующие
документами федерального уровня:
нормы
качества
воды,
установленные
нормативными
ПДКв - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде объекта,
используемого для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых целей, которая при
поступлении в организм на протяжении всей жизни человека не окажет влияния на здоровье
ПДКрх
- предельно
допустимая
концентрация загрязняющего вещества в воде объекта,
настоящего
и последующих
поколений.
используемого для рыбохозяйственных целей, при которой в водоёме не возникает последствий,
снижающих рыбохозяйственную ценность.
ОДУ - ориентировочный допустимый уровень - гигиенический норматив, характеризующий
ориентировочно допустимый уровень вещества в воде.
ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия - временный гигиенический норматив,
характеризующий максимально допустимый уровень вещества в воде.
Ориентировочный допустимый уровень (ОДУ) – временный гигиенический норматив, разрабатываемый на
основе расчетных и экспресс - экспериментальных методов прогноза токсичности и применяемый только
на стадии предупредительного санитарного надзора.
Перейти к оглавлению
3

37.

Условия выпуска сточных вод в водоём
При выпуске очищенных сточных вод в водоем необходимо учитывать категорию водного объекта
и ПДК вредных загрязнений.
Условия
выпуска
сточных
вод
в
водоем
регламентированы
СанПиН
2.1.3684-21
«Санитарноэпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к
воднымобъектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам,
жилымпомещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению
санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий» и Водным кодексом РФ.
Санитарными правилами СанПиН 2.1.3684-21 установлены гигиенические нормативы состава и
свойств воды в водных объектах для двух категорий водопользования:
к первой категории водопользования относится использование водных объектов или их участков
в качестве источника питьевого и хозяйственно-бытового водопользования, а также для
водоснабжения предприятий пищевой промышленности;
ко второй категории водопользования относится использование водных объектов или их участков
для рекреационного водопользования (а также все участки водных объектов, находящиеся в
черте населенных мест)
Ранее действовавшие «Правила охраны поверхностных вод» добавили ещё один вид водопользования –
для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов.
Перейти к оглавлению
3

38.

Условия выпуска сточных вод в водоём
Рыбохозяйственные объекты согласно ПП №206 от 28.01.2019 разделяются на три категории:
• Высшая - для водных объектов рыбохозяйственного значения, которые являются местами
обитания, размножения, зимовки, нагула, путями миграций особо ценных и ценных видов
водных биологических ресурсов или используются для добычи таких видов водных
биологических ресурсов, а также которые могут быть использованы для сохранения и
искусственного воспроизводства указанных водных биологических ресурсов.
• Первая - для водных объектов рыбохозяйственного значения, которые являются местами
обитания, размножения, зимовки, нагула, путями миграций водных биологических
ресурсов,
не относящихся к особо ценным и ценным видам или используются для
добычи таких водных биологических ресурсов при осуществлении всех видов рыболовства,
а также которые могут быть использованы для сохранения и искусственного
воспроизводства указанных водных биологических ресурсов.
• Вторая - для водных объектов рыбохозяйственного значения, которые являются местами
обитания, размножения, зимовки, нагула, путями миграций водных биологических
ресурсов,
не относящихся к особо ценным и ценным видам или используются для
добычи таких водных биологических ресурсов при осуществлении всех видов рыболовства,
за исключением промышленного и прибрежного рыболовства, а также которые могут быть
использованы для сохранения и искусственного воспроизводства указанных водных
Перейти к оглавлению
биологических ресурсов.
3

39.

Условия выпуска сточных вод в водоём
Содержание химических веществ не должно превышать гигиенические предельно
допустимые концентрации и ориентировочные допустимые уровни веществ в воде водных
объектов, утвержденные в установленном порядке.
Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам,
расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта
водопользования (водозабора для хозяйственно-питьевого водоснабжения, мест купания и
организованного отдыха, территорий населенного пункта и т.д.), а на непроточных водоемах
и водохранилищах на 1 км в обе стороны от пункта водопользования.
Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в контрольных створах и
местах питьевого, хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования представлены
в таблице на страницах 40-41.
Перейти к оглавлению
3

40.

