Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ
Методичні вказівки до практичних занять
з дисципліни «Основи екології»
для студентів усіх спеціальностей
Дніпропетровськ
НМетАУ
2009
Практическое занятие № 1 – ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПАСНОСТИ СМЕСИ ВЕЩЕСТВ
Предприятие выбрасывает в атмосферный воздух смесь газов, содержащую вещества Х и Y. Для каждого из загрязняющего вещества определена концентрация СХ и СY, а также установлены ПДК. Определить, является ли смесь опасной?
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
|
вариант |
Х |
Y |
СХ |
СY |
|
1 |
SО2 |
СО |
0,4 |
0,5 |
|
2 |
HCl |
Cl |
1,0 |
0,2 |
|
3 |
NH3 |
ацетон |
0,2 |
0,35 |
|
4 |
метанол |
этанол |
1,0 |
5,0 |
|
5 |
Н2S |
SО2 |
0,008 |
0,5 |
|
6 |
бензпирен |
нитробензол |
0,0001 |
0,03 |
|
7 |
ацетон |
фенол |
0,3 |
0,01 |
|
8 |
СО |
SО2 |
3,0 |
1,0 |
|
9 |
HCl |
Cl |
0,15 |
0,1 |
|
10 |
NH3 |
ацетон |
0,03 |
0,3 |
|
11 |
метанол |
этанол |
1,0 |
4,0 |
|
12 |
Н2S |
SО2 |
0,006 |
0,5 |
|
13 |
бензпирен |
нитробензол |
0,0001 |
0,06 |
|
14 |
ацетон |
фенол |
0,1 |
0,05 |
|
15 |
СО |
SО2 |
2,0 |
0,03 |
|
16 |
HCl |
Cl |
0,25 |
0,1 |
|
17 |
NH3 |
ацетон |
0,02 |
0,25 |
|
18 |
метанол |
этанол |
1,5 |
3,0 |
|
19 |
Н2S |
SО2 |
0,008 |
0,6 |
|
20 |
бензпирен |
нитробензол |
0,0001 |
0,07 |
|
21 |
СО |
SО2 |
1,5 |
0,3 |
|
22 |
HCl |
Cl |
0,3 |
0,1 |
|
23 |
NH3 |
ацетон |
0,3 |
0,3 |
|
24 |
метанол |
этанол |
0,9 |
3,0 |
|
Вещество |
ПДК, мг/м3 |
Вещество |
ПДК, мг/м3 |
Вещество |
ПДК, мг/м3 |
|
Аммиак NH3 |
0,2 |
Нитробензол |
0,008 |
СО |
3,0 |
|
Ацетон |
0,35 |
SО2 |
0,5 |
фенол |
0,01 |
|
Бензпирен |
0,0001 |
Н2S |
0,008 |
Этанол |
5,0 |
|
Метанол |
1,0 |
HCl |
0,2 |
хлор |
0,1 |
Если несколько различных загрязняющих веществ, обладающие сходным токсичным действием на организм человека, суммируют концентрацию веществ смеси. Это явление называется эффектом суммации вредного воздействия, и его необходимо учитывать при нормировании как содержания, так и поступления загрязняющих веществ в окружающую среду. Эффект суммации проявляют: фенол и ацетон, озон, диоксид азота и формальдегид; аммиак и диоксиды серы и азота.
,
где С1, С2, С3, …, Сп – это концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации; ПДК1, ПДК2, ПДК3, …, ПДКп – соответствующие им предельно допустимые концентрации.
Приведенная формула означает, что сумма отношений концентраций вредных веществ, склонных к эффекту суммации, к соответствующим им ПДК не должна превышать единицы.
ПРИМЕР 1
Предприятие выбрасывает в атмосферный воздух смесь газов, содержащую вещества Х- ацетон и Y- фенол. Для каждого из загрязняющего вещества определена концентрация Сх = 0,35 мг/м3 и СY = 0,1 мг/м3, а также установлены ПДК(ацетон) = 0,35 мг/м3 и ПДК(фенол) = 0,01 35 мг/м3. Определить, является ли смесь опасной?
Подставляем в формулу: > 1, смесь опасна.
