Контрольная: Строение атмосферы, гидросферы и литосферы

Контрольная: Строение атмосферы, гидросферы и литосферы

где k — коэффициент, зависящий от формы и состояния поверхно­сти частиц.

Экспериментальные исследования показали, что в зависимости от вида частиц, их

формы, размеров и состояния поверхно­сти величина коэффициента k составляет

1,2...2,3.

Очистку сточных вод отстаиванием осуществляют в песколовках и отстойниках.

Песколовки применяют для выделения частиц песка (стоки литейных цехов),

окалины (стоки кузнечно-прессовых и про­катных цехов) и т.д. В зависимости

от направления движения сточной воды песколовки делят на горизонтальные с

прямолиней­ным и круговым движением воды, вертикальные и аэрируемые

пес­коловки.

В горизонтальной песколовки с прямолинейным движением сточной воды, вода

поступает в песко­ловку через входной патрубок. Оседающие в процессе движения

воды твердые частицы скапливаются в шламосборнике и на дне песколовки, а

очищенная сточная вода через выходной патрубок направляется для дальнейшей

обработки. Удаление осадка из пес­коловок осуществляют, как правило,

ежесуточно. Глубину h1 выби­рают из условия

: где — время

движения воды в песколовке, составляет обычно 30...100 с. Длину песколовки

определяют по формуле

, где =0,15...0,3

м/с — скорость движения воды в песколовке; k=1,3...1,7 — коэффициент,

учитывающий влия­ние турбулентности и неравномерности скоростей движения

сточной воды в песколовке. Ширину В песколовки определяют с учетом

реализации заданного расхода сточных вод (Q);

, где n — число секций в песколовке.

Расчет вертикальных песколовок заключается в определении требуемой ее глубины

в предположении ,

где =0,03...0,04

м/с — вертикальная составляющая скорости движения воды; время пребывания

сточной воды в песколовке для практиче­ских расчетов принимают 120 с.

Для разделения твердых частиц по фракционному составу или по плотности применяют

аэрируемые песколовки, в состав которых входят входная труба, воздуховод,

воздухораспредели­тели, выходная труба, шламосборник с отверстием для уда­ления

шлама. Крупные фракции осаждаются, как и в горизонталь­ных песколовках. Мелкие

же частицы, обволакиваясь пузырьками воздуха, всплывают наверх и с помощью

скребковых механизмов удаляются с поверхности. Длина таких песколовок

. Время пребывания сточ­ной воды в песколовке составляет 30...90 с,

=0,l...0,2 м/с, удель­ный расход аэрируемого воздуха 0,00083...0,0014 м3

/(м2*с).

Отстойники использу­ют для выделения из сточных вод твердых час­тиц размером

менее 0,25 мм. По направлению дви­жения сточной воды в отстойниках последние

делят на горизон­тальные, вертикальные, радиальные и комбинированные.

При расчете отстойников определяют его длину и высоту. Суще­ствует несколько

методов расчета длины отстойников, отличающих­ся физической моделью течения

жидкости в нем с учетом завихре­ний жидкости, осаждения частиц и т.п.

Расчетная схема горизонтального отстойника, предложенная А. И. Жуковым. Здесь

отстойник по длине разбит на три зоны: в первой зоне длиной l1

наблюдается неравномерное распределение скоростей по глубине потока. Длина этой

зоны , где ho

— высота движущегося слоя в начале отстойника, принима­ется равной 0,25 Н;

k= (0,018 - 0,02).

Во второй зоне длиной l2 скорость потока считается постоянной. При

движении в этой зоне большая часть частиц загрязнений долж­на осесть в иловую

часть отстойника, поэтому

, где h1 — максимально возможная высота подъема частицы в первой

зоне. В третьей зоне длиной l3 скорость потока увеличивается, и

ус­ловия осаждения частиц ухудшаются. Длина этой зоны определя­ется по формуле

, где — угол

сужения потока жидко­сти в выходной части отстойника, принимается равным 25 -

30°.

Для расчета длины отстойника L=l1+l2+l3 должны

быть за­даны: расход сточной воды и геометрические размеры поперечно­го сечения

отстойника.

Схема вертикального отстойника. В нем очищаемая сточная вода поступает по

трубопроводу в кольцевую зону, образованную цилиндрической перегородкой и

корпусом отстойника. В процессе вертикального движения сточ­ная вода встречает

на своем пути отражательное кольцо, направ­ляющее поток воды во внутреннюю

полость перегородки, а твер­дые частицы оседают в шламосборник.

