БПКст. БПКдоп и БПКр -расчетные значения биохимической потребности кислорода соответственно сточных вод, предельно допустимой концентрации в реке после сброса сточных вод и речной воды до сброса сточных вод;

а-коэффициент степени смешения сточных вод с речной водой. Для определения размера санитарного попуска Qn предложена зависимость

S Ci qi + Ср Qp - Спр (Qp + Ъ qi)

Qn=--------, (4.18)

где qi - расход сточных вод с концентрацией Ci лимитирующего загрязнения;

Qp - расход речной воды с концентрацией Ср того же вещества в

рассматриваемом створе реки; Сп - концентрация загрязняющего вещества в воде, поступающей

при санитарном попуске; Сг-р - предельная концентрация загрязнения в речной воде после смешения ее с водой санитарнрго попуска; i - число спусков сточных вод на рассматриваемом участке реки, С математической точки зрения зависимости (4.17) и (4.18) очень просты, но для широкого применения их в практике необходимы большие научно обоснованные исследования по определению оптимальных значений входящих в них величин. Лишь на их основе можно осуществить достаточно достоверное прогнозирование качества воды рек.

Наибольший вред рыбному хозяйству наносится при спуске нефти и нефтепродуктов в водоемы во время нереста. Икра рыб пропитывается нефтепродуктами, обволакиваясь находящимися в воде взвешенными веществами. Загрязненная икра оседает на дно в тихих местах и погибает.

Таким образом, полное освобождение сточных вод от всех компонентов нефти и особенно от мазута, вызывающего гибель мальков, а также полная дезодорация сточной воды необходимы для того, чтобы не изменять физико-химических свойств воды водоема в месте спуска сточных вод и ниже по течению реки.

Наличие в сточных водах вредных веществ тормозит процессы самоочищения водоемов. Такие загрязнения производственных сточных вод, как сероводород и сульфиды, оказывают отравляющее действие на живые организмы. Кроме того, они, являясь неустойчивыми в водной среде, окисляются за счет растворенного в воде кислорода, нарушая этим кислородный режим водоема. К таким же тяжелым последствиям приводит выпуск в водоемы фенолсодержащих сточных вод, в частности сточных вод газогенераторных станций, химических заводов, а также предприятий бумажной промышленности.

Сточными водами могут загрязняться не только поверхностные водоемы, но и подрусловые воды, используемые населением для питьевых целей. Для того чтобы не допустить загрязнения водоемов, необходим постоянный контроль за качеством воды в них, В осуществлении контроля главную роль должны играть автоматические станции с измерительными приборами.

Автоанализаторы применяются в настоящее время преимущественно в стационарных лабораторных условиях. Для исследования качества воды в полевых условиях, а также для автономной регистрации применяют автоматические станции, которые работают на принципе электрометрии.

Типовая автоматическая станция контроля за качеством воды состоит из четырех основных элементов: приемной части, в которой расположены датчики (электроды) для измерения отдельных параметров качества; анализирующего блока; регистрирующего и передающего устройств. В приемной части находятся датчики (электроды), помещаемые в камеры, через которые равномерно проходит исследуемая вода. Анализирующий блок служит для усиления электрических сигналов датчиков и преобразования их в сигнал для автоматической регистрации. Регистрирующее устройство записывает сигналы, поступающие из анализирующего блока, на бумажную ленту в виде кривых или точек (на некоторых станциях запись идет в перфорированном виде). Передающее устройство служит для преобразования электрических сигналов в однородные импульсы, которые передаются по линии связи на центральный пункт.

Автоматические измерительные станции подразделяются в основном на два типа: в одних - результаты измерений записываются на специальной ленте, которая через определенные промежутки времени (неделя, 10 дней) меняется обслуживающим персоналом; в других - результаты сразу же передаются на центральный пункт.

На центральную вычислительную станцию передаются сведения о качестве воды по основным показателям: содержание растворенного кислорода, рН, мутность и температура, содержание хлоридов, ВПК и др.

§ 87. САМООЧИЩЕНИЕ ВОДЫ В ВОДОЕМЕ

Самоочищающая способность реки зависит от многих природных факторов: объема речного стока, скорости потоков, химического состава воды, ее температуры и т. д. Учесть их все при прогнозировании оптимальных санитарных попусков очень трудно.

Действующие санитарные нормы требуют предельно минимального содержания загрязнений в очищенных сточных водах, сбрасываемых в водоемы. Однако во многих случаях глубокая очистка стоков в соответствии с этими нормами стоит значительно дороже, чем разбавление сточных вод, прощедщих менее глубокую очистку, речной водой. Для интенсификации самоочищения рек возможно применение искусственной аэрации, которая очень эффективна, но пока еще не получила щи-рокого распространения.

Процесс смешения и разбавления сточных вод в реках, озерах и водохранилищах. При определении степени смешения нельзя принимать в расчет весь расход реки, так как вблизи места выпуска достаточно полного смешения еще нет - оно происходит на некотором расстоянии от места выпуска.

Для учета расхода реки, участвующего в смешении, т. е. процессов разбавления, вводят коэффициент смешения а, показывающий, какая часть расхода реки смешивается со сточной водой в данном створе.

При спуске сточных вод в проточные водоемы значение а определяется по методу В, А. Фролова и И. Д. Родзиллера:

1 - е--

а--~, (4.19)

где е - основание натуральных логарифмов;

/ - расстояние от створа выпуска сточных вод до расчетного створа (ближайшего пункта водопользования) по течению (фарватеру) реки, м;

Q-наименьший среднемесячный расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска, мс; q-расход сточных вод, м/с Коэффициент а, учитывающий гидравлические факторы в реке, определяется по формуле

a = (plVEJ, (4,20)

где ф - коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния от места выпуска вод до расчетного створа по фарватеру 1ф к расстоянию между этими же пунктами по прямой /пр, Ф -/фДпр;

I - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоеме; при выпуске у берега =1, при выпуске в фарватер реки 1=1,5;

Е - коэффициент турбулентной диффузии, который для равнинных рек определяется по формуле

£ Яср/2С0; (4.21)

здесь -средняя скорость течения реки, м/с, на участке между выпуском сточных вод и расчетным створом; ср- средняя глубина реки на том же участке, м. Если путь смешения состоит из отдельных участков с резко отличающимися значениями и и Я, то величина Е определяется по формуле

/ 200 / 200 / 200 •

где /i, Iz, .... /„ - длина участков, причем /пол11=1+/2+-+п; 2, - средние скорости на участках;

Яа, Я„ - средняя глубина участков.

Длина фарватера 1 для узких несудоходных рек совпадает с длиной участка смешения по оси реки, а для широких судоходных рек она определяется по лоцманским картам.

Расстояние от выпуска сточных вод до створа полного смешения полн теоретически равно бесконечности. Действительно, протяженность загрязненной струи до какого-нибудь створа, в котором сточные воды смешиваются с частью а расхода реки,

2,3, aQ + q

(4.23)

а (1 - ci)q \

Из уравнения (4. 23) видно, что для створа полного смешения коэффициент смешения а=1, и в этом случае знаменатель подлогарифмен-ной величины становится равным нулю, а сама величина стремится к бесконечности. Для практических расчетов следует определять расстояние до створа достаточно полного смешения, для которого, например, а = 0,95 или а = 0,9, т. е. в котором сточная жидкость смешивается с 95 или 90% расхода воды реки.

При определении кратности разбавления в расчетных створах пользуются формулой

n={aQ + q)lq. (4.24)

Расчет по этой формуле дает формальную оценку разбавления только по расходам и не учитывает степени очистки сточных вод и динамики водоема.

Наиболее полная оценка физических процессов, происходящих в водоеме, может быть получена только гидравлическим моделированием.

Расчет разбавления сточных вод в озерах и водохранилищах по методу Н. Н. Лапшова применяется в следующих случаях: