Ćwiczenie nr 5 czwartek, 30.04.2009 r.
Temat: MONITORING POWIETRZA
Sekcja 1
Skład sekcji:
Anna Michałowska
Katarzyna Piaskowy
Joanna Talik
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest określenie klasy czystości wód cieku powierzchniowego poniżej punktu zrzutu ścieków oraz oszacować poziomy stężeń wybranych zanieczyszczeń w zadanej odle-głości od punktu pomiarowego na podstawie wyników z punktu kontrolnego A/10/09.
2. Metody badań
Mając do dyspozycji dane na temat jakości wody w przekrojach pomiarowych A i C (rysunek poglądowy poniżej) wyliczamy kolejno:
ładunki zanieczyszczeń w przekroju pomiarowym "A" i "C",
ładunek BZT w dopływie bocznym w punkcie wlotu do głównego koryta po uwzględnieniu procesu biodegradacji,
ładunek BZT w rzece tuż przed punktem wlotu dopływu bocznego po uwzględnieniu procesu biodegradacji,
wielkość dopływu wód gruntowych i zawartych w nich ładunków zanieczyszczeń do rzeki na odcinku L1,
sumaryczne ładunki i stężenia zanieczyszczeń tuż za punktem wlotu dopływu bocznego (przy założeniu całkowitego wymieszania wód rzeki i jej dopływu),
ładunek BZT w rzece tuż przed punktem zrzutu ścieków po uwzględnieniu procesu biodegradacji,
wielkość dopływu wód gruntowych i zawartych w nich ładunków zanieczyszczeń do rzeki na odcinku od L1 do L2,
przepływ i ładunki zanieczyszczeń w przekroju zrzutu ścieków przy założeniu, że doprowadzane ścieki zostaną całkowicie wymieszane z wodą odbiornika w tym przekroju,
wielkość dopływu wód gruntowych i zawartych w nich ładunków zanieczyszczeń do rzeki na odcinku od L2 do L3.
Na koniec porównałyśmy wyniki z normami prawnymi i sklasyfikowałyśmy wodę.
3. Karta pomiarowa
| Parametr | jednostka | wartość |
|---|---|---|
| Przekrój kontrolny A | ||
| Przepływ wody w rzece | m3/h | 2150 |
| stężenie zanieczyszczeń w rzece | ||
| BZT 5 | gO2/m3 | 4 |
| chlorki | g/m3 | 150 |
| siarczany | g/m3 | 167 |
| azot całkowity | gN/m3 | 3,2 |
| fosfor ogólny | gP/m3 | 0,7 |
| przekrój kontrolny C | ||
| przepływ wody w dopływie bocznym | m3/h | 450 |
| stężenie zanieczyszczeń w rzece | ||
| BZT 5 | gO2/m3 | 7,6 |
| chlorki | g/m3 | 125 |
| siarczany | g/m3 | 134 |
| azot całkowity | gN/m3 | 3 |
| fosfor ogólny | gP/m3 | 0,3 |
| ścieki | ||
| ilość dopływających ścieków | m3/h | 290 |
| stężenie zanieczyszczeń w ściekach | ||
| BZT 5 | gO2/m3 | 21,5 |
| chlorki | g/m3 | 150 |
| siarczany | g/m3 | 95 |
| azot całkowity | gN/m3 | 21,5 |
| fosfor ogólny | gP/m3 | 2,8 |
| Dane dodatkowe | ||
| Jednostkowe natężenie dopływu wód gruntowych | m3/km/h | 5 |
| Stężenie zanieczyszczeń w wodach gruntowych | ||
| BZT 5 | gO2/m3 | 0,1 |
| chlorki | g/m3 | 150 |
| siarczany | g/m3 | 100 |
| azot całkowity | gN/m3 | 0,3 |
| fosfor ogólny | gP/m3 | 0,01 |
| Długość odcinka L1 | km | 3,1 |
| Długość odcinka L2 | km | 6,5 |
