Федеральне агентство з освіти
Волзький Гуманітарний інститут
(Філія)
Волгоградського державного університету
Завдання
Виконала:
студентка 3-го курсу
заочного відділення
групи ПдЗ-272
Пронекіна Яна
Перевірив Єгоров Г. Г.
Волзький, 2010
Варіант 33. Завдання
1. Вихідні дані:
Фонова концентрація шкідливої речовини в приземному повітрі З ф, мг / м 3
| 0,01
|
Маса шкідливої речовини, що викидається в атмосферу, М, м / с
| 0,4
|
Обсяг газоповітряної суміші, що викидається з труби, Q, м 3 / с
| 3,1
|
Різниця між температурою викидається суміші і температурою навколишнього повітря D Т, о С
| 16
|
Висота труби Н, м
| 25
|
Діаметр устя труби D, м
| 0,8
|
Викидаються шкідливі речовини
| діоксид азоту (NO 2)
|
Коефіцієнт, що залежить від температурної стратифікації атмосфери і визначає умови вертикального і горизонтального розсіювання шкідливих речовин в атмосферному повітрі, А
| 200
|
Безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферному повітрі, F
| 1
|
Безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу місцевості, h
| 1
|
Гранично допустима концентрація (ГДК), середньодобова, мг / м 3
| 0,04
|
Необхідно:
1. Розрахувати величину максимальної концентрації шкідливої речовини у земної
поверхні, що прилягає до промислового підприємства, розташованого на рівній місцевості, при викиді з труби нагрітої газоповітряної суміші;
2. Визначити фактичну концентрацію шкідливої речовини біля поверхні землі з урахуванням фонового
забруднення повітря;
3. Дати оцінку розрахованого рівня
забруднення повітря у приземному шарі промисловими викидами шляхом
порівняння з середньодобовою гранично допустимою концентрацією (ГДК).
Рішення:
1. Максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини
С м, мг / м
3, при викиді нагрітої газоповітряної суміші з одиночного джерела при несприятливих метеорологічних умовах визначаємо за формулою:
(1)
Для визначення
С м необхідно:
1) розрахувати середню швидкість
w 0, м / с, виходу газоповітряної суміші з устя джерела викиду:
, (2)
(М / с).
2) значення коефіцієнтів
m і
n визначити в залежності від параметрів
f і
v м, м / с:
, (3)
(4)
(М / с);
(М / с).
3) коефіцієнт
m визначити в залежності від
f за формулою:
; (5)
.
коефіцієнт
n визначити в залежності від величини
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,
тому
n = 0,532 · (0,82)
2 - 2,13 · 0,82 + 3,13 = 1,74.
Отже,
(Мг / м
3). 2. Визначимо фактичну концентрацію шкідливої речовини біля поверхні землі з урахуванням фонового забруднення повітря:
З
м = З
ф + С
факт, (6)
З
м - максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини,
З
ф - фонова концентрація шкідливої речовини в приземному повітрі.
Тоді
З
факт = С
м - З
ф, З
факт = 0,05 - 0,01 = 0,04 (мг / м
3). 3.
Відповідно до ГОСТом для кожного проектованого і діючого промислового підприємства встановлюється ПВД шкідливих речовин в атмосферу за умови, що викиди шкідливих речовин від даного джерела в сукупності з іншими
джерелами не створять приземную концентрацію, яка перевищує ГДК.
З
м + З
факт ≤ ГДК, тобто
З
м + З
факт ≤ 0,04.
Отже, 0,05 + 0,04 = 0,09> 0,04.
Таким чином, викиди шкідливих речовин від даного джерела в сукупності з іншими джерелами створюють приземную концентрацію, яка перевищує ГДК.
Необхідно знижувати
забруднення атмосфери від промислових викидів шляхом:
- Вдосконалення технологічних
процесів;
-
Здійснення герметизації технологічного обладнання;
- Застосування пневмотранспорту;
- Будівництва різних очисних споруд.
6. Вихідні дані:
Кількість оброблюваних цистерн на добу N, шт.
| 150
|
Витрата води на промивання однієї цистерни Р ц, м 3
| 17
|
Швидкість руху води в відстойної зоні нефтеловушки, v в, м / с
| 0,003
|
Глибина проточної частини відстойної зони нефтеловушки H, м
| 2,2
|
Найменший розмір уловлюваних часток нафтопродуктів в стічній воді r год, 10 - 6 м
| 40
|
Початкова концентрація нафтопродуктів у воді очищується C н, г / м 3
| 780
|
Коефіцієнт нерівномірності надходження води, що очищається k н
| 1,5
|
Число секцій у нафтоуловлювач n
| 3
|
Допустима концентрація нафтопродуктів на виході нефтеловушки C к, г / м 3
| 150
|
Температура оборотної води, що подається до нафтоуловлювач, ° С
| 20
|
Щільність частинок нафтопродуктів r год, кг / м 3
| 800
|
Щільність води r п кг / м 3
| 1000
|
Кінематична в'язкість води, що залежить від температури (для 20 ° С) g, м 2 / с
| 10 -6
|
Необхідно:
1. Визначити основні розміри нефтеловушки, використовуваної в якості першого ступеня
очищення води в оборотній системі водопостачання промивально-пропарювальної станції, і ефективність її
роботи;
2. Визначити ефективність роботи нефтеловушки.
Рішення:
1.
Розрахуємо основні розміри нефтеловушки:
1) Визначимо максимальний секундний витрата води, м
3 / с через одну секцію нефтеловушки за формулою:
, (7)
(М
3 / с)
2) Визначимо необхідну ширину
В, м, кожної секції нефтеловушки з умови пропуску
Q max за формулою:
, (8)
(М)
3) для попереднього розрахунку розмірів нефтеловушки допустимо ламінарний
характер потоку води ввідстойної зоні при постійних швидкостях руху води
v в і спливання часток нафтопродуктів
v год. Швидкість спливання часток нафтопродуктів
v ч, м / с, знайдемо з умови рівності виштовхувальної
Архімедова сили і сили в'язкого опору води за формулою:
, (9)
де
g - прискорення вільного падіння,
g = 9,8 м / с
2; r ч, r в -
відповідно густини частинок нафтопродуктів і води, кг / м
3; (М / с).
4) довжина відстойної зони нефтеловушки
L, м, визначається з умови рівності часу спливання нефтечастіц на поверхню і часу проходження потоку води ввідстойної зоні:
, (10)
(М).
5) з урахуванням реальних турбулентних процесів, що відбуваються в нафтоуловлювач, дійсна швидкість спливання нефтечастіц буде дорівнює:
v ч ¢ =
v ч -
w, (11)
де
w - вертикальна турбулентна складова швидкості, м / с;
w = 0,04
v в, w = 0,04 · 0,003 = 0,00012 (м / с).
Тоді
v ч ¢ = 0,0028 - 0,00012 = 0,00268 (м / с).
6) уточнимо довжину відстойної зони нефтеловушки за формулою:
(12)
(М).
2. Ефективність роботи нефтеловушки щодо зменшення концентрації нафтопродуктів у воді очищується визначимо за формулою
, (13)
де
е - число Ейлера, е = 2,7,
3. Обчислимо фактичну концентрацію нафтопродуктів на виході нефтеловушки, г / м
3: C ф = С
н (1-h), (14)
C ф = 780 · (1 - 0,72) = 218,4 (г / м
3). Порівняємо C ф з допустимою за умовами задачі
С до: 218> 150 в 1,5 рази,
тобто нафтоуловлювач не справляється з
очищенням води в оборотній системі водопостачання промивально-пропарювальної станції на першого ступеня.
Необхідно очищати нафтоуловлювач і відстійники регулярно не рідше одного разу на 5-7 днів. У фільтро-нейтралізаторах систематично повинен замінюватися фільтруючий
матеріал,
періодичність повинна встановлюватися на підставі аналізів проб профільтрованої води і мийних розчинів.
8. Вихідні дані:
Витрата води водоймища в створі біля місця випуску стічних вод Q, м 3 / с
| 15
|
Витрата стічних вод, що скидаються у водоймище, q, м 3 / с
| 0,16
|
Середня глибина водойми Н ср, м
| 2,5
|
Середня швидкість течії води у водоймищі v ср, м / с
| 0,27
|
Концентрація зважених речовин у стічних водах, що надходять на очисну станцію, C, г / м 3
| 240
|
Концентрація зважених речовин у водоймі до ви-пуску стічних вод C в, г / м 3
| 0,24
|
Допустиме санітарними нормами збільшення вмісту завислих речовин у водоймі після спуску стічних вод (для даного водоймища I категорії водокористування) p, м / м 3.
| 0,25
|
Коефіцієнт, що характеризує місце розташування випуску стічних вод (берегової випуск) x
| 1
|
Коефіцієнт звивистості русла, j
| 1,5
|
Відстань від місця випуску стічних вод до розрахункового створу L, м
| 1000
|
Необхідно:
1. Визначити необхідний ступінь очищення промислових стічних вод від забруднюючих зважених речовин;
Рішення:
1. Для визначення необхідного ступеня очищення стічних вод від забруднюючих завислих речовин необхідно розрахувати допустиму концентрацію завислих речовин в очищених стічних водах перед випуском їх у водойму
C доп, м / м
3. Ця концентрація повинна задовольняти умові
C доп £
C в +
n · p, 1) для визначення кратності розбавлення:
, (15)
необхідно розрахувати:
а) коефіцієнт турбулентної дифузії:
, (16)
;
б) коефіцієнт, що враховує вплив гідравлічних факторів змішання стічних вод:
, (17)
;
в) коефіцієнт змішування стічних вод з водою ставка розраховуємо за формулою:
, (18)
де
, (19)
,
Отже,
C доп £ 0,24 + 36,625 · 0,25,
C доп £ 9,4 (г / м
3). 2.
Порівняємо З доп з концентрацією завислих речовин
С у стічних водах, що надходять на очисну станцію. 9,4 <240,
Тоді розрахуємо необхідну ступінь очищення стічних вод від зважених домішок Е,%:
, (20)
.
4. Всі
стічні води підприємства повинні підлягати очищенню від шкідливих речовин перед скиданням у водойму. Для виконання цих вимог застосовують механічні, хімічні,
біологічні, а також комбіновані методи очищення.
Склад очисних споруд вибирають залежно від характеристики і кількості вступників на очищення стічних вод, необхідного ступеня їх очищення, методу використання їх осаду і від інших місцевих умов згідно з БНіП.
Відстійники вибирають з урахуванням продуктивності станцій очищення стічних вод: до 20 000 м
3 / доб вертикальні, понад 15 000 м
3 / доб горизонтальні, понад 2 000 м
3 / доб радіальні, до 10 000 м
3 / доб двоярусні.
Для даної ступеня очищення стічних вод вигідно використовувати вертикальний відстійник. Освітлювачі спроектувати у вигляді вертикальних відстійників з внутрішньою камерою флокуляції з природною аерацією за рахунок різниці рівнів води в розподільній чаші та освітлювачі.
Можна також застосувати флотаційні установки (імпеллерние і напірні), які рекомендовані для видалення із стічних вод нафтопродуктів, жирів, волокон мінеральної вати, азбесту, вовни та інших нерозчинних у воді речовин.
Можлива також установка високонавантажувані біофільтрів.