Учебное пособие для проведения практических занятий «Охрана окружающей среды»

ТЕМА: ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ. ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА БИОСФЕРЫ Цель занятия: ознакомиться с типами, видами и формами промышленного загрязнения окружающей среды и методами борьбы с ним. Словарный диктант: промышленность, промышленные загрязнения, выбросы, циклон, отходы производства, токсические отходы, опасные отходы, безотходные технологии. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ Для очистки воздуха от твердых взвешенных частиц на промышленных предприятиях широко используются циклоны. Циклон представляет собой цилиндрический резервуар с конусом внизу. Неочищенный воздух поступает внутрь цилиндра в его верхней части, где воздушный поток закручивается вокруг центральной трубы. Под действием центробежной силы твердые пылевые частицы ударяются о стенки, и, теряя свою энергию, падают в нижнюю половину конусообразной части циклона, где располагается пылесборник. Хотя воздушный (газовый) поток и теряет свою мощность, его давление остается постоянным за счет сужения поперечного сечения в нижней части циклона. Очищенный воздух по центральной трубе удаляется в атмосферу или поступает в другое устройство, предназначенное для более тонкой очистки. ЗАДАНИЕ 1 Проанализируйте предложенный пример для расчета циклона. Предположим, что для расчета циклона имеются следующие исходные данные: – объем очищаемого газа Q=1,5 м3/с – плотность газа при рабочих условиях ρ=1,7 кг/м3 – плотность частиц пыли ρЧ=2000 кг/м3 – дисперсный состав пыли dМ=20мкм и lgδ=0,8 – входная концентрация пыли Свх=10 г/м3 – вязкость при рабочей t° μ=17,5·106 Па·с. Требуется рассчитать циклон для заданного источника выделения пыли с эффективностью очищения η=0,8. Указания к решению задачи 1. Выбираем циклон (табл. 42), для которого диаметр частиц пыли ориентировочно dм > 2·dτ50 (мкм); dм – медианный размер частиц, который представляет такой размер, при котором количество частиц крупнее dм, равно количеству частиц мельче dм. 2. По выбранному типу циклона, определяем оптимальную скорость движения газа ωОП в сечении циклона диаметром D с учетом данных таблицы 42. ЦН-24 => ωоп = 4,5м/с. 3. Рассчитываем диаметр циклона D, м, по формуле: Полученное значение D округляем до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона. Если расчетный диаметр циклона превышает его максимально допустимое значение, то необходимо применять два или более параллельно установленных циклона: Типовое значение внутренних диаметров D, мм: 200, 300, 400, 500, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400, 3000. Ближайшее типовое значение внутреннего диаметра циклона D=700 мм. По диаметру циклона находим действительную скорость движения газа в циклоне по формуле: где n – число циклонов. Действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%. 4. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления точного циклона: , где k1 – поправочный коэффициент, учитывающий диаметр циклона (табл. 43), k2 – поправочный коэффициент, учитывающий запыленность газа (табл.44); ζ500 – коэффициент гидравлического сопротивления циклона диаметром 500 мм (таблица 42): 5. Определяем значение гидравлического сопротивления циклона по формуле: , где ρ – плотность газа в расчетном сечении аппарата; ω – скорость газа в расчетном сечении аппарата. 