Органолептические и обобщенные нормативы качества воды
различных видов вод (СанПиН 1.2.3685-21)
Показатели
Категории водопользования
Для питьевого и хозяйственно-бытового
водоснабжения
Взвешенные вещества
Для рекреационного водоснабжения
При сбросе сточных вод, производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне
содержание взвешенных веществ в контрольном створе (пункте) не должно увеличиваться
по сравнению с естественными условиями более чем на
0,25
0,75
Плавающие примеси
На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и
скопление других примесей
Окраска
Не должна обнаруживаться в столбике воды
Запахи
10 см
20 см
Не должна приобретать запахи
интенсивностью более 2 баллов
Не должна приобретать запахи
интенсивностью более 2 баллов (для
бассейнов и аквапарков - 3 баллов)
Температура
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
Водородный показатель
В пределах 6,0 - 9,0
Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения представлены
в Приказе №552 Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 13.12.2016.
Перейти к оглавлению
4

41.

Показатели
Категории водопользования
Для питьевого и хозяйственно-бытового
Органолептические
и
обобщенные
нормативы
качества
воды
Для рекреационного
водоснабжения
водоснабжения
Общая минерализация
различных
видов
вод (СанПиН
1.2.3685-21)
Не более 1000 мг/дм3
для централизованного
водоснабжения,
не более 1500 мг/дм3 для
(сухой остаток)
нецентрализованного водоснабжения
Общая жесткость
Не более 7,0 мг-экв/дм3 для централизованного водоснабжения, не более 10,0 мг-экв/дм3
для нецентрализованного водоснабжения
Растворенный кислород
Не должен быть менее 4,0 мг/л в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня
Биохимическое
потребление кислорода
(БПК5)
Не должно превышать при температуре в 20 градусов Цельсия, мг О2/дм3
2
Химическое потребление
кислорода (ХПК5)
Не должно превышать, мг О2/дм3
15
Химические вещества
Возбудители кишечных
инфекций
4
30
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
Вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций
Перейти к оглавлению
4

42.

Зональная схема перемешивания (разбавления) загрязнений
При выпуске сточных вод в водные объекты происходит их разбавление - процесс снижения
концентраций загрязняющих веществ, обусловленный перемешиванием сточных вод с водной средой, в
которую они выпускаются.
Снижение концентрации загрязнений в водоёмах происходит постепенно. Участок от места выпуска до
полного перемешивания сточных вод условно разделяют на три зоны:
1-я зона – начального разбавления. Процесс разбавления достигается за счёт разности скоростей
поступающих стоков и течения воды в водном объекте.
2-я зона – основного разбавления. Процесс разбавления идёт за счёт турбулентной диффузии в воде
водного объекта.
3-я зона – самоочищения. Разбавление практически не происходит, концентрации снижаются за счёт
процессов самоочищения воды.
Перейти к оглавлению
4

43.

Самоочищение воды в водоёмах
Самоочищающая способность водоема зависит от условий смешения и разбавления сточных вод
водой водоемов.
В соответствии с Приказом №1118 Министерства природных ресурсов и экологии Российской
Федерации от 29.12.2020 "Об утверждении Методики разработки нормативов допустимых сбросов
загрязняющих веществ в водные объекты для водопользователей" для действующих и
проектируемых организаций-водопользователей устанавливаются величины НДС (нормативы
допустимых сбросов) исходя из нормативов качества воды водного объекта.
При этом норматив допустимого сброса устанавливается для каждого загрязняющего вещества в
каждом выпуске сточных вод, поступающих в водный объект в результате хозяйственной
деятельности.
Гигиенические нормативы химических веществ и микроорганизмов должны соблюдаться в
максимально загрязненной струе контрольного створа на расстоянии не далее 500 м. от места
Процесс самоочищения во многом зависит от степени перемешивания воды реки со сточными
выпуска сточных вод.
водами. При определении степени смешения в расчёт принимают не весь расход реки, так как вблизи
места выпуска не происходит достаточного смешения (оно происходит во 2-ой зоне - основного
разбавления).
Для учета расхода реки, участвующего в смешении, используют коэффициент смешения, который
показывает, какая часть общего расхода реки смешивается со сточной водой в данном створе.
Для расчета разбавления сточных вод в проточных водоемах используют метод Фролова-Родзиллера,
а
в
озерах
и
водохранилищах
–
методы
Руффеля
и
Лапшева.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Перейти к оглавлению
4

44.

Определение коэффициента смешения при выпуске
сточных вод в проточные водоёмы
При выпуске сточных вод в проточные водоёмы коэффициент смешения определяют по
методу Фролова и Родзиллера (Приказ №1118) по формуле:
Где Q - расчётный расход водотока у места выпуска сточных вод, м3/с;
q - максимальный расход сточных на выпуске, м3/с;
a - коэффициент, учитывающий гидравлические условия;
l - расстояние от выпуска до расчётного створа по фарватеру, м.
Значение коэффициента смешения на практике принимается в пределах 0,9 - 0,95, что
соответствует смешению с 90 или 95% расхода воды реки.
Перейти к оглавлению
4

45.

Определение коэффициента смешения
Коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке, определяют по формуле:
Где φ - коэффициент извилистости;
ξ - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (у берега ξ=1, в стержне реки
ξ=2);
D - коэффициент турбулентной диффузии, м2/с;
q - максимальный расход сточных вод, м3/с.
Коэффициент извилистости определяют по формуле:
Где Lф - длина русла от выпуска до расчётного створа по фарватеру, м;
Lпр - длина по прямой от выпуска до расчётного створа, м.
Перейти к оглавлению
4

46.

Определение коэффициента смешения
Коэффициент турбулентной диффузии для летнего периода определяют по формуле:
Где g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с;
- минимальная скорость течения в водоёме в месте выпуска, м/с;
Hср - средняя глубина водоёма вблизи выпуска, м;
- коэффициент шероховатости ложа водоёма (определяется по справочным данным);
С - коэффициент, определяемый по формуле:
Где R - гидравлический радиус потока, м (принимаем R=H);
Перейти к оглавлению
4

47.

Определение коэффициента смешения
Коэффициент турбулентной
определяют по формуле:
диффузии
для
зимнего
времени
(периода
ледостава)
Где Rпр - приведённое значение гидравлического радиуса, м; (Rпр = 0,5 H)
- приведённое значение коэффициента шероховатости ложа водоёма;
Спр - приведённое значение коэффициента, определяемого по формуле:
Где
- коэффициент шероховатости нижней поверхности льда, определяемый по справочным
данным;
Перейти к оглавлению
4

48.

Определение коэффициента смешения
Кратность общего разбавления сточных вод в водоёме определяется по формуле:
Где
- кратность начального разбавления;
- кратность основного разбавления.
Кратность начального разбавления определяется по формулам:
- для выпуска в мелководье или верхнюю треть
глубины;
- для выпуска в нижнюю треть
глубины;
Кратность основного разбавления определяется по формулам:
- для выпуска в мелководье или верхнюю треть
глубины;
- для выпуска в нижнюю треть
глубины;
Перейти к оглавлению
4

49.

Ведомость расчёта коэффициента смешения при
выпуске сточных вод в проточные водоёмы
Результаты расчётов необходимо оформить в табличной форме для удобного использования в
последующих расчётах.
Коэффициент турбулентной диффузии
D
Коэффициент извилистости
φ
Коэффициент, учитывающий гидравлические условия
ξ
Коэффициент смешения
Значение коэффициента смешения указать с точностью до 4 знаков после
запятой.
Перейти к оглавлению
4

50.

Вопросы для самоконтроля
• Предельно допустимый сброс (ПДС).
• Ориентировочно допустимый уровень (ОДУ).
• Самоочищающая способность водоема.
• Классификация водных объектов по категориям водопользования.
• Зональная схема разбавления концентраций загрязнений.
• Метод Фролова-Родзиллера.
• Коэффициент извилистости русла.
для закрепления
теоретического и
практического материала
ответьте на данные
вопросы!
Перейти к оглавлению
5

51.

Список литературы
• Определение расчётных расходов сточных вод;
• Определение концентрации загрязнений в сточных водах;
• Определение коэффициента смешения при выпуске сточных вод в проточные
водоёмы;
• Определение необходимой степени очистки сточных вод;
• Разработка и обоснование технологической схемы сточных вод;
Перейти к оглавлению
6