LINEBURG


страница 1
(всего 5)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ
ИРКУТСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА




ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
И ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
РАСЧЕТЫ
Сборник практических работ
по дисциплине «Экология»
для студентов всех специальностей




Иркутск 2002
УДК 504.3: 504.4

Сборник практических работ предназначен для подготовки и
проведения практических работ по курсу «Экология» для студентов всех
специальностей ИрИИТа.
Рассмотрены вопросы оценки ущербов от загрязнения водоемов и
атмосферного воздуха объектами железнодорожного транспорта. Описаны
принципы действия и конструктивные решения технических средств очистки
сточных вод и отходящих газов. Приведены методики эколого-
экономической оценки и планирования природоохранных мероприятий, а
также схема расчета характеристик нефтеловушки.

Ил. 8. Табл. 14. Библиогр.: 17 назв. Прил. 5




Составители: д-р. геогр. наук, проф., член-корр. АВН С.П. Никитин;
аспирант А.А. Машуков.
Кафедра безопасности жизнедеятельности и экологии



Рецензенты: д-р. геогр. наук, академик АВН
Л.М. Корытный, институт географии СО РАН;
канд. техн. наук В.Г. Мышков,
зав. кафедрой вагонов и вагонного хозяйства ИрИИТа



ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Практическая работа № 1. УКРУПНЕННАЯ ОЦЕНКА УЩЕРБОВ ОТ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ ОБЪЕКТАМИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
ТРАНСПОРТА
Практическая работа № 2. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ВОЗДЕЙСТВИЯ ОБЪЕКТОВ НА ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ
Практическая работа № 3. УКРУПНЕННАЯ ОЦЕНКА УЩЕРБОВ ОТ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ КОТЕЛЬНЫМИ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Практическая работа № 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ
ДИЗЕЛЬНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ПЛАТЕЖЕЙ ЗА
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ПЕРЕДВИЖНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ
Практическая работа № 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
Практическая работа № 6. ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА ПЛАНИРОВАНИЯ
ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
Практическая работа № 7. РАСЧЕТ ВОДООЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
ПРОМЫВОЧНО-ПРОПАРОЧНОЙ СТАНЦИИ (ППС)
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ




ВВЕДЕНИЕ

Цель практических работ:
- изучение тех разделов экологии и охраны окружающей среды,
которым по балансу времени не может быть уделено достаточно внимания
при изложении теоретического курса;
- изучение основных документов, регламентирующих техногенное
воздействие предприятий железнодорожного транспорта и других
промышленных объектов на природную среду, и выработка практических
навыков работы с ними;
- изучение принципов работы и примеров технических решений
устройств очистки сточных вод и отходящих газов предприятий
железнодорожного транспорта;
- освоение методик расчета платежей за загрязнение окружающей
среды;
- освоение способов эколого-экономической оценки и планирования
природоохранных мероприятий;
- выработка практических навыков представления результатов
графического и расчетного анализа существующих или разрабатываемых
технических решений в области экологии и охраны окружающей среды.
Практическая работа № 1
УКРУПНЕННАЯ ОЦЕНКА УЩЕРБОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ВОДОЕМОВ ОБЪЕКТАМИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Цель работы: освоение метода оценки экологического ущерба путем
расчета платежей за загрязнение водоемов при сбросе сточных вод;
знакомство с принципами очистки сточных вод и основными примерами их
конструктивной реализации.

Экологический ущерб – это понижение качества (полезности)
окружающей среды вследствие ее загрязнения. Ущерб выражается суммой
дополнительных затрат по воспроизводству и восстановлению качества
природных ресурсов в данном регионе до уровня, предшествующего
осуществлению загрязнения от рассматриваемого объекта. В настоящее
время оценка годового экономического ущерба, нанесенного окружающей
среде сбросами загрязняющих веществ в водоемы, выбросами в атмосферу
или промышленными отходами предприятий осуществляется с учетом
платежей за его компенсацию, установленных предприятиям-загрязнителям в
соответствии с действующим законодательством [16].
Платежи не являются ни наказанием за сбросы отходов (штрафом), ни
разрешением ухудшать экологическую ситуацию региона в пределах
финансовых возможностей промышленного объекта. Основное назначение
такой реакции общества – стимулировать усилия предпринимателей на
внедрение более совершенных малоотходных и экологически щадящих
технологий на основном производстве и более эффективных методов и
устройств очистки выбросов и сбросов.
В результате производственной деятельности различные объекты
железнодорожного транспорта (депо, ремонтные заводы, промывочно-
пропарочные станции и др.) сбрасывают сточные воды, различные по
структуре и происхождению и подлежащие очистке от примесей. В
зависимости от условий происхождения различают три основных вида
сточных вод [6, 9]:
А. Бытовые (хозяйственно-фекальные). Они образуются при
эксплуатации туалетов, душевых, столовых, прачечных, мытье полов и т.д.
Эти воды содержат около 60 % органических и 40 % минеральных примесей.
Б. Атмосферные (поверхностные) сточные воды формируются в
результате выпадения осадков. Дождевой, талой или поливочной водой
вредные вещества смываются с территории предприятий и крыш зданий, а
также с подвижного состава.
В. Промышленные (пр
оизводственные) стоки образуются в депо и на других ремонтных предприятиях в результате обмывки
подвижного состава и его деталей, а также при других производственных операциях.
Краткие сведения о загрязнении водных ресурсов предприятиями железнодорожного транспорта приведены в
таблице 1.1.
Таблица 1.1
Предприятия - загрязнители водных ресурсов на железнодорожном транспорте
Предприятия Загрязняющие вещества

