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
1
.
Исходные данные
| Фоновая концентрация сажи в приземном воздухе С
ф , мг/м3 |
0,006 |
| Масса сажи, выбрасываемой в атмосферу, М
, г/с |
1,2 |
| Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, Q
, м3 /с |
5,6 |
| Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха DТ
, о С |
50 |
| Высота трубы Н
, м |
24 |
| Диаметр устья трубы D
, м |
0,8 |
| 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 |
| Максимальная разовая предельно допустимая концентрация ПДК, мг/м3
|
0,15 |
Необходимо:
1. Определить величину предельно допустимого выброса (ПДВ) несгоревших мелких частиц топлива (сажи), выбрасываемых из трубы котельной;
2. Рассчитать максимально допустимую концентрацию сажи около устья трубы.
Решение:
1. Предельно допустимый выброс ПДВ, г/с, нагретого вредного вещества из трубы в атмосферу, при котором содержание его в приземном слое не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК), определяется по формуле:
, (1)
Для определения ПДВ
необходимо:
1) рассчитать среднюю скорость w
0
, м/с, выхода сажи 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 v
м
:
при 0,5 £v
м
< 2 (0,5 < 1,47 < 2)
n
= 0,532 v
м
2
- 2,13 v
м
+ 3,13,
поэтому n
= 0,532 · (1,47)2
– 2,13 · 1,47 + 3,13 = 1,15. (6)
Итак, (г/с).
2. Для возможности сравнения с фактической (измеряемой приборами) рассчитать величину максимально допустимой концентрации сажи в выбросах около устья трубы, г/м3
:
, (7)
(г/м3
).
3. Сравним ПДВ с заданным выбросом сажи M
:
1,72 > 1,2 (ПДВ > М).
Значения выбросов сажи не превышают установленные нормативы, то есть существенного влияния на загрязнение окружающей среды выброс сажи не производит.
2
. Исходные данные:
| Расход сточных вод Q
, м3 /ч |
18 |
| Доза сорбента С
с , кг/м3 |
1,45 |
| Количество ступеней в сорбционной установке n
|
4 |
| Начальная концентрация сорбата в сточных водах С
н , кг/м3 |
0,27 |
| Необходимая степень очистки сточных вод в сорбционной установке, % | 98 |
| Адсорбционная константа распределения сорбата между сорбентом и раствором K
адс |
8000 |
Необходимо:
1. Сравнить эффект очистки производственных сточных вод от растворимых примесей на одно- и многоступенчатой сорбционной установке.
Решение:
1. Определим:
1) расход сорбента, кг/ч, при очистке сточных вод в одноступенчатой установке:
m
1
= C
c
.
Q
,
(8)
m
1
= 1,45 .
18 = 26,1 (кг/ч);
2) расход сорбента, кг/ч, на каждой ступени при многоступенчатой очистке сточных вод:
, (9)
(кг/ч);
3) концентрацию сорбата (поглощаемого в
= 1) и многоступенчатой (i
= n
):
(10)
а) после одноступенчатой очистки (i
= 1):
;
б) после многоступенчатой очистки (i
= 4):
.
2. Определим эффект очистки сточных вод Эi
, %, соответственно на одно- и многоступенчатой сорбционной установке:
, (11)
а) на одноступенчатой сорбционной установке:
;
б) на многоступенчатой сорбционной установке:
.
Итак, эффективность очистки сточных вод в одноступенчатых сорбционных установках меньше, чем в многоступенчатых практически в 50 раз. Эффект очистки производственных сточных вод от растворимых примесей на многоступенчатой сорбционной установке очень близок к 100%, что очень благоприятно для экологии.
3
. Исходные данные:
| Объем сточных вод, подлежащих очистке, Q
, 103 м3 /сутки |
20 |
| Начальная концентрация взвешенных частиц в сточной воде С
н , г/м3 |
400 |
| Средняя скорость потока в рабочей зоне отстойника v
, мм/с |
8 |
| Глубина проточной части (высота зоны охлаждения) отстойника Н
, м |
3,0 |
| Тип отстойника | вертикальный |
| Характеристика взвешенных частиц | структурные тяжелые взвешенные вещества |
| Температура сточной воды Т
, о С |
20 |
| Допустимая конечная концентрация взвешенных частиц в осветленной воде Ск
, г/м3 |
100 |
| Коэффициент неравномерности поступления сточных вод в отстойник | 2,0 |
| Коэффициент, зависящий от типа отстойника (для вертикальных отстойников) k
|
0,35 |
| Коэффициент, учитывающий влияние температуры сточной воды на ее вязкость a
|
1,0 |
| Высота эталонного цилиндра h
, м |
0,5 |
| Коэффициент, зависящий от свойств взвешенных веществ (структурных тяжелых) n
|
0,6 |
Необходимо:
1. Рассчитать время осветления сточных вод от взвешенных частиц, основные размеры отстойника и массу уловленного осадка;
2. Определить основные размеры отстойников;
3. Определить массу уловленного осадка.
Решение:
1. Рассчитаем время осветления сточных вод от взвешенных частиц, основные размеры отстойника и массу уловленного осадка:
1) Определим необходимый эффект осветления сточной воды, Э
, %,:
, (12)
.
2) определим секундный расчетный расход сточных вод, м3
/с,
, (13)
(м3
/с).
2. Рассчитаем условную гидравлическую крупность uo
, мм/с, по формуле:
(14)
t
- продолжительность отстаивания в эталонном цилиндре, c, соответствующая необходимому эффекту осветления Э, %: Э = 75% t≈ 255 с.
w
- вертикальная турбулентная составляющая скорости движения воды, мм/с, препятствующая выпаданию взвешенных частиц в осадок (при исходных значениях v
величина w
близка к нулю).
(мм/с)
2. Определим основные размеры отстойников:
1) радиус вертикальных отстойников R
, м, рассчитаем по формуле:
, (15)
(м).
2) ширину В
, м, и длину L
, м, горизонтальных отстойников рассчитаем по формулам:
; (16)
, (17)
ko
- коэффициент объемного использования (принимается ko
= 0,5).
(м),
(м).
3. Определим массу уловленного осадка, т/сутки, по формуле:
МОС
= 1,2 · СН
· Э · Q · 10-8
, (18)
Мос
= 1,2 · 400 · 75 · 20 · 10-8
= 72 · 10-4
(т/сутки).
Список литературы
1. Вадченко В. ., Васин В К., Бекасов В. И. Основы общей экологии: Уч. пос. – М.: РГОТУПС, 2000.
2. Зубрев Н.И., Бекасов В. И. Пути снижения загрязнения воздушной среды на железнодорожном транспорте. Уч. пос. (с примерами решения задач). М., ВЗИИТ, 1993.
3. Маслов Н.Н., Коробов Ю. И. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. – М.: Транспорт, 1996.
4. Охрана окружающей среды при обезвреживании радиоактивных отходов. М., Энергоатомиздат, 1989.
5. Реймерс Н.Ф. Экология. Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. – М.: Россия молодая, 1994.
6. Сидоров Ю.П., Рассказов С. В. Экология (курс лекций): Учеб. пос. - М.: РГОТУПС, 2005, 107 с.
7. Чистякова С.Б. Охрана окружающей среды. М.: Стройиздат, 1988.