Учебно-методический комплекс дисциплины

Скачать 2.9 Mb.

Название	Учебно-методический комплекс дисциплины
страница	9/24
Тип	Учебно-методический комплекс

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебно-методический комплекс

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 24

Естественные и искусственные методы биологической очистки

К естественным методам биологической очистки относятся почвенные методы очистки сточных вод и их очистка в биологических прудах.

Сооружения почвенной очистки сточных вод имеют производительность в пределах от 0,5 до 280 000 м³/сут. Их используют в основном для очистки бытовых сточных вод. Указанные сооружения подразделяют на малые, к которым относятся фильтрующие колодцы, фильтрующие траншеи, площадки подземного орошения, площадки подземной фильтрации и песчано-гравийные фильтры. К средним – поля подземного орошения и подземной фильтрации. Наиболее крупными сооружениями являются коммунальные поля орошения, земледельческие поля орошения и поля наземной фильтрации.

Очистка сточных вод при использовании указанных методов их обработки происходит под действием почвенной микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений.

В биологических прудах, которые представляют собой искусственно созданные водоемы, для очистки сточных вод также используются естественные процессы. Эти сооружения можно использовать и для глубокой очистки (доочистки) сточных вод, прошедших биологическую обработку. Существуют пруды с естественной и искусственной аэрацией.

Глубина прудов с естественной аэрацией обычно не превышает 1 м. Для искусственной аэрации используют либо механические аэраторы, либо пропускают (барботируют) воздух через слой воды. Глубина прудов с искусственной аэрацией обычно достигает 3 м. Как правило, пруды с искусственной аэрацией объединяют в несколько параллельных каскадов.

В окислительных процессах, протекающих в биологических прудах, существенную роль играет водная растительность, которая способствует снижению концентрации биогенных элементов и регулирует кислородный режим водоема. Продолжительность очистки сточных вод в биологических прудах достаточно велика, о чем свидетельствуют следующие данные:

Сточные воды, обработанные в биологических прудах, рекомендуется дополнительно очищать в отстойных секциях. Для глубокой очистки стоков воду из прудов необходимо пропускать через песчаные фильтры.

Биологические пруды обычно используют для очистки сточных вод заводов органического синтеза, а также нефтехимических предприятий.

К недостаткам указанных сооружений следует отнести низкую окислительную способность, сезонность работы, потребность в больших территориях и др.

Сооружения искусственной биологической очистки обычно принято делить на три группы по признаку расположения в них активной биомассы:

активная биомасса закреплена на неподвижном материале, а сточная вода тонким слоем скользит по материалу загрузки (биофильтры);
активная биомасса находится в воде во взвешенном состоянии (аэротенки, окситенки, циркуляционные окислительные каналы);
сочетание первого и второго варианта расположения биомассы (погруженные биофильтры, биотенки, аэротенки с заполнителями).

Введем понятие активного ила и биопленки. Активный ил состоит из живых организмов (бактерии, черви, плесневые грибы, дрожжи, водоросли и др.) и твердого субстрата. Сообщество всех живых организмов, населяющих ил, называют биоценозом. Он в основном представлен 12 видами микроорганизмов и простейших. По фазово-дисперсному состоянию активный ил – это амфотерная коллоидная система, имеющая при рН = 4-9 отрицательный заряд.
МОДУЛЬ 2

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Основными источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются следующие отрасли деятельности человека: теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, транспорт, химическая, нефтехимическая, нефте- и газоперерабатывающая промышленность, производство строительных материалов, целлюлозно-бумажная и деревообрабатывающая промышленность, сельское хозяйство и другие.

Особое место занимает проблема загрязнения атмосферы радионуклидами. Однако эта проблема имеет свою специфику, поэтому не рассматриваем в данном курсе.

В табл. 1 приведены характерные выбросы для различных отраслей промышленности и некоторых производств, являющихся серьезными загрязнителями воздушного бассейна.

Несмотря на разнообразие производств и отраслей промышленности, основной круг загрязнений атмосферы является ограниченным. В настоящее время идентифицировано около ста основных загрязнений атмосферного воздуха.

Наиболее массовыми загрязнителями воздушного бассейна являются: сернистый ангидрид, окислы азота, окись углерода, различные углеводороды и пыль. На их долю приходится 80-85% от общего количества вредных веществ,

выбрасываемых в атмосферу.

Нормирование выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу производится путем установления значений предельно допустимых выбросов (ПДВ) этих веществ для всех источников выбросов.

ПДВ – научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, чтобы содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира.

Наиболее полный перечень ПДК приведенв ГН 2.1.6.1338-03 (с изменениями от 03.11.2005), ОБУВ – ГН 2.1.1339-03.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных мест - концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни.

Нормативы установлены в виде максимальных разовых и среднесуточных ПДК с указанием класса опасности и лимитирующего показателя вредности, который положен в основу установления норматива конкретного вещества.

Лимитирующий (определяющий) показатель вредности характеризует направленность биологического действия вещества: рефлекторное и резорбтивное.

Рефлекторное действие – реакция со стороны рецепторов верхних дыхательных путей: ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т.п. Указанные эффекты возникают при кратковременном воздействии веществ, поэтому рефлекторное действие лежит в основе установления максимальных разовых ПДК (20-30 минут).

Под резорбтивным действием понимают возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных, канцерогенных и др. эффектов, возникновение которых зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но и от длительности ингаляции. С целью предупреждения развития резорбтивного действия устанавливается среднесуточная ПДК (как максимальная 24-часовая и/или как средняя за длительный период - год и более).

Классы опасности веществ, для которых установлены только максимальные разовые ПДК, определены с учетом опасности развития рефлекторных реакций. Классы опасности веществ, для которых одновременно установлены максимально разовая и среднесуточная ПДК, определены с учетом опасности развития тех эффектов, развитие которых при действии конкретного вещества наиболее опасно. Классы опасности веществ, лимитированных резорбтивным действием, определены с учетом опасности развития этих эффектов.

Выделяют 4 класса опасности загрязняющих веществ:

чрезвычайно опасные;
высоко опасные;
умеренно опасные;
малоопасные.

ОБУВ – норматив максимального допустимого содержания загрязняющего вещества в атмосферном воздухе.

Первым этапом любого нормирования загрязнения атмосферы является инвентаризация источников выделения и выбросов ЗВ, которая на практике выполняется:

методом инструментального измерения;
расчетным методом.

При инвентаризации расчетным методом, имеющим в ряде случаев определенные преимущества, основываются на рекомендуемых методиках. Полный перечень методик можно посмотреть в «Перечне документов по расчету выделений (выбросов) загрязняющих в атмосферный воздух действующих в 2001-2002 годах». Расчетный метод основывается:

на материальном балансе технологического процесса;
на использовании удельных показателей выделений ЗВ за единицу времени либо отнесенных к единице оборудования, массе продукции, сырья или расходных материалов.

В действующей природоохранной нормативно-технической документации в области защиты атмосферы от загрязнения приняты следующие понятия.

Источник выделения ЗВ – объект, в котором происходит образование ЗВ (установка, аппарат, устройство, емкость для хранения, двигатель, свалка отходов и т. п.).

Источник загрязнения атмосферы (источник выброса – объект, от которого загрязняющее вещество поступает в атмосферу (труба, вентиляционная шахта, аэрационный фонарь, открытая стоянка транспорта и т. п.).

Возможны следующие сочетания источников загрязнения атмосферы (выброса) и источников выделения ЗВ.

Один источник выделения – один источник загрязнения (выброса). Например, котельная имеет одну топочную камеру и одну дымовую трубу.
Один источник выделения – несколько источников загрязнения (выброса). Например, в помещении производится полная окраска автобуса, а для вентиляции используются три крышных вентилятора.
Несколько источников выделения – один источник загрязнения (выброса). Например, гараж имеет один вентилятор, удаляющий из всех помещений через единую вытяжную систему выхлопные газы пятидесяти автомобилей.
Несколько источников выделения – ряд источников загрязнения (выброса). Например, в общем помещении цеха работают 3 заточных и 17 металлорежущих станков, 2 поста электросварки и одна газорезка, а для вентиляции используется одна общеобменная приточно-вытяжная вентсистема и 4 местных вытяжных системы.

