Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

Кафедра гідравліки та сантехніки

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА

З КУРСУ “РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ВОДНИХ РЕСУРСІВ”

Виконав:

ст.гр ВВД-11сп

Смирнов О.Е

Прийняв:

Гвоздецький О.Г

Львів-2011

Зміст

стічний очищення забруднення водовідвід

Вступ

1. Розрахунок водного балансу промислових підприємств і промвузла

1.1 Розрахунок добових витрат води

1.2 Розрахунок водного балансу до впровадження ресурсозберігаючих

1.3 Оцінка ефективності використання води для технічних цілей

1.4 Розрахунок водного балансу з урахуванням технічного удосконалення водного господарства

1.5 Розрахунок водного балансу промвузла

2. Визначення і оцінка впливу водовідбору промвузла на режим використання вододжерела

2.1 Визначення загального водовідбору промвузла

2.2 Визначення достатності витрат річки для покриття потреб промвузла

3. Розрахунок і оцінка умов спуску стічних вод у річку

3.1 Розрахунок кратності розбавлення стічних вод водами річки

3.2 Визначення необхідного ступеня очищення стічних вод і гранично допустимого скиду (ГДС) забруднень

3.2.1 Розрахунок ГДС токсичних забруднень підприємствами промвузла до системи водовідведення міста

4. Економічна оцінка розроблених водозберігаючих природоохоронних інженерно-технічних рішень

4.1 Розрахунок відвернутого економічного збитку

4.2 Розрахунок збору платежів за скидання забруднюючих речовин у

водний об'єкт

Висновок

Література

Вступ

Програмою дисципліни "Раціональне використання і охорона водних ресурсів" передбачається виконання студентами 5 курсу спеціальності“Водопостачання та водовідведення” індивідуальних розрахунково-графічних завдань, практичних і самостійних робіт на тему "Раціональне використання водних ресурсів у промисловому вузлі".

Промисловий вузол є частиною територіально-виробничого комплексу України. У ньому передбачено загальне використання групою підприємств трудових ресурсів, сировинних ресурсів, транспортних засобів, будівельної бази, інженерних комунікацій. У рамках промвузла досягається оптимально-корисний ефект для суспільства від використання водних ресурсів з дотриманням еколого-економічних, санітарно-технічних і правових вимог. Для України питання раціонального використання водних ресурсів є надзвичайно актуальним у зв'язку з водоємкою промисловістю, високими нормами водопостачання жителів міст, великими втратами при транспортуванні води і зростаючим забрудненням вододжерел. Згідно зі статистичними даними в Україні на виробничі потреби в 1999 р. було витрачено 6487 млн. куб. м прісної води, на господарсько-питні потреби - 3566 млн. куб. м. Основними споживачами води на виробничі потреби є підприємства електроенергетики, чорної і кольорової металургії, хімічної і нафтохімічної, харчової, машинобудівної промисловості та ін.

Житлово-комунальне господарство є великим споживачем води у зв'язку з високими нормами водоспоживання, що складають 195-450 л/доб. на людину. Так, у Харкові, Запоріжжі, Мелітополі, Чернігові добова норма водоспоживання на одного жителя складає 400 л, у Донецьку, Житомирі, Луганську, Полтаві, Рівному, Черкасах - 300 л при раціональній потребі за даними ВОЗ у межах 160 л.

Значні резерви щодо скорочення витрати свіжої води у виробництві можливо здобути за рахунок багаторазового використання очищених стічних вод. Частка води, яку використовують у системах оборотного і повторно-послідовного водопостачання, складає 56-98 % при середньому показнику в Україні 86 %.

Значні втрати свіжої води відбуваються при її транспортуванні. У 1999 р. вони складали 2584 млн. куб. м, що майже в 4,5 раза більше, ніж споживають машинобудівна, хімічна, нафтохімічна і харчова галузі разом узяті.

Великий екологічний збиток водним ресурсам завдає скидання недостатньо очищених і неочищених стічних вод, що склали у 1999р. відповідно 3172 і 784,2 млн. куб. м. Екологічні платежі за скидання таких вод істотно знижують економічні показники підприємства

1. Розрахунок водного балансу промислових підприємств і промвузла

1.1 Розрахунок добових витрат води

Для визначення добових витрат води виконуємо розрахунок кількості одиниць продукції, що випускають, підприємства (продуктивність підприємств), за формулою

одн, N_д1=20т; N_д2=5300пар; N_д3=8100пар.

де Qст - витрата виробничих стічних вод, що надходять у систему водовідведення і нагромаджувачі, м³/доб.;

- сумарна питома витрата виробничих стічних вод, що утворюються на підприємствах промвузла, м³/од.;

Далі за формулою Qi = N_д* q_{n і} : знаходимо добові витрати води,

Qі₁=2400м³; Qі₂=3895 м³; Qі₃=2824м³

де q_п.і - питомі витрати води, взяті з таблиці додатку 5 (див. гр.5-12).

Результати розрахунку подаємо у табличній формі і перевіряють на дотримання умови рівності втрат води, що надходить в систему водопостачання (Q надх), убуває (Qуб) в навколишнє середовище чи на потреби підприємства

Q надх. = Qуб.

