Система управления природопользованием и охраной окружающей среды

Биологическая очистка чаще всего используется для нейтрализации  органических токсикантов и тяжелых металлов, а также азотных и фосфорных соединений в почвах и грунтах. Биологические методы можно условно подразделить на микробиодеградацию загрязнителей, биопоглощение и перераспределение токсикантов. 

Микробиодеградация - это деструкция органических веществ определенными культурами микрофлоры, внесенными в грунт. Процесс биоразложения протекает с заметной скоростью при оптимальной температуре и влажности. Микробиодеградация может быть использована во всех случаях, где естественный микробиоценоз сохранил жизнеспособность и видовое разнообразие. Хотя процесс идет крайне медленно, его эффективность высока. 

Биопоглощение - это способность некоторых растений и простейших организмов ускорять биодеградацию органических веществ или аккумулировать загрязнения в клетках.  
Физико-химические методы образуют наиболее представительную группу методов обезвреживания отходов. При создании физических полей в пористых средах начинают протекать одновременно множество физико-химических процессов. 

Рассмотренные выше методы являются базой для уже созданных  технологий обезвреживания отходов  или технологий, разрабатываемых  в настоящее время. Каждый метод  обезвреживания отходов и технология на его основе имеют определенную нишу, то есть совокупность физико-химических параметров отходов и возможностей метода, оптимальное сочетание которых  позволяет достичь наибольшей прибыли  или минимальных затрат на обезвреживание определенного вида отходов при  наименьшем экологическом ущербе природе. 

 

Задача (тип  III). Рассчитать нормативы допустимых сбросов (ДС) и предельно допустимых концентраций (ДК) загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в водотоки рыбохозяйственного использования. Выпуск сточных вод береговой. Исходные данные приведены в табл. 1, 2. Фоновые концентрации принимаются в размере 70 %  от  ПДК.

При решении задачи используется методическое пособие [1].

 

Таблица 1

 

Наименование показателей, мг / дм3	Вариант данных для расчета
	1		2		3		4		5		6		7		8
	Расход сточных вод, м3 / с (q)
	0,005	0,006		0,006		0,007		0,008		0,007		0,002		0,004
	Концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, мг / дм3
Взвешенные  вещества	7,1	7,0		8,0		8,3		8,1		7,9		7,8		6,9
Сухой остаток	330	-		311		-		430		-		390		-
БПК5	4,7	4,3		4,9		4,35		4,63		4,1		3,9		4,0
ХПК	-	-		-		12,0		-		11,5		-		11,1
Азот аммонийный	0,26	-		0,31		-		0,32		-		0,29		-
Азот нитритный	0,06	-		-		0,07		-		-		-		-
Азот нитратный	-	7,8		-		-		-		8,1		-		8,0
Фосфаты	-	-		-		0,85		-		-		-		-
Фосфор общий	-	-		0,2		-		-		-		0,17		-
Хлориды	145	-		-		-		250		-		-		-
Сульфаты	-	91,0		-		-		-		87,0		-		65
Нефтепродукты	-	-		-		0,05		-		-		-		-
СПАВ	-	-		-		-		0,35		-		-		-
Железо	0,35	-		1		-		-		0,15		-		-
Медь	-	0,01		-		-		-		-		0,012		-
Цинк	-	-		-		-		0,012		-		-		0,011
Свинец	-	-		0,06		-		-		-		-		-
Хром	-	-		-		-		-		0,11		-		-

 

Таблица 2

Исходные гидрологические  данные

 

Вариант данных для расчета	Расход воды в русле реки, м3/с (Q)	Средняя глубина Нср, м	Vср, м/с	Коэффициент извилистости (φ)
1	1,05	0,85	0,45	1,06
2	1,10	1,15	0,42	1,07
3	1,12	0,96	0,30	1,10
4	1,3	1,20	0,41	1,12
5	1,45	1,10	0,52	1,05
6	1,35	1,25	0,37	1,08
7	0,95	0,97	0,41	1,07

 

 

Решение

 

Исходя из нормативов допустимых концентраций, нормы предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ ПДС (г/ч, т/год) определяются по формуле

 

ПДС = q · ДК,                                                    (1)

 

где  q – расход сбрасываемых сточных вод, м³/ч ;

    ДК – расчетная  допустимая концентрация загрязняющего  вещества в сточных водах, мг / дм³ или мг / л, рассчитывается по формуле:

 

ДК = ·(ПДК – Сф) – ПДК,                                 (2)

 

где ПДК – предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водотока, мг/дм³(используются табличные данные в указанном                методическом пособи);

Сф – фоновая концентрация того же загрязняющего вещества в воде водотока выше створа выпуска сточных вод, мг /дм³(см. по условию);