Вагонные и локомотивные депо; Нефтепродукты, кислоты, щелочи, соли тяжелых
ремонтные заводы металлов, шлак, песок и др.



Щебеночные заводы Взвешенные вещества, нефтепродукты и др.


Нефтепродукты, ПАВ (поверхностно-активные
Промывочно-пропарочные станции
вещества), взвешенные вещества, фосфаты, БПК1,
(ППС)
тетраэтилсвинец2 и др.
Фенолы, взвешенные вещества, сухой остаток,
Шпалопропиточные заводы (ШПЗ)
хлориды, нитраты и др.
Остатки грузов (навоз, солома), дезинфицирующие
Дезинфекционно-промывочные
вещества (каустическая сода, хлорная известь и
станции (ДПС)
др.), бактерии
Прочие предприятия (автобазы, Взвешенные вещества, нефтепродукты

1
БПК – биохимическая (биологическая) потребность в кислороде; концентрация БПК – концентрация кислорода,
необходимая для полного разложения органических веществ, попавших в сточные воды со стоками предприятия.
2
Тетраэтилсвинец присутствует в стоках при обработке на ППС цистерн из-под этилированного бензина
склады ГСМ, ремонтные мастерские и и др.
др.)

Физическая масса годового сброса (фактический сброс) i-ой примеси, т/год, определяется из следующего
соотношения:

mi = ci?V?10?3, (1.1)

где ci – среднегодовое значение концентрации i-го вещества, определяемое регулярным лабораторным анализом, мг/л;
V – объем годового сброса сточных вод, тыс. м3.
Платежи предприятия за нормативный сброс i-го загрязняющего вещества в водоемы, тыс. руб./год, определяются
зависимостью [5]

П н.i = П уд.н.i ? m i ? 10 ?3 при Сi ? ПДКi (mi ? mнi), (1.2)
П н.i = П уд.н.i ? m н.i ?10 ?3 при Сi > ПДКi (mi > mнi),
или (1.3)

ПДКi ? предельно-допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества. Под предельно-допустимой
где
концентрацией (ПДК) загрязняющего вещества понимается концентрация загрязняющего вещества в единице
природной среды, которая не оказывает отрицательного (прямого или косвенного) воздействия на живой организм.
Пуд.нi – ставка платы за сброс 1 т i-го загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов сбросов, руб.;
mнi – масса нормативного сброса i-го загрязняющего вещества, т/год; определяется по формуле

mнi = ПДКi?V?10?3. (1.4)

Ставка платы, руб./т, за нормативный сброс i-го загрязняющего вещества определяется по формуле

Пуд.нi = Нбл.i?Кэ.вод?Ки, (1.5)
где Нбл.i ? базовый норматив платы за сброс i-го загрязняющего вещества, руб./т;
Кэ.вод – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости поверхностного водного объекта; для
рек бассейна Енисея К э.вод = 1,7;
Ки – коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином
и Минэкономики России). В практической работе принимается Ки = 1.
Плата за сверхнормативный сброс i-го загрязняющего вещества взимается в пятикратном размере и определяется
путем умножения соответствующей ставки платы на разницу между фактическим и нормативным сбросом i-го
загрязняющего вещества:

П сн.i = 5 ? П уд.н.i ? (m i ? m нi ) ? 10 ?3 при Сi > ПДКi (mi > mнi). (1.6)
Псн.i = 0 при Сi ? ПДКi (mi ? mнi).

