Контрольная работа по "Экологии"

• максимально возможное  замедление темпов исчерпания запасов  невозобновляемых природных ресурсов на основе за мены их возобновляемыми ресурсами;

• расширение масштабов  и увеличение темпов развития процесса вначале простого, а впоследствии расширенного воспроизводства возобновляемых ресурсов;

• разработка и внедрение  в практику технологий, позволяющих  коренным образом повысить степень извлечения из эксплуатируемых месторождений невозобновляемых ресурсов (сегодня из-за несовершенства технологий добычи в недрах остается до 70% нефти, 30% угля, 20% железной руды и т.д.);

• развитие и расширение использования технологий с применением  оборотного водоснабжения;

• максимально возможная  замена органического топлива на ядерное, что при условии безаварийной работы АЭС позволяет существенным образом экономить углеродное сырье (нефть, газ) для использования в других целях, а также исключает необходимость извлечения из атмосферы природного кислорода; в перспективе — его замена такими неисчерпаемыми энергетическими ресурсами, как солнечная и ветровая энергия, энергия Мирового океана и даже водород;

• всемерное вовлечение в производственный оборот так называемых «техногенных месторождений», т.е. все более активное развитие процесса использования отходов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №1

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.

  Дано:

Фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе  Сф, мг/м3	1,5
Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, М, г/с	7,5
Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, Q, м3/с	2,4
Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха DТ, оС	15
Высота трубы Н, м	21
Диаметр устья трубы D, м	0,8
Выбрасываемые вредные вещества	Оксид углерода
Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы  и определяющий условия вертикального  и горизонтального рассеивания  вредных веществ в атмосферном  воздухе, А	160
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	3,0

 

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:

  , где                                     (1)

А- коэффициент, зависящий  от температурной стратификации  атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе;

F- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

h- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

m, n- безразмерные коэффициенты.

2. Для определения С_м  :

- рассчитываем среднюю  скорость w₀, м/с, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса:

;                                                               (2)

(м/с). 

- определяем значения  коэффициентов  m  и n  в зависимости от параметров f и v_м, м/с:

;                                                      (3)

                                         (4)

(м/с);

(м/с).

- определяем коэффициент  m в зависимости от  f  по формуле:

;                                      (5)

.

- определяем коэффициент  n в зависимости от величины v_м:

при 0,5 £  v_м  < 2     n = 0,532 v_м ² - 2,13 v_м + 3,13,

поэтому n = 0,532 · (0,8)² – 2,13 · 0,8 + 3,13 = 1,766

Итак,

(мг/м³).

3.При неблагоприятных метеорологических условиях максимальная прземная концентрация вредных веществ достигается на расстоянии от источника выброса:

                        

4.Определим фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха:

С_факт = С_м + С_ф, где

С_м – максимальное значение приземной концентрации вредного вещества;

С_ф – фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе.

С_факт = 0,1106 +1,5 = 1,6016 (мг/м³).

5. Даем оценку рассчитанного  уровня загрязнения воздуха в  приземном слое промышленным выбросам путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией.

ПДКсс ≥ С_факт – условие

3,0  ≥1,6106

Ответ: (мг/м³);  С_факт = 1,6106 (мг/м³); ПДКсс ≥ С_факт.

Вывод: Сравнивая загрязнение воздуха в приземном слое промышленными выбросами со   среднесуточной   предельно   допустимой   концентрацией   видим,    что

 ПДКсс ≥ С_факт , следовательно загрязнения нет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №3

Рассчитать величину максимальной концентрации пыли в приземном слое атмосферы при выбросе холодного запылённого воздуха из вентиляционной шахты с прямоугольным устьем. Перед выбросом в атмосферу воздух очищается в пылеуловителях.

Дано:

Фоновая концентрация пыли в приземном слое атмосферы Сф, мг/м3	0,007
Количество пыли, выбрасываемое  из шахты, М, г/с	1,2
Объем воздуха, выбрасываемого из шахты, Q, м3/с	7,5
Высота вытяжной шахты  Н, м	37
Длина устья шахты D, м	2,1
Ширина устья,b,м	1,3

 

Решение:

1.При неблагоприятных метеорогических условиях величина максимальной приземной концентрации С_м, мг/м³ , холодных выбросов вредных веществ определяется по формуле:

,       где                              (1)

F- коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (F- коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для пыли при отсутствии очистки F=3)

А- коэффициент, зависящий  от температурной стратификации  атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе;

D-диаметр устья источника выброса,м, для источника с прямоугольным устьем (шахты) D берётся эффективный диаметр устья , определяемый по формуле:

                                              (2)          

n- безразмерный коэффициент.

