ХНУ - Лабораторна робота

Хмельницький нацiональний унiверситет

Лабораторна робота

258. Моделювання i прогнозування стану довкiлля
4. Визначення умов спуску стічних вод у водні зони
Автор: Гончар А.А.

• 1
Иллюстрация к шагу 0258-04-001.mp4
Текст к ситуации Вступ.
Шановний студенте, перед початком виконання лабораторної роботи Вам необхідно ознайомитись із теоретичними відомостями та пройти допуск (тестовий контроль). У разі не проходження тестового контролю Вам потрібно повторно ознайомитись із теоретичним матеріалом та отримати допуск.
Після виконання лабораторної роботи Вам необхідно оформити згідно заданої форми звіт та відправити його викладачу.
Бажаємо успіхів у виконанні роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 2

• 2
Текст к ситуации
Теоретичні відомості
Скидання стічних вод в каналізацію дозволяється за таких умов:
— якщо не порушується робота каналізаційних мереж та споруд;
— кількість завислих та тих, що спливають, часток в стічних водах не перевищує 500 мг/л;
— фізичні та механічні забруднення виробничих стоків не засмічують труби та не відкладаються на них;
— хімічні забруднення виробничих стоків не руйнують матеріал труб та елементи споруд каналізації;
— домішки горючих речовин у стоках не утворюють вибухонебезпечних сумішей в каналізаційних мережах;
— шкідливі речовини стоків не перешкоджають їхньому біологічному очищенню, температура води не перевищує 40 °С;
— домішки не вступають у хімічні з`єднання з побутовими стоками і не виділяють отруйних та вибухонебезпечних газів;
— об`єм скидів не перевищує ГДС або ТПС, погоджених з Водоканалом.
Необхідний ступінь очищення стічних вод перед скиданням визначається.
Забороняється скидати у водні об`єкти стічні води, що містять шкідливі речовини, для котрих не встановлено ГДК і для котрих відсутні методи аналітичного контролю.
Не допускається скидати стічні води, котрі після очищення можна використовувати в оборотних та в повторних схемах водопостачання підприємств або для зрошення в сільському господарстві.
Не можна скидати неочищені або недостатньо очищені виробничі, господарсько-побутові стічні води та стоки із заводських територій.
Не допускається скидати у водоймища стічні води, що містять збудників інфекційних захворювань, а також стічні води, що містять радіонукліди, сміття, неочищені стоки, стоки з нафтопродуктами. Не можна скидати води, що використовуються для водо- та грязелікування.
Забороняється здійснювати залпові скиди сильно концентрованих виробничих стічних вод у водоймища та в каналізацію, а також стоки з вище встановленими значеннями ГДВ, ТПС. Для зниження концентрації шкідливих речовин необхідно передбачати ємності-усереднювачі, в котрих слід змішувати концентровані стоки з менш концентрованими або з водою.
Виробничі стоки, котрі не відповідають перерахованим вимогам, повинні підлягати попередньому очищенню на очисних спорудах підприємств.
Допускається сумісне очищення виробничих стічних вод при дотриманні таких вимог:
— температура стоків — 60—30 *С;
— активна реакція — 6,5—8,5 рН;
— загальна концентрація розчинних солей — не більше 10 г/л;
— показник БПК повне при надходженні на біологічні повне фільтри та аеротенки-витіснювачі — не вище 500 мг/л;
— відсутність нерозчинних масел, смоли та СПАР, що не окислюються.
Місце спуску стічних вод має бути розташоване за течією поза населеним пунктом і місцями водокористування населенням з врахуванням можливої зворотної течії при нагінних вітрах. Умови відведення стічних вод у водні об`єкти встановлюються з врахуванням можливого змішування та розчинення, фонової якості води, нормативів її якості.
Для кожної забруднюючої речовини за допомогою розрахунків встановлюються ГДС у водоймища, дотримання котрих повинне забезпечувати якість води в контрольних пунктах.
У загальному випадку при спуску виробничих стічних вод у водоймища в розрахункових зонах слід дотримуватися умови

