Процессы и аппараты защиты окружающей среды: Рабочая программа. Задания на контрольные работы. Методические указания к выполнению контрольных работ

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет

Кафедра экологии и инженерной защиты окружающей среды

Процессы и аппараты защиты окружающей среды

Рабочая программа. Задания на контрольные работы. Методические указания к выполнению контрольных работ

Факультет технологии веществ и материалов Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста: 656600 – защита окружающей среды 330200 – инженерная защита окружающей среды Направление подготовки бакалавра 553500 – защита окружающей среды

Санкт-Петербург 2003

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 66.011 ( 07 ) Процессы и аппараты защиты окружающей среды : Рабочая программа. Задания на контрольные работы. Методические указания к выполнению контрольных работ. – СПб.: CЗТУ, 2003. – 18 с. Рабочая программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 656600 (специальность 330200) и направлению подготовки бакалавра 553500. Методический комплекс содержит рабочую программу курса с контрольными вопросами по каждому разделу, список рекомендованной литературы, тематический план лекций и практических занятий, перечень лабораторных работ, задания на контрольные работы и методические указания к их выполнению.

Рассмотрено на заседании кафедры экологии и инженерной защиты окружающей среды « 2 » июня 2003 года, одобрено методической комиссией факультета технологии веществ и материалов « 9 » июня 2003 года. Рецензенты: кафедра экологии и инженерной защиты окружающей среды (заведующий кафедрой А.И. Алексеев, д-р техн. наук, проф.); Б.А.Дмитревский, заведующий кафедрой технологии неорганических веществ Санкт-Петербургского государственного технологического института, д-р техн. наук, проф.

Составители: С.К.Цветков, канд.техн.наук, доц. И.Л.Евсеева, канд.техн.наук, доц.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2003

Предисловие В условиях ускоренного научно-технического развития и бурного роста промышленного производства охрана окружающей среды стала одной из важнейших проблем современности. Это вызвано тем, что по мере развития производительных сил общества, роста масштабов использования производственных ресурсов происходит все большее загрязнение окружающей среды отходами производства, ухудшается качество среды обитания человека и других живых организмов. В этой ситуации возрастает природоохранная роль процессов и аппаратов защиты окружающей среды, направленная на создание экологически чистых химических производств и использование достижений науки и техники для решения проблем очистки сточных вод и газовых выбросов, утилизации и переработки твердых отходов. Наука о процессах и аппаратах позволяет решать многочисленные и разнообразные задачи, связанные с оптимизацией технологических режимов, разработкой новых конструкций оборудования и высокоэффективных, малоотходных технологических схем. В дисциплине «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» изучаются физико-химические закономерности и теория процессов очистки отходящих газов, промышленных стоков, переработки твердых отходов, а также устройство и методы расчета аппаратов, используемых для проведения этих процессов. Таким образом, задачами дисциплины «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» являются: - разработка технологических процессов, предусматривающих снижение уровня химических загрязнений окружающей среды токсичными веществами; - совершенствование оборудования и методов переработки сырья, утилизации отходов, очистки газовых выбросов и сточных вод. Инженер-эколог должен знать физико-химические основы процессов защиты окружающей среды, ознакомиться с устройством и принципом действия аппаратов, используемых для осуществления этих процессов, овладеть методами их расчета. В соответствии с учебным планом дисциплина «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» изучается на 3 курсе в течение двух семестров. Основные положения дисциплины излагаются на лекциях (40 часов) и практических занятиях (4 часа). При изучении данной дисциплины рабочим учебным планом предусмотрено выполнение двух контрольных работ. Для углубления и закрепления знаний, полученных на лекциях и практических занятиях, служит лабораторный практикум (30 часов), где студенты знакомятся с методами очистки газовых и жидких сред и оборудованием для осуществления данных методов.

Конечная цель изучения дисциплины заключается в приобретении студентами теоретических знаний и расчетных навыков, необходимых для успешной работы в области инженерной защиты окружающей среды. 1. Содержание дисциплины 1.1.

Содержание дисциплины по ГОС

Классификация методов очистки отходящих газов и промышленных выбросов. Основные методы и особенности очистки отходящих газов от аэрозолей. Основные аппараты очистки: фильтры, циклоны, пылеосадительные камеры, электрофильтры, газопромыватели (скрубберы) и другое. Очистка промышленных выбросов от токсичных газовых примесей. Основные аппараты очистки: абсорберы, адсорберы, устройства для каталитического и термического обезвреживания, комбинированные установки на их основе. Расчет и проектирование аппаратов. Подавление выделения токсичных газов и источников их образования. Классификация методов очистки промышленных стоков. Механические, химические, физико-химические и биохимические методы очистки. Доочистка сточных вод. Используемые аппараты: отстойники, усреднители, механические фильтры, нефтеловушки, фильтры-нейтрализаторы, химические реакторы, порообменные установки, электрокоагуляторы и электрофлотаторы, установки для ультрафильтрации и обратного осмоса, аэротенки, окситенки, метантенки и другие. Расчет и конструирование этих аппаратов. Аппараты для переработки осадков сточных вод. Классификация общих и специальных методов переработки твердых отходов. Методы измельчения, классификации, обогащения, сепарации, компостирования, термической обработки твердых отходов. Основные аппараты для проведения этих процессов: дробилки, мельницы, грохоты, смесители, отсадочные машины и шлюзы, сепараторы, прессы, печи и термическое оборудование и др. Расчет и конструирование этих аппаратов. Особенности работы с токсичными и радиоактивными отходами. Применяемое оборудование. Устройство полигонов. Основные виды энергетического воздействия их окружающего среду. Способы и средства защиты энергетического воздействия. Расчет экранов. Другие способы и средства защиты.

1.2. Рабочая программа (Объём 204 часа) Введение [1] , с.309…355 Предмет и задачи дисциплины «Процессы и аппараты защиты окружающей среды», ее взаимосвязь с другими общеинженерными и специальными дисциплинами. Экономические и социальные проблемы охраны окружающей среды. Современные задачи по совершенствованию химической технологии. Экологические проблемы в химической промышленности. Классификация отходов химических производств. Значение процессов и аппаратов защиты окружающей среды при разработке методов очистки промышленных выбросов. Общие принципы расчета и конструирования аппаратов защиты окружающей среды. Вопросы для самопроверки 1. Каковы цели и задачи дисциплины «Процессы и аппараты защиты окружающей среды»? 2. Назовите основные направления научно-технического прогресса в химической промышленности. 3. Как классифицируют основные отходы химических производств? 4. Какова природоохранная роль процессов и аппаратов защиты окружающей среды? 5. Как связано решение экологических проблем с экономикой производства? 6. Укажите пути повышения эффективности работы очистных сооружений. 1.2.1. Аппараты для очистки отходящих газов [1], с.367…373; [2], с.64…121 Экологическое значение процессов очистки газовых производственных выбросов. Классификация методов очистки отходящих газов. Обоснование выбора метода очистки пылегазовых систем. Очистка газов от твердых частиц. Осаждение под действием силы тяжести и инерционных сил. Пылеосадительные камеры. Инерционные пылеуловители. Фильтрование пылегазовых систем. Рукавные фильтры. Очистка газов в поле центробежных сил. Циклоны. Фактор разделения.

Расчет циклонов. Батарейные циклоны. Очистка газов в электрическом поле. Электрофильтры. Мокрая очистка газов. Ротоклоны. Скрубберы. Пенные аппараты. Сравнительная характеристика и выбор аппаратов для очистки газов от аэрозолей. Очистка промышленных выбросов от токсичных газовых примесей. Абсорбция. Конструкции абсорберов. Адсорбция. Адсорберы с неподвижным, движущимся и взвешенным слоем адсорбента. Термическое обезвреживание газовых выбросов. Каталитическая очистка газообразных отходов. Конструкции каталитических реакторов. Вопросы для самопроверки 1. Назовите промышленные способы обеспыливания газов. Какую степень очистки они могут обеспечить? 2. Перечислите основные факторы, которые следует учитывать при выборе метода очистки газов от аэрозолей? 3. Под действием каких сил может проводиться осаждение твердых частиц? 4. В каких случаях целесообразно применять пылеосадительные камеры? 5. Для фильтрования каких газов непригодны рукавные фильтры? 6. Какие фильтровальные перегородки используют при очистке газов, имеющих высокую температуру? 7. Какие факторы определяют степень очистки газов в электрофильтрах? 8. Дайте сравнительные характеристики пластинчатых и трубчатых электрофильтров. 9. Что такое ударная ионизация? Почему коронирующий электрод делают в виде проволоки? 10. Что такое фактор разделения в процессах осаждения под действием центробежных сил? 11. Как влияют размеры циклона и скорость газового потока на степень очистки газа? В каких случаях применяют батарейные циклоны? 12. Дайте классификацию и сравнительную характеристику скрубберов для мокрой очистки газов. 13. Как устроен насадочный абсорбер? Какие типы тарелок используют в барботажных абсорберах? 14. В каких случаях целесообразно использование распыливающих абсорберов? 15. Приведите классификацию адсорбционных аппаратов. Перечислите методы регенерации основных промышленных адсорбентов. 16. Укажите энерготехнологические аспекты применения термического метода обезвреживания газовых выбросов.

