Также оценка качества воды и сравнение  современного состояния водного  объекта с установленными в прошлые  годы характеристиками проводятся на основании индекса загрязнения  воды по гидрохимическим показателям (ИЗВ). Этот индекс представляет собой  формальную характеристику и рассчитывается усреднением как минимум пяти индивидуальных показателей качества воды. Обязательны для учета следующие  показатели: концентрация растворенного  кислорода, водородный показатель рН и биологическое потребление кислорода БПК₅.  
 
 
 
 
 
 
 

ПРАКТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ.

ЗАДАЧА  №1:

  Планируется сбрасывать в водоток сточные воды промышленного предприятия с максимальным расходом q= 2,0  м3/с. Ниже по течению от планируемого берегового выпуска сточных вод, на расстоянии 3 км находится поселок М., использующий воду водотока для купания и отдыха. Водоток характеризуется на этом участке следующими показателями:

1. среднемесячный расход водотока 95%-ой обеспеченности
2. средняя глубина Н_ср=1,0м
3. средняя скорость течения V_ср=1,2 м/с
4. коэффициент Шези на этом участке С=30 м^0,5/с
5. извилистость русла слабовыражена.

   Определить  кратность разбавления  сточных вод в  расчетном створе. Выпуск сточных вод  – береговой. 

РЕШЕНИЕ:

     Для водоемов с направленным течением кратность  разбавления n_p можно определить по формуле:

n_p = 1 + m_c / q, где

  q – объемный расход сточных вод, м³/с;

  Q– объемный расход воды в водоеме, м³/с;

  m_c – коэффициент смешения, показывающий, какая часть воды участвует в смешении.

   Величину  m_c можно рассчитать по методу Фролова-Родзиллера, который основан на решении дифференциального уравнения турбулентной диффузии при следующих допущениях:

• речной поток считается безграничным;
• зона начального разбавления отсутствует (для рек она значительно короче, чем для озер);
• выпуск сточных вод сосредоточенный.

   Коэффициент смешения для рек определяется по формуле:

 

Здесь  – коэффициент, характеризующий гидравлические условия смешения;

q – объемный расход сточных вод, м³/с;

 –  коэффициент, характеризующий условия  сброса (для берегового выпуска  =1, для выпуска в сечении русла =1,5);

 –  коэффициент извилистости русла,  при слабовыраженной извилистости русла =1;

E – коэффициент турбулентной диффузии, определяемый по формуле Караушева.

Е= _, где

g – ускорение силы тяжести (g = 9,81 м/c²);

Н_ср – средняя глубина русла по длине смешения, м;

v_ср – средняя по сечению русла скорость течения реки на удалении L от места выпуска сточных вод, м/с;

С –  коэффициент Шези;

М_ш – функция коэффициента Шези, для воды М_ш=22,3 м^0,5/с. 

Е===0,0176 м²/с

=1*1*0,206=0,206

====0,487

n_p = 1 + 0,487*37,0/ 2,0=10,01 

ОТВЕТ:

     Кратность разбавления сточных вод в  расчетном створе равна 10,01. 

ЗАДАЧА  №2:

      В водотоке с расходом после очистных сооружений сбрасываются очищенные сточные воды с расходом q= 0,75  м3/с. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающие на очистные сооружения С_ст=200 мг/л.  Участок водного объекта, куда сбрасываются сточные воды, относится ко второй категории рыбохозяйственного использования. Концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до места сброса С_ф=2 мг/л.  Коэффициент смешения для данного случая .

     Определить  концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, разрешенной к сбросу в водоток после очистных сооружений, и необходимую эффективность очистки сточных вод. 

РЕШЕНИЕ:

  Для данного участка водоема допускаемое увеличение содержания взвешенных веществ Р=0,75 мг/л.

     Предельно допустимое содержание взвешенных веществ  в спускаемый водоем сточных водах вычисляем по формуле:

     m=P*( *Q/q+1)+ С_ф, где

P- допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после  

     спуска сточных вод;

- коэффициент  смешения;

Q - расход воды в водоеме, м3/с;      

q -  расход сточных вод

С_ф – концентрация взвешенных веществ в водоеме до спуска сточных вод, мг/л.

m=0,75*(0,67 *25,0/0,75+1)+2=19,5 мг/л

     Степень необходимой очистки по взвешенным веществам определяется по формуле:

     Э=

     Э== 90,25 %

ОТВЕТ:

      Концентрация  взвешенных веществ, разрешенной к  сбросу в водоток равна 19,5 мг/л. Необходимая  степень очистки сточных вод  – 90,25 %. 

ЗАДАЧА №3:

  Определить необходимую степень очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода, которые сбрасываются в водоток, при условии:

полное  биохимическое потребление  кислорода соответственно сточным водам, поступающим  на очистную станцию, 

расход  воды в реке, м3/с       

q - расход сточных вод q= 1,6 м3/с

содержание  растворенного кислорода  в воде водотока до места сброса сточных  вод,

  полное биохимическое  потребление кислорода  соответственно речным  водам, мг/л

O-минимальное содержание кислорода в воде принимаемое равным 4 или 6 г/м3

  коэффициент смешения  сточных вод, 

Категория водопользования  водного объекта: хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое  назначение 

РЕШЕНИЕ.

     В соответствии с правилами спуска сточных вод в водотоке после  смешения ее со сточной водой содержание растворенного кислорода должно быть не ниже 4 мг/л, а для рыбохозяйственных водоемов - 6 мг/л. Исходя из этого можно определить допустимую для данного водоема максимальную БПК (биохимическое потребление кислорода ) спускаемых сточных вод.

     Допустимое  БПК_пол сточных вод, сбрасываемых в водоем, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода, выражается уравнением:

, где

полное  биохимическое потребление  кислорода соответственно сточным водам 

расход  воды в реке, м3/с      

q- расход сточных вод

содержание  растворенного кислорода  в реке до места  сброса сточных вод,

  полное биохимическое  потребление кислорода  соответственно речным  водам,

O-минимальное содержание кислорода в воде принимаемое равным 4 или 6 мг/л

 коэффициент  смешения сточных вод.

     Необходимую степень очистки  Э определяют в процентах (%). Она рассчитывается по формуле:

Э= %

     Процесс   самоочищения   в   водоеме   от   неконсервативных    веществ сопровождается потреблением кислорода на минерализацию органических  веществ и  растворением  кислорода,  поступающего  с  поверхности  водного  зеркала. Если кислород в  реке  после  сброса  сточных  вод  находится  в  достаточном  количестве,  следовательно,   не   требуются дополнительные мероприятия по насыщению воды кислородом. 

     Расчетный створ водоема по виду водопользования  относиться к источникам хозяйственно-питьевого  и культурно-бытового назначения- 11 категория, поэтому концентрация кислорода  вычисляется по вышеуказанной формуле  и получаем: 

= 32,525 мг/л 

     Полное  биохимическое потребление кислорода  соответственно сточным водам будет  равно 32,5 мг/л.

     Теперь  мы можем посчитать необходимую  степень очистки: 

Э= =0,87*100= 87,0 % 

ОТВЕТ:

     Необходимая степень очистки сточных вод, которые сбрасываются в водоток, по содержанию растворенного кислорода  будет равна 87,0 %.

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

 

1. Одум Ю. Основы экологии - М.: Мир, 1985.
2. Примеры расчетов канализационных сооружений. Учебное пособие для ВУЗов.
3. Охрана окружающей среды под ред. С. А. Брылова - М.: Просвещение, 1986.
4. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в

  России  – М.: Мысль, 1999.

5. Колесников С.И. Экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2003.
6. Экологическое право России (конспект лекций). – М: «Приор-издат», 2004.
7. Дубовик О.Л. Экологическое право в вопросах и ответах: Учебное пособие. – М.:  ТК Велби, Изд-во Проспект, 2004.
8. Материалы  с сайта:  http://www.transform.ru/pages/question&answer/31sokolov/31sokolov.htm#я2