Накопители

Сточные воды некоторых промышленных предприятий невозможно очистить используемыми сегодня технологиями очистки. Но и сбрасывать их в водоемы нельзя по санитарным нормативам, действующим на территории. В этом случае рекомендуется использовать накопители. В них аккумулируются сточные воды. Сброс в водоемы выполняется:

• только в период весеннего паводка;
• непрерывно, но в строго определенных объемах, которые допустимы по санитарным нормам и требованиям рыбохраны, то есть накопители являются регулирующими емкостями.

Регламент сброса определяется качеством и количеством сточных вод, мощностью водоема.

Важно! Если жидкость содержит особенно вредные примеси, а у водоема недостаточные мощности, нужно использовать глухие накопители, которые не предполагают какой-либо сброс.

Особенности расчета ежесуточного сброса стоков

Объемы стоков возможных для сброса в течение суток определяется дебетом конкретного водоема, поэтому не может быть постоянным. Минимальные показатели тождественны с min расходом воды, максимальные значения соответствуют поводочным. В маловодные лета некоторые объемы сточных вод, собранные за год, могут удерживаться в емкостях до следующего паводка. При проектировании накопителей нужно обращать пристальное внимание на купирование рисков загрязнения грунтовых вод и близлежащих водоемов фильтратом из емкостей. Допустимые значения устанавливает санитарная инспекция и органы рыбоохраны.

Расположение накопителей

Накопители рекомендуется размещать на территориях с плохо фильтрующими или не фильтрующими грунтами. Если таких участков рядом с конкретным промышленным производством нет – нужно искусственно экранировать стенки и дно емкостей. Поэтому нужно максимально точно рассчитывать объемы сточных вод, подлежащих отправке в накопители. Чтобы остальные части стоков могли быть направлены в водоемы для использования их очищающей способности, с учетом времени года.

Режимы сбора стоков в водоем

Главный показатель для составления графика сбросов стоков в водоем из накопителя – это годовой расход воды. Именно этот промежуток времени принимается в расчет. Причем цикл начинается и заканчивается паводками. Объемы стоков в накопители после n циклов определяется по формуле:

Wn = Wo + n (Σ Wпос – Σ Wc), где

• Wn – объемы стоков после n циклов в миллионах м³;
• Wo – объемы воды перед пуском накопителя в эксплуатацию;
• n – число циклов накопления;
• Wпос – суммарные поступления стоков за год в миллионах м³;
• Wc – потери объема за 1 год.

Суммарное количество Wпос и потери стоков за год Wc рассчитываются отдельно по определенным формулам и данным конкретного объекта.

Концентрация примесей в сточных водах

При ежедневных сбросах и выпусков стоков в паводки нужно учитывать концентрацию примесей. Она не постоянна, ее изменения связаны с испарением, химическим взаимодействием веществ, поступление в емкость атмосферных осадков и ливневых стоков. Совокупность фактор затрудняет расчеты. Практика показывает, что наиболее точно можно определить показатели концентрации можно определить по режиму эксплуатации и конструкции накопителя.

Для герметичных емкостей

Расчеты объемов сбросов для герметичных накопителей выполняются по формуле:

Cn = WoCo + n Σ Wпос Cпос / Wo + n Σ Wпос Cис, где

• n – число циклов накопления;
• Cn – концентрация примесей в г/м³;
• Co – концентрация примесей в стоков до пуска в действие в г/м³;
• Cпос – концентрация веществ стоков, поступающих в емкость в г/м³.

Если из накопителя выполняется периодический сброс воды или фильтрата, концентрация может быть установлена только последовательным расчетом, который выполняется от цикла – до цикла.

Расчеты при фильтрации стоков

При фильтрации стоки поступают в тот же водоем, что при сбросе из накопителя. Поэтому для защиты его от излишнего загрязнения, при расчетах организованно выпускаемой жидкости Wм.п. и Wпоз.п. нужно исключать фильтрационные потери Wф.п. по формуле:

Wм.п. = 86400 qм.п. (365- N) – α W ф.п., где

• qм.п. – объемы вод, сбрасываемых в меженный период в м³/сек;
• N – продолжительность паводка в сутках.

Величины qм.п., Wпоз.п., qпоз.п. рассчитываются в каждом конкретном случае отдельно.

Объемы воды в накопительных емкостях возрастают, а, значит, увеличивается и ее уровень hn, и потери при фильтрации. Последний показатель может быть определен только специалистами гидрологами. По известной формуле Форхгеймера можно установить только ориентировочно. Концентрация примесей определяется последовательным расчетом – от цикла к циклу.

Расчеты накопителя

Расчеты накопительной емкости выполняются с принятием всех потерь воды, исключая испарение, равными нулю. Так устанавливают объемы и уровень жидкости. Затем рассчитывают потери на фильтрацию и строя график. Потом по формулам определяют C₁, W _м.1. и W_пав.1. для первого цикла, и рассчитывают концентрацию примесей в финале первого цикла. Аналогично определяются параметры для каждого из последующих циклов.

Два примера:

1. Накопитель принимает 1000 м³/сутки в течение 20 лет. Нужно определить динамику его заполнения и концентрацию примесей. Емкость обвалена по периметру. В сточных водах концентрация составляет 5 г/литр. Сброс на территории – запрещен. Годичные осадки: h_r – 500 мм. Слой испарения за год – 2000 мм. Площадь накопителя составляет 100 тысяч м². Расчеты выполняем по вышеприведенным формулам. В результате получаем Cn = 8,5 г/литр.
2. Рассчитать динамику заполнения того же накопителя при условии наличия фильтрации и возможности круглогодичного сброса сточных вод в водоем – это река с 95-процентнтной обеспеченностью. Ее Qм – 100 м³/сек, в паводок – 3 тысячи м³/сек. При расчетном расходе средняя скорость течения составляет 0,25 м/сек, средняя глубина – 1 метр. В паводок скорость – 1,1 м\сек, глубина – 4 метра. Дистанция до расчетного створа – 10 километров. Предельная величина сбрасываемых токсинов для реки установлена в 0,08 мг/литр. От рыбоохраны установлены требования концентрации примесей для паводка – 0,01 мг/литр, а загрязненная струя не должна быть более 1 километра. В водоеме это же вещество содержится в объеме – 0,03 мг/литр – в меженный период, в паводок – 0,0001 мг/литр. Паводок длиться 45 суток. Решение выполняется по определенным формулам. Строится график:

График для расчетов потерь воды в процессе фильтрации

В результате получается C2 = 8,5 г/литр. После расчета последующих циклов составляется сводная таблица.

  Расчетная таблица динамики заполнения накопительной емкости

Резюмируем

Как видно из вышесказанного, без проведения мероприятий по предотвращению потерь на фильтрацию, сточные воды в накопители можно аккумулировать только в течение 7 лет. Если накапливание жидкости будет происходить дольше, фильтрационные потери превышают объемы воды, с которыми может справиться водоем согласно санитарным нормам на него установленным.