МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ СБРОСОВ (ПДС)
ВЕЩЕСТВ В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

Разработано
Всесоюзным научно-исследовательским
институтом по охране вод
бывшего Государственного комитета СССР по охране природы

Утверждено
бывшим Государственным комитетом
СССР по охране природы 31.10.1990 г.

ВВЕДЕНИЕ

С введением в действие «Методики расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами» утрачивают силу «Методические рекомендации по установлению предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих со сточными водами» (Минводхоз СССР, 1982).

Настоящая Методика предназначена для расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих со сточными водами в водные объекты - водотоки, водохранилища, озера, прибрежные зоны морей. Методика предназначена для использования органами Госкомприроды СССР, предприятиями-водопользователями, а также организациями, выполняющими расчеты ПДС по заказам предприятий или органов системы Госкомприроды СССР.

Величины ПДС, ограничивающие выбросы (сбросы) вредных веществ в окружающую природную среду устанавливаются в соответствии с постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 1.12.78 г. № 984 «О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов». Указанные величины являются основой разработки планов мероприятий для поэтапного достижения ПДС.

Большое количество различных подходов к расчету ПДС, используемых на практике, не позволяет гарантировать достижение норм качества воды даже для небольших участков водного объекта, поскольку расчеты ПДС для предприятий, сбрасывающих сточные воды в эти объекты, ведутся изолированно различными ведомствами. Поэтому актуальной является разработка универсальной методики расчета ПДС, гарантирующей достижение норм качества воды в водном объекте на основе взаимоувязанного развития водоохранного комплекса для предприятий различных ведомств при минимальных суммарных затратах.

Настоящая Методика разработана на базе опыта ВНИИВО по расчету ПДС для нескольких тысяч предприятий, сбрасывающих сточные воды в различные водные объекты страны. При подготовке Методики изучен также отечественный и зарубежный опыт использования инженерных методов расчета качества воды, а также опыт использования новых моделей формирования качества вода и оптимизации водоохранного комплекса, разработанных во ВНИИВО и других организациях.

Анализ имеющегося опыта по установлению и пересмотру ПДС показал необходимость существенного улучшения методической основы этой работы. Важным элементом здесь явилось создание детальной методики расчета ПДС для совокупности сбросов, объединенных единой гидрографической сетью бассейна реки, либо единым водохранилищем (озером), прибрежной зоной моря. Учитывая различные организационные ситуации, настоящая Методика предусматривает возможность расчета как для изолированных сбросов, где это возможно, так и для совокупности сбросов с учетом их взаимного влияния и оптимального распределения ассимилирующей способности водных объектов между водопользователями. При этом Методика может быть использована для трех основных типов водных объектов - водотоков (рек, каналов), водохранилищ и озер, прибрежных зон морей.

Опыт показал, что при расчете и установления ПДС, разработке планов по их достижению существенным является согласованность установленных ПДС с условиями сброса сточных вод на городские (централизованные) очистные сооружения. Учитывая это, в настоящую Методику введен соответствующий раздел.

Очевидно, что для рассчитанных значений ПДС необходимо определить совокупность мероприятий, обеспечивающих их достижение. Поэтому существенное внимание в Методике уделяется способам расчета и информационной базе по технико-экономическим характеристикам водоохранных мероприятий и использованию этой базы для расчета оптимальных значений ПДС, достижение которых требует минимума затрат.

Сложность рассматриваемой системы, представляющей собой совокупность предприятий и водоохранных комплексов, связанных единством водного объекта, сложность процессов формирования качества вод определяют и сложность расчетных схем и алгоритмов, требующих применения достаточно мощных ЭВМ. Вместе с тем, учитывая различные возможности исполнителей расчетов, настоящая Методика может быть использована как для исполнителей, оснащенных ЭКВМ, так и для исполнителей, имеющих доступ к персональным компьютерам и «большим» ЭВМ. В последнем случае исполнитель может применить специализированные пакеты прикладных программ ОКВОПЛАН, разработанные во ВНИИВО, либо должен самостоятельно создать соответствующие программные комплексы.

При расчете, установлении и утверждении значений ПДС используются разнообразные нормативные документы, образующие правовую основу ПДС. С целью достижения необходимого обоснования ПДС такая правовая основа сформулирована в разд. 1 настоящей Методики. Естественно, ориентация на существующие нормативные акты и нормативы определила и общий принцип установления ПДС - величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества воды (санитарных и рыбохозяйственных) в водном объекте. В перспективе с введением экологических норм, изменится и нормативная основа, однако принцип установления останется прежний.

В связи со сложностью расчетов ПДС в приложениях 2 и 3 к Методике приведены примеры расчета, показывающие доступность предлагаемых методов в достаточно сложных случаях.

Замечания и предложения направлять по адресу: 310888, Харьков, ул. Бакунина, 6. ВНИИВО.

1. Правовая и организационная основа расчета, установления и пересмотра предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ

1.1. Правовые основы установления, достижения и контроля величин предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих со сточными водами в водные объекты, регламентируются следующими документами:

- Основами водного законодательства СССР и союзных республик;

- Постановлением Совета Министров СССР от 1 декабря 1978 г. № 984 «О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов»;

- Постановлением Совета Министров СССР от 7 января 1968 г. № 32 «О коренной перестройке дела охраны природы в стране»;

- ГОСТ 17.1.1.01-77. «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения»;

- Правилами охраны поверхностных вод, Москва, 1990;

- Правилами охраны от загрязнения прибрежных вод морей» Москва, 1984;

- Дополнительными перечнями № 1-9 предельно допустимых концентраций веществ для воды рыбохозяйственных водных объектов, утвержденными Главрыбводом СССР, № 30-11-11, 1983 - 1989 гг.;

- Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения, утвержденными Минздравом СССР 4 июля 1988 г., № 4630-88 (приложение 2);

- Типовым положением о бассейновой проектной организации Минводхоза СССР, утвержденным Минводхозом СССР 20 декабря 1986 г., № 462;

- Инструкцией по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и водные объекты, утвержденной Госкомприродой СССР 11 сентября 1989 г. № 09-2-8/1573.

По мере утверждения новых законодательных, инструктивных и методических документов, дополняющих или заменяющих вышеуказанное, необходимо руководствоваться новыми документами.

1.2. В соответствии с ГОСТ 17.1.1.01-77 под предельно допустимым сбросом (ПДС) 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.

Нормы качества воды в водных объектах достигаются путем реализации комплекса водоохранных мероприятий. Величины ПДС используются для контроля за соблюдением установленных режимов сброса сточных вод в водные объекты, а также служат основными целевыми показателями для разработки планов и программ развития водоохранных комплексов.

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 тальвегового 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.

1.3. Нормирование качества воды состоит в установлении совокупности допустимых значений показателей состава и свойств воды водных объектов, в пределах которых надежно обеспечивается здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта. Нормы качества поверхностных вод устанавливаются для условий хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования.

К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

К коммунально-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, спорта и отдыха населения, а также иное использование водных объектов, находящихся в черте населенных пунктов.

Рыбохозяйственные водотоки, водоемы или их отдельные участки, используемые для воспроизводства, промысла и миграции рыб, беспозвоночных и водных млекопитающих, подразделяются на три категории.

К высшей категории относятся места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств любого типа для искусственного разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений.

К первой категории относятся водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода.

Ко второй категории относятся водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.

1.4. Виды использования водного объекта в пределах области (края), союзной и автономной республики определяются органами Госкомприроды совместно с органами Минздрава и утверждаются областными (краевыми) исполнительными комитетами Советов народных депутатов или Советами министров союзных или автономных республик.

На пограничных водных объектах между территориально-административными единицами вид водопользования устанавливается совместным решением соответствующих органов.

1.5. Нормы качества поверхностных вод содержатся в [3] и включают:

- общие требования к составу и свойствам поверхностных вод для различных видов водопользования;

- перечень ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования;

- перечень ПДК вредных веществ для водных объектов, используемых в рыбохозяйственных целях.

1.6. При сбросе сточных вод или других видах хозяйственной деятельности, влияющих на состояние водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых целей, нормы качества поверхностных вод или их природный состав и свойства должны выдерживаться на водотоках, начиная со створа, расположенного на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.п. вплоть до самого места водопользования), а на водоемах - на акватории в радиусе 1 км от пункта водопользования.

В водохранилищах и в нижнем бьефе плотины гидроэлектростанции, работающей в резко переменном режиме, необходимо учитывать возможность воздействия на пункты водопользования обратного течения при резкой смене режима работы электростанции или прекращении ее работы.

1.7. При сбросе сточных вод или других видах хозяйственной деятельности, влияющих на состояние рыбохозяйственных водотоков и водоемов, нормы качества поверхностных вод или их природные состав и свойства (в случае природного превышения этих норм) должны соблюдаться на протяжении всего участка водопользования, начиная с контрольного створа, определяемого в каждом конкретном случае органами Госкомприроды, но не далее чем 500 м от места сброса сточных вод или расположения других источников загрязнения поверхностных вод (мест добычи полезных ископаемых, производства работ на водном объекте и т.п.).

1.8. Водный объект или его участок считается загрязненным, если в местах водопользования не соблюдаются нормы качества поверхностных вод. В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд населения и народного хозяйства для состава и свойств поверхностных вод принимаются наиболее жесткие нормы из числа установленных.

1.9. Для всех нормированных веществ при рыбохозяйственном водопользовании и для веществ, относящихся к 1-му и 2-му классам опасности при хозяйственно-питьевом и коммунально-бытовом водопользовании, ПДС устанавливаются так, чтобы для веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности (ЛПВ), содержащихся в воде водного объекта, сумма отношений концентраций каждого вещества к соответствующим ПДК не превышала 1.

При отсутствии установленных ПДК по какому-либо веществу следует при установлении ПДС руководствоваться требованиями [3] (п. 3.12).

1.10. Для сбросов сточных вод в черте населенного пункта в соответствии с [3] (п. 3.12) ПДС устанавливаются, исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам^*. При этом следует руководствоваться тем, что использование водных объектов в черте населенных мест относится к категории коммунально-бытового водопользования.

^* При сбросе сточных вод в водный объект через рассеивающие выпуски, гарантирующие необходимое смешение и разбавление сбрасываемых вод, нормативные требования к составу и свойствам воды должны обеспечиваться в створе начального разбавления рассеивающего выпуска.

1.11. Если фоновая загрязненность водного объекта по каким-либо показателям не позволяет обеспечить нормативное качество воды в контрольном пункте, то ПДС по этим показателям устанавливаются, исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам. Вместе с тем, если фоновая загрязненность водного объекта обусловлена естественными причинами, то по согласованию с местными органами Госкомприроды СССР ПДС может устанавливаться, исходя из условий соблюдения в контрольном пункте сформировавшегося естественного фонового качества воды. К естественным причинам, формирующим качество воды, относятся факторы, не входящие в хозяйственное звено круговорота воды, включающее возвратные воды всех видов (сточные, сбросные и дренажные). Для тех веществ, для которых нормируется приращение к природному естественному фону (алюминий, ионы меди, селена, теллура, фтора и др.), ПДС должен устанавливаться с учетом этих допустимых приращений к природному естественному фону.

Для предприятий, расположенных в районах с повышенной минерализацией природных вод (Молдавия, юг Украины, Калмыкия, Казахстан, Средняя Азия и др.), в соответствии с ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» (п. 1.5.2, примечание 1) при расчете ПДС допускается принимать величину 1500 г/м³ в качестве предельного уровня минерализации поверхностных вод.

Данные по фоновому составу воды водных объектов запрашиваются водопользователями в местных органах Госкомгидромета СССР.

1.12. При сбросе теплообменных вод ТЭС, АЭС и других подобных объектов требования к составу сбрасываемых вод при назначении ПДС устанавливаются на уровне концентраций нормированных веществ в воде водного объекта в месте водозабора (при условии водопользования одним водным объектом) или соблюдения в сточных водах норм качества воды для вида водопользования, установленного на рассматриваемом участке водного объекта - приемника сточных вод.

1.13. Для производственных и хозяйственно-бытовых сточных водах, отводимых в городские канализационные сети, ПДС не устанавливаются. Технические условия на сброс этих сточных вод определяются производственным управлением канализационного хозяйства города в соответствии с требованиями СНиП 2.04.03-85.

Для плавсредств водного транспорта установление ПДС не предусмотрено. При установлении сбросов сточных вод водного транспорта следует руководствоваться «Санитарными правилами для судов внутреннего плавания СССР» (Минздрав СССР, 1977 г.) и «Правилами отведения с судов в водные объекты обработанных сточных и нефтесодержащих вод» (утверждены Минводхозом СССР 31.10.86).

1.14. Величины ПДС разрабатываются и утверждаются для действующих и проектируемых предприятий-водопользователей. При этом независимо от ассимилирующей способности водного объекта назначаемые ПДС должны удовлетворять уровню очистки, который может быть достигнут при применении типовой технологии водоохраны для рассматриваемой категории сточных вод.

Для действующих предприятий разработка величин ПДС может осуществляться как самим предприятием-водопользователем, так и по его просьбе проектной или научно-исследовательской организацией, временным творческим коллективом. Если фактический сброс действующего предприятия меньше расчетного ПДС, то в качестве ПДС принимается фактический сброс^*.

^* За исключением показателей, значения которых возрастают после биологической очистки (например, нитриты и нитраты).

Величины ПДС проектируемых и строящихся (реконструируемых) предприятий определяются в составе проектов строительства (реконструкции) этих предприятий и утверждаются на стадии согласования проектной документации органами по охране природы системы Госкомприроды СССР. Если при пересмотре или уточнении ранее установленного ПДС окажется, что проектное значение сброса строящегося (реконструируемого) предприятия меньше расчетного ПДС, то в качестве ПДС принимается проектное значение сброса.

1.15. Величины ПДС утверждаются одновременно с выдачей разрешения на специальное водопользование территориальными (республиканскими или областными) органами по охране природы системы Госкомприроды СССР.

Величины ПДС подлежат предварительному согласованию с местными органами государственного санитарного надзора Минздрава СССР в случаях, когда сброс сточных вод производится в водные объекты, являющиеся источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения или используемые в рекреационных целях.

1.16. Для согласования и утверждения проектов ПДС предприятие-водопользователь (или по его поручению организация-разработчик ПДС) представляет следующие материалы:

- пояснительную записку, содержащую гидрологическую и гидрохимическую характеристику водного объекта на участке существующего или проектируемого выпуска сточных вод, данные о качестве воды в контрольном створе водного объекта после сброса сточных вод, величинах фоновых концентраций, принятых для расчета ПДС, их обоснование, расчет ПДС; заполненные формы ПДС (приложение 1).

Действующие предприятия-водопользователи вместе с проектом величин ПДС представляют план мероприятий по их достижению, в котором должны быть отражены: расход сточных вод и фактическая концентрация загрязняющих веществ в сточных водах на момент разработки ПДС, наименование мероприятий, сроки их реализации, планируемые затраты и достигаемый водоохранный эффект (расход и концентрация нормированных веществ в сточных водах после реализации каждого этапа плана).

Представляемые на согласование материалы должны быть рассмотрены органами государственного санитарного надзора в двухнедельный срок. В случае отказа от рассмотрения или необоснованного отклонения представленных материалов органы по охране природы, руководствуясь водным законодательством, вправе принять по вопросу утверждения ПДС и плана мероприятий по их достижению самостоятельное решение.

1.17. Для вновь вводимых (реконструируемых) предприятий соблюдение нормативов ПДС должно быть обеспечено к моменту приемки этих объектов в эксплуатацию.

