Министерство образования Республики Беларусь

УО «Могилевский государственный университет продовольствия»

Кафедра охраны труда и экологии

Основы экологии практикум к решению задач Методические указания

для студентов всех специальностей

Могилев 2011

УДК 658.382

Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры ОТиЭ

Протокол № 11 от 25 июня 2010 г.

Составители:

В.Н. Цап, С.Н. Баитова, Т.М. Гапеева, Д.А. Липская, Т.В. Цап

Рецензент

кандидат технических наук, доцент УО «Белорусского государственного

аграрно-технического университета» Л.Т. Ткачева

© УО «Могилевский государственный

университет продовольствия», 2011

Содержание
1 Практическая работа № 1. Расчет предельно допустимых выбросов от стационарных источников загрязнения атмосферы…………………………	4
2 Практическая работа № 2. Расчет приземных концентраций нагретых промышленных выбросов из организованных высоких источников………	10
3 Практическая работа № 3. Расчет приземных концентраций холодных промышленных выбросов из организованных высоких источников………	17
4 Практическая работа № 4. Пылеулавливающее оборудование и его расчет	20
5 Практическая работа № 5. Расчет сооружений для механической очистки сточных вод…………………………………………………………………….	27
6 Практическая работа № 6. Расчет отстойников……………………………...	33
7 Практическая работа № 7. Расчет песколовок……………………………….	40
8 Практическая работа № 8. Биологические фильтры…………………………	46
9 Практическая работа № 9. Укрупненная оценка экономического ущерба от загрязнения химическими веществами атмосферы, водоемов, а также загрязнения другими отходами поверхности земли…………………………	51

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1. РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ ОТ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

1.1 Теоретическая часть

Для предотвращения загрязнения атмосферы введены нормативы непосредственно на выбросы вредных веществ из каждого источника (труба, аэрационный фонарь, дефлекторы, шахты, крышные вентиляторы и т. п.). Стандартом установлены величины предельно допустимого выброса вредных веществ в атмосферу (ПДВ), т. е. количество вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени, которое в сумме с выбросами от совокупности источников города или другого населенного пункта (с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ) не создаст приземной концентрации примеси, превышающей значение предельно допустимой концентрации (ПДК).

Для атмосферного воздуха установлены следующие значения предельно допустимых концентраций:

- максимально разовая ПДК_м.р. – такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, которая не вызывает рефлекторных реакций в организме человека (изменение биоэлектрической активности головного мозга, ощущение запаха, световой чувствительности глаза и др.);

- среднесуточная ПДК_с.с. – такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, которая не оказывает прямого или вредного косвенного воздействия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания с целью предупреждения резорбционного действия (общетоксического, канцерогенного, мутагенного и других влияний).

Таблица 1.1 – Предельно допустимые концентрации, мг/м³, некоторых вредных веществ в воздушной среде

Вещество	В атмосферном воздухе населенных мест		В рабочей зоне производствен-ных помещений		Класс опас-ности
	максималь-норазовая	средне-суточная
1 Азота двуокись	0,085	0,04	5		2
2 Аммиак	0,2	0,04	20		4
3 Ацетон	0,35	0,35		200	4
4 Бензин	5	1,5		300	4
5 Пыль неорганическая	0,5	0,15		4	3
6 Сажа	0,15	0,05		4	3
7 Сернистый ангидрид	0,5	0,05		10	3
8 Сероводород	0,008	0,008		3	3
9 Углерода окись	5	3		20	4
10 Уксусная кислота	0,2	0,06		5	3

Предельно допустимый выброс (ПДВ) является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для каждого конкретного источника загрязнения при условии, что выбросы вредных веществ от него и всей совокупности других источников с учетом их рассеивания и превращения в атмосфере не создадут приземных концентраций, превышающих нормативы качества воздуха. Если в воздухе городов или других населенных пунктов концентрация вредных веществ превышает ПДК, а значения ПДВ по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэтапное снижения выброса вредных веществ. В этом случае фактический выброс, превышающий ПДВ, называется временно согласованным выбросом (ВСВ). На каждом этапе устанавливают временно согласованные выбросы на уровне предприятий с передовой технологией. Нормативы (в г/с) устанавливают для каждого источника и для предприятия в целом (т в год).