17. Охарактеризуйте процесс каталитической очистки газов органических веществ. 18. Опишите методы каталитической очистки газов от оксидов азота.

от

1.2.2. Аппараты для очистки промышленных стоков [2], с.121…252; [3], с.290…313 Характеристики сточных вод и виды их загрязнений. Классификация методов обезвреживания жидких отходов. Оптимизация водопотребления и рациональное водопользование. Механические способы обработки сточных вод. Отстаивание. Песколовки. Жироуловители и нефтеловушки. Конструкции отстойников. Фильтрование. Типы фильтровальных перегородок. Усройство фильтров для очистки сточных вод. Центробежные методы. Центрифугирование. Конструкции центрифуг. Сепараторы. Гидроциклоны. Химическая очистка сточных вод. Методы нейтрализации. Перевод примесей в малорастворимые соединения. Физико-химические методы очистки сточных вод. Флотация. Коагуляция и флокуляция. Баромембранные процессы. Обратный осмос. Ультрафильтрация. Экстракция. Сорбционные методы. Ионообмен. Биохимическая очистка сточных вод. Аэробные методы. Биологические пруды. Биофильтры. Аэротенки. Метантенки. Деструктивные методы обезвреживания жидких отходов. Термоокислительная очистка сточных вод. Парофазное и жидкофазное окисление. Вопросы для самопроверки 1. Дайте классификацию методов очистки и обезвреживания производственных сточных вод. 2. Назовите методы и аппараты для механической очистки сточных вод. 3. Опишите устройство отстойников. Получите уравнение для определения поверхности осаждения отстойника. 4. Укажите особенности осуществления процесса фильтрования при очистке сточных вод. Опишите устройство фильтров. 5. Назовите нейтрализующие реагенты для кислых промышленных стоков. 6. Раскройте сущность коагуляции. Назовите наиболее распространенные коагулянты. 7. Что такое флокуляция? Какие соединения используют в качестве флокулянтов? 8. Что является движущей силой баромембранных процессов?

9. В чем различие процессов обратного осмоса, ультра- и микрофильтрации? 10. Сформулируйте общие принципы биологической очистки сточных вод в искусственных условиях. 11. Охарактеризуйте понятие биологической потребности кислорода. 12. Как устроены аэротенки? Что такое метантенки? 13. Опишите устройство и принцип работы биофильтра. 14. Укажите пути уменьшения и загрязненности сточных вод. Охарактеризуйте водооборотные циклы химических предприятий. 15. Опишите термические методы обезвреживания сточных вод. Назовите конструкции печей для огневого обезвреживания жидких отходов. 16. Приведите принципиальную схему установки жидкофазного окисления. В каких случаях целесообразно применение парофазного каталитического окисления? 1.2.3. Машины и аппараты для переработки твердых отходов [2], с.275…309; [ 3 ], с.313…352 Источники образования твердых отходов и их классификация. Характеристики твердых бытовых отходов. Методы измельчения твердых отходов. Физико-химические основы измельчения . Классификация способов измельчения. Крупное дробление. Щековые и конусные дробилки. Среднее и мелкое дробление. Валковые дробилки раздавливающего действия. Измельчающие машины ударноцентробежного действия. Молотковые и отражательные дробилки. Дезинтеграторы и дисмембраторы. Тонкое измельчение. Барабанные и кольцевые мельницы. Вибрационные и струйные мельницы для сверхтонкого измельчения. Методы разделения и обогащения твердых отходов. Классификация и сортировка измельченных материалов. Определение гранулометрического состава. Сита. Способы грохочения. Устройство и классификация грохотов. Плоские, валковые, барабанные грохоты. Гидравлическая классификация. Спиральные и центробежные классификаторы. Воздушная сепарация. Магнитная и электрическая сепарация. Смешение твердых материалов. Смесители с вращающимися рабочими органами. Смесители центробежного действия. Пневмосмесители. Вибросмесители. Методы обезвреживания твердых отходов. Термическое обезвреживание. Прямое сжигание. Установки для сжигания твердых отходов. Складирование и захоронение твердых отходов. Особенности