де С j — концентрація і-ї шкідливої речовини в стічній воді;
ГДКj — гранично допустима концентрація і-ї речовини;
n — кількість шкідливих речовин.
Розрахунки з визначення можливості спуску виробничих стічних вод у водоймища повинні виконуватися для найсприятливіших умов (найменший рівень води в році, несприятлива течія відносно пункту водокористування тощо).
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 3

• 3
Текст к ситуации Готовність до тестування
Після ознайомлення з теоретичними відомостями Ви повинні дати відповіді на питання, а у разі потреби повторити матеріал, повернувшись до теоретичних відомостей.
1 Матеріал засвоєний 4
2 Матеріал незасвоєний, потребує повторення 2

• 4
Текст к ситуации Початок тестування
На відповіді виділений обмежений термін. Час, який залишився до закінчення тестування, висвітлюється у верхньому лівому куті екрана монітора комп‘ютера. Якщо Ви не надали відповіді у відведений термін, відповідь не зараховується.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 5

• 5
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Гранично допустима концентрація - це
1. така кількість шкідливої речовини в одиниці об’єму окремих компонентів біосфери, періодичний чи постійний, цілодобовий вплив якої на організм людини, тварин і рослин не викликає відхилень у нормальному їх функціонуванні протягом усього життя нинішнього та майбутніх поколінь
2. така кількість шкідливої речовини, яка встановлюється для відвернення рефлекторних реакцій у людини через подразнення органів дихання за короткочасного впливу (до 20 хв.) атмосферних забруднень.
3. така кількість шкідливої речовини, яка при щоденному 8-годинному перебуванні на робочому місці протягом усього робочого стану не може спричинити захворювань чи відхилень у стані здоров’я людей для нинішнього та наступного поколінь
1 1 9, 10, 11, 12
2 2 25
3 3 25

• 6
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Вирішення яких задач передбачає контроль та керування якістю води у водних об`єктах?
1 визначення вимог до ступеню очищення стічних вод 9, 10, 11, 12
2 визначення вимог до мінімального вмістом шкідливих в приземному шарі 25
3 визначення вимог до максимального вмісту шкідливих речовин в приземному шарі 25

• 7
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Вирішення яких задач передбачає контроль та керування якістю води у водних об`єктах?
1 Визначення можливого та достатнього ступеню розбавлення стічних вод до нешкідливих концентрацій в пунктах водокористування 9, 10, 11, 12
2 Визначення можливої вологості та сонячної радіації 25
3 Визначення можливого тиску та опадів 25

• 8
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Що широко використовується для оптимізації витрат на очищення стічних вод?
1 здатність водоймищ до розсіювання та асиміляції шкідливих речовин 9, 10, 11, 12
2 здатність водоймищ до розсіювання та дисиміляції шкідливих речовин 25
3 здатність водоймищ до розсіювання та симуляції шкідливих речовин 25
4 здатність водоймищ до розсіювання та стимуляції шкідливих речовин 25

• 9
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Одиниці вимірювання гранично-допустимої концентрації забруднюючих речовин у водних об’єктах:
1 мг/л 13, 14, 15, 16
2 мг/с 25
3 мг/м³ 25
4 мг/мл 25
5 мг/мкл 25

• 10
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Де відбувається контроль за вмістом шкідливих речовин у одних об’єктах при використанні явища асиміляції?
1 за 0,5 - 1 км вище по течії перед найближчим пунктом водокористування (станцією водозабору тощо) 13, 14, 15, 16
2 за 0,5 - 1 км нижче по течії перед найближчим пунктом водокористування (станцією водозабору тощо) 25
3 в місці найближчого пункту водокористування (станцією водозабору тощо) 25

• 11
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Якою має бути концентрація шкідливої речовини в пункті водокористування (станції водозабору)?
1 Максимальною 25
2 Не перевищувала ГДК для цієї речовини 13, 14, 15, 16
3 Мінімальною 25
4 Рівною нулю 25

• 12
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации На якій відстані відбувається контроль за якістю води у водних водоймах при використанні явища асиміляції?
1 0,5 – 1 км 13, 14, 15, 16
2 Від 1 км до 2 км 25
3 Більше 2 км 25
4 Менше 0,5 км 25

• 13
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Чи може концентрація шкідливої речовини безпосередньо у стічній воді може дещо перевищувати значення ГДК?
1 Ні в якому разі 25
2 Може 17, 18, 19, 20
3 Не має значення 25
4 Правильна відповідь відсутня 25

