Файл: Моделирование процессов загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленного предприятия.docx

Вода с повышенным содержанием железа имеет металлический привкус. Такая вода оставляет следы буквально на всем. Даже при самом малом содержании железа в воде (0,3 мг/л) она оставляет ржавые пятна на любой поверхности. Железо добавляет много трудностей как в быту, так и в промышленности (особенно в пищевой). Даже там, где концентрация железа низка, его ни в коем случае нельзя игнорировать. Наличие железа в воде представляет серьезную проблему еще и потому, что оно обладает большой химической повторяемостью элементов. Нерастворимые соединения железа могут образовывать илистые отложения в водонапорных резервуарах, водонагревателях и других водопроводных установках.

Повышенное содержание железа в воде (а следовательно в организме человека) является причиной серьезных аллергенных заболеваний.

Марганец - спутник железа. Обычно его встречают в железосодержащей воде. Марганец, соприкасаясь с чем-либо, оставляет темно-коричневые или черные следы даже при его минимальных концентрациях в воде (0,05 мг/л). Собираясь в водопроводных трубах, марганец дает черный осадок, от чего вода становится мутной.

Повышенное содержание марганца отрицательно влияет на высшую нервную систему, систему кровообращения, на работу поджелудочной железы, провоцирует болезни эндокринной системы, увеличивает возможность заболеваний онкологического характера.

Не случайно, Стандарт питьевой воды США установил минимальную норму присутствия марганца в воде равную 0,05 мг/л.

Медь - придает воде неприятный вяжущий привкус.

В настоящее время водоподготовка и водоочистка для различных производственных процессов становится все более актуальной для многих предприятий различных отраслей промышленности.

Невозможно перечислить все виды применения воды как технологического сырья, но в состоянии получить воду практически любого заданного качества, используя весь спектр современного оборудования.

Основные методы очистки на локальных системах водоподготовки промышленных предприятий – это:

• 
  Фильтрование для удаления из воды загрязнений, ухудшающих органолептические свойства воды, железо, марганец.
  

 

• 
  Ионный обмен, посредством которого удаляются из воды ионы растворённых веществ, например, соли жесткости, нитраты, гидрокарбонаты.
  

 

• 
  Баромембранные процессы (обратный осмос и нанофильтрация)– наиболее перспективные способы для снижения общего солесодержания . Обратный осмос – наиболее экологически безопасный способ снижения избыточных концентраций фтора, бора, брома, ионов натрия и хлора. Нанофильтрация отличается от обратного осмоса селективностью мембран и чаще всего используется для безреагентного умягчения воды.
  

---

 

• 
  Ультрафиолетовое обеззараживание. Установки, реализованные на основе этого метода, просты в эксплуатации и требуют минимального обслуживания. В некоторых случаях при достаточно разветвлённой заводской водопроводной сети для предотвращения повторного заражения воды в поток дополнительно вводятся обеззараживающие химические реагенты.
  

 

Применяемые на практике методы подготовки воды не ограничиваются описанными выше. Приведены только методы, наиболее часто используемые на локальных системах предприятий. Выбор методов очистки и составление общей схемы водоподготовки осуществляется специалистами при взаимодействии с технологами предприятия – заказчика.

Системы водоподготовки могут поставляться в контейнерных вариантах. В этом случае в специальных утеплённых контейнерах в заводских условиях устанавливается и проверяется оборудование для водоподготовки. Монтаж системы на объекте при этом значительно ускоряется и упрощается. По желанию Заказчика такие контейнеры укомплектовываются дистанционными системами контроля технологических параметров.

Разработка технологии и подбор оборудования осуществляются индивидуально для каждого заказчика по техническому заданию.

3. Энергетические потоки в экосистемах. Правило 10%

3.1.Несмотря на большое разнообразие, в поведении всех экосистем имеются общие аспекты, связанные с принципиальным сходством протекающих в них энергетических процессов. Основу функционирования любой экосистемы составляет внешняя энергия и экосистемы приспосабливаются к наиболее эффективному потреблению этой энергии. Природные экосистемы получают внешнюю энергию в виде солнечных лучей и вся структура их приспособлена к потреблению этой энергии.

