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:

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 < 0,82
< 2) n = 0,532 v_м ² — 2,13 v_м
+ 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:

С_м = С_ф + С_факт,
(6)

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 = 0,05 – 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.

С_м + С_факт ≤
ПДК, т.е.

С_м + С_факт ≤
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:

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)

(м³/с)

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

 , (8)

(м)

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

Скорость всплытия частиц
нефтепродуктов v_ч, 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;

r_ч, 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:

v_ч¢ = v_ч — w , (11)

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

w = 0,04v_в,

w = 0,04 · 0,003 = 0,00012 (м/с).

Тогда v_ч¢ = 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:

C_ф = С_н(1-h), (14)

C_ф = 780 · (1 — 0,72) = 218,4 (г/м³).

Сравним C_ф с
допустимой по условиям задачи С_к:

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:

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 C_доп, г/м³. Эта концентрация
должна удовлетворять условию

C_доп £ C_в + 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,

C_доп £ 0,24 + 36,625 · 0,25,

C_доп £ 9,4 (г/м³).

2. Сравним С_доп 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.