Расчет величин нормативных сбросов в водоем

Условия сброса сточных вод в поверхностные водные объекты и порядок расчета нормативов допустимого сброса веществ, содержащихся в сбрасываемых сточных водах, регламентируются «Методикой расчета нормативов допустимых сбросов (НДС) веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей» (2007 г.). Величины нормативов допустимых сбросов (НДС) разрабатываются и утверждаются на период 5 лет для действующих и проектируемых организаций водопользователей. Разработка величин НДС осуществляется как организацией-водопользователем, так и по поручению проектной или научно-исследовательской организации.

Под предельно допустимым сбросом (НДС) вещества в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. Если нормы качества воды в водных объектах не могут быть достигнуты из-за воздействия природных факторов, не поддающихся регулированию (поступление примесей из атмосферы, в результате склонового или талого стока и подземного питания реки и т.п.), то величины ПДС должны устанавливаться исходя из условий соблюдения в контрольном пункте сформировавшегося природного фонового качества воды.

Под временно согласованным сбросом (ВСС) следует понимать временный лимит сброса вредного (загрязняющего) вещества в водный объект в единицу времени, который устанавливается для действующих источников сброса (выпусков) сточных вод с учетом качества вод водного объекта и социально-экономических условий развития соответствующей территории в целях поэтапного достижения установленного норматива предельно допустимого сброса.

Величины НДС определяются для всех категорий водопользователей по формуле

, (1)

где q_ст – максимальный часовой расход сточных вод, м³/ч; С_НДС – допустимая концентрация загрязняющего вещества, г/м³.

Величина допустимой концентрации загрязняющего вещества для консервативного вещества, по которому ассимилирующая способность водоема обусловливается только разбавлением, определяется по формуле

, (2)

Допустимая концентрация вещества в сточных водах С_ст.дк с учетом неконсервативности загрязняющего вещества рассчитывается по формуле

С_ст.дк = n(С_ПДКe^kc·t – С_ф) + С_ф

где С_ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м³; С_ф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м³; n – кратность общего разбавления сточных вод в водотоке; где t – продолжительность пробега воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут; k_с – коэффициент неконсервативности, 1/сут.

Створ – условное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды.

Контрольный створ – это поперечное сечение потока, в котором контролируется качество воды.

Фоновый створ – контрольный пункт, расположенный выше по течению от сброса загрязняющих веществ.

Для водоемов питьевых, хозяйственно-бытовых целей нормативы качества вод или их природный состав и свойства выдерживаются на водотоках, начиная со створа, расположенного выше ближайшего по течению пункта водопользования на 1 км (водозабор для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, места купания, организованного отдыха и населенного пункта).

Для водоемов рыбохозяйственного назначения нормативы качества поверхностных вод или их природный состав и свойства соблюдаются на протяжении всего участка водопользования, начиная с контрольного створа, но не далее 500 м от места сброса сточных вод или расположения других источников загрязнения поверхностных вод (места добычи полезных ископаемых).

В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд для состава и свойств его вод принимаются наиболее жесткие нормы качества воды из числа установленных.

Таким образом, ситуационная схема для разных видов водопользования показана на рис. 2.

а б

Рис. 2. Ситуационная схема для водотока: а – культурно-бытового (М – населенный пункт); б – рыбохозяйственного водопользования

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчетном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующее условие:

, (3)

где С_рс^z – концентрация i-го вещества в расчетном створе при условии одновременного присутствия Z веществ, относящихся к одному и тому же лимитирующему показателю вредности (ЛПВ); i = 1, 2, …, Z; Z – количество веществ с одинаковым ЛПВ; С^z_ПДК – предельно допустимая концентрация z вещества.

Основной механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты – разбавление.

Разбавление сточных вод – это процесс снижения концентрации загрязняющих веществ в водоемах, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются.

Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется кратностью разбавления n, которая равна отношению суммы расходов сточной воды q_ст и окружающей водной среды Q к расходу сточной воды

(4)

или отношением избыточных концентраций загрязнений в месте выпуска к аналогичным концентрациям в рассматриваемом сечении водотока (общее разбавление на участке):

, (5)

где С_ст – концентрация загрязняющих веществ в сточной воде, г/м³; С_ф – концентрация загрязняющих веществ в водоёмах до выпуска сточных вод, г/м³; С – концентрация загрязняющих веществ сточной воды в рассматриваемом сечении водотока после выпуска сточных вод, г/м³.

Процесс разбавления сточных вод происходит в две стадии: начальное и основное разбавление. Общая кратность разбавления представляется в виде произведения

n = n_н·n_0, (6)

где n_н – кратность начального разбавления, n₀ – кратность основного разбавления.