Суммарные платежи предприятия за сброс сточных вод определяются по формуле

n n
П = ? П н.i + ? П сн.i . (1.7)
i =1 i =1


При сбросе загрязняющих веществ в канализацию предприятие-загрязнитель заключает на некоторый период
времени (как правило, на год) договор с владельцем канализации и платит ему определенную сумму за очистку сточных
вод при условии, что концентрация загрязняющих веществ в них не превышает ПДК. В случае превышения
дополнительно взимается плата за сверхнормативный сброс. Значения ПДК и ставка платы устанавливаются в договоре.
Значения годового объема сточных вод и концентраций загрязняющих веществ (по вариантам) приведены в табл.
1.2:

Таблица 1.2
Исходные данные к практической работе
Концентрации загрязнителей, мг/л
№ варианта


тыс.м3/ год



аммонийный




Взвешенные



БПК полн.
продукты




Фосфаты



вещества
Фенолы




Железо
Нефте-




Медь
V,




ПАВ
Азот



1 240 2,35 0,064 6,29 0,055 0,15 10 37,1 1,8 0,061
2 260 0,79 0,094 24 0,102 0,026 17,3 40,4 1,62 0,055
3 280 1,29 0,16 12,06 0,13 0,53 32,5 84 2,45 0,24
4 300 5,9 0,08 13,04 0,46 0,61 14,7 95,4 1 0,064
5 320 2,64 0,072 18,2 0,092 0,34 22,6 51,7 1,53 0,086
6 0,9 4,4 0,3 0,09 7,2 0,11 0,58 14 32,7 1,1
7 1,2 1,31 0,048 2,04 0,21 0,22 1,64 17,3 1,64 0,008
8 1,5 1,78 0,43 9,82 0,17 0,21 20 78,3 2,45 0,055
9 1,8 5,9 0,07 3,53 1,1 0,6 13 98 1,2 0,01
10 2 3,62 0,21 8,37 0,18 0,28 18,5 28,3 1,47 0,038
11 230 3,15 0,087 11,16 0,227 0,46 18,3 64,2 1,78 0,094
12 250 2,88 0,092 21,69 0,114 0,59 29,7 78 2,22 0,107
13 270 0,81 0,101 7,62 0,34 0,18 12 94,6 1,14 0,217
14 290 4,52 0,071 15,79 0,069 0,098 18,8 53,7 1,5 0,085
15 310 1,82 0,154 22,74 0,317 0,38 20,6 68,5 2,11 0,168
16 1 1,54 0,24 6,65 0,94 0,59 19,5 18,6 4,45 0,071
17 1,3 5,14 0,096 7,15 4,32 0,17 17,4 86,1 3,5 0,042
18 1,6 2,65 0,197 4,56 1,16 0,33 12,8 43 1,83 0,06
19 1,9 4,29 0,09 2,7 0,63 0,14 6,25 58,4 2,32 0,077
20 2,2 4,8 0,088 0,98 0,37 0,52 14,4 75 1,77 0,068
Расчет платежей по каждому варианту сводится в таблицу:
Таблица 1.3
3
Индивидуальная таблица расчетов платежей. V = тыс.м /год
i Ингредиенты ci, мг/л mi, т/год ПДКi, мг/л Нбл.i, руб./т Пн.i Псн.i
тыс. руб/год
1 Азот
1 6875,8
аммонийный
2 Фенолы 0,0018 2749700
3 Нефтепродукты 0,05 54994
4 ПАВ 0,09 5499,4
5 Фосфаты 0,29 13751,6
6 Взвешенные вещ-ва 6,67 3658
7 БПК полн. 3,33 905,2
8 Железо 1 27497
9 Медь 0,0018 2749700
? ? ?

Для очистки сточных вод от загрязнений применяются технические средства. Практически все вещества,
присутствующие в стоках, относятся к числу вредных, и поэтому должны быть удалены из них. Конкретные условия для
выбора очистных сооружений определяются дисперсным составом и концентрацией загрязнений, видами примесей,
объемом сточных вод.
Показателями качества воды – несущей среды сбросов – являются значения концентраций в ней вредных веществ
сi. То же можно сказать и о воздухе. Эффективность очистки ?i сточных вод (отходящих газов) от i-го загрязняющего
вещества определяется по формуле
C i.вх ? C i.вых
?i =
C i.вх , (1.8)

где сi.вх – концентрация i-го загрязняющего вещества на входе в устройство, мг/л (мг/м3);
сi.вых – концентрация i-го загрязняющего вещества на выходе из устройства, мг/л (мг/м3).
Эффективность очистки имеет, по существу, смысл коэффициента полезного действия (КПД) соответствующего
устройства. Вследствие большого разнообразия свойств примесей (например, их фазового состояния, фракционного
состава, температуры и др.) в потоке сточных вод или отходящих газов решить задачу приемлемой очистки в каком-
либо одном устройстве практически невозможно. Отмеченное определяет необходимость применения системы n
последовательно соединенных аппаратов, которая дает общую эффективность по i-й примеси:

