Экология водного бассейна

   Ледовые явления неустойчивы, слабо выражены и, в основном, наблюдаются в виде заберегов, шуги и донного льда. В  отдельные холодные зимы ледниковые явления оформляются в частичный ледостав, последний сопровождается резкими подъемами горизонтов воды в результате подпора. Недостаточная изученность метеорологических  явлений, особенно в высокогорных областях, и недостаток гидрометрических данных по рекам не позволяют установить закономерность гидрологических норм и изменение их по бассейну р.Терек. Продолжительность гидрометрических наблюдений по некоторым рекам не превышает 5- 10 лет.

   Питание реки смешанное, около 70% стока приходится на весенне-летний период. Наибольшая водность в июле — августе, наименьшая — в феврале. Средний расход воды в 530 км от устья (у Владикавказа) 34 м³/с, в 16 км от устья 305 м³/с. Мутность 400—500 г/м³. За год Терек выносит от 9 до 26 млн. т взвешенных наносов. Ледовый режим неустойчив (ледостав лишь в отдельные суровые зимы). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   4. Характеристика водопотребления и водоотведения.

     
 

   Расчет  водопотребления и водоотведения

   Спортивный  зал №1

   Хоз. питьевые нужды

   Норма расхода воды на 1спортсмена – 15 л/сут.

   Всего спортсменов – 120 чел.

   Годовой расход составит: 120 * 15 * 260 * 10 = 0,486 т. / куб. м. год

   Вспомогательные нужды 

   Количество  душевых сеток – 3 шт.

   Количество  сливных бочков – 1шт.

   Убираемая площадь – 648 м²

   Годовой расход воды составит:

   648*2*260*10 = 0,337 т. / куб. м. год

   4*500*1*90*10=0,18 т. / куб. м. год

   3*30*1*300*10=0,03 т. / куб. м. год

   Спортивный  зал №2

    Всего спортсменов – 20 чел.

   Убираемая площадь – 180 м²

   20 * 15 *104 *10 = 0,0312 т. Куб. м/год  
 

   5. Схема очистки сточных вод

   Сегодня все большее значение приобретает  очистка сточных вод. Сточные  воды промышленности наносят непоправимый вред окружающей среде, если не подвергать их предварительной очистки. С повышением требований обществ по охране окружающей среды все большее значение приобретает установка систем очистки сточных вод. 
Самые простые схемы очистки сточных вод базируются на трех основных методах  водоочистки: 
Механическая очистка воды; 
Физико-химическая очистка; 
Биохимическая очистка.

   Каждый  из методов схемы очистки сточных  вод наиболее эффективно справляется  с определенными загрязнителями, поэтому перед проектированием системы водоочистки обязательной мерой считается предварительный анализ вод.

   Механическая  схема очистки сточных вод.

   Под механическим методом в схемах очистки сточных  воды обычно подразумевают несколько  способов очистки воды от взвешенных веществ и нерастворимых загрязнителей, среди которых осаждение и фильтрация. 
Осаждение взвешенных веществ — очень медленный процесс, при котором механический метод схемы очистки сточных вод реализуется за счет силы тяжести. Осаждение как правило требует больших резервуаров, в которых и будет происходить очистка. Процесс может быть ускорен применением коагулянтов — веществ, которые склеивают между собой частицы загрязнителя, что увеличивает их массу и скорость осаждения. 
Фильтрация — процесс пропускания воды через фильтрующий материал или сетчатое заграждение — является более быстрым механическим методом очистки сточных вод города.  Для достижения большей эффективности подобного рода очистки также применяются коагулянты. В качестве фильтрующего материал зачастую используется кварцевый песок или уголь, которые обладают зернистой и пористой структурой соответственно. При фильтрации в схеме очистки сточных вод нерастворимые примеси задерживаются в порах материала или между зернами загрузки. 
Еще одним механическим методом схемы очистки сточных вод является флотация, при которой происходит вывод загрязнителя на поверхность воды при помощи пузырьков воздуха. Образующийся слой примесей легко удалим. Флотация считается одним из наиболее эффективных механических методов схемы очистки сточных вод.

   Физико-химические схемы очистки сточных вод.