Ответ: т.к. неравенство не выполняется, то выбрасывать ацетон и фенол с данной концентрацией в атмосферу запрещено.
Практическое занятие № 2 – ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПДК
Определить ПДК максимально разовую и среднесуточную по результатам органолептических исследований, если порог обонятельного ощущения у наиболее чувствительных лиц составляет Х1,мг/м³.
Ю.А. Кротовым предложена формула для определения максимальной разовой ПДК по порогу обонятельного ощущения:
lg ПДКм.р. = 0,96 lg x1 - 0.51,
где х1 – порог обонятельного ощущения у наиболее чувствительных лиц, мг/м3.
Предельно допустимую среднесуточную концентрацию также можно определить по аналогичному порогу:
lg ПДКс.с = 0,86 lg x1 – 0.79.
Полученные расчетным путем значения ПДК достаточно близко совпадают с полученными экспериментально, но дальнейшие проверки необходимы. Поэтому установленные расчетным путем нормативы рассматриваются в качестве ВДК (ОБУВ).
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Вариант |
Вещество |
Х1,мг/м³ |
|
1 |
А |
13 |
|
2 |
Н |
85 |
|
3 |
Б |
0,9 |
|
4 |
П |
2 |
|
5 |
В |
0,3 |
|
6 |
Р |
0,01 |
|
7 |
Г |
12 |
|
8 |
С |
200 |
|
9 |
Д |
4,5 |
|
10 |
Т |
8,7 |
|
11 |
Е |
10 |
|
12 |
У |
8,5 |
|
13 |
Ж |
0,6 |
|
14 |
Ф |
0,2 |
|
15 |
З |
0,3 |
|
16 |
Х |
0, 1 |
|
17 |
И |
1,2 |
|
18 |
Ч |
20,0 |
|
19 |
К |
0,5 |
|
20 |
Ш |
0,7 |
|
21 |
Л |
1,3 |
|
22 |
Щ |
5,0 |
|
23 |
М |
0,55 |
|
24 |
Ю |
9,0 |
ПРИМЕР 2:
Определить ПДК максимально разовую и среднесуточную для вещества Я по результатам органолептических исследований, если порог обонятельного ощущения у наиболее чувствительных лиц составляет Х1= 900мг/м³.
lg ПДКм.р. = 0,96 lg x1 - 0.51= 0,96 lg 900 - 0.51= 1,26;
ПДКм.р. = 101,26 = 18,3 мг/м³.
lg ПДКс.с = 0,86 lg x1 – 0.79= 0,86 lg 900 – 0.79 =1,75;
ПДКс.с = 101,75 = 56,3 мг/м³.
Ответ: на основании расчетов для вещества Я были получены ПДКм.р. = 18,3 мг/м³, ПДКс.с = 56,3 мг/м³.
Практическое занятие № 3 – ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ПРИЗЕМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
В атмосферу выбрасывается 1000г/с отходящих газов, которые содержат 7 % вещества Х и 0,3 % вещества Y. Определите максимальное значение приземной концентрации этих загрязнителей при неблагоприятных метеорологических условиях, если предприятие расположено в данном пункте и имеет дымовую трубу высотой Н, м и диаметром D, м. Температура отходящих газов и воздуха в населенном пункте соответственно Тг и Тв, 0С. Среднее количество отходящих газов 10 тыс. м3 в час.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
|
вариант |
Х |
Y |
Город |
Н, м |
D,м |
Тг, 0С |
Тв, 0С |
|
1 |
SО2 |
СО |
Симферополь |
10 |
6 |
120 |
37 |
|
2 |
HCl |
Cl |
Львов |
20 |
10 |
28,4 |
28 |
|
3 |
NH3 |
ацетон |
Николаев |
30 |
12 |
35,5 |
35 |
|
4 |
метанол |
этанол |
Житомир |
40 |
8 |
125 |
25 |
|
5 |
Н2S |
SО2 |
Донецк |
50 |
5 |
25,4 |
25 |
|
6 |
бензпирен |
нитробензол |
Ровны |
15 |
11 |
80 |
25 |
|
7 |
ацетон |
фенол |
Барнаул |
25 |
15 |
23,2 |
23 |
|
8 |
СО |
SО2 |
Кривой Рог |
35 |
9 |
150 |
27 |
|
9 |
HCl |
Cl |
Луцк |
45 |
6 |
26,6 |
26 |
|
10 |
NH3 |
ацетон |
Одесса |
55 |
7 |
28,1 |
28 |
|
11 |
метанол |
этанол |
Киев |
60 |
6 |
145 |
26 |
|
12 |
Н2S |
SО2 |
Ужгород |
65 |
10 |
140 |
23 |
|
13 |
бензпирен |
нитробензол |
Полтава |
12 |
12 |
24,3 |
24 |
|
14 |
ацетон |
фенол |
Омск |
22 |
8 |
21,3 |
21 |
|
15 |
СО |
SО2 |
Ивано-Франковск |
32 |
5 |
135 |
22 |
|
16 |
HCl |
Cl |
Харьков |
42 |
11 |
24,3 |
24 |
|
17 |
NH3 |
ацетон |
Хмельницкий |
52 |
15 |
90 |
25 |
|
18 |
метанол |
этанол |
Чернигов |
62 |
9 |
27,6 |
27 |
|
19 |
Н2S |
SО2 |
Винницы |
17 |
6 |
132 |
27 |
|
20 |
бензпирен |
нитробензол |
Черкассы |
27 |
7 |
25,4 |
25 |
|
21 |
СО |
SО2 |
Новосибирск |
37 |
10 |
155 |
21 |
|
22 |
HCl |
Cl |
Днепропетровск |
47 |
12 |
110 |
28 |
|
23 |
NH3 |
ацетон |
Иркутск |
57 |
8 |
22,1 |
22 |
|
24 |
метанол |
этанол |
Кременчуг |
60 |
5 |
26,6 |
26 |
Наибольшая концентрация каждого вредного вещества См в приземном слое атмосферы не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации данного вредного вещества (Х и Y) в атмосферном воздухе: См ≤ ПДКмакс. раз.
Величина максимальной приземной концентрации вредных веществ См при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника выброса с круглым устьем (трубы) при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм, м от источника определяется по формуле:
,
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (табл. 1);
М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц вредных веществ в атмосферном воздухе (для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей он равен 1; для пыли и золы – от 2 до 3);
Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;
η – безразмерный коэффициент, зависящий от рельефа местности, η = 1;
ΔТ – разница температур отходящих газов Тг и окружающего атмосферного воздуха Тв;
m и n – расчетные коэффициенты;
V1 – расход отходящих газов, м3/с, который определяется по формуле:
,
где D – диаметр устья источника выбросов, м;
ω0 – средняя скорость отходящих газов, м/с.
Таблица 1
|
Географический район |
Значение А |
|
Симферополь, Николаев, Донецк, Кривой Рог, Одесса, Ужгород, Ивано-Франковск, Хмельницкий, Винница, Днепропетровск, Кременчуг Львов, Житомир, Ровны, Луцк, Киев, Полтава, Харьков, Чернигов, Черкассы Барнаул, Омск, Новосибирск, Иркутск |
200 180 160 |
Значение коэффициентов m и n зависят от параметров f и Vm, Vm′, fе:
Коэффициент m определяют в зависимости от f по формулам:
при f < 100;
при f ≥ 100.
При fе < f < 100 коэффициент m определяют при fе = f.
Коэффициент n при f < 100 определяют в зависимости от Vm по формулам:
n = 1 при Vm ≥ 2;
n = 0,532 Vm2 – 2,13 Vm + 3,13 при 0,5 ≤ Vm < 2;
n = 4,4 Vm при Vm < 0,5.
При f ≥ 100 значение коэффициента n определяют при Vm = Vm′.
ПРИМЕР 3
В атмосферу выбрасывают 1000 г/с отходящих газов, которые содержат 7% СО и 0,3% SО2. Определите максимальное значение приземной концентрации этих загрязнителей при неблагоприятных метеорологических условиях, если предприятие расположено в Киевской области и имеет 10- метровую дымовую трубу диаметром 6 м. Температура отходящих газов 1200С и воздуха 350С. Среднее количество отходящих газов 10 тыс. м3 в час.