Очищенная сточная вода поступает в кольцевой водосборник и через трубопровод

выво­дится из отстойника. Осадок, скапливающийся в шламосборнике, периодически

удаляется из него через трубопровод. При заданном расходе очищаемой

сточной воды геометрические размеры отстой­ника выбирают таким образом, чтобы

скорость движения сточной воды в кольцевой зоне не превышала скорость оседания

твердых частиц в воде. Вертикальные отстойники используют для выделе­ния

окалины из сточных вод кузнечно-прессовых и прокатных цехов.

Широкое применение для очистки производственных сточных вод на больших заводах

находят радиальные отстойники, обладающие высокой производительностью.

Очищаемая сточная вода по входному патрубку с расширяющимся диаметром сечения

на выходе поступает в отстойник и движется в радиальном направлении. Увеличение

выходного диаметра патрубка обеспечи­вает при заданном расходе уменьшение

скорости истечения сточ­ной воды из трубопровода и, следовательно, увеличение

вероятно­сти ламинарного осаждения твердых частиц в отстойнике. Очищен­ная

сточная вода по отводящим трубопроводам направляется для дальнейшей обработки,

а шлам направляется в шламосборник вращающимся скребком и через канал

периодически удаляется из отстойника. Диаметр отстойника рассчитывают по

скорости осаждения наиболее мелких твердых частиц

, за­держиваемых в отстойнике

. На промышленных предприятиях используют радиальные отстойники конструкции

ВНИИ ВОДГЕО производительностью 0,2...0,362 м3/с.

Отделение твердых примесей в поле действия центробежных сил

осуществляется в открытых или напорных гидроциклонах и центри­фугах. Открытые

гидроциклоны применяют для отделения из сточных вод крупных твердых частиц со

скоростью осаждения более 0,02 м/с. Преимущества открытых гидроциклонов перед

напорны­ми — большая производительность и малые потери напора, не пре­вышающие

0,5кПа. Эффективность очистки сточных вод от твердых частиц в гидроциклонах

зависит от характеристик примесей (вида материала, размеров и формы частиц и

др.), а также от конструк­ционных и геометрических характеристик самого

гидроциклона.

Схема открытого гидроциклона. Он состоит из входного патрубка, кольцевого

водослива, трубы для отвода очищенной воды и шламоотводящей трубы. Кроме

ука­занной схемы известны гидроциклоны с нижним отводом очи­щенной воды и

циклоны с внутренней цилиндрической перего­родкой.

Производительность открытого гидроциклона QV=0.785*qD2,

где D — диаметр цилиндрической части гидроциклона;

q — удель­ный расход воды, определяемый по формуле

; для откры­тых гидроциклонов с внутренней цилиндрической перегородкой

.

При проектировании открытых гидроциклонов рекомендуются следующие значения

геометрических характеристик: D=2...l0 м; высота цилиндрической части H=D;

диаметр входного отверстия d=0,1D (при одном отверстии), при двух входных

отверстиях d=0,0707D; угол конической части

=60°.

Напорные гидроциклоны по конструкции аналогичны циклонам для очистки газов от

твердых частиц. Их производи­тельность определяют по формуле

, где

k — коэф­фициент, зависящий от условий входа сточной воды в гидроциклон;

для гидроциклонов с диаметром D цилиндрической части 0,125...0,6 м и

углом конической части 30° значение k=0,524;

— перепад дав­лений воды в гидроциклоне;

— плотность очищаемой сточной воды.

Фильтрование сточных вод предназначено для очистки их от тонкодисперсных

твердых примесей с небольшой концентрацией. Процесс фильтрования применяется

также после физико-химиче­ских и биологических методов очистки, так как

некоторые из этих методов сопровождаются выделением в очищаемую жидкость

ме­ханических загрязнений. Для очистки сточных вод предприятий ис­пользуют

два класса фильтров: зернистые, в которых очищаемую жидкость пропускают через

насадки несвязанных пористых мате­риалов, и микрофильтры, фильтроэлементы

которых изготовлены из связанных пористых материалов.

В зернистых фильтрах широко используют в качестве фильтроматериалов кварцевый

песок, дробленый шлак, гравий, антрацит и т.п. Зернистые фильтры

изготавливают однослойными и мно­гослойными.

Схема каркасно-насыпного фильтра. Очищаемая сточная вода поступает по

коллектору и через отверстия в нем равномерно распределяется по сечению

фильтра. Нисходящий поток сточной воды проходит через слои гравия и песка,

через перфорированное днище, установлен­ное на поддерживающем слое гравия и

через трубопровод от­водится из фильтра. Регенерацию фильтра осуществляют

продувкой сжатого воздуха, подаваемого в фильтр по трубопроводу, с

последующей обратной промывкой водой через вентиль. Скорость фильтрования в

данном фильтре составляет 0,0014...0,002 м/с для сточной воды, поступающей в

фильтр из циклона или отстой­ника; для сточной воды, поступающей в фильтр

после биологиче­ской очистки, — не более 0,0028 м/с.