• 14
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Які параметри слід врахувати для визначення максимальної граничної концентрації шкідливої речовини С_{cт.гран.} в стічній воді?
1 Потужність електромоторів 25
2 Потужність викиду 25
3 Потужність стоку 17, 18, 19, 20
4 Потужність очищення 25

• 15
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Які параметри слід врахувати для визначення максимальної граничної концентрації шкідливої речовини С_{cт.гран.} в стічній воді?
1 Параметри та гідрологічні характеристики водоймища (річки) 17, 18, 19, 20
2 Параметри та геометричні характеристики труби для скидання в річки 25
3 параметри та генеалогічні характеристики водоймища (річки) 25

• 16
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Які параметри слід врахувати для визначення максимальної граничної концентрації шкідливої речовини С_{cт.гран.} в стічній воді?
1 Максимальна концентрація даної шкідливої речовини С_Ф (мг/л) в водоймищі 25
2 Фонова концентрацію даної шкідливої речовини С_Ф (мг/л) в водоймищі 17, 18, 19, 20
3 Мінімальна концентрація даної шкідливої речовини С_Ф (мг/л) в водоймищі 25

• 17
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Де розташовується місце спуску стічних вод у водні об’єкти?
1 В місці населеного пункту і місці водокористування населенням 25
2 Проти течії течією поза населеним пунктом і місцями водокористування населенням 25
3 За течією поза населеним пунктом і місцями водокористування населенням 21, 22, 23, 24

• 18
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Як називається гранична кількість забруднюючих речовин, що міститься у водних об’єктах без погіршення показників якості води у контрольних пунктах?
1 Гранично допустимий скид 21, 22, 23, 24
2 Гранично допустимий стид 25
3 Гранично допустимий вид 25
4 Гранично допустимий бескид 25

• 19
Ограничение времени 1 минут
Иллюстрация к шагу 0258-04-019-00.jpg
Текст к ситуации Який показник визначають за формулою?
1 Мінімально необхідний ступінь очищення стічних вод очисними спорудами перед скиданням в річку 25
2 Ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі 21, 22, 23, 24
3 Максимальна гранична концентрація шкідливої речовини в стічній воді 25

• 20
Ограничение времени 1 минут
Иллюстрация к шагу 0258-04-020-00.jpg
Текст к ситуации Який показник визначають за формулою?
1 Мінімально необхідний ступінь очищення стічних вод очисними спорудами перед скиданням в річку 21, 22, 23, 24
2 Ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі 25
3 Максимальна гранична концентрація шкідливої речовини в стічній воді 25

• 21
Ограничение времени 1 минут
Иллюстрация к шагу 0258-04-021-00.jpg
Текст к ситуации Який показник визначають за формулою?
1 Мінімально необхідний ступінь очищення стічних вод очисними спорудами перед скиданням в річку 25
2 Ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі 25
3 Максимальна гранична концентрація шкідливої речовини в стічній воді 26

• 22
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Яким має бути мінімально необхідний ступінь очищення стічної води очисними спорудами перед скиданням в річку (n_min)? Щоб, стічну воду можна було спускати в річку без додаткового очищення?
1 n_min < 0 25
2 n_min > 0 25
3 n_min ≤ 0 26

• 23
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации В якому випадку скидання стічних вод без додаткового очищення не дозволяється?
1 n_min < 0 25
2 n_min > 0 26
3 n_min ≤ 0 25

• 24
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Який на вашу думку вислів є вірним?
1 Чим вище кратність розведення тим краще ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі 26
2 Чим нижче кратність розведення тим краще ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі 25
3 Чим вище кратність розведення тим нижче ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі 25
4 кратність розведення і ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі не пов’язані між собою 25

• 25
Текст к ситуации Помилка тесту

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Спробуйте знову після повторення теоретичних відомостей.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 2

• 26
Текст к ситуации Завершення тестування
Вітаємо! Ви дали правильні відповіді на теоретичні питання і переходите до безпосереднього виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 27

• 27
Текст к ситуации Тема: Визначення розрахунковим методом умов спуску стічних вод в водні об`єкти
Мета: Знайомство з методами розрахунку умов спуску стічних вод в проточний водний об`єкт та методами очистки стічних вод
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 28

• 28
Текст к ситуации Матеріали, устаткування:
1 Персональний комп’ютер;
2 Табличний процесор Microsoft Excel або Калькулятор.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 29

• 29
Иллюстрация к шагу 0258-04-029.mp4
Текст к ситуации Для виконання лабораторної роботи слід користуватися мікрокалькулятором або табличним процесором Microsoft Excel 2007. Для проведення одиничних обчислень слід скористатися мікрокалькулятором. У випадку масових і багаторазових обчислень слід використовувати табличний процесор Microsoft Excel 2007. В даному випадку скористаємося табличним процесором Microsoft Excel 2007. Файл складається з двох блоків Вхідні дані та Порядок розрахунку. В блоці Вхідні дані використовуємо дані, на підставі яких виконується завдання. В блоці Порядок розрахунку отримуємо значення показників, обраховані за формулами (1-8), вказаними в теоретичній частині.
Визначення максимальної максимальної граничної концентрації шкідливої речовини в стічній воді
Для визначення максимальної граничної концентрації шкідливої речовини в стічній воді С_{cт.гран.}необхідно враховувати такі параметри, як потужність стоку, параметри та гідрологічні характеристики водоймища (річки), а також фонову концентрацію даної шкідливої речовини С_Ф (мг/л) в водоймищі.
Для проточних водоймищ (річок) максимальна гранична концентрація шкідливої речовини в стічній воді С_{cт.гран.} визначається за формулою:
(1).
де: g - коефіцієнт змішування, що враховує особливості водотоку, Q - потік води в річці, м³/с, q - потік стічної води, м³/с,
C_ф - концентрація шкідливої речовини в річці до скидання стічної води (фонова концентрація), мг/л.
ГДК - гранично допустима концентрація шкідливої речовини, мг/л.
Значення потоку води в річці Q, (м³/с) визначається за формулою:
Q = V_cp*S (2)
Для врахування ступеню очищення або розведення стічних вод до їх скидання в водотік, необхідно враховувати ряд гідрологічних характеристик, для чого існує інтегральний показник - коефіцієнт g, що визначається за формулою Фролова - Родзіллера:
(3),
Де
(4),
L - відстань по фарватеру від місця випускання стічних вод до найближчого створу водокористування, м;
е – основа натурального логарифма, е=2,718281828459045….
a - коефіцієнт, що враховує гідрологічні умови змішування та розраховується за формулою:
(5)
де j=L/L_min - відношення відстаней між місцем випускання стічних вод та місцем водокористування по фарватеру та по прямій лінії;
x- коефіцієнт, що приймають рівним 1 при береговому та 1,5 при стрижневому випуску стічної води;
Е - коефіцієнт турбулентної дифузії, який для рівнинних річок розраховується по середній швидкості течії V_CP, м/с, та по середній глибині радіусу Н_CP, м:
(6)
Остаточно, кратність розведення, або ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі:
(7)
Мінімально необхідний ступінь очищення стічних вод очисними спорудами перед скиданням в річку n_min:
(8)
Практична частина
Завдання 1. Визначити максимальну граничну концентрацію шкідливої речовини в стоках підприємства С_{ст.гран.}, користуючись даними табл. 1 та 2. Випуск стічної води - береговий.
Таблиця 1. Вихідні дані для розрахунку умов спуску стічних вод в водоймище.
Варіант Швидкість течії V_CP, м/с Середня глибина Н_СР, м Відстань до пункту водокористування по фарватеру L, км Відстань до пункту водокористування по прямій L_min, км Площа поперечного перерізу річки біля стоку S, м² Потік стічної води q, м³/с
0 0,2 4,2 3,5 2,9 20 0,22

Завдання2. Визначити ступінь очищення стічної води за рахунок розведення річковою водою п за формулою (7).
Завдання 3. Згідно з даними табл. 2. за формулою (8) визначити мінімально необхідний ступінь очищення стічної води очисними спорудами перед скиданням в річку (n_min). Якщо n_min£ 1, то стічну воду можна спускати в річку без додаткового очищення, в іншому випадку скидання стічних вод без додаткового очищення не дозволяється.
Таблиця 2. ГДК та концентрації токсичних органічних сполук в водах.
Варі-ант Сполука Лімітуючий показник ГДК, мг/л Концентрація в стічній воді до очищення на очисних спорудах С₀, мг/л Фонова концентрація в річці С_Ф, мг/л
0 Аміни С₇-С₈ органолептичний 0.1 0.9 0.005

1 Продовжити виконання лабораторної роботи 30

• 30
Текст к ситуации Яке значення має показник потік води в річці Q, (м³/с)?
1 4 м³/с 31
2 20 м³/с 42
3 0,2 м³/с 42
4 0,4 м³/с 42
5 40 м³/с 42

• 31
Иллюстрация к шагу 0258-04-031.mp4
Текст к ситуации Яка значення коефіцієнту турбулентної дифузії річки Е (з точністю до 4 знаку після коми)?
1 0,0042 32
2 0,0220 42
3 0,2200 42
4 0,2000 42
5 0,0420 42

• 32
Иллюстрация к шагу 0258-04-032.mp4
Текст к ситуации Визначаємо відношення відстаней між місцем випускання стічних вод та місцем водокористування по фарватеру та по прямій лінії φ (з точністю до 3 знаку після коми)?
1 1,207 33
2 0,042 42
3 0,022 42
4 1,027 42
5 1,072 42

• 33
Иллюстрация к шагу 0258-04-033.mp4
Текст к ситуации Визначаємо коефіцієнт, що враховує гідрологічні умови змішування α (з точністю до 3 знаку після коми)?
1 0,233 44
2 0,323 34
3 0,333 44
4 0,320 44
5 0,230 44

• 34
Иллюстрация к шагу 0258-04-034.mp4
Текст к ситуации Визначаємо Коефіцієнт β (з точністю до 4 знаку після коми)?
1 0,0075 35
2 0,0042 45
3 0,0022 45
4 0,6128 45
5 1,2534 45

• 35
Иллюстрация к шагу 0258-04-035.mp4
Текст к ситуации Визначаємо Інтегральний показник γ (з точністю до 3 знаку після коми)?
1 0,874 36
2 0,784 46
3 0,847 46
4 0,748 46
5 0,421 46

• 36
Иллюстрация к шагу 0258-04-036.mp4
Текст к ситуации Визначаємо Максимальну граничну концентрацію шкідливої речовини в стічній воді Сcт.гран. (з точністю до 2 знаку після коми)?
1 1,61 37
2 1,60 46
3 1,59 46
4 16,2 46
5 0,162 46

• 37
Иллюстрация к шагу 0258-04-037.mp4
Текст к ситуации Визначаємо Ступінь очищення за рахунок розсіювання шкідливих речовин у водоймищі n (з точністю до 2 знаку після коми)?
1 16,90 38
2 1,69 47
3 0,16 47
4 169,10 47
5 19,60 47

• 38
Иллюстрация к шагу 0258-04-038.mp4
Текст к ситуации Визначаємо Мінімально необхідний ступінь очищення стічних вод очисними спорудами перед скиданням в річку n_min (з точністю до 2 знаку після коми)?
1 0,65 47
2 0,56 39
3 0,22 47
4 0,32 47
5 1,61 47

• 39
Иллюстрация к шагу 0258-04-039.mp4
Текст к ситуации Маючи відоме значення мінімально необхідного ступеня очищення стічних вод очисними спорудами перед скиданням в річку n_min робимо висновок про можливість скидання стічних вод у водні об’єкти.
1 Скидання стічних вод у водні об’єкти без додаткового очищення дозволяється 40
2 Скидання стічних вод у водні об’єкти без додаткового очищення забороняється 48

• 40
Иллюстрация к шагу 0258-04-040.mp4
Текст к ситуации Вітаємо, Ви виконали лабораторну роботу!
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 41

• 41
Текст к ситуации Оформіть протокол та надішліть його викладачу.

• 42
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 29

• 43
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 32

• 44
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 33

• 45
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 34

• 46
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 35

• 47
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 38

• 48
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 39

• 49
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 40

• 50
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи.

На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Вам необхідно повторити виконання лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 41