Химия окружающей среды

1 Исходные данные

Таблица 1.1 - Исходные данные

Район		Максатихинский
Численность населения, чел.	1	2500
	2	7500
Мощность маслозавода, т/сут		50
Vo, м/с		0,8
Данные по реке Малая	Q,  м3/с	2,5
	Vр,  м/с	0,25
	Hср,  м	0,8
	С*,  м1/2/с	46,5
	Lр,  мгО2/дм3	1,8
	Sр,  мгО2/дм3	7,2
	lф,  м	2500
	lпр,  м	2200
Данные по реке Большая	QрБ,  м3/с	37,5
	HсрБ,  м	1,8
Среднегодовая температура СВ	Т,  °С	17,0
Грунты УГВ на полях фильтрации		супеси 3,0

Район 1 - квартиры без ванн, район 2 - квартиры с ваннами с водогрейными котлами на твердом топливе; Концентрации ингредиентов в реках: а) хлориды -, 15 мг/дм3; б) фосфаты – 0,005 мг/дм3; в) азот аммонийный – 0,25 мг/дм3; г) СПАВ – 0,01 мг/дм3; взвешенные вещества – 5 мг/дм3; V0 - скорость истечения стоков из оголовка выпуска; Q - расход водотока, м3/с; Vр - скорость течения реки, м/с; Нср - средняя  глубина водотока на участке смешения, м; С* - коэффициент Шези, м1/2/с; Lр – БПКполн в воде водного объекта до места выпуска сточных вод, мгО2/дм3; Sр -  концентрация растворенного кислорода в воде реки; lф –расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до устья реки Малая, м; lпр - расстояние между этими точками, измеренное по прямой, м; Qр Б – расход реки Большая, м3/с; НсрБ - средняя глубина реки Большая, м.

2 Природно-климатические условия

Максатихинский район располагается на северо-западе Тверской области. Он граничит с Удомельским, Лихославльским, Рамешковским, Бежецким, Молоковским, Вышневолоцким, Сандовским, Спировским и Лесным районами (рисунок 2.1). Площадь - 2760 км2, население – 20400 человек, в том числе в районном центре - 10000 человек.

Это район плоских и слабо холмистых равнин с высотами от 100 до 200 м. Это песчаные зандровые равнины и плоские или слека всхолмленные моренные равнины. Небольшие пространства занимают моренные холмы и гряды [1]. От деревни Мокшицы строго на северо-восток почти на 100 км тянутся Покров-Коноплинская и Карамышевская гряды. Максимальные отметки высот на них чуть превышают 230 метров. Холмы, составляющие эти гряды, крутые, крупные, сложены чаще всего валунной супесью и песками. Также между Максатихой и Бежецком расположены Шишковские гряды [2]. Коэффициент заболоченности района – 6,8 %, лесистость – 52,1 %.

Район сложен пермскими и верхнекаменноугольными отложениями. Верхнекаменноугольные отложения выражены разнообразными известняками, которые переслаиваются пестрыми глинами. Поверхность верхнекаменных известняков находится на высоте около 120 м, общая мощность – около 45 м. Пермские отложения непосредственно вскрываются под четвертичными породами. На дневную поверхность они показываются очень редко. Судя по буровым скважинам в Максатихе пермские породы состоят из красно-коричневых и красно-бурых опесчаненных глин с прослоями кварцево-полевошпатового песка; в нижней части присутствуют прослои пористого известняка [3]. Реки района с высоким пиком половодья (незначительно регулируемые озерами и лесами), весенний сток составляет 50 – 60 % годового стока. Густота речной сети Максатихинского района – 0,22 км/км2, коэффициент озерности составляет 0,005 %. Для района характерны карстовые инженерно-геологические опасные процессы.

Равнины с расположенными на них группами холмов имеют весьма неоднородный почвенный покров. На холмах преобладают дерново-слабо- (рН = 5 – 5,5, содержание гумуса 1,5-3%) и среднеподзолистые почвы (рН<7, содержание гумуса 0,5-1%), на равнинах –сильноподзолистые (рН<7, содержание гумуса 0,5-1%) и подзолисто – глеевые почвы (рН = 4,5 – 5, содержание гумуса до 3-7 %). Большое распространение имеют также в виде отдельных пятен почвы подзолисто-болотного типа (рН = 3 – 3,5) [3]. Смыв почвы – 1 -3 т/га.

50 % всей территории  Максатихинского района занято  лесом. Основные массивы находятся  на севере и юге района. Преобладающей  породой на севере является  сосна, а на юге ель; также встречаются берёза, осина, серая ольха. Основной вид травостоя составляют осоки, жестколистый луговик, лютик, гравилат, змеевик и др. [3].