Q  и  q – расходы воды в водотоке и сбрасываемых сточных водах соответственно, м³ / с;

            а – коэффициент смешения сточных вод с водой водотока. Коэффициент а                   рассчитывается по формуле:

,                                             (3)

где  α – коэффициент, учитывающий гидравлические факторы  смешения сточных вод с водой  водотока, который определяется по формуле:

,                                                       (4)

где  φ – коэффициент извилистости водотока, равный отношению расстояний между   выпуском   и контрольным   створом по  фарватеру   и по   прямой (принимается равным 1)

ξ  – коэффициент, принимаемый  в зависимости от типа выпуска  (ξ  =  1 при береговом  и  ξ  =  1,5 при русловом выпуске);

 Е – коэффициент  турбулентной диффузии, который  определяется по формуле Потапова :

 

Е = V_СР · H_СР / 200  ,                                                      (5)

где  V_СР , м/с и H_СР , м – соответственно средняя скорость течения воды и средняя глубина водотока на участке между выпуском сточных вод и контрольным створом (даны по условию).

По формуле (5) определяем коэффициент турбулентной диффузии:

 

Е = V_CP · H_CP / 200 = 0,37 · 1,25 / 200 = 0,0023 .

 

По формуле (4) вычисляем коэффициент учета гидравлических факторов:

 

Далее по формуле (3) определяем коэффициент:

.

По формуле (2) рассчитываем допустимую концентрацию (ПДК– справочная величина, С_ф – принимаем 70 % от ПДК:

Взвешенные вещества:

БПК₅ :

ХПК:

Азот нитратный:

Сульфаты:

Железо:

Хром:

Допустимый сброс определяем по формуле (1):

Взвешенные вещества:

или 65,3 т/г.

БПК₅ : или 33,7 т/г

ХПК: или 94,4 т/г

Азот нитратный: или 66,5 т/г

Сульфаты: =714,2 т/г

Железо: =1,2 т/г

Хром: =0,9 т/г

Ответ:

Наименование показателей	ДС, т/г	ДК,мг/л
Взвешенные вещества	65,3	293,78
БПК5	33,7	152,47
ХПК	94,4	427,65
Азот нитратный	66,5	301,21
Сульфаты	714,2	3235,27
Железо	1,2	5,58
Хром	0,9	4,09

 

 

 

Задача (тип IX). Напряжение источника электроэнергии U₁, В. Расстояние от источника до потребителя l, км. Напряжение в конце линии электропередачи U₂, В. Определить сечение проводов для передачи мощности P₂, кВт и проверить сечение на нагрев. Исходные данные для расчетов приведены в табл. 3.

Таблица 3

Вариант данных  для расчетов	Вид провода	Параметры
		U1, В	U2, В	l, км	P2, кВт
1	Медь	125	120	1,0	1,0
2	Медь	225	212	2,0	0,8
3	Алюминий	220	215	3,0	3,0
4	Медь	127	122	2,5	2,0
5	Алюминий	120	115	2,0	1,5
6	Медь	230	225	1,5	1,5
7	Алюминий	220	218	2,0	1,2
8	Медь	125	120	1,5	3,0
9	Алюминий	127	125	1,0	3,5
10	Медь	220	215	1,5	2,5
11	Алюминий	127	125	0,8	4,0
12	Медь	127	125	1,0	3,2

 

При решении задачи используется методическое пособие [1].

Решение

1. Определяем допустимую потерю напряжения:

.                         (6)

2. Выражаем потерю напряжения для потребителя в процентах :

.                          (7)

3. Зная, что удельное сопротивление  медного провода ρ = 0,0175 Ом·мм²/м (табл. 1, прил. 1 методического пособия [8]), определяем его сечение по формуле:

.    (8)

Ближайшее  к  найденному  стандартное сечение  S = 150 мм², (табл. 2, прил. 1. метод. пособия [1]).

4. Проверяем выбранное  стандартное сечение на нагрев. Изолированный медный провод  сечением 150 мм² допускает ток 390 А.

Определяем ток в линии:

                                            (9)

при этом  16,39 А << 390 А.

Ответ: Ток в линии значительно меньше допустимого.

 

Литература

 

 

1. Оценка загрязненности водных ресурсов: метод. пособие для практич. занятий / М. М. Бражников, И.И. Кирвель, А. С. Калинович – Минск: БГУИР, 2009.
2. http://bsuir.info
3. http://gendocs.ru/v38027/?cc=1(Лекции по экологическому праву Республики Беларусь)
4. http://www.pravo.by/main.aspx?guid=3871&p0=v19201982&p2={NRPA}