   Физико-химические методы в схеме очистки сточных  вод представлены фильтрами, которые в своей основе имеют химические реакции или физическое воздействие на загрязнитель. Задачей физико-химических методов очистки является удаление из воды растворенных загрязнителей, к которым относят как минеральные, так и органические вещества.  
Наиболее распространенным химическим методом в схеме очистки сточных вод является применение тех или иных реагентов, которые вступают в реакцию с растворенным загрязнителем и переводят его в нерастворимый осадок.  
Для очистки сточных вод окислением используют такую реакцию, как окисление, в ходе которого тот или иной загрязнитель окисляется и переходит в осадок.  Наиболее распространенным реагентом, используемым в схеме очистки сточных вод является хлор и хлористые продукты. 
Самым существенным минусом химического метода очистки воды является образование побочных продуктов реакций, которые могут попасть в воду. Также следует учитывать возможность попадания в воду самого реагента, что негативно скажется на ее конечном качестве. Именно поэтому схемы очистки сточных вод с задействованием химических реагентов обязательным блоком включают в себя механические постфильтры, которые удаляют продукты реакций и сам реагент. 
К физико-химическим методам схемы очистки сточных вод относят такие методы, как термальная обработка воды, электролиз, ионный обмен и ультрафильтрация, и нанофильтрация. 
Термальная обработка воды считается одним из наиболее эффективных методов обессаливания воды. Она может заключаться как в дистилляции, так и в вымораживании воды.  
Суть термальной обработки в схемах очистки сточных вод одна: это процесс отделения воды от солевого раствора, который по-разному выделяется при использовании высоких и низких температур. 
При дистилляции вода нагревается и образуется пресный пар, в то время как солевой раствор остается в жидком состоянии. При вымораживании солевой раствор все также остается в жидком состоянии, в то время как вода кристаллизуется и образуется пресный лед. Методы термальной обработки в схеме очистки сточных вод может применяться лишь в тех случаях, когда вода не предназначена для хозяйственно-бытовых нужд. 
Сутью электролиза является осаждение растворенных загрязнителей на электродах под воздействием электричества. Применением электролиза в схеме очистки сточных вод предотвращает осаждение растворенных загрязнителей на поверхности водопровода или приборов. 
Наиболее экономичных и эффективным сегодня считается применение в схеме очистки сточных вод ионного обмена, который реализуется при фильтрации воды через синтетический материал — ионообменную смолу. 
Ионный обмен осуществляется за счет содержащихся в смолах ионитов, то есть заряженных частиц, которые заменяют собой ионы солей и железа. В результате прохождения через подобный блок схемы очистки сточных вод смола поглощает ионы загрязнителя, а в воде остаются безвредные ионы, ранее входившие в состав смолы. 
Ультра- и нано-фильтрация представляют собой фильтрацию воды через полупроницаемые мембраны. Задержка частиц загрязнителя происходит на молекулярном уровне — через мембрану с легкостью проходит вода, однако молекулы растворенных веществ, обладающие большей массой и плотностью, остаются с другой стороны. Ультра- и нано-фильтрация также могут быть применены, если схема очистки сточных вод применяется для получения кристально чистой воды, не содержащей солей. 
К физическим методам очистки воды относят такие процессы, как магнитная обработка, обработка ультразвуком и ионизирующее облучение. 
Магнитная обработка в схеме очистки сточных вод удаляет из воды растворенные соли магния и кальция, которые образуют накипь. Магнитная обработка подразумевает прохождение воды через магнитное поле, образованное двумя мощными магнитами, в результате чего соли магния и кальция образуют нерастворимый осадок, который удаляется любым из механических методов схемы очистки сточных вод. 
Обработка ультразвуком своей целью имеет удаление из воды микроорганизмов и устранение накипи со стен водопровода и аппаратуры. Ультразвук — это высокочастотные звуковые колебания. При воздействии ультразвука на микроорганизмы происходит механическое разрушение последних, что приводит к обеззараживанию воды.  
Также ультразвук может быть применен в схеме очистки сточных вод в качестве меры предотвращения образования накипи и разрушения уже осевшего на поверхностях слоя накипи. При воздействии ультразвука на образовавшийся слой происходит разрушение последнего, также ультразвук препятствует осаждение кристаллизующихся солей, которые находятся в воде.

