Методические указания |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.2/05 |
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра химии и химических технологий
Методические указания
к практической работе студентов по дисциплине
Инженерная защита окружающей среды
для студентов специальности
050720 – Химическая технология неорганических веществ
Павлодар
Лист утверждения к Форма методическим указаниям Ф СО ПГУ 7.18.1/05
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
__________
«___»_____________20___ г.
Составитель: ст. препод. __________________
Кафедра химии и химических технологий
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям по дисциплине
Инженерная защита окружающей среды
для студентов специальности
050720 –Химическая технология неорганических веществ
Рекомендовано на заседании кафедры «_____»________ 20___ г
Протокол № _____
Заведующий кафедрой ______________
Одобрено учебно-методическим советом факультета ХТиЕ
«_____» _________ 20___г Протокол № _____
Председатель УМС _______________
Одобрено ОПиМО
Начальник ОПиМО __________ «____» ________20___г.
Одобрены учебно-методическим советом университета
«___» ________20___ г. Протокол № _______
Содержание
Введение 4
1. Предельно–допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосфере. Расчет выделения и выброса загрязняющих веществ в атмосферу
2. Характеристика промышленных сточных вод, предельно-допустимые концентрации вредных веществ в водоемах. Расчет необходимой степени очистки сточных вод
3. Методика расчета платы за фактические выбросы в атмосферу и за фактические сбросы в поверхностные воды.
4. Балансовые методы расчетов: материальный баланс, энергетический баланс
5. Определение количества выделяющихся загрязняющих веществ от различных источников и в некоторых технологических процессах
Литература
Введение
Специфика инженерных дисциплин состоит в значительной доле из практических расчетных занятий. Данные методические указания предназначены для студентов специальности 050720 – Химическая технология неорганических веществ по учебной программе дисциплины «Инженерная защита окружающей среды». Многообразие приведенных методов расчетов принятых в настоящее время позволяют показать студентам широкий спектр подходов к прогнозным оценкам влияния промышленных загрязнений на окружающую среду.
Приведенные в методических указаниях краткие теоретические положения и рассмотренные практические примеры в сочетании с лекционным материалом помогут студентам сформулировать основные цели исследования на реальных промышленных предприятиях. Уметь дать оценку интенсивности негативного воздействия любого действующего производства с помощью расчетных методов анализа.
1. Предельно–допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосфере. Расчет выделения и выброса загрязняющих веществ в атмосферу
Теоретическая часть
Человечество не может существовать, не оказывая воздействия на биосферу, поэтому одной из главных задач охраны окружающей среды является определение нормативов, т. е. установление пределов, в которых признается допустимым то или другое воздействие.
Теоретической основой всей системы экологического нормирования является экологический норматив. Экологический норматив – это степень максимально допустимого вмешательства человека в экосистемы, обеспечивающая сохранение у экосистем желательной структуры и динамических качеств.
Предельно-допустимая концентрация (ПДК) - утвержденный в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневно влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.
Предельно-допустимые выбросы (ПДВ) – это масса выбросов вредных веществ в единицу времени от данного источника или совокупности источников загрязнения атмосферы производственного объекта с учетом перспективы развития всех предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, создающая приземные концентрации, не превышающие ПДК для населения, растительного и животного мира.
Нормативы ПДВ являются основой для проведения экологической экспертизы и планирования мероприятий для снижения загрязнения атмосферы.
Первым этапом любого нормирования загрязнения атмосферы является инвентаризация источников выделения и выбросов загрязняющих веществ (ЗВ), которая на практике выполняется:
- методом инструментальных измерений;
- расчетным методом.
Расчетный метод основывается:
- на материальном балансе технологического процесса;
- на использовании удельных показателей выделений (ЗВ) за единицу времени либо отнесенных к единице оборудования, массе продукции, сырья или расходных материалов. На основании расчетов для каждого предприятия устанавливаются нормативы предельно-допустимых выбросов, которые используются, прежде всего, при экономическом регулировании природоохранной деятельности, а нормативы максимально разовых выбросов - при контроле соблюдения ПДВ.
Пример 1 Механическая обработка материалов
Цех механической обработки предприятия имеет два участка: токарный и сверлильный. На токарном участке установлено 5 токарных одношпиндельных автоматичесских станков мощностью 5,5 кВт, три токарных многорезцовых полуавтоматических станков мощностью 15 кВт, два карусельнофрезерных – мощностью 8 кВт. На сверлильном участке установлено два одинаковых вертикальных сверлильных станка мощностью 5 кВт. В цеху обрабатываются чугунные корпуса, причем на токарном участке без применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), а на сверлильном в качестве СОЖ используют масло.
Вентиляционный воздух с токарного участка удаляется в атмосферу через очистные сооружения, эффективность которых составляет 90%. Очистные сооружения работают исправно в течение всего времени работы токарного участка. Вентиляционный воздух со сверлильного участка поступает в атмосферу без очистки.
Оба участка работают 280 дней в году, а станки работают по 7,5 часов ежедневно, причем все одновременно.
Определить:
- максимально разовые выделения в воздух пыли и аэрозоля на каждом из участков;
- количество пыли и аэрозоля, поступающих в атмосферу с вентиляционным воздухом с каждого участка и из цеха в целом.
