Методы и средства очистки выбросов в атмосферу

Размещено на http://allbest.ru/

Размещено на http://allbest.ru/

Вопрос №1. Основные понятия и определения экологии

Ответ:

Экология - это наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой. Слово «экология» (от греческого oicos -- дом, жилище, местопребывание j и логос -- учение) означает учение о доме, где ты живешь, о месте, где ты живешь. Объектами экологии являются популяции организмов, сообщества, экосистемы и биосфера в целом.

Популяцией называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию. Слово «популяция» происходит от латинского популюс -- народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории, способного обмениваться генетической информацией. Пространство, район, территория, где обитает популяция, называется средой обитания или абиотической средой.

Сообществом или биотическим сообществом называются все популяции, занимающие одну территорию. Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально-энергетическими связями. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, минеральных солей.

Экосистема -- любая совокупность организмов и органических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ. Экосистема относительно устойчива во времени и термодинамически открыта в отношении притока и оттока вещества и энергии.

Экологическая система представляет собой комплекс, состоящий из определенных сообществ живых существ биоценозов (фитоценоз, зооценоз, микробиценоз) и среды их обитания -- биотопа.

Биотическая (живая) и абиотическая экосистемы связаны между собой единым процессом обмена веществ и энергии. Организмы, синтезирующие из неорганических соединений органические вещества с использованием энергии Солнца, называются автотрофами, а за счет энергии, освобождающейся при химических реакциях, -- хемотрофами. Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами, называются гетеротрофами.

Автотрофы и хемотрофы, производящие органическое вещество из неорганических соединений, называются продуцентами (зеленые растения).

Биосфера образовалась в ходе длительной геологической истории, а ее состав и энергия обусловлены прошлой и современной активностью живого вещества. В ней все органически взаимосвязано: атмосфера, гидросфера, литосфера, живое вещество и космическая энергия.

Атмосфера -- газовая оболочка Земли, вращающаяся вместе с нею.

Гидросфера представляет собой водную оболочку земной коры, в которую входит совокупность всех водных объектов земного шара.

Литосфера -- внешняя твердая оболочка Земли (до 60 - 70 км), включающая земную кору и часть верхней мантии.

Организмы, питающиеся органическим веществом и трансформирующие его в новые формы, называются консументами. Организмы, превращающие органические остатки жизнедеятельности в неорганические вещества, называются редуцентами (в основном бактерии и грибы).

Биогеоценоз определяется как территориально или пространственно обособленная целостная элементарная единица биосферы, все компоненты которой тесно связаны друг с другом. Основное отличие экосистемы от биогеоценоза заключается в том, что последний имеет строго ограниченный объем, а экосистема может охватывать пространство любой протяженности.

Человек -- часть природы и как живое существо в результате своей активной жизнедеятельности оказывает ощутимое влияние на биосферу. Преобразующее влияние его на природу неизбежно. Вносимые в биосферу деятельностью человека изменения усиливаются по мере развития производственных сил, увеличения народонаселения и массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот. В связи с этим большое значение для человека приобретает правильное решение экологических вопросов при дальнейшем развитии научно-технического прогресса.

В результате техногенной деятельности человечества биосфера Земли коренным образом преобразуется и становится, по определению В.И. Вернадского, ноосферой -- «сферой разума». Ноосфера -- новое геологическое явление на нашей планете. Это -- мир разумных, научно обоснованных поступков в глобальном масштабе.

Вопрос №14. Планирование мероприятий по охране окружающей среды

Ответ:

Процесс планирования природоохранной деятельности на объектах железнодорожного транспорта предусматривает проведение следующих работ: анализ природоохранной деятельности за прошедший период; определение перечня природоохранных мероприятий на планируемый период; расчет трудовых, материальных, финансовых затрат по предлагаемым природоохранным мероприятиям; разработка, обсуждение, согласование и принятие решения по плану природоохранных мероприятий; доведение плана до исполнителей; организация, контроль, координация работ по выполнению природоохранных мероприятий.

При анализе природоохранной деятельности за прошедший период выполняют следующие работы: изучение характера взаимодействия железных дорог и их предприятий с окружающей природной средой; оценка воздействия на окружающую природную среду по всем природным комплексам; определение эколого-экономических показателей за предшествующий период: оценка ущерба и платежей за природопользование и загрязнением природной среды. Анализ природоохранной деятельности должен быть конкретным, объективным, системным и комплексным.

Анализ природоохранной работы проводится оперативно или по плану. Он может быть общим или частным. При общем анализе изучаются все стороны природоохранной деятельности, а при частном - только отдельные, например, вопросы в атмосферу или стоки в водоемы. Для анализа используются все виды учетно-отчетных документов, предписание органов надзора, задания вышестоящих органов и т.п. Данные анализа являются основой для разработки предложений по совершенствованию природоохранной работы на предприятии или железной дороги в целом.

