Визначення необхідного ступеня очищення промислових стічних вод

Скидання стічних вод у водойми здійснюють тільки за умови виконання спеціальних вимог, встановлених для цих водойм. Основним показником кількості органічних забрудників, що надходять у водойми зі стічними водами є величина БСК_повне. Вона характеризує ту кількість кисню, яка повинна бути використана водоймою на біохімічні процеси окиснення внесених забруднень Цей показник досить повно характеризує лише міські стічні води, в яких як правило, містяться здебільшого побутові води. Однак у разі скидання промислових стічних вод більшості галузей промисловості одним цим показником обмежуватися не можна, оскільки він не відбиває потребу в кисні для повного окиснення всіх речовин, що містяться в стічних водах. Більш чітке уявлення про сумарну забрудненість виробничих стічних вод дає інший показник — хімічне споживання кисню (ХСК) — кількість кисню, необхідна для повного окиснення вуглецю, водню, сірки, азоту та інших речовин, що містяться в стічній воді, в тому числі й тих, що не піддаються хімічному окисненню. За абсолютною величиною ХСК завжди перевищує БСК; перевищення залежить від виду забруднювальних речовин і коливається в дуже широких межах (від 1,1 раза для етилового спирту до 60 разів для триетиламіну). Хоча величина ХСК не нормується чинними нормами охорони водойм, однак її слід брати до уваги під час визначення допустимого навантаження на водойму, виходячи з величини допустимого БСК і кількості розчиненого кисню.

Крім БСК і ХСК при визначенні необхідного ступеня очищення промислових стічних вод враховують нормативні показники речовин, ідентифікованих у стічних водах, вміст завислих речовин, реакцію рН води водойми, температуру води, кольоровість, запах і мінеральний склад.

Умови скидання стічних вод у проточні та непроточні водойми різні. Дотримання науково обгрунтованих норм скидання стічних вод у водойми повинно забезпечити ефективне самоочищення води. Під самоочищенням води мають на увазі ліквідацію у воді водойми органічних речовин, що потрапили в неї, під впливом мікроорганізмів. Насправді це відбувається внаслідок не лише біохімічних, а й фізико-хімічних процесів, наприклад, взаємодії кислот і лугів з гід— рогенкарбонатними речовинами водойми, дегазації легколетких речовин тощо. До процесів самоочищення можуть бути віднесені також сорбція розчинених сполук планктоном і донними відкладами, агломерація та осідання часточок, нарешті, розбавляння забрудненого потоку чистими потоками водойми тощо. Тому під самоочищенням слід розуміти сукупність біохімічних, фізико-хімічних та гідродинамічних (розбавляння) процесів, які зумовлюють зниження концентрації забруднювальних речовин _;у воді водойми. Наведені далі співвідношення дають змогу лише орієнтовно оцінити умови скидання стічних вод.

Для проточної водойми умова скидання стічних вод за нормативним показником вмісту шкідливих домішок визначається нерівністю

C_Зq+C_З.ВaQ≤(aQ+q) С_ГДК (2.11)

де С_З — концентрація забрудника в стічних водах, якої потрібно досягти в результаті очищення; С_З.В. — концентрація того самого виду забрудника у воді водойми до скидання стічних вод; С_ГДК — ГДК; a — коефіцієнт змішування, що показує, яка частина води у водоймі змішується із стічними водами в розрахунковому відведенні; Q - витрати води у водоймі; q — витрати стічних вод, що надходять у водойму.

Значення Q визначають за даними гідрометеорологічної служби; q — за технологічними розрахунками, а значення С_З.В. — на основі натурних замірів або ^за Довідковими даними. Коефіцієнт змішування а залежить від багатьох чинників: конструкції випускання, відстані до розрахункового відведення, гідравлічних характеристик потоку та гідрологічних параметрів водойми.

Умови скидання стічних вод до непроточної водойми визначають за співвідношенням

(2.12)

де n_р — кратність найменшого розбавляння.

Поділивши обидві частини нерівності (2.11) на q, дістанемо:

Вираз у дужках означає кратність розбавляння в проточних водоймах. Тоді значення п_р і а визначаються виразами

a = (n_p-q):Q (2.14)

Підставивши значення а з (2.14) у (2.13), маємо:

С₃ + (n_р- 1) С_З.В. ≤ n_р С_ГДК. (2.15)

Аналіз рівняння (2.14) показує, що в разі відсутності забрудника даного виду в проточній водоймі цей вираз набуває вигляду

C₃ < n_p C_ГДК

тобто концентрація забруднень у стічних водах повинна бути такою, що дорівнює або менша від добутку кратності розбавляння на ГДК. Іншими словами, добуток розбавляння повинен бути таким, щоб концентрація забруднень у проточній водоймі не перевищувала гранично допустимої концентрації.

Якщо концентрація забрудника у водоймі С_З.В. збільшуватиметься в часі (коли забруднення, що скидаються, повільно розкладаються), розбавлянням можна знехтувати (вираз у дужках дорівнює або близький до О), і вираз (2.15) набуває вигляду

С_З ≤ С_ЗВ

У такому випадку стічні води потрібно очищувати до концентрації, нижчої за ГДК.

Розглянемо, як знайти необхідну кратність розбавляння в розрахунковому відведенні.

ПРИКЛАД 2.6. В проточну водойму з концентрацією заліза 0,3 мг/л скидають промислові стічні води, що містять 2 мг/л заліза. Визначити необхідну кратність розбавляння в розрахунковому відведенні.

РОЗВ ЯЗОК.Підставивши вихідні дані у формулу (2.14), дістанемо:

2 +(n_р- 1)∙0,3 = 0,5n_р

(разів).

Необхідний ступінь очищення стічних вод від завислих речовин Д та за величиною БСК_повне Еу відсотках визначають за формулами

Д = (С-С_лоп)/С; (2.16)

Е=(В_а-В_вод)/В_а; (2.17)

де С — кількість завислих речовин у стічній воді до очищення, г/м³; С_ДОІ1 — допустимий вміст завислих речовин, що містяться в стічних водах, г/м³; В_а — фактичне БСК_повне у воді, що підлягає скиданню; В_вод — БСК_повне, якого треба досягти в процесі очищення.

Якщо стічні води мають кислу або лужну реакцію, слід брати до уваги нейтралізуючу здатність водойми. Це інколи дає змогу обійтися без спеціальних споруд з нейтралізації стічних вод. Вода водойм часто містить гідроген-карбонати кальцію Са(НС0₃)₂ та магнію Мg(НС0₃)₂. які зумовлюють її карбонатну твердість, а також розчинений оксид карбону (IV) С0₂. Ці мінеральні солі та оксид карбону (IV) вступають у реакцію з кислотами і лугами, розчиненими в стічних водах. Згідно з санітарними правилами, у водоймах усіх видів користування при розрахунковому відведенні стічних вод зміна величини рН не повинна виходити за межі 6,5—8,5. Допустимий вміст кислоти або лугу в стічних водах, що скидаються у водойму, визначають за рівняннями

C_CТ.К. =(п-1) С_к; С_СТ.Л. = (п - 1) С_д,

де С_к, С_л — максимальна кількість кислоти С_ст.к або лугу С_ст.л в 1 мл нормального розчину, яким можна нейтралізувати 1 л води за умови, що при розрахунковому відведенні стічних вод рН води залишиться в межах санітарних вимог.

Допустимі температуру, кольоровість, запах, сольовий склад, вміст розчиненого кисню у воді водойми, що змішується зі стічними водами, встановлюють дослідним шляхом.