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 Сф, мг/м3	0,01
Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, М, г/с	0,4
Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, Q, м3/с	3,1
Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха DТ, оС	16
Высота трубы Н, м	25
Диаметр устья трубы D, м	0,8
Выбрасываемые вредные вещества	диоксид азота (NO2)
Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, А	200
Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, F	1
Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, h	1
Предельно допустимая концентрация (ПДК), среднесуточная, мг/м3	0,04

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 w₀, 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 v_м, 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:

С_м = С_ф + С_факт, (6)

С_м – максимальное значение приземной концентрации вредного вещества,

С_ф – фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе.

Тогда

С_факт = С_м – С_ф,

С_факт = 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.

С_м + С_факт ≤ ПДК, т.е.

С_м + С_факт ≤ 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 Рц, м3	17
Скорость движения воды в отстойной зоне нефтеловушки, vв, м/с	0,003
Глубина проточной части отстойной зоны нефтеловушки H, м	2,2
Наименьший размер улавливаемых частиц нефтепродуктов в сточной воде rч, 10-6 м	40
Начальная концентрация нефтепродуктов в очищаемой воде Cн, г/м3	780
Коэффициент часовой неравномерности поступления очищаемой воды kн	1,5
Число секций в нефтеловушке n	3
Допустимая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки Cк, г/м3	150
Температура оборотной воды, подаваемой в нефтеловушку, °С	20
Плотность частиц нефтепродуктов rч, кг/м3	800
Плотность воды rв, кг/м3	1000
Кинематическая вязкость воды, зависящая от температуры (для 20 °С) g, м2/с	10-6

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 Q_max 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 v_ч, 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, rв - 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:

v_ч¢ = v_ч - w , (11)

где w - вертикальная турбулентная составляющая скорости, м/с;

w = 0,04v_в,

 

w = 0,04 · 0,003 = 0,00012 (м/с).

Тогда v_ч¢ = 0,0028 - 0,00012 = 0,00268 (м/с).

6) уточним длину отстойной зоны нефтеловушки по формуле:

 (12)

(м).