Необходимо:

1) рассчитать среднюю  скорость w₀, м/с:

,                                                               (2)

(м/с). 

2) определить параметр  v_м, м/с:

,                                           (3)

(м/с).

3) коэффициент n определить в зависимости от величины v_м:

при v_м < 0,5    n = 4,4 v_м ,

тогда n = 4,4 · 0,21 = 0,924

тогда:

 (мг/м³)

2.Определим расстояние  от источника выброса  ,м, на котором при неблагоприятных метеоусловиях достигается максимальная приземная концентрация пыли в воздухе:

при v_м ≤ 0,5    d = 5,7

3. Определим фактическую концентрацию пыли в приземном слое воздуха с учётом фонового загрязнения атмосферы.

С_факт = С_м + С_ф, где

С_м – максимальное значение приземной концентрации вредного вещества;

С_ф – фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе.

С_факт = 0,16 +0,007 = 0,167 (мг/м³).

5. Даем оценку рассчитанного  уровня загрязнения воздуха в  приземном слое промышленным выбросам путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией.

ПДКсс ≥ С_факт – условие

0,15 ≤ 0,167

Ответ:  (мг/м³)

Вывод: по полученному исследованию видно, что загрязнение есть.

 

 

 

 

                                        

Задача №8

1. Определить необходимую  степень очистки промышленных  сточных вод от загрязняющих  взвешенных веществ. Сточные воды после очистки на очищенных сооружениях выпускаются в водоём, используемый для питьевого водоснабжения.

Дано:

Расход воды водоема в  створе у места выпуска сточных  вод Q, м3/с	19
Расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, q, м3/с	0,13
Средняя глубина водоема  Нср, м	2,1
Средняя скорость течения  воды в водоеме vср, м/с	0,27
Концентрация взвешенных веществ в сточных водах, поступающих  на очистную станцию, C, г/м3	210
Концентрация взвешенных веществ в водоеме до выпуска  сточных вод Cв, г/м3	0,6
Допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод (для данного водоема I категории водопользования) p, г/м3.	0,25
Коэффициент, характеризующий  место расположения выпуска сточных вод (береговой выпуск) x	1
Коэффициент извилистости русла, j	1,5
Расстояние от места выпуска  сточных вод до расчетного створа L, м	1000

 

 

 

 

 

 

Решение:

1. Для определения требуемой  степени очистки сточных вод  от загрязняющих взвешенных веществ необходимо рассчитать допустимую концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед выпуском их в водоем C_доп, г/м³. Эта концентрация должна удовлетворять условию:

C_доп = C_в + n · p

2) для определения кратности разбавления:

        ,                                                        (1)

необходимо рассчитать:

а) коэффициент турбулентной диффузии:

                                                               (2)

;

б) коэффициент, учитывающий  влияние гидравлических факторов смешения сточных вод:

                                                       (3)

;

в) коэффициент смешения сточных вод с водой водоема  рассчитываем по формуле:

                                                          (4)

где                                                            (5)

,

C_доп = 0,6 + 8,31 · 0,25=2,68 (г/м³).

3.Сравним С_доп с концентрацией взвешенных веществ С в сточных водах, поступающих на очистную станцию.

2,68≤210

Тогда рассчитаем необходимую  степень очистки сточных вод  от взвешенных примесей Э, %:

                                                     (6)

.

Ответ:

Вывод: Все сточные воды предприятия должны подвергаться очистке от вредных веществ перед сбросом в водоем. Для выполнения этих требований применяют механические, химические, биологические, а также комбинированные методы очистки. Состав очистных сооружений выбирают в зависимости от характеристики и количества поступающих на очистку сточных вод, требуемой степени их очистки, метода использования их осадка и от других местных условий в соответствии со СНиП.

Отстойники выбирают с  учетом производительности станций  очистки сточных вод: до 20 000 м³/сут вертикальные, свыше 15 000 м³/сут горизонтальные, свыше 2 000 м³/сут радиальные, до 10 000 м³/сут двуярусные.

Для данной степени очистки  сточных вод выгодно использовать вертикальный отстойник. Осветлители спроектировать в виде вертикальных отстойников с внутренней камерой флокуляции с естественной аэрацией за счет разницы уровней воды в распределительной чаше и осветлителе. Можно также применить флотационные установки (импеллерные и напорные), которые рекомендованы для удаления из сточных вод нефтепродуктов, жиров, волокон минеральной ваты, асбеста, шерсти и других нерастворимых в воде веществ. Возможна также установка высоконагружаемых биофильтров.