| Długość odcinka L3 | km | 7,5 |
| Długość odcinka L4 | km | 0,1 |
| Średnia szybkość przepływu wody w rzece | m/s | 0,2 |
| Średnia szybkość przepływu wody w dopływie bocznym | m/s | 0,9 |
| Temperatura obliczeniowa | C | 13,5 |
| Stałą szybkości biodegradacji w temp. 20 C (k 20B) | 1/d | 0,8 |
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 wybranego 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)
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 ]
Czas przepływu wody na wybranym odcinku:
$$\mathbf{t =}\frac{\mathbf{L}}{\mathbf{V}}$$
t - Czas przepływu wody na wybranym odcinku
L - Długość odcinka
V - Średnia szybkość przepływu wody w dopływie bocznym
5. Wyniki analiz
| Parametr | Jednostka | Wartość |
|---|---|---|
| Charakterystyka rzeki przekroju A | ||
| Ładunki zanieczyszczeń | ||
| - BZT5 | kgO2/h | 8,6 |
| - chlorki | kg/h | 323 |
| - siarczany | kg/h | 359 |
| - azot całkowity | kgN/h | 6,9 |
| - fosfor ogólny | kgP/h | 1,5 |
| Charakterystyka rzeki przekroju C | ||
| Stała szybkości biodegradacji w temp. Obliczeniowej (kB) | 1/d | 0,6 |
| Czas przepływu wody na odcinku L4 | d | 0,001 |
| Ładunki zanieczyszczeń: | ||
| - BZT5 | kgO2/h | 3,4 |
| - chlorki | kg/h | 56 |
| - siarczany | kg/h | 60 |
| - azot całkowity | kgN/h | 1,4 |
| - fosfor ogólny | kgP/h | 0,1 |
| BZT5 doplywu bocznego przed wlotem do glownej rzeki | kgO2/h | 3,4 |
| Charakterystyka rzeki po przyjęciu dopływu bocznego | ||
| Całkowity dopływ wód gruntowych na odcinku L1 | m3/h | 16 |
| Ładunki zanieczyszczeń w wodach gruntowych (L1) | ||
| - BZT5 | kgO2/h | 0,002 |
| - chlorki | kg/h | 2 |
| - siarczany | kg/h | 2 |
| - azot całkowity | kgN/h | 0,00 |
| - fosfor ogólny | kgP/h | 0,0002 |
| Całkowity dopływ wód gruntowych na odcinku L4 | m3/h | 1 |
| Ładunki zanieczyszczeń w wodach gruntowych (L4) | ||
| - BZT5 | kgO2/h | 0,0001 |
| - chlorki | kg/h | 0 |
| - siarczany | kg/h | 0 |
| - azot całkowity | kgN/h | 0,0002 |
| - fosfor ogólny | kgP/h | 0,00001 |
| Czas przepływu wody na odcinku L1 | d | 0,2 |
| Ladunek BZT w rzece tuż przed punktem wlotu dopływu bocznego | kgO2/h | 7,8 |
| Sumaryczne ładunki i stężenia zanieczyszczeń tuż za punktem wlotu | ||
| Przeplyw calkowity | m3/h | 2616 |
| Ładunki zanieczyszczeń | ||
| - BZT5 | kgO2/h | 11,2 |
| - chlorki | kg/h | 381 |
| - siarczany | kg/h | 421 |
| - azot całkowity | kgN/h | 8,2 |
| - fosfor ogólny | kgP/h | 1,6 |
| stężenie zanieczyszczeń w rzece | ||
| BZT 5 | gO2/m3 | 4,3 |
| chlorki | g/m3 | 146 |
| siarczany | g/m3 | 161 |
| azot całkowity | gN/m3 | 3,1 |
| fosfor ogólny | gP/m3 | 0,6 |
| Czas przeplywu na odcinku L2-L1 | d | 0,2 |
| BZT5 Przed zrzutem sciekow | kgO2/h | 10,0 |
| Wody gruntowe na odcinki L2-L1 - Ilosc wod gruntowych | m3/h | 17,0 |
| Ładunki zanieczyszczeń w wodach gruntowych L2-L1 | ||
| - BZT5 | kgO2/h | 0,002 |
| - chlorki | kg/h | 3 |
| - siarczany | kg/h | 2 |
| - azot całkowity | kgN/h | 0,005 |
| - fosfor ogólny | kgP/h | 0,0002 |
| Przeplyw calkowity w punkcie zrzutu sciekow | 2923 | |
| Punkt zrzutu sciekow | ||
| Ładunki Ścieków: | ||
| BZT 5 | kgO2/h | 6,2 |
| chlorki | kg/h | 44 |
| siarczany | kg/h | 28 |
| azot całkowity | kgN/h | 6,2 |
| fosfor ogólny | kgP/h | 0,8 |
| Ładunki zanieczyszczen w punkcie zrzutu sciekow | ||
| BZT5 | kgO2/h | 16,3 |
| chlorki | kg/h | 427 |
| siarczany | kg/h | 450 |
| azot całkowity | kgN/h | 14,5 |
| fosfor ogólny | kgP/h | 2,5 |
| BZT5 | gO2/m3 | 5,6 |
| Wody gruntowe na odcinki L3-L2 - Ilosc wod gruntowych | m3/h | 5,0 |
| Ładunki zanieczyszczeń w wodach gruntowych L3-L2 | ||
| - BZT5 | kgO2/h | 0,0 |
| - chlorki | kg/h | 1 |
| - siarczany | kg/h | 1 |
| - azot całkowity | kgN/h | 0,00 |
| - fosfor ogólny | kgP/h | 0,0001 |
| Czas przeplywu na odcinki L3-L2 | d | 0,1 |
| BZT5 w punkcie "B" | kgO2/h | 15,7 |
| Przeplyw w punkcie B | 2928 | |
| Ładunki zanieczyszczen w punkcie B | ||
| - BZT5 | kgO2/h | 15,7 |
| - chlorki | kg/h | 428 |
| - siarczany | kg/h | 451 |
| - azot całkowity | kgN/h | 14,5 |
| - fosfor ogólny | kgP/h | 2,5 |
| Stężenie zanieczyszczeń w rzece | ||
| BZT 5 | gO2/m3 | 5,4 |
| chlorki | g/m3 | 146 |
| siarczany | g/m3 | 154 |
| azot całkowity | gN/m3 | 4,9 |
| fosfor ogólny | gP/m3 | 0,8 |
| Lp. | Wskaźnik jakości | Jednostka | Wartości graniczne w klasach I-V | Wyliczone wartości stężeń |
|---|---|---|---|---|
| wody | I | II | ||
| 1 | BZT5 | mg O2/l | 2 | 3 |
| 2 | Azot całkowity | mg N/l | 2,5 | 5 |
| 3 | Fosfor ogólny | mg P/l | 0,2 | 0,4 |
| 4 | Siarczany | mg SO4/l | 100 | 150 |
| 5 | Chlorki | mg Cl/l | 100 | 200 |
6. Wnioski:
Zgodnie z rozporządzeniem z dnia 11.02.2004r. badaną wodę musimy zakwalifikować do IV klasy czystości ponieważ stężenie fosforu ogólnego znajduję się w zakresie klasy IV, mimo że inne substancje w mniejszym stopniu zanieczyszczają wodę;
Nie powinno się wykorzystywać takiej wody przed jej uzdatnieniem. Po oczyszczeniu możemy ją wykorzystać do zaopatrzenia ludności,(pod warunkiem wysoko sprawnego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w tym utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, adsorpcji na węglu aktywnym, dezynfekcji -ozonowania i chlorowania końcowego).
Jakość wody w największym stopniu pogarsza fosfor ogólny. Po usunięciu tych zanieczyszczeń z wody można by zaliczyć ją do klasy III. Duża zawartość tej substancji może świadczyć o zanieczyszczeniu wody nawozami rolniczymi albo ściekami gospodarczymi, gdyż fosforany znajdują się w detergentach.
Gdybyśmy rozpatrywały czystość wody pod względem samego azotu całkowitego, mogłybyśmy zaliczyć ją do wód klasy I.