?i = 1 – (1 – ?i1)?(1 – ?i2)?…?(1 – ?in), (1.9)

где ?ij – эффективность очистки от i-й примеси в j-м устройстве.
Конструктивные решения устройств очистки весьма разнообразны, однако заложенных в них принципов вывода
загрязняющих веществ немного: гравитационное осаждение (отстаивание), фильтрование, флотация, инерционное
разделение, биологическая очистка и ряд других. Эффективность некоторых технических средств очистки приведена в
табл. 1.4.
В практической работе рассматриваются простые технические устройства, реализующие три последних принципа.
В сложных системах очистки сточных вод эти устройства могут выступать отдельными элементами.

ФЛОТАТОР
Основное назначение флотационной установки (рис. 1.1) – очистка от взвешенной в объёме воды
мелкодисперсной фракции масел или нефтепродуктов [12, 15]. Несмотря на разность плотностей несущей среды и
жирных компонентов, очистка сточной воды от эмульсии методом отстаивания неудовлетворительна из-за чрезмерно
большой длительности процесса. При флотации процесс интенсифицируется вследствие обволакивания капелек масла
пузырьками воздуха, вводимого в сточную воду, и их последующего всплывания. Эффективность образования агрегатов
«частица масла - пузырьки воздуха» зависит от размеров фракций, интенсивности их столкновения друг с другом,
химических и физических свойств веществ (рН, вязкости, температуры, давления и т.п.). Помимо масел, с помощью
флотационной установки можно концентрировать и выводить из сточных вод взвешенные вещества, ПАВ, органические
примеси, медь и т.д. (эффективность см. в табл. 1.4).
Исходная сточная вода по трубопроводу 1 и отверстиям в нём равномерно поступает в объём флотатора.
Навстречу потоку воды по трубопроводу 2 подаётся сжатый воздух, который через насадку из пористого материала
равномерно распределяется в виде мельчайших пузырьков по сечению флотатора. Всплывая, пузырьки воздуха
«прилипают» к частицам нефтепродуктов и увлекают их к поверхности. Образующаяся таким образом пена
скапливается между зеркалом воды и крышкой флотатора, откуда она
2 отсасывается центробежным вентилятором 6 и по трубопроводу 3
6
5 направляется на утилизацию. Взвешенные вещества и другие твердые
3
примеси оседают в шламосборник, откуда по мере накопления
периодически удаляются для утилизации или захоронения. В процессе
7
1
4 встречного движения кислород воздуха окисляет органические
примеси и повышает концентрацию О2 в воде за счёт аэрации.
Очищенная сточная вода огибает перегородку и переливается в
приёмный бак 7, откуда по трубопроводу 4 подаётся на сброс,
повторное использование или дополнительную обработку.
Процесс флотации может быть интенсифицирован при помощи
реагентов: коагулянтов и флокулянтов. Добавление коагулянтов
способствует процессу коагуляции ? соединения мелких частиц
загрязнения в более крупные. Для положительно заряженных частиц
коагулянтами являются анионы, а для отрицательно заряженных –
шлам
катионы. В качестве коагулянтов используют известковое молоко,
соли алюминия, железа, магния, цинка, углекислый газ и др.
Рис. 1.1. Флотационная установка
Между молекулами флокулянтов и мелкими частицами
загрязнений в воде образуются мостики, за счет чего происходит агрегация загрязнений. Этот процесс назван
флокуляцией. В качестве флокулянтов используют активную кремниевую кислоту, эфиры, крахмал, целлюлозу,
синтетические органические полимеры.
ГИДРОЦИКЛОН
В практике эксплуатации флотаторов нередко необходима предварительная очистка сточных вод от взвешенных
частиц и масляной фракции нефтепродуктов. Для этой цели перед флотатором дополнительно включается гидроциклон
(рис. 1.2) – устройство, в котором использование инерционного принципа разделения основано на разности плотностей
несущей среды (воды), твёрдых частиц и масляных фракций (например, нефтепродуктов). Гидроциклон также может
использоваться в оборотных системах водоснабжения, он может являться частью
2 технологического оборудования (например, использоваться в моечной машине
очистки моющей жидкости). Загрязненные сточные воды вводятся через патрубок,
тангенциально ориентированный по отношению к внутренней поверхности корпуса.
масло Вследствие возникшего закручивания тяжёлые твёрдые частицы отбрасываются во
внешний вращающийся слой (к стенкам гидроциклона), где их скорость снижается
при трении о корпус; при этом становится эффективным гравитационный механизм

страница 1
(всего 5)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign