Контрольная работа по «Основы экологии и энергосбережения»

Биохимические методы очистки  основаны на использовании жизнедеятельности  микроорганизмов-минерализаторов, которые, размножаясь, перерабатывают и тем  самым преобразуют сложные органические соединения в простые, безвредные минеральные  вещества. Таким образом, удается  практически полностью освободиться от органических загрязнителей, остающихся в воде после механической очистки. Сооружения для биологической или  биохимической очистки сточных  вод могут быть разделены на два  основных типа. Сооружения, в которых  биологическая очистка происходит в условиях, близких к естественным (биологические пруды, поля фильтрации, поля орошения), и сооружения, в которых  очистка стоков осуществляется в  искусственно созданных условиях (биологические  фильтры, аэротенки — специальные  емкости). Вариант принципиальной схемы  очистки сточных вод представлен  на рис.1.

Рис.1 Принципиальная схема очистки сточных вод

К физико-химическим методам  очистки сточных вод относятся: электрохимический в электрических  полях, электрокоагуляция, электрофлотация, ионный обмен, кристаллизация и др.

Все перечисленные способы  очистки сточных вод имеют  две конечные цели: регенерацию —  извлечение из сточных вод ценных веществ и деструкцию — разрушение загрязняющих веществ и удаление продуктов распада из воды. Наиболее перспективными являются такие технологические  схемы, осуществление которых исключает  сброс сточных вод.

Эффективным методом борьбы с загрязнением водоемов является внедрение  повторного и оборотного водоснабжения  на промышленных предприятиях. Оборотным  водоснабжением называется такое водоснабжение, когда вода, забираемая из природного источника, рециркулирует затем  в рамках применяемых технологий (охлаждаясь или очищаясь) без сброса в водоем или канализацию. В настоящее  время объем оборотного и последовательного  использования воды в процентном отношении к общему объему водопотребления  на производственные нужды достигает 89%.

Вода обеспечивает существование  живых организмов на Земле и развитие процессов их жизнедеятельности. Она  входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. В  своем развитии человечество прошло через многие этапы в использовании  воды. Первоначально преобладало  прямое использование воды - в качестве питья, для приготовления пищи, в  бытовых и хозяйственных целях. В данный момент идет рост потребления  воды в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Тем самым при интенсивном  использовании водных ресурсов влечется за собой изменение их качественных параметров в результате сброса в  воду самых разнообразных загрязнителей  антропогенного происхождения, а их естественные экосистемы разрушаются. Вода теряет способность к самоочищению.

 

 

 

 

 

Контрольный задание № 3 (вариант 2). Рассчитать нормативы допустимых сбросов (ДС) и предельно допустимых концентраций (ДК) загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в водотоки рыбохозяйственного использования. Выпуск сточных вод береговой. Исходные данные приведены в табл. 2.9, 2.10. Фоновые концентрации принимаются в размере 70 % от ПДК.

Таблица 2.9 

Наименование показателей, мг / дм3	Вариант данных для расчета
	1		2		3		4		5		6		7		8
	Расход сточных вод, м3 / с (q)
	0,005	0,006		0,006		0,007		0,008		0,007		0,002		0,004
	Концентрация загрязняющих веществ  в сточных водах, мг / дм3
Взвешенные  вещества	7,1	7,0		8,0		8,3		8,1		7,9		7,8		6,9
Сухой остаток	330	-		311		-		430		-		390		-
БПК5	4,7	4,3		4,9		4,35		4,63		4,1		3,9		4,0
ХПК	-	-		-		12,0		-		11,5		-		11,1
Азот аммонийный	0,26	-		0,31		-		0,32		-		0,29		-
Азот нитритный	0,06	-		-		0,07		-		-		-		-
Азот нитратный	-	7,8		-		-		-		8,1		-		8,0
Фосфаты	-	-		-		0,85		-		-		-		-
Фосфор общий	-	-		0,2		-		-		-		0,17		-
Хлориды	145	-		-		-		250		-		-		-
Сульфаты	-	91,0		-		-		-		87,0		-		65
Нефтепродукты	-	-		-		0,05		-		-		-		-
СПАВ	-	-		-		-		0,35		-		-		-
Железо	0,35	-		1		-		-		0,15		-		-
Медь	-	0,01		-		-		-		-		0,012		-
Цинк	-	-		-		-		0,012		-		-		0,011
Свинец	-	-		0,06		-		-		-		-		-
Хром	-	-		-		-		-		0,11		-		-

 

 

 

Таблица 2.10

Исходные гидрологические  данные 

Вариант данных для расчета	Расход воды в русле реки, м3/с (Q)	Средняя глубина Нср, м	Vср, м/с	Коэффициент извилистости (φ)
1	1,05	0,85	0,45	1,06
2	1,10	1,15	0,42	1,07
3	1,12	0,96	0,30	1,10
4	1,3	1,20	0,41	1,12
5	1,45	1,10	0,52	1,05
6	1,35	1,25	0,37	1,08
7	0,95	0,97	0,41	1,07

 

Решение.

1. Составим таблицу 1.

