Вывоз мусора при строительстве в Подмосковье: www.musorshik.ru
Архитектура ->  Канализация. Охрана окружающей среды 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209

г) ось выходящей из выпуска струи должна направляться под углом к горизонту, определяемым расчетом в зависимости от относительной глубины Hldo и отношения скоростей vJvo\

д) оголовки рассеивающего выпуска должны располагаться друг от друга на расстоянии ЬНср.

Порядок расчета разбавления при выпуске сточных вод в озера и водохранилища следующий:

а) исходя из расчетного расхода сточных вод, устанавливают площадь сечения сосредоточенного выпуска или суммарную площадь отверстий рассеивающего выпуска; выбор скорости истечения производится, как указано выше;

б) устанавливают диаметры выпускных отверстий;

в) для рассеивающего выпуска определяют расстояние между оголовками;

г) последовательно рассчитывают параметры: р по формуле (4.26), S и Л;

д) находят разбавление по формуле (4.25).

Эффект смешения значительно повышается при использовании специальных рассеивающих выпусков и предварительном разбавлении сточных вод речной водой путем ее подачи из реки или из водохранилища насосами в береговую камеру выпуска.

Потребление и растворение кислорода в воде водоема. Для того чтобы процесс самоочищения протекал нормально, необходимо обеспечить определенные условия, основным из которых является наличие в водоеме после спуска в него сточных вод запаса растворенного кислорода.

В водоеме одновременно происходит, с одной стороны, потребление кислорода на минерализацию органических веществ, а с другой - пополнение его за счет растворения кислорода, поступающего с поверхности водного зеркала, т. е. так называемая реаэрация.

Процесс потребления кислорода, как указывалось ранее, определяется уравнением (4.7) или формулой

Процесс реаэрации определяется формулой (4.12) или

Здесь La - БПКполн в начальный момент процесса потребления кислорода, мг/л;

Lt - БПКполн по прошествии времени t, мг/л;

Da - дефицит растворенного кислорода в начальный момент у места выпуска сточных вод, мг/л;

Dt-дефицит растворенного кислорода по прошествии времени t, мг/л;

- константа скорости потребления кислорода (ВПК) при данной температуре воды; 2-константа реаэрации кислорода при данной температуре воды;

t - время, в течение которого идут потребление и реаэрация кислорода, сутки.

При одновременном действии обоих процессов во взаимно противоположном направлении (один уменьшает количество растворенного кис-рода, а другой увеличивает его до степени насыщения) окончательная скорость изменения дефицита кислорода может быть выражена уравнением баланса кислорода



(4.27)

после интегрирования которого получим уравнение дефицита кислорода (Стриттера - Фельпса) по прошествии времени t:

kz - ki

(4.28)

На рис. 4.5 показана схема изменения кислородного баланса при одновременном протекании процессов потребления и растворения кислорода. Как видно из рисунка, общее содержание растворенного кислорода сначала падает до известного минимума (пункт наибольшего загрязнения), а затем, примерно с четвертого дня, начинает возрастать. Место наименьшего содержания кислорода на кривой 3 носит название кислородного прогиба (критическая точка).


2 3 S е 7 врет 6 сутках

Рис. 4.5. Схема изменения кислородного баланса / -~ степень потребления кислорода без ре-аэрацин по уравнению (4.7), 2 - процесс реаэрации по уравнению (4.12); 3 - то ж>, по уравнению (4 28): /4 - критическая точка максимального дефицита кислорода; Б - точка максимальной скорости восстановления кислорода

г h 6 в

время бсутлах

Рис. 4.6. Влияние температуры на изменение содержания растворенного кислорода

7 - при температуре 5° С; 2-то же, 10° С; 3 - то же. 20° С; 4 ~ то же, 30° О

Если в приведенном уравнении все величины, кроме 2, известны, т. е. если замерены значения Lc, Da и Dt и принята величина ku то можно определить значение k. Во многих случаях при 7=20° С /гг-0,2, т. е. вдвое больше константы k\. На неглубоких участках реки при наличии быстрого течения и других условий, способствующих хорошему перемешиванию, значение 2 может быть значительно (иногда в 10 раз) больше величины k\.

