stringtranslate.com

Первый смыв

Городские стоки попадают в ливневую канализацию

Первый смыв — это начальный поверхностный сток ливневого дождя. Во время этой фазы загрязнение воды , попадающее в ливневые стоки в районах с высокой долей непроницаемых поверхностей , обычно более концентрировано по сравнению с остальной частью шторма. Следовательно, эти высокие концентрации городских стоков приводят к высоким уровням загрязняющих веществ, сбрасываемых из ливневой канализации в поверхностные воды . [1] [2] : 216 

Эффект первого смыва

Термин «эффект первого смыва» относится к быстрым изменениям качества воды ( концентрации или нагрузки загрязняющих веществ), которые происходят после ранних сезонных дождей. Частицы почвы и растительности смываются в ручьи; отложения и другие накопленные органические частицы на дне реки повторно взвешиваются, а растворенные вещества из почвы и неглубоких грунтовых вод могут смываться в ручьи. Недавние исследования показали, что этот эффект не наблюдался в относительно проницаемых областях. [2] : 216 

Термин часто также используется для обозначения первого наводнения после сухого периода, которое, как предполагается, содержит более высокие концентрации, чем последующее. Это называется «первое наводнение». Существуют различные определения явления первого наводнения. [3] [4] [5]

Первый фол-сброс

Сток ливневой воды в комбинированной канализации производит первый загрязненный смыв с взвесью накопленных санитарных твердых частиц из канализации в дополнение к загрязняющим веществам из поверхностного стока. Приток может производить эффект загрязненного смыва в санитарных канализационных системах , если пик потока приходится на сырую погоду. По мере того, как скорость потока увеличивается выше среднего, относительно небольшой процент от общего потока содержит непропорционально большой процент от общей массы загрязняющих веществ, связанной с общим объемом потока через событие пикового потока. Отложение твердых частиц в канализации в периоды низкого потока и последующее повторное образование взвеси во время событий пикового потока является основным источником загрязняющих веществ для явления переполнения комбинированной канализации первого смыва (CSO). [6]

Твердые частицы санитарных сточных вод могут либо проходить через систему, либо осаждаться в ламинарных участках потока канализации, чтобы быть доступными для промывки во время пиковых потоков. Увлажненный периметр канализации также может быть колонизирован биопленкой, питаемой растворимыми санитарными отходами. Гидравлическая конструкция является основной причиной осаждения твердых частиц в канализации. Объединенные канализации, рассчитанные на пиковые стоки, ожидаемые один раз в десятилетие, могут переносить до 1000 раз средний санитарный поток. Менее драматически большие канализационные трубы распространены в новых застройках и вблизи верхнего конца систем сбора. Взвешенные твердые частицы могут накапливаться, когда скорости жидкости с низким потоком создают недостаточную турбулентность . Осаждение твердых частиц происходит больше всего там, где скорости низкие в сухую погоду. В больших объединенных канализациях может быть невозможно достичь скоростей санитарных сточных вод, создающих достаточную турбулентность, чтобы удерживать твердые частицы во взвешенном состоянии в сухую погоду. [6]

Биопленка и ранее отложенные твердые частицы могут быть вымыты и повторно унесены во время пиковой турбулентности потока. [7] Высокая нагрузка загрязнения в сточных водах в начале события стока возникает, когда повышенная скорость потока размывает накопленный канализационный осадок. [8] Эрозия отложений в канализации может высвобождать загрязняющие вещества в концентрациях, превышающих уровни, обнаруженные в способствующих источниках. Первоначальный сильно загрязняющий смываемый сток высвобождается в начале потока во влажную погоду во время быстрой эрозии слабого слоя высококонцентрированных поверхностных отложений. [9] Когда условия благоприятствуют осаждению твердых частиц в сухую погоду, первый смываемый сток может содержать до 30 процентов годового общего количества взвешенных твердых частиц, сбрасываемых в объединенную канализационную систему. Концентрации взвешенных твердых частиц в объединенной канализации в несколько тысяч миллиграммов на литр (мг/л) могут наблюдаться во время первого смывания. [6]

Уровни концентрации загрязняющих веществ зависят от возраста и состояния системы сбора и количества инфильтрации/притока по сравнению с санитарным потоком. Пики концентрации загрязняющих веществ зависят от размера и наклона трубопроводной системы, временного интервала между штормами и накопления твердых частиц в системе сбора. Более крутые градиенты канализационных труб и формы дна труб, которые поддерживают высокую скорость потока в условиях низкого потока, уменьшат накопление осадка в канализации; а периодическая промывка канализации отдельных линий в сухую погоду может переместить накопленные твердые частицы на очистные сооружения сточных вод до того, как сток ливневых вод вызовет одновременный пиковый поток во всей системе сбора. [10]

