Очистка сточных вод. 4

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Белгородский  государственный  технологический университет им. В.Г. Шухова»

(БГТУ им. В.Г. Шухова)

 

 

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

 

                                                     

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»

Вариант 11

 

                                                                              

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка

группы ИЗ-41

Федорина М.Ю.

                                                                                 Проверила:

канд. тех. наук, доц.

Ястребинская А.В.

 

 

                                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

Белгород 2012


Содержание

 

 

 

 

 

 

 

                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Введение


       Роль природной среды в развитии общества огромна. Все дольше вовлечение в эксплуатацию природных ресурсов, всесторонняя интенсификация их использования являются основой экономического развития страны, как на ближайшие годы, так и на длительную перспективу, важнейшим условием создания ее материально-технической базы. Это требует повышения эффективности мероприятий по охране окружающей среды, основанных на широком внедрении ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов [1].

В связи с этим возросла необходимость всесторонне комплексно изучать ресурсы: их объемы и виды, очередность использования, взаимозаменяемость, многократность, экономичность оборота  и специфику охраны.

Более рациональное , экономное, бережное использование даров природы обычно требует повышенных затрат, окупающихся большей их сохранностью, а также возможностью решения не только экономических, но и социальных задач, связанных с сохранением чистого воздуха и воды, плодородия почв, воспроизводства лесов и т.п., необходимых для всестороннего развития человека, его здоровья и энергии.

Поэтому проблема рационального  природопользования является важнейшей  общегосударственной задачей, и  от ее решения зависит успешное выполнение народнохозяйственных планов и здоровья нынешнего и будущего поколений людей.

В основах законодательства Российской федерации об охране труда  записано, что охрана как система  безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности не может рассматриваться изолированно от охраны окружающей среды. Должен осуществляться комплексный подход к решению этой проблемы, при условии координации деятельности в этой области с деятельностью в других областях экономической и социальной политики. Ответственность за решение этих проблем ложится на современные инженерно технические кадры.

Рациональное природопользование – теория и практика воздействия  человека на природную среду в  процессе её использования с целью  удовлетворения потребностей людей  в материальных и нематериальных благах. Более того – это деятельность,  не наносящая урона природной среде. Как известно, всё человечество является обитателем природной среды. Причём человек и природа – два взаимозависимых объекта, влияющих друг на друга. Человек влияет на природу посредством своей хозяйственной деятельности, а природная среда, в свою очередь, создаёт условие, необходимое для жизнедеятельности человека. С этой позиции особенно ясно видна необходимость гармонизации связи между экономикой и экологией, так как экология – наука о сохранении и восстановлении природной среды, о рациональном использовании природных ресурсов; экономика – искусство ведения хозяйства, а земля – общий дом для всех людей [1].

Желание обладать полноценной  естественной средой, имеющей большие биологические, эстетические и научные достоинства, становится в современном мире всё сильнее в связи с тем, что напряжённость городской


жизни делает досуг всё более  необходимым, а увеличение продолжительности  последнего позволяет человеку покидать место своей работы и располагать длительным свободным временем. Иначе говоря, мы должны перейти от экономики «двух времён» - времени производства и времени потребления – к экономике «трёх времён», которая прибавляет к двум первым время быть самим собой. Из этого вывода сам собой напрашивается второй вывод: природа должна рассматриваться в экономике как наивысшая ценность. Эта ценность есть экономическая реальность. Она имеет денежное выражение. Реальная совокупная стоимость природы для человеческого сообщества есть сумма её коммерческой стоимости и её ценности для человека. Коммерческая стоимость природы основывается на критерии затрат, а «человеческая» ценность – на критерии потребностей. При коммерческом подходе измеряются прямые и косвенные денежные затраты, которые влекут за собой для страны или общины разрушение природы, её восстановление или охрана; это – экономическое сопоставление с точки зрения рентабельности. Но кроме финансовых последствий охраны окружающей среды, она должна также рассматриваться с точки зрения сохранения и развития человека, как удовлетворение его психофизических потребностей. «человеческую» ценность позволяют определить два критерия: 1) количественный, или частота общения с природной средой; 2) качественный, или ценность природной среды для процветания человека.

Социально-политические конфликты - крайне острая форма разрешения противоречий между государствами  с применением современных средств  поражения, а также межнациональные  и религиозные противоречия. События  последних лет свидетельствует о том, что разрешение социальных, межнациональных и религиозных конфликтов происходит в различных формах борьбы, носящих порой чрезвычайный характер и приводящих к нарушению нормальной жизнедеятельности населения, гибели людей, разрушению материальных ценностей. В настоящее время это особенно проявляется в терроризме [2].

Рациональное природопользование как экономическая категория  представляет собой отражённую в  сознании определённую систему экономических  отношений по поводу использования природных ресурсов и окружающей среды. В конкретной действительности оно состоит из ряда тесно взаимообусловленных и взаимосвязанных между собой явлений и процессов. Рациональное природопользование также это процессы по рациональному использованию природных ресурсов, воспроизводству отдельных природных ресурсов и элементов окружающей среды, а также по её охране. Все эти процессы в совокупности направлены на поддержание эколого-экономического потенциала на оптимальном уровне. Их можно рассматривать с известной долей условности как определённую систему. Если иметь в виду конечную цель, то на первом месте в этой системе должна стоять охрана окружающей среды, так как состояние её является важным компонентом жизнедеятельности человека. Достижение конечной цели не может быть эффективным без рационального использования и воспроизводства природных ресурсов и элементов окружающей среды. Поэтому более важным в сложной


цепи взаимосвязей с точки зрения выявления ведущего звена является рациональное использование природных ресурсов. Свойства отдельных элементов системы согласно общей теории систем не сводимы к сумме свойств составляющих её элементов: их взаимодействие в рамках системы порождает новое качество. Таковыми являются «рациональное природопользование» и «охрана природы».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1. Расчетная часть

Разработка  мероприятий по рациональному природопользованию

1.1. Экологическая экспертиза хозяйственной деятельности

промышленного предприятия

 

Задание:

 Проанализировать материально-технический баланс предприятия, выполнить анализ данных о загрязнении территории, оценить уровни комплексных факторов экологического риска, определить общий экологический риск предприятия, написать экспертное заключение [3].

                                                                                                                               

Исходные данные

Показатели

Обозначения

Ед. измерения

Величины

Количество единиц основной продукции в среднем за месяц

n

шт.

42

Масса единиц основной продукции

 М1

т

1,6

Количество единиц дополнительной продукции из утилизируемых отходов

n1

шт.

420

Средняя масса единицы дополнительной продукции из утилизируемых отходов

М2

т

0,02

Средняя за месяц масса твердого сырья и материалов, поступающих  на предприятие

МН

т

302

Общая площадь территории, занимаемой предприятием

S

га

3,9

Площадь складов сырья и материалов

Sс

га

0,4

Площадь складов отходов

S1

га

0,01

Площадь производственных зданий

S2

га

0,8

Площадь транспортных коммуникаций

S3

га

1,2

Площадь территорий, прилегающих к предприятию и подверженных антропогенному загрязнению

S4

га

4,1

Превышение антропогенного загрязнения территорий, прилегающих к предприятию в % от ПДУ

P

%

2

Глубина повреждения ландшафта  территории предприятия (средняя)

h

м

2,5

Среднемесячный объем сточных  вод, сбрасываемых в канализацию, загрязненность которых превышает ПДК

VВ

м3

148

Класс опасности веществ в сбрасываемых сточных водах (по ГОСТ 12.1.007-88)

    

2

Среднемесячная масса газов, дыма и пыли, выбрасываемых, в атмосферу

АВ

т

112

Класс опасности газов, дыма и пыли (по ГОСТ 12.1.007-88)

    

1

Класс опасности веществ, содержащихся в твердых отходах производства

    

2


 

                


1.1.1 Анализ материально-технического баланса предприятия

 

Материально-технологический баланс твердых материалов проверяется по формуле

где МН - средняя за месяц масса твердого сырья и материалов, поступающих на предприятие, т;

      МОП - средняя за месяц суммарная масса готовой (основной) продукции, т;          

      МГП - средняя за месяц суммарная масса утилизируемых отходов, т;

      МО - количество твердых не утилизируемых отходов производства, т.

Средняя за месяц суммарная  масса готовой (основной) продукции:

т

где n - количество единиц основной продукции в среднем за месяц, шт.;

     M1 - масса единицы основной продукции, т.

Средняя за месяц суммарная  масса утилизируемых отходов:

т

где n1 - количество единиц дополнительной продукции из утилизируемых отходов в среднем за месяц, шт.;

      М2 - масса единицы дополнительной продукции из утилизируемых отходов, т.