6. Определяем эффективность очистки газов в циклоне по формуле: , где , (0≤Х≤0,6 (Х≥0,6 Значения lgδТ берутся из таблицы 42. Значения dТ50, приведенные в таблице 42, определены по условиям работы типового циклона, для которого справедливы следующие значения: DT=0,6 м; ρЧТ=1930 кг/м3; μТ=22,2·106Па·с; ωТ=3,5м/с. В случае отклонений условий работы циклона от типовых . Полученное значение d50 должно быть меньше dМ (заданного). Если это не выполняется, необходимо выбрать другой циклон с меньшим значением dТ50. , . Если расчетное значение η окажется меньше значения, требуемого по условиям допустимого выброса пыли в атмосферу, то необходимо выбрать другой тип циклона с большим значением коэффициента гидравлического сопротивления. Концентрация пыли на выходе из циклона определяется по формуле: . Таблица 41. – Исходные данные для выполнения задания № п/п Наименование оборудования Q ρ μ dM lg δ CВХ ΡЧ η 1. Клинкерно-обжигательная печь 20 1,29 17,3 23 0,501 30 200 0,85 2. 26 1,29 17,3 20 0,602 10 2000 0,80 3. 10 1,29 17,3 14 0,535 25 2000 0,80 4. 16 1,29 17,3 9 0,497 20 2000 0,80 5. Шахтная мельница 0,1 1,29 17,3 56 0,97 100 2240 0,80 6. 2 1,29 17,3 16 0,250 10 2600 0,85 7. 10 1,29 17,3 14 0,250 20 2600 0,85 8. Крекинг установка 10 1,29 17,3 7 0,301 15 2600 0,85 9. Углесушительный барабан 5 1,29 17,3 15 0,334 50 1350 0,80 10. Шаровая мельница 1 1,29 17,3 6 0,468 20 2900 0,80 11. Вращающаяся цементная печь 10 1,29 17,3 7 0,345 40 2000 0,80 12. Вращающаяся цементная печь 10 1,29 17,3 18 0,652 20 2000 0,85 13. Электролизер алюминия 5 1,29 17,3 10 0,352 1 2700 0,85 14. Вращающаяся печь обжига 2 1,29 17,3 13 0,215 100 2900 0,85 15. Вращающаяся печь обжига 3 1,29 17,3 8 0,506 40 2650 0,80 16. Распылительная сушилка 10 1,29 17,3 8 0,210 4 1800 0,80 17. Барабанная сушилка 10 1,29 17,3 15 0,360 10 1800 0,80 18. 12 1,29 17,3 11 0,360 20 1800 0,80 19. Барабанная сушилка 8 1,29 17,3 20 0,352 10 2700 0,85 20. Цементная мельница 5 1,29 17,3 12 0,468 60 2900 0,85 21. Наждачный станок 0,5 1,29 17,3 38 0,214 10 2500 0,85 22. Шаровая мельница 3 1,29 17,3 9 0,385 10 2900 0,80 23. Электролизер алюминия 8 1,29 17,3 10 0,468 2 2700 0,85 24. Наждачный станок 0,6 1,29 17,3 30 0,312 15 2500 0,85 25. Шаровая мельница 2 1,29 17,3 6 0,268 10 2900 0,80 Таблица 42. – Типы циклонов Тип циклона ЦН-24 ЦН-15У ЦН-15 ЦН-11 СДК-ЦН-33 СК-ЦН-34 СК-ЦН-34м ωОП 4,5 3,5 3,5 3,5 2,0 1,7 2,0 dТ50 8,5 6,0 4,5 3,65 2,31 1,95 1,3 lgδТ 0,308 0,283 0,352 0,352 0,364 0,308 0,340 Значение ζ500 75 155 155 245 520 1050 1050 Таблица 43. – Типы циклонов (значения k1 для D, мм) Тип циклона Значения k1 для D, мм 150 200 300 450 500 и > ЦН-11 0,94 0,95 0,96 0,99 1,0 ЦН-15У, ЦН-15, ЦН-24 0,85 0,9 0,93 1,0 1,0 СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34м 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Таблица 44. – Типы циклонов (Значения k2 при СВХ, г/м3) Тип циклона Значения k2 при СВХ, г/м3 0 10 20 40 80 120 150 ЦН-11 1 0,96 0,94 0,92 0,90 0,87 - ЦН-15 1 0,93 0,92 0,91 0,90 0,87 0,86 ЦН-15У 1 0,93 0,92 0,91 0,89 0,88 0,87 ЦН-24 1 0,95 0,93 0,92 0,90 0,87 0,86 СДК-ЦН-33 1 0,81 0,785 0,78 0,77 0,76 0,745 СК-ЦН-34 1 0,98 0,947 0,93 0,915 0,91 0,90 СК-ЦН-34м 1 0,99 0,97 0,95 0,915 0,91 0,90 Составьте по три задачи, в которых требуется рассчитать разные типы циклонов для заданного источника выделения пыли. Решите составленные задачи. Ответы обоснуйте. Задания для самостоятельного выполнения Экологический паспорт промышленного предприятия (далее – предприятия) – нормативно-технический документ, включающий данные по использованию предприятием ресурсов (природных, вторичных и др.) и определению влияния его производства на окружающую среду. Экологический паспорт предприятия представляет комплекс данных, выраженных через систему показателей, отражающих уровень использования предприятием природных ресурсов и степень его воздействия на окружающую среду. Задание 1. Пользуясь схемой приведенной ниже, составьте развернутую аннотацию к экологическому паспорту любого предприятия, функционирующего