ТЕМА: РАЗБАВЛЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ПРИ ВЫПУСКЕ В ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Снижение концентрации загрязнений сточных вод после выпуска происходит за счет их разбавления водой природного водного объекта, возникающее вследствие перемешивания (смешивания) этих вод. Смешение сточных вод и водного объекта происходит в течении определенного времени и на некотором расстоянии от выпуска. Сечение в водотоке или водоеме, где происходит полное перемешивание сточных вод с водами водного объекта, называется створом полного смешения. Участок водного объекта, где происходит смешение, разделяют на две зоны: зону начального разбавления, обусловленную турбулентным воздействием вытекающей струи сточных вод на окружающую водную среду, и зону основного разбавления, определяемую процессом непосредственного перемещения потоков жидкостей.
Интенсивность основного смешения характеризуют кратностью или степенью разбавления сточных вод: n 0=(a. Q + q)/q где n 0 — кратность разбавления, показывающая, во сколько раз сточные воды разбавляются водой водного объекта; а — коэффициент смешения, показывающий какая часть воды водного объекта принимает участие в разбавлении сточных вод. Он равен 1, если вся вода водного объекта разбавляет сточные воды, и меньше единицы во всех остальных случаях; Q — расход воды водного объекта 95 %-й обеспеченности стока, определяемый по самому маловодному году, повторяющемуся 5 раз в 100 лет или 1 раз в 20 лет, м 3/ч; q — расход сточных вод, м 7 ч. Исходя из наличия двух зон разбавления общая кратность разбавления может быть представлена в виде: n = n 0 nн где n — общая кратность разбавления; nн — степень начального разбавления.
Процесс разбавления определяется технологическими и конструктивными особенностями выпусков сточных вод, а так же гидрологическими параметрами водных объектов, к которым относятся характер движения воды, форма русла и ложа, состав и свойства воды и др. Кроме того, этот процесс зависит от расхода сточных вод и скорости их выпуска, состава и их свойств и других факторов. Все это указывает на сложность процесса разбавления сточных вод, который изменяется в зависимости от места расположения расчетного контрольного створа. Для расчета кратности разбавления при сосредоточенных выпусках сточных вод в средние и большие реки применяют способ Фролова — Родзиллера, при котором не учитывают начальное разбавление и коэффициент смешения определяют по формуле: где β — коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения; lа — расстояние по фарватеру от места выпуска до расчетного контрольного створа, м.
Коэффициент β рассчитывают по формуле: где — коэффициент извилистости фарватера, определяемый отношением длины участка смешения по фарватеру lа к длине этого же участка по прямой lпр, т. е. = lа /lпр ; — коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод и равный 1 при береговом выпуске и 1, 5 при русловом выпуске; q — расход сточных вод, м 3/с; Е— коэффициент турбулентной диффузии: E = Hcр. Vпg/(2 Cmб), где Hcр— средняя глубина реки, м; Vп — средняя скорость потока в реке, м/с; g — ускорение сводного падения, м/с2; С — коэффициент Шези, м 0, 5/с; mб — коэффициент Буссинеска, равный для воды 22, 3 м 0, 5/с Для равнинных рек коэффициент Е можно определять по рощенной формуле: E=0. 005 Hcр. Vп
Расчет сбросов предприятия. Расчет проводится для металлургического комбината ОАО «ИМК» 1 -го класса опасности. Исходные данные: ПДК(h 2 s) = 0, 01 мг/л А = 10 г/с Q = 60 м. З/с q = 0, 5 м. З/с Vcp = 0, 45 м/с hсp = 3 м φ = 1, 1 ξ = 1 Найти: L -? Решение: 1. Найдем необходимую кратность разбавления: С = (A/Q) + b, где b - фоновая концентрация загрязнителя в водоеме; b = 0 мг/л А - поступления загрязняющих веществ, г/с Q - расход воды в реке в единицу времени, м. З/с C=10/60 + 0 = 0, 17 г/м 3=0, 17 мг/л n = С/ПДК = 0, 17/0, 01 = 17
2. Посчитаем коэффициенты, необходимые для дальнейших расчетов. E = (VCр* hcp)/200 E = (0, 45*3) /200 = 6, 75 *10 -3 β = ξ * φ * (E/q)^1/3 , где E – коэффициент турбулентной диффузии; β - коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения; ξ - коэффициент, зависящий от места сброса, если сброс осуществляется с берега, то ξ =l φ - коэффициент извилистости реки β = 1 * 1, 1 * (6, 75*10 -3/0, 5)^1/3= 0, 26 n = (a * Q + q)/q, где n - кратность разбавления, a - коэффициент смешения, показывающий какая часть воды водного объекта принимает участие в разбавлении сточных вод; q – расход сточных вод. n = (a * Q + q)/q => a = ((n-1) * q)/Q a = ( (17 -1) * 0, 5)/60 = 0, 13 a = (1 -d)/(1+(Q/q) * d) 0, 13 = (1 -d) / (1+ (60/0, 5) * d) = (1 -d) / (1 + 120*d) ; d=0, 052 d=e^(- β*L^1/3) L - расстояние от места сброса стока до рассматриваемого створа по фарватеру реки, м L = (ln 3 d)/- β 3 L=ln 30. 052/-0. 263=1400 м.
Скачать презентацию ТЕМА РАЗБАВЛЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ПРИ ВЫПУСКЕ В ПОВЕРХНОСТНЫЕ
Разбавление сточных вод (Епишин, Армизонов).ppt