Пример расчета и оформления работы
Исследование загрязнения водных объектов сточной водой предприятия
Целью работы является освоение методики расчета сброса загрязняющих веществ со сточными водами предприятия, а также исследование отрицательного влияния предприятия на природные водные объекты.
Отрицательное влияние предприятия на природные водные объекты характеризуется величиной фактического сброса загрязняющих веществ, поступающих в водоем со сточными водами предприятия. Сброс характеризует количество загрязняющих веществ, которое поступает в водоем со сточными водами предприятия в единицу времени. Различают годовой (валовый) сброс (т/год) и секундный (максимальный) (г/сек).
При разработке норм загрязнения водоемов сточной водой предприятий нормы рассчитываются для сброса загрязняющих веществ. Норма называется предельно-допустимым сбросом – ПДС. Сравнение фактического сброса каждого загрязняющего вещества с предельно-допустимым сбросом позволяет сделать вывод о необходимости проведения природоохранных мероприятий на предприятии.
В общем случае на предприятиях образуются три категории сточных вод: хозяйственно – бытовые, технологические (производственные) и ливневые (поверхностный сток). Каждой категории соответствует свой набор загрязняющих веществ, который определяется особенностями использования воды на хозяйственно – бытовые и технологические нужды.
|
|
|
В целом значение фактического сброса загрязняющих веществ M i определяется количеством Lст образующихся сточных вод и концентрацией С i загрязняющих веществ в них
M i = L ст С i .
Если сточная вода перед сбросом в водоем очищается, то величина сброса определяется по формуле
M i = a L ст С i ,
где a - параметр, который учитывает очистку сточной воды.
Концентрация С i определяется путем измерений, которые осуществляются на каждом предприятии.
Количество хозяйственно – бытовых сточных вод определяется в зависимости от числа работающих N и норм расхода В воды на одного человека на различные нужды
L х.б.ст.= N В .
Количество образующейся технологической воды определяется особенностями технологических процессов и оборудования. Как правило, эта величина указывается среди прочих технических характеристик оборудования.
Ливневый (поверхностный) сток зависит от природно-климатических условий, а также от вида и площади поверхности, на которую выпадают осадки (дороги, газоны, здания)
L л = q ∑ ( φ i F i) ,
где q – условный расход дождевого стока, л/сּга [R1] ; φ i – коэффициент стока; F i – площадь i-го вида поверхности стока, га (здания, дороги, газоны и другое).
|
|
|
Коэффициент стока φ i характеризует ту долю осадков, которая образует собственно сток, то есть стекают с какой-то поверхности, а не впитываются ею. Значения коэффициента стока φ i для зданий и асфальтированных дорог составляет 0,9; для дорог со щебеночным покрытием – 0,6÷0,45; для газонов - 0,1÷0,2.
Условный расход q дождевого стока определяется по формуле
q=0,1 i ,
где i – среднесуточная норма осадков, мм/сут.
При расчете сброса необходимо учитывать, что в настоящей работе вычисляются значения максимальных сбросов, которые измеряются в г/сек. Поэтому единицы измерения необходимо приводить в соответствие с целью получения требуемого результата.
Уровень отрицательного влияния предприятия на природный водоем при сбросе сточной воды предприятия может быть оценен с помощью коэффициентов экологической опасности ED1 и ED2
M i
Е D1 =
ПДС i
M i
Е D2 =
К ּ ПДС i
В этих формулах ПДС i - значение предельно-допустимого сброса загрязняющих веществ (см. табл. 1), а К – класс опасности вещества(см. табл. 2).
|
|
|
Сравнение уровней загрязнения водоема различными веществами и различными категориями сточных вод с помощью коэффициентов ED1 и ED2 позволяет определить приоритетные направления в природоохранной деятельности предприятия, в том числе – выбрать технологию очистки сточной воды.
Порядок выполнения работы
1. Познакомиться с основными положениями выполняемой работы.
2. Записать исходные данные в соответствии с индивидуальным вариантом задания (см. табл. 1.4).
1. Выполнить расчет фактических значений секундных (максимальных) сбросов, пользуясь вышеприведенными указаниями и формулами. Расчет выполняется для всех категорий сточной воды и для всех содержащихся в них веществ. При наличии очистки какой-либо категории сточной воды, расчет выполняется с учетом очистки.
2. Пользуясь значениями ПДС (табл. 1.5) и данными о классах опасности загрязняющих веществ (табл. 1.6), вычислить значения коэффициентов ED1 и ED2. Значения коэффициентов ED1 и ED2 вычисляются только для тех веществ и категорий сточной воды, которые указаны в каждом варианте задания.
3. По результатам расчета значений коэффициентов ED1 и ED2 построить диаграммы.
4. Все расчеты и оформление работы осуществляются в строгом соответствии с примером расчета и оформления работы, который приводится ниже.
|
|
|
Таблица 1
Значения ПДС загрязняющих веществ
| Категории сточных вод и наименование вещества | Значения ПДС, г / сек |
| Хозяйственно-бытовая сточная вода: взвешенные вещества нитраты СПАВ Технологическая сточная вода: взвешенные вещества железо нефтепродукты Ливневый сток: взвешенные вещества железо нефтепродукты |
0,014
18,6·10 –6
4,6 ·10 –4
0,12
0,0135
0,03
0,52
 0,64 ·10 –3
4,8 ·10 –3
|
Таблица 2
Класс опасности веществ
| Наименование вещества | Класс опасности |
| взвешенные вещества | 4 |
| железо | 3 |
| нитраты | 4 |
| СПАВ | 3 |
| нефтепродукты | 1 |
Примечание: СПАВ – синтетические поверхностно-активные вещества.
Таблица 3
Данные для расчета сбросов загрязняющих веществ
| Характеристика стока | вариант задания | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| хозяйственно- бытовая сточная вода B , л/чел ·сут N , чел α C взв.в, мг/л C нитраты , мг/л C СПАВ , мг/л технологическая сточная вода L , л/час α C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л ливневый сток i , мм/сут F асф.д. , га F щеб.д. , га F газ. , га C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л α данные для расчета ED1 данные для расчета ED 2 | 25 200 0,8 350 0,15 5,0 1000 0,8 500 50 120 5,0 2,1 0,1 4,6 350 0,4 2,0 0,8 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 10 400 0,9 400 0,18 10,0 800 0,9 600 60 125 4,5 1,8 0,2 5,2 450 0,8 5,0 0,9 нефтепрод. в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 10 350 0,7 450 0,20 15,0 1200 0,6 650 50 75 2,0 0,5 0,1 6,8 620 1,0 10,0 0,95 железо в техн. и ливн. стоке хоз. – быт. сток | 20 450 0,6 300 0,15 8,0 950 0,8 520 55 65 6,5 1,2 0,6 4,8 520 0,6 8,4 1,0 взвеш. в-ва в хоз.-быт. и техн. стоке ливн. сток | 25 220 0,85 360 0,15 6,0 1050 1,0 450 35 85 15,0 1,1 0,1 4,6 250 0,35 3,0 0,95 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 10 1400 0,6 200 0,18 4,2 780 0,95 360 60 62,5 8,5 0,9 0,1 3,2 450 0,6 7,5 1,0 нефтепрод. в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток |
продолжение табл. 3
| Характеристика стока | вариант задания | |||||
