43111

Контроль і управління якістю води у водоймах

Курсовая

Экология и защита окружающей среды

Аналітичний огляд літератури очистки стічних вод міста Елементи механічної очистки стічних вод. Елементи біологічної очистки стічних вод. Математичний апарат для моделювання очистки стічних вод. Контроль і управління якістю води у водоймах.

Украинкский

2013-11-03

1.56 MB

7 чел.

Міністерство аграрної політики України

Житомирський національний агроекологічний університет

Факультет__________________________

Кафедра _______________

_______________________

ЗАВДАННЯ

на курсову роботу з дисципліни  ____________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

      студенту_____________________ курсу______ групи __________

Тема курсової роботи_____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

Перелік питань для виконання______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

Завдання приняв до виконання  _____      _______     20         р.

Термін здачі курсової роботи   _____      _______     20        р.

                                                    

План

Вступ

Розділ 1. Аналітичний огляд літератури очистки стічних вод міста

  1.  Елементи механічної очистки стічних вод.
    1.  Елементи біологічної очистки стічних вод.
    2.  Математичний апарат для моделювання очистки стічних вод.

Розділ 2. Контроль і управління якістю води у водоймах.

2.1. Розрахунок загальної кількості стоків.

2.2. Гранично допустимий скид зворотних вод у водні об’єкти

2.3. Визначення необхідного ступеня очистки стічних вод.

Висновок

Використана література

ВСТУП

В центрі сучасних екологічних проблем знаходиться проблема питної води. Внаслідок забруднення, вичерпання природних вод запаси прісної води, придатної до господарсько-питного водоспоживання, значно скоротилось.

Чистота природних вод характеризується, в основному, її придатністю для вирішення конкретних завдань водовикористання і оцінюється в такий спосіб: вода придатна; припустима для використання при відповідних методах її обробки; непридатна для використання. Більшість водойм, за винятком рибогосподарських ставків і деяких технічних водних об’єктів, використовуються для вирішення комплексу водогосподарських завдань і задоволення потреб різних водокористувачів. Вимоги до якості води у цих водокористувачів, різні, але є загальна умова – вода в джерелі повинна бути якісною, тобто припустимою до використання людиною.

Крім того, у багатьох випадках, придатна вода застосовується без будь-якої підготовки (зрошення, рекреація і т.п.), тому для того щоб вона відповідала визначеним нормативам, у водоймі повинні відбуватись процеси самоочищення, тобто водойма повинна функціонувати як визначена досить складна екосистема. Формування якості води у водоймі і забезпечення її біологічної відповідності – процес складний і багатогранний. Він залежить від комплексу різноманітних чинників, зв’язаних як із функціонуванням водних екосистем, так і з умовами, які складаються в навколишньому ландшафті і на дні водойми. На формування якості води у водоймі впливають абіотичні, біологічні та антропогенні чинники. Таким чином, наслідки забруднення навколишнього середовища і, насамперед, природних вод позначається на здоров’ї людини.

Тому збереження чистоти природних вод – є гострою необхідністю. Від того наслідки успішно буде вирішене це завдання залежить і наше здоров’я. Якою б складною не представлялась сьогоднішня екологічна ситуація на Україні, ми в силах не тільки запобігти загрозі забруднення навколишнього середовища, але й істотно поліпшити стан середовища існування людини .


РОЗДІЛ І. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

  1.  Елементи механічної очистки стічних вод.

Механічне очищення стоків

В приймальну камеру надходять стоки першого потоку з головної насосної станції (ГНС) по трубопроводам Æ900 мм та Æ500 мм; з каналізаційної насосної станції фабрики (КНС-1) по трубопроводу Æ300 мм; з КНС-2 заводу по трубопроводу Æ250 мм; з КНС-3 по трубопроводу Æ500 мм.

Стоки з приймальної камери надходять в споруду решіток (решіточна), де змонтовані … (шт.) механізованих решіток. На решітках затримуються грубі механічні домішки, які по мірі накопичування конвеєром транспортуються за межі решіточної з послідуючим вивезенням на звалище.

Решітки встановлюються у приймальних резервуарах.

Решітки, що встановлені перед очисними спорудами, повинні мати ширину щілин не більше 16 мм. Комірки решітки можуть мати круглу, прямокутну або іншу форму у перерізі.

Для зручності обслуговування решітки часто встановлюють під кутом 60-70° до горизонту. Якщо кількість забруднень, що затримується на решітках, складає 0,1 м3/добу і більше, то очищення решіток повинно бути механізованим.

Звичайні решітки встановлюються в приміщеннях, що опалюються, а решітки-дробарки допускається встановлювати в каналах без надбудови над ними. Крім робочих встановлюють резервні решітки.

Після решіток стоки надходять на пісковловлювачі, де відокремлюється пісок та інші мінеральні домішки.

Всього встановлено … (шт.) пісковловлювачів кожен Æ6 м з круговим рухом води. Швидкість руху води в пісковловлювачах в межах 0,15-0,3 м/сек. Тривалість перебування води в споруді при максимальному притоці стічних вод повинно бути не менше 30 секунд. При великій витраті стоків швидкість потоку води в пісковловлювачі буде більше ніж 0,3 м/сек внаслідок чого, буде мати місце винос піску з них. При недостатній швидкості потоку (менше 0,15 м/сек) в осаді, затриманому в пісковловлювачі буде багато органічних домішок. Затриманий в піскоуловлювачах пісок видаляється за допомогою гідроелеватора в пісковий бункер з послідуючим вивезенням його на відведене місце.

Після пісковловлювачів стоки надходять у преаератор. Преаератори призначені для зниження вмісту завислих речовин у просвітленій воді зверх того, що забезпечують первинні відстійники. В ці споруди вводять надлишковий активний мул або біоплівку та повітря, що забезпечує не тільки підвищення ефективності видалення у відстійниках завислих речовин, а також за рахунок сорбції пластівцями активного мулу чи біоплівки — зниження вмісту іонів важких металів та інших забруднень, що несприятливо впливають на процес біологічного очищення.

Преаератори застосовують на станціях очищення стічних вод з аеротенками перед первинними відстойниками, а біокоагулятори — на станціях як з аеротенками, так і з біологічними фільтрами.

Препаратор має в плані прямокутну форму. Стічні води надходять у преаератор по … (шт.) з/б лоткам перетином 1000х1000 мм кожний, з яких рівномірно розподіляються по секціям.

Випуск стоків з кожної секції проводиться через … трубопроводи Æ300 мм та …. трубопроводи Æ600 мм.

Після преаератора стоки спрямовуються на очистку на первинні відстійники.

Первинні відстійники забезпечують необхідний ефект освітлення стічних вод і ущільнення осаду. Первинний горизонтальний відстійник з горизонтальним рухом води - це прямокутний у плані резервуар із співвідношенням ширини і довжини не менше 1: 4 та глибиною до 4 м. Стічні води підводяться каналом до торцевої стінки відстійника. З протилежного боку відстійника влаштовується лоток для збору просвітленої рідини.

Горизонтальний відстійник: 1 - розподільчий лоток: 2 - водозбірний лоток; 3 - візок; 4 - шкребок; 5 - трубопровід випуску осаду; 6 - жирозбірний лоток

У горизонтальних відстійниках швидкість руху води постійна вздовж всієї довжини споруди.

Розмір кожного відстійника 18х9 метрів. Всього в комплексі … первинних відстійників. Час перебування стоків в відстійникові повинно бути не менше 1,5 години. Відстійник має три конуси для збору сирого осаду. В кожному конусі відстійника встановлені трубопроводи з засувками для періодичної відкачки осаду, що осів. Освітлені в первинних відстійниках стоки по трубопроводу подаються на біологічну очистку в аеротенки.

