Годовой объем поверхностного стока ПП (WппП.С.) рассчитывается по формулам (2.1–2.4) аналогично населенному пункту с учетом площади водосбора, в данном случае – площади ПП (Fпп).
Расход на механизированную мойку покрытий, м3/год, определяется по формуле:
Qпп моек =Fпп мЧqмЧКмЧ10                                                                (2.7)
Нормы на мойку твердых покрытий принимаются согласно п. 2.3 [1]. Площадь покрытий, подвергающейся мокрой уборке на ПП в данной курсовой работе принимается 10% от общей площади предприятия для всех вариантов.
Общая схема водопотребления и водоотведения на ПП для оборотной системы представлена на рис. 2.2.
 SHAPE  \* MERGEFORMAT

ПП

ОС

Qпп тех

На КОС

Qпп б.п.

Qпп хб.ст

Qпп хп

Qпп ст

Qпп пр

Qпп об

Qпп пр.ст

Рисунок 2.2 Оборотная схема водопотребления и водоотведения ПП

Wппд + WппТ

2.7              Земледельческие поля орошения

ЗПО – мелиоративная система по использованию предварительно очищенных сточных вод, для орошения и удобрения сельхозугодий, а также для доочистки стоков в естественных условиях.
При использовании сточных вод для полей орошения следует учитывать продолжительность вегетационного периода выращиваемых на ЗПО культур.
Годовое количество сточных вод, м3/год, необходимых для поля орошения, рассчитывается по формуле:
                                                                   (2.8)
Fпо – площадь поля орошения, м2;
qуд - удельная нагрузка по сточным водам на площадь поля орошения принимается в зависимости от почвенно-мелиоративных условий. Для лесостепей – 12м3/гаЧсут, для зоны лиственных лесов – 8м3/гаЧсут,  для тайги – 6м3/гаЧсут.;
nпол – количество дней поливок за вегетационный период (для всех вариантов в курсовой работе принимается 60 поливок).

2.8              Комплексное использование водных ресурсов

Для комплексной оценки различных систем водоснабжения рассчитываются 3 схемы водопотребления: прямоточная, оборотная и с повторным использованием (комбинированная).
1 схема. Прямоточная. Весь необходимый расход (Qист) для НП, поля орошения, ПП (включая оборотный расход) забирается из источника водозаборными сооружениями и после очистки подается на потребление насосами 2 подъема:
Qист = QНП год. max  + ∑Qппгод +Qор                                                 (2.9)
∑Qппгод= Qпп хп+ Qпппр+Qпптех+Qнпоб+Qппбп                           (2.10)
Количество сточных вод, сбрасываемых в водоем после КОС (Qст):
Qст = Qист - Qнпбп - Qппбп + ∑Wнп+ппт. + ∑Wнп+ппд.               (2.11)
Примечание: для более полного сравнения вариантов в данной схеме принимается допуск, что «оборотная» вода также каждый раз забирается из источника.
2 схема. Оборотная схема водоснабжения с локальными водооборотными циклами на предприятии. Оборотная вода замкнута в производственном цикле (рис. 2.2), а потери воды при обработке оборотной воды (охлаждение или очистка), перед возвратом в систему, учтитываются в расходе на безвозвратное потребление - Qппбп.
∑Qппгод= Qпп хп+ Qпппр+Qпптех+Qппбп                                       (2.12)
Для поля орошения используется вода из поверхностного источника, поэтому для расчета Qист и Qст справедливы формулы соответственно 2.9 и 2.11.
3 схема. Оборотная схема водоснабжения с повторным использованием.  Для повторного использования подходят стоки, прошедшие очистку на КОС в качестве технической воды на предприятии и земледельческих полях орошения.
Qист = QНП год. max+∑Qппгод                                                          (2.13)
∑Qппгод= Qпп хп+ Qпппр+Qппбп                                                     (2.14)
Количество сточных вод - Qст,  определяется в зависимости от принятой схемы повторного использования очищенных сточных вод.

2.9              Водохозяйственный баланс

Водохозяйственный баланс (ВХБ) закладывается в основу разработки водохозяйственных систем, позволяет оценивать эффективность отдельных решений проблемы, увязывать и корректировать эти решения для достижения оптимального использования водных ресурсов.
Составляющие водохозяйственного баланса сводятся в таблицу 2.2.
Таблица 2.2.  Водохозяйственный баланс для трех схем водопользования.