Связанные термины

Поскольку ссылка на первый смыв не всегда ясна, были введены термины «первый смыв на основе концентрации» (CBFF) и «первый смыв на основе массы» (MBFF). [11]

Помимо этого определения, в литературе имеется ряд рейтинговых параметров для определения возникновения первого прилива. [11]

Сбор дождевой воды

В контексте сбора дождевой воды , дивертор первого смыва представляет собой простое устройство, предназначенное для защиты накопительного бака от загрязнения стоком первого смыва. Это приводит к более высокому качеству собранной воды и меньшему заилению бака с течением времени в пыльных районах. Отведенная вода первого смыва используется для орошения или других целей аналогично серой воде . [12] Хотя доступно множество коммерческих версий, эти устройства часто изготавливаются из запасной трубы, когда бак изначально установлен или после этого. См. Texas Manual on Rainwater Harvesting для расчетов по размерам. [13]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Меткалф, Леонард; Эдди, Харрисон П. (1916). Американская практика канализации: утилизация сточных вод. Том III. Нью-Йорк: McGraw-Hill. стр. 154.
  2. ^ ab Алекс Маэстре и Роберт Питт; Центр защиты водоразделов (2005). "Национальная база данных качества ливневых вод, версия 1.1: компиляция и анализ информации мониторинга ливневых вод NPDES". Архивировано 03.03.2016 в отчете Wayback Machine , подготовленном для Агентства по охране окружающей среды США (EPA), Вашингтон, округ Колумбия. 4 сентября 2005 г.
  3. ^ Правительство Австралии, Департамент окружающей среды и наследия. Канберра. «Словарь терминов».
  4. ^ Гупта, К.; Саул, А.Дж. (1996). «Особые соотношения для первой смывной нагрузки в комбинированных канализационных потоках». Water Research . 30 (5): 1244–1252. Bibcode : 1996WatRe..30.1244G. doi : 10.1016/0043-1354(95)00282-0. ISSN  0043-1354.
  5. ^ Гейгер, В. (1987). «Эффекты промывки в комбинированных канализационных системах». Труды 4-й Международной конференции по городскому дренажу, Лозанна, Швейцария : 40–46.
  6. ^ abc Fan, Chi-Yuan; Field, Richard; Lai, Fu-hsiung (2003). Контроль за осадком в канализации: обзор исследовательской программы Агентства по охране окружающей среды по исследованию стока в сырую погоду (отчет). EPA. EPA 600/J-03/188.
  7. ^ Фрейзер, АГ; Сакрабани, Р.; Эшли, Р.М.; Джонстон, Ф.М. (2002). «Управление твердыми веществами в канализации для снижения эффекта смывания — Forfar WTP». Наука о воде и технологиях . 45 (3). Национальная медицинская библиотека США, Национальные институты здравоохранения: 265–272. doi :10.2166/wst.2002.0087. PMID  11902479.
  8. ^ Сакрабани, Рубен; Воллертсен, Джес; Эшли, Ричард М.; Хвитвед-Якобсен, Торкилд. «Биоразлагаемость органических веществ, связанных с осадками канализации во время первого слива» (PDF) . White Rose Research Online . Университет Шеффилда . Получено 12 марта 2016 г. .
  9. ^ Эшли, Р. М.; Уотерспун, DJJ; Коглан, Б. П.; МакГрегор, И. (1992). «Эрозия и перемещение осадков и связанных с ними загрязняющих веществ в комбинированных канализационных системах». Water Science & Technology . 73 (5). IWA Publishing: 101–114. doi :10.2166/wst.1992.0184.
  10. ↑ Руководство по контролю переполнения комбинированной канализации (отчет). EPA. Сентябрь 1993 г. С. 5, 9–10 и 19. EPA/625/R-93/003.
  11. ^ ab Сансалоне, Джон; Кристина, Чад М. (ноябрь 2004 г.). «Концепции первого смыва для растворенных твердых веществ в небольших непроницаемых водоразделах». Журнал по инженерной экологии . 130 (11): 1301–1314. doi :10.1061/(ASCE)0733-9372(2004)130:11(1301). ISSN  0733-9372.
  12. ^ Университет Гавайев, сельскохозяйственное расширение. Маноа, Гавайи (2008). «Решения по сбору дождевой воды: отводные устройства первого смыва». Брошюра.
  13. ^ Техасское руководство по сбору дождевой воды (PDF) (Отчет) (3-е изд.). Остин, Техас: Техасский совет по развитию водных ресурсов. 2005. С. 8–9.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки