Задача 1. Расчет требуемой степени очистки производственных стоков
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Безопасность технологических процессов и производств»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для выполнения контрольной работы
по дисциплине «Экология»
для направлений подготовки (специальностей)
030301, 100301, 110301, 110302, 160303, 180301, 230302,
230303, 240304, 430301, 430302, 430303
заочной формы обучения
Ростов-на-Дону
ДГТУ
2018
УДК 577.4:629.113
Составители: кандидат технических наук, доцент А.В. Рамзаев
кандидат химических наук, доцент Т.Н. Савускан
Метод. указания для выполнения контрольной работы по дисциплине «Экология» / Под общ. ред. А.В. Рамзаева. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2018. – 16 с.
Изложены цели, задачи, требования к содержанию контрольной работы по дисциплине «Экология».
Предназначены для бакалавров и специалистов для направлений подготовки 030301, 100301, 110301, 110302, 160303, 180301, 230302, 230303, 240304, 430301, 430302, 430303 заочной формы обучения.
УДК 577.4:629.113
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Донского государственного технического университета
Научный редактор д-р. тех. наук, профессор Д.М. Кузнецов
Ответственный за выпуск зав. кафедрой «Безопасность технологических
процессов и производств» д-р техн. наук, профессор С.Л. Пушенко
|
|
_____________________________________________________
В печать ___.___.20___ г.
Формат 60×84/16. Объем ___ усл. п. л.
Тираж ___ экз. Заказ №. ___.
_____________________________________________________
Издательский центр ДГТУ
Адрес университета и полиграфического предприятия:
344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
© Донской государственный
технический университет, 2018
СОДЕРЖАНИЕ
| |
1. Цель и задачи контрольной работы…………………………….. | 4 |
2. Выбор варианта контрольной работы………………………….. | 4 |
3. Содержание и оформление контрольной работы……………… | 4 |
4. Задание на выполнение контрольной работы…………………. | 4 |
5 Литература…………………………………………………………. | 14 |
6. Приложения……………………………………………………… | 15 |
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Целью и задачей контрольной работы по дисциплинам «Экология» и «Промышленная экология» является изучение общего и целостного представления об экологии как главной научной основе природопользования при решении проблем оптимизации технологических и проектно-конструкторских задач, исходя из минимума ущерба природе и здоровью человека.
2. Алгоритм выбора ВАРИАНТА КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
|
|
Номер варианта для выполнения контрольной работы определяется порядковым номером студента в списке группы.
3. СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Контрольная работа должна содержать:
Титульный лист установленного образца (Приложение 1) с подписью студента.
Содержание – где отражается перечень вопросов, содержащихся в контрольной работе (Приложение 2).
Введение – где отражаются цели и задачи контрольной работы.
Индивидуальное задание – где излагаются ответы на вопросы контрольной работы в соответствии с вариантом.
Список литературы - при написании контрольной работы необходимо использовать научно-теоретические источники (учебники, учебные пособия, Интернет - сайты и т.п.), которые рекомендуют преподаватели по изучаемым дисциплинам.
Текст должен быть оформлен в текстовом редакторе Word for Windows версии не ниже 6.0. Тип шрифта: Times New Roman Cyr. Шрифт основного текста: обычный, размер 14 пт. Шрифт заголовков разделов: полужирный, размер 16 пт. Шрифт заголовков подразделов: полужирный, размер 14 пт. Межсимвольный интервал: обычный. Межстрочный интервал: одинарный.
Иллюстрации должны быть вставлены в текст. Текст отчета выполняется на листах формата А4 (210x297 мм) без рамки, соблюдая следующие размеры полей: левое - не менее 20 мм, правое - не менее 10 мм, верхнее - не менее 20 мм, нижнее - не менее 20 мм. Страницы следует нумеровать арабскими цифрами, соблюдая сквозную нумерацию по всему тексту. Номер страницы проставляют внизу страницы от центра без точки в конце. Контрольная работа должна содержать 10-20 страниц машинописного текста. Текст работы должен содержать ссылки на литературные источники […], используемые при написании работы и приведенные в списке литературы.
|
|
4. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Общее задание состоит из двух заданий:
1 – студенты пишут реферативную работу, состоящую из 2-х тем (задание на таблицах 4.1–4.2);
2 – проводятся расчет требуемой степени очистки производственных стоков; расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере от одиночных стационарных источников загрязнения (варианты для расчета см. табл. 4.4, 4.5).
Таблица 4.1 – Перечень тем для выбора
№ те-мы | Наименование тем |
1 | 2 |
1 | Предмет экологии. Классификация экологии. Задачи экологии (общетеоретические, прикладные, стратегическая). |
2 | Дать общие понятия об экологических факторах (абиотических, биотических, антропогенных). Сформулировать законы лимитирующих факторов (Либиха, Митчерлиха, Вильмса, Шелфорда). |
3 | Дать два определения экосистемы. Описать состав экосистемы (биогеоценоз, биоценоз, биотоп, продуценты, консументы, редуценты). |
4 | Экологическая ниша. Модель экологической ниши Хатчинсона. Экологическое дублирование. |
5 | Энергетика экосистемы. Описать процесс передачи энергии в биосфере. Закономерности перехода энергии вместе с пищей. Как проявляются первое и второе начала термодинамики применительно к живому организму. Дайте определение термодинамического равновесия. Дайте определение энтропия и негэнтропия. |
6 | Дайте два определения биологической продуктивности экосистемы, первичной и вторичной продукции, чистой продукции, общей биомассе, единицам ее выражения. Как расходуется биомасса в стабильных экосистемах? |
7 | Опишите основные типы экологических пирамид и соответствующие правила. |
8 | Экологическое равновесие. Его виды и признаки. Антропогенное на него влияние. |
9 | Круговорот (большой, малый) вещества в природе. |
10 | Описать биохимические циклы углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и антропогенное влияние на эти циклы. Функции живого вещества в биосфере. Резервный и обменный фонды круговорота. |
11 | Учение В. И. Вернадского о биосфере. Опишите три биогеохимических принципа Вернадского и шесть выводов из них. Какие эмпирические обобщения Вернадского Вам известны. Концепция ноосферы. |
12 | Загрязнение атмосферы. Структура атмосферы. Влияние загрязнения атмосферы на экосистемы. |
13 | Общие понятия о загрязнении гидросферы. Биологическое загрязнение вод. Химическое загрязнение вод. |
14 | Особенности загрязнения почв. Эрозия почвы и методы борьбы с ней. Нормирование и контроль загрязнения почв. |
Продолжение таблицы 4.1
|
|
1 | 2 |
15 | Тепловое и радиоактивное загрязнение окружающей среды. Экологические последствия радиоактивного загрязнения. |
16 | Принципиальные направления инженерной защиты окружающей природной среды. |
17 | Понятия и виды природопользования. Рациональное природопользование. Общие представления о безотходных и малоотходных технологиях. |
18 | Понятие, предметы и источник экологического права. Экологические правонарушения. |
19 | Понятие об экологических кризисах и экологических катастрофах. |
20 | Экологический мониторинг и его задачи. Международное сотрудничество в области экологии. |
Таблица 4.2–Исходные данные для первого задания
Варианты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Номера тем | |||||||||||||||
1 | + | + | |||||||||||||
2 | + | + | |||||||||||||
3 | + | + | |||||||||||||
4 | + | + | |||||||||||||
5 | + | + | |||||||||||||
6 | + | ||||||||||||||
7 | + | ||||||||||||||
8 | + | ||||||||||||||
9 | + | ||||||||||||||
10 | + | ||||||||||||||
11 | + | + | |||||||||||||
12 | + | + | |||||||||||||
13 | + | + | |||||||||||||
14 | + | + | |||||||||||||
15 | + | + | |||||||||||||
16 | + | ||||||||||||||
17 | + | ||||||||||||||
18 | + | ||||||||||||||
1 9 | + | ||||||||||||||
20 | + |
Продолжение таблицы 4.2
Варианты | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
Номера тем | |||||||||||||||
1 | + | + | |||||||||||||
2 | + | + | |||||||||||||
3 | + | + | |||||||||||||
4 | + | + | |||||||||||||
5 | + | + | |||||||||||||
6 | + | + | |||||||||||||
7 | + | + | |||||||||||||
8 | + | + | |||||||||||||