1.2. Елементи біологічної очистки стічних вод

В аеротенках відбувається біологічне окислення стічних вод. В склад комплексу входять … аеротенків. Аеротенки являють собою залізобетонні резервуари, через які протікають підлягаючи аерації стічні води, змішані з активним мулом, який подається зосереджено в аеротенк. Активний мул складається з пластівців, густо заселеними аеробними мікроорганізмами, здатними в присутності кисню повітря здійснювати мінералізацію органічних забруднень стічних вод.

Коридор аеротенку (декілька коридорів утворюють секцію аеротенку) : 1 - повітряний стояк; 2 - фільтросний канал; 3 - фільтросні пластини

Довжина коридору - 48 метрів.

Ширина коридору - 9 метрів.

Робоча глибина - 4 метра.

Тривалість аерації мулової суміші в аеротенках повинна бути 7-8 годин.

Рідина з аеротенків по трубопроводу подаються на вторинні відстійники.

З аеротенків суміш води та активного мулу спрямовується до вторинних відстійників радіального типу для осідання (відокремлення) активного мулу.

Радіальний відстійник: 1 - подача забрудненої води; 2 - центральний розподільчий пристрій; 3 - збірний лоток; 4 - приямок;  6 - відведення осаду; 7 - відведення просвітленої води.

Всього вторинних відстійників … шт., з них … (шт.) діаметром 18 метрів і … (шт.) діаметром 20 метрів.

Робоча глибина відстійників – 3,3 м.

Вторинний радіальний відстійник для видалення осаду замість шкребків, як у первинних, найчастіше обладнують мулососами.

Тривалість відстоювання мулової суміші в них 1,5 години.

Після вторинних відстійників очищена стічна рідина по трубопроводу подається в контактні резервуари для знезараження (обробки води хлором у продовж 20 - 30 хв.). В якості контактних резервуарів прийняті горизонтальні відстійники зі скребковими механізмами. Осад з них направляють на мулові майданчики.

Всього контактних резервуарів - … шт.

Розміри в плані кожного – 4х20 м.

Осад, затриманий в контактних резервуарах, відкачується насосом в мулоущільнювачі. Очищена стічна вода після контактних резервуарів по колектору діаметром 1000 мм подається на буферні ставки.

Буферні ставки призначені для перемішування очищеної та знезараженої води з водою водоймища (вилучення залишкового хлору) та надання очищеним водам якості природної води. Знезаражена вода колектором 1200 мм скидається в річку.

Випуски бувають зосереджені, коли стічні води випускаються через один або декілька отворів. Розрізняють також берегові та руслові випуски.

Вибір конструкції випуску і місце його розташування визначається техніко-економічними розрахунками.

1.3. Математичний апарат моделювання очистки стічних вод

 Основним нормативом скидів забруднюючих речовин є гранично допустимий скид (ГДС). ГДС межа по витратах стічних вод і концентрації в них шкідливих домішок. Встановлюється з урахуван-ням ГДК шкідливих речовин у місцях водокористування (в залежності від виду водокористування), асимілюючої спроможності водного об’єкта, перспектив розвитку регіону і оптимального розподілу шкідливих речовин, що скидаються, поміж водокористувачами, які скидають стічні води. ГДС  встановлюються  для  кожного джерела забруднення і кожного виду шкідливих домішок з урахуванням їх комбінованої дії. В основі визначення ГДС (за аналогією з ГДВ) лежить методика розрахунку допустимих концентрацій забруднюючих речовин, створюваних джерелом у контрольних пунктах розрахун-кових створах – з урахуванням їх розбавлення, вкладу інших джерел, перспектив розвитку (проектування джерела забруднення) тощо.