Так как предприятие находится в Киевской области А = 180, коэффициент η = 1, а принимаем равным 1,
|
ΔТ = 120-35 = 850С |
V1 = 10000м3/час = 2,8 м3/с; м/с;
Определяем значение параметров f и Vm, Vm′, fе:
Так как fе < f < 100 коэффициент m определяем при f = fе,
fе < 100 .
Коэффициент n определяем, учитывая что f < 100:
|
0,5 ≤ Vm < 2 n = 0,532·0,872 – 2,13 ·0,87+ 3,13=1,68 |
Делаем расчет максимальной концентрации каждого вредного вещества См в приземном слое атмосферы.
В состав газовоздушной смеси входят два вредных компонента Х и Y, их массу можно определить следующим образом:
Т.е масса М(SО2) = 70г/с, а М(СО) = 3 г/с.
Ответ: из расчета видно, что приземные концентрации и = 0,02 мг/м3 соответствуют нормативным значениям.
Практическое занятие № 4 – РАСЧЕТ РАССТОЯНИЯ, НА КОТОРОМ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА ДОСТИГНЕТ МАКСИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ
В атмосферу выбрасывается 1000г/с отходящих газов, которые содержат 7 % вещества Х и 0,3 % вещества Y. Определите расстояние от источника выбросов Хм, где значение концентрации вредных веществ достигает значения См, если предприятие имеет дымовую трубу высотой Н, м и температуры отходящих газов и воздуха в населенном пункте соответственно Тг и Тв, 0С. Использовать значения из задачи № 3.
Максимальная приземная концентрация вредных веществ См при неблагоприятных метеорологических условиях достигается на расстоянии Хм, м от источника выброса в зависимости от высоты трубы:
,
где безразмерный коэффициент α при f < 100 вычисляют по формулам:
α = 2,48(1 + 0,28) при Vm ≤ 0,5;
α = 4,95 Vm (1 + 0,28) при 0,5 < Vm < 2;
α = 7·(1 + 0,28) при Vm ≥ 2.
Если f > 100 или ΔТ ≈ 0, значение α определяют по формулам:
α = 5,7 при Vm′ ≤ 0,5;
α = 11,4 Vm′ при 0,5 < Vm′ < 2;
α = 16 при Vm′ ≥ 2.
ПРИМЕР 4.1
Определяем безразмерный коэффициент α, используя данные рассчитанные в задаче № 3:
и
|
при f < 100 и 0,5 ≤ Vm < 2, α = 4,95· 0,87 (1 + 0,28)= 8,42, значит м. |
Ответ: расстояние, на котором концентрация вредных веществ в воздухе достигнет максимума ХМ = 842 м.
ПРИМЕР 4.2 (если ΔТ ≈ 0)
Определяем безразмерный коэффициент α, используя данные рассчитанные в задаче № 3:
Так как предприятие находится в Киевской области А = 180, коэффициент η = 1, а принимаем равным 1,
ΔΤ = 35,4 – 35 = 0,40С.
V1 = 10000м3/час = 2,8 м3/с; м/с;
Определяем значение параметров f и Vm, Vm′, fе:
Так как fе < f < 100 коэффициент m определяем при f = fе,
fе < 100 .
Коэффициент n определяем, учитывая что f < 100:
|
Vm < 0,5 n = 4,4·0,15 = 0,66 |
Делаем расчет максимальной концентрации каждого вредного вещества См в приземном слое атмосферы.
В состав газовоздушной смеси входят два вредных компонента Х и Y, их массу можно определить следующим образом:
Т.е масса М(SО2) = 70г/с, а М(СО) = 3 г/с.
Определяем безразмерный коэффициент α:
|
при ΔТ ≈ 0 Vm′ ≤ 0,5, α = 5,7, значит м. |
Ответ: расстояние, на котором концентрация вредных веществ в воздухе достигнет максимума ХМ = 570 м.
Практическое занятие № 5 – РАСЧЕТ ПДВ
В атмосферу выбрасывают 1000 г/с отходящих газов, которые содержат 7% Х и 0,3% Y. Предприятие расположено в определенной области и имеет дымовую трубу высотой Н,м и диаметром Д, м. Температура отходящих газов Тв и воздуха Тг, 0С. Среднее количество отходящих газов 10 тыс. м3 в час. Рассчитать предельно допустимый выброс вредных веществ ПДВ, используя условия из задачи № 3 - 4.