Решение
Токарный участок цеха
Величины удельного выделения пыли для каждого из установленных типов станков составляют
Тип станка | Мощность, кВт | Удельное выделение пыли | |
г/с | г/час | ||
Токарный одношпиндельный автоматический | 5,5 | 1,81∙10-3 | 6,52 |
Токарный многорезцовый полуавтоматический | 15,0 | 9,7∙10-3 | 34,92 |
Карусельный фрезерный | 8,0 | 4,2∙10-3 | 15,12 |
Максимальное разовое выделение (г/с) пыли от станков токарного участка определим по уравнению
(1)
Валовое выделение (т/г) пыли при работе станков токарного участка вычислим по уравнению
(2)
Валовое выделение (т/г) пыли при работе станков токарного участка в атмосферу рассчитаем по преобразованному (упрощенному) уравнению применительно к условию Точ = Т∑
(3)
Сверлильный участок цеха
Величина удельного выделения пыли для каждого из установленных станков при сверлении чугуна без применения СОЖ составляет 2,2∙10-3 г/с (7,92 г/час); кроме того, при применении СОЖ количество выделяющегося в воздух аэрозоля (масляного тумана) составляет 5,6∙10-5 г/с (0,2 г/час) на 1 кВт мощности станка
Находим максимальное разовое выделение (г/с) пыли от сверлильных станков
(4)
Максимальное разовое выделение (г/с) аэрозоля СОЖ (масляного тумана) определим по уравнению
(5)
Валовое выделение (т/год) пыли вычислим по уравнению
(6)
Валовое выделение (т/год) аэрозоля СОЖ
(7)
Вентиляционные газы сверлильного участка не проходят очистку поэтому валовые поступления пыли и аэрозоля СОЖ в атмосферу будут равны их валовым выделениям.
Поступления в атмосферу пыли от всего цеха механической обработки (т/год) равно
(8)
Поступление в атмосферу аэрозоля СОЖ от цеха (т/год) составит
(9)
Пример 2 Электрогазорезка металлов
На участке ремонта в наиболее загруженные часы рабочей смены двое рабочих проводят газовую резку листов углеродистой стали. При этом первый режет листы толщиной 5 мм (длина реза 5 м за 10 мин), а второй – листы толщиной 10 мм (длина реза 7 м за 15 мин).
Определить: максимальные разовые выделения загрязняющих веществ (ЗВ) в воздух участка во время их совместной (одновременной) работы.
Решение
Величины удельного выделения ЗВ (г/пог. м) при газовой резке углеродистой стали составляют
Толщина листа, мм | Сварочный аэрозоль, в том числе | |||
Марганец и его соединения | FeOx | CO | NO2 | |
5 | 0,04 | 2,21 | 1,5 | 1,18 |
10 | 0,06 | 4,44 | 2,18 | 2,2 |
Находим максимальные разовые выделения (г/с) ЗВ от газовой резки листов, выполняемой:
Первым рабочим
(10)
Вторым рабочим
Тогда максимальные разовые выделения (г/с) ЗВ в воздух участка составят
(11)
Пример 3 Сварка металлов
В цехе ведется ручная дуговая сварка стальных изделий штучными электродами К-5А. Расход электродов состаляет 4 кг за смену. Среднее время работы сварочного поста за смену – 3 часа, за год 840 часов.
Определить:
- максимальные разовые выделения ЗВ;
- валовое выделение сварочного аэрозоля.
Решение
Величины удельного выделения ЗВ (г/кг расходуемых электродов) при ручной дуговой сварке штучными электродами заданной марки составляют
Марка электрода | Сварочный аэрозоль, в том числе | |||
Марганец и его соединения | FeOx | Фториды, в пересчете на F | HF | |
К-5А | 1,11 | 18,54 | 4,45 | 0,5 |
Находим максимальные разовые выделения (г/с) ЗВ от сварочного поста:
(12)
Максимальные разовые выделения (г/с) сварочного аэрозоля вычислим как сумму:
(13)
Валовое выделение (т/год) составит
(14)
Пример 4 Нанесение лакокрасочных покрытий
Окраска однотипных металлоконструкций осуществляется методом безвоздушного распыления эмалью АС-182. За год расходуется 5 тонн эмали. Разбавление эмали растворителем не проводится. Окраска и сушка производятся в разных камерах с автономными системами вентиляции. Вентиляционный воздух, удаляемый из камеры окраски, проходит аппарат очистки от окрасочного аэрозоля, имеющий эффективность 82%. Работа в цехе ведется в одну смену 200 дней в году. Количество ежедневно окрашиваемых изделий постоянно, чистое время окраски составляет 3,5 часа в день.
Определить:
- максимальный разовый выброс в атмосферу окрасочного аэрозоля;
- валовый выброс всех ЗВ.
Решение
Состав применяемой эмали следующий
Марка ЛКМ | Компоненты летучей части, % | Доля сухой части | ||
ксилол | уайт-спирит | сольвент | ||
Эмаль АС-182 | 85,0 | 5,0 | 10,0 | 53,0 |
Валовое выделение (т/г) аэрозоля краски в процессе окраски определяется по формуле
(15)
где σаэр – доля ЛКМ, потерянного в виде аэрозоля (унесенного вентиляцией), в % и зависящей от способа распыления
Способ распыления | σаэр, % |
Пневматическое | 30 |
Безвоздушное | 2,5 |
Пневмоэлектростатическое | 3,5 |
Электростатическое | 0,3 |
Находим валовое выделение (т/год) окрасочного аэрозоля:
(16)
Валовое поступление (выброс) окрасочного аэрозоля в атмосферу рассчитаем по преобразованному (упрощенному) уравнению применительно к условию Точ = Т∑
(17)
Находим максимальный разовый выброс (г/с) в атмосферу окрасочного аэрозоля
(18)
Валовые выбросы остальных ЗВ (компонентов летучей части) для каждой камеры определяются отдельно.
Валовое выделение (т/год) i-го летучего компонента в процессе окраски определяется по уравнению
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