3. 
   Все экосистемы, существование которых зиждется на использовании солнечной энергии, построены по единой схеме. В состав их входит растительный покров, поглощающий энергию солнечных лучей для производства пищи (продуценты), и различные группы организмов, потребляющие пищу (консументы, редуценты). Все эти организмы перерабатывают энергию, выполняют определенные функции, полезные для системы в целом, поддерживают собственное существование и участвуют в круговороте веществ.
   
4. 
   Высококачественная энергия преобразует энергию, большую по величине, но более низкую по качеству. Во взаимодействии с большим потоком энергии низкого качества, высококачественная энергия теряет свое качество и обесценивается, однако при этом она стимулирует преобразование низкокачественной энергии в высококачественную. В результате при поступлении высококачественной энергии система вырабатывает больше высококачественной энергии, чем ее подается в процесс. Таким образом, при этом производится из низкокачественной энергии больше полезной энергии, чем без подачи высококачественной энергии.
   
5. 
   В энергетических процессах природных экосистем в качестве высококачественной энергии может выступать лишь энергия химической связи, сконцентрированная в продуктах синтеза. Поэтому внесение в энергетический процесс высококачественной энергии в природных экосистемах означает образование обратной связи с возвратом части синтезированных продуктов в процессе преобразования солнечной энергии.
   
6. 
   Любое соединение, участвующее в энергетических процессах, содержит внутри себя определенный компонент энергии и вносит его в энергетический процесс. Однако ни одно из соединении НС МОЖ61 высвободить свою энергию само по себе, без взаимодействия с другим энергоносителем. В результате обратной связи и взйимодейсгвия энергии химической связи с рассеянной солнечной энергией система способна обеспечить выполнение большей работы, чем система, в которой не предусмотрено такое взаимодействие, что дает ей преимущество в конкурентной борьбе.
   
7. 
   С учетом указанных особенностей преобразования видов энергии для повышения эффективности потребления солнечной энергии.в природных экосистемах создаются обратные потоки высококачественной энергии, т.е. обратные энергетические связи.
   
8. 
   Производя работу, потоки энергии в экосистеме движутся в одном направлении - от концентрированного состояния к рассеянному. При этом энергия вовлекает вещества, являющиеся носителями энергии, в круговороты. Поэтому круговорот веществ как организующее начало энергетических потоков является неотъемлемой частью всех экологических систем. Энергетические потоки определяют круговорот веществ. В экосистемах пути движения энергии и минеральных веществ совпадают; круговорот минеральных веществ является частью системы энергетических потоков, участвующих в процессе синтеза и потребления органических веществ. При этом с помощью обратных связей осуществляется регуляция основных потоков энергии.
   
9. 
   3.2.Правило 10%.
   
10. 
    На каждом этапе передачи вещества и энергии по пищевой цепи теряется примерно 90%, и только около одной десятой доли переходит к очередному потребителю. Это правило передачи энергии в пищевых связях организмов называют «правилом десяти процентов» .
    Представителям четвертого трофического уровня (например, хищнику, поедающему другого хищника) достанется только около одной тысячной доли той энергии, усвоенной растением, с которого начиналась пищевая цепь. Поэтому отдельные цепи питания в природе не могут иметь слишком много звеньев, энергия в них быстро иссякает.
    

---

4. Загрязнение поверхности земли бытовыми отходами. Их утилизация

Главное свойство почвы, её плодородность. Она обеспечивает урожаем сельскохозяйственных культур, население всех стран. Естественно, такой источник полезных и плодовитых минеральных ресурсов может иссякнуть, так как запас питательных веществ ограничен, а загрязнение почвы отходами жизнедеятельности человека нарушает работу обмена веществ и убивает все живое в земле.

Бытовые отходы.

В результате работы предприятий, а также человеческой деятельности, утилизирующие компании ежедневно вывозят с жилых и рабочих районов сотни тонн мусора на свалки, среди которого есть много веществ, загрязняющих почву, а именно:

• 
  строительный мусор;
  
• 
  остатки отопительных систем;
  
• 
  пришедшие в негодность предметы бытового обихода;
  
• 
  мусор общественных учреждений, клиник, столовых, отелей, магазинов и прочих место скопления людей.
  

. Бытовые отходы (Твердые бытовые отходы (ТБО)).

Ежегодно в РФ образуется более 40 млн. тонн твердых бытовых отходов. Из них в Москве образуется ежегодно примерно 5 млн. тонн ТБО. С ростом благосостояния населения возрастает количество бытовых отходов, кроме того срок службы товаров народного потребления становится все короче, возрастает количество предметов одноразового пользования в общем количестве отходов возрастает удельная доля отходов из полимерных материалов, в окружающей среде период разложения которых до 200 лет.

Классификация бытовых отходов.

1) Отходы домашнего хозяйства, в том числе отработанная бытовая техника.

2) Уличный мусор.

3) Разбитые и изношенные автомобили и автопокрышки.

4) Отходы больниц.

5) Отходы мясокомбинатов.

6) Отходы с/х ферм и т.д.
Переработка и утилизация отходов.

Переработка твердых бытовых отходов осуществляется на мусороперерабатывающих заводах, которые производят компост, технологический пар, а извлекаемые из отходов полезные компоненты используются как вторичное сырье.

Например на мусороперерабатывающем заводе производительностью 100.000 тонн в год за год из отходов извлекается: 200-600 тонн аллюминия.

3000-4000 тонны черного металлолома, и 25000 тонн мукулатуры, что составляет премерно 30% всей массы отходов. Из оставшихся 70% несортируемых отходов методом пиролиза можно получить 7 тонн активированного угля. Таким образом несортированные твердые бытовые отходы можно переработать максимум на 30%. Самой трудоемкой стадией является стадия их первичной сортировки, которая осуществляется вручную.

---

Твердые бытовые отходы, подвергшиеся первичной сортировки населением, перерабатываются на 90%. Стоимость переработки составляет 10$. В Санкт-Петербурге работают 2 мусороперерабатывающих завода, которые перерабатывают приблизительно 1/6 часть твердых бытовых отходов города. Подобные заводы строятся и в других городах.

Твердые промышленные отходы перерабатываются на 35%. В частности отходы металлов, пластмассы, стекла, деревообработки и т.д. Могут перерабатываться на самих предприятиях или после предварительной обработки (сортировки) брикетирования и т.д. Направляться на специальные заводы по переработке вторичного сырья. Переработки отходов приводит к большой экономии сырьевых и топливо — энергетических ресурсов.

Например, на изготовлении картонно-бумажного сырья из вторичного сырья расходуется на 75% электроэнергии меньше, чем на изготовление бумаги из древесины.

На изготовление изделий из вторичного алюминия расходуется на 95% электроэнергии меньше, чем на изготовления из первичного сырья и т.д.

Расчетная часть

Цель работы:

1) разработать поведение примеси загрязняющих веществ в атмосфере; установить зависимости уровня концентрации, создаваемой выбросами предприятий, от местоположения источника выбросов, особенностей газовоздушной смеси, выходящей из источника, орографических и метеорологических параметров, режима работы предприятия;

2) определить расстояния от n – го источника выброса, на котором концентрация ί - го вредного вещества достигнет максимального значения;

3) разработать комплекс атмосферных мероприятий по снижению уровня концентрации, провести контрольные расчеты, подтверждающие достаточность мероприятия.
Основные понятия

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) – количество загрязняющего вещества в окружающей среде (почве, воздухе, воде, продуктах питания), которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) – это максимальная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом вдыхании.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается данному предприятию выбрасывать в атмосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.

---

№ источника	Координаты источника		Параметры источника выброса		Параметры ГВС			Наименование вещества		Фактический выброс M, г/с		ПДКс.с., мг/м3
	x	y	Высота H, м	Диаметр устья D, м	Скорость ω0, м/с	Расход V3, м3/с	Температура выбросов T, °С
1	444	437	90	3,4	4,3	3,4	90		Оксид углерода		33,4		3,0
									Оксид марганца		0,03		0,01
2	440	430	37	0,4	3,7	0,6	39		Оксид углерода		4,6		3,0
									Оксид марганца		0,06		0,01
3	330	340	33	0,64	3,44	0,96	33		Метилметакрилат		3,43		0,01
									Фенол		0,039		0,01

1) T = Тгвс – 20,6

Источник 1

T1 = 90-20.6=69.4
Источник 2

T2= 39-20.6=18.4
Источник 3

T3= 33-20.6=12.4
2)
Источник 1


Источник 2


Источник 3

---