Ćwiczenie nr 4 czwartek, 23.04.2009 r.

Temat: MONITORING POWIETRZA

Sekcja 1

Skład sekcji:

1. Anna Michałowska

2. Katarzyna Piaskowy

3. Joanna Talik

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest określenie ładunków zanieczyszczeń w rzece wprowadzonych wraz ze ściekami, zmierzonych w dwóch punktach kontrolnych (A/10/09) a następnie porównanie ich z normami.

2. Metody badań

Mając do dyspozycji dane na temat jakości wody w przekrojach pomiarowych A i B (rysunek poglądowy poniżej) wyliczamy stężenia poszczególnych zanieczyszczeń na przekrojach pomiarowych S_A i S_B i wykorzystując te dane obliczamy ładunek i stężenie zanieczyszczeń w dopływających ściekach. Należy w tym celu wykorzystać odpowiednio przekształcone wzory. Trzeba zwrócić uwagę, że ilość zanieczyszczeń mineralnych ( chlorki, siarczany itp.) nie zmienia się podczas przepływu wody, ponieważ przemiany fizykochemiczne są bardzo znikome na tak krótkich odcinku rzeki. Zmienia się jedynie ilość zanieczyszczeń organicznych, dlatego należy to uwzględnić w obliczeniach.

Przyjęto uproszczenie, że wody gruntowe wpływają pod koniec badanej długości rzeki. Dlatego nie musimy uwzględniać utleniania zanieczyszczeń organicznych z wód gruntowych podczas ich przepływu na odcinku L₁, ani podczas przepływu wód gruntowych na odcinku L₂ - L₁.

Na koniec zostaną porównane stężenia w ściekach z odpowiednimi normami prawnymi i ustalenie czy zostały one przekroczone.

3. Karta pomiarowa

Parametr	Jedn.	Wartość
Przekrój kontrolny "A"
Przepływ wody w rzece	m3/h	13600
Stężenie zanieczyszczeń w rzece:
BZT5	gO2/m3	3
chlorki	g/m3	98
siarczany	g/m3	64
azot amonowy	gN/m3	0,2
azot azotanowy	gN/m3	2
azot całkowity	gN/m3	2,4
Przekrój kontrolny "B"
Stężenie zanieczyszczeń w rzece:
BZT5	gO2/m3	3,2
chlorki	g/m3	102
siarczany	g/m3	72
azot amonowy	gN/m3	0
azot azotanowy	gN/m3	1,9
azot całkowity	gN/m3	2,8
Dane dodatkowe
Jednostkowe natężenie dopływu wód gruntowych	m3/km/h	7,6
Stężenie zanieczyszczeń w wodach gruntowych:
BZT5	gO2/m3	0,1
chlorki	g/m3	145
siarczany	g/m3	102
azot amonowy	gN/m3	0
azot azotanowy	gN/m3	0,15
azot całkowity	gN/m3	0,25
Długość odcinka L1	km	2,5
Długość odcinka L2	km	5
Średnia szybkość przepływu wody w rzece	m/s	0,35
Średnia szerokość koryta rzeki	m	12
Średnia głębokość koryta rzeki	m	0,9
Temperatura obliczeniowa	*C	14
Stała szybkości biodegradacji w temp. 20 ºC (k20B)	1/d	0,77
Ilość dopływających ścieków	m3/h	490

4. Przeliczenia

• Całkowity ładunek poszczególnych zanieczyszczeń w rzece:

L = C • Q 

Ł – Ładunek zanieczyszczeń [ g/h ]

C – Stężenie danego zanieczyszczenia [g/m³ ]

Q – Przepływ wody [m³/h ]

• Dopływ wód gruntowych:

Q = q • L

Q – Całkowity dopływ wód gruntowych [m³/h ]

q – jednostkowe natężenie dopływu wód gruntowych [m³/km/h ]

L – Długość odcinka rzeki [ km ]

• Stała szybkości biodegradacji w danej temperaturze (wzór z instrukcji)

• Wielkość wskaźnika BZT₅ w rzece w odniesieniu do punktu początkowego (wzór z instrukcji)

• Ładunek poszczególnych zanieczyszczeń w ściekach:

L_s=L_Sb−L_Sa

Ł_ś - ładunek poszczególnych zanieczyszczeń w ściekach

Ł_Sb - ilość zanieczyszczeń tuż za zrzutem ścieków,

Ł_Sa - ilość zanieczyszczeń tuż przed zrzutem ścieków

• stężenie zanieczyszczeń w ściekach:

$$\mathbf{C =}\frac{\mathbf{L}}{\mathbf{Q}}$$

Ł - Ładunek zanieczyszczeń [ g/h ]

C - Stężenie danego zanieczyszczenia [g/m³ ]

Q - Przepływ wody [m³/h ]

• Współczynnik dyspersji poprzecznej (wzór z instrukcji)

• Odległość, po jakiej nastąpi całkowite wymieszanie się ścieków w przekroju poprzecznym (wzór z instrukcji)

5. Wyniki analiz

Parametr	Jedn.	Wartość
Charakterystyka rzeki w przekroju "A"
Ładunki zanieczyszczeń:
BZT5	kgO2/h	40,800
chlorki	kg/h	1332,800
siarczany	kg/h	870,400
azot całkowity	kgN/h	32,640
Charakterystyka wód gruntowych na odcinku L1
Całkowity dopływ wód gruntowych na odcinku L1	m3/h	19,000
Ładunki zanieczyszczeń w wodach gruntowych:
BZT5	kgO2/h	0,002
chlorki	kg/h	2,755
siarczany	kg/h	1,938
azot całkowity	kgN/h	0,005
Charakterystyka rzeki tuż przed zrzutem ścieków
Przepływ całkowity	m3/h	13619,000
Czas przeplywu wody na odcinku L1	d	0,083
Stala szybkosc biodegradacji w temp. obliczeniowej (KB)	1/d	0,555
Ładunki zaineczyszczen:
BZT5	kgO2/h	39,026
chlorki	kg/h	1335,555
siarczany	kg/h	872,338
azot całkowity	kgN/h	32,645
Charakterystyka wód gruntowych na odcinku (L2-L1)
Calkowity doplyw wod gruntowych na odcinku (L2-L1)	m3/h	19,000
Ladunki zanieczyszczen w wodach gruntowych:
BZT5	kgO2/h	0,002
chlorki	kg/h	2,755
siarczany	kg/h	1,938
azot całkowity	kgN/h	0,005
Charakterystyka rzeki w przekroju "B"
Przepływ całkowity	m3/h	14128,000
Ładunki zanieczyszczeń:
BZT5	kgO2/h	45,210
chlorki	kg/h	1441,056
siarczany	kg/h	1017,216
azot całkowity	kgN/h	39,558
Charakterystyka rzeki tuz za zrzutem sciekow
Przeplyw calkowity	m3/h	14109,000
Czas przeplywu wody na odcinku L2-L1	d	0,083
Ładunki zanieczyszczeń:
BZT5	kgO2/h	47,331
chlorki	kg/h	1438,301
siarczany	kg/h	1015,278
azot całkowity	kgN/h	39,554

Parametr	Jedn.	Wartość
Charakterystyka ścieków
Ładunki zanieczyszczeń w sciekach:
BZT5	kgO2/h	8,306
chlorki	kg/h	102,746
siarczany	kg/h	142,940
azot całkowity	kgN/h	6,909
Stężenie zanieczyszczeń w sciekach:
BZT5	gO2/m3	16,950
chlorki	g/m3	209,686
siarczany	g/m3	291,714
azot całkowity	gN/m3	14,100
Wspolczynnik dyspersji poprzecznej	m2/d	5443,200
Odlegosc calkowitego wymieszania sciekow w odbiorniku	km	0,278

Norma prawna
Parametr
BZT5
chlorki
siarczany
azot całkowity

Procent ilości zanieczyszczeń w stosunku do normy prawnej	Jedn.	Wartość
BZT5	%	68
chlorki	%	21
siarczany	%	58
azot całkowity	%	47

6. Wnioski:

• Dosyć niska ilość zanieczyszczeń organicznych raczej wyklucza iż są to ścieki bytowo-gospodarcze. Dlatego tez ścieki mają prawdopodobnie charakter przemysłowy, co potwierdza fakt, że zawierają zanieczyszczenia organiczne jak i nieorganiczne.

• Ładunki zanieczyszczeń w ściekach wprowadzanych do rzeki nie przekraczają norm ustalonych przez prawo, dlatego też nie potrzeba dodatkowo ich oczyszczać

• Odległość po jakiej nastąpi całkowite oczyszczenie ścieków wynosi 278 m. Odległość od punktu zrzutu ścieków do przekroju pomiarowego "B" wynosi 2500 m, dlatego też w tymże przekroju ścieki są juz całkowicie wymieszane

• Szkodliwość wprowadzanych ścieków jest umiarkowana, ponieważ ładunek każdego zanieczyszczenia jest stosunkowo mały i wacha się w granicach: od 21% do 68% ustalonych przez prawo norm.