ГДС визначається  для всіх  категорій  водокористування як добуток максимальних годинних витрат стічних вод q (м3·год-1) на допустиму  концентрацію в них забруднюючих речовин Cдк, (мг/л або г·м-3) згідно формули:

ГДС = q. Cдк, г/сек.                                            (2.1)

Якщо фонова концентрація забруднюючої речовини у водному обєкті не перевищує ГДК то Cдк визначають за нижче наведеними формулами. Для окремого випуску зворотних вод у водні об’єкти без урахування не консервативності речовини допустима концентрація речовини у зворотних водах визначається за формулою:

Cдк= n(CГДК – Сф)+ Сф,                                          (2.2)

де CГДКгранично допустима концентрація речовини у зворотних водах, мг/л (г/м3); Сф – фонова концентрація забруднюючої речовини у водотоку вище випуску зворотних вод, що розглядається, мг/л (г/м3); n – кратність розбавлення зворотних вод у контрольному створі водостоку і визначається за формулою:

n=(γ·Q + q)/q,                                                     (2.3)

де Q і q витрати відповідно річкової та зворотних вод, м3; γ – коефіцієнт змішування, що показує, яка частка річкових вод змішується з зворотними водами у максимально забрудненому струмені даного створу. Значення коефіцієнта γ визначається за формулою:

                                                  (2.4)

де L – відстань від випуску до створу, що розглядається по осі потоку, м; а – коефіцієнт, що враховує гідравлічні умови в річці, і обчислюється за формулою:

                                              (2.5)

де  φ – коефіцієнт звивистості ріки ; ξ – коефіцієнт, що  залежить від місця випуску зворотних вод: при зосередженому випуску  їх  біля  берега   ξ = 1, в разі випуску у стрижень річки  ξ = 1,5; D – параметр турбулентної дифузії, м2.

Коефіцієнт звивистості ріки на ділянці, що розглядається, харак-теризується відношенням фактичної довжини l, визначеної з урахуван-ням всіх звивистей , до довжини прямої лінії  lП , з’єднуємий  початок і кінець ділянки, для якої визначається  коефіцієнт звивисті:

φ=l/lП,

Фактичну довжину вимірюють курвіметром.

Величину коефіцієнта турбулентної дифузії для літнього періоду визначають за формулою:

                  (2.6)

де  gприскорення сили тяжіння. 9,81 м/с2; Vсер.середня швидкість течії річки, м/с: Нсер.середня глибина річки на розрахунковій ділянці, м; nШкоефіцієнт шорсткості ложа річки (додаток ); С – коефіцієнт Шезі, м0,5/с, який при глибинах до 5м визначають за формулою

С=RY/ nШ,                                             (2.7)

де R гідравлічний радіус потоку, м, який для літніх умов приблиз-но дорівніог глибині потоку Нсер.; Y  – коефіцієнт, який визначається за спрощеними формулами:

при м  – Y=1,5· nШ0,5;                          (2.8)

при R > 1 мY=1,3· nШ0,5.                            (2.9)

Для зимових умов розбавлення, коли водостік вкритий льодом, коефіцієнт турбулентної дифузії обчислюють за формулою:

                (2.9)

де R ПР; nПР; СПР – приведені значення гідравлічного радіуса і коефіцієнттів шорсткості та Шезі:

                                   R ПР = 0,5 Нсер.;                     (2.10а)

nПР= nШ {1+( nЛ / nШ)1,5}0,67;                   (2.10б)

                                   СПР = R YПРПР / nПР,;                  (2.10в)

де nЛ  – коефіцієнт шорсткості нижньої поверхні льоду (табл. 2.1); YПР визначається за формулами (2.8 – 2.10), в які замість nШ та R слід підставити nПР та R ПР.

Коефіцієнт шорсткості нижньої поверхні льоду

п/п

Період

1

Перші 10 діб після льодоставу (перша – друга декади грудня)

0,15–0,05

2

10–20 діб після льодоставу (остання декада грудня – початок січня)

0,1–0,04

3

20–60 діб після льодоставу (середина січня – перша декада лютого)

0,05-0,03

4

60–80 діб після льодоставу (кінець лютого – початок березня)

0,04–0,015

5

80–100 діб після льодоставу (березня)

0,025–0,01

Для рівнинних річок коефіцієнт турбулентної дифузії визнача-ють  за спрощеною формулою (проф. М.В. Потапова):

                                        (2.11)

При встановленні ГДС для речовин, яких нормується приріст до природного фону, –– це в першу чергу: завислі речовини, алюміній, мідь, молібден, селен, телур, фтор та ін. Допустима концентрація речовини у зворотніх водах визначається за формулою (2.2).

Для окремого випуску зворотних вод у водні об’єкти з урахування неконсервативності речовини допустима концент-рація речовини у зворотних водах визначається за формулою:

Cдк= n(CГДК··еkt – Сф)+ Сф,                              (2.13)

де kусереднене значення коефіцієнта неконсервативності для річкової і зворотних вод, діб-1.

Для деяких показників, що найчастіше використовуються у разрахунках, значення коефіцієнтів неконсервативності (швидкості розкладання)  наведені в табл.

Коефіцієнти не консервативності для речовин при температурі 20 оС

Речовина

Значення коефіцієнта неконсервативності, діб-1

За довідником

За даними ВНДІВО

Азот амонійний

0,069

0,069 –0,207

Азот нітратів

10,8

9,19 – 10,8

Азот нітритів

0,112–0,173

Розчинений кисень

0,35 –1,8

0,27 – 0,46

Нафтопрдукти

0,044

Фенол

0,320

СПАР

0.046

Ступень очищення або розбавлення стічних вод перед їх скиданням у водойму визначають після встановлення величини за рівнянням Фролова-Родзіллера:

де

L - відстань за фарватером від місця скидання стічних вод до найближчого створу водокористування, м;

α - коефіцієнт, що враховує гідравлічні умови змішування, визначається за формулою 1.5. Остаточна кратність необхідного розбавлення стічних вод визначається за формулою (1.3).

У разі скидання стічних вод у непроточні водойми (озера, водосховища тощо) використовують метод М.А. Руффеля, за яким повне розбавлення стічних вод (ппов) є результатом сумісного впливу початкового розбавлення (ппоч),  що відбувається в місці випускання у водоймі за рахунок швидкості вихідного струменя, і основного (посн), що здійснюється під час подальшого протікання струменя:

ппов = п поч п осн

Величину ппоч визначають за формулами, відповідними для поверхневого й глибинного випускання, а посн - за графіками, номограмами, наведеними в довідниках.

З екологічного погляду розбавляння стічних вод перед скиданням у водойми, є недосконалим технологічним прийомом, який не зменшує скидання забруднювальних речовин. Тому ним варто користуватися в окремих випадках, коли кількість забруднювальних речовин незначна і на підприємстві невеликий об'єм стічних вод.

При проектуванні каналізаційних очисних споруд використовують поняття еквівалентна та приведена кількість жителів. Еквівалентна кількість жителів (Nекв) - це умовна кількість жителів, які вносять таку ж масу забруднень, що і дані витрати виробничих стічних вод. Еквівалентна кількість жителів визначається за завислими речовинами, БПК та іншими видами забруднень за формулою:

де Qр - середньодобові витрати виробничих стічних вод;

Срі - концентрація забруднень і-го виду виробничих стічних вод; аі - кількість аналогічних забруднень і-го виду, що вносяться в стічні води однією людиною за добу; п - кількість видів забруднюючих речовин.

Приведена кількість жителів дорівнює сумі еквівалентної та розрахункової (наявної) кількості жителів:

Npn = N + N eкв

де N - розрахункова (наявна) кількість жителів, яке приймається за проектом забудови населеного пункту.

Розділ ІІ.

2.1. Розрахунок загальної кількості стоків

1. Розрахункова кількість жителів:

N = 272400 чол.

2. Еквівалентна кількість жителів міста:

2.2. Гранично допустимий скид зворотних вод у водні об’єкти

2.3. Визначення необхідного ступеня очищення стічних вод.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24914. Возникновение и прекращение юридических лиц. Правоспособность юридического лица 62.5 KB
  Правоспособность юридического лица Участниками гражданских правоотношений являются не только физические лица граждане но и юридические лица организации специально создаваемые для участия в гражданском обороте. несколько способов порядков создания юридических лиц: явочнонормативный исключает необходимость получения предварительного разрешения органов публичной власти на создание юридического лица. В таком порядке создается большинство юридических лиц разрешительный порядок связан с необходимостью получения предварительного...
24915. Понятие и правовое положение хозяйственных (торговых) обществ и товариществ 64.5 KB
  Хозяйственные торговые далее – хозяйственные товарищества и общества являются традиционной наиболее распространенной в обычном имущественном обороте формой коллективного предпринимательства. Товарищества и общества имеют много общих черт: 1 они являются коммерческими организациями созданными на добровольной как правило договорной основе на началах членства корпоративных 2 они наделяются законом общей правоспособностью 3 они становятся едиными и единственными собственниками имущества образованного за счет вкладов учредителей...
24916. Гражданско-правовое положение государственных и муниципальных унитарных предприятий 49.5 KB
  Далее для всех унитарных предприятий употребляю аббревиатуру ФГУП но понимаем что это не только федеральные но и субъектов федерации и муниципальные. ФГУП обладает имуществом которое является неделимой собственностью ее учредителя. ФГУП может учредить только одно юр. Устав сдолжен содержать сведения о деятельности собственнике и органе осуществляющем его полномочия перечень и порядок формирования и использования фондов на которые делится имущество ФГУП направления использования прибыли.
24918. Понятие и правовой статус некоммерческих организаций 59.5 KB
  Учредители НКО Учредителями некоммерческой организации в зависимости от ее организационноправовых форм могут выступать полностью дееспособные граждане и или юридические лица. В состав органов управления иностранных неправительственных НКО не могут входить государственные и муниципальные служащие если иное не установлено международным договором.1 ФЗ об НКО Органы управления НКО Высшими органами управления некоммерческими организациями в соответствии с их учредительными документами являются: коллегиальный высший орган управления для...
24919. Публично-правовые образования как субъекты гражданских правоотношений 48 KB
  К числу публичноправовых образований участвующих в гражданских правоотношениях относятся Российская Федерация субъекты РФ и муниципальные образования ст. Поэтому государство и другие публичноправовые образования в гражданскоправовых отношениях выступают на равных началах с иными их участниками гражданами и юридическими лицами п. Особенности гражданской правосубъектности публичноправовых образований В качестве субъектов гражданского права государство и иные публичноправовые образования обладают гражданской правоспособностью и...
24920. Объекты гражданских прав: понятие, виды 48.5 KB
  Объекты гражданских прав: понятие виды Объекты гражданских правоотношений это различные материальные в том числе вещественные и нематериальные идеальные блага либо процесс их создания составляющие предмет деятельности субъектов гражданского права. Закон может регулировать только поведение людей направленное на данные объекты а не их сами поэтому различие между разными объектами ГП в их режиме а не в их физических свойствах. Объекты ГП шире понятия объектов гражданского оборота поскольку имеются объекты ГП полностью их этого...
24921. Гражданско-правовой режим движимого и недвижимого имущества 36.5 KB
  Гражданскоправовой режим движимого и недвижимого имущества В соответствии со ст. Регистрация прав на движимые вещи не требуется кроме случаев указанных в законе. Движимые вещи по общему правилу не подлежат регистрации имеющей значение для гражданского оборота. Техническая регистрация некоторых движимостей может влиять лишь на осуществление прав на них но не на их возникновение.
24922. Ценные бумаги как объекты гражданских прав 44 KB
  Основная особенность объекта: тесная неразрывная связь выраженных в них прав с документарной бумажной формой их фиксации передача бумаги означает передачу права. Право на бумагу – вещное а право из бумаги – обязательственное они в нормальном случае имеют общую судьбу ибо право из бумаги всегда следует за правом на бумагу и несовпадение управомоченных по этим правам лиц в принципе должно быть исключено. Отсюда необходимость установления и соблюдения строго формальных реквизитов при отсутствии хотя бы одного из которых документ теряет...