Предельно допустимый выброс вредного вещества в атмосферу при повышенной температуре из одиночного источника определяется по формуле:
, г/с;
если f ≥ 100 или ΔТ ≈ 0, ПДВ вычисляют по формуле:
, г/с.
ПРИМЕР 5.1
В атмосферу выбрасывают 1000 г/с отходящих газов, которые содержат 7% SО2 и 0,3% СО.. Определите предельно допустимый выброс этих загрязнителей, если предприятие расположено в Киевской области и имеет 10- метровую дымовую трубу диаметром 6 м. Температура отходящих газов 1200С и воздуха 350С. Среднее количество отходящих газов 10 тыс. м3 в час.
Используя значения, полученные в задаче 3, подставим их в формулу:
, г/с;
, г/с.
Ответ: предельно допустимый выброс для SО2 составляет 71,65 г/с, для СО – 430 г/с.
ПРИМЕР 5.2 (если ΔТ ≈ 0)
В атмосферу выбрасывают 1000 г/с отходящих газов, которые содержат 7% SО2 и 0,3% СО.. Определите предельно допустимый выброс этих загрязнителей, если предприятие расположено в Киевской области и имеет 10- метровую дымовую трубу диаметром 6 м. Температура отходящих газов 35,40С и воздуха 350С. Среднее количество отходящих газов 10 тыс. м3 в час.
Используя значения из задач 3 и 4, определяем ПДВ:
,г/с;
,г/с.
Ответ: предельно допустимый выброс для SО2 составляет 0,34 г/с, для СО –2,03 г/с.
Практическое занятие № 6 – РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА В ОТХОДЯЩИХ ГАЗАХ ВБЛИЗИ ИСТОЧНИКА ВЫБРОСА
Используя условие и расчетные значения из задач 5.1 или 5.2, рассчитать концентрацию вредных веществ в отходящем газе около источника выброса См.т..
Концентрация вредного вещества в отходящем газе около источника не должна превышать величины См.т., определяемой по формуле:
, г/м3.
ПРИМЕР 6
|
, г/с; , г/с; , г/м3; , г/м3. |
Ответ: концентрация , г/м3и , г/м3.
Практическое занятие № 7 – ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ СБРОСА СТОЧНЫХ ВОД В РЕКУ
На двух предприятиях, работающих рядом, образуются сточные воды. На первом предприятии имеются два вида сточных вод: первый – с расходом сточной воды q1 м3/сутки и содержанием С1 мг/л, второй - с расходом сточной воды q2 м3/сутки и содержанием С2 мг/л. На втором предприятии также образуются сточные воды двух видов: первый – с расходом сточной воды q3 м3/сутки и содержанием взвесей С3 мг/л и второй - с расходом сточной воды q4 м3/сутки и содержанием взвесей С4 мг/л, коэффициент смешивания сточных вод, загрязненных взвесями равен 1,5. Определите, возможен ли сброс сточных вод в реку, в водах которой также содержатся сбрасываемые загрязняющие вещества с концентрацией Ср1, Ср2 и Ср (для взвесей). Река имеет сток Q = 2 м3/с.