обезвреживания токсичных и радиоактивных отходов. Размещение и устройство полигонов Утилизация твердых промышленных отходов. Пиролиз полимерных твердых отходов. Утилизация пластмасс и эластомеров. Переработка твердых бытовых отходов. Установки для компостирования отходов. Переработка осадков сточных вод. Вопросы для самопроверки 1.Дайте классификацию методов обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов. 2. Каковы особенности защиты биосферы от загрязнений твердыми отходами? 3. Назовите методы измельчения твердых материалов. Что такое степень измельчения? 4. Дайте классификацию машин для измельчения твердых материалов. Раскройте сущность измельчения в замкнутом цикле. 5. Назовите измельчающие машины ударно-центробежного действия. В чем отличие дезинтегратора и дисмембратора? 6. Что понимают под критическим числом оборотов барабанной шаровой мельницы? 7. Назовите типы грохотов и способы грохочения. Каковы преимущества и недостатки машин для грохочения от крупного к мелкому? 8. В чем заключается сущность гидравлической классификации твердых материалов? 9.Перечислите основные типы смесителей сыпучих материалов. 10.Укажите источники образования твердых отходов в химической промышленности. Приведите примеры использования отходов химических производств. 11. Опишите устройство полигонов для твердых отходов. Как производится захоронение радиоактивных отходов? 12. Опишите термические методы обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов.

1.3. Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения – 40 часов № п/п

Тема лекции

1

Классификация методов обезвреживания и утилизации отходов. Принцип расчета и конструирования аппаратов защиты окружающей среды. Методы очистки отходящих газов. Очистка газов от пыли. Пылеосадительные камеры. Циклонный процесс. Расчет циклонов. Фильтрование газов. Очистка газов под действием электростатических сил. Конструкции электрофильтров. Мокрая очистка газов. Скрубберы. Пенные аппараты. Очистка промышленных выбросов от токсичных газовых примесей. Абсорбция. Конструкции абсорберов. Адсорбция. Принципиальные схемы адсорбционнодесорбционных установок. Термическое обезвреживание и каталитическая очистка газообразных отходов. Конструкции каталитических реакторов. Классификация методов обезвреживания жидких отходов. Механическая очистка сточных вод. Отстаивание. Расчет поверхности осаждения. Конструкции отстойников. Очистка сточных вод фильтрованием. Устройство фильтров. Центробежные методы. Гидроциклоны. Центрифуги. Физико-химические методы очистки сточных вод. Коагуляция. Флотация. Мембранные процессы. Термоокислительные методы обезвреживания промышленных стоков. Биохимическая очистка сточных вод. Аэробные методы. Аэротенки. Биофильтры. Методы измельчения, разделения и обогащения твердых отходов. Машины для измельчения. Устройство грохотов. Магнитная сепарация. Флотационные машины. Методы обезвреживания и утилизации твердых промышленных отходов. Переработка твердых бытовых отходов.

2 3

4 5 6 7

8 9 10

Часы 4

4 4

4 4 4 4

4 4 4

1.4. Темы практических занятий для студентов очно-заочной формы обучения – 4 часа № п/п 1 2 3 4

Тема занятия Расчет аппаратов для механической очистки газов от пыли. Расчет пенных аппаратов. Расчет абсорберов. Расчет отстойников, фильтров, аэротенков. Расчет машин для измельчения твердых материалов.

