ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
(МИИТ)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ»
Проверил: Выполнил:
студент V курса
Преподаватель: Шуклин С.Г. Кузнецов И.В.
Уч. шифр 1062-пБЖТ-1024
Подпись Подпись
2011
Содержание:
Введение………………………………………………………………….……….3
Исходные данные задания……………………………………….……….………5
ЗАДАНИЕ 1. Расчет усреднителя концентрации ЗВ…………………..……….7
ЗАДАНИЕ 2. Расчет водоочистных сооружений промывочно-пропарочной станции (ППС)……………………………….…………………………………..12
ЗАДАНИЕ 3. Расчет адсорбера…………………………………………………16
Список литературы……………………………………………………………...22
Введение
Большинство людей не осознает, что выбросы загрязнений в водоемы существенно опаснее, чем прочие выбросы. Континентальные воды очень важны для человека, поскольку они являются единственно надежным источником питьевой воды. Химический состав воды рек, озер, а так же грунтовых вод сильно варьирует и контролируется преимущественно по трем показателям: химическим составом элементов, режимами выветривания и биологическими процессами. В наше время появился мощный четвертый фактор - антропогенное воздействие.
Под термином «загрязнение водоемов» понимают снижение их биосферных функций в результате попадания в них вредных веществ. Источниками загрязнения гидросферы являются:
-сточные воды промышленных предприятий объемом несколько млрд м в год;
-городские сточные воды объемом около 100 км в год;
-канализационные воды животноводческих хозяйств;
-дождевые и талые воды с растворенными химическими веществами, образующимися в городах и на полях;
-водный транспорт;
-естественные осадки из атмосферы;
-утечка нефти и нефтепродуктов.
Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса); увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных элементов; сокращение количества растворенного в воде кислорода; появление радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и т. д.
Установлено, что загрязнение воды могут вызвать более 400 видов веществ. Различают физические, биологические и химические загрязнители.
Химическое загрязнение- наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и т. д.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи).
При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами породы, окисляются и восстанавливаются, выпадая в осадок и т. д. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильнопроницаемых грунтах может распостранятся на десятки километров и более.
Биологическое загрязнение – выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), постейших грибов. Этот вид загрязнений носит временный характер.
Физическое загрязнение – представлено, прежде всего, радиоактивными элементами. Наиболее опансны долгоживущие радиактивные элементы (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Эти вещества попадают в сточные воды при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и т. д. Механическое загрязнение отличается попаданием в воду различных примесей (песок, шламы, ил), а так же засорением воды твердыми бытовыми отходами, остатками лесосплава и др. Тепловое загрязнение проявляется в повышении температуры воды в результате ее смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими стоками. При повышении температуры происходит изменение состава и свойств воды, что может привести к размножению анаэробных бактерий, «цветению» воды и т. д.
При оценке степени загрязненности воды и обосновании концентрации вредных веществ в водоемах необходимо учитывать весь комплекс влияния данных веществ на качество воды, используемой для различных целей.
Исходные данные
Задание 1. Расчет усреднителя концентрации ЗВ.
Цель задания: Определение основных характеристик усреднителя концентрации загрязняющих веществ, построение графика зависимости приращения концентрации ЗВ от притока сточных вод.
Таблица 1
Вариант |
Параметры |
||||||||
Cmax, г/м3 |
Cдоп, г/м3 |
Cср, г/м3 |
Cвх, г/м3 |
Cвых, г/м3 |
Tз, ч |
Qn, м3/ч |
Qmax, м3/ч |
Ф |
|
22 |
1500 |
1100 |
900 |
2010 |
600 |
11 |
10 12 14 15 16 17 18 |
21 |
0,11 |
Задание 2.Расчет водоочистных сооружений промывочно-пропарочной станции (ППС).
Цель задания: определение основных характеристик нефтеловушки, используемой в оборотной системе водоснабжения ППС.
Таблица 2.
Вариант |
Параметры |
||||||
N |
nн |
Cн1, мг/л |
Cн2, мг/л |
Cп1, мг/л |
Cп2, мг/л |
n |
|
22 |
184 |
2 |
1280 |
160 |
40 |
20 |
2 |
Таблица 3
Вариант |
Параметры |
||||
νн, м/с
|
γн, т/м3 |
γп, т/м3 |
Число песковых площадок |
Bн, % |
|
22 |
0,008 |
0,93 |
2,35 |
3 |
80 |
Задание 3. Расчет адсорбера.
Цель задания: Определить размеры, энергозатраты и время защитного действия адсорбера для улавливания паров этилового спирта, удаляемых местным отсосом от установки обезвреживания при условии непрерывной работы в течении 8 часов.
1. По изотерме адсорбации и заданной величины C0, г/м3 определяется статическая емкость сорбента равная a0=175 г/кг, Cх =2,5 г/м3. В качестве сорбента используется активируемый уголь. Необходимо дать его описание и характеристики.
Таблица 4.
Начальная концентрация спирта C0=11 г/м3
Вариант |
Параметры |
||||||||||||
Lм, м3/ч |
t0, 0C |
P, H/м2 |
ρr, кг/м3 |
n, м2/c |
d, мм |
i, мм |
ρн, кг/м3 |
ρк, кг/м3 |
h,% |
K |
τ,ч |
W, м/с |
|
22 |
220 |
25 |
9,5·104 |
1,5 |
0,15·10-4 |
2 |
6 |
550 |
850 |
95 |
1,5 |
5 |
0,2 |
Задание 1. Расчет усреднителя концентрации зв
Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений необходимо усреднение поступающих сточных вод по концентрации ЗВ или по расходу воды, а иногда и по обоим показателям одновременно. В зависимости от этих требований назначается тип усреднителя. Исключение пиковых расходов воды, поступающей на очистку, позволяет более экономично и надежно проводить процесс очистки.
Усреднение проводят в контактных и проточных усреднителях. Контактные усреднители используют при небольших расходах сточной воды, в периодических процессах и для обеспечения высоких степеней выравнивания концентраций. В большинстве случаях применяют проточные усреднители, которые представляют собой многокоридорные (многоходовые) резервуары или емкости, снабженные перемешивающими устройствами. Многокоридорные усреднители могут быть прямоугольные (рис. 1) и круглые (рис. 2). Усреднение в них достигается смешиванием струй сточной воды разной концентрации, а также при перекачке ее насосами, при этом усреднитель представляет собой простую емкость. Перемешивание жидкостей может быть и обеспечено механическими мешалками или барботажем воздуха.
Изменение концентрации в сточной воде может произойти в результате залпового сброса или вследствие циклических колебаний состава вод. При отсутствии цикличности изменения состава сточных вод период усреднения устанавливают в соответствии с требованиями выравнивания концентрации.
В усреднителе перемешивание жидкости происходит в процессе барботажа воздуха через перфорированные трубы (барботеры). Барботеры укладывют горизонтально вдоль усреднителя на подставках высотой 7-10 см от дна. Расстояние между барботерами принимают равным двойной высоте слоя жидкости в усреднителе ; пристенные барботеры находятся на расстоянии от стенки Н. максимальное расстояние между барботерами не должно превышать
,
где удельный расход воздуха. Для перемешивания воды, его принимают равным на 1 м длины барботера, для пристенных барботерах (отдельный циркуляционный поток) –равным ;
Н- высота слоя жидкости в усреднителе.
Цель задания: определение основных характеристик усреднителя концентрации загрязняющих веществ, построения графика зависимости приращения концентрации ЗВ от притока сточных вод. Расчет усреднителя концентрации ЗВ производится по следующей схеме:
-
Рассчитаем коэффициент подавления Кп:
,
где максимальные концентрации ЗВ в поступающей воде, г/м3;
средняя концентрация ЗВ в сточной воде, г/м3;
допустимые концентрации ЗВ в усредненной воде, г/м3.
Кп=(1500-900)/(1100-900)=3
-
Объем усреднителя , для погашения залпового выброса рассчитывается по формуле, м3:
,
м3,
м3,
м3,
м3,
м3,
м3,
м3,
где приток сточных вод, м3/ч;
продолжительность залпового выброса (продолжительность усреднения), ч;
коэффициент подавления;
м3
-
Отрезок времени по которому ведется расчет определяется по формуле:
∆t <( ф · Wy ) / Qmax,
где ф – временный коэффициент;
объем усреднителя, м3;
максимальный приток сточных вод по графику притока, м3/ч;
,
,
,
,
,
,
,
-
Приращение концентрации загрязняющих веществ на выходе из усреднителя в каждый отрезок времени вычисляется по зависимости, г/м3;
;
Где и - концентрация ЗВ в воде поступающей в усреднитель в указанный отрезок времени и выходящей из него в предшествующий отрезок времени, г/м3;
= 75,2 г/м3;
= 90,26 г/м3;
= 105,3 г/м3;
= 112,8 г/м3;
=120,3 г/м3;
=127,9 г/м3;
=135,4 г/м3.
-
Построить график зависимости приращения концентрации загрязняющих веществ от притока сточных вод. По оси абсцисс показать изменение приращение концентрации, а по оси ординат количество сточных вод, поступающих на очистку.
Qn, м3/ч
18
17
16
15
14
12
10
0
75,2 90,3 105,3 112,8 120,3 127,9 135,4 Cвых, г/м3
Рис.1- График зависимости приращения концентрации загрязняющих веществ от притока сточных вод
Вывод: Чем больше количество сточных вод, поступающих на очистку, тем выше концентрация загрязняющих веществ от сточных вод.