Контрольная работа: Максимальная концентрация вредного вещества. Степень очистки промышленных сточных вод

Федеральное агентство по образованию

Волжский Гуманитарный институт

(филиал)

Волгоградского государственного университета

Задачи

Выполнила:

студентка 3-го курса

заочного отделения

группы ЮЗ-272

Пронекина Яна

Проверил Егоров Г. Г.

Волжский, 2010


Вариант 33. Задачи

1. Исходные данные:

Фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе Сф, мг/м3

0,01

Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, М, г/с

0,4

Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, Q, м3

3,1

Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха DТ, оС

16

Высота трубы Н, м

25

Диаметр устья трубы D, м

0,8
Выбрасываемые вредные вещества

диоксид азота (NO2)

Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, А

200

Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, F

1
Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, h 1

Предельно допустимая концентрация (ПДК), среднесуточная, мг/м3

0,04

Необходимо:

1. Рассчитать величину максимальной концентрации вредного вещества у земной поверхности, прилегающей к промышленному предприятию, расположенному на ровной местности, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси;

2. Определить фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха;

3. Дать оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое промышленными выбросами путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией (ПДК).

Решение:

1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См, мг/м3, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определяем по формуле:

 (1)

Для определения См необходимо:

1) рассчитать среднюю скорость w0, м/с, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса:

 ; (2)

(м/с).

2) значения коэффициентов m и n определить в зависимости от параметров f и vм, м/с:

; (3)

 (4)

(м/с);

(м/с).

3) коэффициент m определить в зависимости от f по формуле:


; (5)

.

коэффициент n определить в зависимости от величины vм:

при 0,5 £ vм < 2 (0,5 < 0,82 < 2) n = 0,532 vм 2 - 2,13 vм + 3,13,

поэтому n = 0,532 · (0,82)2 – 2,13 · 0,82 + 3,13 = 1,74.

Итак,

 (мг/м3).

2. Определим фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха:

См = Сф + Сфакт, (6)

См – максимальное значение приземной концентрации вредного вещества,

Сф – фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе.

Тогда

Сфакт = См – Сф,

Сфакт = 0,05 – 0,01 = 0,04 (мг/м3).

3. В соответствии с ГОСТом для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия устанавливается ПВД вредных веществ в атмосферу при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК.

См + Сфакт ≤ ПДК, т.е.

См + Сфакт ≤ 0,04.

Итак, 0,05 + 0,04 = 0,09 > 0,04.

Таким образом, выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками создают приземную концентрацию, превышающую ПДК.

Необходимо снижать загрязнения атмосферы от промышленных выбросов путем:

-          совершенствования технологических процессов;

-          осуществления герметизации технологического оборудования;

-          применения пневмотранспорта;

-          строительства различных очистных сооружений.

6. Исходные данные:

Количество обрабатываемых цистерн в сутки N, шт. 150

Расход воды на промывку одной цистерны Рц, м3

17

Скорость движения воды в отстойной зоне нефтеловушки, vв, м/с

0,003

Глубина проточной части отстойной зоны нефтеловушки H, м

2,2

Наименьший размер улавливаемых частиц нефтепродуктов в сточной воде rч, 10-6 м

40

Начальная концентрация нефтепродуктов в очищаемой воде Cн, г/м3

780

Коэффициент часовой неравномерности поступления очищаемой воды kн

1,5

Число секций в нефтеловушке n

3

Допустимая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки Cк, г/м3

150
Температура оборотной воды, подаваемой в нефтеловушку, °С 20

Плотность частиц нефтепродуктов rч, кг/м3

800

Плотность воды rв, кг/м3

1000

Кинематическая вязкость воды, зависящая от температуры (для 20 °С) g, м2

10-6

Необходимо:

1. Определить основные размеры нефтеловушки, используемой в качестве первой ступени очистки воды в оборотной системе водоснабжения промывочно-пропарочной станции, и эффективность ее работы;

2. Определить эффективность работы нефтеловушки.

Решение:

1. Рассчитаем основные размеры нефтеловушки:

1) Определим максимальный секундный расход воды, м3/с через одну секцию нефтеловушки по формуле:

, (7)

3/с)

2) Определим требуемую ширину В, м, каждой секции нефтеловушки из условия пропуска Qmax по формуле:

 , (8)

(м)

3) для предварительного расчета размеров нефтеловушки допустим ламинарный характер потока воды в отстойной зоне при постоянных скоростях движения воды vв и всплытия частиц нефтепродуктов vч.

Скорость всплытия частиц нефтепродуктов vч, м/с, найдем из условия равенства выталкивающей архимедовой силы и силы вязкого сопротивления воды по формуле:


, (9)

где g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2;

rч, rв - соответственно плотности частиц нефтепродуктов и воды, кг/м3;

(м/с).

4) длина отстойной зоны нефтеловушки L, м, определяется из условия равенства времени всплытия нефтечастиц на поверхность и времени прохождения потока воды в отстойной зоне:

, (10)

(м).

5) с учетом реальных турбулентных процессов, происходящих в нефтеловушке, действительная скорость всплытия нефтечастиц будет равна:

vч¢ = vч - w , (11)

где w - вертикальная турбулентная составляющая скорости, м/с;

w = 0,04vв,

 

w = 0,04 · 0,003 = 0,00012 (м/с).

Тогда vч¢ = 0,0028 - 0,00012 = 0,00268 (м/с).


6) уточним длину отстойной зоны нефтеловушки по формуле:

 (12)

(м).

2. Эффективность работы нефтеловушки по уменьшению концентрации нефтепродуктов в очищаемой воде определим по формуле

, (13)

где е - число Эйлера, е = 2,7,

3. Вычислим фактическую концентрацию нефтепродуктов на выходе нефтеловушки, г/м3:

Cф = Сн(1-h), (14)

Cф = 780 · (1 - 0,72) = 218,4 (г/м3).

Сравним Cф с допустимой по условиям задачи Ск:

218 > 150 в 1,5 раза,

т.е. нефтеловушка не справляется с очисткой воды в оборотной системе водоснабжения промывочно-пропарочной станции на первой ступени.

Необходимо очищать нефтеловушку и отстойники регулярно не реже одного раза в 5-7 дней. В фильтро-нейтрализаторах систематически должен заменяться фильтрующий материал, периодичность должна устанавливаться на основании анализов проб профильтрованной воды и моечных растворов.

8. Исходные данные:

Расход воды водоема в створе у места выпуска сточных вод Q, м3

15

Расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, q, м3

0,16

Средняя глубина водоема Нср, м

2,5

Средняя скорость течения воды в водоеме vср, м/с

0,27

Концентрация взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на очистную станцию, C, г/м3

240

Концентрация взвешенных веществ в водоеме до вы-пуска сточных вод Cв, г/м3

0,24

Допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод (для данного водоема I категории водопользования) p, г/м3.

0,25
Коэффициент, характеризующий место расположения выпуска сточных вод (береговой выпуск) x 1
Коэффициент извилистости русла, j 1,5
Расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа L, м 1000

Необходимо:

1. Определить необходимую степень очистки промышленных сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ;

Решение:

1. Для определения требуемой степени очистки сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ необходимо рассчитать допустимую концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед выпуском их в водоем Cдоп, г/м3. Эта концентрация должна удовлетворять условию

Cдоп £ Cв + n · p ,

1) для определения кратности разбавления:


, (15)

необходимо рассчитать:

а) коэффициент турбулентной диффузии:

, (16)

;

б) коэффициент, учитывающий влияние гидравлических факторов смешения сточных вод:

, (17)

;

в) коэффициент смешения сточных вод с водой водоема рассчитываем по формуле:

, (18)

где  , (19)

,

Итак,

Cдоп £ 0,24 + 36,625 · 0,25,

Cдоп £ 9,4 (г/м3).

2. Сравним Сдоп с концентрацией взвешенных веществ С в сточных водах, поступающих на очистную станцию. 9,4 < 240,

Тогда рассчитаем необходимую степень очистки сточных вод от взвешенных примесей Э, %:

, (20)

.

