
Методы консультантов / Экологическая часть / Экологическая часть дипломных проектов. Рыбаков, Минухин
.pdf
h – высота эталонного цилиндра (принимается равной 0,5 м); n – коэффициент, зависящий от свойств взвешенных веществ (принимается для коагулирующих взвешенных веществ n = 0,25; мелкодисперсных минеральных n = 0,4; структурных тяжелых n = 0,6); w – вертикальная турбулентная составляющая скорости движения воды, препятствующая выпаданию взвешенных частиц в осадок, определяется по табл. 12.
Таблица 12 – Вертикальная турбулентная составляющая скорости осаждения
v, мм/с |
5 |
10 |
15 |
|
|
|
|
w, мм/с |
0 |
0,05 |
0,1 |
|
|
|
|
5. Определить основные размеры отстойников.
5.1. Радиус вертикальных отстойников устанавливается по формуле |
|
||||
|
|
|
|
|
|
R |
1000q |
, |
(35) |
||
k 0u |
|||||
|
|
|
|
где k0 – коэффициент использования объема отстойника (принимается для отстойников с центральной выпускной трубой равным 0,35).
5.2. Ширина и длина горизонтальных отстойников рассчитываются по формулам
B |
1000q |
, м; |
(36) |
||
|
vH |
||||
|
|
|
|
||
L |
qH |
, м, |
(37) |
||
|
|||||
|
k 0u |
|
|
где k0 – коэффициент использования объема отстойника (принимается рав-
ным 0,5).
6. Определить массу уловленного осадка по формуле |
|
Мос = 1,2СнЭQ10-6, т/сут. |
(38) |
6.5. Расчет размера нефтеловушек
Для расчета размера нефтеловушки необходимы следующие сведения: средний расход сточных вод; концентрация нефтепродуктов, содержащиеся в сточных водах; среднюю скорость течения воды в нефтеловушке; среднюю глубину нефтеловушки.
В случае трудности получения указанных сведений, можно воспользоваться исходными данными, приведенными в табл. 13.

Таблица 13 – Варианты исходных данных
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
Исходные данные |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
||||||||||
Концентрация нефте- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
продуктов в очищаемой |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
85 |
90 |
95 |
воде, К1, мг/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средний расход сточных |
1800 |
1900 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2500 |
2300 |
2400 |
вод, q, м3/сут |
||||||||||
Глубина проточной час- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ти нефтеловушки, |
1,80 |
1,85 |
1,90 |
1,95 |
2,00 |
2,05 |
2,10 |
2,15 |
2,20 |
2,25 |
Н1, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная скорость по- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тока в пределах рабочей |
0,005 |
0,006 |
0,007 |
0,008 |
0,009 |
0,010 |
0,011 |
0,012 |
0,013 |
0,014 |
длины отстойника, v, м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Указания к расчету
1. При работе принять следующие значения:
- коэффициент часовой неравномерности сточных вод Кн = 1,3; - допустимая концентрация нефти и нефтепродуктов КД = 25 мг/л;
- коэффициент, учитывающий уменьшение объема осадка за счет различия фракций частиц Ко = 1,1;
- коэффициент использования объема отстойника Коб = 0,5; - условная гидравлическая крупность u0 = 0,0035 м/с.
2. Определить:
максимальный секундный расход (q) на нефтеловушке по формуле (33) ширину отделения отстойника
B |
q |
, м; |
(39) |
nv H 1 |
значение вертикальной турбулентной составляющей по формуле (4) общую длину отстойника
L |
vH 1 |
, м; |
(40) |
K об (u 0 w ) |
требуемый эффект очистки воды от нефти по формуле (32) количество улавливаемой нефти
G = |
C1ЭK0Q |
, т/сут. |
(41) |
|
|||
106 |
|
|
Сделать вывод.
6.6. Условия выпуска производственных сточных вод в городскую канализацию
При расположении перерабатывающих предприятий в городах или вблизи их загрязненные производственные сточные воды могут сбрасываться в городскую канализацию. Очистка смеси бытовых и производственных сточных вод в этом случае осуществляется на единых очистных сооружениях. В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую канализацию ограничен комплексом требований. Выпускаемые в канализацию производственные сточные воды не должны [5, 19]:
-нарушать работу сетей и сооружений;
-содержать более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;
-содержать вещества, которые способны засорять трубы канализационных сетей или отлагаться на стенках труб;
-оказывать разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации;
-содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные примеси в канализационных сетях
исооружениях;
-содержать вредные вещества в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоемы (с учетом эффективности очистки);
-иметь температуру выше 40оС.
