Расчет кот от продолжительности инверсий воздушных потоков

Для штиля (молекулярная диффузия) категория опасности территории рассчитывается по формуле 5.3, которая учитывает его продолжительность:

(5.3)

где – продолжительность инверсий (0; 0,5; 1; 3; 6 часов).

Таблица 5.3 – Значения категории опасности территории и критерия качества атмосферы для исследуемого ТПК, при рассеивании примеси по механизму молекулярной диффузии

Продолжительность инверсий, час	КОТ, м^3/с	Величина Катм	Характеристика территории
0
0,5
1
3
6

Построение графика зависимости критерия качества атмосферы от продолжительности при рассеивании инверсий воздушных потоков. Проанализировав график зависимости, сделайте следующие выводы:

1. Какое критическое время установления равновесия в системе?

2. В какой период времени накопление примеси преобладает над рассеиванием примеси?

3. Из результатов расчетов сделайте, вывод как качество атмосферы урбанизированной территории изменяется, во времени.

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение понятию ТПК?

2. Дайте определение понятию молекулярная диффузия.

3. Дайте определение понятию конвективная диффузия.

4. В чем заключается экологический смысл параметра категория опасности территории?

5. Каким образом проводится прогноз и картирование территории города по экологическому благополучию городской среды?

Тема 6 Экозащитная техника и технологии Семинарское занятие 6 Изучение основных методов очистки с целью улучшения качества окружающей природной среды

Вопросы семинара

1. Очистка газообразных промышленных выбросов от пылей.

2. Улавливание газообразных примесей из технологических выбросов.

3. Механические и химические методы очистки сточных вод.

4. Физико-химические, биологические и термические методы очистки сточных вод.

5. Отходы производства и отходы потребления. Полигоны для твердых бытовых отходов.

6. Компостирование твердых отходов. Сжигание твердых отходов. Получение биогаза.

7. Вторичное сырье. Методы переработки вторичного сырья. Организация безотходных (малоотходных) производств.

Основные понятия изучаемой темы

Очистка газообразных промышленных выбросов от пылей при помощи пылеосадительной камеры, циклона, фильтров, электрофильтров, скуббера Вентури, полого форсуночного скруббера, барботажно-пенного пылеулавителя.

Улавливание газообразных примесей из технологических выбросов с помощью насадочного адсорбера, полого распыливающего абсорбера, каталитического метода, биофильтра, термического метода.

Механические методы очистки сточных вод: процеживание (решетки, сита, волокноулавители), отстаивание (песколовки, отстойники, жироуловители, маслоуловители, нефтеловушки), очистка сточных вод в поле действия центробежных сил (гидроциклоны), фильтрация (зернистые фильтры и микрофильтры).

Химические методы очистки сточных вод: нейтрализация, окисление-восстановление.

Физико-химические методы очистки сточных вод: флотация, экстракция, адсорбция, гиперфильтрация, эвапорация, коагуляция, флокуляция.

Биологические методы очистки сточных вод: в естественных (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) и искусственных (биофильтры, аэротенки, окситенки) условиях.

Отходы производства и отходы потребления. Основные источники образования отходов. Полигоны для твердых бытовых отходов: правила устройства и эксплуатации, проблемы, связанные с захоронением твердых бытовых отходов. Компостирование твердых отходов. Сжигание твердых отходов. Получение биогаза. Вторичное сырье. Методы переработки вторичного сырья. Организация безотходных (малоотходных) производств.

Задание 1. Представьте схему и объясните принципы работы аппаратов для очистки газов от вредных примесей:

• пылеосадительная камера;

• циклон;

• полый форсуночный скруббер;

• скруббер Вентури;

• барботажно-пенный пылеулавитель.

Задание 2. Объясните.

1. Каталитический метод очистки отходящих газов.

2. Термический метод очистки отходящих газов.

3. Принцип работы абсорбера.

4. Принцип работы адсорбера.

5. Принцип работы биофильтра.

6. Принцип работы электрофильтра.

Задание 3. Дополните предложения.

1. Для очистки отходящих газов от пыли используют __________.

2. Адсорбция отходящих газов основана на извлечении загрязняющих веществ с помощью __________.

3. Каталитический метод основан на превращении вредных компонентов промышленных выбросов в менее вредные или безвредные вещества в присутствии __________.

4. Для осуществления дожигания необходимо поддержание высокой температуры очищаемого газа и наличие достаточного количества __________.

5. Процесс __________ состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных сред.

6. Аппарат, принцип работы которого основан на способности микроорганизмов разрушать практически любые соединения природного и искусственного происхождения, называется __________.

7. В качестве адсорбента используют __________.

8. Метод очистки отходящих газов, основанный на селективном поглощении вредных газов и паров твердыми материалами, имеющими развитую микропористую структуру, называется _________.

9. В качестве абсорбента используют __________.

10. Аппарат мокрой очистки отходящих газов, работа которого основана на осаждении частиц пыли на поверхность капель, называется __________.

11. Газовый поток вводится в __________ через входной патрубок и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру.

12. Механическая очистка сточных вод реализуется с помощью __________.

13. При отстаивании из сточной воды выделяются __________.

14. Процеживание реализуют с помощью __________.

15. Для очистки сточных вод фильтрованием применяют 2 типа фильтров: __________ и __________.

16. Очистку сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляют в __________.

17. Для очистки сточных вод от частиц металла и песка с размером более 0,25 мм используют __________.