Схема зернистого фильтра для очистки больших расходов сточных вод от твердых

примесей. Сточная вода по трубопроводу поступает в корпус фильтра и проходит

через фильтровальную загрузку из частиц мраморной крошки, шунгизита и т.п.

расположенную между пористыми перегородка­ми. Очищенная от твердых

частиц сточная вода скапливает­ ся в объеме, ограниченном пористой

перегородкой, и выводится из фильтра через трубопровод. По мере

осаждения твердых частиц в фильтровальном материале перепад давления на фильтре

увеличивается и при достижении предельного значения перекрыва­ется входной

трубопровод и по трубопроводу подается сжатый воздух, вытесняя из

фильтровального слоя воду и твердые частицы в желоб, которые через трубопроводы

и выводятся из фильтра. Достоинством конструкции фильтра являются развитая

поверхность фильтрования, простота и высокая эффективность.

Для очистки сточных вод кузнечно-прессовых и прокатных цехов от

ферромагнитных примесей применяют электромагнитные фильт­ры, в которых

используют пондермоторные силы взаимодействия между намагниченной

фильтровальной загрузкой и ферромагнитными примесями сточной воды. Исходная

сточная вода через трубопровод поступает в корпус из немагнитного материала,

проходит через ограничительную решетку, фильтровальную загрузку из

ферромагнитных частиц с толщиной слоя 0,15...0,2 м; опорную решетку и

выводится из фильтра по трубопроводу. На­магничивание фильтровальной загрузки

осуществляют магнитным полем, создаваемым катушкой индуктивности с

ферромагнитным сердечником. Эффективность очистки сточных вод от

ферромагнит­ ных и немагнитных примесей составляет соответственно 95...98 и

40...60%. Регенерацию фильтра осуществляют при выключенном электромагнитном

поле неочищенной сточной водой в направлении фильтрования или в обратном

направлении чистой водой.

Очистка сточных вод от маслопродуктов в зависимости от их состава и

концентрации осуществляется на предприятиях отстаиванием, обработкой в

гидроциклонах, флотаци­ей и фильтрованием.

Отстаивание основано на закономерностях всплывания маслопродуктов в воде

по тем же законам, что и осаждение твердых час­тиц. Процесс отстаивания

осуществляется в отстойниках и маслоловушках. При проектировании очистных

сооружений предусматри­вают использование отстойников как для осаждения твердых

частиц, так и для всплывания маслопродуктов. При этом расчет длины отстойника

проводят по скорости осаждения твердых частиц и по скорости всплывания

маслопродуктов и принимают макси­мальное из двух значений.

Конструкция маслоловушек аналогична конструкции горизонтального отстойника. При

среднем времени пребывания сточной воды в маслоловушке, равном двум часам,

скорость ее движения составляет 0,003...0,008 м/с. В результате отстаивания

маслопродукты, содержащиеся в воде, всплывают на поверхность, откуда удаля­ются

маслосборным устройством. Для расчета маслоловушек необ­ходимо знать скорость

всплывания маслопродуктов, которую оп­ределяют по формуле

, и расход сточной воды. Тогда расчет сводится к определению геометрических

размеров ловушки и вре­мени отстаивания сточной воды.

Для очистки концентрированных маслосодержащих сточных вод предприятий, например

стоков охлажда­ющих жидкостей металлорежущих станков, широко применяют

обработку сточных вод специальными реагентами, способствующи­ми коагуляции

примесей в эмульсиях. В качестве реагентов исполь­зуют Na2C03

, H2SO4, NaCl, Al2(S04)3,

смесь NaCl и Al2(S04)3 и др.

Отделение маслопродуктов в поле действия центробежных сил осуществляют в

напорных гидроциклонах. При этом целесообраз­нее использовать напорный

гидроциклон для одновременного выде­ления и твердых частиц и маслопродуктов,

что необходимо учиты­вать в конструкции гидроциклона.