Составляющие водохозяйственного баланса м3/год	Схема водопользования
	1	2	3
1. Расходная часть: ·   Общий потребляемый расход – Qист; ·   Общий расход, поступающий обратно в реку - Qст; ·   Часть возвратного расхода, используемого повторно – Qповт.исп; ·   Безвозвратные потери воды – Qбп.
2. Приходная часть (приложение Д): ·   Расход воды в реке, поступающий на данную территорию – С; ·   Расход воды от притоков с данной территории, ∆С, ·   Расход воды в реке, в замыкающем створе после НП и ПП - Сτ.
3. Водохозяйственный баланс: В

Водохозяйственный баланс для поверхностных вод:
                                                                          (2.15)
В – итог водохозяйственного баланса;
С – расход воды в реке, поступающий на данную территорию, м3/год;
∆С – расход воды от притоков воды на участке, м3/год;
Qп -потребление воды на участке, м3/год;
                                                                                    (2.16)
Qист - суммарный отбор воды из реки для водопотребления, м3/год;
Qст- сточные воды, которые поступают в реку на участке, м3/год;
Сτ-требуемый транзитный сток в замыкающем участке створа по санитарным нормам, нормам судоходства, отдыха, рыбоводства и разбавления сточных вод, м3/год.
При В>0 дефицита воды нет и, соответственно, есть потенциал для развития района.
При В<0 отмечается дефицит ресурсов воды.

2.10          Оценка рациональности использования водных ресурсов

1. Техническое совершенство оборотной системы водоснабжения промышленного предприятия оценивается количеством использованной оборотной воды, и характеризуется величиной Коб,%:
                                   (2.17)
Коб→100%.
2. Потери воды на ПП характеризуются величиной Кпот, %, которая определяется по формуле:
                                                          (2.18)
Кпот→0
3. Рациональность использования воды в НП и ПП оценивается коэффициентом использования Ки:
                                                                             (2.19)
Кисп→≤1.

3                   ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

3.1              Исходные данные для выполнения задания

1. Исходные данные по поверхностному источнику водоснабжения; количеству и качеству сточных вод промышленного предприятия: приложение Ж.
2. Предельно допустимые концентрации по загрязняющим веществам, эффект очистки на локальные очистные сооружения (ЛОС), нормативы платежей за сброс: приложение З.

3.2              Цель расчета

Канализационные (или локальные) очистные сооружения, должны обеспечивать очистку сточных вод от химических загрязнений до норм ПДС – предельно допустимого сброса.  Уровень ПДС рассчитывается из условия, что в контрольном створе концентрации химических загрязнений не будут превышать ПДК.
Контроль ПДК производится в расчетном створе, который определяется в зависимости от вида и назначения водотока с учетом фоновых концентраций загрязнений (Приложение И).
Фоновые концентрации – это концентрации тех же химических загрязнений, которые есть в очищенных стоках, в воде водоема. При попадании в водоем концентрации химических загрязнений сточных вод накладываются на фоновые концентрации загрязняющих веществ водоема.
Снижение концентрации химических загрязнений возможно только за счет смешения.
Цель расчетного задания:
1.                определить по каким видам загрязнений есть запас по сбросу, а для каких требуется доочистка;
2.                установить нормативы платежей при превышении норм ПДС и при соответствии нормам ПДК;
3.                рассчитать экономический эффект, полученный в результате природоохранного мероприятия.

4                   Определение допустимых концентраций химических загрязнений при сбросе стоков в водоем

Расчет ведется при одинаковых лимитирующих показателях вредности и комбинированном действии веществ, в соответствии с расчетной схемой (приложение И).
Результаты расчета заносятся в таблицу 4.1.
Таблица 4.1. Расчет концентраций химических загрязнений.