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| хозяйственно- бытовая сточная вода B , л/чел ·сут N , чел α C взв.в, мг/л C нитраты , мг/л C СПАВ , мг/л технологическая сточная вода L , л/час α C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л ливневый сток i , мм/сут F асф.д. , га F щеб.д. , га F газ. , га C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л α данные для расчета ED1 данные для расчета ED 2 | 10 750 0,5 320 0,2 8,5 920 0,75 550 50 38 4,0 0,85 0,05 2,8 420 1,2 12,0 0,85 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 20 150 1,0 360 0,15 4,0 1150 0,50 320 45 45,0 2,5 1,1 0,2 1,8 120 0,8 18,4 1,0 взвеш. вещества в хоз.-быт. и техн. стоке ливн. сток | 15 1200 0,4 150 0,15 1,6 1600 0,6 250 25 20 6,8 1,1 0,15 2,6 650 0,3 4,6 0,65 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 20 280 1,0 280 0,18 12,0 640 0,85 460 36 85 4,5 1,2 0,3 4,2 350 0,6 6,0 0,8 нефтепрод. в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 10 1350 0,35 250 0,2 5,0 1600 0,4 380 75 50 2,8 1,5 0,1 2,8 420 1,2 12,0 0,9 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 50 150 0,8 260 0,15 18,0 1950 0,5 120 25 45 4,5 2,2 1,6 3,6 120 0,86 12,4 0,75 взвеш. вещества в хоз.-быт. и техн. стоке ливн. сток |
продолжение таблицы 3
| Характеристика стока | вариант задания | |||||
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| хозяйственно- бытовая сточная вода B , л/чел ·сут N , чел α C взв.в, мг/л C нитраты , мг/л C СПАВ , мг/л технологическая сточная вода L , л/час α C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л ливневый сток i , мм/сут F асф.д. , га F щеб.д. , га F газ. , га C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л α данные для расчета ED1 данные для расчета ED 2 | 45 1200 0,4 150 0,15 2,5 1250 1,0 250 15,0 2,0 6,5 1,4 0,1 3,6 150 0,2 4,6 0,75 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 70 420 1,0 220 0,18 6,4 640 0,95 260 23,6 2,5 8,5 0,8 0,1 2,2 250 0,6 3,6 0,6 нефтепрод. в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 75 650 0,5 365 0,20 12,0 1050 0,6 345 25 5,0 2,0 1,5 0,2 4,8 320 0,8 8,0 0,95 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 20 450 0,8 200 0,15 4,2 550 0,8 320 6,5 4,5 6,5 1,2 0,4 2,8 220 0,4 8,4 1,0 взвеш. вещества в хоз.-быт. и техн. стоке ливн. сток | 15 1220 0,45 240 0,15 2,8 1540 0,6 250 15 4,8 5,0 1,6 1,1 2,6 250 0,36 2,8 0,8 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 10 1400 0,45 260 0,18 6,2 680 1,0 280 46 5,6 4,5 0,8 0,1 2,2 380 0,56 12,5 1,0 нефтепрод. в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток |
продолжение таблицы 3
| Характеристика стока | вариант задания | |||||
| 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| хозяйственно- бытовая сточная вода B , л/чел ·сут N , чел α C взв.в, мг/л C нитраты , мг/л C СПАВ , мг/л технологическая сточная вода L , л/час α C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л ливневый сток i , мм/сут F асф.д. , га F щеб.д. , га F газ. , га C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л α | 45 350 0,5 120 0,2 4,5 1620 0,65 230 38 2,5 6,4 0,75 0,15 0,8 460 1,2 2,0 0,65 | 20 250 1,0 160 0,15 2,0 145 1,0 420 54 4,8 3,8 0,1 0,02 0,8 280 0,6 8,4 0,9 | 15 1200 0,4 250 0,15 4,6 600 0,8 425 25 12 9,8 1,8 1,5 2,6 340 0,2 5,6 0,35 | 10 1280 0,6 380 0,18 2,0 840 0,45 460 36 4,8 6,5 2,2 0,3 4,2 380 0,55 6,0 0,6 | 25 1300 0,35 150 0,20 2,6 1200 0,45 280 75 3,6 3,8 1,6 0,1 1,8 320 1,6 2,0 0,8 | 50 350 0,5 260 0,15 8,0 150 0,9 180 25 4,5 4,5 2,6 0,6 3,6 420 0,6 2,4 0,75 |
| данные для расчета ED1 данные для расчета ED 2 | железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | взвеш. вещества в хоз.-быт. и техн. стоке ливн. сток | железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | нефтепрод. в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | взвеш. вещества в хоз.-быт. и техн. стоке ливн. сток |
продолжение таблицы 3
| Характеристика стока | вариант задания | |||||
| 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| хозяйственно- бытовая сточная вода B , л/чел ·сут N , чел α C взв.в, мг/л C нитраты , мг/л C СПАВ , мг/л технологическая сточная вода L , л/час α C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л ливневый сток i , мм/сут F асф.д. , га F щеб.д. , га F газ. , га C взв.в, мг/л C FE , мг/л C н/пр , мг/л α данные для расчета ED1 данные для расчета ED 2 | 15 1100 0,45 250 0,15 4,5 450 1,0 350 40 2,4 7,5 1,4 0,18 3,8 340 0,12 5,6 0,75 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 20 620 1,0 220 0,18 4,4 840 0,9 360 16 1,5 4,5 0,8 0,1 2,2 450 0,46 3,8 0,4 нефтепрод. в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 45 680 0,6 265 0,20 14,0 480 0,8 445 25 2,4 3,2 1,5 0,2 4,8 320 0,8 6,0 0,5 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 20 350 0,75 240 0,15 4,8 750 0,6 380 65 4,2 2,5 0,2 0,4 1,8 420 0,4 2,4 1,0 взвеш. вещества в хоз.-быт. и техн. стоке ливн. сток | 15 220 1,0 460 0,15 1,8 540 0,8 280 15 4,2 4,0 1,8 1,2 2,6 250 0,36 2,8 0,8 железо в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток | 25 400 0,45 360 0,18 4,2 280 1,0 480 46 5,2 3,5 0,6 0,1 2,2 380 0,56 12,5 0,9 нефтепрод. в техн. и ливн. стоке хоз.-быт. сток |
Пример расчета и оформления работы
1. Исходные данные для расчета:
хозяйственно- бытовая сточная вода:
B=2,5 л/чел·сут; N=200 чел; Св.в. = 300мг/л; Снитраты= 0,15 мг/л; ССПАВ=5 мг/л; α = 0,4.
технологическая сточная вода:
Lт = 1000 л/ч; Св.в. = 500 мг/л; С Fe=50 мг/л; Сн=125 мг/л; α = 0,8.
ливневый сток:
q = 0,1ּ i = 0,1 ּ 5,0 мм/сут = 0,5 л/сּ га; φ1 =0,9; φ2 =0,6; φ3 =0,1 ; F1 =2,1 га; F2 =0,11га; F3 =4,6га; Св.в. =450 мг/л; С Fe = 0,4 мг/л; Сн= 5,0 мг/л; α = 0,8.
Данные для расчета ED1 – железо в технологическом и ливневом стоке; для ED2 – технологический сток.
2. Расчет значений фактических сбросов Mi при отведении хозяйственно-бытовой сточной воды:
Lх.б.ст. = NּB = 200 чел ּ 2,5 л/чел ּ сут = 500 л/сут
2.1. сброс взвешенных веществ
Мв.в. = Lх.б.ст. ּ Св.в. = 500 л/сут ּ 300мг/л = 150000 мг/сут =
= 
с учетом очистки (α = 0,4)
Мв.в. = 1,7ּ 10 - 3 ּ 0,4 = 0,68 ּ 10-3 г/сек
2.2. сброс нитратов
Мнитрат = 500 л/сут ּ 0,15 мг/л = 750 мг/сут = 
с учетом очистки (α = 0,4)
Мнитрат = 8,6 ּ 10 - 6 ּ 0,4 = 3,4 ּ 10 - 6 г/сек
2.3. сброс СПАВ
М СПАВ = 500 л/сут ּ 5 мг/л = 2500 мг/сут = = 
с учетом очистки (α = 0,4)
М СПАВ = 0,03ּ 10-3 ּ 0,4 = 0,012ּ 10-3 г/сек
3. Расчет значений фактических сбросов Mi при отведении технологической сточной воды :
Lт = 1000 л/ч
3.1. сброс взвешенных веществ
Мв.в. = 1000 л/час ּ 500 мг/л = 500000 мг/час = 
с учетом очистки (α = 0,8)
М в.в. = 0,14 · 0,8 = 0,11 г/сек
3.2. сброс железа.