Часы 1 1 1 1

1.5. Темы лабораторных работ для студентов очно-заочной формы обучения – 30 часов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8

Тема лабораторной работы Анализ дисперсного состава промышленных пылей Исследование работы циклона Исследование условий псевдоожижения зернистого слоя Определение скорости осаждения твердых частиц в жидкости Определение констант фильтрования Исследование процесса фильтрования жидкости через зернистый слой Исследование процессов коагуляции и флокуляции Исследование ионообменных процессов очистки воды

Часы 2 4 4 4 4 4 4 4

2. Литература Основная 1. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учебник для вузов. – М.: Химия, 1999. – 472 с. 2. Оборудование, сооружения, основы проектирования химикотехнологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов / Родионов А.И., Кузнецов Ю.П., Зенков В.В., Соловьев Г.С. Учеб. пособие для вузов. – М.: Химия, 1985. – 352 с. 3. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности : Учебник для вузов / Бобков А.С., Блинов А.А., Роздин И.А., Хабарова Е.И. – М.: Химия, 1998. –400 с. 4. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1987. – 576 с. Дополнительная 5. Торочешников Н.С., Родионов А.И., Кельцев Н.В., Клушин В.Н. Техника защиты окружающей среды. – М.: Химия, 1981. – 368 с. 6. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. – 752 с. 7. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. – М.: Химия, 2002. – 400 с. 8. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. – М.: Химия, 2002. – 368 с. 9. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш.шк., 2002. – 334 с. 10.КоузовП.А., Мальгин А.Д., Скрябин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. – Л.: Химия, 1982. – 256 с. 11.Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. – Л.: Химия, 1977. – 464 с. 12.Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. – 336с.

3. Задания на контрольные работы Контрольная работа 1 Задача 1. Определить расстояние между горизонтальными полками пылеосадительной камеры при осаждении частиц пыли диаметром d из потока воздуха, расход которого составляет V (при нормальных условиях) и температура равна t. Плотность твердых частиц ρч. Размеры рабочего объема камеры: длина 6м, ширина 3м, высота h. Исходные данные приведены в табл.1. Таблица 1 Варианты Параметры

V, м3/с d, мкм t, ºС ρч ⋅10-3, кг/м3 h, м

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,8 12 300 2,5 4,0

1,2 20 450 3,0 4,5

0,7 15 250 2,1 3,5

1,0 18 400 3,5 4,2

1,5 20 500 4,5 5,0

0,9 15 350 3,2 3,6

1,1 25 600 2,0 4,8

0,6 10 450 3,6 3,0

0,9 16 300 2,6 4,0

1,2 8 500 2,1 3,5

Задача 2. Рассчитать диаметр циклона конструкции НИИОГАЗ для очистки воздуха от пыли. Расход воздуха G, температура t. Барометрическое давление равно Р. Запыленность воздуха на входе в аппарат составляет СП. Угол наклона входного патрубка циклона α. Отношение перепада давления к плотности газа составляет ∆р/ρ. Определить расход уловленной пыли, если степень очистки газа составляет η. Определить основные размеры циклона и представить его эскиз. Как влияют размеры циклона и скорость газового потока на степень очистки газа? В каких случаях применяют батарейные циклоны? Исходные данные представлены в табл.2.

Таблица 2 Варианты Параметры 0 G., кг/с t, ºС Р, мм рт.ст. СП, г/м3 α ∆р/ρ η

1

0,5 0,85 100 150 740 780 28 20 15 11 650 700 95 90

2

3

4

5

6

7

8

9

1,5 200 765 22 24 740 87

1,0 120 750 25 11 640 92

0,5 180 720 30 15 700 85

0,75 250 760 20 24 720 80

1,3 160 800 25 11 680 91

0,9 210 730 32 15 650 84

1,0 140 780 28 24 700 90

1,7 180 710 24 11 740 86

Задача 3. Тарельчатый абсорбер для улавливания аммиака из его смеси с воздухом орошается водой. Объемный расход инертного газа в поступающей на абсорбцию смеси Vин. (при нормальных условиях). Начальное содержание аммиака в газовой смеси составляет yН , степень его поглощения водой равна СП. Линию равновесия считать прямой, ее уравнение в относительных массовых долях Y∗=0,61Х. Рабочая скорость газа в абсорбере W . Расстояние между тарелками h. Средний КПД тарелок составляет η. Процесс абсорбции проводится при температуре t и давлении Р. Коэффициент избытка поглотителя равен ϕ. Определить диаметр и высоту абсорбера. Привести эскиз аппарата. Какие типы тарелок используют в барботажных абсорберах? Дайте сравнительную характеристику тарельчатых и насадочных абсорберов. Исходные данные представлены в табл.3.