Задание 4. Объясните принципы работы химических, физико-химических и биологических методов очистки сточных вод:

1. нейтрализация;

2. окисление-восстановление;

3. экстракия;

4. флотация;

5. флокуляция;

6. коагуляция;

7. адсорбция;

8. эвапорация;

9. гиперфильтрация;

10. поля орошения;

11. поля фильтрации;

12. биологические пруды;

13. аэротенки;

14. биофильтры;

15. окситенки.

Задание 5. Дайте определения.

1. отходы производства и потребления;

2. неконтролируемые свалки;

3. полигон;

4. компост;

5. биогаз;

6. безотходная технология;

7. малоотходная технология.

Задание 6. Ответьте на вопросы.

1. Основные источники образования отходов.

2. Условия транспортирования опасных отходов.

3. Устройство полигонов для складирования ТБО.

4. Проблемы, связанные с захоронением ТБО.

5. Этапы компостирования отходов.

6. Сжигание твердых отходов.

7. Этапы получения биогаза.

8. Малоотходные и безотходные технологии. Принципы создания.

Задание 7. Расчет рассеивания в атмосфере примесей антропогенного происхождения

Цель работы:научиться рассчитывать параметры рассеивания антропогенных примесей в атмосфере, чтобы на их основе устанавливать предельно-допустимые выбросы для каждого источника загрязнения и размеры санитарно-защитной зоны предприятий (задания в Приложении В, пример расчета в Приложении Г).

Общие положения. Загрязняющие вещества в атмосферу поступают от разнообразных источников антропогенного и естественного происхождения. Основными антропогенными источниками являются выбросы промышленных предприятий, выхлопные газы автотранспорта, продукты сжигания топлива. К наиболее распространенным естественным источникам относятся окислительно-восстановительные процессы с участием микроорганизмов, вулканическая деятельность, лесные пожары и химические реакции, протекающие под действием УФ радиации и приводящие к вторичному загрязнению атмосферы (природные смоги), а также процессы выветривания почвы и горных пород, разбрызгивание морской воды.

Как правило, уровень загрязнения атмосферного воздуха определяется совместным действием природных и антропогенных источников, что существенно осложняет не только интерпретацию результатов измерений концентрации загрязняющих веществ с целью выделения источника загрязнения, но и разработку методов и средств контроля атмосферного воздуха.

В результате интенсивного развития промышленности и автотранспорта в последние десятилетия в атмосферу в большом количестве стали поступать такие вещества антропогенного происхождения, как бенз(а)пирен, фреоны, сернистый ангидрид, оксид углерода, оксид азота.

Методика расчета рассеивания вредных веществ в атмосфере, содержащихся в выбросах, основана на закономерностях диффузии газов и аэрозолей в приземном слое атмосферы и позволяет рассчитывать концентрации (мг/м³) вредного вещества в приземном слое атмосферы на расстоянии до 2 км от источника выбросов.

В России исходя из гигиенических требований разработанные нормативы предельно-допустимых концентраций в воздухе населенных пунктов. Нормативы охватывают более 2500 различных веществ по содержанию в продуктах питания, почве, воде, воздухе.

ГОСТ 17.2.3.02-78 определяет, что предельно-допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, а также растительного и животного мира.

Значения ПДВ устанавливаются во всех видах проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий. ПДВ устанавливается для строящихся и действующих предприятий.

Значения ПДВ определяются по единой для всей страны «Методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86)», утвержденных Госкомгидрометом СССР и согласованных с Госстроем СССР и Минздравом СССР в 1986 году.

Если на участке допустимого выброса (ПДВ) вредных веществ при строительстве (реконструкции) предприятия сумма фонового загрязнения атмосферы и приземных концентраций, создаваемых выбросами данного предприятия, выше ПДК_м.р. – строительство (реконструкция) не разрешается органами экологической и санитарной инспекций. Чем сильнее фоновое загрязнение воздуха на участке строительства, тем меньше величина ПДВ для проектируемого предприятия. Если С_ф ПДК_м.р. – строительство (реконструкция) не разрешается.

Поэтому технологи и проектанты стремятся использовать в проекте предприятия малоотходные, экологически безопасные технологии и оборудование, обеспечивающее минимальную величину выброса вредных веществ (г/с). Уменьшить величину выброса можно также путем улавливания вредных веществ в устье источника выбросов пылегазоочистными аппаратами. Уменьшить величины приземных концентраций можно путем увеличения высоты выброса (трубы) и увеличения расстояния до границы санитарно-защитной зоны с жилой застройкой, где должно соблюдаться ПДК_м.р. Во всех случаях решения принимаются по результатам расчета рассеивания вредных веществ в атмосфере после выброса их из источника.

Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ определяется путем сравнения с ПДК_м.р., рассчитанного значения приземной концентрации вредных веществ С (мг/м³), которое устанавливается на границе с жилой застройкой при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях (когда скорость ветра достигает опасного значения U_м).

Должно соблюдаться условие:

(6.1)

где – расчетная и фоновая концентрацияn-ого вещества на границе санитарно-защитной зоны предприятия с жилой застройкой соответственно.

При одновременном совместном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих согласно СН 245-71 суммацией биологического действия, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать единицы при расчете по формуле:

(6.2)

где С¹, С² ,..., Сⁿ – концентрации отдельных вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же точке местности, мг/м³;

ПДК¹, ПДК²,..., ПДКⁿ – соответствующие максимально разовые предельно-допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м³ (принимаются по СН 245-71);

, ..., – соответствующие фоновые концентрации вредных веществ (мг/м³) – принимаются по данным городской гидрометеослужбы.