Наименование загрязнения	Концентрация, поступающая на городские очистные сооружения, мг/л, Сисх	Концентрация после очистки, мг/л, Сочищ	Допустимая концентрация в расчетном створе, мг/л, Спдк (Приложение З)	Концентрация для расчета сброса стоков, мг/л, Спдс	Фактическая концентрация в расчетном створе, мг/л, Сфакт	Превышение по загрязнениям, ΔС, мг/л	Принятая концентрация сброса стоков из условия не превышения ПДК в своре, мг/л, Спдс(1)	Принятая концентрация сброса стоков из условия комбинированного действия загрязн., мг/л, Спдс(2)
1	2	3	4	5	6	7	8	9

Концентрация химических загрязнений после очистки на локальных сооружениях: 
, мг/л                                                (4.1)
где Сисх– концентрации химических загрязнений поступающих на ЛОС, мг/л (Приложение Ж);
А - эффективность удаления загрязняющих веществ на ЛОС, %  (Приложение З).
Предельно допустимая концентрация химического загрязнения для сброса стоков в расчетном створе, мг/л:
                                      (4.2)
СПДК– предельно допустимые концентрации химических загрязнений в расчетном створе, мг/л;
Qр– расход воды в реке в маловодный период, м3/с;
qст– средний расход сточных вод от пром.предприятия, м3/с;
Сфон– фоновые концентрации химических загрязнений в водоеме, мг/л;
γ  - коэффициент смешения сбрасываемых сточных вод с водой водоема рассчитывается на самый неблагоприятный маловодный период по формуле:
,                                                                     (4.3)
е – основание натурального логарифма;
L, м – расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа;
a - коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения, определяемый по формуле:
,                                                                          (4.4)
j - коэффициент, характеризующий тип выпуска, для руслового принимается 1,5;
x - коэффициент извилистости русла (Приложение Ж);
Е – коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек определяется по формуле:
,                                                                                  (4.5)
Vp -  средняя скорость течения воды в водоеме, м/с (Приложение Ж);
Нр– средняя глубина водоема в маловодный период, м (Приложение Ж).
Фактическая концентрация в расчетном створе, мг/л:
                                                      (4.6)
Превышение по загрязнениям в расчетном створе, , мг/л:
                                                                        (4.7)
Если ≥0, то доочистка по этому загрязнению не требуется и СПДС(1)=Сочищ ;
Если <0, то по этому загрязнению идет превышение сбрасываемых концентраций и требуется доочистка до величины предельно допустимого сброса СПДС(1)=СПДС.
В расчетах  ПДС необходимо учитывать одновременность поступления в речную воду со стоками всех химических загрязняющих веществ.
В связи с этим создаются условия комбинированного действия веществ при одинаковых лимитирующих показателях вредности (Приложение З), поэтому сумма отношений концентраций каждого вещества в расчетном створе к соответствующим ПДК не должна превышать единицы.
                                                                          (4.8)
где i- загрязнение из одной категории.
Расчет провести по всем лимитирующим показателям: органолептическим, токсикологическим, рыбохозяйственным.
Если неравенство не выполняется, необходимо ужесточить требования по концентрациям загрязняющих веществ в стоках, сбрасываемых в водоем.
При этом предпочтительно снижение концентраций тех загрязнений, по которым уже проводятся мероприятия по доочистке. Необходимо снизить фактическую концентрацию сброса загрязняющего вещества до величины СПДС(2), при котором условие комбинированного действия будет выполняться.

5                   РАСЧЕТ ПЛАТЫ ЗА СБРОС ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДОЕМ

5.1              Случай 1. Предприятие не приняло к сведению рекомендации о необходимости проведения мероприятий по доочистке некоторых загрязнений.

Для расчета взимаемой платы принимаются концентрации загрязняющих веществ после ЛОС.
Масса сброса i-того загрязняющего вещества, т/год, определяется по формуле:
                                                               (5.1)
Qст– объем сточных вод предприятия за год, м3/год;
Сочищ - концентрация химических загрязнений после очистки на локальных сооружениях, мг/л;
Приведенная масса базового сброса, усл. т/год:
                                                                            (5.2)
Мбаз – базовая приведенная масса сброса, усл.т/год;
k – коэффициент приведения, усл.т/т (Приложение З).
Результаты расчета заносятся в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 Расчет массы сброса загрязняющих веществ с превышением ПДК

Наименование загрязнения	Сочищ, мг/л	Масса сброса, mбаз, т/год	Коэффициент приведения, k, усл.т/т	Приведенная масса сброса, М, усл.т/год
1	2	3	4	5
… …

5.2              Случай 2. Предприятие провело мероприятия по доочистке некоторых загрязнений.

Для расчета взимаемой платы принимаются предельно допустимые концентрации сброса загрязняющих веществ или принятая концентрация сброса стоков из условия комбинированного действия загрязнений (Спдс(2)).
Масса сброса i-того загрязняющего вещества, т/ год, определяется по формуле:
                                                         (5.3)