Действующие предприятия-водопользователи, сбрасывающие сточные воды с превышением установленных ПДС, обязаны в сроки, согласованные с органами системы Госкомприроды СССР, обеспечить разработку и реализацию планов мероприятий по достижению ПДС, которые являются неотъемлемой частью планов социально-экономического развития этих предприятий. Указанные планы в полном объеме должны быть обеспечены финансовыми, материально-техническими, трудовыми и другими ресурсами.

В период реализации указанных планов или их отдельных этапов, соответствующих нормативным срокам продолжительности строительства и ввода в эксплуатацию водоохранных сооружений, предприятия осуществляют сброс сточных вод на основании разрешений, выдаваемых им органами системы Госкомприроды СССР. Лимиты временно согласованного сброса (ВСС) веществ со сточными водами, указываемые в этих разрешениях, устанавливаются по наилучшим результатам, которые могут быть достигнуты на данном предприятии, исходя из наличия систем оборотного водоснабжения, очистных и других водоохранных сооружений.

По мере осуществления отдельных этапов плана водоохранных мероприятий по достижению ПДС лимиты временно согласованного сброса веществ со сточными водами должны быть пересмотрены и скорректированы в сторону уменьшения и назначены в соответствии с проектными результатами, которые должны быть достигнуты за счет ввода в эксплуатацию новых сооружений и устройств, предусмотренных очередным этапом плана. Таким образом, установленные ВСС являются не актом, допускающим сброс нормированных веществ свыше ПДС, а средством поэтапного достижения ПДС.

В период выполнения плана водоохранных мероприятий в нормативные сроки и в установленном объеме при условии соблюдения лимитов временно согласованного сброса сточных вод на предприятие не налагается каких-либо штрафных или иных санкций.

1.18. Установленные ПДС и соответствующие допустимые концентрации веществ в сточных водах, действующие на период, установленный органами по охране природы системы Госкомприроды СССР^*, являются основой для пятилетнего планирования водоохранных мероприятий. В связи с этим пересмотр и уточнение ПДС осуществляется не реже одного раза в 5 лет (за 2 года до конца текущей пятилетки) и является основой для разработки плана водоохранных мероприятий на предстоящую пятилетку.

^* По инструкции Госкомприроды СССР нормативы ПДС устанавливаются на срок до 3 лет.

Кроме того, необходимость пересмотра ранее установленных ПДС возникает по истечении срока их действия или при изменении водохозяйственной обстановки на водном объекте (появление новых и изменение параметров существующих сбросов сточных вод и водозаборов, изменение расчетных расходов водотока, фоновой концентрации и др.).

Во всех случаях пересмотра ранее установленных ПДС следует руководствоваться постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов» от 1 декабря 1978 г. № 984, которым предусматривается достижение и дальнейшее последовательное уменьшение ПДС вплоть до полного прекращения в перспективе сбросов загрязняющих веществ в водные объекты.

Пересмотр и уточнение ПДС выполняются по указанию органов, по охране природы системы Госкомприроды СССР предприятиями-водопользователями или по их поручению проектными или научно-исследовательскими организациями. Материалы по пересмотру установленных ПДС представляются в территориальные органы по охране природы системы Госкомприроды СССР предприятиями-водопользователями или по их поручению организациями-разработчиками.

По истечении срока действия установленных ПДС предприятия-водопользователи обращаются с ходатайством в местные органы системы Госкомприроды СССР о продлении срока действия ПДС.

Если по истечении срока действия ПДС предприятия-водопользователи не представляют ходатайства о его продлении, органы по охране природы системы Госкомприроды СССР должны направить им соответствующее предписание.

По получении материалов о продлении срока действия ПДС органы по охране природы системы Госкомприроды СССР в первую очередь проверяют выполнение плана водоохранных мероприятий по достижению установленных ПДС.

Затем в формах в соответствии с приложением 1 показатели граф «фактическая концентрация» и «фактический сброс» корректируются в сторону уменьшения в соответствии с результатами, достигаемыми за счет осуществления водоохранных мероприятий. Одновременно проверяются и при необходимости корректируются остальные сведения, включенные в форму по установлению ПДС.

Если водохозяйственная обстановка на водном объекте со времени установления ПДС не изменилась, действие утвержденных ПДС продлевается на предстоящий пятилетний период или до срока реализации очередного этапа водоохранных мероприятий по достижению ПДС.

Если показатели, определяющие водохозяйственную обстановку, изменились ориентировочно более чем на 20 % (что соответствует точности определения исходных данных для расчета ОДС), то необходимо произвести пересчет установленных ПДС.

1.19. В случае невыполнения в установленный срок плана водоохранных мероприятий или отдельных его этапов, органы по охране природы системы Госкомприроды СССР вправе предъявить иск предприятию-водопользователю за загрязнение водных объектов в соответствии с «Инструкцией о порядке взыскания в доход государства средств в возмещение убытков, причиненных государству нарушением водного законодательства», утвержденной Минводхозом СССР 23.10.84 г., или применить другие санкции в соответствии с действующим законодательством.

1.20. Пересмотр и уточнение ранее установленных ПДС могут быть произведены как одновременно для совокупности предприятий, расположенных в бассейне реки в пределах водохозяйственного участка, в зоне деятельности местного комитета по охране природы, так и индивидуально, для каждого отдельного предприятия (отдельного выпуска).

1.21. Применительно к условиям сброса сточных вод в прибрежные воды морей ПДС устанавливается дифференцирование на каждом выпуске сточных вод:

а) для сбросов производственных и бытовых сточных вод в границах прибрежных районов водопользования, определенных пп. 3.9, 3.10, 4.7 Правил охраны поверхностных вод, в моря или прибрежные охраняемые районы, объявленные заповедными в установленном законодательством Союза ССР и союзных республик порядке, а также имеющие особое государственное значение, либо научную или культурную ценность, использование которых запрещено полностью или частично Советом Министров СССР или Советом Министров союзной республики, ПДС устанавливается в соответствии с требованиями п. 5.5 Правил охраны поверхностных вод, согласно которым водопользователи обязаны ликвидировать такие выпуски или обеспечить отведение сточных вод за границы указанных районов;

б) для сбросов сточных вод в прибрежных районах морей со специфическими гидрологическими условиями и неудовлетворительными с гигиенической точки зрения санитарными, гидрофизическими и топографогидрологическими особенностями, обусловливавшими застойные явления или концентрацию загрязняющих веществ в прибрежных водах, ПДС определяется на основе отнесения требований и нормативов Правил охраны поверхностных вод для 1-го пояса зоны санитарной охраны к сточным водам без учета возможного смешения и разбавления их морской водой;

в) для сбросов сточных вод в прибрежные воды моря в границах 1-го пояса зоны санитарной охраны в случаях, которые определены п. 5.9 Правил охраны поверхностных вод, расчеты ПДС для отдельных выпусков сточных вод водопользователей производятся с учетом степени смешения и разбавления биологически очищенных и обеззараженных сточных вод морской водой при условии соблюдения гидрохимических, санитарных и рыбохозяйственных требований и нормативов Правил охраны поверхностных вод;

г) для сбросов сточных вод за пределами 1-го пояса зоны санитарной охраны и прибрежных районов водопользования, оговоренных пп. 3.9, 3.10, 4.7 Правил охраны поверхностных вод, расчет ПДС для отдельных выпусков сточных вод водопользователей производится с учетом степени смешения и разбавления сточных вод морской водой при условии соблюдения рыбохозяйственных требований и нормативов в соответствии с п. 4.6 Правил.

2. Методическая основа расчета предельно допустимых сбросов веществ

2.1. Достижение величин ПДС требует проведения сложного дорогостоящего комплекса технических, экономических и организационных мероприятий. Поэтому установление величин ПДС должно предусматривать оптимизацию народно-хозяйственных затрат на их достижение.

2.2. Одним из важнейших условий оптимизации затрат в водном хозяйстве является применение бассейнового принципа установления ПДС. При этом величины ПДС устанавливаются с учетом предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды, т.е. в соответствии с примечанием к определению ПДС по ГОСТ 17.1.1.01-77.

В связи со сложностью реализации расчета ПДС для совокупности предприятий, расположенных в бассейне реки или ее участка, требуется применение ЭВМ и проблемно-ориентированных пакетов прикладных программ (ППП), обеспечивающих расчеты ПДС в соответствии с определением ПДС по ГОСТ 17.1.1.01-77.

2.3. Величины ПДС могут устанавливаться без применения бассейнового принципа для отдельных водопользователей в следующих случаях:

а) в водном объекте в районе выпуска сточных вод исчерпана ассимилирующая способность по каким-либо показателям, присутствующим в сбросе (см. п. 1.11 настоящей Методики);

б) выпуск сточных вод расположен в черте населенного пункта (см. п. 1.10 настоящей Методики);

в) для выпуска сточных вод (как правило расположенного вдалеке от других выпусков) имеется достоверная информация о качестве воды выше сброса (фоновые концентрации).

Следует иметь в виду, что при установлении ПДС без применения бассейнового принципа, каждый водопользователь использует всю ассимилирующую способность водного объекта, не оставляя запаса для нижележащих водопользователей, что приводит к возрастанию расходов на водоохранные мероприятия.

2.4. Если величины ПДС рассчитываются без применения бассейнового принципа и отсутствует достоверная информация о качестве воды выше сброса, то соблюдение нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов может быть гарантировано только при установлении ПДС, обеспечивающих выполнение требований к качеству речных вод в самих сточных водах. В этом случае существенно возрастают суммарные затраты водопользователей на водоохранные мероприятия, поскольку не полностью используется ассимилирующая способность водного объекта и исключается возможность оптимального распределения сбросов нормированных веществ между водопользователями речного бассейна.

2.5. Достижение ПДС должно гармонично сочетаться с общим экономическим развитием народного хозяйства на основе замены устаревших производственных процессов прогрессивными экологически безопасными технологиями, развитием замкнутых систем водоснабжения, созданием малоотходных и безотходных производств, обеспечивая согласованное развитие производства и природопользования. Поэтому при расчете ПДС необходимо учитывать технико-экономические характеристики производства, системы очистки, а также оборотного или повторного использования воды каждого конкретного предприятия. В противном случае достижение рассчитанных величин НДС будет технически неосуществимо либо экономически не эффективно. Следует обратить внимание на тот факт, что в большом количестве случаев создание замкнутых систем влечет значительно меньшие затраты, чем очистка сточных вод до уровня ПДК, так как требования технического водоснабжения менее жесткие.

2.6. При расчете ПДС желательно учитывать совокупность всех основных факторов, влияющих на качество воды, с целью определения полного водомассобаланса водотока и водоема с учетом влияния сбросов и природных факторов.

2.7. Комплекс мероприятий, обеспечивающий достижение ПДС, должен обладать свойством поэтапной реализуемости (возможностью ввода водоохранных сооружений очередями), что позволяет последовательно улучшать качество воды в водных объектах при ограниченности наличных ресурсов на каждом этапе планирования.

3. Расчет ПДС для водотоков

3.1. Расчет величин ПДС для отдельных выпусков

3.1.1. Величины ПДС определяются для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод - q' (м³/ч) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества С_пдс (г/м³). При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение С_пдс обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований п. 1.14 настоящей Методики, а затем определяется ПДС согласно формуле:

ПДС = q' - С_пдс                                                    (3.1.1)

Необходимо подчеркнуть обязательность требования увязки сброса массы вещества, соответствующей ПДС, с расходом сточной воды. Например, уменьшение расхода при сохранении величины ПДС будет приводить к концентрации вещества в водном объекте, превышающей ПДК.

Если фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает ПДК, то С_пдс определяется в соответствии с п. 1.11 настоящей Методики. В противном случае для определения С_пдс в зависимости от типа водного объекта используются расчетные формулы приведенные в разд. 3 - 5.

3.1.2. Основная расчетная формула для определения С_пдс без учета неконсервативности вещества имеет вид:

С_пдс = n · (С_пдк - С_ф) + С_ф,                                          (3.1.2)

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, определяемая в соответствии с [8], г/м³; n - кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, равная произведению кратности начального разбавления n_н на кратность основного разбавления n_о, т.е.

n = n_Н - n_о                                                         (3.1.3)

С учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчетная формула имеет вид:

С_пдс = n · (С_пдк · - С_ф),                                         (3.1.4)

где k - коэффициент консервативности, 1/сут; t - время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.

Значения коэффициента неконсервативности принимаются по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитываются в зависимости от температуры и скорости течения воды реки [14]. При установлении ПДС по БПК расчетная формула имеет вид:

С_пдс = n · [(С_пдк - С_см) · - С_ф] + С_ф,                             (3.1.4, а)

где k₀ - осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обусловливающих БПК_полн фона и сточных вод, 1/сут; С_см - БПК_полн обусловленная метаболитами и органическими веществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега [14].

Значение С_см принимается равным: для горных рек - 0,6 ÷ 0,8 г/м³; для равнинных рек, протекающих по территории, почва которой не слишком богата органическими веществами - 1,7 ÷ 2 г/м³; для рек болотного питания или протекающих по территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ - 2,3 ÷ 2,5 г/м³. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то С_см принимается равной нулю [14].

При установлении ПДС по БПК с учетом требования к содержанию растворенного кислорода, а также при установлении ПДС по взвешенным веществам или при сбросе кислых, щелочных или термально загрязненных сточных вод рекомендуется использовать формулы, приведенные в [14].

3.1.3. По методу Н.Н. Лапшева кратность начального разбавления n_н учитывается при выпуске сточных вод в водотоки в следующих случаях:

- для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при соотношении скоростей _р и выпуска _ст:

_ст ³ 4 · _р,                                                        (3.1.5)

- при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска, больших 2 м/с. При меньших скоростях расчет начального разбавления не производится.

Для единичного напорного выпуска кратность начального разбавления рассчитывается следующим образом: вычисляются отношения:

                                     (3.1.6)

где ₀ - скорость на оси струи. По (рис. 3.1) находится отношение d/d₀, где d - диаметр загрязненного пятна в граничном створе зоны начального разбавления, d₀ - диаметр выпуска.

Затем по (рис. 3.2) находится кратность начального разбавления n_н по известным величинам m и d/d₀.

Для рассеивающего напорного выпуска расчет осуществляется следующим образом. Задаваясь числом выпускных отверстий оголовка выпуска N₀ и скоростью истечения сточных вод из них _ст ³ 2,0 м/с, определяют диаметр отверстия или оголовка рассеивающего выпуска:

                                                  (3.1.7)

где q - суммарный расход сточных вод, м³/с.

Затем по (рис. 3.1) определяется отношение d/d₀ и найденное значение d сравнивается с глубиной реки Н. Если d < H, то по (рис. 3.2) находят кратность начального разбавления n_н. Для случая естественной струи (d > H) соответствующая ему кратность разбавления n_нс находится умножением найденного значения n_н на поправочный коэффициент f который определяется из рис. 3.3. Расстояние до пограничного сечения зоны начального разбавления определяется по формуле:

                                              (3.1.8)

Расход смеси сточных вод и воды водотока в том же сечении находится по формуле:

q_см = n_н · q,                                                       (3.1.9)

где q - расход сточных вод на выходе из отверстий или оголовков рассеивающего выпуска, м³/с.

Средняя концентрация вещества в граничном сечении определяется по формуле:

                                              (3.1.10)

где С_ст - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м³.

Рис. 3.1. Номограмма для определения диаметра струи в расчетном сечении

Рис. 3.2. Номограмма для определения начального разбавления в потоке

Рис. 3.3. Номограмма для определения поправочного коэффициента

Максимальная концентрация в центре пятна примеси в этом сечении равна

                                                     (3.1.11)

3.1.4. Кратность основного разбавления n₀ определяется по методу В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера [14]:

                                                      (3.1.12)

где Q - расчетный расход водотока, м³/с; γ - коэффициент смешивания, показывающий какая часть речного расхода смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа:

                                             (3.1.13)

где l - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м; α - коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке:

,                                                     (3.1.14)

где φ - коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой); ξ - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега ξ = 1, при выпуске в стрежень реки ξ = 1,5); D - коэффициент турбулентной диффузии, м²/с.

Для летнего времени:

                                                   (3.1.15)

где g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;  - средняя скорость течения реки, м/с; Н - средняя глубина реки, м; n_ш - коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по таблице М.Ф. Срибного [13]; С - коэффициент Шези (м^?/с), определяемый по формуле Н.Н. Павловского (при Н £ 5 м).

                                                         (3.1.16)

где R - гидравлический радиус потока, м (R ≈ Н);

                              (3.1.17)

Для зимнего времени (периода ледостава)

                                                  (3.1.18)

где R_пр, n_пр, C_пр - приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;

R_пp = 0,5H,                                                         (3.1.19)

                                           (3.1.20)

где n_л - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда по П.Н. Белоконю [14];

                                                       (3.1.21)

где                        (3.1.22)

Для повышения точности расчетов вместо средних значений , Н, n_ш и С рекомендуется брать их значения в зоне непосредственного смешения сточной жидкости с речной водой.

Рассмотренный метод может применяться при соблюдении следующего неравенства:

0,0025 £  £ 0,1,                                                   (3.1.23)

Если сточные воды и притоки могут поступать с обоих берегов реки, обеспечивая практически постоянную струйность речных вод вдоль каждого берега, то для расчетов концентраций веществ в максимально загрязненной струе рекомендуется использовать метод В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера для случая впадения сточных вод с обоих берегов реки [14].

3.1.5. Если не соблюдаются условия применимости метода В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера, или в расчете необходимо учесть данные о накоплении загрязняющих веществ в донных отложениях, то рекомендуется использовать методы разработанные А.В. Караушевым [15].

3.2. Расчет величин ПДС для бассейна реки или его участка

3.2.1. При сбросе сточных вод в водотоки ПДС веществ определяются из решения задачи математического программирования.

Критерий оптимальности - минимум суммарных приведенных затрат на достижение ПДС.

                                           (3.2.1)

где f_i(х_i) - приведенные затраты i-гo водопользователя на достижение ПДС, тыс. руб./год; х_i = (x_i1, ..., x_iR) - оптимизируемых переменных, определяющий доли расхода сточных вод - x_ir, проходящие по различным технологическим маршрутам их очистки и использования, r = 1, ..., R; R - число технологических маршрутов очистки и использования сточных вод; N - число водопользователей.

3.2.2. Для формирования модели водного объекта водоток разбивается на секции с постоянным расходом, в пределах которых все параметры модели можно принять постоянными, границы секций совмещаются с местами сброса сточных вод, водозаборами, устьями притоков, створами, в которых контролируется качество воды, и местами резкого изменения гидрометрических характеристик водотока. При совпадении места водозабора с местом сброса сточных вод или устьем притока, для этого водозабора вводится отдельная секция нулевой протяженности. Для каждого притока и основной реки помимо створов контроля качества воды необходимо указать расчетный створ в устье и начальный створ и качество воды в истоке реки. Все створы нумеруются последовательно от истока к устью для каждого притока и основной реки. Аналогично нумеруются расчетные секции.

3.2.3. Модель водного объекта

Y_k = A_k,k-1Y_k-1 + A_KvY_v + ; α = α(i); k  К                       (3.2.2)

где k - множество номеров расчетных створов, в которых моделируется качество воды; Y_k - вектор показателей (концентраций веществ), характеризующих качество воды в створе k, г/м³; Y_k-1 - то же для предшествующего по течению створа k - 1. Если (k - 1)  К, то створ k - 1 является начальным створом (истоком) реки и Y_k-1 = (С_ф)_k-1; (С_ф)_k-1 - вектор фоновых концентраций веществ в воде водотока в створе k - 1, г/м³; Y_v - то же для створа v, расположенного в устье притока, впадающего на участке (k, k - 1); С_i - вектор максимальных среднечасовых концентраций веществ в сточных водах выпуска i, г/м³; q_i - расход сточных вод выпуска i, м³/с; Q_α - расход воды реки в расчетной секции α, м³/с; α_i - номер расчетной секции, в начале которой расположен выпуск сточных вод водопользователя i, м³/с; V_k - множество номеров створов, расположенных в устьях притоков, впадающих на участке (k, k - 1); I_к - множество номеров выпусков сточных вод, поступающих в водный объект на участке (k, k - 1); A_k,k-1, A_kv и В_ki - матрицы, характеризующие разбавление и трансформацию качества речных и сточных вод;

A_km =  ξ_jS_j; m  K; B_kj =  ξ_jS_i; α = α(i); i  I_k,                   (3.2.3)

J_km - множество номеров расчетных секций с постоянными характеристиками потока, соединяющих створ m со створом k; J⁰_kα - то же для сброса i; ξ_j - разбавление речных вод при переходе от секции к следующей по течению данной реки секции j + 1. ξ_j = 1, если секция j последняя или Q_j+1 £ Q_j,

, если Q_j+1 > Q_j                                        (3.2.4)

S_j = (S_j^Y,ξ) - нижняя треугольная матрица, характеризующая самоочищение и трансформацию веществ в водотоке на протяжении секции j. Диагональные элементы матрицы S_j определяются как [12, 13].

S_j^Y,ξ = ,                                                       (3.2.5)

где ξ - индекс вещества (показателя); k_ξ - коэффициент неконсервативности вещества ξ, 1/сут; t_j - время перемещения воды в водотоке на протяжении секции j, сут. Внедиагональные элементы матрицы характеризуют переход одних соединений в другие или потребление веществ при химических реакциях [24]. В простейшем случае внедиагональные элементы матрицы равны нулю для всех показателей кроме растворенного кислорода, для которого внедиагональный элемент имеет вид.

                                           (3.2.6)

где ξ' - индекс БПК_пoлн; r' - индекс растворенного кислорода. При расчете концентрации растворенного кислорода в соответствующее ему уравнение в системе (3.2.2) также добавляется член, характеризующий насыщение речной воды атмосферным кислородом.

H_k,k-1 = Н₀ ξ₃(1 - S_p^r',r')ξ_jS_j ^r',r',                                   (3.2.7)

где Н₀ - растворимость кислорода в 1 м³ воды при расчетной температуре, г/м³; J⁰_kp - множество номеров расчетных секций, соединяющих секцию р со створом k.

3.2.4. Модель водного объекта по формулам (3.2.2) - (3.2.7) предполагает полное и мгновенное смешение речных и сточных вод и предназначена для расчета водоохранных мероприятий на перспективу, когда учет степени смешения речных и сточных вод затрудняется из-за отсутствия исходных данных. При расчетах на ближайший период, а также при наличии необходимых данных при перспективных расчетах для учета степени смешения речных и сточных вод может быть применен описанный выше (п. 3.1.4) метод В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера либо другие упрощенные методы расчета разбавления [14, 15].

3.2.5. Требования к качеству воды:

где ПДК_kξ - предельно допустимая концентрация вещества ξ в створе k; Е_р - множество номеров показателей, нормируемых по лимитирующему признаку вредности р; Р_к - множество ЛПВ, определяемых нормативными требованиями к качеству воды в створе k; К₁ - множество номеров створов, в которых контролируется качество воды.

3.2.6. Модель комплекса водоохранных мероприятий:

f_i(x_i) = q_i^r                                                        (3.2.9)

C_i =                                                         (3.2.10)

                                                          (3.2.11)

где d⁰_jr - приведенные затраты, соответствующие технологическому маршруту r очистки или использования сточных вод, руб./м³; q^r_i - расход сточных вод выпуска i тыс. м³/год;

C⁰_ir - вектор концентраций веществ в сточных водах выпуска i с расходом q_i, х_ir после прохождения технологического маршрута r по очистке сточных вод.

3.2.7. В качестве альтернативных технологических маршрутов обработки сточных вод в модели (3.2.9) - (3.2.11) могут рассматриваться как обобщенные варианты водоохранных мероприятий для различных категорий сточных вод по отраслям народного хозяйства, так и специальные варианты водоохранных мероприятий для конкретных водопользователей. Необходимые для проведения расчетов усредненные технико-экономические характеристики типовых водоохранных мероприятий могут быть приняты по справочной литературе [13], либо по материалам научных, проектных и конструкторско-технологических институтов.

3.2.8. При наличии данных о зависимости затрат на водоохранные мероприятия от расхода обрабатываемых сточных вод для расчетов может быть использована более сложная модель, отличающаяся формой записи затрат на водоохранные мероприятия - выражение (3.2.9) заменяется следующим:

f_i(x_i) =                                    (3.2.12)

где J_j1 - множество входящих в технологический маршрут r агрегатов (очистных сооружений) обработки сточных вод; М_ij - множество технологических маршрутов, включающих агрегат j; q_i^c - расход сточных вод выпуска i, тыс. м³/сут; D_ij⁰, α_ij^{0 _} коэффициенты аппроксимации. Модель (3.2.10) - (3.2.12) реализована в системе ОКВОПЛАН [23]. Для решения задачи используется специальный итеративный алгоритм.

3.2.9. В результате решения задачи оптимизации (3.2.1) - (3.2.11) определяются оптимальные доли расхода сточных вод, проходящие по различным технологическим маршрутам очистки и использования x^*_i, i = 1, ..., N и соответствующие им величины расходов обрабатываемых сточных вод:

q^*_ir = q_ix^*_ir, r = 1, ..., R, i = 1, ..., N,                               (3.2.13)

где r - номер технологического маршрута очистки или использования сточных вод; R - число технологических маршрутов.

3.2.10. Концентрации веществ в сточных водах выпуска i рассчитываются по формуле:

С_ПДС,i =  i = 1, ..., N,                                   (3.2.14)

где С⁰_ir - концентрации веществ в сточных водах выпуска i с расходом q_iх⁰_ir после прохождения технологического маршрута r по очистке сточных вод, г/м³.

3.2.11. Предельно допустимый сброс веществ на выпуске сточных вод, обеспечивающий соблюдение нормативного качества воды в контрольных створах при оптимальном распределении массы сбрасываемых веществ между отдельными водопользователями, определяются как:

ПДС_i = q'_iС_ПДС,i , i = 1, ..., N,                                  (3.2.15)

где q'_i - расход сточных вод выпуска i, м³/ч.

4. Расчет ПДС для водохранилищ и озер

4.1. Расчет величин ПДС для отдельных выпусков

4.1.1. Величины ПДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются в соответствии с п. 3.1.1 по приведенным ниже расчетным формулам, аналогичным формулам п. 3.1.2.

Основная расчетная формула для определения С_пдс без учета неконсервативности вещества имеет вид:

С_ПДС = n(С_ПДК - С_ф) + С_ф,                                                (4.1.1)

где С_ПДК - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м³; С_ф - фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема в месте выпуска сточных вод, определяемая в соответствии с [8], г/м³; n - кратность общего разбавления сточных вод в водоеме, определяемая по формуле (3.1.3).

С учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчетная формула имеет вид:

С_ПДС = n(С_ПДКe^kt - С_ф) + С_ф,                                              (4.1.2)

где k - коэффициент неконсервативности, 1/сут; t - время перемещения сточных вод под влиянием течения от места их выпуска до расчетного створа, сут. Значения коэффициента неконсервативности k принимаются по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитываются в зависимости от температуры воды и скорости течения в водоеме [14].

При установлении ПДС по БПК расчетная формула имеет вид:

С_ПДС = n[(С_ПДК - С_CM) · ℓ^k◦^۪t - С_ф] + С_ф,                                 (4.1.2.а)

где k₀ - осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обусловливающих БПК_полн фона и сточных вод, 1/сут;

С_CM - БПК_полн, обусловленная метаболитами и органическими веществами, смываемыми в водоем атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега [14]. Значение С_СМ принимается равным: для горных водоемов - 0,6 ÷ 0,8 г/м³; для равнинных водоемов, расположенных на территории, почва которой не слишком богата органическими веществами - 1,7 ÷ 2 г/м³; для водоемов, расположенных на болотистой территории, или территории с которой смывается повышенное количество органических веществ - 2,3 ÷ 2,5 г/м³. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то С_СМ принимается равной нулю [14].

При установлении ПДС по БПК с учетом требований к содержанию растворенного кислорода, а также при установлении ПДС по взвешенным веществам или при сбросе кислых щелочных или термально загрязненных сточных вод рекомендуется использовать формулы, приведенные в [14].

4.1.2. При наличии в водоеме устойчивых ветровых течений для расчета кратности общего разбавления n может быть использован метод М.А. Руффеля [14]. В расчетах по этому методу рассматриваются два случая:

а) выпуск в мелководную часть или в верхнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется вдоль берега под воздействием прямого поверхностного течения, имеющего одинаковое с ветром направление;

б) выпуск в нижнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска под воздействием донного компенсационного течения, имеющего направление, обратное направлению ветра.

Метод М.А. Руффеля имеет следующие ограничения: глубина зоны смешения не превышает 10 м, расстояние от выпуска до контрольного створа вдоль берега в первом случае не превышает 20 км, расстояние от выхода сточных вод до берега против выпускного оголовка во втором случае не превышает 0,5 км.

Кратность общего разбавления определяется по формуле (3.1.3). Кратность начального разбавления вычисляется следующим образом:

- при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины

                                            (4.1.3)

где q - расход сточных вод выпуска, м³/с;  - скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод, м/с; Н_ср - средняя глубина водоема вблизи выпуска, м; значение Н_ср определяется в зависимости от средней глубины водоема Н₀ следующим образом: при Н₀ = (3 ÷ 4) м на участке протяженностью 100 м; при Н₀ = (5 ÷ 6) м на участке протяженностью 150 м; при Н₀ = (7 ÷ 8) м на участке протяженностью 200 м; при Н₀ = (9 ÷ 10) м на участке протяженностью 250 м;

- при выпуске в нижнюю треть глубины

                                          (4.1.4)

Кратность основного разбавления вычисляется следующим образом:

- при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины

                                     (4.1.5)

Где l - расстояние от места выпуска до контрольного створа, м;

Δх = 6,53Н_cp^1,17,                                                   (4.1.6)

- при выпуске в нижнюю треть глубины

                                   (4.1.7)

Δх = 4,41Н_cp^1,17,                                                    (4.1.8)

4.1.3. Если не выполняются условия применимости метода М.А. Руффеля, то расчет кратности начального разбавления n_H выполняется согласно п. 3.1.3. Расчет кратности основного разбавления может быть выполнен численным методом А.В. Караушева [14].

При наличии в водоеме устойчивых течений расчет кратности основного разбавления может быть проведен с использованием аналитического решения уравнения турбулентной диффузии для сосредоточенного выпуска сточных вод [17].

                                                       (4.1.9)

где                                                  (4.1.10)

                                               (4.1.11)

                                         (4.1.12)

                                          (4.1.13)

                                (4.1.14)

                                      (4.1.15)

где X^* - параметр сопряжения участка двухмерной диффузии с участком трехмерной диффузии, м; х₀ - параметр сопряжения начального участка разбавления с основным участком; γ₀ - параметр, учитывающий влияние ближайшего берега на кратность основного разбавления; u_м - характерная минимальная скорость течения в водоеме в месте сброса, соответствующая неблагоприятной гидрологической ситуации, м/с; l₀ - расстояние выпуска от ближайшего берега, м; l_н - длина начального участка разбавления, рассчитываемая по формуле (3.1.8), м; D - коэффициент турбулентной диффузии, м²/с, определяемый по формулам (3.1.15), (3.1.18), в которых вместо средней скорости течения, глубины и коэффициента шероховатости ложа реки принимаются, соответственно, характерная минимальная скорость течения в водоеме u_м, средняя глубина водоема вблизи выпуска Н_ср и коэффициент шероховатости ложа водоема в зоне течения.