Таблиця 1.1 - Водоспоживання і водовідведення на підприємствах промвузла, м3/добу

№ п/п Шифр підприєм-ства	Система водопостачання	Витрати зворотної і повторно-послідовної води,Qзв	Витрати свіжої води	Витрати стічних вод	Безповоротне споживання і втрати, Рзаг
			техн. Якості. Qт	питної якості на потреби	Потребують очистки	не потребують спец. очистки, Qн/о
				технічні, Qптп	госп. питні, Qг/п	виробничі, Qп/о	госп. побутові, Qг/поб
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ПОШ	Прямоточна	-	52	2	6	48	6	0	6
ПанФ	Прямоточна	-	256	29,5	82	175	82	77	33,5
Взутє	Зворотна і прямоточна	2,5	0	7,4	9	4,9	9	0	2,5

Для спрощення розрахунків рівняння водного балансу записуємо з урахуванням лише витрат, що використовують на виробничі потреби:

Для фабрики ПОШ: 52+2=48+0+0+6, 54=54;

Для фабрики Панчішної: 256+29,5=175+77+0+33,5 , 285,5=285,5;

Для фаюрики Взуттєвої: 0+7,4=4,9+0+0+2,5 , 7,4=7,4.

Водний баланс кожного підприємства подано на рис.1.1 з умовними позначеннями і величинами витрат

Схема для фабрики ПОШ

Вт

Вп₁

Q г/п Qптп. Qт

Р заг .

Qг/поб Q п/о

На МОС

На МОС

Схема для панчішної фабрики

Вт

Вп₁

Q г/п Qптп. Qт

Р заг .

Qг/поб Q п/о Qн/о

В водний об'єкт

На МОС

На МОС

Схема для взуттєвої фабрики

Вп₁

Q г/п Qптп.

Р заг . Qзв.

Qг/поб Q п/о

На МОС

На МОС

Рис.1.1 Водний баланс підприємств промвузла



Витрати води на господарсько-питні потреби жителів міста знаходять за формулою

, м³/добу, , м³/добу

де N_ж - чисельність жителів міста, чол.;

q_пж - норма водопостачання л/доб. на людину

Для розробки заходів з раціонального використання води необхідно встановити всі види втрат з наступним аналізом ефективності роботи водного господарства.

1.2 Розрахунок водного балансу до впровадження ресурсозберігаючих технічних рішень (перший етап)

На першому етапі функціонування водного господарства підприємств встановлюють за максимально допустимим нормативними значеннями наступні види втрат води:

1) на випаровування в охолоджувачі (Р1);

2) з охолоджувача оборотної води на крапельний винос з повітрям (Р2);

3) з продувкою системи зворотного водопостачання (Р3);

4) з осадом на очисних споруда (Рос);

5) з безповоротним споживанням на підприємствах (Р4).

Втрати води на випаровування в охолоджувачі (Р1) визначаємо за формулою:

Р₁ = Квип * t * Qзв,

де Квип - коефіцієнт, що враховує частку тепловіддачі випаровуванням у загальній тепловіддачі. Для градирень можна приймати залежно від температури зовнішнього повітря за сухим термометром з наведених нижче даних (табл. 1.2)

Таблиця 1.2 - Значення К_вип. для баштових і вентиляторних градирень

Температура повітря, °С	0	10	20	30
Коефіцієнт К вип.	0,001	0,0012	0,0014	0,0015

t - перепад температур води, можна прийняти для баштових градирень- 8-12°С

Для взуттєвої фабрики: Р₁ = 0,0012*12*2,5=0,036, м³

Для баштових градирень Р2 можна прийняти в межах - 0,5 - 1,0% % від витрати оборотної води тобто це буде становити 0,025 м³ для взуттєвої фабрики.

Втрати води на продувку (Р3) складають 0,2 - 2,5% від витрати оборотної води тобто для взуттєвої фабрики це буде становити 0,0625 м³.

Втрати води з осадом на очисних спорудах складають 0,1 - 2,0% від витрати води, що надходить на очисні споруди підприємств (Qп/о).

Тобто для взуттєвої фабрики Р_ос =0,098 м³;

для панчішної фабрики Р_ос=3,5 м³;

для фабрики ПОШ Р_ос=0,96 м³ .

Безповоротне споживання і втрати води у виробництві (Р4) можна визначити як різницю між загальними втратами (Рзаг) і сумою втрат на випар, краплинне внесення і втрати з осадом, тобто :

Р4 = Рзаг - (Р1 + Р2 + Рос).

Отже для взуттєвої фабрики : Р4 = 2,5-(0,036+0,025+0,098)=2,341 м³;

Для панчішної фабрики: Р4 = 33,5-(0+0+3,5)=30 м³;

Для фабрики ПОШ: Р4 = 6-(0+0+0,96)=5,04 м³.

Балансові схеми з урахуванням усіх втрат перевіряємо за рівнянням і подаємо у вигляді рис. 1.2:

Qт + Qптп = Р1 + Р2 + Р3 + Р4 + Рос + Qп/о + Qф.

Для взуттєвої фабрики: 0+7,4=0,036+0,025+0,0625+2,341+0,098+4,9+0; 7,4=7,4.

Для панчішної фабрики: 256+29,5=0+0+0+3,5+30+77+175+0: 285,5=285,5.

Для фабрики ПОШ: 52+2=0+0+0+5,04+0,96+48+0; 54=54.

