3.2 Подбор типа выпуска и расчёт ПДМ и ВРМ

Рассмотрим наиболее общий процесс подбора параметров сооружения в обильном водоприёмнике и рассчитаем предельный и этапный нормативы состава сточных вод.
Исходные данные: расход воды в реке Q_p = 12 м³/с; ширина водотокаB = 40 м; средняя глубина H^cp = 0,6 м; средняя скорость течения воды V^cp = 0,5 м/с;  расход сточных вод Q^ст = 0,36 м³/с. Для двуструйной насадки скорость отрыва струи установлена равной двум V^cp или V^o = 1,0 м/с.  
Необходимо подобрать сооружение, которое обеспечит водой требования водопотребителя к водоприёмнику. 
Выборка из характеристики качества воды дана в табл. 3.3.

Задача 1. Оценка требований водопотребителя к водоприёмнику
Примем исходные данные и итог решения задачи о требуемом коэффициенте остатка сточных вод в реке на расчётном удалении аналогичными предыдущим расчётам (см. начальный этап расчёта на с. 86). В список рассчитываемых ингредиентов включены БПК и взвешенные вещества. Расчётный коэффициент остатка μ_p = 0,082.
Задача 2.Оценка водоприёмника  
 Гидравлическую возможность реки для приема сточных вод рассчитаем по формуле (1.5):

 
Водоприёмник способен принять сточные воды (μ_p  ≥  μ_п). 
Задача 3. Варианты конструкции выпуска сточных вод. Требуется выбрать конструкцию выпуска, обеспечивающую в створе контроля остаток внедрённого водотока не выше μ = 0,082.
1. Проверка  правильности исходных данных:

Все характеристики взаимно увязаны.
2. Скорость струи принимаем равной 80 % от скорости отрыва:

 
Последующий расчёт параметров конструкции выполняем по вариантам. Варианты отличаются количеством насадок. Далее показан расчёт для варианта при трех насадках.
3. Диаметр струи

где q - расход одной струи для двуструйной насадки, м³/с;   
4. Шаг процесса рассчитываем по формуле (1.20):

 
где V^cp - средняя скорость течения в области расположения струи, м/с.
5. Коэффициент остатка находим по формуле (3.1):

 
6. Расстояние между насадками вычисляем по формуле (1.22):

           
Принимаем l = 5,2 м.
7. Коэффициент предельного остатка для принятого варианта рассчитываем по формуле (1.16):

 
8. Расстояние до створа начала выравнивания концентраций в пакет для принятого варианта рассчитываем по формуле (1.22):

 
Результат расчёта дан в табл. 3.4.
Требуемый коэффициент остатка μ^o≤ 0,08 обеспечивается при вариантах выпуска с тремя и более насадками. Принимаем вариант с тремя насадками, разнесенными на 5,2 м. Расстояние до створа полного разбавления составляет 115 % к 500 м. Этот запас достаточен, чтобы расчет допустимых концентраций веществ выполнять по формуле (1.3). Для дальнейших расчётов принимаем  коэффициент μ = μ_z, найденный для трёх насадок (табл. 3.4, строка 3).
 

Задача 4. ПДМ --- локальная часовая норма.
Для расчёта локальной часовой нормы для каждого вещества  применим формулу (1.16):

 
где П^п_j  - ПДМ, г/с;  μ - расчётная доля остатка внедренного водотока в определяющей струе на контрольном створе μ = 0,071; C^пд --- бассейновая ПДК, г/м³;  C^e_j - фоновая концентрация вещества j, г/м³;  Q^ст - расход воды в сточных водах, Q^ст = 0,36 м$^3$/с.

1. Для потребления кислорода (j = 1):

 
Фактически имеется 4,36 г/с.
Итог расчёта: исполняя условие (1.15), предельный массоток принимаем равным 4,36 г/с.
     
    2 Для взвешенных веществ,  j = 2:

Имеется 1,19 г/с. 
Итог расчёта: исполняя условие (1.15), окончательное значение предельно допустимого массотока взвешенных веществ в сточных водах принимаем равным П^дп₂ = 1,19 г/м³.
 
Задача 5. Предельная годовая норма.
Принимая ПДМ для БПК из предыдущего расчёта Пдпj = 4,36 г/с, коэффициент часовой неравномерности  K_чн = 2, число дней работы выпуска Т = 365 и число часов работы в сутки t = 24 и применив формулу (1.18), получим (т/год) 

 
 
Аналогичный расчёт выполним для взвешенных веществ:

 
Задача 6. Временная норма. Так как существующий сброс сточных вод выполняется с берега (через лоток шириной 6 м), для продолжения функционирования владельца выпуска устанавливается временная норма, действующая до ввода в эксплуатацию распределяющего выпуска. Пусть в бассейне реки установлены временные допустимые концентрации --- целевые показатели качества воды (ЦПК). По БПК установлено ЦПК₁ = 2,7 мг/л, по взвешенным ЦПК₂ = 1,59 мг/л, по остальным веществам ЦПК равны фактическим фоновым концентрациям. Для расчёта временной нормы вновь пересматривается список. Временная норма рассчитывается по той же формуле, но теперь для всех веществ, попавших в новый список. В данном случае в новый список попали те же два ингредиента.
 Шаг процесса рассчитываем по формуле (1.19):

 
 Коэффициент остатка на расстоянии 500 м определяем по формуле (1.3):

Это больше предельного (0,029). Поэтому принимаем μ= 0,15.
Для потребления кислорода 

 
Существующий сброс ниже этого значения.  В соответствии с условием (1.15) временная норма допустима в размере существующего потока потребления кислорода П^в₁ = 4,36 г/с.
 
Для взвешенных веществ

 
В соответствие условию (1.15) принимаем временную норму по фактическому потоку взвешенных веществ в сточных водах П^в₂ = 1,19 г/с. Остальные вещества не входят в список для пересчёта и тоже нормируются по факту. 
Временно разрешённые концентрации для воды в реке устанавливаются управляющим органом на период использования существующих технологий, в том числе использования  конструкций выпусков сточных вод. По мере перехода к другим технологиям нормы ЦПК пересматривают, пока не появится возможность приравнять их к ПДКб. В данном случае после начала эксплуатации проектируемого распределяющего выпуска использование норм ЦПК прекращают, действие норм ВРП отменяют и сразу переходят к использованию ПДМ.