Экологические выбросы и удобрения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Московская академия коммунального хозяйства и строительства

Факультет Механизации и автоматизации строительства

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по Экологии

Выполнил: студента 2 курса факультета ПТСДМ специальности

ПТСДМ -09-545 Ложкин П.

Проверил: Джумагулова Н.Т.

г. Егорьевск 2011г.

Задание № 1

Рассмотрим котельную с одиночным источником выбросов.

Котельная, работающая на мазуте, производит вредные выбросы, представленные окислами углерода СО, азота NO2, серы SO2, ванадия V2O5 и золой. Котельная имеет одну дымовую трубу с диаметром D ее устья - 1,3 м и высотой Н=40м. Скорость выхода газовоздушной смеси щ0 составляет 7 м/с, ее температура Тг - 100єС. Средняя температура самого жаркого месяца года Тв равна 25єС.

Фоновые концентрации Сф вредных веществ по данным санитарно-эпидемиологической службы составляют: SO2 - 0,02 мг/мі.

Котельная расположена в Московской области, местность ровная, с перепадом высот менее 25 м. Степень очистки пылегазоочистного оборудования - 80%. В районе расположения котельной среднегодовая повторяемость направления ветров (при восьмирумбовой розе ветров) составляет: С-12%, СВ-10%, В-12%, ЮВ-12%, Ю-11%, ЮЗ-14%, З-15%, СЗ-14%.

Решение:

1. Определение величины ПВД для SO2:

з=1, т.к. местность ровная, с перепадом высот менее 25 м, А=140 (для Московской области).

ДТ = Тг - Тв;

ДТ = 100 - 25 = 75 єС

W1 =	р DІ	· щ0
	4
W1 =	3,14 · 1,3І	· 7	= 9,29 мі/с
	4

f = 1000 ·	щ0 · D
	НІ · ДТ
f = 1000 ·	7 · 1,3	= 0,06
	40І · 100
m =	1
	0,67+0,1·vf+0,34·іvf
m =	1	= 1,22
	0,67+0,1·v0,06+0,34·іv0,06
Vm = 0,65 ·іv	W1· ДТ
	Н
Vm = 0,65 ·іv	9,29 · 75	=2,59
	40

n = 0, 532 ·VІm - 2,13· Vm + 3,13n = 0, 532 ·2,59І - 2,13· 2,59 + 3,13= 1,19

ПДВso2=	(ПДК-Сф)·НІ	·іv W1· ДТ
	А·F·m·n· з
ПДВ so2=	(0,2-0,02)·40І	·іv 696,8	=5,1 г/с
	140·2.5·1,22·1,19·1,0

2. Определение максимальной концентрации SO2.

Примем, что замеренное количество выбрасываемого SO2 Мх составило 60% от величины ПВД, т.е.

Мх=0,6·5,1=3,06 г/с

Сmax=	А·Мх· F·m·n· з
	НІ·іv W1· ДТ
Сmax=	140·3,06 · 2,5·1,22·1,19·1,0	=0,1 мг/мі
	40І·8,86

Проверим, соблюдается ли основное законодательное требование по охране воздуха:

Сх ? ПДК

Сmax+ Сф=0,1+0,02=0,12<ПДК (0,2 мг/мі).

Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация SO2, равна:

l max=	5-F	·d·H
	4
d=2,48·[1+ 0,28·іv	800·(1,3	щ0· D	)і]
		Н
d=2,48·[1+ 0,28·іv	800·(1,3	7· 1,3	)і]=4,72
		40
l max=	5-2,5	·4,72·40=119м
	4

3. Построение кривой распределения концентрации NO2 по оси факела. Для упрощения расчетов величину lx принимаем равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от lmax. Таким образом, определим концентрацию SO2 на расстоянии 39,6; 79,2; 158,6; и 198,2 м от источника загрязнения (котельной).

Коэффициент S0- lx определяется:

при	lx	< 1
	l max
S0- l max=3·(	lx	)	4	- 8·(	lx	)і+ 6·(	lx	)І
	l max				l max		l max
S0- 39,6=3·(	39,6	)	4	- 8·(	39,6	)і+ 6·(	39,6	)І=0,41
	119				119		119
S0- 79,2=3·(	79,2	)	4	- 8·(	79,2	)і+ 6·(	79,2	)І=0,89
	119				119		119

С1=0,01·0,41=0,041 мг/мі

С2=0,01·0,89=0,089мг/мі

при	lx	? 8
	l max
S0- l max=	1,13
	0,13·(	lx	)І	+1
		l max
S0- 158,6=	1,13
	0,13·(	158,6	)І	+1
		119

= 0,96

С3=0,1·0,96=0,096 мг/мі

S0- 198,2=	1,13
	0,13·(	198,2	)І	+1
		119

=0,93

С4=0,1·0,93=0,093 мг/мі



Рис. 1 Кривая распределения концентрации NO2 по оси факела.