Схема для взуттєвої фабрики

В_п

Qг/п Qптп.

Р₁ Q зв.

Р₂

Р₄

Рос Р3

Qг/поб Qп/о

на МОС

на МОС

Схема для панчішної фабрики

В_т Qт

В_п

Qг/п Qптп.

Р₄

Рос Qн/о

Qг/поб Qп/о в водний об'єкт

на МОС

на МОС

Схема для фабрики ПОШ

В_т Qт

В_п

Qг/п Qптп.

Р₄

Рос

Qг/поб Qп/о

на МОС

на МОС

Рис.1.2 Балансова схема використання води на 1-му етапі

В_т - вода технічна, В_п - вода питна, ЛОС - локальні очисні споруди, МОС - міські очисні споруди.

1.3 Оцінка ефективності використання води для технічних цілей

Ефективність роботи водного господарства підприємств можна визначити за коефіцієнтом використання оборотної води (Коб), коефіцієнтом використання свіжої води (Ксв) і відсотком оборотного споживання і втрат води в системі оборотного водопостачання (Рб.п.).

Технічну досконалість системи оборотного водопостачання підприємства оцінюються відсотком використання оборотної води за формулою

Qзв * 100

Коб = ----------------------- , % .

Qзв + Qптп + Qт

К_зв1=0%;

К_зв2=0%;

К_зв3=25,3%.

Раціональність використання води, що забирається з джерела, характеризується коефіцієнтом її використання і визначається за формулою:

Qптп + Qт - (Qп/о + Qн/о + Р3 + Qф)

Ксв = ------------------------------------------------------- < 1.

Qптп + Qт

Ксв₁=0,1<1;

Ксв₂=0.12<1;

Ксв₃=0,32<1.

Відсоток безповоротного споживання і втрат води знаходимо за формулою:

Qптп + Qт - (Qп/о + Qн/о + Р3 + Qф)

Р_б.с= ------------------------------------------------------ * 100% .

Qптп + Qт + Qзв

Р_б.с1=10%;

Р_б.с2= 12%;

Р_б.с3= 25%.

К_зв.ср складає легкій промисловості - 60

Якщо на 1-му етапі Коб буде менше Кзв.ср, то необхідно збільшити витрату оборотної води і, відповідно, зменшити витрату свіжої води на величину Х с метою досягнення середньогалузевого значення К об.ср. Величину розрахункової витрати Х можна визначити за формулою

Х = Кзв.ср.*(Qзв+Qт+Qптп)-Qзв.

Х₁=0; Х₂=0; Х₃=591,5м³

1.4 Розрахунок водного балансу з урахуванням технічного удосконалення водного господарства (2 - й етап)

Упровадження нових технічних рішень дозволяє скоротити всі види втрат води до мінімальних нормативних значень, зменшити витрати свіжої води для технічних потреб, забезпечити охорону водних ресурсів в рамках кожного підприємства.

Розрахунок усіх видів втрат води виконують за аналогією беручи до уваги, що втрати Р1 і Р4 на 2-му етапі не змінюються, тобто Р1 = const і Р4 = const.

У цих умовах Р'заг = Р1 + Р'2 +Р'ос + Р4,

Р'заг₁=0+0+5,04+0,048=5,1м³;

Р'заг₂=0+0+0,175+30=30,2 м³;

Р'заг₃=0,036+0,0125+0,0049+2,341=2,4м³,

а рівняння балансу слід записати у такому вигляді:

Q'т + Qптп = P1 + P'2 + P'ос + P4 + P'3 + Qп/о + Q'н/о + Qф .

Прибуткова й видаткова частини рівняння балансу на 2-му етапі зменшуються порівняно з даними першого етапу на величину загальної економії води (Езаг) за виразом

Езаг = Е_Р2 + Е_Рос + Е_Р3,

де Е(Р2) - економія свіжої води за рахунок скорочення втрат із крапельним винесенням, визначається Е(Р2) = Р2 - Р'2;

Е(Рос)- економія свіжої води за рахунок упровадження нових водозберігаючих технологій очищення стічних вод, Е(Рос) = Рос - Р'ос;

Е(Р3) - зменшення витрат продувних вод за рахунок збільшення коефіцієнта випарювання, Е(Р3) = Р3 - Р'3.

Езаг₁= 0;

Езаг₂=0;

Езаг₃=0,163.

Таким чином, на 2-му етапі досягнута максимально можливу економію свіжої води в рамках підприємств.

Подальше зниження споживання свіжої води технічної якості можливе при створенні промвузла за рахунок використання нормативно-чистих стічних вод підприємств і очищених міських стічних вод.

1.5 Розрахунок водного балансу промвузла (3-й етап)

У нашому випадку промисловий вузол складається з трьох підприємств з єдиною системою водопостачання і водовідведення з містом, входить до складу водогосподарського комплексу басейну річки.

Для забезпечення раціонального і комплексного використання води необхідно продувні й "умовно-чисті" води об'єднати у єдину систему водовідведення і направити на одне чи кілька підприємств з метою заміни свіжої води з джерела. Доцільно нормативно-чисті води з витратою Qн/год направити на підприємства з великими витратами технічної води і низькими вимогами до якості оборотної води. У цьому разі витрата свіжої води на підприємстві складає:

Q"т = Q'т - Qн/о - Р₃ = Q'т - Qн/год,

де, Qн/год = Qн/о + Р₃

Провівши розрахунки получили ми що рівність виконується: 231=231м³.