М Fe = 1000 л/час ּ 50 мг/л = 50000 мг/час = 
с учетом очистки (α = 0,8)
М Fe = 0,01 ּ 0,8 = 0,008 ≈ 0,01 г/сек
3.3. сброс нефтепродуктов
М н = 1000 л/час ּ 125 мг/л = 125000 мг/час = 
с учетом очистки (α = 0,8)
М н = 0,03 ּ 0,8 ≈ 0,02 г/сек
4. Расчет значений фактических сбросов Mi при отведении ливневого стока :
Lл = q ּ ∑ φiFi = 0,5 л/сּ га (0,9 ּ 2,1 га + 0,6 ּ 0,11 га + 0,1 ּ 4,6 га) =
= 0,5 ּ 2,41 = 1,21 л/сек,
4.1. сброс взвешенных веществ
Мв.в. = 1,21 л/сек ּ 450 мг/л = 542 мг/сек = 0,5 г/сек
с учетом очистки ( α = 0,8)
Мв.в. = 0,5 ּ 0,8 = 0,4 г/сек
4.2. сброс железа
М Fe = 1,21 л/сек ∙ 0,4 мг/л = 0,48 мг/сек = 0,48 ∙10-3 г/сек
с учетом очистки (α = 0,8)
МFe = 0,48 ּ 10-3 ∙ 0,8 = 0,39 ּ 10-3 г/сек
4.3. сброс нефтепродуктов.
Мн = 1,21 л/сек ּ∙ 5,0 мг/л = 6,1 мг/сек = 6,1∙10-3 г/сек
с учетом очистки (α = 0,8)
Мн = 6,1ּ 10-3 ∙ 0,8 = 4,8 ּ 10-3 г/сек
5. Расчет значений коэффициента ED1 (для данного примера) осуществляется для сброса железа в технологическом и ливневом стоке по формуле 
Сброс железа в технологическом стоке составляет М Fe = 0,01 г/сек, сброс железа в ливневом стоке составляет М Fe = 0,48 ∙10-3 г/сек. Значение ПДС для железа в технологическом стоке составляет 0,0135 г/сек и в ливневом – 0,64∙10-3 г/сек.
Значения коэффициента ED1:
- для технологического стока - 
- для ливневого стока - 
| Технологический сток | Ливневый сток | |
| Значения сброса железа, г/сек | 0,01 | 0,39 ∙10-3 |
| ПДС железа, г/сек | 0,0135 | 0,64∙10-3 |
| ED1 | 0,74 | 0,61 |
Диаграмма ED1
ED1 = 1
0,74
0,61
 |
технологический ливневый
сток сток
Вывод: сброс железа в технологическом и ливневом стоке не представляет экологической опасности (ED1≤1 для этих категорий сточной воды).
6. Расчет значений коэффициента ED2 (для данного примера) осуществляется для веществ, сбрасываемых, например, с технологическим стоком по формуле 
(расчет выполнен в табличном виде).
Расчет значения коэффициента ED2.
|
| Взвешенные вещества | Железо | Нефтепродукты | |
| Значения сброса, г/сек | 0,11 | 0,01 | 0,02 | |
| ПДС, г/сек | 0,12 | 0,135 | 0,03 | |
| Класс опасности | 4 | 3 | 1 | |
| ED2 | 0,23 | 0,25 | 0,67 | |
Диаграмма ED2 для технологического стока
ED2 = 0,67
|
ED2=0,25
|
|
Выводы: наибольшую экологическую опасность в технологическом стоке представляет сброс нефтепродуктов
[R1]
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!