ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ СБРОСОВ (ПДС) ВЕЩЕСТВ И УСЛОВИЙ СПУСКА СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОТОКИ

Цель работы: изучить приёмы определения ПДС и необходимой степени очистки сточных вод перед их спуском в водоток.

Предварительное пояснение

Производственная и бытовая деятельность человека тесно связана с использованием воды. Большая часть использованной воды возвращается в водоёмы в виде насыщенных загрязнителями сточных вод.

Сточные воды по характеру загрязнений разделяются на содержащие минеральные вещества, органические вещества или одновременно и те и другие.

К минеральным веществам относятся частицы грунта, руды, шлака, металлов, минеральные соли, кислоты, щёлочи и другие неорганические вещества.

Органические примеси весьма разнообразны и образуются за счёт поступления в сточную воду остатков сырья, реагентов и продуктов производства, отходов жизнедеятельности человека и животных, веществ растительного происхождения и др.

Органические вещества характеризуются присутствием в их составе углерода, водорода, во многих случаях кислорода и азота, а также серы, фосфора, хлора, металлов.

Загрязняющие вещества могут находиться в воде в виде пены, эмульсии, в грубодисперсном состоянии, в коллоидном состоянии или в виде истинного раствора.

Сточные воды могут быть разного происхождения, однако в большинстве случаев преобладают сточные воды промышленного происхождения.

Промышленные стоки бывают трёх видов: бытовые, поверхностные и производственные.

Бытовые сточные воды образуются при работе душевых, туалетов, прачечных и столовых.

Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания талой, дождевой или поливочной водой веществ и материалов, скапливающихся на территории, крышах и стенах производственных зданий.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах.

Промышленные стоки содержат растворённые и взвешенные вещества, нефтепродукты и плавающий мусор, иногда вода в них может иметь повышенную температуру. Преобладание тех или иных загрязнителей в сточных водах зависит от их происхождения. Так, в бытовых сточных водах преобладают органические вещества, в т.ч. синтетические моющие средства, в поверхностных сточных водах много мусора, взвешенных веществ, нефтепродуктов. Состав производственных сточных вод зависит от профиля производства, часто в них можно в большом количестве обнаружить тяжёлые металлы.

Любые загрязнители, попадая со сточными водами в поверхностные водоёмы, ухудшают качество воды в них. Если это вещества органической природы, то в приёмном водоёме они начинают окисляться либо самостоятельно, либо при участии микроорганизмов, однако в любом случае на их окисление расходуется кислород. Возникает, так называемая,

биохимическая потребность в кислороде (БПК) – количество кислорода, необходимое для полной минерализации микроорганизмами-деструкторами органических веществ, содержащихся в 1 л воды.

Следовательно, БПК является показателем содержания в воде органических веществ. Чем больше БПК, тем сильнее вода загрязнена органическими веществами, тем выше интенсивность расходования кислорода воды на окисление этих веществ и тем меньше кислорода остаётся в воде для живых организмов – рыб, ракообразных, моллюсков, растений и водорослей.

Ухудшение условий жизни перечисленных групп живых организмов снижает скорость самоочищения водоёма, иногда самоочищение может полностью прекратиться, и тогда вода становится совсем непригодной для человека и животных.

Биогенные вещества (соединения азота, фосфора), попадающие в водоём, способствуют ухудшению условий его самоочищения. В этом случае имеет место усиленное размножение в водоёме синезеленых водорослей, которые своей жизнедеятельностью подавляют все остальные группы живых организмов.

Снижению скорости самоочищения воды в ряде случаев способствует сброс в водоёмы нагретой воды. Растворимость кислорода в воде невысока, а с повышением температуры она еще более снижается, что, естественно, не улучшает условия жизнедеятельности водных организмов и не способствует самоочищению воды.

Биогенные и ряд органических веществ, и тепло становятся помехой для пресноводных экосистем только тогда, когда их количество превышает некий предел. В малых же объёмах эти компоненты иногда могут быть даже полезны для этих экосистем.

Однако существуют и другие загрязнители, которые по своей природе чужды природным экосистемам – это тяжёлые металлы и многие синтетические вещества. С такими загрязнителями природные экосистемы могут справиться лишь при незначительной их концентрации.

Для того, чтобы природные водные экосистемы успевали обезвредить загрязнители, необходимо ограничить их поступление в водоёмы, т.е. необходимо уменьшить сброс в водоёмы неочищенных сточных вод предприятий.

Предварительная очистка сточных вод, т.е. значительное снижение БПК стоков, уменьшение содержания биогенных веществ, тяжёлых металлов, взвешенных веществ, уменьшение температуры до необходимой величины достигается на очистных сооружениях, которые должно иметь большинство предприятий.

Необходимая степень очистки сточных вод перед их сбросом в водоёмы зависит не только от состава и расхода сточных вод, но и от многих других факторов: расхода воды в реке, её химического состава, температуры, места сброса стоков (у берега или на стрежне), строения берегов, извилистости реки, хозяйственного назначения водоёма, удалённости места сброса стоков от мест водопотребления и т.п.

Нормы качества воды в водных объектах достигаются путём реализации комплекса водоохранных мероприятий. Одним из которых является предельно допустимый сброс.

Предельно допустимый сброс (ПДС) вещества в водный объект – масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения качества воды в контрольном пункте.

ПДС устанавливаются для каждого вещества отдельно. Норматив разрабатывается для условий нормальной работы технологического оборудования при условии его полной загрузки.

ПДС используются для контроля режима сброса сточных вод в водные объекты, а также служит основным целевым показателям при разработке планов и программ развития водоохранных комплексов.

Нормирование качества воды состоит в установлении совокупности допустимых значений показателей состава и свойств воды водных объектов, в пределах которых надёжно обеспечивается здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.

Нормы качества поверхностных вод устанавливаются для условий хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования.

К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

К коммунально-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, спорта и отдыха населения, а также иное использование водных объектов, находящееся в черте населённых пунктов.

Рыбохозяйственные водные объекты, используемые для воспроизводства, промысла и миграции рыб, беспозвоночных и водных млекопитающих, подразделяются на три категории.

К высшей категории относятся места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств любого типа для искусственного разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений.

К первой категории относятся водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода.

Ко второй категории относятся водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.

Виды использования водного объекта в пределах субъекта Федерации определяются его природоохранными органами.
Нормы качества вод водных объектов включают общие требования к составу и свойствам поверхностных вод для различных видов водопользования, а также перечень ПДК вредных веществ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества в воде – максимальная концентрация загрязняющего воду вещества, отнесённая к определённому времени усреднения, которая при периодическом воздействии или же на протяжении всей жизни человека не вызывает негативного прямого или косвенного влияния на природную среду и здоровье человека.

При сбросе сточных вод в водные объекты, используемые для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых целей, нормы качества вод этих объектов или их природный состав и свойства должны выдерживаться на водотоках, начиная со створа, расположенного на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.п.).

При сбросе сточных вод в рыбохозяйственные водотоки, нормы качества воды или её природные свойства (в случае природного превышения этих норм) должны соблюдаться на протяжении всего участка водопользования, начиная с контрольного створа, определяемого в каждом конкретном случае природоохранными органами, но не далее чем 500 м от места сброса сточных вод или расположения других источников загрязнения поверхностных вод (мест добычи полезных ископаемых, производства работ на водном объекте и т.п.).

Внимание! Приведённые ниже формулы расчёта ПДС и необходимой степени очистки сточных вод пригодны лишь для случая сброса стоков отдельным выпуском в водотоки, т.е. в реки. Во всех остальных случаях необходимо пользоваться другими расчётами.