4.1.4. Если ветровые течения в водоеме имеют регулярно попеременное направление либо берега водоемов имеют неспокойную линию, а выпуск осуществляется в заливную или мысовую часть, либо зимой после ледостава отсутствуют ветровые течения, то описанные выше методы неприменимы. В этих случаях необходимо разрабатывать с участием специализированных научно-исследовательских институтов методы расчета ориентированные на решение конкретных задач.

4.2. Расчет величин ПДС для совокупности выпусков

4.2.1. Совокупность выпусков сточных вод для водоема составляют выпуски, сточные воды которых сбрасываются непосредственно в водоем.

4.2.2. Реки, впадающие в водоем следует рассматривать как береговые выпуски сточных вод. При этом концентрации веществ в устьях рек определяются заранее или описываются уравнением вида (3.2.2).

4.2.3. ПДС для всех выпусков из рассматриваемой совокупности определяются из решения задачи математического программирования. Критерий оптимальности - минимум суммарных приведенных затрат на достижение ПДС вида (3.2.1).

4.2.4. Модель водного объекта

                                            (4.2.1)

где Y_к - вектор показателей (концентраций веществ), характеризующих качество воды в створе к, г/м³; Y_ф - вектор фоновых концентраций веществ в водоеме, г/м³; С_i - вектор максимальных среднечасовых концентраций веществ в сточных водах выпуска i, г/м³; n_i,k - кратность разбавления сточных вод выпуска i на пути до створа к; I_к - множество номеров выпусков, оказывающих влияние на качество воды в створе к.

4.2.5. Для расчета фоновых концентраций веществ в водоеме принимается, что они формируются в результате поступления нормированных веществ от всех источников и влияния внутриводоемных факторов, одинаковы в любом створе водоема (приближение полного перемешивания) и описываются системой уравнений

                                                       (4.2.2)

где А - матрица, коэффициенты которой отражают процессы трансформации веществ в водоеме; I - множество номеров всех источников поступления нормированных веществ; q_i - расход сточных вод выпуска 1, м³/с.

4.2.6. Матрица коэффициентов трансформации имеет следующую структуру

                                                        (4.2.3)

где

          (4.2.4)

                                                       (4.2.5)

где а_ξ - коэффициенты трансформации веществ в водохранилище, м³/с.

Значениям ξ соответствуют следующие показатели: ξ = 0 - азот общий, ξ = 1 - БПК_полн, ξ = 2 - азот аммонийный, ξ = 3 - азот нитритов, ξ = 4 - азот нитратов, ξ = 5 - растворенный кислород, ξ = 6, ..., m - остальные показатели; α₀ - коэффициент характеризующий соотношение между БПК_ПOЛН и органическим азотом в воде водоема; γ₁ - коэффициент пересчета БПК_ПOЛН в БПК₅ в воде водоема; γ₂, γ₃ - соответственно коэффициенты стехиометрической эквивалентности аммонийный азот - кислород и нитритный азот - кислород, γ₂ = 3,43, γ₃ = 1,14. Коэффициенты α₀ и γ₁, не являются универсальными и должны оцениваться для каждого конкретного водоема на основе калибрации модели по данным наблюдений.

4.2.7. Матрица А_I описывает внутренний круговорот биогенных элементов в водном объекте. Поскольку для водоемов время водообмена, как правило, превышает характерное время обращения биогенных элементов по указанному циклу, то моделируемая в нем группа показателей - БПК_ПOЛН, азот аммонийный, азот нитритов и азот нитратов должна рассчитываться только совместно. Изолированный расчет этих показателей или расчет для неполной группы могут привести к значительному занижению расчетных концентраций и, следовательно, к установлению недостаточно жестких ПДС.

4.2.8. Коэффициенты трансформации вычисляются по формуле

a_ξ = W_bk_ξ/к_с +                                                  (4.2.6)

где k_ξ - коэффициент неконсервативности (для растворенного кислорода вместо коэффициента неконсервативности используется константа реаэрации), 1/сут; W_в - объем заполнения водоема (водохранилища), км³; к_с - коэффициент приведения размерности в м³/с, к_с = 8,64 · 10^-5; Q_j - расход водозабора или вытекающей из водоема реки, м³/с; J - множество номеров мест изъятия воды из водоема, включая водозаборы и вытекающие из водоема реки.

4.2.9. При расчете концентрации растворенного кислорода в правую часть соответствующего уравнения системы (4.2.2) добавляется член

W_Bk₅H_a/к_с,                                                          (4.2.7)

где H_a - растворимость кислорода в 1 м³ воды при расчетной температуре, г/м³.

4.2.10. Кратность разбавления n_jk определяется по формуле (3.1.3) как произведение кратности начального разбавления n_н^jk и кратности основного разбавления n₀^jk. Значения n_н^jk определяются по формулам (4.1.3) (4.1.4) или, если не выполняются условия применимости метода М.А. Руффеля - согласно п. 3.1.3. Значения определяются по формулам (4.1.9) - (4.1.15) или численным методом А.В. Караушева [14].

4.2.11. Модель комплекса водоохранных мероприятий при расчете ПДС веществ в водоемы полностью совпадает с описанной ранее моделью (3.2.9) - (3.2.11) комплекса водоохранных мероприятий для случая расчета ПДС веществ в водотоки.

4.2.12. В результате решения задачи оптимизации (3.2.1), (4.2.1), (4.2.2), (3.2.6) - (3.2.11) определяются оптимальные доли расхода сточных вод, проходящие по различным технологическим маршрутам очистки и использования X^*_i, i = 1, ..., N. После этого по формулам (3.2.13) - (3.2.15) определяются величины расходов сбрасываемых сточных вод - q^*_i,r, концентрации веществ в сточных водах - С_пдс и ПДС веществ на выпусках сточных вод - ПДС_i, i = 1, ..., N.

5. Расчет ПДС для прибрежных зон морей

5.1. Расчет величин ПДС для отдельных выпусков

5.1.1. Расчет ПДС веществ для выпусков сточных вод в море производится в тех случаях, когда Правилами охраны поверхностных вод допускается отведение сточных вод в морскую среду, при этом величины ПДС определяются в соответствии с п. 3.1.1 по приведенным ниже формулам.

5.1.2. Выпуск, удаленный от других выпусков на расстояние более 5 км вдоль линии берега, может рассматриваться как отдельный (изолированный выпуск).

5.1.3. С учетом разбавления сточных вод в морских водах концентрация вещества в сточных водах С_пдс, определяется по формуле:

С_пдс = n · (С_пдк - С) + С_ф,                                           (5.1.1)

где С_пдс - предельно допустимая концентрация вещества в морской воде, отвечающая лимитирующему виду водопользования, г/м³; n - кратность общего разбавления сточных вод в море при их переносе течением от места выпуска до ближайшей границы морских районов водопользования, определяемых пп. 3.9, 3.10 и 4.6 Правил [4]; С_ф - фоновая концентрация вещества, характеризующая степень загрязнения морской воды данным веществом вне зоны влияния выпуска сточных вод (на расстоянии более 5 км от выпуска), г/м³.

5.1.4. Кратность общего разбавления n определяется по формуле (3.1.3) и зависит от гидрологических условий района размещения выпуска сточных вод и его конструктивных характеристик. Поэтому при установлении ПДС следует учитывать возможность оптимизации конструкции оголовка и места выпуска сточных вод для уменьшения затрат на очистку сточных вод.

5.1.5. Известные методики определения кратности начального разбавления позволяют производить расчет ее значения независимо от типа выпуска (сосредоточенный или рассеивающий), так как конструкции выпусков обеспечивают отсутствие взаимного влияния струй сточных вод в зоне начального разбавления.

На процесс перемешивания сточных вод в этой зоне существенное влияние оказывают силы плавучести, если плотность сточных вод существенно отличается от плотности морской воды. По этой причине применяют разные методы расчета кратности начального разбавления в зависимости от величины числа Фруда:

                                              (5.1.2)

где d₀ - диаметр выпускного отверстия, м; g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с, ρ_м - плотность морской воды в месте сброса сточных вод, т/м³; ρ_ст - плотность сточной воды, т/м³; _cт - скорость истечения сточной воды из выпускного отверстия, м/с, вычисляемая по расходу сточных вод:

                                                       (5.1.3)

q - расход сточных вод, м³/с; N₀ - число выпускных отверстий оголовка выпуска.

5.1.6. Если сточная вода легче морской (ρ_ст < ρ_м) и расчетная величина F_r удовлетворяет условию:

                                                     (5.1.4)

где Н_в - расстояние (по вертикали) от выпуска до поверхности моря, м, то кратность начального разбавления, можно определить по формуле Рама-Цедервала:

n_н = 0,54 · F_r( + 0,66)^1,67,                                   (5.1.5)

5.1.7. Если сточная вода тяжелее морской (ρ_ст > ρ_м) и расчетная величина F_r удовлетворяет условию:

                                               (5.1.6)

где φ - угол истечения струй сточных вод из выпускного отверстия относительно горизонта, расчет кратности начального разбавления выполняется по методике Н.Н. Лаптева [10]:

n_н = 0,524cosφ · F_r · F,                                       (5.1.7)

Здесь F - параметр, зависящий от угла φ и определяемый по табл. 5.1.

Таблица 5.1

Значение функции F при различных углах наклона φ оголовка выпуска

5.1.8. Если сточная вода легче морской, но не выполняется условие (5.1.4), или сточная вода тяжелее морской, но не выполняется условие (5.1.6), или же плотность сточной воды равна плотности морской воды в месте сброса, расчет кратности начального разбавления выполняемся методом Н.Н. Лаптева:

                                                  (5.1.9)

где _м - характерная минимальная скорость течения морских вод в месте сброса, м/с; f - параметр, учитывающий стеснение струи сточных вод при их сбросе на мелководье.

Параметр f определяется следующим способом. Вычисляется сначала диаметр струи сточных вод d в конце зоны начального разбавления по формуле:

                                           (5.1.9)

Если значение d не превышает глубины моря в месте сброса Н, то f = 1, в противном случае:

f = 1,825 ·  - 0,781 ·  - 0,0038,                              (5.1.10)

5.1.9. При наличии устойчивой стратификации морской среды по плотности для расчета кратности начального разбавления могут использоваться модели, описывающие поведение струи в стратифицированной среде [16, 25].

5.1.10. В любом случае, если расчетная кратность начального разбавления n_н окажется меньше 1, то для дальнейших вычислений следует принять n_н = 1.

5.1.11. Расчеты кратности основного разбавления основаны на решении уравнения турбулентной диффузии и могут выполняться численным или аналитическим методами.

Численный метод решения уравнения турбулентной диффузии подробно рассмотрен в работе А.Б. Караушева [14, 15]. Расчет кратности основного разбавления может также быть проведен с использованием аналитического решения уравнения турбулентной диффузии для сосредоточенного выпуска сточных вод в море [17].

                                                        (5.1.11)

где

                                                     (5.1.12)

                                             (5.1.13)

                                        (5.1.14)

                                                 (5.1.15)

                             (5.1.16)

                                   (5.1.17)

где k_ξ - коэффициент неконсервативности вещества (для консервативных веществ k_ξ = 0), 1/сут; К_с - коэффициент перевода секунд в сутки, К_с = 86400; l - расстояние от выпуска до ближайшей границы района водопользования (контрольного створа), м; х₀ - параметр сопряжения начального участка разбавления с основным участком, м; U_м - скорость морского течения, соответствующая неблагоприятной гидрологической ситуации, м/с; х^* - параметр сопряжения участка двухмерной диффузии с участком трехмерной диффузии, м; D_в и D_г - соответственно коэффициенты вертикальной и горизонтальной турбулентной диффузии, м²/с; Н_ср - средняя глубина моря в месте выпуска, м; l_н - длина начального участка разбавления, м; γ₀ - параметр, учитывающий влияние берега на кратность основного разбавления; l₀ - расстояние выпуска от берега, м.

Отличие формул (5.1.11) - (5.1.17) от аналогичных формул (4.1.9) - (4.1.15) связано с тем, что для прибрежной зоны моря по сравнению с водоемами характерна анизотропия коэффициентов турбулентной диффузии. При этом коэффициент горизонтальной диффузии, как правило, существенно больше, чем коэффициент вертикальной турбулентной диффузии.

В расчетах кратности основного разбавления при отсутствии данных о коэффициентах диффузии для конкретного района расположения выпуска следует использовать значение коэффициента горизонтальной турбулентной диффузии D_r, определяемое по формуле Л.Д. Пухтяра и Ю.С. Осипова [18]:

D_г = 0,032 + 21,8 · u²_м                                             (5.1.18)

Качение коэффициента вертикальной турбулентной диффузии можно принимать [19] равным D_в = 5 · 10^-4 м².

Значение l_н в зависимости от условий п. 5.1.6 - 8 определяется как

Формулы (5.1.12 - 5.1.17) применяются, когда перенос сточных вод течением от места сброса до границы района водопользования происходит вдоль берега.

Для расчета кратности основного разбавления при произвольном направлении течения используются формулы (5.1.11 - 5.1.17), в которых полагается γ₀ = 1.

5.1.12. В отличие от водотоков и водоемов для прибрежной зоны моря эффект самоочищения эквивалентен дополнительному разбавлению сточных вод. Поэтому при расчете неконсервативного вещества самоочищение учитывается непосредственно в формуле (5.1.11) для основного разбавления, в правую часть которой добавляется множитель:

                                                   (5.1.20)

k - коэффициент неконсервативности вещества, 1/сут; к_с - коэффициент перевода секунд в сутки, к_с = 86400; х₀ - параметр, определяемый по формуле (5.1.16).

5.1.13. В расчетах кратности основного разбавления сточных вод для рассеивающих выпусков необходимо учитывать, что при рассеивающем выпуске соседние струи влияют друг на друга в зоне основного разбавления, ослабляя эффект перемешивания [20]. Согласно исследованиям Н.Н. Лаптева [10], кратность основного разбавления при сбросе сточных вод через линейный рассеивающий выпуск в море при направлении течения перпендикулярно к оси оголовка выпуска можно вычислить по формуле:

                                                    (5.1.21)

где l_в - длина рассеивающего оголовка выпуска, м.

Если значение n₀, полученное из формулы (5.1.21), окажется меньше 2, кратность основного разбавления при рассеивающем выпуске сточных вод для определения ПДС можно не учитывать, полагая n₀ = 1.

5.1.14. Расчет кратности основного разбавления для выпусков сложной конфигурации, например, U-образной, либо при направлении течения под произвольным углом к оси оголовка выпуска подробно рассмотрен в [21].

5.2. Расчет величин ПДС для совокупности выпусков

5.2.1. Совокупностью выпусков сточных вод можно считать выпуски, расположенные на расстоянии не более 5 км друг от друга вдоль береговой линии. С учетом конкретных гидрологических условий, расходов сбрасываемых сточных вод необходимость включения конкретного выпуска в совокупность может уточняться на основе расчетов их совместного влияния на качество воды в контрольных створах.

5.2.2. Реки, впадающие в море, следует рассматривать как береговые выпуски сточных вод. При этом концентрации веществ в устьях рек определяются заранее или описываются уравнением вида (3.2.2), начальное разбавление n_н принимается равным 1 и длина начального участка разбавления - равной 0.

5.2.3. ПДС для всех выпусков из рассматриваемой совокупности определяется из решения задачи математического программирования.

Критерий оптимальности - минимум суммарных приведенных затрат на достижение ПДС вида (3.2.1).

5.2.4. Если удаления выпусков сточных вод от берега моря существенно отличаются друг от друга в сравнении с расстояниями между ними, то в качестве неблагоприятных гидрологических ситуаций принимаются направления морского течения от одного выпуска к другому (перенос сточных вод осуществляется по кратчайшему расстоянию от одного выпуска к другому). В качестве контрольных створов рассматриваются створы на расстоянии l от места выпуска до границы водопользования в направлении течений (от одного выпуска к другому). Концентрации веществ в контрольном створе определяются по формуле

Y_к = Y_ф + (С_i - Y_ф),                                        (5.2.1)

где Y_к - вектор показателей (концентраций веществ), характеризующих качество воды в контрольном створе к, г/м³; Y_ф - вектор фоновых концентраций веществ, определяемых вне зоны влияния выпусков сточных вод (на расстоянии 5 км влево и вправо от района совокупности выпусков вдоль береговой линии), г/м³; С_i - вектор максимальных среднечасовых концентраций веществ в сточных водах выпуска i, г/м³; n_iк - кратность разбавления сточных вод при их переносе от выпуска i до створа к, определяется согласно разд. 5.1; I_к - множество номеров выпусков, оказывающих влияние на качество воды в створе к.

5.2.5. Если удаления выпусков сточных вод от берега моря мало отличаются друг от друга по сравнению с расстояниями между ними, то совокупность выпусков можно рассматривать как ряд выпусков (линейное расположение выпусков), расположенных вдоль береговой линии на среднем расстоянии от берега моря, равном

                                                            (5.2.2)

где l_i - удаление выпуска i от берега моря, м; N - число выпусков сточных вод.

Для этого случая в качестве наиболее неблагоприятной гидрологической ситуации принимается направление морского течения вдоль берега (справа-налево и слева-направо вдоль береговой линии). В качестве контрольных створов рассматриваются створы, расположенные слева и справа от выпусков на расстоянии l от места выпуска до ближайшей границы района водопользования (l = 250 м для водоемов рыбохозяйственного водопользования). Контрольные створы, расположенные правее выпусков, обозначим, как М_п, где М - номер выпуска. Контрольные створы, расположенные левее выпуска, обозначим, как М_л, где М - номер выпуска. Концентрации в контрольных створах с индексами М_п, М_л определяются по формулам:

Y_Мп = Y_ф + (С_i - Y_ф), M = 1, ..., N,                             (5.2.3)

Y_Мл = Y'_ф + (С_i - Y'_ф), M = 1, ..., N,                           (5.2.4)

где Y_ф^л, Y_ф^п - вектора фоновых концентраций веществ, определяемых вне зоны влияния выпусков сточных вод на расстоянии 5 км левее первого выпуска сточных вод и на расстоянии 5 км правее выпуска N сточных вод, соответственно (нумерация выпусков слева направо), г/м³; n_i,Mп - кратность разбавления сточных вод при их переносе от выпуска i до контрольного створа М_п (для выпусков, расположенных правее контрольного створа М_п); n_i,Mл - кратность разбавления сточных вод при их переносе от выпуска i до контрольного створа М_л (для выпусков, расположенных левее контрольного створа М_л). Значения n_iMп, n_iMл рассчитываются как кратности разбавления отдельных выпусков согласно разд. 5.1.

5.2.6. Модель комплекса водоохранных мероприятий при расчете ПДС веществ в прибрежные зоны морей полностью совпадает с описанной ранее моделью [(3.2.9) - (3.2.11)] комплекса водоохранных мероприятий для случая расчета ПДС веществ в водотоки.

5.2.7. В результате решения задачи оптимизации [(3.2.1), (5.2.1), (3.2.8) - (3.2.11)] определяются оптимальные доли расхода сточных вод, проходящие по различным технологическим маршрутам очистки и использования X^*_ir, i = 1, ..., N. После этого по формулам (3.2.13) - (3.2.15) определяются расходы обрабатываемых сточных вод - q^*_ir, концентрации веществ в сточных водах - C_ПДСi и ПДС веществ на выпусках сточных вод - ПДС_i, i = 1, ..., N.

6. Разработка планов и программ поэтапного достижения ПДС

6.1. Задача разработки планов и программ поэтапного достижения ПДС и осуществления соответствующих водоохранных мероприятий возникает для каждого предприятия-водопользователя, для совокупности предприятий, объединенных по региональному (территориальному) признаку (район, город, область и т.д.) либо по отраслевому (ведомственному) признаку. Особое значение имеет правильная постановка и решение такой задачи для выбора первоочередных мероприятий, распределения капитальных вложений при формировании годовых и пятилетних планов для предприятий, регионов (районов, городов, областей), отраслей народного хозяйства.

6.2. Формирование планов мероприятий по поэтапному достижению величин ПДС (а, следовательно, и норм качества вод в водном объекте) связано с решением задачи поэтапной реализации водоохранных мероприятий. Сущность такой задачи заключается в выборе такой очередности ввода водоохранных сооружений и реализации других мероприятий, при которой вначале снижаются наибольшие превышения над установленными ранее значениями ПДС. Естественно, что при этом будут снижаться и наибольшие превышения над величинами ПДК в водном объекте, т.е. первые этапы реализации программ связаны с улучшением санитарно-экологического состояния наиболее загрязненных участков водных объектов. Одновременно при выборе очередности реализации мероприятий учитываются ограничения на капитальные затраты по этапам и затраты на реализацию каждого мероприятия.

6.3. Постановка задачи поэтапной реализации водоохранных мероприятий по достижению ПДС формулируется следующим образом. Задано множество предприятий-водопользователей и совокупность целей развития водоохранных мероприятий на каждом предприятии - предельно допустимых сбросов, обеспечивающих соблюдение нормативных требований к качеству воды водных объектов. Для каждого предприятия определен набор (последовательность) водоохранных мероприятий, обеспечивающих достижение ПДС, причем известны как капитальные затраты, так и величины, характеризующие эффективность мероприятий (вектор выноса примесей после реализации мероприятий). Заданы величины капитальных затрат, выделенных для реализации водоохранных мероприятий на всех предприятиях для нескольких временных периодов, например, пятилеток. Необходимо определить: распределение капиталовложений по предприятиям и периодам планирования; набор и очередность реализации водоохранных мероприятий по предприятиям и периодам планирования. При этом на каждом этапе требуется минимизировать критерий, определяющий близость сбросов нормированных веществ к заданным значениям ПДС. Такая постановка задачи эквивалент на постановке задачи определения первоочередных мероприятий на каждом временном интервале.

6.4. Реально осуществимые пути развития обусловливаются следующими ограничениями и условиями:

1) достижением целей программы - величин ПДС, которые рассчитаны и установлены для каждого предприятия и выпуска сточных вод;

2) реализацией планирования в разрезе отрасли и (или) территории;

3) рассмотрением процесса развития в динамике;

4) ограниченными на каждом этапе ресурсами;

5) учетом качества сточных вод на выходе каждого объекта на каждом этапе планирования.

Эти условия являются довольно жесткими и их учет в полном объеме затрудняет поиск решения. Поэтому при поэтапном планировании принимаются следующие допущения:

1) весь интервал планирования [0, Т] разбит на множество плановых этапов i = 1, ..., Т₀. Длительность этапов определяется принятой системой планирования;

2) достижение установленных ПДС планируется на конец интервала планирования [0, Т], на промежуточных этапах допускается отклонение от ПДС, при этом уровень достигаемого сброса оптимизируется в рамках отраслей или территориальной структуры комплексных водоохранных мероприятий;

3) для каждого предприятия существует конечное множество водоохранных мероприятий, обеспечивающее достижение значений ПДС;

4) ввод очистных сооружений и других водоохранных мероприятий может осуществляться блоками или ступенями очистки.

6.5. Для поэтапного достижения величин ПДС производится разработка водоохранных программ, представляющих собой увязанные по ресурсам, исполнителям и срокам осуществления комплексы водоохранных мероприятий, направленных на наиболее эффективное решение проблемы обеспечения нормативного состояния качества вод в водных объектах путем достижения величин ПДС.

6.6. Для характеристики качества водоохранных программ используются два класса критериев оптимальности - экономических, характеризующих минимум приведенных затрат при безусловном достижении водоохранных целей, и натуральных, характеризующих степень близости массы выносимых в водный объект примесей к заданным величинам ПДС при ограниченных ресурсах, выделенных на развитие водоохранных мероприятий.

В основе конструирования критерия оптимальности лежит определение метрики, характеризующей расстояние в n-мерном пространстве между двумя точками - решениями задачи. Например, расстояние между ПДС - W^* и достигаемыми значениями сброса - W. При разработке водоохранных программ могут быть использованы следующие критерии:

- приведенный сброс загрязняющих веществ в водный объект, определяемый следующим образом:

                                                   (6.1)

где j - номер выпуска; m = 1 ... М - номер предприятия; ξ - номер вещества (показателя); W_mjξ - величина сброса вещества ξ;

- приведенный сброс с учетом превышений ПДС, имеющий вид:

                                         (6.2)

где W^*_mjξ - предельно допустимый сброс вещества ξ - на выпуске j предприятия m; σ_m - константа (безразмерная), характеризующая водохозяйственный участок [26];

- относительное превышение ПДС по всем предприятиям, выпускам, веществам и показателям:

                                             (6.3)

- взвешенное относительное превышение ПДС:

                                          (6.4)

где q_mj - расход сточных вод выпуска j на предприятии m;

- удельная эффективность водоохранных мероприятий:

F₅ = Э/К,                                                               (6.5)

где Э - эффект от реализации водоохранных мероприятий; К - капиталовложения в рассматриваемое водоохранное мероприятие.

Рекомендуется осуществлять выбор очередности реализации водоохранных мероприятий по критериям F₂, F₅. Естественно, что при этом могут быть привлечены другие неформальные факторы для выбора очередности, однако рекомендуемая методика определяет водоохранную программу, базирующуюся на достаточно очевидных экологических и экономических критериях.

6.7. Расчетная схема. Расчет основных показателей водоохранных программ включает в себя несколько последовательных этапов:

1) подготовка исходных данных о современных объемах водопотребления и водоотведения, а также составе сточных вод по каждому предприятию и выпуску;

2) подготовка данных об установленных ПДС и технико-экономических характеристиках водоохранных мероприятий по их достижению по каждому выпуску сточных вод;

3) расчет эффективности водоохранных мероприятий по одному из критериев (F₁ ÷ F₄);

4) определение последовательности ввода водоохранных мероприятий по критерию F₅;

5) выбор первоочередных водоохранных мероприятий и определение основных технических показателей ввода мощностей водоохранных мероприятий отрасли по этапам планирования.

6.8. Пример расчета основных показателей водоохранных программ. Имеются два предприятия, каждое из которых имеет по два выпуска сточных вод. По каждому выпуску заданы ПДС и технико-экономические характеристики водоохранных мероприятий, обеспечивающие их достижение (табл. 6.1, 6.2). Период планирования, в течение которого должны быть достигнуты установленные ПДС, разбит на два этапа. Задано распределение по этапам суммарных капитальных вложений на водоохранные мероприятия. Необходимо определить совокупность водоохранных мероприятий, вводимых на каждом этапе планирования.

Как видно из табл. 6.1, 6.2, суммарные капиталовложения в водоохранные мероприятия составляют 6,7 млн. руб. Пусть из них на 1 этап выделено 3,5 млн. руб. и на 2 этап - 3,2 млн. руб.

Эффективность водоохранных мероприятий будем оценивать по снижению значения критерия 2, который рассчитывается по формуле:

                                              (6.6)

где m_ξ и ПДС, - фактическая масса и предельно допустимый сброс примеси ξ для рассматриваемого выпуска сточных вод, г/с; ПДК_ξ - предельно допустимая концентрация примеси ξ в ближайшем к выпуску сточных вод контрольном створе, г/м³; σ_k - безразмерная константа, характеризующая водохозяйственный участок k, на котором расположено предприятие.

Величина снижения значения критерия F₂ в результате реализации водоохранного мероприятия, а также удельная эффективность на рубль затрат каждого водоохранного мероприятия (F₅) приведены в табл. 6.3. При расчете значений критерия F₂ константа σ_k не учитывалась, так как оба предприятия расположены на одном и том же водохозяйственном участке. Предельно допустимые концентрации взвешенных веществ, минерализации и БПК_ПОЛН в ближайшем контрольном створе составляли 3,25; 1000 и 3 г/м³, соответственно.

Таблица 6.1

Технико-экономические характеристики водоохранных мероприятий по предприятию 1

Таблица 6.2

Технико-экономические характеристики по предприятию 2

Таблица 6.3

Эффективность водоохранных мероприятий по критериям F₂ и F₅

В табл. 6.4 представлены результаты ранжирования водоохранных мероприятий по критерию F₅ для рассматриваемых предприятий. Нарастающим итогом показаны суммарные капиталовложения на реализацию вод сохранных мероприятий.

Таблица 6.4

Рекомендуемая последовательность ввода водоохранных мероприятий по критерию удельной эффективности F₅

Таким образом, 3,5 млн. руб., выделенных на 1-м этапе, должны быть использованы для реализации 2-го мероприятия на 1-м предприятии (затраты 0,7 млн. руб.) и 1-го мероприятия на 2-м предприятии (затраты 2,5 млн. руб.). Остальные мероприятия реализуются на 2-м этапе планирования.

7. Информационное обеспечение расчетов ПДС

7.1. Нормативы качества вод

Нормативы качества вод установлены для следующих видов водопользования.

А. Использование вод для хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования (поверхностные водные объекты). Общие требования к составу и свойствам воды водотоков и водоемов в местах хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования приведены в приложении 1 Правил охраны поверхностных вод.

Требования к концентрациям нормированных веществ в створе водопользования приведены в приложении 2 Правил охраны поверхностных вод.

Некоторые общие требования к составу воды и предельно допустимые концентрации наиболее часто встречающихся нормированных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования приведены в табл. 7.1.

Требования к составу и свойствам морской воды района водопользования и первого пояса зоны санитарной охраны и перечень предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и санитарно-бытового водопользования для морской воды приведены в приложениях 1, 2 Правил охраны от загрязнения прибрежных вод морей.

Б. Использование вод для рыбохозяйственных целей (поверхностные водные объекты). Общие требования к составу и свойствам воды водотоков и водоемов в местах рыбохозяйственного водопользования приведены в приложении 1 Правил охраны поверхностных вод, предельно допустимые концентрации загрязняющих воду веществ приведены в приложении 3 Правил охраны поверхностных вод, а также в «Дополнительных перечнях предельно допустимых концентраций вредных веществ для рыбохозяйственных водоемов» [6] к приложению 3 Правил охраны поверхностных вод. Дополнительные перечни № 1-9 за 1983 - 1989 гг. утверждены Главрыбводом СССР № 30-II-II.

Некоторые общие требования к составу воды и предельно допустимые концентрации наиболее часто встречающихся нормированных веществ в воде рыбохозяйственных водных объектов приведены в табл. 7.2.

Общие требования к составу и свойствам прибрежных вод и морей, используемых для рыбохозяйственных целей, перечень предельно допустимых концентраций вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов, перечень веществ, вредных для здоровья людей или живых ресурсов моря, сброс которых запрещается, и предельно допустимые концентрации этих веществ в сбрасываемых смесях приведены в приложениях 3, 4, 5 Правил охраны от загрязнения прибрежных вод морей.

Таблица 7.1

Некоторые общие требования к составу воды и предельно допустимые концентрации (ПДК) нормированных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования.

^* - В пересчете на азот.

^** - Для коммунально-бытового водопользования нормируется по отсутствию в воде водного объекта привкусов интенсивностью более 1 балла.

Таблица 7.2

Некоторые общие требования к составу воды и предельно допустимые концентрации (ПДК) нормированных веществ в воде рыбохозяйственных водных объектов

(I категория - сохранение и воспроизводство ценных видов рыб, II категория - все другие рыбохозяйственные цели)

^* - в пересчете на азот.

7.2. Расчетные условия

7.2.1. Расчетные условия для определения ПДС веществ и реализующих их водоохранных мероприятий в речном бассейне включают:

- гидрографические и морфометрические характеристики рек, расчетные гидрологические, гидравлические и гидрохимические характеристики речного стока в контрольных и расчетных (фоновых, устьевых и т.п.) створах, характеристики самоочищения рек бассейна;

- расчетные количественные и качественные характеристики основных генетических составивших речного стока, формирующихся на участках между смежными по течению створами: подземного питания (стока) рек, поверхностного стока с промышленно-селитебных (застроенных), сельскохозяйственных (пахотных) и естественных (непахотных) территорий водосбора;

- заданные или расчетные значения характеристик водозаборов, расходов и состава сбрасываемых сточных вод, сработки водохранилищ, перебросок стока, откачки подземных вод и т.п.;

- характеристики размещения пунктов водопользования и других хозяйственных воздействий на сток по гидрографической сети, требования водопользователей к качеству воды;

- технико-экономические характеристики реализованных и возможных водоохранных мероприятий.

7.2.2. Основные требования при выборе расчетных условий:

- расчетные условия должны назначаться исходя из требований реальных водопользователей к состоянию рек (расходам, качеству воды и их режиму) в контрольных створах или на участках между ними;

- расчетные характеристики речного стока, его генетических составляющих и влияющей на реки хозяйственной деятельности ввиду асинхронности их изменений должны рассматриваться совмещение во времени и по условиям водности года;

- расчетные значения речного стока, его генетических составляющих и влияния хозяйственной деятельности должны быть сбалансированы по течению реки, что достигается при максимальной детализации их рассмотрения;

- расчетное качество воды в фоновых и контрольных створах должно определяться для условий нормализованных (т.е. достижимых на типовых или уже реализованных передовых вод сохранных сооружениях) характеристик сбрасываемых сточных вод, чтобы исключить неоптимальное использование ассимилирующей способности рек из-за отсутствия или неудовлетворительной работы водоохранных сооружений;

- лимитирующие расчетные условия рек должны соответствовать совмещенным во времени значениям их количественных и качественных характеристик с учетом влияния хозяйственной деятельности, формирующим лимитирующие величины ассимилирующей способности рек по отдельным нормированным веществам или их группам на участках между контрольными створами; допускается при надлежащем обосновании определять лимитирующие расчетные условия рек бассейна по результатам расчетов для наиболее неблагоприятных сезонов (зимнего, летнего и, в ряде случаев, осеннего) маловодного года с учетом рассмотрения, при необходимости, лет более высокой расчетной водности;

- расчетные условия для проектирования водоохранного сооружения должны соответствовать наиболее неблагоприятным значениям прогнозных характеристик реки, принимающей сточные воды, за период эксплуатации данного сооружения.

7.2.3. Для стандартизации процедуры выбора расчетных условий, формирующих лимитирующие величины ассимилирующей способности рек бассейна, необходимо применять следующие регламенты определения отдельных характеристик рек и хозяйственных факторов:

а) расходы забираемой воды и сбрасываемых сточных вод - максимальные часовые по лимитирующим сезонам года за период действия устанавливаемых ПДС веществ;

б) составы сбрасываемых сточных вод - соответствующие достижимым на типовых или уже реализованных передовых водоохранных сооружениях;

в) расходы воды рек на незарегулированных (необводняемых) участках - расчетные среднемесячные года 95 %-ной обеспеченности с учетом влияния хозяйственной деятельности (допускается при надлежащем обосновании ограничиваться рассмотрением расчетных минимальных среднемесячных расходов по лимитирующим сезонам года 95 %-ной обеспеченности);

г) расходы воды рек на зарегулированных (обводняемых) участках - равные установленным гарантированным попускам (переброскам) воды с учетом влияния хозяйственной деятельности (не ниже расчетных минимальных среднемесячных расходов по лимитирующим сезонам года 95 %-ной обеспеченности);

д) фоновое качество воды рек - расчетное для условий принятых расчетных расходов воды по лимитирующим сезонам года, соответствующих им расчетных характеристик подземного и поверхностного стока, водозаборов, гидротехнических мероприятий, а также расходов и составов сточных вод, достижимых на типовых или уже реализованных передовых водоохранных сооружениях;

е) расстояния до створов - по фарватеру в километрах;

ж) скорости течения, морфометрические характеристики, коэффициенты смешения и неконсервативности - осредненные для участков рек между смежными по течению створами при принятых расчетных расходах воды по лимитирующим сезонам года; при отсутствии данных о значениях коэффициентов неконсервативности для рассматриваемых рек, их значения могут быть приняты по справочной литературе [14], для некоторых наиболее часто встречающихся расчетных показателей значения коэффициентов неконсервативности приведены в табл. 7.3;

з) величины поверхностного стока - соответствующие расчетным приращениям поверхностной составляющей стока рек на участках между смежными по течению створами при принятых расчетных расходах воды по лимитирующим сезонам года;

и) величины (количество) атмосферных осадков - наблюденные месячные на участках водосборов между смежными створами гидропостов, совмещенные во времени с наблюденными среднемесячными расходами рек, близкими к принятым расчетным по лимитирующим сезонам года;

к) величины поверхностного стока с застроенных территорий - расчетные с учетом их площадей, принятых величин осадков и коэффициентов стока;

л) величины поверхностного стока с сельскохозяйственных (пахотных) и естественных (непахотных) территорий - соответствующие приращениям поверхностной составляющей стока рек (за вычетом расходов поверхностного стока с застроенных территорий) на участках между смежными по течению створами с учетом соотношений коэффициентов стока с данных типов территорий и их площадей;

м) составы поверхностного дождевого стока с застроенных территорий - расчетные в стоке дождевых вод при значениях периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя в пределах от 0,05 до 0,1 года;

н) составы поверхностного дождевого стока с сельскохозяйственных и естественных территорий - расчетные по сезонам года в жидком и твердом стеке максимальных дождевых паводков 25 %-ной обеспеченности;

Таблица 7.3

Коэффициенты неконсервативности (скорости разложений) веществ при температуре 20 °С для основания натуральных логарифмов

Примечания:

1) Приведен коэффициент интенсивности потребления азота нитратов фитопланктоном.

2) Приведен коэффициент реаэрации атмосферного кислорода.

о) величины подземного стока - соответствующие расчетным приращениям подземной составляющей стока рек на участках между смежными по течению створами при принятых расчетных расходах воды по лимитирующим сезонам года;

п) величины дренажного стока - расчетные максимальные среднемесячные по лимитирующим сезонам года 95 %-ной обеспеченности;

р) концентрации веществ в дренажных водах - максимальные среднемесячные по лимитирующим сезонам года при расчетных величинах дренажного стока.

7.2.4. Выбор расчетных условий для водоемов производится с применением регламентов, аналогичных применяемым для рек и специфичных для водоемов.

К специфичным относятся:

а) объемы и уровни воды в водоеме - расчетные минимальные среднемесячные по лимитирующим сезонам года 95 %-ной обеспеченности;

б) величины поверхностного и подземного стока с водосбора - соответствующие расчетным модулям составляющих стока рек, впадающих в водоем, или рек-аналогов при минимальных среднемесячных расходах воды по лимитирующим сезонам года 95 %-ной обеспеченности;

в) скорость водообмена водоема - расчетная для условий лет 95 %-ной обеспеченности;

г) частоты и скорости ветров вдольберегового и нормального к берегу направлений, характеристики подледного течения воды;

д) время добегания до контрольного створа - расчетное по кратчайшему расстоянию при максимальной скорости переноса водных масс (с учетом влияния ветра);

е) ассимилирующая способность водоема - расчетная при максимальной стратификации водных масс, минимальных коэффициентах смешения и коэффициентах неконсервативности веществ по лимитирующим сезонам года 95 %-ной обеспеченности.

7.2.5. В качестве расчетных условий для прибрежных зон морей принимают:

а) гидрологические и гидрохимические данные водного объекта для наименее благоприятного периода;

б) санитарные показатели состава и свойств воды в период ее наиболее интенсивного использования;

в) фоновую концентрацию нормированного вещества, определяемую вне зоны влияния выпуска (на расстоянии более 5 км от выпуска) как среднеарифметическое значение концентрации нормированного вещества для наименее благоприятного периода;

г) характерную минимальную скорость морского течения, соответствующую среднемесячной 95 %-ной обеспеченности.

7.3. Технико-экономические характеристики водоохранных мероприятий

7.3.1. Технико-экономические характеристики водоохранных мероприятий представляют собой совокупность данных, определяющих соотношение между производительностью водоохранных сооружений, снижением величин сброса нормированных веществ, поступающих в водные объекты, и затратами - капитальными, эксплуатационными, приведенными. Такие данные могут быть представлены в виде таблиц, графиков, аналитических зависимостей и т.п.

В качестве аргумента для определения эффективности водоохранных мероприятий выбираются характерные показатели: расход сточных вод, объем выпускаемой продукции и т.п.

7.3.2. С целью упорядочения совокупности технико-экономических характеристик водоохранных мероприятий целесообразно сгруппировать их по трем уровням:

- типовая технология водоохраны (ТТВ) - широко применяемая в настоящее время технология в соответствии с типовыми проектами и их реальным воплощением. Для систем «Обработка и утилизация отходов» ТТВ - это современная технология очистки сточных вод, технология оборотного и повторного использования воды для технического водоснабжения;

- наилучшая возможная технология водоохраны (НТВ) - это технология, ведущая к кардинальному решению проблемы охраны вод, т.е. ведущая к полному прекращению сбросов, либо такая, при которой состав сбрасываемых сточных вод соответствует нормам ПДК.

Для систем «Обработка и утилизация отходов» уровень НТВ - это беспродувочные системы оборотного водоснабжения с полной утилизацией осадка; системы многоступенчатой доочистки сточных вод с использованием процессов адсорбции на угольных фильтрах и т.п.;

- передовая технология водоохраны (ПТБ) - занимает промежуточный этап между ТТВ и НТВ, представляет собой новый шаг в развитии техники и технологии охраны вод по сравнению с ТТВ.

Совокупность параметров технических средств и технологий производства, включающих технико-экономические показатели эффективности производства, обработки и утилизации отходов, составляет информационную основу выбора оптимальной программы развития техники и технологии для достижения ПДС.

7.3.3. Конкретные данные о технико-экономических характеристиках водоохранных мероприятий могут быть определены путем анализа существующих водоохранных сооружений, либо их проектов в привязке к типам производств, отраслям. Наряду с этим такие характеристики могут быть получены из специальных разработок ВНИИВО по созданию информационной базы технико-экономических характеристик водоохранных мероприятий (ТЭХ ВМ), для различных отраслей народного хозяйства [29 - 32].

7.3.4. Ниже рассматривается пример ТЭХ ВМ для сооружений по очистке городских сточных вод.

При подготовке ТЭХ ВМ определены следующие характеристики ТТВ, ПТВ и НТВ.

К типовой технологии водоохраны (ТТВ) отнесены три способа очистки сточных вод: полная биологическая очистка - ПБО (101); полная биологическая очистка с симультанным осаждением для улучшения очистки по фосфору - ПБОС (102); полная биологическая очистка с нитрификацией-денитрификацией для улучшения очистки по примесям азотной группы – ПБСН (103).

Передовая технология водоохраны (ПТВ) предусматривает следующие варианты обработки (дополнительно к типовой): фильтрование на зернистых фильтрах (201); фильтрование на зернистых фильтрах с обработкой в аэрируемых биопрудах (202); флотацию (203); флотацию с обработкой в биопрудах (204); коагуляцию, отдувку аммиака в градирнях десорбции с фильтрованием на зернистых фильтрах (205); фильтрование на зернистых фильтрах и обработку в ионообменных колоннах с клиноптилолитом (206).

Наилучшая технология водоохраны (НТВ) предусматривает два способа обработки сточных вод: адсорбцию на угольных фильтрах после очистки по варианту 205 (301); адсорбцию после очистки по варианту 206 (302).

Приведем фрагменты данных по трем технологиям 101, 201, 202 (см. таблицы 7.4, 7.5). Совокупность подобных данных позволяет осуществлять расчет ПДС, определяя одновременно главные технико-экономические характеристики водоохранных сооружений, обеспечивающих достижение ПДС.

Таблица 7.4

Показатели эффективности очистки по ТТВ (фрагмент)

Условные обозначения:

С₀ - значение показателя состава сточных вод на входе в комплекс очистных сооружений, г/м³; С - то же на выходе, г/м³; σ - степень очистки.

Таблица 7.5

Производительность очистных сооружений и затрат на очистку сточных вод по ТТВ и ПТВ (фрагмент)

Примечание:

Для приведения к ценам 1984 г. необходимо удельные капитальные затраты умножить на 1,21.

8. Условия сброса сточных вод на городские очистные сооружения

8.1. С целью достижения величин ПДС, обеспечения надежной работы городских очистных сооружений и сетей канализации производственные управления водопроводно-канализационного хозяйства (ПУВКХ) обязаны разрабатывать «Условия приема сточных вод промпредприятий в городскую канализационную сеть». Общие подходы и требования к разработке условий сброса и приема сточных вод содержатся в специализированных нормативных документах (27, 28). Однако эти документы не содержат рекомендаций по увязке расчетов ограничений на сброс сточных вод на городские очистные сооружения с расчетами ПДС. Аналогичная проблема возникает при расчете ПДС и разработке планов мероприятий по их достижению на промышленных предприятиях, где имеются локальные и централизованные очистные сооружения. Ниже излагаются рекомендации по расчету условий сброса сточных вод на городские (централизованные) очистные сооружения с учетом (27, 28).

8.2. В соответствии с (27, 28) условия приема сточных вод определяют порядок пользования промышленных предприятий услугами городской канализации, устанавливая взаимные права и обязанности промпредприятий и ПУВКХ, регламентируют допустимые величины показателей (ДВП) качества сточных вод, поступающих в городскую канализацию от промпредприятий и порядок расчета долевого участия промпредприятий в эксплуатационных затратах канализационных хозяйств и в капитальных вложениях на их восстановление и развитие.

8.3. Все положения Условий приема сточных вод должны учитываться при разработке проектов новых и реконструкции действующих промпредприятий и систем канализации населенных пунктов, а также при проектировании и строительстве городов и поселков городского типа.

8.4. Условия приема сточных вод разрабатываются ПУВКХ города самостоятельно или по его заказу научно-исследовательской или проектной организацией, временным творческим коллективом и согласовываются с соответствующими природоохранными органами.

Условия приема сточных вод утверждаются исполкомом местного совета народных депутатов.

8.5. Сточные воды промышленных предприятий могут быть приняты в городскую канализацию, если показатели их состава и свойств, а также режим сброса удовлетворяют Условиям приема сточных вод промпредприятий в городскую канализационную сеть.

8.6. Условия приема сточных вод состоят из следующих разделов:

1) исходные положения;

2) общие положения;

3) допустимые величины показателей (ДВП) состава и свойств, а также режима сброса сточных вод;

4) экономические обязательства промпредприятий по отношению к предприятию канализационного хозяйства.