Исходные данные:
|
Вариант |
С1, мг/л |
q1, м3/сут. |
С2, мг/л |
q2, м3/сут. |
Ср1, мг/л |
Ср2, мг/л |
|
1 |
400 Алюминат натрия |
500 |
350 Хлорат натрия |
400 |
0,05 |
10 |
|
2 |
Анилин 400 |
500 |
Динитротолуол 350 |
400 |
0,04 |
0,03 |
|
3 |
Цинк 40 |
7000 |
Медь 40 |
4000 |
0,9 |
0,99 |
|
4 |
Бериллий 220 |
1100 |
Кадмий 150 |
2020 |
0,0002 |
0,003 |
|
5 |
Хром (+3) 100 |
5000 |
Хром (+6) 400 |
3000 |
0,1 |
0,1 |
|
6 |
Висмут (+3) 150 |
450 |
Висмут (+5) 200 |
300 |
0,05 |
0,08 |
|
7 |
Бром 400 |
300 |
Кобальт 80 |
600 |
0.05 |
0.8 |
|
8 |
Нафтеновые кислоты 100 |
700 |
Скипидар 500 |
600 |
0.2 |
0,2 |
|
9 |
350 Алюминат натрия |
600 |
250 Хлорат натрия |
500 |
1,5 |
15,5 |
|
10 |
Анилин 150 |
300 |
Динитротолуол 200 |
500 |
0,03 |
0,07 |
|
11 |
Цинк 30 |
8000 |
Медь 50 |
3500 |
0,02 |
0,8 |
|
12 |
Бериллий 120 |
2500 |
Кадмий 250 |
1500 |
0,0001 |
0,005 |
|
13 |
Хром (+3) 130 |
4400 |
Хром (+6) 500 |
3000 |
0,5 |
0,04 |
|
14 |
Висмут (+3) 100 |
300 |
Висмут (+5) 100 |
200 |
0,04 |
0,1 |
|
15 |
Бром 500 |
550 |
Кобальт 250 |
300 |
0.04 |
1,0 |
|
16 |
Нафтеновые кислоты 150 |
5000 |
Скипидар 220 |
3000 |
0.3 |
0.1 |
|
17 |
550 Алюминат натрия |
440 |
400 Хлорат натрия |
200 |
0,5 |
8,5 |
|
18 |
Анилин 50 |
200 |
Динитротолуол 20 |
350 |
0,05 |
0,25 |
|
19 |
Цинк 35 |
7500 |
Медь 45 |
5000 |
0,05 |
0,03 |
|
20 |
Бериллий 170 |
2000 |
Кадмий 200 |
1800 |
0,00005 |
0,01 |
|
21 |
Хром (+3) 80 |
4000 |
Хром (+6) 200 |
3000 |
0,08 |
0,09 |
|
22 |
Висмут (+3) 90 |
7000 |
Висмут (+5) 30 |
400 |
0,09 |
0,05 |
|
23 |
Бром 110 |
400 |
Кобальт 150 |
5000 |
0.2 |
0.9 |
|
24 |
Нафтеновые кислоты 200 |
3000 |
Скипидар 60 |
7000 |
0.25 |
0.04 |
Исходные данные для второго предприятия:
|
Варианты |
С3 (взвесь), мг/л |
q3, м3/сут. |
С4 (взвесь), мг/л |
q4, м3/сут. |
Ср (взвеси), мг/л |
|
1 |
10 |
300 |
1,5 |
250 |
5 |
|
2 |
7 |
250 |
0,5 |
300 |
4 |
|
3 |
8 |
200 |
0,7 |
200 |
3 |
|
4 |
9 |
150 |
0,8 |
350 |
2 |
|
5 |
11 |
200 |
0,9 |
150 |
1 |
|
6 |
15 |
250 |
1,0 |
150 |
0,5 |
|
7 |
5 |
300 |
1,1 |
250 |
1,5 |
|
8 |
4 |
350 |
1,2 |
300 |
2,5 |
|
9 |
5 |
150 |
1,3 |
350 |
3,5 |
|
10 |
4 |
200 |
1,4 |
150 |
4,5 |
|
11 |
2 |
250 |
1,5 |
200 |
5,5 |
|
12 |
1,5 |
300 |
1,6 |
250 |
5 |
|
13 |
3 |
350 |
1,7 |
300 |
4 |
|
14 |
6 |
160 |
1,8 |
290 |
3 |
|
15 |
7 |
170 |
1,9 |
380 |
2 |
|
16 |
8 |
260 |
2,0 |
190 |
1 |
|
17 |
9 |
270 |
0,1 |
280 |
0,5 |
|
18 |
10 |
360 |
0,2 |
370 |
1,5 |
|
19 |
11 |
370 |
0,3 |
190 |
2,5 |
|
20 |
12 |
180 |
0,4 |
270 |
3,5 |
|
21 |
13 |
280 |
0,5 |
180 |
4,5 |
|
22 |
14 |
380 |
0,6 |
260 |
5,5 |
|
23 |
9 |
190 |
0,7 |
170 |
0,5 |
|
24 |
8 |
290 |
0,8 |
160 |
0,6 |
Расчет состава загрязнения сточных вод. Для расчета средней концентрации загрязнителей одного класса опасности, при наличии нескольких потоков сточных вод, необходимы данные по каждому расходу стока qi и содержанию в нем примеси Сi:
.