№ п/п	Показатели свойства воды	Фон ( 70% от ПДК) мг/дм3	Сточные воды мг/дм3	ПДК/допустимое приращение к фону мг/дм3
1	Взвешенные вещества	16,765	7,9	23,95/0,25
2	БПК5	2,1	4,1	3
3	ХПК	21	11,5	30
4	Азот нитратный	6,37	8,1	9,1
5	Сульфаты	70	87,0	100
6	железо	0,07	0,15	0,1
7	хром	0,049	0,11	0,07

 

2. Нормы предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ определяются по формуле:

 (г/ч)

где: - Расход сточных вод, м³ / с; - расчетная допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/дм³

 (мг/дм³)

где: ПДК – предельно  допустимая концентрация; - фоновая концентрация того же вещества - Расход воды в русле реки, м³/с; а – коэффициент смешения сточных вод с водой водотока.

 

где: - коэффициент учитывающий гидравлические факторы смешения сточных вод с водой водотока.

 

Где: – коэффициент извилистости;- коэффициент принимаемый от типа выпуска ( 1 при береговом); Е – коэффициент турбулентной диффузии.

 _Нср/200

Следовательно, Е = 0,37м/с*1,25м/200=0,0023

=1,08*1*

 

3. Определим концентрации допустимые к сбросу:

С_{ПДК взвеш в-в} = 16,765 мг/дм³+0,75 мг/дм³ =17,5 мг/дм³

ДК _{взвеш в-в} =0,73*192,9(17,5-16,7)+16,7=129,4 г/м³

ПДС _{взвеш в-в} = 25,2 м³ / ч*129,4г/м³= 3260,9 г/ч

ДК БПК₅ =140,8*(3 мг/дм³-2,1 мг/дм³)+2,1 мг/дм³=128,8 г/м³

ПДС БПК₅= 25,2 м³ / ч*128,8 г/м³= 3245,8 г/ч

ДК ХПК =140,8*(30 мг/дм³-21 мг/дм³)+21 мг/дм³=1288,2 г/м³

ПДС ХПК= 25,2 м³ / ч*1288,2 г/м³= 32462,6 г/ч

ДК _{азот нитратный} =140,8*(9,1-6,37)+6,37=390,8 г/м³

ПДС_{азот нитратный} = 25,2 м³/ч*390,8 г/м³= 9848,2 г/ч

ДК _{сульфаты} = 140,8*(100-70)+70=4294 г/м³

ПДК _{сульфаты} = 25,2 м³/ч * 4294 г/м³= 108208,8 г/ч

ДК _железо = 140,8(0,1-0,07)+0,07=4,3 г/м³

ПДК _железо = 25,2 м³ / ч*4,3 г/м³= 108,4 г/ч

ДК _хром = 140,8(0,07-0,049)+0,049=3,0 г/м³

ПДК _хром = 25,2 м³ / ч*3,0 г/м³= 75,6 г/ч

Ответ: ДК _{взвеш в-в} =129,4 г/м³;ПДС _{взвеш в-в} = 3260,9 г/ч; ДК БПК₅ =128,8 г/м³;

ПДС БПК₅= 3245,8 г/ч; ДК ХПК = 1288,2 г/м³; ПДС ХПК= 32462,6 г/ч;          ДК_{азот нитратный} =390,8 г/м³; ПДС_{азот нитратный} = 9848,2 г/ч; ДК _{сульфаты} =4294 г/м³; ПДК _{сульфаты} = 108208,8 г/ч; ДК _железо = 4,3 г/м³; ПДК _железо = 108,4 г/ч; ДК _хром =3,0 г/м³; ПДК _хром = 75,6 г/ч.

 

Задача 9(2). Напряжение источника электроэнергии U₁, В. Расстояние от источника до потребителя l, км. Напряжение в конце линии электропередачи U₂, В. Определить сечение проводов для передачи мощности P₂, кВт и проверить сечение на нагрев. Исходные данные для расчетов приведены в табл. 2.17.  

Таблица 2.17 

Вариант данных для расчетов	Вид провода	Параметры
		U1, В	U2, В	l, км	P2, кВт
1	Медь	125	120	1,0	1,0
2	Медь	225	212	2,0	0,8
3	Алюминий	220	215	3,0	3,0
4	Медь	127	122	2,5	2,0
5	Алюминий	120	115	2,0	1,5
6	Медь	230	225	1,5	1,5
7	Алюминий	220	218	2,0	1,2
8	Медь	125	120	1,5	3,0
9	Алюминий	127	125	1,0	3,5
10	Медь	220	215	1,5	2,5
11	Алюминий	127	125	0,8	4,0
12	Медь	127	125	1,0	3,2

 

 

 

Таблица 2

Поперечное  сечение,мм2	Наибольший допустимый ток, А	Поперечное сечение,мм2	Наибольший допустимый ток, А
0,50	10	35	150
0,75	13	50	190
1,0	15	70	240
1,5	20	95	290
2,5	27	120	340
4,0	36	150	390
6,0	46	185	450
10	68	240	535
16	90	300	615
25	120	400	735