Экологическая безопасность. Отчет по практическим заданиям по дисциплине Экологическая безопасность
 Скачать 69.83 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА» (ФГАОУ ВО РУТ(МИИТ), РУТ(МИИТ) Кафедра: «Техносферная безопасность» ОТЧЕТ ПО ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАДАНИЯМ по дисциплине «Экологическая безопасность» Направление: 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника (код, наименование специальности /направления) Магистерская программа: «Теплоэнергетика и теплотехника объектов железнодорожного транспорта и жилищно- коммунального хозяйства» (ТЖ) Выполнил: студент магистратуры Чинарев М.Д. шифр 2110-ЭНм-2016 Группа ЗТЖ-1911 Проверил: доцент Медведева В.М. Москва 2022 г. Методические указания для студентов магистратуры с типовыми примерами решения задач Теоретические знания, полученные студентами на лекциях и при самостоятельном изучении курса по литературным источникам, закрепляются решением заданий практических занятий. При выполнении практической работы обращается особое внимание на выработку умения пользоваться нормативной и справочной литературой, грамотно выполнять и оформлять инженерные расчеты и умения отрабатывать отчетные документы в срок и с высоким качеством. Работа нацелена на повышение эффективности и практической направленности обучения студентов. Выполнение практической работы содержит элементы исследования и способствует выработке навыков в принятии обоснованных инженерно-технических решений при написании выводов по результатам расчетов задач. К работе даются методические указания к решению задач. Контроль степени усвоения учебного материала проводится методом проверки правильности выполнения обучаемыми заданий работы. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №1 Определение величину максимальной концентрации вредного вещества у земной поверхности, прилегающей к промышленному предприятию, расположенному на ровной местности, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси. Вариант исходных данных принять по предпоследней цифре учебного шифра (табл. 1). Таблица 1
Примечание. В таблице цифрами обозначены выбрасываемые вещества: 1 - оксид азота (NO); 2 - оксид углерода (CO); 3 - диоксид азота (NO2); 4 - диоксид серы (SO2). Указания к решению задачи 1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определить по формуле, мг/м3  мг/м3где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе (принять по прил. 1 для региона проживания студента); F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газообразных вредных веществ F = 1); - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной местности =1); m, n - безразмерные коэффициенты, вычисляемые согласно п.2. 2. Для определения См необходимо: Рассчитать среднюю скорость w0, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с  3,05 м/с3. Значения коэффициентов m и n определить в зависимости от параметров f и vм, м/с: f =1000   м/сКоэффициент m определить в зависимости от f по формуле m=  =  Коэффициент n определить в зависимости от величины vм при 0,5 vм < 2; n = 0,532  – 2,13 +3,13 n = 0,532∙0,7222 – 2,13∙0,722 +3,13 = 1,86 4. При неблагоприятных метеорологических условиях максимальная приземная концентрация вредных веществ достигается на расстоянии от источника выброса хм (5÷6) ∙Н = 6∙21 = 126 м если труба ниже 20 м умножаем Н на 5, если выше 20 м умножаем на 6. Определим фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха:  6. Сравнить фактическую концентрацию вредных веществ в приземном слое с ПДК.   Таблица 2 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов
Выводы: а) максимальное значение приземной концентрации оксида азота составило 0,12 мг/м3 на расстоянии 126 м; б) 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. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2 Рассчитать величину максимальной концентрации пыли в приземном слое атмосферы при выбросе холодного запыленного воздуха из вентиляционной шахты с прямоугольным устьем. Перед выбросом в атмосферу воздух очищается в пылеуловителях. Таблица 3- Исходные данные
1. Определим величину максимальной приземной концентрации Cм, мг/м3, холодных выбросов вредных веществ при неблагоприятных метеорологических условиях:   = 0,04где F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для пыли, если коэффициент очистки в пылеуловителях менее 75%, F = 3); A, - параметры, определяемые аналогично задаче 1; Определим D - диаметр устья источника выброса, м, для источника с прямоугольным устьем (шахты) в качестве D берется эффективный диаметр устья Dэ D=Dэ=  Определим среднюю скорость  м/с: Определим  , м/с: холодных выбросов: Коэффициент n определим в зависимости от величины vм: при vм =0,22 < 0.5 n =  2. Определим расстояние от источника выброса, м, на котором при неблагоприятных метеоусловиях достигается максимальная приземная концентрация пыли в воздухе:  м ,при =0,22 0,5 d = 5,7;3. Определить фактическую концентрацию пыли в приземном слое воздуха с учетом фонового загрязнения атмосферы:   4.Даем оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое промышленным выбросам путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией. ПДКсс ≥ Сфакт – условие См + Сфакт ≤ 0,15 0,088  0,15Выводы: а) величина максимальной приземной концентрации Cм, мг/м3, холодных выбросов вредных веществ при неблагоприятных метеорологических условиях составила 0,04 мг/м3; б) фактическая концентрация пыли в приземном слое воздуха с учетом фонового загрязнения атмосферы составила  ; в) поскольку  0,15 -значения выбросов пыли не превышают установленные нормативы, то есть существенного влияния на загрязнение окружающей среды выброс пыли не производит.ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3 Определить основные размеры нефтеловушки, используемой в качестве первой ступени очистки воды в оборотной системе водоснабжения промывочно-пропарочной станции, и эффективность ее работы. Вариант исходных данных принять по предпоследней цифре учебного шифра (табл.4). Таблица 4