8.7. Раздел 1 «Исходные положения» включает всю исходную информацию, на основании которой разрабатываются Условия приема сточных вод. К этой информации относятся:

- наименования и адреса предприятий, а также министерств (ведомств), которым они подчинены;

- схема сети канализации города с указанием мест подключения выпусков сточных вод промпредприятий;

- информация о параметрах водоотведения промпредприятий (собирается с помощью анкеты, форма которой представлена в приложении 1).

Кроме этого, в исходной информации отражаются:

- величины ПДС в водные объекты после городских очистных сооружений;

- общий объем водоотведения (с разделением на хозбытовое и промышленное);

- место расположения сливных станций и их пропускная способность;

- расположение жилых массивов и расчетный расход сточных вод от них.

На схеме сети канализации указываются насосные станции и длина напорных трубопроводов и дюкеров.

Если промпредприятия планируют изменить состав и свойства сточных вод, их общее количество или режим сброса, то приводится анкета планируемых показателей с указанием периода, в течение которого ожидается их неизменность.

В «Исходных положениях» указывается и период действия Условия приема сточных вод, который устанавливается равным периоду прогнозирования показателей состава и свойств сточных вод промпредприятия и режима их сброса. Если при заполнении анкеты о составе и свойствах сточных вод предприятие не показало наличия какого-либо вещества, то соответствующий допустимый показатель устанавливается равным его величине для воды хозяйственно-питьевого водопровода.

Для разработки Условий приема сточных вод промпредприятия передают ПУВКХ всю указанную информацию, подписанную руководителем предприятия, который несет ответственность за ее достоверность.

Анализ проб сточных вод проводится химической лабораторией промпредприятия либо природоохранными или санитарными органами при обязательном лабораторном контроле со стороны ПУВКХ.

8.8. Раздел 2 «Общие положения» описывает общие для всех населенных мест ограничения на состав и свойства сточных вод промпредприятий. В этом разделе в обязательном порядке должны быть учтены ограничения на сброс горючих примесей, веществ, для которых не установлены предельно допустимые концентрации (ПДК), опасных бактериальных, токсических и радиоактивных примесей, концентрированных маточных и кубовых растворов, нормативно чистых, дренажных, поливомоечных, дождевых вод (при полной раздельной системе канализации), а также другие ограничения, указанные в (27, 28).

8.9. Раздел 3 - «Допустимые величины показателей (ДВП) состава и свойств сточных вод и режима их сброса» - устанавливает ограничения на величины качественных характеристик промышленных сточных вод при их сбросе в канализационную сеть.

К показателям состава и свойств сточных вод, ограничиваемым условиями приема сточных вод, относятся: величины БПК₅, температуры, рН, а также концентрации веществ, которые загрязняют водные объекты, разрушающе действуют на сети и сооружения канализации, ухудшают условия очистки сточных вод на городских очистных сооружениях.

Перечень этих ДВП состава и свойств сточных вод в канализационных сетях и водных объектах приведен в [27].

8.10. Методика расчета допустимых величин показателей (ДВП) состава и свойств промышленных сточных вод, отводимых в канализацию, состоит в следующем^*.

^* В настоящем документе приведен вариант простой методики расчета, без использования оптимизационных моделей и учета затрат на предочистку.

В первую очередь определяется ограничение концентрации загрязняющих веществ при поступлении на очистные сооружения исходя из требований ПДС по формуле:

                                                       (8.1)

где [С_i]₀^ПДС - ограничение на концентрацию вещества перед городскими очистными сооружениями, исходя из требований ПДС в водный объект, г/м³; С_ПДСi - допустимая концентрация вещества i - в воде, сбрасываемой после очистки в водный объект, г/м³; α_i - степень очистки по веществу i на городских очистных сооружениях.

Затем выбирается минимальное ограничение из двух величин:

[С_i]₀^ПДС и [С_i]₀ - ограничение на концентрацию вещества i, выбираемое исходя из требований бесперебойной работы городских очистных сооружений по данным [27]. Минимальная из этих двух величин принимается за допустимую величину концентрации вещества i при поступлении на очистные сооружения ([С_i]₀^ДВП), т.е.

([С_i]₀^ДВП = min{[С_i]₀^ПДС, [С_i]₀},                                                                         (8.2)

После вычисления указанного ограничения проводится расчет фактической концентрации вещества i перед очистными сооружениями (С_i⁰):

                                                (8.3)

где С_ijⁿ - концентрация вещества i в сточных водах предприятия j, г/м³ (выбирается из анкеты предприятий); q_jⁿ - объем сточных вод, сбрасываемый предприятием j, м³/сут.; С_j^δ - концентрация вещества i в бытовых сточных водах, г/м³ (принимается либо по результатам анализа бытовых сточных вод, либо по данным АКХ им. Памфилова К.Д., отраженных в табл. 8.1, 8.2); q^δ - объем бытовых сточных вод в городе. Если окажется, что

С_i⁰ £ [С_i]₀^ДВП,                                                      (8.4)

то можно принимать в качестве допустимых те концентрации вещества i, которые фактически существуют в сбрасываемых предприятиями сточных водах.

Таблица 8.1

Наиболее вероятные показатели концентраций примесей в бытовых сточных водах (по данным НИИКВиОВ АКХ им. Памфилова)

Таблица 8.2

Содержание примесей в бытовых сточных водах на одного жителя (по данным СНиП 2.04.03-85 п. 6.4)

Если окажется, что:

С_i⁰ > [С_i]₀^ДВП,                                                      (8.5)

то производятся следующие действия:

- все предприятия ранжируются по мере убывания концентрации вещества i в сточных водах так, что первый номер получает то предприятие, где С_i максимально;

- затем с заданным шагом ΔС_i снижают концентрацию вещества i, каждый раз рассчитывая С_i⁰ по формуле (8.3) и проверяя выполнение неравенства (8.4);

- если неравенство (8.4) не выполняется, а концентрация вещества i в сточных водах первого в ранжированном ряду предприятия снижена до концентрации в сточных водах следующего предприятия, то затем с тем же шагом ΔС_i снижается концентрация вещества i для сточных вод первого и второго в ранжированном ряду предприятий и т.д. до тех пор, пока неравенство (8.4) не будет выполнено.

Установленные при этом концентрации вещества i принимаются за допустимые ограничения.

8.11. На следующем этапе выполняется расчет для показателей, ограничиваемых не только в водном объекте и перед очистными сооружениями, но и в канализационной сети.

В настоящее время известно, что пять показателей сточных вод должны быть ограничены в любой точке сети канализации, поскольку они характеризуют степень воздействия воды на коллекторы и сооружения. К этим показателям относятся: величина БПК₅, концентрация сульфатов, сульфидов, жиров и нефтепродуктов. Для этих показателей процедура установления ограничений усложняется.

Рассматривается граф, отражающий канализационную сеть. Затем в каждом узле графа сети, начиная с его вершин, проводится расчет средневзвешенной концентрации вещества i по формуле (8.3).

Затем проверяется выполнение неравенства

С_i £ [С_i]₀,                                                           (8.6)

где [С_i]₀ - величина ограничения показателя i в сети канализации, г/м³.

Если неравенство (8.6) не выполняется, то аналогично описанной выше процедуре осуществляется ранжирование и снижение концентраций вещества i в сточных водах тех предприятий, которые сбрасывают их в анализируемый узел сети.

После достижения выполнения неравенства (8.6) осуществляется процедура снижения концентрации с целью выполнения неравенства (8.4).

8.12. Расчет допустимого уровня концентрации сульфидов в сточных водах промпредприятий.

Концентрация сульфидов в сточных водах определяет интенсивность газовой коррозии бетона коллекторов, поэтому она не должна превышать 3 г/м³ в любой точке канализационной сети. Однако известно, что концентрация сульфидов возрастает при прохождении воды через напорные трубопроводы и дюкеры. При наличии указанных элементов сети в первую очередь следует определить ограничения на концентрацию сульфидов перед напорным трубопроводом (дюкером) с тем, чтобы в конце его концентрация не превышала 3 г/м³.

Увеличение концентрации сульфидов в напорных элементах, описывается уравнением:

C_к^δ = C_н^δ(1,08)^Lн,                                                      (8.7)

где C_н^δ - концентрация сульфидов в начале напорного элемента, г/м³; С_к^δ - концентрация сульфидов в конце напорного элемента, г/м³; L_н - длина напорного трубопровода (дюкера), км.

Отсюда ограничение на концентрацию сульфидов в городских сточных водах перед напорным элементом сети рассчитывается по формуле:

                                                     (8.8)

После определения ограничений концентрации сульфидов в городских сточных водах в различных точках сети повторяется процедура снижения концентрации, описанная выше.

8.13. Приведенная выше схема расчетов может быть реализована с использованием ЭКВМ, либо программы на ЭВМ, разработанной в институте «УкркоммунНИИпроект». Язык программирования - ПЛ/1, ЭВМ ЕС-1022, операционная среда - ОС ЕС.

Приложение 1

Рекомендуемое

ФОРМЫ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ И УТВЕРЖДЕНИЯ ПДС

Форма П1.1

 

Форма П1.3

СОГЛАСОВАНО

                                                                                

^{(руководитель органа Госкомприроды СССР)}

                                                                               

^{(подпись)                      (Фамилия, инициалы)}

«____» ____________20___ г.

ЛИМИТЫ ВРЕМЕННО СОГЛАСОВАННОГО СБРОСА ВЕЩЕСТВ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

_____________________________________        _____________________

^{(должностное лицо ответственное за подпись)                                     (подпись)}

^* Указываются номера этапов плана мероприятий по поэтапному достижению ПДС веществ.

Форма П1.4

ПЛАН МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОЭТАПНОМУ ДОСТИЖЕНИЮ ПДС ВЕЩЕСТВ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

 

Приложение 2

Рекомендуемое

ПРИМЕР РАСЧЕТА ПДС ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ВОДОТОКА И ВОДОЕМА

Рассмотрим участок бассейна реки (рис. П2.1), включающий 3 створа контроля качества вод, 2 выпуска сточных вод, 2 водозабора и 1 водохранилище. Объем заполнения водохранилища составляет 1 км³. Качество воды оценивается по 6 показателям - БПК_ПОЛН, азоту аммонийному, азоту нитритов, азоту нитратов, растворенному кислороду и нефтепродуктам. Исходные данные для расчета ПДС приведены в табл. П2.1 - П2.5.

Значения коэффициентов неконсервативности (скорости превращения) веществ приняты по справочным данным с пересчетом на основание натуральных логарифмов (табл. П2.4).

Рис. П2.1. Линейная схема участка бассейна реки:

1, 2, 3 - контрольные створы; р₁, р₂ - выпуски сточных вод; В₁, В₂ - водозаборы.

Технико-экономические характеристики возможных водоохранных мероприятий по достижению ПДС (табл. П2.5) были выбраны в соответствии с [30]. При этом для выпуска р₂ предполагалось, что его сточные воды очищены по технологической схеме 101 или аналогичной схеме, обеспечивающей заданный состав сточных вод этого выпуска (табл. П2.2).

Приведенные затраты (руб./м³) определялись по формуле

d = E + 0,12 · K₁ · K₂ · K,

где Е - удельные эксплуатационные затраты, руб./м³; К - удельные капитальные затраты (руб./м³)/год; К₁ - коэффициент приведения к ценам 1984 г., К₁ = 1,21; К₂ - коэффициент приведения удельных капитальных затрат от годовой пропускной способности очистных сооружений к фактически обрабатываемому годовому расходу сточных вод, К₂ = 365/Г.

Таблица П2.1

Характеристика водного объекта

Примечание: для створа 0 вместо ПДК приведено качество воды в створе.

Таблица П2.2

Характеристика водоотведения и условий сброса сточных вод

Таблица П2.3

Характеристики водопотребления

Таблица П2.4

Значения коэффициентов неконсервативности веществ при температуре 20 °С для основания натуральных логарифмов, 1/сут

¹ - Указан коэффициент интенсивности потребления азота нитратов фитопланктоном

² - Указан коэффициент реаэрации атмосферного кислорода.

Таблица П2.5

Технико-экономические характеристики возможных водоохранных мероприятий при сбросе сточных вод

Примечание. Для выпуска р₂ приведенные затраты учитывают только дополнительные затраты на очистку сточных вод по схемам 206 и 302 без учета уже реализованной схемы 101.

Рассмотрим формирование задачи расчета ПДС веществ [(3.2.1), (3.2.2) (3.2.8) - (3.2.11), (4.2.1), (4.2.2)] в соответствии с разд. 3 и 4. Критерий оптимальности (3.2.1) имеет вид:

f₁ + f₂ → min,

где f₁ - приведенные затраты водопользователя i на достижение ПДС, тыс. руб./год.

Уравнения, описывающие качество воды в створе i, определим в соответствии с системой (3.2.2). Так как предприятие p₁ работает неполные сутки, то расход его сточных вод после очистных сооружений необходимо пересчитать на среднесуточный:

 = 2 м³/с.

Участок реки между створами 0 и 1 разобьем на три секции с расходами Q₁, Q₂ и Q₃, равными 53, 55 и 50 м³/с, соответственно. Скорость течения реки на участке примем равной средней из скоростей в начале и конце участка, т.е. 0,21 м³/с.

Система (3.2.2) имеет вид:

Y₁ = A₁₀ · Y₀ + B₁₁ ·

Для определения А₁₀ и В₁₁ вычислим разбавление речных вод между секциями. Имеем ξ₁ = 53/55, ξ₂ = ξ₃ = 1. При этом:

 

Для матриц S_j диагональные элементы определяются по формуле (3.2.5), а все внедиагональные элементы, кроме S_j⁵¹, равны нулю. Элемент S_j⁵¹, характеризующий потребление кислорода, определим по формуле (3.2.6). Имеем:

S_j⁵¹ = (S_j¹¹ - S_j⁵⁵) = S_j⁵⁵ - S_j¹¹.

Найдем времена перемещения воды в пределах секций 1, 2 и 3 имеющих длину 5, 15 и 10 км соответственно.

Имеем t₁ = 5/(0,21 - 86,4) = 0,2757 сут. Аналогично t₂ = 0,8267 сут., t₃ = 0,5511 сут.

В соответствии с правилами перемножения матриц ненулевые элементы матриц А₁₀ и В₁₁ имеют вид:

, ξ = 1, ..., 6;

, ξ = 1, ..., 6;

;

Запишем уравнения системы (3.2.2), используя полученные формулы.

Для БПК_ПОЛН имеем:

Аналогично:

Y₁₂ = 0,0273С₁₂ + 0,294;                                            Y₁₃ = 0;

Y₁₄ = 0,0312С₁₄ + 2,562;                                            Y₁₆ = 0,0342C₁₆ + 0,036,

где Y₁₆ и C₁₆ - концентрации нефтепродуктов в створе 1 и сточных водах сброса р₁, соответственно.

Для записи Y₁₅ определим по формуле (3.2.7) член, характеризующий насыщение речной воды атмосферным кислородом с учетом того, что растворимость кислорода в 1 м³ воды при 20 °С составляет [14]:

Н_α = 9,17 г/м²;

H₁₀ = H₂ · [(ξ₁(1 - S₁⁵⁵)ξ₂S₂⁵⁵ξ₃S₃⁵⁵ + ξ₂(1 - S₂⁵⁵)ξ₃S₃⁵⁵ + ξ₃(l - S₃⁵⁵)] = 4,863 г/м³.