4. Определение размеров СЗЗ и её корректировка с учетом розы ветров. Для котельной, относящейся по СН-245-71 к V классу предприятий, нормативный размер СЗЗ 50 м от центра дымовой трубы. В этом случае, когда расчет показывает, что Сmax+ Сф ? ПДК, за размер СЗЗ принимается расстояние от источника выброса до дальней границы зоны максимального задымления, где величина загрязнения равняется 0,8 от Сmax.

В данном случае

Сmax+ Сф<ПДК

Размеры СЗЗ по различным румбам составляют:

l=L0 ·	P
	P0
C > =50 ·	12	=48м
	12,5
CВ > =50 ·	10	=40м
	12,5
В > =50 ·	12	=48м
	12,5
ЮВ > =50·	12	=48м
	12,5
Ю> =50 ·	11	=44м
	12,5
ЮЗ> =50 ·	14	=56м
	12,5
З > =50 ·	15	=60м
	12,5
СЗ > =50 ·	14	=56м
	12,5

l -длина румба по СЗЗ; L0 - размер СЗЗ по СН-245-71; P - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %; P0 - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе P0= 12,5%.

Рис. 2 Размер СЗЗ с учетом розы ветров района расположения котельной.

Задание № 2

Сброс сточных вод осуществляется в реку, среднемесячный расход Q которой при 95% обеспеченности составляет по данным гидрометеорологической службы 38 мі/с. Средняя скорость течения реки Vср на участке от выпуска до расчетного створа равна 0,58 м/с.

Средняя глубина реки Нср равна 1,34 м. Участок реки прямой, извилистость выражена слабо.

Выпуск сточных вод производится с расходом q 0,64 мі/с. Выпуск береговой. Расстояние от места выпуска до расчетного створа по фарватеру Lф равна 1,8 км.

Река используется в качестве источника централизованного водоснабжения и содержит фоновые концентрации взвешенных веществ

Сф.взв.в =1,4 мг/л; БПКф=1,8 мг/л; Cф.Cl=300 мг/л; Cф.SO4=500 мг/л, Cф.нефтепродукты=0,08мг/л. Концентрация взвешенных веществ С в сточных водах, поступающих на очистную станцию, равна 300 мг/л, содержание органических веществ, выраженных БПКполн, равно 350 мг/л.

Требуется определить:

1. Коэффициент смешения сточных вод с водой реки и кратность разбавления в расчетном створе.

2. ПДС веществ, поступающих в водный объект со сточными водами.

3. Необходимую степень очистки по взвешенным веществам и БПК для проектируемых очистных сооружений.

Решение:

1.Определение коэффициента смешения сточных вод с водой реки и кратность разбавления стоков в расчетном створе:

Е=	Vср·Нср
	200
Е=	0,58·1,34	=0,00388
	200
б=е·ц·	3v	Е
		q
б=1·1·	3v	0,00388
		0,6

= 0,186

е=0,059

г= (1-е)У1+(QУq) ·е

г= (1-0,059)У1+(38У0,64) ·0,59=0,209

n= (г· Q+ q) Уq

n= (0,209· 38+ 0,64) У0,64=13,4

2. Определение ПДС веществ, поступающих в водный объект со сточными водами.

Величина ПДС для хлоридов при С пдкCl= 350 г/мі равна:

С пдсCl=13,4·(350-300)+300=970г/мі

ПДСCl=0,6·3600·970=2095200г/ч=2095,2кг/ч

Величина ПДС для сульфидов при С пдк SO4= 500 г/мі равна:

С пдс SO4=13,4·(500-500)+200=500г/мі

ПДС SO4=0,6·3600·500=1080000г/ч=1080кг/ч

Величина ПДС для нефтепродуктов при С пдк нефтепрод.= 0,3 г/мі равна:

С пдс нефтепрод.=13,4·(0,3-0,04)+0,04=3,524г/мі

ПДС нефтепрод.=0,6·3600·3,524=7611,84г/ч=7,612кг/ч

Величина ПДС для взвешенных веществ составит:

С ПДС взв.в.=13,4·0,25+2=5,35 г/мі

ПДС взв. в.=5,35·0,6·3600=11556г/ч=11,56кг/ч

Время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа равно:

t=1800У0,58=3103,44с=0,06сут. < 0,5 сут.

Поскольку время добегания меньше 0,5 сут., Сп.в.=0

Величина ПДС для органических веществ (по БПК полн.) составляет:

С БПК ПДС = n·[(3-0)е^k0t-Сф]+ Сф=13,4·(3·1,005-1,6)+1,6=16,9 г/мі,

где С БПК ПДС=16,9 г/мі - предельно-допускаемое содержание органических веществ (по БПК полн.) в спускаемых в водоем сточных водах.

ПДС БПК= 0,6·3600·16,9=36504г/ч=36,5 кг/ч

3.Необходимая степень очистки по БПК составит:

Э=(С пост.-С ПДС)У С пост. · 100%

Э=(300-16,9)У300· 100=94,3%

Необходимая степень очистки по взвешенным веществам составит:

Э=(350-16,9) У350· 100=95,2%.

ПДС поступающих в водный объект со сточными водами загрязняющих веществ и необходимая степень очистки по взвешенным веществам и БПК представлены в таблице:

Показатели состава сточных вод	Концентрация вещества, г/м	ПДС, кг/ч	Необходимая степень очистки, %
Взвешенные вещества	5,35	11,56	95,2
Органические вещества (БПКполн.)	16,9	36,5	94,3
Хлориды Cl	970	2095,2	-
Сульфиды SO4	500	1080	-
Нефтепродукты	3,524	7,612	-

Задание №3

Осадок, образовавшийся при очистке бытовых сточных вод, содержит медь в концентрации 40 г/мі, марганец в концентрации 3200 г/мі, нитратов в концентрации 1500 г/мі, ванадия в концентрации 1500 г/мі. Плотность осадка рос равна 1, 30 т/мі.

Плодородный слой участка представлен серыми лесными почвами суглинистого механического состава мощностью 0,3 м и плотностью 1,60 т/мі. Фоновая концентрация в почве по данным СЭС равна: медь - 0,2 мг/кг, марганец - 250 мг/кг, нитраты - 45 мг/кг, ванадий - 60 мг/кг. ПДК в почве: медь - 14,0 мг/кг, марганец - 1800 мг/кг, нитраты - 450 мг/кг, ванадий - 500 мг/кг.

Требуется определить массу и объем осадка, который допустимо использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственного объекта на площади 0,5 га.

Решение: котельная вода осадок сельскохозяйственный

1. Для того, чтобы осадок сточных вод допустимо использовать в качестве удобрения, концентрация меди, марганца, нитратов, ванадия в почве после смешивания ее с осадком должна быть

Ссм?ПДК

Ссм CU=3,0 мг/кг, Ссм Mn=1000 мг/кг, Ссм NO3=130 мг/кг, Ссм Va=150 мг/кг

2. Объем и масса плодородного слоя почвы на участке площадью 0,5 га составят:

W=H·S; М= W·рn

W=0,3·5000=1500 мі

М= 1500·1,6=2400 т

3. Определение массы осадка, подлежащего размещению на участке. Для определения массы осадка по уравнению материального баланса сначала необходимо найти концентрацию меди, марганца, нитратов и ванадия из расчета на кг осадка:

Для меди:

Сос чрос=14000ч1300=10,76 мг/кг осадка;

m=	2400000·(3-0.2)	=895,9 т
	10,76-3

Для марганца:

Сос чрос=1800000ч1300=1384,6 мг/кг осадка

m=	2400000·(1000-1800)	=4992,2 т
	1384,6-1000

Для нитратов:

Сос чрос=450000ч1300=346,2 мг/кг осадка

m=	2400000·(130-450)	=3552,3 т
	346,2-130

Для ванадия:

Сос чрос=50000ч1300=384,6 мг/кг осадка

m=	2400000·(150-500)	=3580,6 т
	384,6-150

4. Максимальный объем осадка, который может быть размещен на площади 0,5 га, составит:

V=mч рос при этом высота осадка будет равна

h=VчS

Для меди:

V=895,9ч 1,3=689,1 мі

h=689,1ч5000=0,137м=13,7см

Для марганца:

V=4992,2ч 1,3=3840,1 мі

h=3840,1ч5000=0,768м=76,8см

Для нитратов:

V=3552,3ч 1,3=2732,5мі

h=2732,5ч5000=0,546м=54,6см

Для ванадия:

V=3580,6ч 1,3=2754,3 мі

h=2754,3ч5000=0,551м=55,1см

Размещено на Allbest.ru

...