4. Все сточные воды предприятия должны подвергаться очистке от вредных веществ перед сбросом в водоем. Для выполнения этих требований применяют механические, химические, биологические, а также комбинированные методы очистки. Состав очистных сооружений выбирают в зависимости от характеристики и количества поступающих на очистку сточных вод, требуемой степени их очистки, метода использования их осадка и от других местных условий в соответствии со СНиП.

Отстойники выбирают с учетом производительности станций очистки сточных вод: до 20 000 м3/сут вертикальные, свыше 15 000 м3/сут горизонтальные, свыше 2 000 м3/сут радиальные, до 10 000 м3/сут двуярусные.

Для данной степени очистки сточных вод выгодно использовать вертикальный отстойник. Осветлители спроектировать в виде вертикальных отстойников с внутренней камерой флокуляции с естественной аэрацией за счет разницы уровней воды в распределительной чаше и осветлителе.

Можно также применить флотационные установки (импеллерные и напорные), которые рекомендованы для удаления из сточных вод нефтепродуктов, жиров, волокон минеральной ваты, асбеста, шерсти и других нерастворимых в воде веществ.

Возможна также установка высоконагружаемых биофильтров.

Экологические проблемы химической технологии
Экологические проблемы химической технологии Система "человек - окружающая среда" находится в состоянии динамического равновесия, при котором ...
Чтобы предотвратить настолько пагубное действие антропогенного фактора, было введено понятие ПДК (предельно допустимые концентрации веществ) - концентрация веществ, которая не ...
Очистка сточных вод химических предприятий.
Раздел: Рефераты по экологии
Тип: учебное пособие
Проектирование систем очистки выбросов цеха литья пластмасс
Министерство образования Российской Федерации ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ Зав. кафедрой, д.т.н., проф. _ 2003 г. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В ЦЕХЕ ...
Метод выполнения измерения массовой концентрации нефтепродуктов заключается в экстракции эмульгированных и растворенных нефтепродуктов из воды четыреххлористым углеродом; отделение ...
Мероприятия по наблюдению за состоянием окружающей среды должны обеспечивать снижение негативного воздействия на среду отходов, образующихся на предприятии, сокращение концентраций ...
Раздел: Рефераты по экологии
Тип: реферат
Водоотведение поселка Песочное с доочисткой сточных вод
СОДЕРЖАНИЕ: Введение 5 1. Сеть водоотведения 7 1.1. Определение расчетных расходов 8 1.1.1. Расход сточных вод от завода музыкальных инструментов 8 1 ...
Очистные сооружения депо запроектированы в расчете на прием сточных вод от всех источников и очистку их от нефтепродуктов и взвешенных веществ за исключением охлаждающей воды ...
2-й вариант: оборотная система водоснабжения с МОС, предусмотренными на очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 20 мг/л. В этом случае для производств (ПР1 ...
Раздел: Рефераты по экологии
Тип: реферат
Оценка качества очистки сточных вод
Оценка качества очистки сточных вод Дипломная работа Выполнил студент 5 курса Астепкин Р.Е. Челябинск - 2006 г Введение Вода - самое распространенное ...
При высоких концентрациях взвешенных веществ в сточных водах лигнин на очистных сооружениях, как правило, не полностью выпадает в осадок в отстойниках и может поступать со сточными ...
Концентрация нитритов в течение всего года превышала ПДК: зимой - в 1, 8; весной - в 2, 9; летом - в 4; осенью - в 2, 8 раза, что является признаком промышленных загрязнений стоков ...
Раздел: Рефераты по экологии
Тип: дипломная работа
Использование городских сточных вод для технического водоснабжения
Курсовая работа "Использование городских сточных вод для технического водоснабжения" Содержание Введение Глава I. Повторное использование сточных вод ...
При выборе способа очистки примесей учитывают не только их состав в сточных водах, но и требования, которым должны удовлетворять очищенные воды: при сбросе в водоем - ПДС ...
Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки.
Раздел: Рефераты по экологии
Тип: курсовая работа