Після скиду стічних вод

Ступінь забруднення стічних вод водойми органічними речовинами може бути визначений за кількістю кисню, який витрачається на біохімічне окислювання (БПК) цих речовин у процесі життєдіяльності аеробних бактерій. Під час біохімічного окислювання відбувається глибоке розкладання органічних речовин до мінеральних.

Для визначення гранично припустимого забруднення води водойм за БПК і забезпечення необхідного кисневого режиму водойм необхідно всі розрахунки виконувати згідно з БПК_повн. Однак для побутових стічних вод без істотної домішки виробничих стічних вод за повну біохімічну потребу в кисні достатньо приймати БПК₂₀. При цьому завжди досліджується вода, звільнена від завислих речовин відстоюванням. Величина БПК у цих умовах визначає кількість колоїдних і розчинених органічних речовин.

Біохімічне окислювання за БПК_повн включає вуглецеву фазу і фазу амоніфікації з утворенням азоту амонійних солей. Швидкість окислювання або швидкість споживання кисню в кожен даний момент буде пропорційна масі органічної речовини, що знаходиться у воді. Математично процес біохімічного споживання кисню може бути виражений у такий спосіб:

, (8.1)

де L₀ – потреба в кисні на початку процесу для окислювання всієї органічної речовини, мгО₂/л;

L_T – потреба в кисні за час Т для окислювання органічної речовини, що залишилася, мгО₂/л;

k₁ – константа, що характеризує швидкість споживання кисню органічними речовинами при даній температурі (додаток М);

Т – час, протягом якого проходить споживання кисню, діб.

Константа швидкості споживання кисню не є величиною постійною. Вона залежить від температури води і концентрації органічних речовин у стічних водах.

Під час розрахунку умов допустимості скидання стічних вод поряд з можливим ступенем їхнього розведення необхідно враховувати ступінь біохімічного самоочищення води водойми від органічного забруднення на шляху до контрольного створу. Процес самоочищення залежить від швидкості біохімічного процесу і часу переміщення води від місця скидання стічних вод до найближчого контрольного створу.

Баланс біохімічної потреби в кисні суміші річкової і стічної води в розрахунковому створі в загальному вигляді, без урахування здатності водойми до самоочищення буде мати вигляд:

, (8.2)

де L_ех – величина БПК_повн стічних вод у місці випуску в водойму, мг/л;

Q – витрата стічних вод, м³/с;

L_р – величина БПК_повн річкової води до місця випуску стічних вод, мг/л;

L_ГДК – сумарне значення БПК_повн суміші стічної і природної вод у розрахунковому створі. Відповідно до нормативних вимог воно не повинне перевищувати гранично допустимі концентрації того або іншого виду водокористування.

Із огляду на процес самоочищення і вводячи константи швидкості споживання кисню стічною і річковою водою, отримаємо наступне рівняння балансу біохімічної потреби в кисні:

, (8.3)

де L_p – БПК_повн річної води до місця випуску стічних вод, мгО₂/л (див. додаток Г);

L_гдк – гранично допустиме значення БПК_повн суміші річної і стічної вод у розрахунковому створі, мгО₂/л (див. додаток Д або Е);

К₁ – константа швидкості споживання кисню стічними водами залежно від їх температури (додаток М, табл. М.1);

К₂ – константа реаерації, залежна від швидкості течії і характеристики водойми (додаток М, табл. М.2);

Т – довготривалість переміщування води від місця випуску до розрахункового отвору, діб:

_, (8.4)

де l_ф – відстань по фарватеру річки від місця випуску стічних вод до розрахункового пункту беремо відповідно до плану-схеми (див. рис. 1.1), м;

V_сер – середня швидкість течії води в річці (див. додаток В), м/с.

Із цього рівняння балансу визначається максимально припустиме значення концентрацій органічних забруднень згідно з БПК_повн в очищених стічних водах, що підлягають випуску в водойму.

8.2 Визначення ступеня очищення за БПК_повн

Максимально припустиме значення концентрацій органічних забруднень по БПК_повн в очищених стічних водах, мг О₂/л, належить визначати для двох обраних джерел за формулою

. (8.5)

Перевірку необхідного ступеня очищення стічних вод за БПК виконують не лише для двох річок, але й для зимового та літнього періоду скиду стічних вод. Температура води в річці для зимового й літнього періодів наведена в додатку Г. Із отриманих значень L_ех для кожної річки обирають найменше і для нього визначають необхідний ефект очищення, відсотків.

Е = 100(L_en – L_ex) / L_en. (8.6)

Виконуємо розрахунок для річки І-1 на літній період (t = 20⁰С).

;

.

Виконуємо розрахунок для річки І-1 на зимовий період (t = 3⁰С).

;

.

Виконуємо розрахунок для річки ІІ-1 на літній період (t = 19⁰С).

;

.

Виконуємо розрахунок для річки ІІ-1 на зимовий період (t = 5⁰С).

;

.

Ефект очищення стічних вод за БПК_повн під час скиду в річку І-1 повинен бути вищий (98,51 %), ніж під час скиду в річку ІІ-1 (85,76 %). Умови скиду в річку І-1 жорсткіші, тому для скиду стічних вод необхідні більш досконалі очисні споруди.

Питання для самоперевірки

1 За яким показником визначається забруднення води органічними речовинами?

2 Чим закінчується процес окислювання органічних забруднень?

3 Від чого залежить величина константи швидкості споживання кисню?

4 Рівняння балансу біохімічної потреби в кисні з урахуванням і без урахування здатності водойми до самоочищення.