Примечания. 1. Коэффициент часовой неравномерности поступления очищаемой воды kн = 1,5. 2. Число секций в нефтеловушке n = 3. 3. Допустимая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки Cк=150 г/м3. 4. Температура оборотной воды, подаваемой в нефтеловушку, не ниже 20 С. решение задачи 1. Определим максимальный секундный расход воды, м3/с через одну секцию нефтеловушки по формуле:  2. Определим требуемую ширину В, м, каждой секции нефтеловушки из условия пропуска Qmax по формуле:  3. Для предварительного расчета размеров нефтеловушки принять ламинарный характер потока воды в отстойной зоне при постоянных скоростях движения воды vв и всплытия частиц нефтепродуктов vч. Скорость всплытия частиц нефтепродуктов vч, м/с, найти из условия равенства выталкивающей архимедовой силы и силы вязкого сопротивления воды по формуле:  ,где g - ускорение свободного падения, м/с2; rч - радиус (размер) улавливаемых частиц нефтепродуктов, м; ρч, ρв - соответственно плотности частиц нефтепродуктов и воды, кг/м3; γ - кинематическая вязкость воды, м2/с, зависящая от температуры, для 20 °С, g = 10-6 м2/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:  5. С учетом реальных турбулентных процессов, происходящих в нефтеловушке, действительная скорость всплытия нефтечастиц будет равна:  где w – вертикальная турбулентная составляющая скорости, м/с; с достаточной для практики точностью может быть принята равной 0,04 ∙ vв. 6. Уточним длину отстойной зоны нефтеловушки по формуле:  7. Эффективность работы нефтеловушки по уменьшению концентрации нефтепродуктов в очищаемой воде определяется по формуле:  8. Вычислим фактическую концентрацию нефтепродуктов на выходе нефтеловушки, г/м3:  Поскольку Ск < Cф, то нефтеловушка не эффективна. Выводы: а) фактическая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки составила 285,2 г/м3; б) поскольку Ск < Cф, то нефтеловушка не эффективна; в) необходимо очищать нефтеловушку и отстойники регулярно не реже одного раза в 5-7 дней. В фильтро-нейтрализаторах систематически должен заменяться фильтрующий материал, периодичность должна устанавливаться на основании анализов проб профильтрованной воды и моечных растворов. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4 Определить необходимую степень очистки промышленных сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ. Сточные воды после очистки на очистных сооружениях выпускаются в водоем, используемый для питьевого водоснабжения. Вариант исходных данных для расчета принять по предпоследней цифре учебного шифра (табл.5). Таблица 5
решение задачи 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 Cдоп, г/м3. Эта концентрация должна удовлетворять условию  Cдоп 0,2 + 7 ∙ 0,25; Cдоп 1,95 г/м3; где Cв - концентрация взвешенных веществ в водоеме до выпуска туда сточных вод, г/м3; n - кратность разбавления в расчетном створе; p - допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, г/м3. Для данного водоема I категории водопользования p = 0,25 г/м3. 2. Для определения кратности разбавления  =  необходимо рассчитать: коэффициент турбулентной диффузии  = 0,003коэффициент, учитывающий влияние гидравлических факторов смешения сточных вод,  = 0,43 ,где - коэффициент, характеризующий место расположения выпуска сточных вод (в задаче принять береговой выпуск, для которого = 1); - коэффициент извилистости русла ( = 1,5). Коэффициент смешения сточных вод с водой водоема рассчитывается по формуле  =  0,038где  =  0,135L — расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа, при решении задачи принять равным 1000 м. 3.Сравнить Сдоп с концентрацией взвешенных веществ С в сточных водах, поступающих на очистную станцию. При Сдоп < С рассчитать необходимую степень очистки сточных вод от взвешенных примесей Э, %, по формуле Э=  99%Вывод: а) необходимая степень очистки промышленных сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ составила 99%; б) при сравнении Сдоп с концентрацией взвешенных веществ С в сточных водах, поступающих на очистную станцию, Сдоп получилась меньше концентрацией взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на очистную станцию, а именно: 1,95 200; в) 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. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Оценка воздействия на окружающую среду: Учебное пособие Стурман В.И. Издательство «Лань», 2015. – 352 с. ISBN 978-5-8114-1904-3. Электронная библиотечная система "Лань" - https://e.lanbook.com/ https://e.lanbook.com/book/67472?category_pk=2462#book_name; Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте, высшее профессиональное образование учебник, под редакцией профессора В.С. Дикаревского – 2-е изд., перераб. и доп. - М., ООО «Издательский дом «Транспортная книга», 2009 К заданию на практику Экологическая безопасность группа ЗТЖ-1911 Приложение 1 Значения коэффициента A
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||