73

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра инженерной защиты окружающей среды

Ю.С. РЫБАКОВ

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Учебное пособие

для студентов специальности

«Инженерная защита окружающей среды»

Екатеринбург

2008

УДК 574 (075.8)

Рассматривается порядок изучения курса «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» как науки, изучающей закономерности, способы и средства переработки веществ и энергии в процессе устранения их вредного действия на окружающую среду. Даются программа изучения курса, необходимая литература, задания на контрольные и практические работы, а также методические указания к их выполнению. Задания включают вопросы по теоретическому материалу и задачи и практические работы по защите окружающей природной среды от загрязнения.

Предназначено для студентов обучающимся по направлениям подготовки специалистов «Охрана окружающей среды», «Безопасность жизнедеятельности» и другим специальностям, а также преподавателям, специалистам и руководителям различных отраслей науки и производства.

Рекомендовано к печати издательским советом Уральского государственного университета путей сообщения

Рецензент:

© Ю.С.Рыбаков, 2008

© Уральский государственный

университет путей сообщения, 2008

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………….. 4

1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ……………………………………………………… 6

2. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ …………………………… 11

2.1. Тематика семинарских занятий …………………………………………….. 11

2.2. Контрольные работы по дисциплине ………………………………………. 12

Раздел 1. Задачи по расчету водоохранных сооружений и оценке

качества воды ……………………………………………………………………... 13

Раздел 2. Задачи по определению качества и защиты атмосферного воздуха

от загрязнения …………………………………………………………………….. 34

Раздел 3. Задачи по защите окружающей среды от отходов производства

и потребления …………………………………………………………………….. 47

Раздел 4. Задачи по защите окружающей среды от шума …………………….. 58

Раздел 5. Задачи по защите окружающей среды от электромагнитного

загрязнения ……………………………………………………………………….. 61

4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ………………………………………………… 67

Практическая работа № 1. Определение санитарных условий спуска

сточных вод в водоем ……………………………………………………………. 67

Практическая работа 2. Расчет санитарно-защитной зоны предприятия ……. 71

Практическая работа 3. Расчет проекта нормативов ПДВ ……………………. 73

Практическая работа 4. Расчет диаметра и эффективности очистки воздуха

от пыли в циклоне ……………………………………………………………….. 75

Практическая работа 5. Определение степени опасности отходов …………… 78

5. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ …………………………………. 80

6. КУРСОВАЯ РАБОТА …………………………………………………………. 80

6.1. Тематика курсовых работ …………………………………………………… 80

6.2. Содержание курсовой работы ………………………………………………. 81

7. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ……………………………………………………. 82

8. Понятийно-терминологический словарь курса

(ГЛОССАРИЙ) …………………………………………………………………… 84

Библиографический список …………………………………………… 88

ПРИЛОЖЕНИЯ ………….……………………………………………………….. 90

Введение

Курс «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» входит в учебный план в качестве одной из составляющих блока федерального компонента специальных дисциплин государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования подготовки инженеров-экологов по специальности «Инженерная защита окружающей среды». Данный курс расширяет возможности более углубленного познания закономерностей, способов и средств переработки вещества и энергии, обусловливающих изменение состояния загрязняющих физических, химических и биологических компонентов в процессе устранения их вредного воздействия на окружающую среду.

Ужесточение требований к снижению негативного влияния загрязняющих компонентов на водные объекты, атмосферу и литосферу является политикой государства и относится ко всем отраслям народного хозяйства, в том числе и железнодорожного транспорта. В этой связи выпускник вуза с квалификацией инженер-эколог обязан знать технологические процессы и аппараты защиты окружающей среды, в первую очередь, от факторов антропогенного воздействия: сточные воды, отходящие газы, загрязненные почвы, твердые отходы, энергетические агенты. Это позволит ему не только грамотно обеспечивать технологические процессы на промышленных предприятиях и гражданских объектах ж.д. транспорта, но и квалифицированно проводить техническую и экологическую экспертизу проектов вновь строящихся и реконструируемых объектов.

Программа курса «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» опирается на ранее изученные дисциплины: физика (2–4 семестры); общая экология (1 семестр), органическая, неорганическая, физическая, коллоидная химии (14 семестры); гидравлика и теплотехника (7 семестр); промышленная экология (7 семестр), теоретические основы защиты окружающей среды (7 семестр) и др.

В основу курса положены современные теории процессов разбавления вредных веществ, выделения их из сточных вод и отходящих газов механическими, химическими, физико-химическими и биохимическими методами, а также экранирования и подавления вредных энергетических воздействий.

Данная дисциплина рассматривает также современное технологическое оборудование и сооружения, используемые в практике защиты окружающей среды.

С целью подготовки студентов к дипломному проектированию в программу курса в качестве итогового контрольного мероприятия введена курсовая работа, позволяющая студентам освоить все этапы разработки технологических схем инженерной защиты окружающей среды от загрязнения. Для промежуточной оценки усвоения знаний студентами программа курса предусматривает тестовые задания по его основным разделам.

Цель курса: формирование у студентов современного естественнонаучного экологического мировоззрения и экологической культуры, приобретение знаний и представлений об основных загрязнителях и способах защиты окружающей среды от вредного воздействия хозяйственной деятельности человека, а также культивирование у студентов представлений о процессах и аппаратах защиты окружающей среды как составной части технологического процесса природопользования.

В соответствии с поставленной целью выделяются следующие задачи изучения курса:

- изучение изменения характеристик биосферы в связи с производственной деятельностью;

- приобретение теоретических знаний о процессах, происходящих при образовании твердых, газообразных и жидких отходов, а также при их обезвреживании;

- изучение и классификация методов очистки этих отходов;

- подбор и расчет оборудования для защиты окружающей среды от загрязнения;

- изучение взаимосвязей процессов, происходящих при очистке отдельных загрязнителей;

- ознакомление с научными основами разработки технологических схем защиты окружающей среды.

После изучения курса студент должен иметь представление:

- о научных основах технологических процессов, обеспечивающих защиту окружающей среды от загрязнения;

- об основных аппаратах, сооружениях и устройствах, применяемых для защиты окружающей среды.

Дипломированный специалист должен знать:

- механизмы воздействия производства на компоненты биосферы;

- основные мероприятия по защите окружающей среды от загрязнения;

- основные методы и особенности очистки отходящих газов и сточных вод от загрязнения;

- основные методы переработки твердых отходов и особенности работы с токсичными и радиоактивными отходами;

- основные виды энергетического воздействия на окружающую среду, а также способы и средства защиты от этого воздействия;

- основные процессы и аппараты защиты атмосферы, водной среды и почв от загрязнения.

Специалист должен уметь:

- установить причины, степень опасности и возможное развитие экологической ситуации;

- обосновать мероприятия по рациональному природопользованию;

- определить оптимальные инженерные мероприятия и выбрать аппараты и другие технические средства для разрешения кризисных экологических ситуаций;

- рассчитать и запроектировать аппараты для защиты основных элементов биосферы от загрязнения;

- рассчитать и запроектировать экраны и другие способы и средства защиты от энергетического воздействия.