Подальше скорочення витрат свіжої води на технічні потреби можливе шляхом заміни її очищеними міськими стічними водами. Згідно з вимогами органів санітарно-екологічного контролю, втрати води з краплинним винесенням із системи оборотного водопостачання не повинні перевищувати 0,05% від витрати оборотної води. Тому знаходять значення Р"₂ для усіх підприємств промвузла ,де проведено заміну свіжої технічної води, визначають економію води і враховують її у балансі.

Обчислення виконуюємо за формулами:

, P”₂=0.00125;

, E(P”₂)= 0.01

Знайдене значення економії води віднімають з прибуткової і видаткової частин рівняння балансу. Доцільно зменшити витрати технічної води, але при відсутності цих витрат допускають вирахування з Q птп.

Q'птн = Qптп - Е(Р"₂), Q'птн = 38,69.

У цьому випадку зберігається рівність прибуткової і видаткової частин водного балансу. Потім робимо заміну свіжої технічної води очищеними міськими стічними водами. Витрату міських стічних вод, що направляють для водопостачання підприємств промвузла знаходять за формулою:

Qд/о = Q"'т, Qд/о = 308 м³.

Виконують також розрахунок балансу водоспоживання на очисних спорудах міста (МОС) за формулою:

Qмос = Qп/о + Qг/поб + Qг/поб. м. = Qп/о + Qг/поб,

Qмос = 384,9 м³.

де Qмос - потужність міських очисних споруд, м³/добу.

Qг/поб.м. - витрата господарсько-побутових стічних вод від житлово- комунальних об'єктів міста.

Втрати води на очисних спорудах з осадом Р_ос.мос знаходять за формулою

, м³/добу

7,69, м³/добу

Рівняння водного балансу на МОС набуває наступного вигляду:

Qмос = 308+7,69+77=392,7

де q ск - витрата стічних вод, що надходять у водний об'єкт.

Правильність виконаних розрахунків перевіряють з рівняння балансу

водоспоживання промвузла за формулою:

Qг/п +Qптп = Рзаг + Рос мос + q ск

38,9+157=42+7,69+146,2; 195,9= 195,9.

Якщо Qпост = Qуб, то приступаємо до визначення можливості використання річки як джерела водопостачання.

2. Визначення і оцінка впливу водовідбору промвузла на режим використання вододжерела

Розрахунки, виконані в цьому розділі, дозволяють визначити загальний водовідбір свіжої води з джерела водопостачання для господарсько-питних і виробничих цілей промвузла на трьох етапах розвитку водного господарства. Результати розрахунку будуть використані для оцінки достатності витрат річки з метою покриття розрахункового водоспоживання промвузла з урахуванням гарантованих санітарних витрат нижче проектованого водозабору. Розрахунок достатності витрат річки повинно виконувати за даними 1-го етапу розвитку промвузла, тому що на наступних етапах раціональне використання води забезпечить поліпшення екологічного стану вододжерела і потреб у воді промвузла. Для наочності розрахунки виконують у таблицях. Дані для розрахунку необхідно брати з рисунків балансових схем відповідного етапу і розрахункових значень Qг/п для населення міста.

2.1 Визначення загального водовідбору промвузла

Загальну витрату на госп.-питні потреби промвузла визначають затабл.2.1

Таблиця 2.1 - Витрати води з господарсько-питного водопроводу на потреби населення міста і працюючих на підприємствах

Споживачі	Витрата води на етапах реконструкції
	1	2	3
	м3/добу	м3/с	м3/добу	м3/с	м3/добу	м3/с
Працюючі 1 2 3 Населення міста	6 82 9 60	0,000069 0,00095 0,000104 0,00069	6 82 9 60	0,000069 0,00095 0,000104 0,00069	6 82 9 60	0,000096 0,00095 0,000104 0,00069
Разом	157	0,018	157	0,018	157	0,018

Таблиця 2.2 - Витрати води питної якості для виробничих потреб підприємств

Споживачі	Водоспоживання підприємств на етапах розвитку (реконструкції)
	1	2	3
	м3/добу	м3/с	м3/добу	м3/с	м3/добу	м3/с
Підприємства 1 2 3	2 29,5 7,4	0,000023 0,00034 0,000085	2 29,5 7,2	0,000023 0,00034 0,000083	2 29,5 7,1	0,000023 0,00034 0,000082
Разом	38,9	0,00046	38,7	0,00045	38,6	0,00044

Таблиця 2.3 - Розрахунок витрат свіжої технічної води для виробничих потреб підприємств, м3/добу

Показники	Етапи реконструкції
	1	2	3
Загальне водоспоживання підприємств промвузла,	38,9	38,7	38,69
Невраховані витрати (5% від загального водоспоживання)	1,945	1,935	1,934
Разом	40,8	40,6	40,58
Витрата води на власні потреби очисної станції (10% від сумарного водоспоживання)	39,2	38,5	38,5
Разом м3/добу	80	79,1	79,08
Разом на технічні потреби, м3/с	0,00093	0,00092	0,00091

Таблиця 2.4 - Розрахунок загального водовідбору свіжої води на потреби промвузла, м3/с

Показники	Етапи реконструкції
	1	2	3
Водовідбір на господарсько-питні потреби	97	96,8	157
Водовідбір на технічні потреби: а) питної води б) технічної води	138,9	138,7	138,6
Водовідбір загальний (Qв/з)	543,9	543,3	526,3

2.2 Визначення достатності витрат річки для покриття потреб промвузла

Річка може бути джерелом водопостачання, якщо її видатковий режим після забору води на потреби промвузла буде гарантовано розрахунковою санітарною витратою нижче водозабору. Розрахунок виконують шляхом зіставлення загального водовідбору на 1 - ому етапі реконструкції із середнім багаторічним Qо за рівнянням

Qв/з < (0,7...0,8)Qо.

