III. Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки

 

25. Величины НДС определяются для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод - на допустимую концентрацию загрязняющего вещества Сндс . При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение Сндс, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований Методики, а затем определяются НДС согласно формуле:

 

(3)

 

Необходимо подчеркнуть обязательность требования увязки сброса массы вещества, соответствующей НДС, с расходом сточной воды. Например, уменьшение расхода при сохранении величины НДС будет приводить к концентрации вещества в водном объекте, превышающей ПДК.

Если фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает ПДК, то Сндс определяется в соответствии с п. 1 настоящей Методики. В противном случае для определения Сндс в зависимости от типа водного объекта используются расчетные формулы, приведенные в разд. III.

Фоновая концентрация химического вещества - расчетное значение концентрации химического вещества в конкретном створе водного объекта, расположенном выше одного или нескольких контролируемых источников этого вещества, при неблагоприятных условиях, обусловленных как естественными, так и антропогенными факторами воздействия.

26. Основная расчетная формула для определения Сндс без учета неконсервативности вещества имеет вид:

 

, (4)

 

где:

- предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, ;

- фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, определяемая в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков;

n - кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, равная произведению кратности начального разбавления на кратность основного разбавления (основное разбавление, возникающее при перемещении воды от места выпуска к расчетному створу)

 

(5)

 

С учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчетная формула имеет вид:

 

, (6)

 

где:

k - коэффициент неконсервативности органических веществ, показывающий скорость потребления кислорода, зависящий от характера органических веществ, 1/сут;

t - время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сутки.

Значения коэффициента неконсервативности принимаются по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитываются в зависимости от температуры и скорости течения воды реки.

При установлении НДС по БПК расчетная формула имеет вид:

 

, (7)

 

где:

- осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обусловливающих фона и сточных вод, 1/сут.;

- , обусловленная метаболитами и органическими веществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега.

Значение принимается равным: для горных рек - ; для равнинных рек, протекающих по территории, почва которой не слишком богата органическими веществами, - , для рек болотного питания или протекающих по территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ - . Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то принимается равной нулю.

Определение норматива допустимого сброса по концентрации взвешенных веществ.

Допустимая концентрация взвешенных веществ m в спускаемых в водоем сточных водах определяется по уравнению (в соответствии с санитарными правилами):

 

, (8)

 

откуда:

 

, (9)

 

где

- коэффициент смешения, определяемый по формуле (22);

b - содержание взвешенных веществ в воде водного объекта до спуска сточных вод, ;

р - допустимое по санитарным правилам увеличение содержания взвешенных веществ в водном объекте после спуска сточных вод, ;

Q, q - расходы соответственно речных и сточных вод, .

При установлении НДС по БПК с учетом требований к содержанию растворенного кислорода рекомендуется использовать формулы, приведенные в справочнике проектировщика (Канализация населенных мест и промышленных предприятий).

Допустимое изменение температуры воды водного объекта после выпуска в них очищенных сточных вод.

Для водных объектов питьевого и хозяйственно-бытового назначения летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет.

Для водных объектов рыбохозяйственного назначения температура воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой водного объекта более чем на 5°С с общим повышением температуры не более чем до 20°С летом и 5°С зимой для водных объектов, где обитают холодноводные рыбы (лососевые и сиговые), и не более чем до 28°С летом и 8°С зимой. В местах нерестилищ налима запрещается повышать температуру воды зимой более чем до 2°С.

27. По методу Н.Н. Лапшева кратность начального разбавления учитывается при выпуске сточных вод в водотоки в следующих случаях:

для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при соотношении скоростей и выпуска :

 

(10)

 

при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска, больших 2 м/с.

При меньших скоростях расчет начального разбавления не производится.

Для единичного напорного выпуска кратность начального разбавления рассчитывается следующим образом: вычисляются отношения

 

; , (11)

 

где:

- скорость на оси струи.

По рис. 1 находится отношение , где d - диаметр загрязненного пятна в граничном створе зоны начального разбавления, - диаметр выпуска. Затем по рис. 2 находится кратность начального разбавления по известным величинам.

Для рассеивающего напорного выпуска расчет осуществляется следующим образом. Задаваясь числом выпускных отверстий оголовка выпуска и скоростью истечения сточных вод из них , определяют диаметр отверстия или оголовка рассеивающего выпуска:

 

, (12)

 

где:

q - суммарный расход сточных вод, .

Затем (по рис. 1) определяется отношение и найденное значение d сравнивается с глубиной реки H. Если d < H, то по рис. 2 находят кратность начального разбавления . Для случая естественной струи (d > H) соответствующая ему кратность разбавления находится умножением найденного значения на поправочный коэффициент , который определяется из рис. 3. Расстояние до пограничного сечения зоны начального разбавления определяется по формуле:

 

(13)

 

Расход смеси сточных вод и воды водотока в том же сечении находится по формуле:

 

, (14)

 

где:

q - расход сточных вод на выходе из отверстий или оголовков рассеивающего выпуска, .

Средняя концентрация вещества в граничном сечении определяется по формуле:

 

, (15)

 

где: - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, .

Максимальная концентрация в центре пятна примеси в этом сечении равна:

 

(16)

 

 

 

 

28. Кратность основного разбавления определяется по методу В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера:

 

, (17)

 

где:

Q - расчетный расход водотока, ;

- коэффициент смешения, показывающий, какая часть речного расхода смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа:

 

, (18)

 

где:

l - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м;

- коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке:

 

, (19)

 

где:

- коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой);

- коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега , при выпуске в стрежень реки ); D - коэффициент турбулентной диффузии, . Для летнего времени:

 

, (20)

 

где:

g - ускорение свободного падения, ;

- средняя скорость течения реки, м/с;

H - средняя глубина реки, м;

- коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по справочным данным (по таблице М.Ф. Срибного);

C - коэффициент Шези , определяемый по формуле Н.Н. Павловского (при ):

 

, (21)

 

где:

R - гидравлический радиус потока, м ( );

 

(22)

 

Для зимнего времени (периода ледостава):

 

, (23)

 

где:

- приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;

 

(24)

 

, (25)

 

где:

- коэффициент шероховатости нижней поверхности льда по П.Н. Белоконю, определяемый по справочным данным.

 

, (26)

 

где:

 

(27)

 

Для повышения точности расчетов вместо средних значений и С рекомендуется брать их значения в зоне непосредственного смешения сточной жидкости с речной водой.

Рассмотренный метод может применяться при соблюдении следующего неравенства:

 

(28)

 

Если сточные воды и притоки могут поступать с обоих берегов реки, обеспечивая практически постоянную струйность речных вод вдоль каждого берега, то для расчетов концентраций веществ в максимально загрязненной струе рекомендуется использовать метод В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера для случая впадения сточных вод с обоих берегов реки.

29. Если не соблюдаются условия применимости метода В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера или в расчете необходимо учесть данные о накоплении загрязняющих веществ в донных отложениях, то рекомендуется использовать методы, изложенные в книге "Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод" под редакцией А.В. Караушева.