Сравнивая расчетное значение Ссер и предельно допустимую концентрацию (ПДК) этого вещества в воде водного объекта, устанавливают, возможен ли сброс неочищенных сточных вод в водоем, или необходима их предварительная очистка. В зависимости от величины Ссер и необходимой глубины очистки выбирают соответствующий метод обезвреживания сточных вод.
Предельно допустимые концентрации некоторых загрязняющих веществ и классы их опасности приведены в табл.3.
Таблица 3
|
Наименование вещества |
СПДК, мг/л |
а |
Класс опасности |
Наименование вещества |
СПДК, мг/л |
а |
Класс опасности |
|
Алюминат натрия |
2,0 |
0,8 |
3 |
Хлорат натрия |
20,0 |
0,1 |
3 |
|
Анилин |
0,1 |
1,5 |
2 |
Динитротолуол |
0,5 |
0,9 |
2 |
|
Цинк |
1,0 |
0,7 |
3 |
Медь |
1,0 |
0,4 |
3 |
|
Бериллий |
0,0002 |
1,7 |
1 |
Кадмий |
0,01 |
1,5 |
1 |
|
Хром (+3) |
0,5 |
0,3 |
2 |
Хром (+6) |
0,1 |
0,7 |
2 |
|
Висмут (+3) |
0,5 |
1,0 |
2 |
Висмут (+5) |
0,1 |
0,5 |
2 |
|
Бром |
0,2 |
1,0 |
2 |
Кобальт |
1,0 |
0,5 |
2 |
|
Нафтеновые кислоты |
0,3 |
0,8 |
2 |
Скипидар |
0,2 |
0,5 |
2 |
Определение условий сброса сточных вод в водоем.
Балансовое уравнение смешивания сточных вод с природными записывается в следующем виде:
,
где q – расход сточных вод, м3/сут; Q – наименьший среднемесячный расход воды в реке, м3/сут; Сдк – допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л; Ср – фоновая концентрация того же загрязняющего вещества в речке, мг/л; СПДК – санитарный норматив загрязняющего вещества в водоеме, мг/л; а- коэффициент смешивания сточных вод с водою в реке.
Решая уравнение относительно Сдк, получаем выражение:
,
которое дает возможность определить допустимую концентрацию загрязняющих веществ в сточных водах перед сбросом в водоем и определить необходимую степень очистки Е по отношению:
,
где С – фактическая концентрация загрязнителя в сточных водах, мг/л.
В случае чрезмерного загрязнения вод водоема, т.е. при Ср ≥ СПДК, уравнение приобретает вид:
Сдк ≤ СПДК.
Если вода ниже от места сброса уже загрязнена так, что
Сдк = СПДК, или ,
то в этих условиях сброс сточных вод не допускается.
Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ.
Допустимое содержание взвешенных веществ (Сдк) в очищаемых сточных водах, которые сбрасываются в водоем, рассчитывается исходя из баланса загрязнений с учетом разбавления стоков водой реки по уравнению:
,
где Сдоп – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме в результате сброса сточных вод, Сдоп = 0,25 мг/л для хозяйственно-бытового назначения воды; Ср – фоновая концентрация зависших веществ в водоеме до сброса сточных вод, мг/л; а- коэффициент смешивания сточных вод с водою водоема; q – расход сточных вод, м3/сут; Q – наименьший среднемесячный расход воды в реке, м3/сут.
Необходимая степень очистки рассчитывается по формуле:
,
где С – концентрация взвеси в сточных водах до очистки, мг/л.