Все источники загрязнения атмосферы (источники выброса) подразделяются в соответствии с классификацией, приведенной на рис., при этом используются термины, имеющие следующие определения.

Рис.Классификация источников загрязнения атмосферы

Стационарный источник – источник, имеющий постоянное место в пространстве относительно заводской системы координат (труба котельной, открытые фрамуги цеха и т. п.).

Передвижной источник – источник, не занимающий постоянное место на территории предприятия (транспортные средства, передвижные компрессоры и дизель-генераторы электросварки и т. п.).

Организованный источник – источник, осуществляющий выброс через специально сооруженные устройства (трубы, газоходы, вентиляционные шахты).

Неорганизованный источник – источник загрязнения, осуществляющегося в виде ненаправленных потоков газа, как результат, например, нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неэффективной работы систем по отсосу газов (пыли) в местах загрузки (выгрузки) или хранения продукта (топлива), а также пылящие отвалы, открытые емкости, стоянки, площадки малярных работ и т. п.

Точечный источник – источник в виде трубы или вентиляционной шахты с размерами сечения, близкими друг к другу (трубы круглого, квадратного, прямоугольного сечения и т. п.).

Линейный источник – источник в виде канала (щели) для прохода загрязненного газа (воздуха) с поперечным сечением, имеющим значительную протяженность (длину): в несколько раз большую, чем ширина (высота), например, ряд открытых, близко расположенных в одну линию оконных фрамуг, либо аэрационные фонари и т. п.

Плоскостной источник – источник, имеющий значительные геометрические размеры площадки, по которой относительно равномерно происходит выделение загрязнений, и, в том числе, как результат рассредоточения на площадке большого числа источников (бассейн, открытая стоянка автотранспорта и т. п.).

Отнесение источника загрязнения (выброса) к точечному, линейному или плоскостному типу производится с целью определения математического аппарата, который используется впоследствии при расчете рассеивания загрязнения в атмосфере в соответствии с ОНД-86.

Нормативы валовых выбросов используются прежде всего при экономическом стимулировании природоохранной деятельности, а нормативы максимально разовых выбросов — при контроле соблюдения ПДВ.
РАССЕИВАНИЕ ВРЕДНЫХ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРЕ
Для обеспечения концентрации вредных веществ ниже требований гигиенических норм по ПДК приходится прибегать к такому технологическому приему, как рассеивание вредных выбросов в атмосфере с помощью дымовых и вентиляционных труб, вентиляционных фонарей производственных цехов. Как показывает практика очистки газовых выбросов теплоэнергетических установок, современные методы борьбы с оксидами серы и азота не обеспечивают ПДК по этим веществам при выбросах в атмосферу. Фактические концентрации вредных веществ превосходят предельно допустимые на несколько порядков, поэтому рассеивание вредных газовых выбросов является необходимым технологическим приемом. При выбросе газов после очистки через дымовые трубы содержащиеся в них вредные вещества рассеиваются, причем чем больше высота дымовой трубы, тем лучше происходит рассеивание вредных веществ и меньшее их количество попадает в жилые районы, расположенные на определенном расстоянии от промышленного предприятия.

Газ на выходе из устья трубы обладает определенной температурой и скоростью движения. Если температура газа будет выше температуры окружающего воздуха, то вследствие разности плотностей воздуха и газа образуется подъемная сила, под действием которой струя газа поднимается над устьем трубы на определенную высоту. Выходящий из трубы газ подвергается, кроме того, действию ветра. Если скорость ветра будет меньше скорости газа в устье трубы, он поднимается на высоту, которая будет тем больше, чем больше разность скоростей газа и ветра. Достигнув определенной высоты над устьем трубы, газ теряет скорость и под действием ветра разворачивается в горизонтальном направлении. При этом струя газа в результате диффузии расширяется и концентрация в нем пыли или других вредных веществ уменьшается.

При скорости ветра, большей скорости газа на выходе из трубы, струя газа отклоняется от первоначального направления движения и начинает двигаться параллельно земле на уровне устья дымовой трубы. При низкой дымовой трубе газ и содержащиеся в нем вредные компоненты очень быстро достигают приземного слоя атмосферы и вызывают ее загрязнение. При высокой дымовой трубе загрязненный газ достигает приземного слоя атмосферы на значительном расстоянии от трубы. При этом содержащиеся в нем вредные вещества успевают рассеяться в атмосфере, вследствие чего их концентрация при достижении приземного слоя будет незначительной.

На рис. 2 приведена аксонометрическая схема загрязнения воздуха, создаваемого одним источником. Непосредственно под трубой загрязнение воздуха отсутствует, а начиная от точки, в которой дымовой факел при неблагоприятных метеорологических условиях касается земли, приземная концентрация вредных веществ быстро возрастает и на расстоянии, равном 10-40 высотам трубы, достигает максимальной величины. Для средних условий эта величина равна около 20 Н. После точки максимального загрязнения приземная концентрация медленно убывает вдоль ветровой оси. При этом происходит расширение дымового факела. Как видно из схемы, концентрация в любой точке (например, в точке А)зависит от расстояния х,на которое она удалена от трубы, и от смещения упо отношению к ветровой оси.

Рис. 2. Аксиометрическая схема приземной концентрации от одного источника

Расчет рассеивания вредных веществ, содержащихся в нагретых газах

Величину максимальной приземной концентрации вредных веществ (в мг/м³) при выбросе нагретых газов из одной трубы при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_мот трубы определяют по формуле

, где

А – коэффициент температурной стратификации атмосферы (учитывает рассеивающие свойства атмосферы), определяется климатическими зонами;

М – расход вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;

H – высота дымовой трубы над уровнем земли, м;

V – объем выбрасываемого газа из трубы, м³/с:

D – диаметр устья трубы, м;

- средняя скорость выхода газа из устья трубы, м/с;

В случае выброса газовоздушной смеси из источника с прямоугольным устьем (шахты) в расчетах принимается D=D_Э(м), где D_Э – эквивалентный диаметр устья, определяемый по формуле:

где

L – длина устья, м; b – ширина устья, м.

- разность между температурой выбрасываемого газа

и температурой окружающего атмосферного воздуха

. При этом за температуру окружающего воздуха t_Bпринимают среднюю температуру самого жаркого месяца в 13 ч;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, который принимают равным: 1 – для вредных газов и мелкодисперсных аэрозолей; 2,0 – для пыли и золы при степени очистки газа не менее 90 %; 2,5 – при степени очистки от 75 до 90 %; 3 – при степени очистки менее 75 %;

m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газа из устья трубы.

Величину коэффициента m рассчитывают по формуле

,

где

Величину коэффициента nопределяют в зависимости от значения параметра ν_м:

При

при

Величина максимальной приземной концентрации вредных веществ при неблагоприятных метеорологических условиях достигается на оси факела выброса (по направлению среднего ветра за рассматриваемый период) на расстоянии х_мот трубы:

x_м = dH, где

d – безразмерная величина, определяемая следующим образом:

Если безразмерный коэффициент F > 2, то

Величина опасной скорости ветра υ_оп (м/с) на уровне 10 м от земли, при которой приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения, должна приниматься:

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 24

	Учебно-методический комплекс дисциплины «Торговое оборудование» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «организационное поведение» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Русский язык и культура речи» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Системное программное обеспечение» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины архитектура ЭВМ 090104. 65... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Таможенное право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «римское право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «коммерческое право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «защита прав потребителей» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «иностранный язык по специальности» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «право интеллектуальной собственности» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология формирования имиджа» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Рекламное дело» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...

Учебно-методический комплекс дисциплины

Похожие: