Численное моделирование отведения высокоминерализованных сточных вод в водные объекты с целью усовершенствования конструкций выпускных устройств

  • Татьяна Петровна Любимова Институт механики сплошных сред УрО РАН; Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Анатолий Павлович Лепихин Горный институт УрО РАН; Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Янина Николаевна Паршакова Институт механики сплошных сред УрО РАН
Ключевые слова: отработанная вода, тяжелая примесь, трехмерное численное моделирование, разбавление высокоминерализованных сточных вод

Аннотация

В условиях расширения крупнотоннажного химического производства, и в первую очередь, минеральных удобрений, возникает необходимость в создании дополнительных схем отведения избыточных рассолов в поверхностные водные объекты. Задача осложняется тем, что «тяжелые» рассолы из-за подавления вертикальных турбулентных пульсаций могут распространяться в придонной области на значительные расстояния без заметного снижения своей концентрации. В данной работе на основе численного моделирования разработаны рекомендации по оптимизации конструкции выпускных сооружений, предназначенных для сброса отработанных сточных вод, содержащих тяжелые примеси. Исходя из результатов расчетов в рамках трехмерной постановки задачи при различных условиях сброса отработанных вод сделан вывод о том, что наиболее эффективными являются сооружения, предусматривающие расположение выпускных устройств вблизи поверхности водоема. Однако они имеют сложную структуру, и их трудно реализовать на рассматриваем водохранилище. В этом случае более удобной для практического воплощения и достаточно эффективной является конфигурация с придонным расположением выпускных устройств и селективным забором высокоминерализованных сточных вод из шламохранилищ. Независимо от выбранной схемы отведения высокоминерализованных сточных вод их сброс необходимо производить в жесткой увязке с гидрологическим режимом водоприемника. Это позволит наиболее полно использовать ассимилирующую способность водного объекта и снизить экологическую нагрузку как на него, так и на окружающую среду.

Литература


  1. Пономарев В.М., Чхетиани О.Г., Шестакова Л.В. Численное моделирование развитой горизонтальной циркуляции в атмосферном пограничном слое // Вычисл. мех. сплош. сред. 2009. Т. 2, № 1. С. 68-80. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2009.2.1.5

  2. Пак В.В. Численное моделирование развитой горизонтальной циркуляции в атмосферном пограничном слое // Вычисл. мех. сплош. сред. 2015. Т. 8, № 1. С. 71-80. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2015.8.1.6

  3. Chau K.W, Jiang Y.W. Three-dimensional pollutant transport model for the Pearl River Estuary // Water Res. 2002. Vol. 36. P. 2029-2039. https://doi.org/10.1016/S0043-1354%2801%2900400-6

  4. Веницианов Е.В., Лепихин А.П., Тиунов А.А., Кирпичникова Н.В. Разработка гидродинамической модели и модели формирования загрязнений равнинного водохранилища (на примере Клязьминского) // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2013. № 2. С. 96-107.

  5. Jiang J., Chen Y., Wang B. Hydrology pollution source identification for river chemical spills by Modular-Bayesian approach: A retrospective study on the ‘landmark’ spill incident in China // Hydrology. 2019. Vol. 6. 74. https://doi.org/10.3390/hydrology6030074

  6. Mohsen M.S., Jaber J.O. Potential of industrial wastewater reuse // Desalination. 2002. Vol. 152. P. 281-289. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)01075-5

  7. Common implementation strategy for the water framework directive (2000/60/EC). European Communities, 2012.

  8. Лепихин А.П., Любимова Т.П., Паршакова Я.Н., Тиунов А.А. К проблеме утилизации избыточных рассолов предприятиями калийной промышленности в водные объекты // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 2. С. 185-193. (English version https://doi.org/10.1134/S1062739148020220)

  9. Lyubimova T.P., Roux B., Luo S., Parshakova Y.N., Shumilova N. S. Modeling of the near-field distribution of pollutants coming from a coastal outfall // Nonlin. Processes Geophys. 2013. Vol. 20. P. 257-266. https://doi.org/10.5194/npg-20-257-2013

  10. Lyubimova T., Lepikhin A., Konovalov V., Parshakova Ya., Tiunov A. Formation of the density currents in the zone of confluence of two rivers // J. Hydrol. 2014. Vol. 508. P. 328-342. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.10.041

  11. Launder B.E., Spalding D.B. Lectures in mathematical models of turbulence. London; New York: Academic Press, 1972. 169 p.

Опубликован
2019-12-30
Как цитировать
Любимова, Т. П., Лепихин, А. П., & Паршакова, Я. Н. (2019). Численное моделирование отведения высокоминерализованных сточных вод в водные объекты с целью усовершенствования конструкций выпускных устройств. Вычислительная механика сплошных сред, 12(4), 427-434. https://doi.org/https://doi.org/10.7242/1999-6691/2019.12.4.36
Раздел
Статьи