112718

виям решаемой задачи. Лишь в таком случае можно утверждать, что циклон подобран верно. Если расчетное значение η окажется меньше необходимого по условиям допустимого выброса пыли в атмосферу, то нужно выбрать другой тип циклона с большим значением коэффициента гидравлического сопротивления.

Выводы. Завершая работу, необходимо сделать выводы, указав марку подобранного циклона, сделать заключение об обеспечении подобранным циклоном требуемой степени очистки газа от пыли.

З а д а ч а 2

Определить величину максимальной приземной концентрации диоксида серы (SO2), выбрасываемого из дымовой трубы ТЭЦ, и соответствие высоты трубы требованиям ПДК. ПДК SO2 – 0,5 мг/м3. Исходные данные приведены в табл. 4, где указаны: А – содержание золы, %; W – влажность топлива, %; Н – высота трубы, м; Тг – температура дымовых газов, °C; V – скорость дымовых газов, м/с; Gт – количество сжигаемого топлива, т/сут; α – коэффициент избытка воздуха.

Т а б л и ц а 4

11

Порядок расчета

1. Количество выбрасываемого загрязняющего продукта, образующе-

гося при сжигании топлива Gпр, кг/с, определяют по формуле

Gnp 2 GTC S ,

100

где Gтс – секундный расход топлива, кг/с; [S] – содержание серы в топливе, %. Секундный расход топлива определяют по формуле

G 1000 GT ,

TC 24 3600

где Gт – количество топлива, сжигаемого в сутки, т/сут.

2. Теоретическое количество абс.сухого воздуха Lo, необходимого для сгорания 1 кг топлива (кг/кг топлива), для жидкого или твердого топлива вычисляют по формуле

Lo 0,115 C 0,342 H 0,043 O S ,

где [C],[H],[O],[S] – процентное содержание углерода, водорода, кислорода

исеры в топливе соответственно.

3.Действительный расход воздуха L определяют по соотношению

L = α · L0,

где α – коэффициент избытка воздуха

4. Количество сухих газов Gг, получаемых при сжигании 1 кг топлива, кг/кг топлива, определяют по формуле

G 1 L 9 H W A ,

где W – влажность топлива, %; А – зольность топлива, %.

5. Действительный расход дымовых газов Lдейст, кг, находят по формуле

6. Объемный расход дымовых газов Uдг, м3/с, вычисляют по формуле

где ρдг – плотность дымовых газов, кг/м3.

7. Плотность дымовых газов рассчитывают по формуле

д г 1, 28 ТТ0 ,

где Т0 = 273 К; Т – температура дымовых газов, К.

12

8. Диаметр дымовой трубы D, м, рассчитывают по формуле

где Uдг – объемный расход дымовых газов, м3/с; V – скорость дымовых газов, м/с.

9. Вспомогательный коэффициент f вычисляют по формуле

f 1000 V 2 D ,

H 2 T

где V – скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы, м/с; D – диаметр устья источника выброса, м; Н – высота дымовой трубы, м; ∆Т – разность между температурой, с которой газовоздушная смесь поступает

где Uдг – объемный расход дымовых газов, м3/с; Н – высота дымовой трубы, м.

12. Коэффициент n определяют в зависимости от Wm по формулам: n=1 при Wm>2;

n=0,532 Wm2 – 2,13Wm+3,13 при 0,5<Wm<2; n=4,4Wm при Wm<0,5.

13. Приземная концентрация загрязняющих веществ См, мг/м3, от одиночного источника с круглым устьем для выброса нагретой газовоздушной смеси достигает максимальной величины при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм, м, от источника и определяется по формуле

где А – коэффициент, зависящий от температуры стратификации атмосферы; Gпр – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m,n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; μ – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; Н – высота дымовой трубы, м; U – расход газовоздушной сме-

13

си, м3/с; ∆Т – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, °C.

При этом величина A принимается: для Средней Азии, Нижнего Поволжья, Кавказа, Сибири, Дальнего Востока – 200; для севера и северозапада европейской территории России, Урала, Среднего Поволжья – 160; для центральной части России – 120. Значения безразмерного коэфициента F равны: а) для газообразных загрязняющих веществ и мелкодисперсных аэрозолей – 1; б) для крупнодисперсной пыли и золы при степени очистки η не менее 90 % – 2, 75; 80 % – 2,5; менее 75 % – 3. Безразмерный коэффициент μ принимается равным 1, если перепад отметок местности не превышает 50 м на 1 км. Если в районе имеются препятствия для распространения ветра, коэффициент μ>1.

14. Расчетную величину сравнивают с ПДК диоксида серы и делают вывод о соответствии высоты трубы (достаточна – недостаточна).

