L

Аэротенк

 q(1+ r) q(1-ω) Lℓ

qXℓ

q(r+ ω)

qr

xr

qω

Рис.1. Схема аэротенка с рециркуляцией активного ила.

Во вторичном отстойнике происходит отделение биомассы ила от раствора и ее уплотнение до концентрации X_r. Коэффициент рециркуляцииrпредставляет собой отношение расхода жидкости в возвратном потоке к расходу стоковq. Время пребывания выразится следующей формулой:

(1)

Избыточный ил удаляется из системы пропорционально доле потока .

Систему уравнений материального баланса для аэротенка с рециркуляцией можно записать следующим образом:

(2)

(3)

Где _х(Χ,L)и_L(Χ,L)- соответствующие выражения, описывающие биохимическую кинетику;Χ₀иL₀- концентрация ила и загрязнителя на входе в аэротенк;Lƒ - концентрация загрязнителя на входе системы.

Выражение для L₀можно упростить, имея в виду, чтоLℓ  Lƒ, аr, как правило, меньше 1. При исследовании систем с рециркуляцией активного ила в качестве параметров принимают или концентрацию возвратного илаX_r, или отношениеα X_r / X_a.

Воспользовавшись моделью Моно и введя параметр α, уравнения (2) и (3) можно получить в следующем виде:

(4)

(5)

(6)

Решив систему (4) – (6) относительно L_ℓиX_a , получим

(7)

(8)

Можно ввести показатель чувствительности:

Который с учетом уравнений (7) и (8) выразится формулой

(9)

Задание.1. составить программу для расчета концентрации и по уравнениям (7) и (8).

2.рассчитать зависимости Lℓ =Lℓ (r),Lℓ =Lℓ (α),Xa=Xa(r),

Xa=Xa(α),Lℓ =Lℓ (T),Xa=Xa(T).

3. рассчитать объём аэротенка V, обеспечивающий заданные концентрацииLℓ иXa.

4. получить выражения, аналогичные (7) и (8) для модели кинетики Герберта при Xr=constи выполнить п.п.1-3

Исходные данные

Вариант	KL,мг/л	Χ₀, г/л	Rн, б/в	Lн,б/р	Tн, ч	Y, гб/г.с.	L₀, мг/бак	μm, ч¯¹
1	50	2	0.8	0.7	25	0.6	600	0.1
2	70	3	0.75	0.6	30	0.5	500	0.15
3	80	2	0.6	0.4	24	0.6	600	0.2
4	90	3	0.8	0.5	25	0.8	550	0.18

Лекция 6 Автоматизированная оценка степени загрязнения окружающей среды от газовых выбросов

Методика расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах, основана на определении концентрации этих веществ в приземном слое воздуха. Степень опасности загрязнения приземного слоя определяется по наибольшей расчетной по наибольшей расчетной величине приземной концентрации вредных веществ с_м. Эта концентрация образуется на некотором расстоянии от места выброса при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях, когда скорость ветра достигает опасного значения v_m.

При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих суммарным действием, их безмерная суммарная концентрация q рассматривается по формуле

(1)

где c₁, c₂,…c_n – концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе; пдк₁, пдк₂,…, пдк_n – предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосфере.

Максимальная предельная концентрация c_n для горячего выброса из точечного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определяется из соотношения

(2)

где A – коэффициент, зависящий от температуры стратификации атмосферы; M – количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость вредных веществ в атмосферном воздухе, m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса; H – высота источника над уровнем земли; ∆T – разность между температурой газо-воздушной смеси T_r и температурой окружающего воздуха T_в; V₁ – объем газо-воздушной смеси, определяемый по формуле

(3)

где D – диаметр устья источника, м; W₀ – средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника, м/с.

Коэффициент mнаходится по формуле

(4)

где

Величина n определяется от параметра V_m:

(5)

Для холодных выбросов

(7)

где

Опасная скорость v_m, при которой наблюдается наибольшее значение приземной концентрацииc_MVвредных веществ, определяется в зависимости отV_M:

(8)

Максимальная приземная концентрация c_M при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра v , отличающейся от опасной скорости v_m, определяется по формуле

(9)

где

(10)

Средневзвешенная скорость ветра v_MB для группы из n источников

(11)

Максимальное значение концентрации одиночных источников при скорости ветра v_MB определяется по тем же формулам с заменой v на v_MB.

Расстояние от источника выброса x_Mn, на котором при скорости ветра v и неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация достигает максимального значения, определяется по формуле

(12)

где p находится в зависимости от v/v_M:

(13)

При скорости ветра v_MB формулы аналогичны, но вместо v подставляется v_MB. Приземная концентрация c_x вредных веществ по оси факела выброса на различных расстояниях x от источника выброса вычисляется по формуле

(14)

где

Приземная концентрация c_yвредных веществ на расстоянииYпо перпендикуляру от оси факела выброса определяется по формуле

(16)

где

Задание:Рассчитать степень загрязнения окружающей среды от холодного и горячего газовых выбросов. Построить конфигурацию следа газового выброса для принятых исходных данных.

	A	F	M	H, м	ΔT,0С	D, м	W0,м/c	xM,м
1	20	0,5	1	100	50	1	5	1
2	35	2,1	2	50	40	10	10	10
3	40	2,5	2,5	30	20	2	1	2
4	33	0,8	3	80	30	5	3	4

Протокол расчета

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ ВОЗДУХА
Горячий выброс
Исходные данные для расчета приземной концентрации
Коэффициент, зависящий от температуры стратификации атмосферы(в РТ А=160)	160
Количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу(г/с)	0,005556
Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе	2
Высота источника над уровнем земли(м)	2
Разность между температурой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха(град С)	20
Диаметр устья источника(м)	1
Средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника(м/с)	0,035386
Расчетные данные
Безразмерные коэффициенты, учитывающие условия
выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса
m	1,49
n	2,3
Объем газовоздушной смеси(м3)	0,03
Максимальный объем(м3)	0,42
Приземная концентрация вредных веществ (Cм, мг/м3)	20 474
Исходные данные для расчета опасной скорости ветра
Скорость ветра(м/c)	3
Расчетные данные
Опасная скорость ветра(Vм, м/с)	0,5
Безразмерный коэффициент(R)	0,26
Приземная концентрация вредных веществ при опасной скорости ветра (Cмв, мг/м3)	0,542