Таблица 3 Варианты Параметры 0 Vин., м3/с yН, % (об.) СП, % t, ºС Р, МПа W, м/с h, м η ϕ

0,75 8,2 96 20 0,12 0,7 0,4 0,5 1,5

1

2

3

4

5

6

7

0,62 0,85 0,70 0,54 0,68 0,74 0,82 7,6 7,0 9,0 8,5 6,9 8,0 6,5 97 90 94 91 95 90 92 32 25 20 30 25 22 28 0,14 0,16 0,11 0,15 0,12 0,14 0,17 0,8 0,6 1,0 0,8 1,2 0,9 0,7 0,35 0,5 0,4 0,45 0,3 0,4 0,5 0,45 0,4 0,5 0,35 0,4 0,5 0,45 1,4 1,3 1,6 1,4 1,5 1,3 1,5

8

9

0,76 0,91 7,0 8,0 95 92 24 28 0,11 0,19 1,1 0,8 0,35 0,45 0,55 0,4 1,6 1,4

Контрольная работа 2 Задача 1. В радиальный отстойник непрерывного действия поступает для осветления сточная вода с начальной концентрацией взвешенных частиц С. Расход сточной суспензии G. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению, равен d, плотность твердых частиц ρч. Влажность образующегося при осаждении шлама Х. Осаждение происходит при температуре t. Определить диаметр отстойника и привести его эскиз. Как влияют на производительность отстойника его конструкционные размеры, размер и плотность взвешенных частиц, физико-химические свойства и температура жидкой фазы? Исходные данные представлены в табл.4.

Таблица 4 Варианты Параметры

G, кг/с С, %(масс.) Х,%(масс.) d, мкм ρч ⋅10-3, кг/м3 t, ºС

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

24 5 65 50 2,5 25

30 8 75 60 2,0 30

18 6 70 35 2,8 28

22 7 65 80 2,2 35

20 5 70 45 2,6 25

25 8 60 30 3,0 30

28 6 65 25 2,5 28

24 4 75 40 2,1 36

20 5 70 35 2,8 25

25 7 65 45 2,4 32

Задача 2. Рассчитать аэротенк вытеснения для очистки сточных вод, содержащих органические кислоты. Расход сточных вод Q, начальная концентрация загрязнений по БПК равна Lн, конечная концентрация Lτ . Кратность циркуляции R. Содержание активного ила в аэротенке а. Возраст ила 8 суток. Скорость окисления загрязнений равна r. Как устроены аэротенки? Сформулируйте общие принципы биологической очистки сточных вод. Исходные данные представлены в табл.5. Таблица 5 Варианты Параметры

Q⋅10-3, м3/сут. Lн , мг О2 /л Lτ , мг О2 /л R а, кг/м3 r, мг О2 /г ⋅ ч

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

9 250 25 0,3 2 15

12 200 20 0,4 3 40

6 220 15 0,5 2,5 20

15 300 25 0,3 4 30

20 150 10 0,2 5 40

10 180 15 0,4 2,5 15

16 220 20 0,3 3 30

8 250 25 0,5 2 25

12 150 15 0,4 4 20

18 200 20 0,3 3,5 30

Задача 3. Для переработки твердых отходов применяется измельчение в шаровой мельнице. Диаметр барабана мельницы D, длина L. Степень заполнения барабана стальными шарами φ. Размер кусков исходного материала dН, размер частиц измельченного продукта dК. Коэффициент размолоспособности материала K. Определить производительность мельницы и потребляемую мощность. Исходные данные представлены в табл.6. Таблица 6 Варианты Параметры 0 D, м L, м φ dН, мм dК, мкм K

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,9 1,2 1,5 2,1 2,7 1,2 3,0 0,9 1,5 2,5 1,8 2,4 3,0 3,2 3,6 2,4 4,5 1,8 3,0 3,7 0,25 0,4 0,3 0,35 0,25 0,2 0,35 0,25 0,4 0,3 15 6 20 12 25 6 25 19 12 25 200 100 150 200 75 150 75 200 150 200 1,31 0,91 1,09 1,31 0,66 0,95 0,58 1,53 1,5 1,74