З а д а ч а 3

Рассчитать основные технологические параметры биологической очистки сточных вод по данным табл. 5, где Q·103 – расход сточных вод, Т – среднемесячная температура сточных вод.

Т а б л и ц а 5

Порядок расчета

Задача технологического расчета аэротенков – определение основных параметров системы (продолжительность аэрации, расход воздуха и прирост ила), по которым устанавливаются размеры, конструкции и оборудование сооружений.

1. Период аэрации τ, ч, в аэротенках-смесителях определяется по

формуле

La Lt ,a 1 s

где La и Lt – БПКполн поступающей в аэротенк и очищенной сточной воды соответственно, мг/л; s≈0,2…0,35 – зольность ила, доли единицы;

14

ρ ≈24…35 скорость окисления загрязнений, мг БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч; а ≈ 2…5 г/л – доза (концентрация) активного ила (по сухой его части) в аэротенке.

2. Рабочий объѐм аэротенка:

V Q ,

24

где Q –расход воды, м3/сут.

Исходя из расчѐта продолжительности аэрации в аэротенках и рабочего объѐма аэротенка выбираем аэротенк по табл. 6.

3. Удельный расход воздуха D, м3/м3, при очистке в аэротенках определяют отношением расхода кислорода, требующегося для обработки 1 м3 подаваемого воздуха:

где z – удельный расход кислорода, мг/мг снятой БПКполн; 1 – коэффициент учѐта типа аэратора, определяемый по табл. 8; 2 – коэффициент, зави-

сящий от глубины погружения аэратора и определяемый по табл. 9; 1 – коэффициент для учѐта температуры СВ, определяемый по формуле n1=1+0,02 T 20 ; Т – среднемесячная температура СВ, °С; n2 – коэффициент, зависящий от свойства СВ, принимаемый равным 0,7–0,85; Ср – растворимость кислорода в зависимости от глубины слоя воды h над аэратором, мг/л;

15

где Ст – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры, принимаемая по табл. 7, мг/л; С – допустимая минимальная концентрация растворѐнного кислорода в аэротенке, С ≈ 1…2 мг/л.

Величина z, мг/мг, принимается равной:

-для полной очистки – 1,1;

-для неполной очистки – 0,9;

-для аэротенков с полной минерализацией ила – 2,2.

Коэффициент k1 учитывает условия массопередачи кислорода из воздуха в СВ в зависимости от вида аэрации, а также отношения площади аэрируемой зоны f к площади аэротенка F.

4. По найденным значения D и t определяется интенсивность аэрации:

I = DH , t

где H – рабочая глубина аэротенка, м.

5. Определение прироста ила (Пр, мг/л) производится по формуле

П р = 0, 8 В + 0, 3 Lа ,

где В – содержание взвешенных веществ в воде, поступающей в аэротенки, мг/л.

16

4. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

Текущая успеваемость студентов контролируется опросом перед лабораторными работами.

Контрольные вопросы для опроса

1.Состав сточных вод предприятий ЦБП.

2.Состав сточных вод предприятий гидролизных производств.

3.Состав сточных вод предприятий лесохимических производств.

4.Состав сточных вод предприятий производства ДСП.

5.Основные показатели характеристики природных вод.

6.Механизм и способы очистки воды.

7.Перечислите основные виды водоохранных мероприятий.

8.Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов

9.На чем основано определение окисляемости сточных вод?

10.Способы определения окисляемости сточных вод.

11.Что такое ХПК?

12.Что такое БПК?

13.На чем основан метод определения растворенного кислорода?

14.Какие показатели относятся к органолептическим?

15.Что такое щелочность и кислотность воды?

16.Какие загрязнения можно удалять с помощью физико-химических методов?

17.Какие химические превращения лежат в основе биологической очистки? Аэробной? Анаэробной?

18.Что такое активный ил? В каком виде он может находиться в сооружениях биологической очистки?

19.Какие существуют пылеулавливающие аппараты?

20.От каких факторов зависит эффективность адсорбционной очистки газов?

21.Состав газопылевых выбросов предприятий ЦБП.

22.Состав газопылевых выбросов предприятий гидролизных произ-

водств.

23.Состав газопылевых выбросов предприятий лесохимических производств.

24.Состав газопылевых выбросов предприятий производства ДСП.

25.Охарактеризовать методы утилизации и обезвреживания твердых отходов.

26.Проблема утилизации выбросов формальдегида в производстве древесных плит.

17

Вопросы экзаменационных билетов

1.Современное промышленное производство и окружающая среда.

2.Виды загрязнений, особенности воздействия на человека и природу.