Разработка нормативов ПДВ (ВСВ) включает следующие этапы:

• разработку и согласование плана-графика выполнения работ;

• подготовку исходных данных;

• согласование исходных данных;

• расчет нормативов выбросов ПДВ (ВСВ);

• анализ данных, полученных в результате расчета;

• разработку плана оргтехмероприятий и технико-экономического обоснования мероприятий по сокращению выбросов;

• организацию контроля за соблюдением ПДВ (ВСВ);

• оформление документации по обоснованию ПДВ (ВСВ); согласование и утверждение нормативов ПДВ (ВСВ).

Подготовка исходных данных заключается в выявлении источников загрязнения атмосферы на предприятии и определении их параметров. Исходными данными в большинстве случаев являются данные инвентаризации (паспортизации).

При расчете ПДВ (ВСВ) необходимо учитывать фоновые концентрации, значения которых выдаются предприятию территориальными центрами гигиены и эпидемиологии.

Расчет нормативов выбросов ПДВ проводится по формулам отдельно для холодных и нагретых выбросов. Выбор формулы расчета производят по параметру f, м/(с²·град)

(1.1)

где – средняя скорость выхода газовоздушной смеси (вентиляционно-го воздуха) из устья источника выброса, м/с;

D – диаметр устья источника выброса, м;

Н – высота источника над уровнем земли, м;

∆t – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси t_г и температурой окружающего атмосферного воздуха t_в, ^оС.

Выбросы, для которых f≥100, относятся к холодным; выбросы при f<100 относятся к нагретым.

Расчет , для нагретых выбросов производят по формуле

(1.2)

где ПДВ – расчетное значение ПДВ, г/с;

ПДК – максимально разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м³;

С_ф – фоновая концентрация вредного вещества, мг/м³;

V₁ – объем газо-воздушной смеси, м³/с;

А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредного вещества в атмосферном воздухе, С^⅔∙мг∙град^⅓/г.

Величину коэффициента А принимают для неблагоприятных метеорологических условий, при которых концентрации выбрасываемых вредных веществ в атмосферном воздухе достигают максимальных значений:

- для субтропической зоны Средней Азии – 240;

- для Урала, Украины и Республики Беларусь – 160;

- для центральной части Европейской части России – 120.

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.

Величина F принимается:

а) F=1 для вредных газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей;

б) для крупнодисперсной пыли и золы при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки ≥ 90% F=2; в пределах 75-90% - F=2,5; менее 75% или при отсутствии очистки F=3.

Коэффициент m определяется по формуле

. (1.3)

Коэффициент n определяют по соотношениям:

а) n=3, при υ_м ≤ 0,3 м/с (1.4)

б) при 0,3 < υ_м ≤ 2 (1.5)

в) n=1, при υ_м > 2 м/с (1.6)

Значение параметра υ_м, м/с, для нагретых выбросов определяют по формуле

. (1.7)

Расчет ПДВ для источников холодных выбросов производят по формуле

(1.8)

Безразмерный коэффициент n определяют по формулам, приведенным выше (1.4-1.6), в зависимости от параметра υ_м, м/с, который рассчитывают для холодных выбросов по формуле

(1.9)

Массовый выброс каждого вещества М_i, г/с определяется по формуле

(1.10)

где В – расход топлива, т/ч;

– удельное количество выброса i-го вредного вещества при сжигании топлива, т/т.

Расчеты ПДВ для источников выбросов с прямоугольным устьем рассчитывают по формуле для нагретых выбросов и по формуле для холодных выбросов с учетом замены D на D_э и V₁ на V_1э.

Эффективный диаметр устья D_э, м, определяют по формуле

(1.11)

где ℓ – длина устья, м;

b – ширина устья, м (для источников с квадратным устьем ℓ=b).

Эффективный объем V_1э, м³/с, выходящей в атмосферу газовоздушной смеси в этом случае определяют по формуле

(1.12)

После анализа данных, полученных в результате расчета, выбранное значение норматива ПДВ (ВСВ) должно быть согласовано с органами государственного управления по природным ресурсам и охране окружающей среды. Если фактический выброс превышает расчетный норматив ПДВ, то в этом случае необходима разработка плана оргтехмероприятий по снижению выбросов.

План оргтехмероприятий по сокращению выбросов разрабатывают для каждого предприятия в отдельности с использованием всех имеющихся в настоящее время возможностей.