Производственные сточные воды, не удовлетворяющие указанным требованиям, должны подвергаться предварительной очистке. Степень этой очистки должна быть согласована с Водоканалом и Комитетом по охране природы.
Объединение сточных вод, способных вступать в химические реакции с выделением ядовитых или взрывоопасных газов и образовывать эмульсии, а также имеющих большое количество нерастворенных веществ, не допускается. Запрещаются залповые сбросы сильноконцентрированных производственных сточных вод. При значительных колебаниях их состава в течение суток необходимо предусматривать емкости-усреднители, обеспечивающие равномерный выпуск воды.
Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений городской канализации при совместной очистке производственных и бытовых сточных вод необходимо соблюдать ряд условий. Очищаемая смесь сточных вод в любое время суток не должна иметь:
-температуру ниже 6 и выше 30оС;
-активную реакцию рН ниже 6,5 и выше 8,5;
-общую концентрацию растворенных солей более 10 г/л;
-БПК более 500 мг/л при поступлении на биологические фильтры и аэротенки и более 1000 мг/л при поступлении в аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды;
-нерастворимых масел, а также смол и мазута;
-биологически жестких синтетических ПАВ практически не окисляющихся на сооружениях биологической очистки;
-концентрацию вредных веществ более, чем указана в таблицах 14 и 15.
Таблица 14 – Величины БПК, ХПК и допустимых концентраций (ДК) вредных веществ в чистых растворах при очистке сточных вод в аэротенкахсмесителях
Вещество |
БПК |
ХПК |
ДК, мг/л |
Средняя скорость |
|
мг/мг вещества |
|
окисления, мг |
|
|
|
|
|
БПК на 1 г сухого |
|
|
|
|
вещества актив- |
|
|
|
|
ного ила в 1 ч |
Анилин |
1,9 |
2,4 |
100 |
9 |
Ацетальдегид |
1,07 |
1,82 |
750 |
12 |
Ацетон |
1,68 |
2,17 |
600 |
28 |
Бензойная кислота |
1,61 |
1,97 |
150 |
14 |
Бутанол |
1,8 |
2,58 |
600 |
15 |
Глицерин |
0,86 |
1,23 |
1150 |
30 |
Капролактам |
1,8 |
2,12 |
300 |
22 |
Кротоновый альдегид |
1,6 |
2,5 |
400 |
5,5 |
Метанол |
1,05 |
1,5 |
950 |
23 |
Пропанол |
1,68 |
2,4 |
600 |
18 |
Резорцин |
1,5 |
1,89 |
500 |
12,2 |
Толуол |
1,1 |
1,87 |
200 |
8 |
Уксусная кислота |
0,86 |
1,06 |
200 |
26 |
Уксусно-этиловый эфир |
1,49 |
1,8 |
500 |
20 |
Фенол |
1,18 |
2,38 |
1000 |
14 |
Этанол |
1,45 |
2,08 |
700 |
19 |
2-этилгексанол |
1,55 |
2,95 |
400 |
100 |
Таблица 15 – Допустимые концентрации (ДК) вредных веществ в сточных водах при биологической очистке
Вещество |
ДК, |
Эффек- |
Вещество |
ДК, |
Эффек- |
|
мг/л |
фектив |
|
мг/л |
фектив |
|
|
тив- |
|
|
тив- |
|
|
ность |
|
|
ность |
|
|
удале- |
|
|
удале- |
|
|
ния,% |
|
|
ния, % |
Кадмий |
0,1 |
60 |
ПАВ биологически |
|
|
Кобальт |
1 |
50 |
мягкие (окисляю- |
|
|
Красители: |
|
|
щиеся на сооруже- |
|
|
сернистые, |
25 |
90 |
ниях биологической |
|
|
синтетические |
25 |
70 |
очистки): анионные |
20 |
80 |
Медь |
0,5 |
80 |
неионогенные |
50 |
90 |
Мышьяк |
0,1 |
50 |
ПАВ промежуточ- |
|
|
|
|
|
ные: анионные |
20 |
60 |
|
|
|
неионогенные |
|
|
|
|
|
|
20 |
75 |
Нефть и нефтепродукты |
25 |
90 |
Сульфиды |
1 |
99 |
Никель |
0,5 |
50 |
Формальдегид |
25 |
80 |
Ртуть |
0,005 |
- |
Хром (трехвалент- |
2,5 |
80 |
|
|
|
ный) |
|
|
Свинец |
0,1 |
50 |
Цианиды |
1,5 |
- |
|
|
|
Цинк |
1 |
70 |
Дополнительным условием должно быть следующее. При совместной биологической очистке производственных и бытовых сточных вод ХПК не должно превышать БПК более чем в 1,5 раза. Минимальное содержание биогенных элементов в смеси определяется из соотношения 100:5:1 (БПК : аммонийных азот : фосфор). Если это соотношение не выдерживается, то перед сооружениями биологической очистки в сточные воды необходимо вводить дополнительное количество биогенных элементов в виде растворов аммиачной воды, фосфорнокислого калия и др.
