Расчет разбавления в водотоках и водоемах

                                                              

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный университет

                                                        Кафедра геоэкологии

Отчёт по лабораторной работе № 3

По дисциплине:                                       Экология                                                              .

                                   (наименование учебной дисциплины  согласно учебному плану)

Тема: «Расчет разбавления в водотоках и водоемах» 
 
 
 
 

Выполнила: студентка    гр. ТНГ-08-1           ____________               / Журбенко Н.Л./

                                                                                                                       ^{(подпись)                                                 (Ф.И.О.)}    
 

Проверила:_                           _                         ____________                  /Анциферова Т.А./

                                         ^{(должность)                                                         (подпись)                                                    (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2011

 

      Цели работы:

     Изучить методику расчета такого показателя сточных вод как кратность разбавления; ознакомиться с классификацией сточных вод.

     Задание:

     1. Определить кратность разбавления  сточных вод в расчетном створе.

     2. Показать ситуационную схему для расчета.

     Исходные  данные:

     Численные значения параметров, влияющих на разбавление, указаны в таблице.

   L’ – расстояние от места выпуска сточных вод до ближайшего населенного пункта   

     Общие сведения:

     Сточные воды — любые воды и атмосферные  осадки, отводимые в водоёмы с  территорий промышленных предприятий  и населённых мест через систему  канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека. Сточные воды могут быть классифицированы по источнику происхождения:

1. производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах при производстве или добыче полезных ископаемых), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации;
2. бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды (образующиеся в жилых помещениях, а также в бытовых помещениях на производстве, например, душевые кабины, туалеты), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации;
3. поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые, то есть образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации. Так же могут называться «ливневые стоки».

     Производственные  сточные воды, в отличие от атмосферных  и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены по составу загрязнителей на:

• загрязнённые по преимуществу минеральными примесями;
• загрязнённые по преимуществу органическими примесями;
• загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями.

     В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей  — консервативные, т.е. такие, которые  с трудом вступают в химические реакции  и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные, т.е. такие, которые могут в т.ч. подвергаться процессам самоочищения водоёмов.

     В состав сточных вод входят:

• неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи);
• органические (нефтепродукты, органические кислоты), в т.ч. биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в т.ч. болезнетворные).

     Разбавление сточных вод - это процесс снижения концентрации загрязняющих веществ в водоемах, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются. Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется кратностью разбавления: n.

       

     Ход работы:

     Кратность разбавления в водотоке у расчетного створа: ,

где       γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть воды водотока участвует в

           разбавлении;                                       q – максимальный расход сточных вод [м³/с];

     Q – расчетный минимальный расход воды водотока в контрольном створе, [м³/с].

     При определении кратности разбавления  сбрасываемых сточных вод водой  водотока расчетный расход Q принимается при следующих условиях:

• для незарегулированных водотоков – расчетный минимальный среднемесячный расход воды года 95%-ной обеспеченности;
• для зарегулированных водотоков – установленный гарантированный расход ниже плотины (санитарный пропуск) с учетом исключения возможных обратных течений в нижнем бьефе.
• расчетный расход может быть получен в установленном порядке в органах Госкомгидромета.

     При расчетах кратности разбавления наибольшее распространение получил метод В.А.Фролова – И.Д.Родзиллера для водотоков. Этот метод применим для больших и средних водотоков.

      Согласно  ГОСТ 17.1.1.02-77 “Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов”, водные объекты классифицируются по типам и видам.

 

     В соответствии с этим методом определяется коэффициент смешения:

     γ=

, где

Q – среднемесячный расход воды водотока 95%-ой обеспеченности [м³/с];

q – максимальный расход сточных вод, подлежащих сбросу в водоток, [м³/с];

L – расстояние по фарватеру водотока от места выпуска до расчетного створа, [м];

a – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения:  a = x

где     x – коэффициент, зависящий от расположения выпуска сточных вод в водоток,

           (при выпуске у берега x = 1 – в моей работе; при выпуске в фарватер x = 1,5);

j – коэффициент извилистости водотока, т.е. отношению расстояния между рассматриваемыми створами водотока по фарватеру к расстоянию по прямой, =1;

D – коэффициент турбулентной диффузии.

     Для равнинных рек и упрощенных расчетов, коэффициент турбулентной диффузии находят по формуле М.В.Потапова:  D = , где

     V_ср – средняя скорость течения водотока на интересующем нас участке между нулевыми расчетными створами, м/с;

     Н_ср – средняя глубина на этом участке, м.   

     Пример расчета:

     1. D = .

     2. a = x .

     3. γ = , при L = 500м.

     4. . 

     Вывод:

     Очистка сточных вод — это разрушение или удаление из них загрязняющих веществ, обеззараживание и удаление патогенных организмов.

     Существует  большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие  основные группы по основным используемым принципам:

• механические.

Они основаны на процедурах процеживания, фильтрования, отстаивания, инерционного разделения. Позволяют отделить нерастворимые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов.

• химические.

Применяются для выделения из сточных вод  растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, обесцвечивание и обеззараживание. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка.

• физико-химические.

При этом используются процессы коагуляции, окисления, сорбции, экстракции, электролиза, ультрафильтрации, ионообменной очистки, обратного осмоса. Это высокопроизводительный способ очистки, отличающийся высокой стоимостью. Позволяет очистить сточные воды от мелко- и грубодисперсных частиц, а также растворённых соединений (за исключением истинно-растворенных соединений - например, солей).