в вашем городе или крае. 1) титульный лист; 2) общие сведения о предприятии и его реквизиты; 3) краткая природно-климатическая характеристика района расположения предприятия: характеристику климатических условий; характеристику состояния, включая фоновые концентрации в атмосфере; характеристику источников водозабора и приемников сточных вод, фоновый химический состав вод водных объектов; 4) краткое описание технологии производства и сведения о продукции, балансовая схема материальных потоков; 5) сведения об использовании земельных ресурсов; 6) характеристика сырья, используемых материальных и энергетических ресурсов; 7) характеристика выбросов в атмосферу; 8) характеристика водопотребления и водоотведения; 9) характеристика отходов; 10) сведения о рекультивации нарушенных земель; 11) сведения о транспорте предприятия; 12) сведения об эколого-экономической деятельности предприятия. Вопросы для беседы 1. Что представляет собой структура экологического паспорта предприятия? 2. Что означают понятия «выбросы организованные» и «неорганизованные»?. 3.Расскажите о сбросах в поверхностные водоемы, системы канализации и в системах обратного водоснабжения. 4. Расскажите о несанкционированных аварийных выбросах и сбросах. Чем они опасны? 5. Какие структуры и подразделения промышленного предприятия являются источниками полей физических воздействий? Приведите нормативы предельно допустимых условий шума, вибраций, тепла, радиации, их фактическое значение. 6. Перечислите пыле- и газоочистительное оборудование, очистные сооружения и устройства, снимающие воздействие загрязняющих веществ, физических полей, и их эффективность. 7. Что представляют собой санитарно-защитные зоны? 8. Перечислите типы отходов, образуемых промышленными предприятиями. 9. Что вам известно об эколого-экономических нормативах? 10. Что представляют собой показатели экологической нагрузки на природную среду от данного предприятия? Темы для подготовки рефератов 1. Промышленные загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы. Возможности уменьшения уровня промышленного загрязнения и последствий неблагоприятных воздействий. 2. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий и понятие о санитарно-защитной зоне (СЗЗ) источника загрязнения. Классы СЗЗ, основные принципы их функционирования. ЗАНЯТИЕ 9 ТЕМА: Сельское хозяйство как загрязнитель окружающей среды Цель занятия: ознакомиться с основными сельскохозяйственными загрязнителями и мерами охраны окружающей среды от негативных воздействий сельского хозяйства. Словарный диктант: аккумуляция тяжелых металлов, деградация почв, загрязнение окружающей среды, ОДК, ПДК, ротация, тяжелые металлы. альтернативная система земледелия, гумус, кадастр, консервация земель, коэффициент эрозионной опасности, линейная эрозия, поверхностная эрозия, баланс органического вещества, дегумификация, минерализация органического вещества, сидеральные культуры, типизация земель, биоиндикаторы, миграция тяжелых металлов, мониторинг окружающей среды, токсиканты, фитотоксичность почвы. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ЗАДАНИЕ 1 Загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ) является одним из видов антропогенной деградации почв. Среди ТМ самым опасным и вероятным загрязнителем окружающей среды является кадмий (Cd). Согласно принятой в настоящее время шкалы эколого-токсикологического нормирования, в России о 183 тыс. га пашни загрязнены этим элементом. Указания к решению задачи 1. Используя данные таблиц 45 и 46, определите вынос кадмия с урожаем каждой сельскохозяйственной культуры (Bn) и в сумме за ротацию севооборота (B) по формулам: , , где 1000 – перевод из т/га в кг/га; Yo и Yn – урожайность основной и побочной продукции, т/га; Co и Cn – коэффициенты пересчета основной и побочной продукции на сухое вещество, доли единицы; So и Sn – содержание кадмия в основной и побочной продукции, мг/кг; В1 – вынос кадмия с урожаем первой культуры севооборота. Задача 1.1. Рассчитайте поступление кадмия в почву при внесении удобрений под каждую сельскохозяйственную культуру (Пn) и в сумме за ротацию севооборота (П): , где Nn, Pn, Kn, Оn – соответственно: дозы азотных, фосфорных, калийных и органических удобрений, применяемых под сельскохозяйственную культуру, кг/га; Kn, Kp, Kk, Ko – соответственно: содержание кадмия в азотных удобрениях 0,2 мг/кг, фосфорных – 1,4 мг/кг, калийных – 0,3 мг/кг и органических удобрениях – 0,55 мг/кг. Задача 1.2. Рассчитайте баланс кадмия под каждой сельскохозяйственной культурой (Bn) и в целом за ротацию севооборота (Б): , Таблица 45. – Данные для расчета выноса кадмия с урожаем сельскохозяйственных культур № п/п Сельскохозяйственная культура Основная продукция Побочная продукция Урожайность (Yо), т/га Коэф. перес. (Со) Содерж. Cd, мг/кг сух.в. Урожай ность (Yn), т/га Коэф. перес. (Сn) Содерж Cd, мг/кг сух.в. 1. Ячмень 4,0 0,86 0,06 4,8 0,84 0,15 2. Кукуруза на силос 30,0 0,18 0,15 – – – 3. Горох 2,5 0,86 0,10 3,8 0,84 0,21 4. Озимая пшеница 3,5 0,86 0,08 5,3 0,84 0,18 5. Сахарная свекла 40,0 0,25 0,28 40,0 0,18 1,13 Таблица 46. – Дозы минеральных и органических удобрений № п/п Сельскохо-зяйственная Культура Минеральные удобрения, кг/га д.в. Органические удобрения, т/га (О) Азотные (N) Фосфорные (Р) Калийные (К) 1. Ячмень 60 60 60 – 2. Кукуруза на силос 80 80 80 – 3. Горох – 50 50 – 4. Оз. Пшеница 90 70 70 – 5. Сах. Свекла 90 90 90 40 ЗАДАНИЕ 2

Похожие:

	Методические указания к выполнению практических занятий по дисциплине... Целью практических занятий является подтверждение и проверка теоретических положений, формирование практических умений		Практикум по дисциплине «Охрана труда» Разработала: преподаватель Настоящее учебное пособие написано с целью оказания помощи студентам в приобретении практических навыков и умений при изучении дисциплины...
	Учебное пособие для студентов-нефилологов. Одобрено методической... Учебное пособие предназначено в качестве материала для практических занятий в аудитории по курсу «Русский язык и культура речи»		Психодиагностика индивидуальных особенностей личности часть психодиагностика... Учебное пособие предназначено для его использования при проведении практических занятий по психодиагностике и дифференциальной психологии....
	Методические указания к выполнению практических занятий по дисциплине «Экология» Методика определения платы за загрязнение окружающей природной среды: Методические указания к выполнению практических занятий по...		Методическое пособие по проведению практических занятий по дисциплине... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Учебное пособие для студентов и аспирантов естественнонаучных факультетов Предлагаемое пособие содержит краткое описание основных возможностей системы matlab. Приведены примеры использования системы и задания...		Пояснительная записка Практикум является руководством для проведения... Пособие для обучающихся по специальностям: «Охрана труда», «Электробезопасность», Правила безопасности при эксплуатации электроустановок»,...
	Тема охрана окружающей среды при эксплуатации предприятия «Экологической доктриной Российской Федерации», разработанной в соответствии с Конституцией Российской Федерации, другими федеральными...		Упражнения для студентов направления подготовки Учебно-методическое пособие предназначено для закрепления теоретических знаний, полученных студентами во время лекционных занятий...