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 С ф, мг/м30,01
Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, М, г/с0,4
Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, Q, м3 /с3,1
Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха DТ, о С16
Высота трубы Н, м25
Диаметр устья трубы D, м0,8
Выбрасываемые вредные веществаДиоксид азота (NO2 )
Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, А200
Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, F1
Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, h1
Предельно допустимая концентрация (ПДК), среднесуточная, мг/м30,04

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 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 w 0 , 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 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:

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 Р ц, м317
Скорость движения воды в отстойной зоне нефтеловушки, v в, м/с0,003
Глубина проточной части отстойной зоны нефтеловушки H, м2,2
Наименьший размер улавливаемых частиц нефтепродуктов в сточной воде r ч, 10-6 м40
Начальная концентрация нефтепродуктов в очищаемой воде C н, г/м3780
Коэффициент часовой неравномерности поступления очищаемой воды k н1,5
Число секций в нефтеловушке n3
Допустимая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки C к, г/м3150
Температура оборотной воды, подаваемой в нефтеловушку, °С20
Плотность частиц нефтепродуктов r ч, кг/м3800
Плотность воды r в, кг/м31000
Кинематическая вязкость воды, зависящая от температуры (для 20 °С) g, м2 /с10-6

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 v в и всплытия частиц нефтепродуктов v ч.

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 ;

R ч, r в – 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 /с15
Расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, q, м3 /с0,16
Средняя глубина водоема Нср, м2,5
Средняя скорость течения воды в водоеме vср, м/с0,27
Концентрация взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на очистную станцию, C, г/м3240
Концентрация взвешенных веществ в водоеме до вы-пуска сточных вод Cв, г/м30,24
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) x1
Коэффициент извилистости русла, j1,5
Расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа L, м1000

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.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...
Максимальная концентрация вредного вещества. Степень очистки промышленных сточных вод