Разбавление примесей в гидросфере Общие понятия и

Разбавление примесей в гидросфере

Общие понятия и закономерности Разбавление сточных вод - процесс снижения концентрации веществ в водотоках и водоёмах. Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется кратностью разбавления и определяется по формуле:

Интенсивность процесса разбавления может быть выражена и через отношение избыточных концентраций загрязнения в месте выпуска к концентрациям в рассматриваемом сечении: Для водотоков формула представлена в виде:

Участок водоема или водотока в связи с разбавлением можно разделить на три зоны:

от места выпуска до первой точки: от первой точки до второй: общее на водотока: рассматриваемом участке

После полного перемешивания сточных вод в водоеме:

Методы расчета разбавления для водотоков

Метод И. Д. Родзиллера основан на решении дифференциального уравнения турбулентной диффузии:

Концентрация максимально струи определяется: загрязненной

Коэффициент смешения следующей формуле: вычисляют по

Коэффициент турбулентной диффузии определяют по формуле А. В. Караушева или по формуле В. М. Маккавеева

Коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек может быть определен по формуле М. В. Потапова:

Метод А. В. Караушева основан на решении уравнения турбулентной диффузии методом конечных разностей для плоской задачи. Для установившегося потока уравнение в форме конечных разностей будет иметь вид:

Схема расчетных клеток к методу А. В. Караушева:

Размеры клеток зависимостью: связаны между собой Размер начальной клетки связан начальными условиями выпуска сточных вод: ü выпуск у берега ü выпуск русловой с

Методы расчета разбавления для водоемов 1. Метод М. А. Руффеля 2. Метод Н. Н. Лапшева

Метод М. А. Руффеля основан на решении дифференциального уравнения турбулентной диффузии для условий разбавления сточных вод в водоемах, когда основное течение вызывается ветром

Начальное разбавление при выпуске в мелководной прибрежной зоне определяется по формулам: ü в верхней трети глубины ü в нижней трети глубины

Основное формулам: разбавление рассчитывают ü для выпуска у берега ü для выпуска вдали от берега по

ü для выпуска у берега ü для выпуска вдали от берега

Метод Н. Н. Лапшева применяется для рассеивающих и сосредоточенных выпусков при скорости истечения сточных вод V 0= 2 м/c, когда отношение глубины в месте выпуска к диаметру выпуска больше 30 (H/d 0 >30)

Наименьшее разбавление, наблюдается на расстоянии L от места выпуска с учетом начального разбавления, находят по формуле: При сосредоточенном выпуске А=1, При рассеивающем

Когда движение воды в водоеме определяется стоком, находят по формуле: Когда в водоеме течение определяется ветром или известны скорости стоковых течений:

Параметр S в зависимости от глубины в районе выпуска рассчитывают по формуле:

Условия сброса сточных вод

Расчет ПДС для проточных водоёмов

Предельно допустимый сброс (ПДС) – максимальное количество загрязняющего вещества, которое можно сбросить в водоём, не превышая ПДК загрязняющего вещества в месте водопользования с учетом разбавления

Величина ПДС определяется для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод q (м 3/ч) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества СПДС (г/м 3): ПДС= q СПДС

Основное расчетное уравнение для определения СПДС без учета неконсервативности вещества имеет вид: СПДС = n(СПДК - СФ ) + СФ , n = nн n 0 С учетом неконсервативности загрязняющего вещества уравнение имеет вид: СПДС = n(СПДК·еkt - СФ ) + СФ ,

При установлении ПДС по параметру биохимического поглощения кислорода (БПК)расчетное уравнение имеет вид: СПДС = n[(СПДК - ССМ ) · е(k 0 t) ] + СФ ,

Величину ССМ принимают равной: • для горных рек ССМ =0, 6 -0, 8 г/м 3; • для равнинных рек, протекающих по территории, почва которой не слишком богата органическими веществами ССМ =1, 7 -2 г/м 3; • для рек богатого питания или протекающих по территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ ССМ =2, 3 -2, 5 г/м 3.

Кратность начального разбавления учитывают при выпуске сточных вод в водостоки в следующих случаях: • для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при соотношении скоростей реки VСТ и выпуска VР VСТ ≥ 4 VР; • при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска, больших 2 м/с; • при меньших скоростях расчет начального разбавления не производится.

Расчет ПДС для водохранилищ и озер

Кратность начального разбавления рассчитывают следующим образом: для мелководья при выпуске в нижнюю треть глубины

Средняя глубина выпуска НСР равна: водоема вблизи • на участке 100 м НСР =3 -4 м; • на участке 150 м НСР =5 -6 м; • на участке 200 м НСР =7 -8 м; • на участке 250 м НСР =9 -10 м.

Необходимую степень очистки сточных вод по каждому загрязняющему веществу проводят по лимитирующему признаку вредности с учетом условия и определяют как