ПРИМЕР 7
На двух предприятиях, работающих рядом, образуются сточные воды. На первом предприятии имеются два вида сточных вод: первый – с расходом сточной воды q1 = 550 м3/сутки и содержанием С1(алюмината натрия) = 400 мг/л, второй - с расходом сточной воды q2 = 400 м3/сутки и содержанием С2 (хлорат натрия) = 400 мг/л. На втором предприятии также образуются сточные воды двух видов: первый – с расходом сточной воды q3 = 250 м3/сутки и содержанием взвесей С3 = 15 мг/л и второй - с расходом сточной воды q4 = 200 м3/сутки и содержанием взвесей С4 = 2,0 мг/л, коэффициент смешивания сточных вод, загрязненных взвесями равен 1,5. Определите, возможен ли сброс сточных вод в реку, в водах которой также содержатся сбрасываемые загрязняющие вещества с концентрацией Ср1 = 0,05, Ср2 = 50 и Ср = 3 (для взвесей). Река имеет сток Q = 2 м3/с.
Расчет состава загрязнения сточных вод. Т.к алюминат натрия и хлорат натрия имеют одинаковый класс опасности – 3, можно рассчитать Ссер:
мг/л, что значительно превышает значение ПДК для данных веществ, следовательно, сброс сточных вод с первого предприятия без предварительной очистки запрещен.
На втором предприятии в воду сбрасывают стоки, загрязненные взвесями, поэтому рассчитаем Ссред для него:
мг/л.
Определяем условия сброса сточных вод для первого предприятия.
1). Рассчитываем допустимую концентрацию загрязняющих веществ в сточных водах:
для алюмината натрия
мг/л
для хлората натрия мг/л.
2). Определяем необходимую степень очистки каждого стока Е:
для первого стока, содержащего алюминат натрия:
;
для второго стока, содержащего хлорат натрия: .
3). Если и , то сброс сточных вод с первого предприятия не допустим.
→ 2,007>2,0 и → 20,0026>20,0, следовательно сброс сточных вод с приведенный концентрацией загрязнителей запрещен.
Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ на втором предприятии.
Допустимое содержание взвешенных веществ и необходимая степень очистки для первого стока:
; %;
допустимое содержание взвешенных веществ и необходимая степень очистки для второго стока:
; . Т.е. принимаем за необходимую степень очистки значение Е3 = 78,31%.
Ответ: для первого предприятия сброс сточных вод с имеющейся концентрацией загрязнителей запрещен, необходимая степень очистки на предприятии должна быть в пределах 95 - 99,5% и Ссер = 400 мг/л. Именно по этим значениям необходимо делать выбор метода очистки для данного предприятия. Для второго предприятия очистка сточных вод от взвесей должна обеспечивать эффективность не ниже 78,31%.
Практическое занятие № 8 – РАСЧЕТ ПДС
Используя полученные средние концентрации сточных вод Ссред для двух предприятий из задачи № 7, определите предельно допустимый сброс сточных вод в данном пункте водного объекта для каждого предприятия.
Предельно допустимый сброс выражают в граммах на секунду и определяют по формуле:
, г/с,
где С сред n– средняя концентрация загрязняющих веществ в сточной воде с учетом ПДК, мг/л;
qn- расход сточных вод на предприятии, м3/с.
ПРИМЕР 8
На двух предприятиях, работающих рядом, образуются сточные воды. На первом предприятии имеются два вида сточных вод: первый – с расходом сточной воды q1 = 550 м3/сутки и содержанием С1(алюмината натрия) = 400 мг/л, второй - с расходом сточной воды q2 = 400 м3/сутки и содержанием С2 (хлорат натрия) = 400 мг/л. На втором предприятии также образуются сточные воды двух видов: первый – с расходом сточной воды q3 = 250 м3/сутки и содержанием взвесей С3 = 15 мг/л и второй - с расходом сточной воды q4 = 200 м3/сутки и содержанием взвесей С4 = 2,0 мг/л.
Для первого предприятия мг/л и qсред 1 = 475 м3/сутки = 0,005 м3/с.; на втором предприятии мг/л и qсред 2 = 225 м3/сутки = 0,003 м3/с.
Для первого предприятия: , г/с;
Для второго предприятия: , г/с.
Ответ: для первого предприятия предельно допустимый сброс составляет 2 г/сек., а для второго, где сбрасываются взвеси ПДС = 0,675 г/сек.
PAGE 16