6.7. Размещение отходов
Отходы – не используемые непосредственно в местах их образования продукты производства, быта, транспорта и др., которые могут быть реально или потенциально использованы как сырье или полупродукты в других отраслях народного хозяйства или в ходе регенерации [21].
В настоящее время основная часть твердых отходов перерабатывающих предприятий подвергается тем или иным видам захоронения или размещения. В соответствии с «Правилами охраны окружающей среды от отходов производства и потребления» использование, обезвреживание и захоронение отходов первых трех классов, а при необходимости и IV класса токсичности осуществляют на специализированных предприятиях или на полигонах по
обезвреживанию и захоронению, обустроенных в соответствии со СНиП. При этом следует отметить, что границы территорий, отведенных для размещения опасных отходов, должны находиться на расстоянии не менее 3 км от границ городов и населенных пунктов, лесопарковых, курортных, лечеб- но-оздоровительных, рекреационных зон и зон санитарной охраны источников питьевого водоснабжения, а также от районов развития геотектонических структур, образований и процессов. Кроме того, часть промышленных отходов может быть использована в других производствах.
Обработку отходов четвертого и пятого классов опасности целесообразно проводить в местах образования, что сокращает затраты на погрузочноразгрузочные работы, снижает безвозвратные потери при их перевалке и транспортировке и высвобождает транспортные средства.
7. Оформление экологического раздела дипломного проекта
Экологический раздел дипломного проекта оформляется в виде отдельной главы. Она должна содержать:
1.Экологическую экспертизу проектируемого предприятия, в которую входят:
1.1.Оценка производственной мощности и ассортимент изделий проектируемого производства
1.2.Технологическая схема процесса;
1.3.Перечень и характеристика основных загрязнителей;
1.4.Перечень основных нормативных документов.
2.Расчет нормативов сброса, выброса и степени токсичности отходов
2.1. Расчет нормативов предельно-допустимого сброса
2.2.Расчет нормативов предельно-допустимого выброса
2.3.Определение степени опасности отходов.
3. Разработку природоохранных технологий
3.1.Описание предлагаемых технологий очистки и утилизации загрязнителей с расчетами сооружений и аппаратов, иллюстрированных рисунками предлагаемых процессов и аппаратов;
3.2.Характеристику очищенных и утилизируемых жидких, твердых и газообразных отходов производства.
3.3.Характеристику методов размещения и утилизации отходов.
Выводы по разделу.

ЛИТЕТЕРАТУРА
1.Предельно-допустимые концентрации химических элементов в окружающей среде: Справ. / Сост. Г.П. Беспамятов, Н.А. Кротов. Л.: Химия,
1985. 528 с.
2.Рыбаков Ю.С., Минухин Л.А. Экология: Учебное пособие.- Екатеринбург:
УрГЭУ, 2004.-84с.
3.Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии: Учебник.- М.: Высшая школа, 1999.- 447 с.
4.Технология пищевых производств: Учебник /Под ред. А.П.Нечаева.- М.:
КолосС, 2008.- 752 с.
5.Рыбаков Ю.С. Процессы и аппараты защиты окружающей среды: Учебное пособие.- Екатеринбург: УрГУПС, 2005.- 194 с.
6.Рыбаков Ю.С. Введение в технологии продуктов питания: Учебное пособие.- Екатеринбург: УрГЭУ, 2006.- 243 с.
7.Нормы технологического проектирования предприятий кондитерской промышленности малой мощности. М.: Гипропищепром-1, 1993.- 133 с.
8.Нормы технологического проектирования предприятий хлебопекарной промышленности. ВНТП 21-92.- Ч.1. Хлебозаводы.- М.: Гипропищепром- 1, 1992.- 97 с.
9.Нормы технологического проектирования предприятий хлебопекарной промышленности. ВНТП 21-92.- Ч.2. Пекарни.- М.: Гипропищепром-1, 1992.- 40 с.
10.Нормы технологического проектирования предприятий макаронной промышленности.- М.: Гипропищепром-1, 1992.- 68 с.
11.Инструкция по технологическому проектированию предприятий макаронной промышленности.- М.: МПП СССР, 1986.- 120 с.
12.Нормы технологического проектирования предприятий кондитерской промышленности. ВНТП 21-92.- М.: Гипропищепром-1, 1992.- 158 с.
13.Нормы технологического проектирования производства маргарина.- М.: Гипропищепром-3, 1993.- 87 с.
14.Ведомственные нормы технологического проектирования предприятий по производству майонеза.- М.: Гипропищепром-3, 1991.- 57 с.
15.Нормы технологического проектирования предприятий пищеконцентратной промышленности.- М.: Гипропищепром-1, 1992.- 47 с.
16.Нормы технологического проектирования предприятий мясной промышленности.- М.: Гипромясомолпром, 1992.- 80 с.
17.Нормы технологического проектирования предприятий молочной промышленности.- М.: Гипромясомолпром, 1992.- 90 с.
18.Егоров В.А. Автоматизация проектирования предприятий.- Л.: 1983.-
327с.
19.Очистка производственных сточных вод /Под ред. С.В.Яковлева.- М.: Стройиздат, 1985.- 580 с.
20.Рыбаков Ю.С. Экология: Учебно-методический комплекс.- Екатеринбург:
УрГЭУ, 2010.- 149 с.
21.Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления: Учебное пособие.- М.: Колос, 2000.- 232 с.
22.Мохачев И.Г. Летучие вещества пищевых продуктов.- М.: Пищевая промышленность.- 1966.- 240 с.
23.Физико-химические и биохимические основы технологии мяса и мясопродуктов: Справочник.- М.: Пищевая промышленность, 1973.- 340 с.
24.Охрана окружающей среды: Учебное пособие для студентов вузов /Под ред С.В.Белова.- М.: Высшая школа, 1983.- 264 с.
25.Лотош В.Е. Экология природопользования.- Екатеринбург: УрГЭУ, 2000.-
540 с.
26.Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика.- М.: Высшая школа, 1991.- 288 с.
27.Стабровская О.И. Дипломное проектирование: Учебно-методическое пособие.- Кемерово: КемТИПП, 2004.- 134 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Предельно – допустимые концентрации некоторых вредных веществ (мг/л) в водных объектах
Наименование ин- |
Водные объекты, хозяйственно – |
Водные объекты рыбохозяйствен- |
|||
гредиента |
питьевого и культурно – бытового |
ного назначения |
|
||
|
назначения |
|
|
|
|
|
ЛПВ |
ПДК |
ЛПВ |
|
ПДК |
Анилин |
Санитарно – токсико- |
0,1 |
Токсикологический |
|
0,0001 |
|
логический |
|
|
|
|
Аммиак |
Общесанитарный |
2,0 |
- “ - |
|
0,05 |
Бензол |
Санитарно – токсико- |
0,5 |
- “ - |
|
0,5 |
|
логический |
|
|
|
|
Железо |
Органолептический |
0,5 |
- “ - |
|
0,1 |
Кадмий |
Санитарно – токсико- |
0,01 |
- “ - |
|
0,005 |
|
логический |
|
|
|
|
Медь |
- “ - |
0,1 |
- “ - |
|
0,001 |
Мышьяк |
Санитарно – токсико- |
0,05 |
- “ - |
|
0,05 |
|
логический |
|
|
|
|