Из уравнения материально-технического баланса твердых материалов определим общее количество, не утилизируемых отходов:

т.

Общий объем затрачиваемых твердых и жидких ресурсов составляет

т,

где VВ— среднемесячный объем сточных вод, сбрасываемых в канализацию, загрязненность которых превышает ПДК, м3.

Общий объем полезной продукции составляет:

т.

Удельная величина твердых отходов:

т/т продукции.

Удельная величина жидких отходов:

м3/т продукции.

Удельная величина газообразных отходов:

 т/т продукции.

Вывод:

При приготовлении 1 т полезной продукции образуется не утилизируемых отходов:

 т/т продукции.

Общие не утилизируемые  отходы составляют в процентном выражении:

- твердые: ;

- жидкие: ;

- газообразные:


1.1.2 Анализ загрязнения территорий

 

Площадь неповрежденного ландшафта на территории предприятия:

,

где S - общая площадь территории, занимаемой предприятием, га;

      Sc - площадь складов сырья и материалов, га;

      S1 - площадь складов отходов, га;

      S2 - площадь производственных зданий, га;

      S3 -площадь транспортных коммуникаций, га.

 

Общая площадь ландшафтных повреждений на территории предприятия:

.

Общая площадь территории, подвергаемой антропогенному воздействию:

,

где S4 - площадь территорий, прилегающих к предприятию и подверженных антропогенному загрязнению, га.

Общая площадь загрязняемой территории:

.

Удельная площадь загрязняемой территории, приходящаяся на 1т полезной продукции, выпускаемой в среднем за месяц:

.

 

Вывод:

На 1 т полезной продукции, выпускаемой в среднем за месяц, приходится 1058 м2 загрязняемой территории, в том числе

- на территории предприятия: S/W1=39000/75,6=516 м2

- за пределами территории  предприятия: S4/W1=41000/75,6=542 м2.

1.1.3 Оценка уровней комплексных факторов экологического риска

 

Уровень повреждения  ландшафта предприятием определяется по формуле

где SЛП - общая площадь ландшафтных повреждений, га;

      So - константа, обозначающая удельную площадь ландшафта. Она соответствует удельной единице ландшафта, т.е. площадь территории, описанной на местности радиусом, равным 1 миле. S0= 1077 га,

  j - коэффициент корреляции, учитывающий глубину повреждения ландшафта на территории предприятия.

Глубина повреждения  ландшафта ниже 1 м от поверхности  земли:

,

где h - глубина повреждения ландшафта на территории предприятия, м.

 

 

Коэффициент корреляции, учитывающий глубину  повреждения ландшафта на территории предприятия:

.

Уровень повреждения  ландшафта предприятием:


.

Уровень антропогенного загрязнения среды предприятием определяется по формуле

,

где SАВ - общая площадь территории, подвергаемой антропогенному воздействию, га;

       d - коэффициент корреляции, учитывающий интенсивность антропогенного загрязнения окружающей среды.

,

где Р - превышение антропогенного загрязнения среды на территориях, прилегающих к предприятию в % от ПДУ.

Уровень антропогенного загрязнения среды предприятием:

.

Уровень образования  отходов производства:

,

где МО - общее (среднее за месяц) количество не утилизируемых отходов,т;        

      m0 - константа, обозначающая удельные запасы природного сырья                         

      m0 = 1000 т;

      q - коэффициент корреляции, учитывающий класс опасности веществ, содержащихся в твердых отходах производства. Для веществ 2 класса опасности, содержащихся  в твердых отходах производства q=1,0.

Уровень загрязнения  поверхностных водных источников:

,

где VB - среднемесячный объем сточных вод, сбрасываемых в канализацию загрязненность которых превышает ПДК, м3;

V0 - константа, обозначающая удельный среднемесячный сток воды

Vo = 1000 м3;

Е - коэффициент корреляции, учитывающий класс опасности веществ, содержащихся в сточной воде. Для веществ 2 класса опасности, содержащихся  в сточной воде производства Е=1,0

Уровень загрязнения  атмосферного воздуха:

,

где АВ - среднемесячная масса газов, дыма и пыли, выбрасываемых предприятием в атмосферу, т;

       А0 - константа, обозначающая удельную массу приемного слоя атмосферного воздуха

       Ао = 1000 т;

       Z - коэффициент корреляции, учитывающий класс опасности веществ, содержащихся в выбросах в атмосферу. Для веществ 1 класса опасности, содержащихся  в выбросах в атмосферу Z=0,5

 

 

Вывод:

По уровню повреждения ландшафта (0,26%)  производство относится к безопасным (1 класс экологически безопасного производства, величина экологического риска <1%). Эти повреждения природной среды могут реабилитироваться естественными процессами.


По уровню антропогенного загрязнения среды предприятием (0,73%) производство относится к безопасным (1 класс экологически безопасного производства, величина экологического риска до 1%). По уровням загрязнения атмосферного воздуха (5,6%) производство относится к экологически опасным (3 класс экологически безопасного производства, величина экологического риска 5-25%) и образования отходов производства (22,64%)  производство является экологически опасным (3 класс экологически безопасного производства, величина экологического риска 5-25%). По уровню загрязнения поверхности водных источников (14,8%) производство относится к опасным (3 класс экологически безопасного производства, величина экологического риска 5-25%).

1.1.4 Определение общего экологического риска предприятия

Общий экологический  риск предприятия:

 

Вывод:

Согласно величине общего экологического риска предприятие относится к  опасным (3 класс экологически безопасного производства, величина экологического риска 5-25%). Для данного производства рекомендуема выплата экологического налога в размере 1,5 % прибыли предприятия.

1.1.5 Экспертное заключение

 

По уровню экологической  опасности рассматриваемое производство относится к  опасным. Класс экологически безопасного производства – 3. Величина экологического риска – 8,82 %.

Рассматриваемое предприятие  практически не наносит повреждения ландшафту и относится к экологически безопасному.

По уровню антропогенного загрязнения среды относится к  безопасному, так как величина экологического риска 0,73%.

Однако  данное производство наносит огромный ущерб окружающей среде, сбрасывая в канализацию значительные объемы сточных вод, выбрасывая в атмосферу большую массу газов, дыма и пыли, загрязненность которых превышает ПДК. Последствиями такого воздействия являются масштабные загрязнение поверхностных водных источников различными компонентами, содержащимися в сточных водах и загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами и газами, которые уже не могут регулироваться

 

 

естественными процессами.


По уровню образования отходов предприятие относится к опасным, величина экологического риска 22,64 %. Данному производству необходимо  принять меры для снижения уровня загрязнения поверхностного слоя земли (грунта). Рекомендуется внедрить малоотходные и безотходные технологические системы для уменьшения уровня образования не утилизируемых отходов.

1.2. Расчет зоны загрязнения поверхностных вод

от сброса сточных  вод

 

Задание:

  1. Рассчитать изменения концентрации загрязняющих веществ в 
    реке от створа выпуска сточных вод (точка О) до впадения в озеро. 
    Расстояние от точки О до точки впадения в озеро КС2 - 3500 м.
  2. Построить эпюры загрязнения реки, определить границы зоны 
    загрязнения для двух загрязняющих веществ (взвешенных веществ и 
    нефтепродуктов).        

ПДК взвеси = Сф + 0,75 г/м3 (для водоемов хозяйственно-питьевого назначения).

ПДК взвеси = Сф + 0,25 г/м3 (для водоемов рыбохозяйственного назначения).

ПДК нефть = 0,3 г/м3 (для водоемов хозяйственно-питьевого назначения).

ПДК нефть = 0,05 г/м3 (для водоемов рыбохозяйственного назначения).

  1. Определить концентрацию загрязняющих веществ в КС1 (водозабор для сада используется для хозяйственно - питьевых нужд) и в КС2 (впадение в озеро). Озеро Светлое - водоем рыбохозяйственного назначения.
  2. Сделать вывод о воздействии сброса сточных вод на загрязнение озера и возможность использования воды для полива в саду (для хозяйственно-питьевых нужд).

Расстояния: О-КС1 - 1400м, О-КС2 - 3500 м.

Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2

 

Исходные данные

Расход воды в реке выше створа выпуска СВ QВ, м3/с

Коэффициент увеличения расхода воды в реке, а

СФ взвеси, г/м3

СФ нефти, г/м3

q, м3/с

ССТ взвеси, г/м3

ССТ нефти, г/м3

4,9

0,0050

0,94

0,01

0,051

63,5

12,7


 

Решение

Для определения концентрации вредных веществ в реке на расстоянии X от места выпуска сточных вод и нахождения границы зоны загрязнения используется формула

,


где СХ - концентрация загрязняющих веществ в реке на расстоянии х, г/м3;

      ССТ - концентрация загрязняющих веществ в стоке, г/м3;

      СФ - концентрация загрязняющих веществ в реке выше створа выпуска стоков (фоновая концентрация), г/м3;

      q - расход сточных вод, м3/с;

      QB - расход воды в створе выпуска, м3/с;

      а - коэффициент, учитывающий прирост расхода воды вдоль реки;

      х - расстояние от точки сброса СВ, м.

Взвешенные  вещества:

1) На расстоянии x = 0 – место сброса сточных вод:

.

2) На расстоянии х  = 500 м:

.

3) На расстоянии х  = 1000 м:

.

4) На расстоянии х = 1400 м - место  водозабора для сада:

.

5) На расстоянии х  = 1600 м:

.

6) На расстоянии х=2000 м:

.

7) На расстоянии х = 2500 м:

.

8) На расстоянии х = 3000 м:

  .

9) На расстоянии х = 3500 м – место впадения в озеро:

.

Построим эпюру распространения  загрязнения реки взвешенными веществами и определим границу зоны загрязнения. Для этого рассчитаем ПДКвзвеси.

ПДКвзвеси=СФ+0,75=0,94+0,75=1,69г/м3 (для водоемов хозяйственно-питьевого назначения).

ПДКвзвеси=СФ+0,25=0,94+0,25=1,19г/м3 (для водоемов рыбохозяйственного назначения).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Эпюра распространения  загрязнения (взвешенные вещества)

  На всем протяжении водозабора проб анализируемой воды для водоемов  хозяйственно-питьевого назначения ПДКвзвеси =1,69 г/м3,что не превышает на всем протяжении течения реки и во всех 9 пробах воды взятых на участках 0;500;1000;1400;1600;2000;2500;3000;3500 м.

  Для водоема рыбохозяйственного  назначения ПДКвзвеси =1,19 г/м3 после 1600 м воду можно использовать для полива сельскохозяйственных угодий, технических нужд и т.п.

Граница зоны загрязнения по взвешенным веществам составляет 1600 м для рыбохозяйственного водоназначения.


                                 

Нефтепродукты:

1) На расстоянии x = 0 – место сброса сточных вод:

.

2) На расстоянии х = 500 м:

.

3) На расстоянии х = 1000 м:

.

4) На расстоянии х  = 1400 м - место водозабора для  сада:

.

5) На расстоянии х  = 2000 м:

.

6) На расстоянии х = 2500 м:

.

 

 

7) На расстоянии х = 3000 м:

.

8) На расстоянии х = 3500 м – место впадения в озеро:

.

Построим эпюру распространения  загрязнения реки нефтепродуктами  и определим границу зоны загрязнения, используя ПДКнефтм.

ПДКнефти=0,3г/м3 (для водоемов хозяйственно-питьевого назначения).


ПДКнефти=0,05г/м3 (для водоемов рыбохозяйственного назначения).

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Эпюра распространения загрязнения (нефтепродукты)

На всем протяжении водозабора проб анализируемой воды для водоемов  хозяйственно-питьевого назначения ПДКнефти =0,3г/м3,что не превышает на всем протяжении течения реки и во всех 8 пробах воды взятых на участках 0;500;1000;1400;2000;2500;3000;3500 м.

  Для водоема рыбохозяйственного  назначения ПДКнефти =0,05 г/м3 после 2500м

воду можно использовать для полива сельскохозяйственных угодий, технических нужд и т.п.

  Граница зоны загрязнения по взвешенным веществам составляет 2500 м для рыбохозяйственного водоназначения.

 

  Вывод:

  Сброс сточных вод, содержащих взвешенные вещества и нефтепродукты, оказывает негативное влияние на состояние озера. Для водоемов рыбохозяйственного назначения граница зоны загрязнения по взвешенным веществам  составила-   1600 м, по нефтепродуктам  – на протяжении 2500 м. На всем протяжении реки, воду использовать для рыбохозяйственных целей нельзя.

    

 


1.3. Количественная экономическая оценка природных ресурсов

 

Задание:

Произвести экономическую  оценку минеральных ресурсов по затратному методу с учетом фактора времени и определить полную народнохозяйственную экономическую эффективность. Исходные данные приведены в таблице 3.