Провести прогноз о допустимости сброса карьерных вод Qcб в реку с расходом воды Qe и максимально допустимой концентрации вредных веществ в карьерных водах. Предложить мероприятия по очистке карьерных сточных вод до норм ПДК. Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
Вариант Режим Мощность h или m, м Высота просачивания, hв, м Показатель фильтрования Напор от подошвы Н, м Длина карьера L, м Ширина карьера В, м Глубина карьера Нк, м Продолжительность снеготаяния, сутки Годовое количество атмосферных осадков, дождевых/твердых, мм/м Коэффициент фильтрации k, м/сутки
13 Безнапорный 13 8 0,022 - 2900 600 80 15 610/1,7 2,7
Расход воды в реке Qв, тыс. м3/ч Показатели Вещества
250 В карьерной воде присутствуют: Взвешенные вещества Аммиак Нефтепродукты Фенол Бензол
Фоновая концентрация в реке, мг/л 10 0,02 0,005 0,0003 0,2
Коэффициент смешивания Ксм 0,95
Назначение реки Рыбохозяйственное водопользование
Решение
Определение максимального водопритока в карьер.
Общий максимальный водоприток Qпр=Qсб в карьер определяется как сумма поверхностных Qпов и подземных притоков Qпод:
Qпр = Qпов + Qпод
Поверхностный приток формируется в основном из дождевых и талых вод.
Qпов= Qд + Qт
Нормальный приток дождевых вод:
Qд= Нд∙α∙Fв , м3/сутки
где Hд – слой среднесуточного количества осадков за 0,33 года, м/сутки;
α – коэффициент поверхностного стока для площади, занятой бортами и дном карьера в скальных и глинистых породах (α= 0,8–0,9);
Fв – водосборная площадь карьера (определяется в границах нагорных канав и дамб), м2.
Qд=0,610365∙0,9∙2900∙600=2617,15 м3/сутки
Приток талых вод в карьер:
Qт=α∙β∙hс∙Fв∙ρсtс∙ρв , м3/ч
где β – коэффициент, учитывающий степень удаления снега из карьера при ведении горных работ (обычно принимается β=0,5);
hc – годовое количество твердых осадков, м;
tc – продолжительность интенсивного снеготаяния в период паводка, ч,
ρс – плотность снега, равна 0,23 т/м3,
ρв -плотность воды, равна 1 т/м3.
Qт=0,9∙0,5∙1,7∙(2900∙600)∙0,2315∙1=20410,2 м3/сут
Qпов= 2617,15 + 20410,2 = 23027,35 м3/сут
Приток подземных вод в карьер, удаленный от контураобеспеченного питания и пройденный в однородном по проницаемости водоносном горизонте, приближенно может быть определен по методу «большого колодца»:
− для безнапорного водоносного горизонта
Qпод=1,36∙k∙(h2-ho2)lgRд-lgrк, м3/сут
где k – коэффициент фильтрации;
h – мощность безнапорного водоносного горизонта, м;
h0 – высота высачивания у откоса борта карьера, м;
Rд – приведенный радиус депрессии, считая от центра карьера:
Rд=2,5∙rк, м
где rк – приведенный радиус карьера (большого колодца), м
.
При прямоугольной форме карьера:
rк=η2L-B4
где L – длина карьера, м;
В – ширина карьера, м;
η2– коэффициент, зависящий от отношения В/L:
600/2900=0,2, тогда η2 = 1,12.
rк=1,122900-6004=644 м
Rд=2,5∙644=1610 м
Qпод=1,36∙2,7∙(132-82)lg1610-lg644=968,9 м3/сут
Qпр = 23027,35 + 968,9 = 23996,25 м3/сут
Расчет предельно допустимого сброса (ПДС) загрязняющих веществ с карьерными водами.
Максимально допустимая концентрация вредного вещества в карьерных водах Ксб определяется:
Ксб.i=Кпдк.i+Ксм∙Qв∙(Кпдк.i-Кф.i)Qсб
где Qcб- сброс (приток) карьерных вод, м3/ч;
QВ- расход воды в реке, м3/ч;
Кфi - фоновая концентрация i-гo вредного вещества в реке, мг/л;
Ксм - коэффициент смешивания;
КПДКi- предельно допустимая концентрация i- го вредного вещества в воде, мг/л.
Ксб.взвеш.в-ва=30+0,95∙250000∙(30-10)23996,25/24=4780,74 мг/л
Ксб.аммиак=0,05+0,95∙250000∙(0,05-0,02)999,844=7,18 мг/л
Ксб.нефтепрод=0,03+0,95∙250000∙(0,03-0,005)999,844=5,97 мг/л
Ксб.фенол=0,001+0,95∙250000∙(0,001-0,0003)999,844=0,167 мг/л
Ксб.бензол=0,5+0,95∙250000∙(0,5-0,2)999,844=71,76 мг/л
4780,7430+7,18 0,05+5,970,03+0,1670,001+71,760,5=812,63>1
Необходимо уменьшать концентрацию вредного вещества в карьерных водах за счет применения дополнительных систем очистки.
Масса взвешенных и вредных веществ, сбрасываемых в водный объект с карьерными водами в течение года определятся Mві:
Мві=0,876∙Ксбі∙Qсб∙10-3, т
Масса взвешенных и вредных веществ очищенных до норм ПДК:
Мві=0,876∙Кпдкі∙Qсб∙10-3, т
где Ксбi, Кпдкi - соответственно максимально допустимая и предельно допустимая концентрация i-го вредного вещества в карьерных водах, мг/л;
Qcб- сброс карьерных вод, м3/ч.
Расчет массы вредных веществ представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Расчет массы вредных веществ
Вещество Масса взвешенных и вредных веществ, сбрасываемых в водный объект с карьерными водами, т Масса взвешенных и вредных веществ очищенных до норм ПДК, т
Взвешенные вещества 4187,27 26,28
Аммиак 6,29 0,043
Нефтепродукты 5,23 0,026
Фенол 0,15 0,00088
Бензол 62,85 0,44
Необходимая эффективность очистки ηi сточных вод от i-гo загрязняющего вещества определяется по формуле:
ηi=Kсбi-СочKсбi∙100%
где Ксбi - концентрация вещества в сточной воде, поступающей на очистку, мг/л;
Соч - концентрация взвешенного вещества на выходе из устройства, разрешенный к сбросу в водный объект, мг/л
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
