ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ И РАСЧЕТЫ В ЭКОЛОГИИ

Таблица III.2.1

Степень запыленности атмосферного воздуха

Для очистки воздуха от пыли с размером частиц более 1 мкм широко применяют ячейковые фильтры эффективностью 0,65-0,85 с различным фильтрующим материалом: металлические гофрированные сетки – ФяР, гофрированные винипластовые сетки ФяВ, губчатый пенополиуретан ФяП, стекловолокно ФяУ. Более тонкая очистка с размером частиц менее 1 мкм и эффективностью очистки 0,90-0,99 осуществляется в фильтрах, где фильтрующим материалом являются фильтрующие полимеры (ФП), нанесѐнные на тканевую основу ФяЛ (имеют марку ЛаиК – лаборатория института Карпова).

Регенерация фильтров осуществляется различными способами: замена фильтрующего материала, пневматическая очистка, механическая очистка, промывка водой или раствором соды.

Основной частью ячейковых фильтров является разъѐмная металлическая коробка-ячейка, в корпус которой укладывается фильтрующий слой. Размер ячейки строго определѐнный (514х514х55 мм), площадь рабочего сечения 0,22м2, производительность 1540 м3/ч. Рамки ячеек помещают в специальную панель. Для обеспечения длительности работы фильтров тонкой очистки без регенерации перед ними устанавливают фильтры грубой очистки, снижающими концентрацию пыли до 0,1 мг/м3.

Выбор фильтра для очистки воздуха, подаваемого в помещение, определяется требуемой эффективностью очистки, а продолжительность эксплуатации рассчитывается в зависимости от аэродинамических и пылевых характеристик фильтрующего материала.

Расчёт ячейковых фильтров

Определяют допустимую концентрацию пыли в приточном воздухе, которая не должна превышать 30% ПДК наружного атмосферного воздуха.

cпр = 0,3ПДК мг/м3, (III.2.1)

где спр – концентрация пыли в приточном воздухе (мг/м3) ; ПДК – предельно-допустимая концентрация пыли в атмосферном

воздухе (мг/м3).

Рассчитывают требуемую эффективность очистки:

где - степень очистки ; са – концентрация пыли в очищаемом воздухе (мг/м3), если

са = спр, то очистка не требуется.

По каталогу выбирают ячейковый фильтр, обеспечивающий требуемую степень очистки воздуха и определяют необходимое число ячеек фильтра:

где n – число ячеек;

Q – расход очищаемого воздуха (м3/ч) определяется начальным сопротивлением фильтра Нн (Па) (таблица III.2.1);

q – производительность одного ячейкового фильтра (1540 м3/ч) .

Находят суммарную величину фильтрующей поверхности:

где S – суммарная площадь поверхности всех ячеек (м2); S1 – площадь рабочего сечения одной ячейки (0,22 м2).

Рассчитывают суммарную пылеѐмкость фильтра:

где П – общая пылеѐмкость фильтра (г) ; - удельная пылеѐмкость фильтра (г/м2), определяется в зависи-

мости от разницы сопротивления фильтра при нагрузке, т.е. рабочего (Нр) и начального (НН)(таблица III.2.2).

Определяют продолжительность эксплуатации фильтра без регенерации:

Таблица III.2.2

Аэродинамические и пылевые характеристики некоторых ячейковых фильтров

Задание: Рассчитать необходимую эффективность очистки воздуха, выбрать соответствующий фильтр и время его эксплуатации без регенерации, если ПДК=0,2 мг/м3

IV. Расчѐт эколого-экономических показателей

1. Расчѐт экологического ущерба [7]

Экологический ущерб – это изменение полезности окружающей среды вследствие еѐ загрязнения. Ущерб определяют по детализированным вариантам (отдельно каждое предприятие и по каждому загрязняющему компоненту) и укрупненно с учѐтом влияния различных предприятий в сумме, по сферам воздействия: атмосфера, водный объект, почва.

А. Экономическая оценка ущерба загрязнений атмосферы за 1 год.

где У а - оценка ущерба (руб/год) ;

а– нормируемый показатель на тонну выбросов – 3,3 руб/т (Постановление Совета министров Р.Ф. от 9.01.91 №13) ;

от скорости оседания частиц, скорости ветра и высоты источника (трубы), принимается чаще равной 10 ;

Ма – приведѐнная масса годового выброса загрязнений (т/год) .

где ПДКi – предельно допустимая концентрация ЗВ (т/т.).

Таблица IV.1.1

Значения показателя относительной опасности над различными территориями

где У в - оценка ущерба, (руб/год) ;

в- нормированный показатель на тонну сбросов – 443,5 руб/т. ;

в- показатель относительной опасности загрязнения воды для различных водно-хозяйственных объектов (таблица IV.1.2).

Мв - приведенная масса годового сброса загрязнений сточ-

ными водами :

где i - номер ЗВ ;

mi - масса ЗВ (т/год) .

где сi - концентрация ЗВ (т/м3);

Vi - объѐм сточных вод (м3/год); Ai - показатель опасности ЗВ (т/т):

где ПДК – предельно-допустимая концентрация ЗВ(т/т.) .

Если ПДК не определено для ЗВ, то его значение принимается равным 5000 (т/т.) .

где Уз – оценка ущерба (руб/год) ; з - нормированный показатель загрязнения 1 га для токсичных

веществ 4-х классов опасности (руб/га) (таблица IV.1.3) ; S - площадь деградированных земель (га) ;

d1 – коэффициент рекультивации земель ;

d2 – коэффициент степени освоенных земель.

Значение этих коэффициентов содержатся в нормативных таблицах каждого хозяйства.

Таблица IV.1.3

Значения нормированного показателя за загрязнение 1 Га почв в зависимости от степени опасности ЗВ

Г. Расчѐт изменения величины экологического ущерба загрязнения атмосферы при работе очистного устройства :

- рассчитать экономическую оценку ущерба атмосфере до очистки выбросов, с учѐтом двух ЗВ :

-рассчитать экономическую оценку ущерба атмосфере после очистки с учѐтом степени очистки.

где m1 и m2 – массы ЗВ до очистки (т/год) ; m0 – масса ЗВ после очистки (т/год).

При этом каждое очистное устройство способно задерживать один компонент из смеси ЗВ, в определенных случаях несколько, и имеет индивидуальный коэффициент очистки :

где -степень очистки (в частях) ; m- масса ЗВ до очистки (т/год) ;

m0 – масса ЗВ после очистки (т/год).

- рассчитать изменение величины ущерба:

Задание: Рассчитать, как изменится величина ущерба атмосфере (%), если имеется очистное устройство с определѐнным коэффициентом очистки, от источника, расположенного вблизи соответствующей территории.

Окончание таблицы

2. Расчѐт показателя качества среды [8]

Суммарный ущерб от всех видов загрязнений, наносимый окружающей среде (воздух, вода, почва), оценивается показателем относительного ухудшения или улучшения качества среды:

где К - коэффициент качества среды;

di – степень ущерба, определяемая массой ЗВ, рассчитывается с учѐтом ПДК.