Характерный тип климата – континентальный, наиболее холодный в Тверской области с обильным количеством осадков.

 

Таблица2.1-Среднемесячная температура воздуха (по метеостанции «Максатихинской»)

месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Год
t, 0С	-10,3	-9	-2,8	6,6	12,6	16	18,1	13,2	7,9	1,8	-4,4	-9,1	3,4

 

Таблица 2.2 -Повторяемость различных направлений ветра [4]

направление	с	с-в	в	ю-в	ю	ю-з	з	с-з	штиль
повтор., %	5	7	9	8	10	21	18	12	10

 

Таблица 2.3-Среднемесячное количество осадков (по метеостанции «Максатихинской»)

месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Год
х,мм	33	29	33	31	51	78	90	81	68	52	42	38	626

 

Таблица 2.4 – Средняя месячная влажность за сутки (%) [4]

месяц	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь
влажность, %	72	65	70	73	79	82	84

 

3 Определение средних концентраций  и расчетных расходов сточных  вод

 

Концентрация загрязняющих веществ в бытовых сточных водах определяется по формуле:

                                     ,                                                              (3.1)

где   – содержание загрязняющих веществ в единице объема сточных вод, т.е. концентрация, мг/дм3;

         – количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут, определяется по таблица 1 [8];

         – норма водоотведения, дм3/(чел·сут).

Удельное среднесуточное (за год) водоотведение бытовых сточных вод от жилых зданий следует принимать равным удельному среднесуточному (за год) водопотреблению согласно СНиП 2.04.02-84 без учета расхода воды на полив территорий и зеленых насаждений [6].

При проектировании систем водоснабжения населенных пунктов удельное среднесуточное (за год) водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды населения должны приниматься по таблице 3.1.

 

Таблица 3.1 – Удельное среднесуточное (за год) хозяйственно – питьевое водопотребление в населенных пунктах на одного жителя [6]

Степень благоустройства районов жилой застройки	Удельное хозяйственно – питьевое водопотребление (q0) в населенных пунктах на одного жителя, дм3/сут
Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией:
без ванн	125 - 160
с ванными комнатами, оборудованными местными водонагревателями	160 - 230

 

По формуле (3.1) рассчитаем концентрации взвешенных веществ, показателя БПКполн не осветленной жидкости, азота аммонийных солей, фосфатов, хлоридов, поверхностно-активных веществ (ПАВ) в сточных водах, образующихся в двух районах поселка с разным уровнем благоустройства.

Концентрации веществ в бытовых сточных водах в жилых районах, застроенных зданиями, имеющими внутренний водопровод и канализацию, но без ванн:

а) взвешенные вещества

б) БПКполн для не осветленной жидкости

в) азот аммонийных солей

г) фосфаты (в пересчете на Р)

д) хлориды

 

е) поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Концентрации веществ в бытовых сточных водах в жилых районах, застроенных зданиями, имеющими внутренний водопровод и канализацию, с ванными комнатами:

а) взвешенные вещества

б) БПКполн для не осветленной жидкости

в) азот аммонийных солей

г) фосфаты (в пересчете на Р)

д) хлориды

е) поверхностно-активные вещества (ПАВ)

 

Расход бытовых сточных вод определяется по формуле:

                                                  ,                                                               (3.2)                                                     

где   – число жителей в соответствующем районе поселка.

Определим расход сточных вод с менее благоустроенной части поселка (квартиры без ванн):

 

Рассчитаем расход сточных вод благоустроенной части поселка (квартиры с ванными и местными водонагревателями):

Определим суммарный расход бытовых сточных вод по формуле:

                                               ,                                                             (3.3)

получим,

Расход сточных вод с маслосырзавода определяется по формуле:

                                                                                                    (3.4)

где – норма потребления воды на 1 т переработанного молока ( , т.к. производительность равна 50 т/сут [7]);

         М – производительность маслосырзавода, т/сут.

Расчетный расход сточных вод (бытовых с поселка и производственных с маслосырзавода):

Расчетный расход сточных вод (бытовых с поселка и производственных с маслосырзавода) с учетом коэффициента неравномерности определяется по формуле:

 

                                                                                   (3.5)

 

где   – среднесекундный расход бытовых сточных вод, м3/с;

 – общий коэффициент неравномерности  притока сточных вод, который находится по таблице 2 [5];

 – среднесекундный расход  производственных сточных вод  с маслосырзавода, м3/с.

Предполагается, что с целью исключения залповых сбросов сточных вод с маслосырзавода имеется регулирующий резервуар, обеспечивающий равномерный сброс сточных вод в течение суток, поэтому коэффициент неравномерности берется по среднему расходу бытовых сточных вод (таблица 2) [5].