Концентрация вредного вещества. Основные размеры отстойников

---

11

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 вредного вещества в приземном воздухе Сф, мг/м3	0,01
Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, М, г/с	0,7
Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, Q, м3/с	2,9
Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха Т, оС	13
Высота трубы Н, м	24
Диаметр устья трубы D, м	0,9
Выбрасываемые вредные вещества	оксид азота (NO)
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,	1
Предельно допустимая концентрация (ПДК), среднесуточная, мг/м3	0,06

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 С_м, мг/м³, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определяем по формуле:

(1)

Для определения С_м 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 v_м, 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 < 0,76 < 2) n = 0,532 v_м ² - 2,13 v_м + 3,13,

поэтому n = 0,532 · (0,76)² - 2,13 · 0,76 + 3,13 = 1,82.

Итак,

(мг/м³).

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

С_м = С_ф + С_факт,

С_м - максимальное значение приземной концентрации вредного вещества,

С_ф - фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе.

Тогда С_факт = С_м - С_ф,

С_факт = 0,10 - 0,01 = 0,09 (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.

С + С_факт ? ПДК, т.е.

С + С_факт ? 0,06.

Итак, 0,10 + 0,09 = 0,19 > 0,06

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.

2. Исходные данные:

Фоновая концентрация пыли в приземном слое атмосферы Сф, мг/м3	0,08
Количество пыли, выбрасываемое в атмосферу, М, г/с	2,2
Объем воздуха, выбрасываемого из шахты, Q, м3/с	5,8
Высота шахты Н, м	33
Эффективный диаметр устья шахты D, м	1,9
Выбрасываемые вредные вещества	неорганическая пыль
Максимальная разовая предельно допустимая концентрация пыли в воздухе, ПДК, мг/м3	0,5
Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, А	200
Коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для пыли при отсутствии очистки), F	3
Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности,	1

Необходимо:

1. Рассчитать предельно допустимый выброс пыли в атмосферу из вентиляционной шахты;

2. Рассчитать величину максимально допустимой концентрации пыли в выбросах около устья шахты;

3. Сравнить ПДВ с заданным выбросом пыли M и дать оценку загрязнения воздуха у поверхности земли на соответствие требованиям санитарных норм.

Решение:

1. Предельно допустимый выброс ПДВ, г/с, холодного вредного вещества в атмосферу из одиночного источника, при котором концентрация его в приземном слое не превышает предельно допустимую концентрацию, определяется по формуле

, (6)

Для определения ПДВ необходимо:

1) рассчитать среднюю скорость w₀, м/с:

, (7)

(м/с).

2) определить параметр v_м, м/с:

, (8)

(м/с).

3) коэффициент n определить в зависимости от величины v_м:

при v_м < 0,5 (0,15 < 0,5) n = 4,4 v_м ,

тогда n = 4,4 · 0,15 = 0,66.

Итак,

(г/с).

2. Для возможности сравнения с фактической (измеряемой приборами) рассчитаем величину максимально допустимой концентрации пыли в выбросах около устья шахты:

, (9)

(г/м³).

3. Сравним ПДВ с заданным выбросом пыли M:

2,74 > 2,2 (ПДВ > М).

Значения выбросов пыли не превышают установленные нормативы, то есть существенного влияния на загрязнение окружающей среды выброс пыли не производит.

3. Исходные данные:

Объем сточных вод, подлежащих очистке, Q, 103 м3/сутки	15
Начальная концентрация взвешенных частиц в сточной воде Сн, г/м3	500
Средняя скорость потока в рабочей зоне отстойника v, мм/с	7
Глубина проточной части (высота зоны охлаждения) отстойника Н, м	1,8
Тип отстойника	вертикальный
Характеристика взвешенных частиц	мелкодисперсные минеральные вещества
Температура сточной воды Т, оС	25
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	0,9
Высота эталонного цилиндра h, м	0,5
Коэффициент, зависящий от свойств взвешенных веществ (для мелкодисперсных минеральных) n	0,4

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, %,:

, (10)

.

2) определим секундный расчетный расход сточных вод, м³/с,

, (11)

(м³/с)

2. Рассчитаем условную гидравлическую крупность u_o, мм/с, по формуле:

(12)

t - продолжительность отстаивания в эталонном цилиндре, c, соответствующая необходимому эффекту осветления Э, %: Э = 80% t = 1920 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:

, (11)

(м).

2) ширину В, м, и длину L, м, горизонтальных отстойников рассчитаем по формулам:

; (12)

, (13)

k_o - коэффициент объемного использования (принимается k_o = 0,5).

(м),

(м).

3. Определим массу уловленного осадка, т/сутки, по формуле:

М_ОС = 1,2 · С_Н · Э · Q · 10^-8, (14)

М_ос = 1,2 · 500 · 80 · 15 · 10^-8 = 72 · 10^-4 (т/сутки).

Список литературы

1. Вадченко В. Г., 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.