По имеющимся исследованиям можно принимать следующие значения k.

для водохранилищ и слабопроточных водоемов

» рек с малой скоростью течения (<0,5 м/с)

» » » большой скоростью течения

(>0,5м/с) . . . ,........, ,

для малых рек . ,..........

Однако если на дне реки скапливается много ила, то на его окисление будет затрачиваться большое количество кислорода, что не может быть учтено ни при определении дефицита кислорода, ни при определении БПК. Найденное при таких условиях значение константы растворения 2 будет неправильным и ниже действительного значения.

Время /кр, соответствующее минимуму содержания кислорода, может быть определено из уравнения (4.28) приравниванием нулю первой производной этого уравнения по t\

a(*2-Al)

0,05-0,15 0,2-0,25

0,3-0,8 0,5-0,8

(4.29)



откуда

Da - h)

k\La

(4.30)

После определения гкр можно, зная La и Da, определить из того же уравнения (4.28) Dt, а следовательно, и минимальное содержание кислорода. Допустимый минимум установлен санитарными правилами (см. далее).

Кислородный режим реки зависит от температуры. При повышении температуры воды скорость потребления кислорода возрастает, а так как скорость реаэрации при

14--

tf 6

Время в сутиах

этом почти не изменяется, то летом минимум содержания кислорода наступает быстрее и содержание кислорода в реке будет меньше. Принимая к тому же во внимание, что растворимость кислорода в воде летом уменьшается, следует признать летние условия в отношении содержания кислорода в реке менее благоприятными, чем зимние (при отсутствии ледяного покрова).

Ледяной покров в зимнее время почти приостанавливает реаэрацию, и содержание растворенного кислорода может очень сильно уменьшиться. Наблюдались даже случаи гибели рыбы от недостатка кислорода. В этот период насыщение воды кислородом должно осуществляться аэрацией. Поверхность водохранилища в зоне аэрации остается свободной от льда, вода получает необходимое количество кислорода и качество ее улучшается.

На рис. 4.6 показано изменение содержания кислорода в воде реки при различных температурах.

Начальный дефицит принят во всех случаях равным нулю. Первоначальная БПКз принята равной 20 мг/л; при температуре 20° С константы /sj = 0,l и /2 = 0,2. Для других температур константу kx можно вычислить по уравнению (4.9).

Максимальный дефицит при температуре 5 и 30° С наблюдается соответственно через 5,5 и 2,5 дня, причем значение дефицита кислорода в первом случае достигает 4 мг/л, а в последнем-6 мг/л.

Большое влияние на содержание растворенного кислорода в водоеме оказывает и величина начального загрязнения. На рис. 4.7 показаны кривые изменения содержания кислорода в воде водоема, вычисленные по формуле (4.28) для первоначальной La, равной 2, 5, 10, 20, 30 и 40 мг/л. Во всех случаях начальный дефицит кислорода принят одинаковым- около 1 мг/л, а температура 20° С.

Из рассмотрения рис. 4.7 и формулы (4.30) видно, что время до наступления минимума содержания кислорода при прочих равных условиях увеличивается с возрастанием начальной БПК (La), но увеличение это незначительно и время наступления минимума колеблется от 2 до

Рис. 4 7 Влияние первоначальной БПК и коэффициента реаэрации на изменение содержания растворенного кислорода

/ -Й2=0.2; 2-£д=5, 2=0,2; 3-l=-10, /j-=0,2, 4-=20, fej=0,2; 5 - Z-q-=30, 2-0,2; 6-L = =40, 2=0,2; 7 -Lq=20. fejO.S. S - i, =40. 2=0,8




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209