Нитраты (по азоту) |
Общесанитарный |
10,0 |
- “ - |
|
0,1 |
Нефть и нефтепро- |
Органолептический |
0,1 |
- “ - |
|
0,05 |
дукты |
|
|
|
|
|
Никель |
Санитарно – токсико- |
0,1 |
- “ - |
|
0,01 |
|
логический |
|
|
|
|
Ртуть |
Общесанитарный |
0,05 |
- |
|
- |
Свинец |
- “ - |
0,1 |
Общесанитарный |
|
0,1 |
Стирол |
Органолептический |
0,1 |
Органолептический |
|
0,1 |
Фенол |
Органолептический |
0,001 |
- “ - |
|
0,001 |
Формальдегид |
Общесанитарный |
0,05 |
- |
|
- |
Фтор |
Санитарно – токсико- |
1,5 |
Токсикологический |
|
0,05 |
|
логический |
|
|
|
|
Хлор активный |
Общесанитарный |
Отсут- |
- |
|
- |
|
|
ствие |
|
|
|
Хром |
Органолептический |
0,1 |
Санитарно – токсико- |
|
0,001 |
|
|
|
логический |
|
|
Цианид |
Санитарно – токсико- |
0,1 |
Токсикологический |
|
0,005 |
|
логический |
|
|
|
|
Цинк |
Общесанитарный |
1,0 |
- “ - |
|
0,1 |
Приложение 2. Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в воздухе, мг/м3
Вещество |
ПДК в рабо- |
ПДК средне |
ПДК макси- |
Класс опас- |
|
чей зоне |
суточная |
мально разо- |
ности |
|
|
|
вая |
|
Азот диоксид |
5 |
0,04 |
0,085 |
2 |
Акролеин |
0,2 |
0,03 |
0,03 |
2 |
Альдегид масляный |
5 |
0,015 |
0,015 |
3 |
Амины алифатические |
1 |
0,003 |
0,003 |
2 |
Аммиак |
20 |
0,04 |
0,2 |
4 |
Ангидрид сернистый |
10 |
0,05 |
|
3 |
Анилин |
0,1 |
0,03 |
0,05 |
2 |
|
|
|
|
|
Ацетон |
200 |
0,35 |
0,35 |
4 |
Барий углекислый |
0,5 |
0,004 |
- |
1 |
Белок пыли белково- |
0,1 |
0,001 |
- |
2 |
витаминного концентрата |
|
|
|
|
(БВК) |
|
|
|
|
Бензин |
100 |
1,5 |
5 |
4 |
Бензол |
5 |
0,1 |
1,5 |
2 |
Бериллий |
0,001 |
- |
- |
1 |
Бром |
0,5 |
0,04 |
- |
2 |
Бутан |
300 |
- |
200 |
4 |
1,3 – Бутадиен (дивинил) |
100 |
1 |
3 |
4 |
Взвешенные вещества |
|
0,15 |
0,5 |
3 |
Дихлорэтан |
10 |
1,0 |
3,0 |
2 |
Железа оксид |
|
0,04 |
- |
3 |
Железа сульфат |
|
0,007 |
- |
3 |
Железа хлорид |
|
0,004 |
- |
2 |
Йод |
1 |
0,03 |
- |
2 |
Кадмия оксид |
0,05 |
0,001 |
- |
2 |
Кислота азотная |
2 |
0,15 |
0,4 |
2 |
Кислота серная |
1 |
0,1 |
0,3 |
2 |
Кислота уксусная |
5 |
0,06 |
0,2 |
3 |
Ксилол |
50 |
0,2 |
0,2 |
3 |
Оксид кремния |
1 |
0,05 |
0,15 |
3 |
Магния оксид |
5 |
0,05 |
0,4 |
3 |
Марганец и его соединения |
0,3 |
0,001 |
0,01 |
2 |
Масла минеральные |
5 |
- |
- |
3 |
Медь |
0,5 |
0,001 |
- |
2 |
Мышьяк, неорганические |
0,04 |
0,003 |
- |
2 |
соединения |
|
|
|
|
Нафталин |
20 |
0,003 |
0,003 |
4 |
Никель металлический |
|
0,001 |
- |
2 |
Нитробензол |
|
0,008 |
0,008 |
2 |
Озон |
0,1 |
0,03 |
0,16 |
1 |
Олова хлорид |
|
0,05 |
0,5 |
3 |
Пенициллин |
|
0,0025 |
0,05 |
3 |
Пентан |
|
25 |
100 |
4 |
Полиэтилен |
10 |
- |
- |
3 |
Пропилен |
|
3 |
3 |
3 |
Пыль неорганическая, со- |
1 |
0,05 |
0,15 |
3 |
держащая диоксид кремния |
|
|
|
|
в %: выше 70 (динас и др.) |
|
|
|
|
70-20 (шамот, цемент) |
2 |
0,1 |
0,3 |
3 |
Ниже 20 (доломит и др.) |
4 |
0,15 |
0,5 |
3 |
Ртуть металлическая |
0,01 |
0,0003 |
- |
1 |