Важной функцией управления и планирования является прогнозирование влияния хозяйственной деятельности и природоохранительных мероприятий на состояние природных комплексов и загрязнение окружающей среды. Прогнозирование служит инструментом обеспечения реальности и эффективности мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, так как оно позволяет учитывать не только текущее состояние природной среды, но и будущее изменения. Основным принципом прогнозирования является живое созерцание происходящего, переход от него к абстрактному мышлению и расчетам, а от них к практической реализации природоохранных мероприятий. При прогнозировании используются эвристические и фотографические методы.

Эвристические методы прогнозирования базируются на компетенции специалистов и графоаналитических расчетах.

Фотографические методы основаны на анализе учетно-отчетных документов и проведении исследований. После анализа природоохранной работы на объекте и прогнозирования разрабатывают план мероприятий по охране окружающие среды. При планировании мероприятий необходимо соблюдать следующие принципы:

единство подходов в определении хозяйственной и экологической работы на железных дорогах и предприятиях, которое предусматривает обязательность соблюдения природоохранных правил, норм, стандартов в области охраны окружающей среды на всех этапах функционирования предприятия;

научно-техническую обоснованность мероприятий по охране окружающей природной среды и рациональному использованию природных ресурсов;

обеспечение мероприятий по охране природы необходимыми материальными, трудовыми и финансовыми ресурсами, строительной, конструкторской и технологической документацией;

четкое распределение обязанностей по реализации природоохранных мероприятий между структурными подразделениями железных дорог и предприятий, а также должностными лицами;

ответственность должностных лиц за реализацию природоохранных мероприятий и их эколого-экономическую эффективность.

При планировании мероприятий по охране окружающей среды используются два подхода: первый предусматривает устранение причин загрязнения окружающей среды путем создания и внедрения безотходных и малоотходных технологий ведения производственной деятельности, второй - создание очистных сооружений и локальных очистных устройств на определенных процессах и оборудовании. Первый подход более прогрессивен, так как предупреждает загрязнение окружающей природной среды, позволяет более полно использовать природные ресурсы.

В Министерстве путей сообщения планирование мероприятий по охране окружающей среды решается путем разработки комплексной социально-экономической программы Экология и охрана окружающей среды. Разработка программы ведется снизу: предприятие - железная дорога - Министерство.



Вопрос №24. Методы и средства очистки выбросов в атмосферу

Ответ:

Одним из свойств атмосферы является ее способность к самоочищению. Самоочищение атмосферного воздуха происходит в результате сухого и мокрого выпадения примесей, адсорбции их земной поверхностью, поглощения растениями, переработки бактериями и микроорганизмами и другими путями. Посадка деревьев, кустарников внутри и около предприятий, вдоль транспортных магистралей способствует очищению атмосферного воздуха от пыли, оксидов углерода, диоксидов серы и других веществ. Следует отметить что одноярусная посадка деревьев снимает концентрацию примесей в воздухе на 10%, а двухъярусная - на 65%. Огромная роль в очищении атмосферного воздуха принадлежит почвенным бактериям и микроорганизмам.

Гравитационные пылеочистительные камеры работают на принципе снижения скорости движения газов до уровня, когда пыль и частицы жидкости осаждаются под действием сил тяжести. Гравитационные пылеочистительные камеры устроены просто. Обычно это пустотелый или с полками короб из листовой стали с бункером для сбора пыли. При снижении высоты камеры процесс очищения улучшается, поэтому общую полость камеры разделяют полками, которые делаются под наклоном или регулируемые. Гравитационные пылеочистительные камеры пригодны для осаждения частиц пыли диаметром 50 мкм. Гидравлическое сопротивление гравитационных камер колеблется в пределах 50-150 Па, скорость газа 0,2-1,5 м/с. Камеры обеспечивают степень очистки не более 50%,поэтому их используют в качестве предварительной ступени пылеулавливания.

Инерционные сепараторы работают на принципе резкого изменения направления потока газов. В местах изменения направления происходит осаждение твердых частиц загрязнений.

Сепараторы позволяют осаждать частицы диаметром 25-30 мкм.

В нашей стране используют инерционные газоочистительные аппараты типа ИП и ЦИП производительностью от 45 до 582 . К данному типу можно отнести и жалюзийные пылеуловители, которые обладают гидравлическим сопротивлением 100-400 Па, допускают температуру очищаемого газа до 450?С, скорость на подходе к решетке 15-25 м/с.

Циклонные сепараторы работают на принципе использования центробежного эффекта. Их часто называют циклонами.

Практически применяются следующие типы циклонных сепараторов:

а) горизонтальные пылеуловители,

б) вертикальные сепараторы с максимально расположенной входной частью,

в) вертикальные сепараторы с тангенциально расположенной входной частью,

г) ротационные струйные пылеуловители.

Аппараты мокрой очистки газов от пыли работают на принципе промывки отходящих газов. Эти виды очистных устройств применяют на участках окраски изделий, нанесения полимерных покрытий, в замкнутых системах воздухопользования. Такие устройства позволяют очистить газы от мелких механических загрязнений. Существует большое количество аппаратов мокрой очистки газов. Применяются и простые водные завесы, через которые пропускаются загрязненные потоки воздуха.

Задача №1

Рассчитать величину максимальной концентрации вредного вещества у земной поверхности, прилегающей к промышленному предприятию, расположенному на ровной местности, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси.

Исходные данные:

,

,

,

,

м,

м,

Решение:

1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества ,мг/, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определим по формуле:

, где

где А -- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном, А=140 для Нижнего Новгорода;

F -- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газообразных вредных веществ F= 1);

-- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной местности = 1);

m, n-- безразмерные коэффициенты, вычисляемые согласно п. 2.

2. Для определения С_м необходимо рассчитать:

* среднюю скорость , м/с, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса



м/с;

* значения коэффициентов m иn определим в зависимости от параметров f и , м/с:

м/с;

м/с;

* коэффициент т определить в зависимости от f по формуле

* коэффициент п определим в зависимости от величины

при 0,5 < 2 п = 0,532 *² -2,13 + 3,13;

:

=

3. При неблагоприятных метеорологических условиях максимальная приземная концентрация вредных веществ достигается на расстоянии от источника выброса

, м

м

м

От 110 м до 132 м.

4. Определим фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности Земли с учетом фонового загрязнения воздуха:

5. Дадим оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое промышленными выбросами путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией (ПДК).

Условие:

Проверка: 0,05

Вывод: Предприятие выполняет требование (ПДК).

Задача №3

Рассчитать величину максимальной концентрации пыли в приземном слое атмосферы при выбросе холодного запыленного воздуха из вентиляционной шахты с прямоугольным устьем. Перед выбросом в атмосферу воздух очищается в пылеуловителях.

Исходные данные:

,г/с

,

м

м

м

Решение:

1. При неблагоприятных метеорологических условиях величина максимальной приземной концентрации С_м, мг/м³, холодных выбросов вредных веществ определяется по формуле

где F -- коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

А -- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном, А=140 для Нижнего Новгорода;

D -- диаметр устья источника выброса, м, для источника с прямоугольным устьем (шахты) в качестве D берется эффективный диаметр устья , определяемый по формуле

м

где п -- безразмерный коэффициент, определяем в зависимости от величины , м/с для холодных выбросов:



м/с;

м/с;

при

2. Определить расстояние от источника выброса м, на котором при неблагоприятных метеоусловиях достигается максимальная приземная концентрация пыли в воздухе

где d -- безразмерный коэффициент, определяемый по формулам:

при

м

мг/

3. Определим фактическую концентрацию пыли в приземном слое воздуха с учетом фонового загрязнения атмосферы:

мг/

4. Дадим оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха пылью в приземном слое путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией (ПДК).

Условие:

Проверка: 0,15

Вывод: Уровень загрязнения соответствует ПДК.

природоохранительный промышленный сточный очистка

Задача №8

Определить необходимую степень очистки промышленных сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ. Сточные воды после очистки на очистных сооружениях выпускаются в водоём, используемый для питьевого водоснабжения.

Исходные данные:

Решение:

Для определения требуемой степени очистки сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ необходимо рассчитать допустимую концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед выпуском их в водоем , г/м³. Эта концентрация должна удовлетворять условию

,

где С_в -- концентрация взвешенных веществ в водоеме до выпуска туда сточных вод, г/м³;

п -- кратность разбавления в расчетном створе;

р -- допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, г/м³. Для данного водоема I категории водопользования p = 0,25 г/м³.

2. Для определения кратности разбавления

необходимо рассчитать:

* коэффициент турбулентной диффузии

* коэффициент, учитывающий влияние гидравлических факторов смешения сточных вод

где -- коэффициент, характеризующий место расположения выпуска сточных вод (в задаче принять береговой выпуск, для которого );

-- коэффициент извилистости русла ( = 1,5).

Коэффициент смешения сточных вод с водой водоема рассчитывается по формуле



где ;

L -- расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа, при решении задачи принять равным 1000 м.

;

г/м³

3. Сравнить с концентрацией взвешенных веществ С в сточных водах, поступающих на очистную станцию. При рассчитать необходимую степень очистки сточных вод от взвешенных примесей Э, %, по формуле

Вывод: Эффективность отстойника составляет 97,071%.

Размещено на Allbest.ru