Якщо Qв/з > Qз, то можливі такі рішення:

а) використання декількох джерел (групова чи районна схеми водопостачання);

б) оцінити можливість використання на наступних етапах реконструкції;

в) зменшити продуктивність водоємких підприємств промвузла;

г) переглянути склад промвузла;

д) передбачити регулювання стоку.

Необхідність і вид регулювання стоку (сезонний, багаторічний), достатність витрат нижче водозабірних споруд промвузла уточнюють шляхом зіставлення значень Qв/з із середньомісячним Qср.міс.95% за рівнянням

Qсан = Qср.міс.95% - Qв/з > К*Qср.міс.95% = Qсан.мін.

де Qсан. - фактична витрата нижче водозабору, м3/с;

К - коефіцієнт, рівний 0,3 при Qср.міс.95% = 0,5-10 м3/с.

1)Qсан =3,1-0,019>0,3*3,1= Qсан.мін; 3,081>0,93;

2) Qсан =3,1-0,0193>0,3*3,1= Qсан.мін; 3,081>0,93;

3) Qсан =3,1-0,0194>0,3*3,1= Qсан.мін; 3,080>0,93.

Нерівність Qсан >Qсан.мін виконується тому це вказує на те, що річку можна використовувати як джерело водопостачання без регулювання стоку;

3. Розрахунок і оцінка умов спуску стічних вод у річку

Розрахунки дозволяють оцінити санітарно-екологічну обстановку при скиданні стічних вод у річку, визначити основні напрямки інженерно-технічних заходів, що забезпечують екологічну безпеку району розвитку водогосподарського комплексу.

Для виконання розрахунків треба визначитися з басейном річки і якістю річкової води в рекомендованих межах додатку 7.

У таблиці якості річкової води необхідно визначити перелік токсичних речовин, що містяться в стічних водах підприємств промвузла з концентрацією. близькою до ГДК. Потім виконують оцінку якості річкової води (за даними таблиці 1) шляхом порівняння визначених показників з нормативними відповідно до діючих класифікацій за завислими речовинами, загальним солевмістом, бактеріальним забрудненням, специфічним забрудненням та ін.. що вивчають в теоретичному курсі дисципліни.

Стосовно витрат річки необхідно визначитися з характеристикою русла за коефіцієнтами звивистості, шероховатості. намітити контрольні створи залежно від виду водокористування (див. табл. 3.1).

3.1 Розрахунок кратності розбавлення стічних вод водами річки

Випуск стічних вод у річку треба здійснювати з урахуванням забезпечення найбільш повного змішування і розведення водами річки у місці їх скиду. Самоочищення природних вод відбувається при багаторазовому (1:7-1:10) розведенні чистою водою. Величиною, що показує у скільки разів знизилася концентрація забруднюючої речовини в стічних водах на розглянутій ділянці річки, є значення кратності розведення

Реальну кратність розведення n визначають за формулою :



де - коефіцієнт. який враховує ступінь повноти змішування і розведення стічних вод у водному об'єкті:

Q - середньомісячна витрата річки 95% забезпеченості, м³/с;

q_ск. - витрата стічних вод, що надходить у річку від МОС, м³/с

n=0,58*3,1+146,2/146,2=1,01.

Коефіцієнт знаходять за формулою:

=1-0,41/4+(3,1/146,2)*0,41=0,58.

=1/2,72^0,088*3v1000 = 0,41.

в - коефіцієнт, що враховує гідравлічні фактори змішування;

L - відстань від місця випуску до контрольного створу за фарватером річки, м.

Коефіцієнт знаходять за формулою:

б= 1,4*1,5*=0,088.

Для розрахунків слід прийняти = 1,11,7 беремо середнє значення = 1,4

Коефіцієнт треба прийняти при випуску стічних вод біля берега =1, при випуску в фарватер річки - =1,5. Беремо - =1,5 при випуску у фарватер, тому що такий випуск дає ефективніше змішування СВ з річковою водою.

Д - коефіцієнт турбулентної дифузії.

Коефіцієнт Д залежно від характеристики річки, а в нашому випадку обрахунок виконуємо для рівнинних річок за формулою М.В.Потапова:

Д= ;

Д= 0,9*2,4/200=0,0108.

де Vср. - середня швидкість води на ділянці змішування, м/с;

Нср. - середня глибина річки на тій же ділянці, м

Величину L визначають залежно від місця розміщення контрольного створу. Перший контрольний створ намічають на річці нижче за течією від місця скидання стічних вод на відстані 500 м, якщо річку використовують в рибогосподарських цілях, у інших випадках на відстані 1 км вище найближчого пункту водокористування. Якщо на цій відстані < 0,8, то знаходять відстань до контрольного створу повного змішання L п.з. за формулою:

L_п.з.= 977,2 м.

Максимальний дефіцит кисню у річці може наступити за 2-3 доби після надходження СВ, тому величину L необхідно визначити за формулою

L=86400*t*V_ср., м; L= 86400*0,01*0,9=777, м.

де t - тривалість переміщення води, діб.

3.2 Визначення необхідного ступеня очищення стічних вод і гранично допустимого скиду (ГДС) забруднень

Необхідний ступінь очищення стічних вод при скиданні їх у водний об'єкт визначають для завислих речовин, БПК, нафтопродуктів і 2-3 токсичних речовин.

Токсичні речовини, для яких виконують розрахунок ГДС, знаходять за найбільшим значенням концентрації у стічних водах, або за найменшим значенню ГДК у джерелі відповідного виду водокористування.

Середню концентрацію забруднень (С_ср.i ) у міських стічних водах знаходять за формулою:

С_ср.i= 0,8

де С_ср.i - середня концентрація відповідного забруднення, мг/дм³ (мг/л);

С₁ ,С₂ ,С₃ ,С₄ - відповідно концентрація одного виду забруднення у стічних водах підприємств промвузла і господарсько-побутових стічних вод, мг/дм³;

q₁ q₂ q₃ - відповідно, витрати виробничих стічних вод що підлягають очищенню на МОС, м³/добу;

q₄ - сумарна витрата господарсько-побутових стічних вод від трьох підприємств і населення міста (q4= ), м³/добу.

Допустиму концентрацію завислих речовин в очищених на МОС стічних водах, що скидаються в річку (С_{доп.з.р.}), визначають за формулою:

, мг/дм³

С_доп.з.р= 120,3, мг/дм³

де С_доп. - допустиме збільшення вмісту завислих речовин у річковій воді після скиду стічних вод, мг/дм³, С_доп. для 1-го виду водокористування приймають рівним 0,25 мг/дм³;

С_р.з.р - концентрація завислих речовин у річковій воді до скиду стічних вод (у фоновому створі), мг/дм³.

Необхідну ефективність знешкодження на міських спорудах біологічного очищення визначають за формулою:

Е_iМОС = ,

Е_{нафтаМОС}= 62,5%

Е_{ксилолМОС}= 93,7%

Е_{резоцинМОС}= 87,5%

Е_{ціанідиМОС}= 87,5%

де Е_iМОС - необхідна ефективність очищення i - забруднення на МОС, %;

С_{доп i} - допустима концентрація i-го забруднення, мг/дм³.

Допустиму концентрацію забруднень Lдоп., яку знаходять за показником БПК, можна розрахувати за формулою:

L_доп= 201,93

де К_ст. і Кр. - константи швидкості споживання кисню відповідно стічною і річковою водою;

- розрахункова витрата води річки, що бере участь у змішуванні, м³/с;

t - тривалість переміщення води від місця спуску стічних вод до розрахункового пункту, діб;

L г.д - гранично допустима БПК_. річкової і стічної води у розрахунковому створі.

Таблиця 3.2 - Значення константи швидкості споживання кисню річковою водою

Т, оС	0	5	10	12	15	18	20	22	25	30
Кр	0,04	0,05	0,063	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,126	0,158

У роботі можна прийняти К_ст.= К_р, тому що відсутні аналогічні показники для розглянутої якості стічних вод промвузла.

Чисельне значення t знаходять за формулою:

діб,

t = 977/0,9*86400 = 0,01, діб.

де L - відстань по осі потоку до контрольного створу, м;

v_ср. - середня швидкість води, м/с;

L_г.д. для водойм, використовуваних з метою господарсько-питного водопостачання, водопостачання харчових підприємств чи рибогосподарських потреб, приймається рівним 3,0 мг/л, для рекреаційних та інших цілей - 6,0 мг/л;

L _р.- БПК_полн. річкової води до місця скиду стічних вод. Визначають за додатком 7.

Далі робимо перевірку забезпеченості річкової води розчиненим киснем ( не менше 4 мг/л) для окислювання органічних забруднень суміші річкової і стічної води.Розрахункову максимально допустиму концентрацію забруднень, що визначаються за показником БПК, яка забезпечує нормований кисневий режим ріки, установлюють без урахування реаерації за формулою:

мг/л,

С_БПК= 6,182, мг/л

де - розрахункова витрата води річки, що бере участь у змішуванні;

О_р - вміст розчиненого кисню в річковій воді до місця скиду стічних вод, мг/л; чи г/м³. приймають за табл. 3.3;

Ср - повна біологічна потреба кисню річкової води, мг/л чи г/м³;

0,4 - коефіцієнт для перерахування повного споживання кисню в дводобове;

4 - найменша концентрація розчиненого кисню, що повинна залишитися у воді водойми в зоні забруднення нижче спуску стічних вод ,

10 - коефіцієнт, отриманий при вирішенні рівняння кисневого балансу річкової води при спуску стічних вод

Таблиця 3.3 - Розчинність кисню в 1 л води при нормальному тиску

Т, оС	Ор, мг	Т, оС	Ор, мг	Т, оС	Ор, мг
4	13,13	13	10,6	22	8,83
5	12,8	14	10,37	23	8,68
6	12,48	15	10,15	24	8,53
7	12,17	16	9,95	25	8,38
8	11,87	17	9,74	26	8,22
9	11,59	18	9,64	27	8,07
10	11,33	19	9,35	28	7,92
11	11,08	20	9,17	29	7,77
12	10,63	21	8,89	30	7,63

Коли виявилося, що С_БПК < L _доп. , то всі стічні води, які надходять у водний об'єкт, повинні до очищуватися до концентрації С_БПК.

3.2.1 Розрахунок ГДС токсичних забруднень підприємствами промвузла до системи водовідведення міста

Після визначення переліку токсичних речовин, що присутні у стічних водах підприємств промвузла, приступаємо до розрахунку гранично допустимої концентрації цих речовин у очищених на МОС стічних водах і, що скидаються у водний об'єкт за формулою:

С_{т.р нафти}= 0,3;

С_{т.р ксилол}= 0,05;

С_{т.р резорцин}= 0,1;

С_{т.р ціаніди}= 0,1.

де, Ст.р- допустима концентрація токсичної речовини у очищених міських стічних водах, мг/л;

С_N - ГДК токсичної речовини у контрольному створі річки відповідного виду водокористування, мг/л;

С р. - фактична концентрація тієї ж речовини у воді водного об'єкта до скидання у нього стічних вод даних очисних споруд, мг/л. Приймають самостійно відповідно до прийнятої якості води в джерелі.

Оскільки токсичні речовини знижують ефективність очищення і навіть припиняють життєдіяльність мікроорганізмів очисних споруд, необхідно визначити фактичну концентрацію забруднення С_мсв. у суміші виробничих і господарсько-побутових стічних вод, що надходять на МОС, за формулою:

 , мг/л

С_{мсв нафт}= 2;

С_{мсв ксилол}=0,13;

С_{мсв резоцин}= 2;

С_{мсв ціаніди}= 0,33.

де Е - ефективність очищення даної токсичної речовини %. Приймають за додатком 10.

Виконуємо розрахунок допустимої концентрації токсичної речовини у сумарній витраті виробничих стічних вод С_ВСВ. :

С_всв.= (С_мсв.- С_г/поб) + С_{г/поб ,}

С_всв1= 64,08;

С_всв2=0,12;

С_всв3=6,54;

С_всв3=0,33.

де Q - витрата міських стічних вод (суміш господарсько-побутових вод від населення міста і виробничих), що містять дану токсичну речовину) , м³/добу;

q - сумарна витрата виробничих стічних вод, що містять дану токсичну речовину, м³/доб;

С_г/поб - концентрація токсичної речовини господарсько-побутових стічних у водах, мг/л; Визначається за додатком 8, табл.8.1. При відсутності даних приймають С_г/поб =0.

Отримане значення С_всв для розглянутої речовини є нормативним для всього басейну каналізування і контролюється службами Водоканалу. ГДС знаходять за формулою:

Р=С_всв.*

Р₁=13 г/год;

Р₂=0,875 г/год;

Р₃= 13,08 г/год;

Р₄= 2,2 г/год.

де Р - ГДС токсичної речовини в систему водовідведення міста, г/год;

q_i - витрата стічних вод підприємства, що містять токсичну речовину, м³/добу

4. Економічна оцінка розроблених водозберігаючих природоохоронних інженерно-технічних рішень

4.1 Розрахунок відвернутого економічного збитку

Розрахунок виконують відповідно до «Тимчасової типової методики визначення економічної ефективності здійснення заходів і оцінки економічного збитку, заподіяного народному господарству забрудненням навколишнього середовища».

Економічний ефект (Е_к) досягається в результаті зменшення збитку від річного скидання забруднень у водний об'єкт. Визначають за формулою:

Е_к = У₁ -У₂, _{тис. грн.,}

Економічну оцінку річного збитку від скидання забруднюючих домішок у річку виконують за формулою:

У= *а _к* М, _{тис. грн.,}

У_н=178,05 _{тис. грн.}

У_кс= 28,89 _{тис. грн.}

У_рез= 59,08 _{тис. грн.}

У_ціан= 59,08 _{тис. грн}

де - константа, приймають рівною 144 грн. /ум. т.

а_к - константа для ділянки річки куди відбувається скид, приймають за даними табл.7.1.

М - приведена маса річного скидання забруднень у водогосподарчу ділянку ріки, ум. т/рік.

Чисельне значення М знаходять за формулою:

М_нафт= 52*0,016=0,832 т/рік;

М_ксил= 52* 0,0026= 0,135 т/рік;

М_резоц=52* 0,0053 =0,275 т/рік;

М_ціан=52 * 0,0053 =0,275 т/рік.

де А_i - показник відносної небезпеки скидання i-го речовини в річку, ум.т/т,

m_і - загальна маса річного скидання i-го забруднення, т/рік, .

n - число виглядів забруднень.

Загальну масу річного скидання забруднюючих речовин визначають за формулою:

, т/рік,

m_наф = 0,016 т/рік,

m_ксил = 0,0026 т/рік,

m_резоц = 0,0053 т/рік,

m_ціан = 0,0053 т/рік.

де С_i - допустима концентрація i - забруднюючої речовини у очищених стічних водах на МОС, мг/л. Приймають за розрахунковими значеннями, наведеними в розділі 3 (для нафтопродуктів та інших токсичних речовин);

q_ск - витрата очищених на МОС стічних вод, м³/добу. Приймають при розрахунку У₂ за даними балансової схеми промвузла.

При розрахунку У₁ витрати стічних вод визначають за формулою

q_ск = 385,01 м³/добу

Константа а_к характеризує існуючій стан водотоку. У нашому проекті константу а_к можна прийняти й за даними табл.4.1, залежно від ділянки річки чи басейну.

Таблиця 4.1 - Константа а_к для басейнів деяких рік України

Басейни річок	Область	ак
р.Дністер	Львівська, Івано-Франківська, Тернопільська	1,84
р.Дніпро	Рівненська, Волинська, Хмельницька, Житомирська, Чернігівська, Київська, Тернопільська,Сумська	1,75

Чисельне значення показника відносної небезпеки величини А знаходимо за даними табл. 4.2 чи за формулою:

, умов.т/т,

А₁ = 2;

А₂= 20;

А₃= 10;

А₄= 20;

де ГДК - гранично допустима концентрація токсичної речовини у воді річки відповідного виду водокористання.

Таблиця 4.2 - Значення константи А для деяких забруднюючих речовин

N п/п	Найменування забруднюючих речовин	ГДК для рік, г/м3	А, ум. т/т
		рибо-господарського значення	господарсько-питного значення
1.	Нафта і нафтопродукти	0,50	-	2
2.	Ціаніди	0,05	-	20

4.2 Розрахунок збору платежів за скидання забруднюючих речовин у водний об'єкт

Розрахунок суми річного збору платежів за забруднення водних об'єктів у результаті скидання стічних вод у ріки виконують відповідно до постанови Кабінету Міністрів України № 303 від 01.03.1999 р. Розрахунок роблять з урахуванням нормативів збору на всі види забруднень і регіональних (басейнових) коригувальних коефіцієнтів за формулою:

Ф=К* *H_і, грн. ,

де Н_і -норматив збору за скидання i-го забруднення, грн./т,

m_i - маса річного скидання i-го забруднення, т,

n - число видів забруднень.

К - басейновий коефіцієнт,

Ф_наф=2,8*0,0292*206= 16,84 грн; Ф_резоц= 2,8*0,1*344=96,32 грн; Ф_ксил= 279,3грн.

Висновок

Розрахунки дозволяють оцінити санітарно-екологічну обстановку при скиданні стічних вод у річку, визначити основні напрямки інженерно-технічних заходів, що забезпечують екологічну безпеку району розвитку водогосподарського комплексу.У процесі реконструкції використовуючи коефіцієнти К_св. , К_зв. , Кб. Збільшилась ефективність роботи водного господарства підприємств і пром. вузла, зменшилась витрата чистої води на виробничі потреби і врегулювалась витрата води на господарсько питні потреби. На одному з підприємств здійснена система оборотного водо постачання , також вода подається на охолодження через градирню і знову повторно використовується. Річка може бути джерелом водопостачання без регулювання стоку. Необхідність і вид регулювання стоку (сезонний, багаторічний), достатність витрат нижче водозабірних споруд промвузла уточнюваи шляхом зіставлення значень Qв/з із середньомісячним Qср.міс.95%.

Перший контрольний створ намічають на річці нижче за течією від місця скидання стічних вод на відстані 500 м, , якщо річку використовують в рибогосподарських цілях, у в нашому випадк 1 км вище найближчого пункту водокористування. Забруднення у стічній воді є такі як нафтопродукти, завислі і токсичні речовини які потребують незначної очистки оскільки ступінь забруднення стічної води є незначний. ГДС токсичної речовини в систему водовідведення міста становить від 13 до 2,2, г/год. Розрахунок виконуємо відповідно до «Тимчасової типової методики визначення економічної ефективності здійснення заходів і оцінки економічного збитку, заподіяного народному господарству забрудненням навколишнього середовища». Найбільша сума економічного збитку за рі становить 178,05 тис.грн.(за викид нафтопродуктів).

Список літератури

1. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности . - М.:.Стройиздат, 1978. - 590 с.

2. Яковлєв С.В. Водоотводящие системы промышленых предприятий. - М.: Стройиздат, 1990. - 511 с.

3. Яковлєв С.В Рациональное использование водных ресурсов. - М.: Высш. шк., 1991. - 400 с.

4. Алферова Л.А., Нечаєв А.П. Замкнутые системы водного хазяйства промышленных предприятий, комплексов, районов. - М.: Стройиздат, 1984. - 272 с.

5. СНиП 2.04.04-85 Канализация. Внешние сети и сооружения. - М.,1986.

6. Методика екологічноі оцінки якості поверхневых вод за відповідними категоріями. - К., 1998.

7. Постанова Кабінету Міністрів України від 01.03.99 N 303 "Про затверждення Порядку встановлення нормативів збору за забруднення навколишнього природного середовища і стягнення цього збору.- К., 1999.

8Запольський А.К.та ін. Фізико-хімічні основи технології очищення стічних вод - ДО.: Лібра, 2000. - 552с.

Размещено на Allbest.ru