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
|
0,01 |
Масса вредного
|
0,4 |
Объем
|
3,1 |
Разность между
|
16 |
Высота трубы Н,
|
25 |
Диаметр устья
|
0,8 |
Выбрасываемые вредные вещества |
диоксид азота
|
Коэффициент,
|
200 |
Безразмерный
|
1 |
Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, h |
1 |
Предельно
|
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
|
17 |
Скорость движения
|
0,003 |
Глубина проточной
|
2,2 |
Наименьший
|
40 |
Начальная
|
780 |
Коэффициент
|
1,5 |
Число секций в
|
3 |
Допустимая
|
150 |
Температура оборотной воды, подаваемой в нефтеловушку, °С |
20 |
Плотность
|
800 |
Плотность воды
|
1000 |
Кинематическая
|
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)
(м3/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
|
15 |
Расход сточных
|
0,16 |
Средняя
|
2,5 |
Средняя
|
0,27 |
Концентрация
|
240 |
Концентрация
|
0,24 |
Допустимое
|
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.