Мониторинг окружающей среды

Ближайшие к месту выпуска сточных вод пункты водопользования на водоёмах первого и второго вида устанавливаются органами Государственного надзора с учётом перспектив использования водоёма. Состав и свойства воды должны соответствовать нормативам воды в створе, расположенном на проточных водоёмах в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоёмах – озёрах и водохранилищах – в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.[1,4].

При спуске сточных вод в черте города (или любого населённого пункта) первым пунктом водопользования является этот город или населённый пункт. В этих случаях требования к составу и свойствам воды водоёма нужно относить и к сточным водам, так как нельзя рассчитывать практически на разбавление и самоочищение.

К основным нормативам качества воды относятся следующие:

• Взвешенные вещества.

Содержание взвешенных веществ в воде после спуска сточных вод не должно увеличиваться больше, чем на 0,25 мг/л для водоёма первого вида и на 0,75 мг/л для водоёма второго вида. Для водоёмов, содержащих в межень более 30 мг/л природных минеральных взвесей, допускается увеличение концентрации взвешенных веществ в воде до 5%.

• Плавающие примеси.

На поверхности водоема не должно быть плавающих плёнок, пятен минеральных масел и скопления других примесей.

• Запахи и привкусы.

Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемых в водоёмах первого вида непосредственно или при хлорировании и в водоёмах второго вида непосредственно

• Окраска.

Окраска не должна обнаруживаться в столбике воды высотой 20 и 10 см для водоёмов первого и второго видов.

• Температура.

Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна повышаться более чем на 3оС.

• Активная реакция.

(рН) воды водоёма после смешения  со сточными водами не должна  выходить за пределы 6,5-8,5.

• Минеральный состав.

Для водоёмов первого вида не должен превышать по плотному остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов – 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л; для водоёмов второго вида минеральный состав нормируется по показателю «Привкусы».

• Растворённый кислород.

В воде водоёма после смещения со сточными водами количество растворённого кислорода не должно быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, взятой до 12 часов дня.

• Биохимическая потребность в кислороде.

Полная потребность воды в кислороде при 20оС не должна превышать           3 и 6 мг/л для водоёмов первого и второго видов.

Возбудители заболеваний не должны содержаться в воде. Методы предварительной очистки и обеззараживания сточных вод согласовываются в каждом отдельном случае с органами Государственного санитарного надзора.

• Ядовитые примеси.

Не должны находиться в концентрациях, которые могут оказать прямое или косвенное вредное действие на здоровье людей.

Нормативные качества воды для водоёмов рыбохозяйственного значения устанавливают применительно к двум видам их использования:

• Водоёмы, используемые для воспроизводства и сохранения ценных сортов рыбы;
• Водоёмы, используемые для всех других рыбохозяйственных целей.

Вид водоёма определяется органами Рыбоохраны с учётом перспективного развития рыбного хозяйства. Нормативы состава и свойства воды в зависимости от местных условий могут относиться или к району выпуска сточных вод при осуществлении их быстрого смещения с водой водоёма, или к районам ниже спуска сточных вод с учётом возможной степени их смещения и разбавления в водоёме от места выпуска до ближайшей границы рыбохозяйственного участка водоёма. На участках массового нереста и нагула рыб спуск сточных вод не разрешается.

При выпуске сточных вод в рыбохозяйственные водоёмы к составу и свойствам воды предъявляются более высокие требования по сравнению с изложенными выше.

Растворённый кислород. В зимний период количество растворенного кислорода не должно быть ниже 6 и 4 мг/л для водоемов соответственно первого и второго видов; в летний период во всех водоёмах – не ниже 6 мг/л в пробе, взятой до 12 часов дня.

Биохимическая потребность в кислороде. Величина БПК5 при  20оС не должна превышать 2 мг/л в водоёмах обоих видов. Если содержание кислорода в зимний период ниже на 40% нормального насыщения, то допускается сброс только тех сточных вод, которые не изменяют БПК воды водоёма.

Если в зимний период содержание растворённого кислорода в воде водоёма первого вида снижается до 6 мг/л, а в водоёме второго вида – до 4 мг/л, то можно допустить сброс в них только тех сточных вод, которые не изменяют БПК воды.

Ядовитые вещества. Не должны содержаться в концентрациях, прямо или косвенно влияющих на рыб и организмы, служащие кормом для рыб.

Величина предельно допустимых концентраций каждого вещества,                    входящего в комплекс с одинаково лимитирующими показателями вредности, должна быть уменьшена во столько раз,  сколько вредных веществ предполагается  спустить в водоём.

Выполнение требований Правил охраны водоёмов возможно только в том случае, если со сточными водами поступает строго определённое количество загрязнений, соответствующее самоочищающей способности водоёма.[2,5].

Необходимое уменьшение в сточных водах загрязнений для приведения их количества в соответствие с требованиями к составу и свойствам воды в расчётном пункте водопользования можно производить любым проверенным на практике методом очистки и обезвреживания сточных вод.

Улучшение качества воды и восстановление ее чистоты происходит под влиянием разбавления (перемешивания загрязнённой струи со всей массой воды) и минерализации органических веществ с отмиранием внесённых в реку чуждых ей бактерий – собственно самоочищения.

Учёт процессов естественного самоочищения водоёмов от поступивших в них загрязнений возможен, если этот процесс ярко выражен и закономерности его развития во времени достаточно изучены.

Для производственных сточных вод, содержащих разнообразные специфические загрязнения, зачастую с неустановленным режимом распада, основным способом очистки остаётся разбавление, протекающее наиболее быстро и полно в проточных водоёмах. Превращение рек в каскады водохранилищ с изменённым гидрологическим режимом делает необходимым применение более эффективных способов очистки сточных вод для уменьшения количества загрязнений, вносимых в водоёмы.

Разбавление сточных вод, внесённых в проточный водоём, происходит по мере их перемещения вниз по течению и смешения с возрастающим потоком. Концентрация загрязнений при этом снижается обратно пропорционально кратности разбавления, величина которой в общем виде определена формулой:       

Где q – расход сточных вод в м2/с;

Q – расход воды в реке в створе выпуска сточных вод при 95%-ной  

обеспеченности в м2/сек

 

Концентрация загрязнений по поперечному сечению загрязнённой зоны потока неодинакова. В ней имеется струя с максимальной концентрацией загрязнения Смакс и струя с минимальной концентрацией Смин. На некотором расстоянии (L) от места выпуска воды смешиваются с общим расходом реки (Qcм=QL). Неодинаковая концентрация загрязнений выше створа полного смещения обусловлена тем, что отдельные струи смешиваются с неодинаковым количеством чистой воды. Поэтому расчёты проводятся для наиболее неблагоприятного случая, т.е. на минимальную часть расхода реки Qсм, которая обуславливает разбавление сточных вод в максимально загрязнённой части потока. Эту часть расхода реки, которая характеризуется коэффициентом смещения a , определяют по формуле:

 

                                          ,

 

где L – расстояние от места выпуска сточных вод до расчётного створа

по  фарватеру реки в м.

Коэффициент , учитывающий гидравлические факторы смещения, определяют по формуле:

 

                                           ,

где - коэффициент извилистости русла реки (отношение длины

между двумя пунктами по фарватеру к длине по прямой);

-коэффициент, зависящий от места  выпуска сточных вод; принимается  для берегового выпуска равным 1, а для выпуска в фарватер  – 1,5;

Е - коэффициент турбулентной диффузии.

Для равнинных рек определяется по формуле:

                                    ,

где - средняя скорость течения реки в м/сек;

Нср - средняя глубина реки в м.

 

С учётом коэффициента смещения кратность разбавления n в расчётных створах теперь необходимо определять по формуле:

 

                               .

Разбавление сточных вод в водохранилищах и озёрах обусловлено перемещением водных масс в основном под действием ветровых течений. При установившемся движении в результате длительного действия ветра одного направления создаётся своеобразное распределение течений. В поверхностном слое, составляющем около 0,4 общей глубины водохранилища Н, течение имеет одинаковое направление с ветром и скорость, изменяющуюся от на поверхности до нуля на глубине 0,4 Н. Ниже размещается слой компенсационного течения противоположного направления.

Так как верхние слои воды по мере продвижения встречаются с новыми слоями, движущимися в обратном направлении, при расчётах нужно учитывать и последующие движения потока. Полное разбавление сточных вод является результатом совместного влияния начального разбавления, происходящего в пункте выпуска сточных вод, и основного, продолжающегося по мере продвижения сточных вод от места выпуска.

Схема классификации производственных сточных вод

 

Сточные воды – отработанные воды, дальнейшее использование которых невозможно по техническим условиям, либо нецелесообразно по технико-экономическим показателям.

При оборотном водообеспечении промышленных предприятий часть сточных вод повторно используется в производстве после их очистки и охлаждения (при необходимости).

Производственные сточные воды в течение смены могут поступать равномерно и неравномерно. Возможны залповые поступления высококонцентрированных токсичных сточных вод. Режим спуска производственных сточных вод определяется регламентом технологического процесса (цехов и предприятия в целом). В течение суток могут также изменяться отдельные показатели свойств сточных вод.

Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, разделяются на три вида: производственные, бытовые, атмосферные.

Производственные сточные воды – это воды, использованные в технологическом процессе. Они включают две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые). Загрязненные сточные воды могут содержать примеси: а) минеральные, б) органические, в) бактериальные, г) биологические.

Бытовые сточные воды – это воды от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, душевых установок и т.п.

Атмосферные сточные воды – дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливе улиц. Атмосферные осадки содержат до 100 мг/л примесей.

Состав сточных вод зависит от характера использования чистой воды в промышленности, условий сбора всех видов вод на территории предприятия или более крупной промышленной зоны. [2,4].

Производственные сточные воды делятся на загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

Загрязненные производственные сточные воды по характеру содержащихся в них примесей подразделяются на группы:

− загрязненные преимущественно минеральными примесями;

− загрязненные преимущественно органическими примесями;

− загрязненные минеральными и органическими примесями.

В зависимости от концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды делятся на четыре группы:

− менее 500 мг/л;

− от 500 до 5000 мг/л;

− от 5000 до 30000 мг/л;

− свыше 30000 мг/л,

а по степени агрессивности – на три группы в зависимости от значения рН:

− неагрессивные (6,5 ≤ рH ≤ 8);

− слабоагрессивные (6 ≤ рH < 6,5 и 8 < рH ≤ 9);

− сильноагрессивные (рH < 6 и рH > 9).

Воду в системах производственного водообеспечения в зависимости от назначения разделяют на четыре категории:

I категория – вода для охлаждения жидких и конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах, в которых она не контактирует с продуктом, лишь нагревается и практически не загрязняется;

II категория – вода служит в качестве среды, поглощающей различные нерастворимые и растворимые примеси; вода не нагревается, но загрязняется взвешенными и растворенными веществами;

III категория – вода используется так же, как вода II категории, но при этом нагревается (очистка газов в скрубберах, гашение кокса и т.д.);

IV категория – вода служит в качестве экстрагента или растворителя химических веществ, например при поглощении оксидов азота в производстве азотной кислоты.