Схема напорного гидроциклона, предназначенного для очистки сточной воды от

металлической окалины и масла. Исходная сточная вода через установленный

тангенциально по отношению к корпусу гидроциклона входной трубопровод поступает

в гидроциклон. Вслед­ствие закручивания потока сточной воды твердые частицы

отбрасываются к стенкам гидроциклона и стекают в шламосборник, откуда

периодически удаляются. Сточная вода с содержащимися в ней маслопродуктами

движется вверх, при этом вследствие мень­шей плотности маслопродуктов они

концентрируются в ядре закрученного потока, который поступает в приемную

камеру, и через трубопровод выво­дятся из гидроциклона для последую­щей

утилизации. Сточная вода, очи­щенная от твердых частиц и маслопродуктов,

скапливается в камере, откуда через трубопровод отводится для дальнейшей

очистки. Регулируемое гидравлическое сопротивление пред­назначено для выпуска

воздуха, кон­центрирующегося в ядре закрученно­го потока очищаемой сточной

воды. Указанные гидроциклоны используют для очистки сточных вод

сортопрокат­ного цеха с концентрацией твердых частиц и маслопродуктов

соответст­венно 0,13...0,16 и 0,01...0,015 кг/мЗ и эффективностью их

очистки около 0,70 и 0,50. При расходе очищаемой сточной воды 5 м3

/час перепад давлений в гидроциклоне составляет 0,1 МПа.

Очистка сточных вод от маслопримесей флотацией заключается в

интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц

пузырьками воздуха, подаваемого в сточ­ную воду. В основе этого про­цесса лежит

молекулярное слипание частиц масла и пузырь­ков тонкодиспергированного в воде

воздуха. Образование агрегатов “частица — пузырьки воздуха” зависит от

интенсив­ности их столкновения друг с другом, химического взаимо­действия

находящихся в воде веществ, избыточного давления воздуха в сточной воде и т.п.

В зависимости от способа образования пузырьков воздуха различают несколько

видов флотации: напорную, пневматическую, пенную, химическую, био­логическую,

электрофлотацию и т.д.

Схема флотационной пневматической установки, предназначенной для очистки сточных

вод от маслопродуктов, поверхностно-активных и органических веществ, а также от

взвешенных частиц малых размеров. Исходная сточная вода по тру­бопроводу и

отверстия в нем равномерно поступает во флотатор. Одновременно по

трубопроводу подается сжатый воздух, ко­торый через насадки из пористого

материала в виде мельчайших пузырьков равномерно распределяется по сечению

флотатора. В процессе всплывания пузырьки воздуха обволакивают частицы

маслопродуктов, поверхностно-активных веществ и мелких твердых частиц,

увеличивая скорость их всплывания. Образующая­ся таким образом пена

скапливается между зеркалом воды и крыш­кой флотатора, откуда она отсасывается

центробежным вентиля­тором в пеносборник и через трубопровод направляется для

обработки пены и извлечения из нее маслопродуктов. В процессе вертикального

движения сточной воды во флотаторе содержащийся в воздухе кислород окисляет

органические примеси, а при малой их концентрации имеет место насыщение воды

кислородом. Очищенная таким образом сточная вода огибает вертикальную

перегородку и сливается в приемник очищенной воды, откуда по трубопрово­ду

подается для дальнейшей обработки.

В промышленности также используют метод электрофлотации, преимущества

которого заключаются в том, что протекающие при электрофлотации

электрохимические окислительно-восстановитель­ные процессы обеспечивают

дополнительное обеззараживание сточных вод. Кроме того, использование

алюминиевых или железных электродов обусловливает переход ионов алюминия или

железа в раствор, что способствует коагулированию мельчайших частиц за­

грязнений, содержащихся в сточной воде.

Очистка сточных вод от маслосодержащих примесей фильтрова­нием —

заключительный этап очистки. Этот этап необходим, поскольку концентрация

маслопродуктов в сточной воде на выходе из отстойников или гидроциклонов

достигает 0,01...0,2 кг/м3 и значительно превышает допустимые

концентрации маслопродуктов в водоемах. Кроме того, в оборотных системах

водоснабжения допустимое содержание маслопродуктов в сточной воде на выходе из

очистных сооружений во многих случаях меньше ПДК их в воде водоемов.

Адсорбция масел (как и любых нефтепродуктов) на поверх­ности фильтроматериала

происходит за счет сил межмолекулярного взаимодействия и ионных связей.

Существенное влияние на процесс осаждения маслопродуктов на фильтроматериал

имеют электрические явления, происходящие на поверхности раздела кварц-

водная среда, связанные с возникновением разности элек­трических потенциалов

на этой поверхности и образованием двойного электрического слоя. На процесс

адсорбции маслопродуктов влияют также и поверхностно-активные вещества (ПАВ),

содержащиеся в сточной воде.

Исследования процессов фильтрования сточных вод, содержа­щих маслопримеси,

показали, что кварцевый песок — лучший фильтроматериал. Применение реагентов

повышает эффективность очистки, однако при этом значительно возрастает

стоимость очи­стных сооружений и усложняется процесс их эксплуатации.

Обра­зующийся при этом осадок требует дополнительных устройств для его

переработки.

В качестве фильтрующих материалов кроме кварцевого песка используют доломит,

керамзит, глауконит. Эффективность очист­ки сточных вод от маслосодержащих

примесей значительно по­вышается при добавлении волокнистых материалов

(асбеста и отходов асбестоцементного производства).

Перечисленные фильтрующие материалы характеризуются рядом недостатков: малой

ско­ростью фильтрации и сложно­стью процесса регенерации. Эти недостатки

устраняются при использовании в качестве фильтроматериала вспененного

полиуретана. Пенополиуретаны, обладая большой маслопоглощательной

способностью, обеспечивают эффективность очистки до 0,97...0,99 при скоро­сти

фильтрования до 0,01 м/с, насадка из пенополиуретана легко регенерируется

механи­ческим отжиманием маслопро­дуктов.

Схема фильтра-сепаратора с фильтровальной загрузкой из частиц пенополиуретана,

пред­назначенного для очистки сточных вод от маслопродуктов и твер­дых частиц.

Сточную воду по входному трубопроводу подают под нижнюю опорную решетку.

Вода проходит через фильтро­вальную загрузку в роторе, верхнюю решетку и

очищенная от примесей переливается в приемный карман и выводится из кор­пуса

фильтра. При концентрации маслопродуктов и твердых частиц до 0,1 кг/м3

эффективность очистки составляет соответст­венно 0,92...0,98 и 0,90, а время

непрерывной эксплуатации фильт­ра — 16...24 ч. Достоинством данной конструкции

являются просто­та и высокая эффективность регенерации фильтра, для чего

вклю­чают электродвигатель. При вращении ротора с фильтроваль­ной загрузкой

частицы пенополиуретана под действием центробеж­ных сил отбрасываются к

внутренним стенкам ротора, выжимая маслопродукты из ротора, которые поступают

затем в карманы и направляются на регенерацию. Время полной регенерации

фильт­ра составляет 0,1 ч.

Схема полиуретанового фильтра для очистки сточных вод от маслопримесей. Сточная

вода по трубо­проводу поступает в распределительную камеру и через

регу­лирующий вентиль и водораспределительные окна подается в фильтр,

заполненный пенополиуретаном. Пройдя через слои фильтроматериала,

сточная вода очищается от масла и взвешен­ных веществ и через сетчатое днище

отводится по трубопро­воду. Для поддержания постоянного уровня очищаемой

воды в фильтре предусмотрена камера с регулирующим вентилем. Регенерация

частиц пенополиуретана осуществляется специ­альным устройством, установленным

на передвижной тележке, что позволяет регенерировать весь объем фильтра.

Насыщен­ные маслом частицы пенополиуретана цепным элеватором по­дают на

отжимные барабаны и, освободив от маслообразных и взвешенных веществ, вновь

подают в фильтр. Отжатые загрязне­ния по сборному желобу отводят для

дальнейшей переработки.

8. Экологические требования при размещениии и эксплуатации предприятий.

Каждое предприятие должно проходить экологическую экспертизу.

Экологическая экспертиза — система комплексной оценки всех возможных

экологических и социально-экономических по­следствий осуществления проектов и

реконструкций, направленная на предотвращение их отрицательного влияния на

окружающую среду и на решение намеченных задач с наименьшими затратами

ресурсов.

Правила определения допустимых выбросов вредных веществ промышленными

предприятиями установлены ГОСТ 17.2.3.02-78. Для проведения экологической

экспертизы при выборе площадки для строительства предприятия или при

реконструкции действующего предприятия должны быть пред­ставлены следующие

материалы:

— краткие сведения по обоснованию выбора района строи­тельства с учетом

физико-географических и метеорологических факторов, а также исходных данных,

полученных от органов Госкомгидромета, характеризующих существующие уровни

за­грязнения атмосферы;

— характеристика выбросов загрязняющих веществ предприя­тием в атмосферу,

ситуационный план района размещения пред­приятия с указанием размера

санитарно-защитной зоны;

— намеченные решения по очистке и утилизации загрязняю­щих веществ;

— упрощенные (в соответствии с ОНД-86) расчеты загрязне­ния атмосферного

воздуха;

— обоснование данных о возможных аварийных и залповых выбросах;

— нормативы ПДК загрязняющих веществ, которые будут выбрасываться в

атмосферу.

Необходимо также учитывать совместное влияние на атмос­феру загрязнений,

поступивших из различных источников.

Разработка ПДВ должна проводиться на основе современных методов расчета, с

учетом фоновых концентраций загрязнений в зоне промышленного предприятия.