Таким образом:

Y₁₅ = α₁₀⁵¹Y₀₁ + α₁₀⁵⁵Y₀₅ +(В₁₁⁵¹С₁₁ + B₁₁⁵⁵C₁₅) + h₁₀ = -0,007190₁₁ + 0,010290₁₅ + 7,657.

Качество воды в створах 2 - 3 определим в соответствии с системой (4.2.1). Вычислим по формуле (4.2.6) коэффициенты трансформации веществ, при этом для водохранилища коэффициент неконсервативности для БПК_ПОЛН возьмем равным 0,0834 1/сут, по данным [33] и [34], для азота общего 0,01 1/сут. [35]. Константа реаэрации для водохранилища - 0,15 1/сут [14] имеем:

α₀ = (1 · 0,01)/(8,64 · 10^-5) + 1 + 50 = 166,7 м³/c.

Аналогично α₁ = 1016,3 м³/с; α₂ = 2446,8 м³/с; α₃ = 125051 м³/с; α₄ = 1347,3 м³/с; α₅ = 1787,1 м³/с; α₆ = 560,3 м³/с, где α₅ - коэффициент трансформации нефтепродуктов.

Фоновые концентрации веществ в водохранилище Y_ф найдем из системы (4.2.2). При вычислении матрицы А этой системы по формулам (4.2.3) - (4.2.5) положим по данным [34] Y₁ = 0,42; α₀ = 0,191. Свободный член (4.2.7), равен 1 · 0,15 · 9,17/8,64 · 10^-5 = 15920,1; система (4.2.2) имеет вид

1016,3 · Y_ф¹ - 6180,9 · Y_ф² - 6180,9 · У_ф³ - 6180,9 · Y_ф⁴ = 50 · Y₁₁ + 1 · C₂₁;

-162,3 · Y_ф¹ + 2446,8 · Y_ф² = 50 · Y₁₂ + 1 · C₂₂;

-1099,5 · Y_ф² + 125051,0 · Y_ф³ = 50 · Y₁₃ + 1 · C₂₃;

-123703,7 · Y_ф³ + 1347,3 · Y_ф⁴ = 50 · Y₁₄ + 1 · C₂₄;

357,0 · Y_ф¹ + 3771,4 · Y_ф² + 141022,2 · Y_ф³ + 1781,1 · Y_ф⁵ = 10 · Y₁₅ + 1 · С₂₅ + 15920,1;

560,3 · Y_ф⁶ = 50 · Y₁₆ + 1 · C₁₆

Решение системы имеет вид:

Y_ф¹ = 0,1839 · Y₁₁ + 0,003678 · С₂₁ + 0,8437 · Y₁₂ + 0,01687 · С₂₂ + 0,8437 · Y₁₃ + 0,01687 · С₂₃ + 0,8437 · Y₁₄ + 0,0187 · С₂₄

Y_ф² = 0,01220 · Y₁₁ + 0,0002439 · С₂₁ + 0,07638 · Y₁₂ + 0,001528 · С₂₂ + 0,05595 · Y₁₃ + 0,001119 · С₂₃ + 0,05595 · Y₁₄ + 0,001119 · С₂₄

Y_ф³ = 0,0001072 · Y₁₁ + 0,0000021 · C₂₁ + 0,00067 · Y₁₂ + 0,0000134 · C₂₂ + 0,0008918 · Y₁₃ + 0,0000178 · C₂₃ + 0,0004919 · Y₁₄ + 0,0000098 · C₂₄

Y_ф⁴ = 0,009846 · Y₁₁ + 0,0001969 · C₂₁ + 0,06167 · Y₁₂ + 0,001233 · C₂₂ + 0,08188 · Y₁₃ + 0,001638 · C₂₃ + 0,08228 · Y₁₄ + 0,001646 · C₂₄

Y_ф⁵ = -0,07094 · Y₁₁ - 0,001419 · С₂₁ - 0,3827 · Y₁₂ - 0,007655 · С₂₂ - 0,3570 · Y₁₃ - 0,007140 · С₂₃ - 0,3254 · Y₁₄ - 0,006509 · С₂₄ + 0,02798 · Y₁₆ + 0,0005596 · С₂₅ + 8,9083

Y_ф⁶ = 0,08924 · Y₁₆ + 0,001785 · С₂₆

Рассмотрим створ 2. Локальное влияние на качество воды в створе оказывает только сброс р₂, так как створ 1 расположен на достаточном удалении. Пусть выпуск сточных вод сброса р₂ осуществляется в верхнюю треть глубины. Вычислим начальное N^н₂₂ и основное Н⁰₂₂ разбавление сточных вод сброса р₂ по формулам (4.1.3), (4.1.5) - (4.1.6):

Кратность разбавления для створа 2 вод сброса р₂ равна (3.1.3):

N₂₂ = 1 · 3,83 = 3,83.

Показатели качества воды в створе 2 в соответствии с (4.2.1) определяются как:

Y₂₁ = Y_ф¹ + (1/3,83) · (C₂₁ - Y_ф¹) = 0,7389 · Y_ф + 0,2611 · C₂₁ = 0,1359 · Y₁₁ + 0,2638 · С₂₁ + 0,6234 · Y₁₂ + 0,01247 · С₂₂ + 0,6234 · Y₁₃ + 0,01247 · С₂₃ + 0,6234 · Y₁₄ + 0,01247 · С₂₄

Аналогично:

Y₂₂ = 0,009011 · Y₁₁ + 0,0001802 · С₂₁ + 0,05644 · Y₁₂ + 0,2622 · С₂₂ + 0,04134 · Y₁₃ + 0,0008268 · С₂₃ + 0,04134 · Y₁₄ + 0,0008268 · С₂₄;

Y₂₃ = 0,0000792 · Y₁₁ + 0,0000016 · С₂₁ + 0,0004963 · Y₁₂ + 0,0000099 · С₂₂ + 0,0006589 · Y₁₃ + 0,2611 · С₂₃ + 0,0003635 · Y₁₄ + 0,0000073 · С₂₄;

Y₂₄ = 0,007275 · Y₁₁ + 0,0001455 · C₂₁ + 0,04557 · Y₁₂ + 0,0009113 · С₂₂ + 0,06050 · Y₁₃ + 0,001210 · C₂₃ + 0,06080 · Y₁₄ + 0,2623 · C₂₄;

Y₂₅ = -0,05242 · Y₁₁ - 0,001048 · C₁₅ - 0,2828 · Y₁₂ - 0,005656 · C₂₂ - 0,2638 · Y₁₃ - 0,00527 · C₂₃ - 0,2405 · Y₁₄ - 0,004809 · C₂₄ + 0,02067 · Y₁₅ + 0,2615 · С₁₅ + 6,5824;

Y₂₂ = 0,06594 · Y₁₆ + 0,2624 · C₂₆.

Рассмотрим створ 3. Он расположен на достаточном удалении как от створа 1, так и от створа р₂, следовательно, показатели качества воды в створе 3 определяются только фоновыми концентрациями, т.е.

Y_3i = Y_фⁱ, i = 1, ..., 6.

В соответствии с (3.2.8) установленные для створа 1 требования к качеству воды для коммунально-бытового водопользования имеют вид Y₁₁ £ 6; Y₁₂ £ 2; Y₁₄ £ 10; Y₁₅ ³ 4; Y₁₆ = 0,3.

В створах 2 - 3 ПДК соответствуют требованиям к качеству воды для рыбохозяйственного водопользования. При этом азот аммонийный и нитритный входят в токсикологический ЛПВ. Согласно (3.2.8) имеем:

Y_i1 £ 3; (Y_i2/0,39) + (Y_i3/0,02) £ 1; Y_i4 = 9,1; Y_i5 ³ 6; Y_i6 £ 0,05; i = 2, 3

Водоохранные мероприятия в соответствии с формулами (3.2.9) - (3.2.11) описываются следующим образом:

f₁ = 172,8 · 325 · (0,0485 · x₁₁ + 0,0598 · x₁₂ + 0,0897 · x₁₃) = 2723,76 · x₁₁ + 3358,37 · х₁₂ + 5037,55 · х₁₃;

f₂ = 86,4 · 365 · (0,0555 · х₂₁ + 0,0820 · х₂₂) = 1750 · х₂ + 2585,95 · х₂₂

С₁₁ = 240 · х₁₀ + 15 · х₁₁ + 5 · х₁₂ + 3 · х₁₃;

С₁₂ = 17 · х₁₀ + 8 · х₁₁ + 2,14 · х₁₂ + 0,48 · х₁₃; С₃ = 0,1 · х₁₁ + 0,1 · х₁₂;

С₁₄ = 1 · х₁₁ + 7,5 · х₁₂ + 0,1 · х₁₃; С₁₅ = 4х₁₁ + 8х₁₂ + 8х₃;

С₁₆ = 7х₁₀ + 1,75х₁₁ + 0,28х₁₂ + 0,08х₁₃; С₂₁ = 20х₂₀ + 3х₂ + х₂₂;

С₂₂ = 8х₂₀ + 0,48х₂₁ + 0,16х₂₂; С₂₃ = 0,1х₂₀; С₂₄ = 1,6х₂₀ + 0,1х₂₁ + 0,08х₂₂;

С₂₅ = 3х₂₀ + 8х₂₁ + 8х₂₂; С₂₆ = 2,5х₂₀ + 0,3х₂₁;

х₂₀ + х₂₁ + х₂₂ = 1,

где x_i1 - доля расхода сточных вод сброса i, отводимая в водный объект после прохождения водоохранного мероприятия 1;

x_i0 - доля расхода сточных вод сброса i, отводимая в водный объект без очистки или без прохождения дополнительных водоохранных мероприятий.

Результаты решения сформированной задачи расчета ПДС веществ и оптимальных водоохранных мероприятий по их достижению, полученные с помощью ППП «ЛП в АСУ», приведены в табл. П2.6 - П2.8.

Таблица П2.6

ПДС веществ и состав сточных вод после очистки

Таблица П2.7

Оптимальные водоохранные мероприятия для достижения ПДС

Таблица П2.8

Качество воды в створах участка бассейна реки

Как следует из табл. П2.8, лимитирующими показателями, определяющими степень очистки сточных вод, являются нефтепродукты в створе 2 и БПК_ПОЛН в створе 3.

Список использованной литературы

1. Основы водного законодательства Союза ССР и союзных республик: Закон СССР от 10 декабря 1970 г. № 564-УШ. Ведомости Верховного Совета СССР, 1970, № 50.

2. О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов. Постановление Центрального Комитета КПСС и Совета Министров СССР от 1 декабря 1978 г. № 984. Собрание постановлений правительства Союза Советских социалистических республик, 1979, № 2.

3. Правила охраны поверхностных вод. - М., 1990.

4. Правила охраны от загрязнения прибрежных вод морей. - М., 1984.

5. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения (приложение 2). - М., 1988. (СанПиН У 4630-88).

6. Дополнительный перечень предельно допустимых концентраций вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов к приложению № 3 «Правил охраны поверхностных вод», № 1-9: Утв. Главрыбводом № 30-11-22, 1983 - 1989.

7. Методические указания по применению правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами - М. - Харьков, 1982.

8. Временные методические указания по проведению расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков, - Л.: Гидрометеоиздат, 1983.

9. Методические рекомендации по установлению предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих со сточными водами в прибрежные воды морей. - Харьков, 1986.

10. СНиП 2.04.03-65. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

11. Лаптев Н.Н. Расчеты выпусков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1977.

12. Родзиллер И.Д. Прогноз качества воды водоемов-приемников сточных вод. М.: Стройиздат, 1984.

13. Черкинский С.Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. - М.: Стройиздат, 1977.

14. Канализация населенных мест и промышленных предприятий: Справочник проектировщика / Н.И. Лихачев, И.И. Ларин, С.А. Хаскин и др. - М.: Стройиздат, 1981.

15. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод / Под ред. А.В. Караушева. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987.

16. Сухоруков Г.А., Цыбульник С.А. Принципы определения предельно допустимых сбросов и их взаимосвязь с оптимальным планированием водоохранных мероприятий // Комплексные водоохранные мероприятия: Сб. научн тр. - Харьков: ВНИИВО, 1981.

17. Озмидов Р.В. Диффузия примесей в океане. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

18. Баранник В.А., Кресин B.C. Расчет локального влияния сосредоточенного выпуска сточных вод на качество воды водоема / Водоохранные комплексы речных бассейнов: Сб. науч. тр. - Харьков: ВНИИВО, 1985.

19. Пухтяр Л.Д., Осипов Ю.С. Турбулентные характеристики прибрежной зоны моря // Вопросы гидрологии и гидрохимии южных морей: Труды ГОИН, вып. 158. - Л.: Гидрометеоиздат, 1961.

20. Проблемы химического загрязнения вод Мирового океана. Том 2. Процессы турбулентной диффузии примесей в море / Под ред. В.И. Заца. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

21. Рекомендации по расчету рассеивающих выпусков сточных вод в реки и водоемы. - М.: Госстрой СССР, 1977.

22. Баранник В.А., Кресин B.C. Расчет кратности основного разбавления сточных вод, поступающих в водохранилище из рассеивающего выпуска сложной конфигурации // Охрана вод речных бассейнов: Сб. научн. тр. - Харьков: ВНИИВО, 1987.

23. Сухоруков Г.А., Цыбульник С.А., Лапшина А.П., Попов Ю.Ф. Система расчетов прогноза качества поверхностных вод и оптимальных водоохранных мероприятий в бассейне реки с применением ЭВМ // Научн.-техн. достижения, рекомендуемые для использования в мелиорации и водном хозяйстве: Каталог паспортов. - М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1984, вып. 6.

24. Справочник по охране водных ресурсов / В.А. Львов, В.Н. Ладыженский, А.К. Кузин и др. - Киев: Урожай, 1989.

25. Бруяцкий Е.В. Турбулентные стратифицированные струйные течения. - Киев: Наукова думка, 1986.

26. Санитарные правила и нормы охраны прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения. - М., 1988. (СанПиН № 4031-88).

27. Правила приема производственных сточных вод в системы канализации населенных пунктов. - М: Минжилкомхоз РСФСР, 1988.

28. Технические условия на качество и режим сброса сточных вод предприятий в канализационную сеть. - Харьков: УкрКоммунНИИпроект, 1986. (РТМ 204 УССР 36-86).

29. Рекомендации по оценке и выбору технико-экономических характеристик вод сохранных комплексов. Топливная промышленность. Угольные предприятия. - Харьков: Минводхоз СССР: ВНИИВО, 1988.

30. Рекомендации по оценке и выбору технико-экономических характеристик сооружений очистки городских сточных вод. - Харьков: - Минводхоз СССР: ВНИИВО, 1987.

31. Рекомендации по оценке и выбору технико-экономических характеристик водоохранных комплексов предприятий черной металлургии. - Харьков: Госкомитет СССР по охране природы; ВНИИВО, 1989.

32. Рекомендации по оценке и выбору технико-экономических характеристик водоохранных комплексов предприятий цветной металлургии - Харьков: Госкомитет СССР по охране природы: ВНИИВО, 1989.

33. Скопинцев Б.А. и др. Органическое вещество в воде Онежского озера и некоторых водоемов Волжско-Балтийского водного пути летом 1968 г. // Органическое вещество и элементы гидрологического режима волжских водохранилищ. - Л.: Наука, Ленинградское отделение. 1972.

34. Трифонова Н.А., Калинина Л.А. Содержание и распределение соединений азота в Рыбинском водохранилище в летне-осенний период - там же.

35. Еременко Е.В., Зимбалевская Л.Н. Моделирование качества воды в водохранилище в зоне влияния тепловых сбросов // Моделирование и контроль качества вод: Сб. науч. тр. - Харьков: ВНИИВО.

 

СОДЕРЖАНИЕ