   Биологические схема очистки сточных вод.

   Под биологической  очисткой в схеме очистки сточных  вод подразумевается использование  особого рода микроорганизмов, которые  обладают способностью удаления из воды различного рода органических соединений. Этот способ является способом современной очистки сточных вод. 
Биологический метод схемы очистки сточных вод может реализоваться в различных биореакторах начиная от полей фильтрация и заканчивая биофильтрами, в которых используются микроорганизмы. 
Наиболее простым биореактором схемы очистки сточных вод сегодня считаются биофильтры. Их эффективно применять для очистки сточных вод пищевых предприятий. 
В биофильтрах очистка воды от органических соединений происходит следующим образом: 
Вода подается в камеру, где смешивается с активным илом, то есть илом, который содержит в себе микроорганизмы, и воздухом. Далее вода подается в реактор, где происходит поглощение одной части органики микроорганизмами и окисление в процессе дыхания другой. Следующим этапом биологической очистки воды является механический фильтр, который отделяет активный ил от очищенной воды. В завершении процесса очистки чистая вода подается на следующий этап схемы очистки сточных вод, а активный ил идет на регенерацию. 
Существуют также иные биореакторы, которые также используются в схемах очистки сточных вод, как то поля фильтрации, аэротенки и биологические пруды, однако эти способы биологической очистки являются сезонными и оправдывают себя только при необходимости очистки больших объемов воды. 
 
Биологические методы схемы очистки сточных вод считаются очень эффективным способом устранения из воды органики без применения потенциально опасных химических реагентов.

   5.1 Расчет разбавления в водотоках и водоёмах.

   Для техводопровода.

   Этот  метод получил наибольшее распространение и применение для больших и средних водотоков. В соответствии с этим методом Определяется коэффициент смещения, который находят:

   

   Где - коэффициент смещения;

   q – максимальный расход сточных вод, м³/с;

   Q – расход воды в водотоке, м³/с;

     – расстояние по фарватеру  от створа выпуска сточных  вод до расчетного створа, м;

   а –  коэффициент, учитывающий гидравлические условия смещения:

   

     – коэффициент извилистости реки;

     = / _пр( _пр- расстояние от створа выпуска сточных вод до расчетного створа по прямой) ;

     - коэффициент, учитывающий условия выпуска сточных вод ( = 1- выпуск у берега или = 1,5 – выпуск в стержень);

   D – коэффициент турбулентной диффузии, м²/с : 

   

   Где  - средняя скорость течения реки, м/с;

   h – средняя глубина реки на участке от створа выпуска до расчетного

    створа, м.

   Для приближенных расчетов принимают D = 0.005 ( средние условия смещения, равнинные реки); D = 0,02 м²/с ( интенсивные условия смещения, горные реки).

     

    =1.5∙1.25 = 1.875 = 0.251 

   β = = = = 0.13 

    = = 0,16

   Кратность разбавления в водотоке у расчетного створа выражается зависимостью:

   

   Где - коэффициент смещения;

   q – максимальный расход сточных вод, м³/с;

   Q – расчетный минимальный расход воды водотока в контрольном створе, м³/с;

    =33

   Расчет  концентрации С_р в произвольном створе

   С_р =

     – коэффициент смещения на участке от створа выпуска сточных вод до расчетного створа.

   С_р = =11.62

   Расчет  ПДС 

   ПДС для  водотоком производится по формуле:

   ПДС =С_ПДС q, г/ч,

   где С_ПДС – концентрация в сточных водах, при которой в конкретных условиях водоотведения не превышаются нормы качества воды в расчетных створах, г/м³

   q – максимальный часовой расход сточных вод, м³/ч.

   Расчет  ПДС производится для каждого ингредиента отдельно.

   С_ПДС = n(ПДК_i –С_фi)+ С_фi, г/час

   Где n – кратность общего разбавления;

   С_фi – фоновая концентрация примеси в водном объекте выше сброса сточных вод, г/м³