9 | + | ||||||||||||||
10 | + | ||||||||||||||
11 | + | ||||||||||||||
12 | + | ||||||||||||||
13 | + | ||||||||||||||
14 | + | + | |||||||||||||
15 | + | ||||||||||||||
16 | + | + | |||||||||||||
17 | + | ||||||||||||||
18 | + | ||||||||||||||
1 9 | + | ||||||||||||||
20 | + |
Задача 1. Расчет требуемой степени очистки производственных стоков
1.1 Методика расчета
Оценка требуемой очистки сточных вод (CB) позволяет сделать обоснованный выбор типа и мощности очистных сооружений, вариантов размещения оголовков выпуска (у берега или в стрежень) и их конструктивных особенностей. Участок водоема от места выпуска стоков условно делят на зоны: 1) начального разбавления, в которой скорости истечения стоков ( V с ) существенно выше скорости потока воды ( V п ); 2) основного разбавления, в которой V с = V п и перемешивание стоков идет за счет турбулентной диффузии; 3) зона самоочищения, которую в расчетах не учитывают. Общее разбавление СВ определяют как произведение краткости начального и основного разбавлении ( пн и пo), являющихся результатом перемешивания стоков в 1 и 2 зонах.
Значение пн определяют по формуле
(1.1)
где d – отношение расчетного диаметра струи к диаметру выпускных отверстий; m - безразмерный коэффициент, величину которого находят по формуле
(1.2)
Рп и Рс – плотности соответственно потоков воды водоема и СВ, принимаемые обычно равными единице.
Значение пo находят как обратную величину коэффициента смешения g (пo= 1/g) определяемого по формуле
(1.3)
где lф – расстояние от выпуска СВ до створа водопользования по фарватеру, км; a - безразмерный коэффициент, учитывающий гидрологические особенности водоема. Значение a находят по формуле
(1.4)
где t – коэффициент, учитывавший место выпуска (при выпуске в стрежень t = 1,5, у берега – 1,0); b – коэффициент извилистости, равный отношению расстояния от места выпуска до створа водопользования по прямой lп к расстоянию между местом выпуска и створом водопользования по фарватеру – lф, Д – коэффициент турбулентной диффузии.
Для условий задания Д вычисляют по формуле
(1.5)
где h .– глубина водоема, м.
Расчетную концентрацию 3В (Ср, мг/л) после полного перемешивания находят по формуле
Ср = Сисх / (пн × п o) (1.6)
где Сисх – концентрация 3В в неочищенных стоках, мг/л. Требуемая степень очистки Э0 определяется по формуле
Э0 = (Ср– Спдк) / Ср (1.7)
Значения ПДК для 3В берут из таблицы 4.3.
Таблица 4.3 - Предельно допустимые концентрации некоторых химических веществ воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.
Вещество | ПДК, мг/л | Вещество | ПДК, мг/л |
1 | 2 | 3 | 4 |
Cu | 1,0 | Бензол | 0,001 |
Fe | 0,3 | Толуол | 0,024 |
Продолжение таблицы 4.3
1 | 2 | 3 | 4 |
Zn | 1,0 | Аммиак | 2,0 |
Mn | 0,1 | Ацетон | 2,2 |
Cr | 0,05 | Хлорпикрин | 0,007 |
Если Ср £ ПДК, то Э0 не определяют по формуле (1.7) из-за нецелесообразности очистки.
1.2. Задание на расчет
По исходным данным табл. 4.4 определить требуемую степень очистки производственных стоков с максимальным расходом Q макс содержащих загрязняющие вещества (3В) с концентрацией Сисх , при двух вариантах выпуска – у берега и в стрежень реки. Глубина реки h , минимальный расход воды Q мин, скорость потока V п , скорость истечения стоков V с . Створ водопользования находится от места выпуска на расстоянии lп по прямой и lф по фарватеру. Отношение расчетного диаметра струи к диаметру оголовков равно d , плотности стоков и воды в потоке равны единице. Створ водопользования совпадает со створом полного разбавления. Дать оценку каждому варианту выпуска и определить требуемую степень очистки от загрязнения, превышающего ПДК.