Кроме того, при разработке проектной документации необходимо предусмотреть

действенный контроль за эффективностью работы очистного оборудования и за

количеством выбросов загрязняющих веществ.

На многих предприятиях велики объемы загрязнен­ного воздуха, выбрасываемого в

атмосферу установками общеоб­менной вентиляции производственных помещений и

местной вен­тиляции. Для таких источников строят вентиляционные трубы, расчет

рассеивания выбросов которых производится по ОНД-86.

Общий выброс из мелких вентиляционных источников от од­ного здания в

расчетах рассеивания за пределы предприятия можно относить к одному или

нескольким условным источникам, для каждого из которых обосновываются

значения ПДВ. Если выбросы превышают ПДВ, то должна быть предусмотрена

очист­ка выбросов до рассеивания.

На определенных стадиях технологических процессов или при аварийных ситуациях

возможны “залповые” выбросы загрязняю­щих веществ в атмосферу, ПДВ для которых

устанавливается по ОНД-86, полагая мощность источника выброса

(г/с), где — масса

выбрасываемого вредного вещества, г;

— про­должительность залпового выброса, с. Для аварийных выбросов значения ПДВ

не устанавливаются. При согласовании воздухоохранных мероприятий, намечаемых

при реконструкции предприятий, указанные сведения по выбро­сам приводятся в

сравнении с ранее существовавшими.

Проектные материалы по охране атмосферного воздуха от загрязнения должны

быть оформлены и представлены на утвер­ждение в виде отдельной книги

“Мероприятия по охране атмос­ферного воздуха от загрязнения”.

Экспертизу проектных решений осуществляет экспертный Со­вет Госкомприроды. По

результатам экологиче­ской экспертизы разработчику проекта выдается

разрешение на выбросы загрязняющих веществ стационарными источниками с

указанием срока его действия. Если значения ПДВ по объектив­ным причинам не

могут быть достигнуты, ГОСТ 17.2.3.02-78 допускает поэтапное снижение

выбросов вредных веществ от действующих предприятий от временно согласованных

вопросов (ВСВ) до значений ПДВ.

Для снижения выброса загрязняющих веществ в атмосферу необходимо провести

следующие мероприятия: детально проработать технологический процесс с целью

снижения количества выбрасываемых токсичных веществ или замены их на

нетоксич­ные или малотоксичные; повысить герметичность оборудования;

разработать и применить эффективную пылегазоочистку. Только после комплексной

реализации этих мероприятий следует решать вопрос о рассеивании загрязняющих

веществ через трубы. Мето­дические рекомендации по согласованию и экспертизе

мероприя­тий по охране атмосферы приведены в сборнике.

Воздействие промышленного предприятия на геологическую среду определяется

технологической нагрузкой — годовым коли­чеством всех видов твердых и жидких

отходов предприятия. Объектами повышенной экологической опасности считаются

раз­личные отстойники и шламонакопители.

При экспертизе проектов необходимо проверять наличие у предприятия

возможностей по переработке и захоронению твер­дых и жидких отходов, а также

полноту использования новейших научно-технических достижений в области

малоотходной и без­отходной технологии.

Оценку экологического воздействия промышленного предприя­тия на гидросферу

проводят на основе баланса его водообеспечения (СНиП 11-31—88), в котором

указывают компоненты водопотребления и водоотведения, а также объемы (м3

/сут): повторно используемой воды, промышленных сточных вод,

хозяйственно-бы­товых сточных вод, безвозвратных потерь воды.

Создание замкнутых систем водообеспечения — основное на­правление сокращения

потребления свежей воды и предотвраще­ния сбросов сточных вод. При

экспертизе проектов следует про­верять наличие и полноту разработки

предложений по созданию замкнутых систем водообеспечения с необходимыми

технико-эконо­мическими обоснованиями.

При экспертизе проектов размещения крупных промышленных комплексов следует

рассматривать состояние окружающей среды в районе, примыкающем к предприятию

в радиусе 20 — 30 км. Размер санитарно-защитной зоны должен соответствовать

требованиям СН 245-71, СНиП II-89—80 и руководства по проектиро­ванию

санитарно-защитных зон промышленных предприятий.

Не допускается утверждение проекта предприятия без прове­дения экологической

экспертизы. В соответствии с ГОСТ 0.0.04—90 предприятие должно иметь

экологический паспорт.

9. Укрупненная оценка экономического ущерба от загрязнений.

Экономическая оценка ущерба Уа, причиняемого годовыми выбросами

загрязнений в атмосферу, для всякого источника оп­ределяется по формуле:

,

где Уа — оценка ущерба, руб./год;

— константа,

численное зна­чение которой равно 2,4 руб. на условную тонну выбросов,

руб./усл. т;

— показатель

относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над различными

территориями;

f — поправка, учитывающая характер рассеяния примеси в атмосфере;

Mа — приведенная масса годового выброса загрязнений из источника, усл. т/год.

Поправку f определяют в зависимости от скорости оседания частиц. Для

газообразных примесей и легких мелкодисперсных частиц с очень малой

скоростью оседания (менее 1 см/с) прини­мают:

(1)

Здесь h — геометрическая высота устья источника по отношению к среднему

уровню зоны активного загрязнения (ЗАЗ), м;

U — среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюге­ра, м/с;

если его значение неизвестно, то принимают U=3 м/с;

— безразмерная

поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосфере, вычисляемая по формуле:

,

где — среднегодовое

значение разности температур в устье источника (трубы) и в окружающей атмосфере

на уровне устья, °С.

Для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 см/с:

. (2)

Для частиц, оседающих со скоростью свыше 20 см/с, прини­мается, что независимо

от значения h, и U

f=10 (3).

Если скорость оседания частиц неизвестна, то значение по­правки f определяется в

зависимости от коэффициента очистки (улавливания)

выбросов. Если , то

расчет f ведется по формуле (1); если

70% — по формуле (2); если

— по формуле (3). При выбросе частиц одновременно с парами воды или другими

веществами, сопровождающемся быстрой конденсацией, а также при оценке ущерба от

выброса аэрозолей автотранспортными средствами исходят из требования (3). При

сжигании жидких и газообразных топлив, не сопровождающемся быстрой конденсацией

частиц (отсутствует одновременный выброс паров и т.д.), используют формулу (3).

Если значения f для различных типов примесей (газов и аэро­золей),

выбрасываемых одним источником, различны, то общая оценка ущерба суммируется.

Значение приведенной массы M годового выброса загрязнений в атмосферу из

источника определяют по формуле

где Mi — масса годового выброса примеси i-го вида в атмосферу, т/год;

Ai — показатель относительной опасности (агрессивности)

примеси i-го вида, усл. т/т.;

N — общее число примесей, выбрасываемых источником в атмосферу.

При оценке ущерба от выбросов необходимо учитывать все выбрасываемые в

атмосферу вещества, включая микропримеси. Игнорирование наличия какой-либо

примеси в составе выбросов может привести к получению заниженной оценки

ущерба, что, в свою очередь, может дать заниженную оценку эффекта

атмосфероохранных мероприятий. Определение ущерба следует проводить на основе

полного количественного анализа состава выбрасывае­мых пылей, включая

токсичные и канцерогенные микропримеси.

При определении значения

следует учитывать перспективу увеличения плотности населения в ЗАЗ и т.п.

Экономическую оценку годового ущерба от загрязнения водоемов Ув

(руб./год) от годичного сброса загрязняющих примесей в k-й

водохозяйственный участок некоторым источником определяют по формуле

Здесь — константа,

численное значение которой рекомендуется принимать равным 144 руб./усл. т;

— константа для различ­ных водохозяйственных участков;

Mв — приведен­ная масса годового сброса примесей данным

источником в k-й водохозяйственый участок, усл. т/год,

где i — номер сбрасываемой примеси;

N — общее число примесей, сбрасываемых источником;

Ai — показатель относительной опас­ности сброса i-го вещества

в водоемы, усл. т/т; для каждого загрязняющего вещества

где — предельно

допустимая концентрация i-го вещества в воде объектов, исполь­зуемых для

рыбохозяйственных целей;

mi — общая масса годово­го сброса i-й примеси оцениваемым источником,

т/год. Если источник сбрасывает сточные воды нескольких типов, различающеся

степенью очистки, то

, где mij — масса годового поступления i-го вещества от данного

источника со сточными водами j-го типа, j=1,2, ... , k (т/год).

Если сточные воды сбрасываются в водоем от оцениваемого источника без смешения,

то mij=cijVj, где Vj — объем

годового сброса сточных вод j-го типа данным источником в водоем, млн. м

3/год; cij — концентрация j-й примеси.

Если на городские или региональные (коллективные) очист­ные сооружения

поступают сточные воды от L источников, и при этом очистные сооружения

удерживают рi, % от общей годовой массы i-го вещества, поступившей в

очистные сооружения от всех L источников, то массу годового сброса i-го

вещества от l-го источника определяют по формуле

где — масса

i-го вещества, поступающего на очистные соору­жения в течение года, т/год.

При отсутствии утвержденного значения

при опреде­лении Ai, допускается вместо

для рыбного хозяйства использовать утвержденное значение ПДК i-го вещества для

хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Если в

действующих нормах ПДК нужное вещество не указано, то для оценки ущерба

принимают значение Ai=5*104 усл. т/т.

Оценка экономического ущерба от загрязнения окружающей среды является основой

при разработке комплекса природоохран­ных мероприятий.

10. Расчетным путем оценить опасность загрязнения воздушного бассейна и

рассчитать предельно допустимый выброс при следующих условиях:

Число источников выброса	2
Высота источника выброса, м	42	18
Диаметр устья источника выброса, м	2.6	1.2
Объемный расход газовоздушной смеси, м3/с	110	10
Температура газовоздушной смеси, 0С	125	60
Температура воздуха, 0С	28
Интенсивность выброса диоксида серы, г/c	16	12
Расстояние между источниками, м	600

Указание: В ходе расчета необходимо определить максимальные концентрации

в приземном слое Cmax, расстояние от источника Xmax, на

котором эти концентрации формируются, а также оценить опасность загрязнения j

для каждой гозовоздушной смеси. При оценке опасности загрязнения и расчете ПДВ

следует, в случае необходимости, учесть эффект суммации и эффект наложения.

Справка: Максимально разовые предельно допустимые концентрации

выбрасываемых веществ, мг/м3: зола — 0.5; диоксид серы — 0.5; оксид

азота — 0.85; оксид углерода — 3.0. Диоксид серы и оксиды азота обладают

эффектом суммации.

Решение.

Для определения фактора опасности загрязнения j необходимо определить

максимальную концентрацию загрязняющего вещества в приземном слое Cmax

, которая определяется по формуле:

где

A — коэффициент температурной стратификации, для Норильска A=160.

M — интенсивность выброса, по условию M1=16 г/c, M2=12 г/с.

F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных

веществ в воздухе, т.к. у нас по условию задачи идет выброс диоксида серы, то

F=1.

H — высота источника, H1=42 м, H2=18 м.

V — объем газовоздушной смеси, V1=110 м3/с, V2=10 м3/с.

rt — разность температур, rt1=125-28=97 0C, rt2=60-28=32 0C.

m — коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из

устья источника выброса. Для определения m необходимо подсчитать f:

В данной формуле нам неизвестно только W — скорость выхода газовоздушной

смеси, которую мы выразим из следующей формулы:

Отсюда

Подставим значения:

Теперь расчитаем f для каждого из источников:

Зная f мы можем рассчитать m для каждого источника, т.к. f1 и f2

у нас меньше 100, то рассчитывать будем по следующей формуле:

n — коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья

источника выброса. Для определения этого параметра нам необходимо вычислить

“опасную” скорость ветра. Т.к. по условию задачи температуры обеих

газовоздушных смесей превосходят температуру окружающей среды, то выбросы можно

считать “горячими”. Для подсчета “опасной” скорости ветра нам необходимо

подсчитать безразмерную величину

по формуле:

Отсюда

Отсюда “опасную” скорость ветра будем вычислять по формуле:

Теперь через безразмерную велечину определим n:

Т.к. >2, то n1=1, а , то

Безразмерная величина для Норильска равна 1.

Теперь мы имеем все данные для рассчета Cmax:

Теперь мы можем определить опасность загрязнения воздушного бассейна по формуле:

где ПДК для диоксида серы равно 0,5.

Определим расстояние Xmax, на котором формируются максимальные

концентрации. Определять будем по формуле:

В этой формуле нам неизвестна величина d — параметр, учитывающий условия

выброса. Этот параметр находится по формуле:

Рассчитаем этот параметр для каждого из источников:

Теперь определим Xmax для каждого из источников:

Определеная ранее опасность загрязнения воздушного бассейна не учитывала

совместного влияния обоих источников. Теперь найдем опасность загрязнения с

учет их влияния друг на друга по формуле:

где С2 находится по формуле:

в свою очередь S2 находится по графику:

исходя из того, что

S2=0,99

Отсюда

Для второго источника:

где С1 находится по формуле:

в свою очередь S1 находится по графику, исходя из того, что

S1=0,9

Отсюда

Т.к. у нас j2 превышает ПДК, т.е. больше 1, то необходимо рассчитать

предельно допустимый выброс по формуле:

Список использованной литературы.

1. Конспект по предмету “Экология”.

2. Буркова И.И. Основы общей экологии и охрана окружающей среды. — Ч. 1.

— Норильск, 1977.

3. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Водоотводящие

системы промышленных предприятий. — М., 1990.

4. Охрана окружающей среды. Под ред. С.В. Белова. — М., 1991.

5. Зотова Л.М., Носова О.В. Охрана Гидросферы. — Норильск, 1994.

Страницы: 1, 2, 3