4. Методические указания к выполнению контрольных работ Согласно учебному плану дисциплина «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» изучается в течение двух семестров на 3 курсе, при этом предусмотрено выполнение двух контрольных работ. Контрольная работа 1 выполняется в 1 семестре третьего курса и включает задачи, относящиеся к расчетам аппаратов, используемых для очистки газов от пыли и токсичных примесей. В следующем семестре выполняется контрольная работа 2, которая включает задачи по расчету аппаратов для очистки промышленных сточных вод и переработки твердых отходов. Каждая контрольная работа состоит из трех задач, составленных по вышеуказанным темам изучаемой дисциплины. К задаче прилагается таблица исходных данных. Номер варианта, который

необходимо выполнить, выбирается в соответствии с последней цифрой шифра студента. Приступать к решению задачи рекомендуется после изучения соответствующей темы по литературе [1…3] в объеме, предусмотренном рабочей программой. С примерами решения типовых задач можно ознакомиться в учебном пособии [4]. Наметив путь решения задачи, необходимо выбрать нужные расчетные формулы. Все используемые формулы записываются первоначально в общем виде, затем приводится расшифровка обозначений соответствующих величин с указанием единиц их измерения. Выбор эмпирических расчетных формул должен быть обоснован указанием условий и области их применения. При этом следует учесть, что приведенные в литературе [2,4] формулы в пределах каждой из глав содержат свои традиционные обозначения физических величин, соответствующие международным стандартам, вследствие чего различные величины в отдельных главах могут обозначаться одним и тем же символом. В соответствии с этим, в каждой контрольной работе все используемые формулы записываются первоначально в общем виде, затем приводится расшифровка обозначений соответствующих величин с указанием единиц их измерения. Для ускорения и облегчения расчетов рекомендуется использовать диаграммы и номограммы [4]. Решение задач должно сопровождаться изображением эскиза рассчитываемого аппарата или схемы соответствующей установки с обозначением направления потоков и их параметров. Все расчеты и окончательные ответы должны быть приведены в системе СИ. Результаты расчетов следует анализировать с точки зрения соответствия реальным значениям величин. На используемые в расчетах эмпирические формулы, физикохимические константы и различные справочные данные необходимо давать ссылки на литературные источники с указанием порядкового номера в списке литературы и страницы. Список литературы приводится в конце контрольной работы. Контрольная работа выполняется в стандартной тетради. Сначала записываются текст задачи и выбранные по шифру исходные данные, затем изображаются соответствующий аппарат или схема установки, приводится последовательность хода решения и список использованных литературных источников. Выполненная контрольная работа сдается преподавателю на проверку. На титульном листе указываются фамилия, инициалы, шифр студента и специальность, а также наименование дисциплины и номер контрольной работы. Исправление ошибок в проверенной преподавателем контрольной работе производится в конце этой же тетради. Зачет по контрольной работе студент получает после собеседования с преподавателем.

Содержание Предисловие …………………………………………………………………...3 1. Содержание дисциплины………………………………………………......4 1.1. Содержание дисциплины по ГОС………………………………………..4 1.2.Рабочая программа ………………………………………………….…….5 Введение……………………………………..………………………………....5 1.2.1.Аппараты для очистки отходящих газов…………………….…………6 1.2.2.Аппараты для очистки промышленных стоков………….…………….7 1.2.3.Машины и аппараты для переработки твердых отходов……….….….8 1.3.Тематический план лекций…………………………………………….…10 1.4.Темы практических занятий……………………………………………...11 1.5.Темы лабораторных работ……………………………………...…….…..11 2.Литература…………………………………………………………………..12 3.Задания на контрольные работы……………………………………….….13 4.Методические указания к выполнению контрольных работ…………….17

ЛР № 0202080от 14.02.97 Редактор А.В.Алехина Подписано в печать Формат 60х84 1/16 Б.кн.-журн. П.л. Б.Л. РТП РИО СЗТУ Тираж Заказ Северо-Западный государственный заочный Технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полтграфической Ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул.Миллионная,5