Таблица 4.4 – Исходные данные к задаче 1
Вари- ант | Загрязняющее вещество | Q мин, м3/с | Q макс, м3/с | V с, м/с | V п, м/с | h, м | l п, км | l ф, км | С исх, мг/л | d |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
1 | Медь | 1 | 100 | 2,5 | 0,35 | 3 | 2 | 3 | 150 | 2 |
2 | Железо | 2 | 90 | 2,6 | 0,40 | 3,1 | 2 | 4 | 120 | 2,5 |
3 | Хром | 4 | 160 | 2,8 | 0,50 | 3,3 | 2,2 | 4 | 100 | 3,5 |
4 | Ацетон | 2 | 140 | 3,0 | 0,60 | 3,5 | 2,4 | 4 | 200 | 4,5 |
5 | Бензол | 3 | 130 | 3,1 | 0,55 | 3,6 | 2,6 | 3 | 100 | 5 |
6 | Аммиак | 4 | 120 | 3,2 | 0,50 | 3,7 | 2,6 | 4 | 350 | 5,5 |
7 | Железо | 2 | 100 | 3,4 | 0,40 | 3,9 | 2,8 | 4 | 100 | 6 |
8 | Толуол | 3 | 90 | 2,5 | 0,35 | 4,0 | 3,0 | 6 | 100 | 2 |
9 | Хлорпикрин | 4 | 100 | 2,6 | 0,40 | 4,1 | 3,0 | 4 | 140 | 2,5 |
10 | Ацетон | 3 | 130 | 3,2 | 0,50 | 3,8 | 3,1 | 6 | 300 | 5,5 |
11 | Железо | 1 | 150 | 4,5 | 0,35 | 4,0 | 3,2 | 5 | 100 | 6 |
12 | Хром | 2 | 120 | 2,8 | 0,50 | 4,3 | 3,2 | 7 | 300 | 3,5 |
13 | Медь | 3 | 130 | 2,9 | 0,55 | 4.4 | 3,4 | 6 | 80 | 4 |
14 | Бензол | 4 | 140 | 4,0 | 0.40 | 4,5 | 3,6 | 7 | 500 | 3,5 |
15 | Аммиак | 2 | 160 | 4,2 | 0,50 | 4,3 | 3,4 | 8 | 120 | 4,5 |
16 | Хром | 2 | 160 | 3,0 | 0,40 | 3,6 | 2,4 | 6 | 350 | 2 |
17 | Ацетон | 3 | 140 | 3,1 | 0,35 | 3,7 | 2,6 | 4 | 100 | 2,5 |
18 | Бензол | 4 | 130 | 3,2 | 0,40 | 3,9 | 2,6 | 6 | 100 | 3,5 |
19 | Аммиак | 3 | 120 | 3,4 | 0,50 | 4,0 | 2,8 | 5 | 140 | 4,5 |
Продолжение таблицы 4.4
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
20 | Железо | 1 | 100 | 2,5 | 0,35 | 4,1 | 3,0 | 7 | 300 | 5 |
21 | Толуол | 2 | 90 | 2,6 | 0,50 | 3,8 | 3,0 | 6 | 100 | 5,5 |
22 | Хром | 2 | 100 | 3,2 | 0,55 | 4,0 | 3,1 | 7 | 300 | 6 |
23 | Ацетон | 3 | 160 | 4,5 | 0.40 | 4,3 | 3,2 | 8 | 80 | 2 |
1.3 Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета
По формулам (1.1...1.7) студент находит кратности начального и основного разбавлений, расчетную концентрацию загрязняющего вещества (после его полного перемешивания) в водоеме по двум вариантам сброса ЗВ (у берега и в стрежень) и требуемую степень очистки по обоим вариантам сброса. Далее студент выбирает из двух вариантов наиболее предпочтительный метод сброса ЗВ, при котором требуется меньшая степень очистки либо не требуется совсем.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1834; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!