Физико-химические методы очистки сточных вод

                                                                             Примечание- [7]

                      Рис 7.Схема очистки сточных вод  электролизом.

Вывод:

Бесполезно говорить о ценности и значении воды для всего живого на Земле, все это знают. Но, даже понимая все важность роли воды в жизни, люди все равно продолжают жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами.  Кроме того, для многих живых существ вода служит и средой обитания. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Рост населения, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы использования воды. Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах перед выпуском их в водоёмы. Очистка сточных вод осуществляется на специальных очистных сооружениях

Физико-химические методы очистки сточных вод  играют значительную роль при очистке сточных вод.

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЁТ ВЫБРОСОВ ВЕЩЕСТВ  В АТМОСФЕРУ

 

2.1 Расчёт концентраций  вредных веществ, содержащихся в  выбросах предприятий в атмосферу

 

Исходные данные для расчета: высота трубы, Н, м – 30 м; температура газового выброса, Тг - 1250С; температура окружающего атмосферного воздуха, Тв- 300С; диаметр устья источника выброса, D, м - 1,5 м; средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника  выброса, ω0, м/с – 7 м/с; масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, в единицу времени, М, г/с – 8 г/с; максимально разовая предельно допустимая концентрация, ПДКм.р., мг/м3 – 0,085 мг/м3; коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющей 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 η – 1.

Выполнение расчета.

1. Расчет объемного расхода газо-воздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу осуществлен по формуле (1):

 

                                                        ()

 

где: π – 3,14

D  -    диаметр устья источника выброса, м;

ωо - средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника  выброса, м/с;

 

)

 

2. Расчет разности температур   

 

 

Где: Тг - температура газового выброса, 0С                                    (8)

 температура окружающего атмосферного воздуха, 0С

 

(0С)

 

3. Расчёт коэффициента , м/(с2 оС) выполняется по формуле (2):

 

                                                         (9)

 

где: ωо - средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника  выброса, м/с;

D  -    диаметр устья источника выброса, м;

H – высота источника выброса над уровнем земли, м;

ΔТ – разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч, оС;

 

 

 

4. Безразмерный коэффициент  m  определяют по формуле (3):

 

 

                                                  (10)

 

где: f – коэффициент, м/(с2 оС);

 

 

5. Для нагретых выбросов Vм определяется по формуле (4):

 

                                                        (11)

 

где: Q – объемный расход газо-воздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу (м3/с);

ΔТ – разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч, оС;

H – высота источника выброса над уровнем земли, м;

 

 

 

6. Максимальная концентрация См, мг/м3, вредного вещества в приземном слое при нагретых газопылевых выбросах через трубы с круглым устьем для одиночного источника определяется по формуле (5):

 

                                                     (12)

 

где: А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющей условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе;

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, в единицу времени, г/с;

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

m,n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;

H – высота источника выброса над уровнем земли, м;

η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

ΔТ – разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч, оС;

Q – объемный расход газо-воздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу (м3/с);

 

 

 

2. Расстояние хм, м, на котором образуется максимальная концентрация вредных веществ по оси факела, определяется по формуле:

 

 

                                                                                                         (13)

где: Vм - скорости ветра , м/с;

f – коэффициент, м/(с2 оС);

 

 

 

2. Приземные концентрации вредных веществ в атмосфере на различных расстояниях от источников выброса по оси факела определяются по формуле (6,7,8):

 

                (14)

 

= 0,262

 

 

                                      (15)

 

 

 

 

 

                                                        (16)

 

где: S – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения х/хм и коэффициента F;

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитанные данные внесем в таблицу 1.

X/Xм	0,25	0,5	2	4	8
С	0,02	0,05	0,06	0,03	0,01

                                                 Примечание-1)

 

График рассеивания приземных концентраций представлен в Приложении 1

 

 

 

2.2 Определение категории  опасности предприятия

 

Промышленные производства и технологическое оборудование, являющиеся источниками загрязнения атмосферы, делятся на 4 группы:

1. имеющие условно чистые выбросы, в которых концентрация загрязняющих веществ не превышает гигиенических норм (например, цеха переработки пластмасс, прядильные цехи и т.д.);
2. - имеющие дурно пахнущие выбросы (например, производство азотной кислоты с каталитической очисткой и др.);
3. - содержащие нетоксичные вещества (дробильно-помольные цехи, отделения сушки, обогатительные фабрики и др.);
4. - имеющие выбросы, содержащие канцерогенные, токсичные или ядовитые вещества (производство фенола, полиэтилена, ацетилена и др.).

Источники загрязнения атмосферы бывают точечные (труба), линейные (газопровод) и поверхностные. Попадать в атмосферу вредные вещества могут на разных стадиях производства (добыча, транспортирование, дробление, измельчение, помол), различным образом: из-за негерметичности оборудования, при погрузочно-разгрузочных работах, с открытых складов, то есть специально неорганизованным способом. Такие выбросы соответственно называются неорганизованными. В то же время на многих предприятиях большинство удаляемых из помещений и технологического оборудования загрязняющих веществ выбрасываются в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы, что позволяет применить для их улавливания соответствующие установки. Такие выбросы называются организованными.

По степени воздействия на организм человека загрязняющие вещества делятся на 4 класса опасности:

1 - чрезвычайно опасные (ПДК  менее 0,1 мг/м ) - As, Cd, Pb и др.

2 – высоко опасные (ПДК 0,1-1,0 мг/м3) - Co, Ni , Cu и др.

3 – умеренно опасные (ПДК 1,0-10,0 мг/м3) - W, Mo, Mn и др.

4 – малоопасные (ПДК более 10,0 мг/м3) - остальные.

Многие токсичные вещества обладают эффектом суммации, т.е. их смеси оказывают более токсичное действие на живые организмы, человека и его отдельные компоненты

Например: эффектом суммации обладают диоксид азота и сернистый ангидрид, серная кислота и сернистый ангидрид.

Для определения категории опасности предприятия используют данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу.

Расчет категории опасности  производится по формуле:

                                                         (17)                    

где: Mi – валовый выброс i-того вещества, т/год;

ПДКi – среднесуточная предельно-допустимая концентрация i-того вещества, мг/м3;

n-  количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;    

αi  - безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности вещества с вредностью сернистого газа (определяется по таблице 1).

 

Таблица 2.  Определение константы αi  в зависимости от класса опасности вещества

Константа	Класс опасности
	1	2	3	4
αi	1,7	1,3	1,0	0,9

                                                Примечание-(2)

 

 

 

При отсутствии ПДКс.с.iиспользуют ПДКм.р., ОБУВ или уменьшенные в 10 раз значения ПДКр.з.

Значение КОП рассчитывают при условии, когда  при значение  КОП не рассчитывают и приравнивают к нулю.

По величине КОП  объекты делят на 4 категории опасности (таблица 2).

 

 

Таблица 3.  Градация деления предприятий на категории опасности в зависимости от величины КОП

Категория опасности предприятия	Значение КОП
1	КОП>105
2	105 ≥  КОП > 104
3	104 ≥  КОП > 103
4	103 ≥ КОП

                                                         Примечание-(3)

 

Предприятия первой и второй категории опасности представляют собой наибольшую опасность для окружающей среды, к ним необходимо применять особые требования при разработке нормативов ПДВ (ВСВ) и ежегодном контроле за их достижением.

Предприятия третьей категории опасности, как правило, самые многочисленные, и они могут иметь тома ПДВ, разработанные по сокращенной программе. К четвертой категории опасности относят самые мелкие предприятия с небольшим количеством выбросов вредных веществ в атмосферу. Для таких предприятий устанавливают нормативы ПДВ на уровне фактических выбросов.

Данные для решения (таблица 4)

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.

 

Наименование веществ	ПДК мр, мг/м3	ПДКс.с., мг/м3	Класс опасности	Выброс, т/год
Вариант 12
Диоксид серы Оксид углерода Оксид азота Углеводороды Пыль Сероводород Бензин аммиак Пыль матерчатая	0,5 5,0 0,085 60 0,15 0,008 5,0 0,2 0,5	0,05 3,0 0,04 - 0,05 - 1,5 0.04 0,15	3 4 2 4 3 2 4 4 3	1,7 0,15 0,19 6.9 0,009 0,03 0,00157 0,2656 0,0949