3.Основные источники загрязнения окружающей среды, их роль и вес в создании экологических проблем.

4.Основные загрязняющие вещества, их действие на окружающую среду и человека.

5.Экологические требования к технологическим процессам.

6.Безотходные технологии.

7.Государственный надзор в области санитарной охраны

8.Классификация промышленных загрязнений окружающей среды.

9.Санитарно-гигиеническое нормирование воздушной среды.

10.Принципы очистки газопылевых выбросов. Основное оборудование.

11.Очистка газопылевых выбросов от твердых включений: способы очистки, оборудование.

12.Очистка газопылевых выбросов от вредных и токсичных газов: методы очистки, оборудование.

13.Термические способы очистки газовых выбросов.

14.Состав газопылевых выбросов и особенности их очистки в различных отраслях химической переработки древесины.

15.Сточные воды предприятий химической переработки древесины: объемы, характерные загрязняющие вещества.

16.Классификация и состав сточных вод

17.Методы очистки сточных вод.

18.Очистка сточных вод от взвешенных веществ: способы очистки, оборудование, расчет.

19.Очистка сточных вод от растворенных примесей: адсорбция, экстракция.

20.Мембранные способы очистки сточных вод: микрофильтрация, обратный осмос.

21.Химические способы очистки сточных вод: нейтрализация, окисление, восстановление.

22.Термические способы очистки сточных вод.

23.Биохимическая очистка сточных вод: аэробный способ, принцип работы и расчет аэротенков.

24.Биохимическая очистка сточных вод: анаэробный способ, принцип работы и расчет метантенка.

25.Технологическая схема механо-биологической очистки сточных вод.

18

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Максимов, В. Ф. Очистка и рекуперация промышленных выбросов: учебник для вузов / В. Ф. Максимов [и др.]. – М.: Лесн. пром-сть, 1983. –

416 с.

2.Калыгин, В. Г. Промышленная экология: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению «Защита окружающей среды» / В. Г. Калыгин. – 4-е изд., перераб. – М.: Академия, 2010. – 432 с.

2.Калыгин, В. Г. Экологическая безопасность в техносфере. Термины

иопределения: справочник / В. Г. Калыгин. – М.: КолосС, 2008. – 368 с.

3.Родионов, А. И. Защита биосферы от промышленных выбросов. Ос-

новы проектирования технологических процессов: учеб. пособие / А. И. Родионов, Ю. П. Кузнецов, Г. С. Соловьев. – М.: Химия: КолосС,

2007. – 392 с.

4. Юшин, В. В. Техника и технология защиты воздушной среды: учеб. пособие / В. В. Юшин [и др.]. – М.: Высш. шк., 2005. – 391 с.

6.Яковлев, С. В. Очистка производственных сточных вод: учеб. пособие для вузов / С. В. Яковлев [и др.]. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1985. – 335 с.

7.Мишуков, Б. Г. Глубокая очистка городских сточных вод: учеб. пособие / Б. Г. Мишуков, Е. А. Соловьева; СПбГАСУ. – СПб., 2014. – 180 с.

8.Материальные расчеты и подбор оборудования по очистке сточных вод гидролизных предприятий: метод. указания / сост.: В. А. Елкин, Л. И. Брызгалов. – Л.: ЛТА, 1981. – 54 с.

9.Выбор и расчет средств очистки газов: метод. указания / сост.: Е. В. Щербаков [и др.] – Краснодар, 2010. – 25 с.

10.Очистка и рекуперация промышленных выбросов: метод. указания / сост. А. А. Багаев. – СПб.: СПбГЛТА, 1997. – 18 с.

11.Макаров, В. Л. Биологическая очистка производственных сточных вод: учеб. пособие / В. Л. Макаров, Ю. В. Храмов, В. Л. Богомолец; отв. ред. А. И. Киприанов.– СПб.: СПбГЛТА, 1998. – 42 с.

12.Очистка и рекуперация промышленных выбросов: метод. указания / сост.: Ф. В. Шпаков, О. П. Ковалева. – СПб.: СПбГЛТУ, 2017.– 24 с.

19

С о с т а в и т е л и : Бахтиярова Анна Валерьевна Багаев Анатолий Алексеевич

ОЧИСТКА И РЕКУПЕРАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ

Методические указания по изучению дисциплины для студентов направлений подготовки

18.03.01«Химическая технология»,

18.03.02«Энерго- и ресурсосберегающие процессы

вхимической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

Редактор Т.С. Хирувимова

Компьютерная верстка – Г. Н. Кинзябулатова

Подписано в печать с оригинал-макета 28.08.18. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,25. Печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 143. С 43.

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет Издательско-полиграфический отдел СПбГЛТУ 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 3

20