Цель работы: освоение метода оценки экологического ущерба путём расчёта платежей за загрязнение водоёмов при сбросе сточных вод; знакомство с принципами очистки сточных вод и основными примерами их конструктивной реализации.
Теоретические сведения
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.
Платежи не являются ни наказанием за сбросы отходов (штрафом), ни разрешением ухудшать экологическую ситуацию района 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 (станции, 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 сточныхвод:
A. 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.
B. Промышленные (производственные) 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 2.1.
Физическая масса годового сброса (фактический сброс) i-ой примеси, т/год, определяется из следующего соотношения:
| mi=ci·V·10-3 | (1.1) |
где с i ; - среднегодовое значение концентрации i-го вещества, определяемое регулярным лабораторным анализом, мг/л;
V - объём годового сброса сточных вод, тыс. м3.
mHi - масса нормативного сброса i-гo загрязняющего вещества, т/год, определяется по формуле:
| m н i =ПДК i * V *10-3 | (1.2) |
где ПДК - предельно-допустимая концентрация i-гo загрязняющего вещества (мг/л). Под предельно-допустимой концентрацией (ПДК) загрязняющего вещества понимается концентрация загрязняющего вещества в единице природной среды, которая не оказывает отрицательного (прямого или косвенного) воздействия на живой организм.
Ставка платы, руб./т, за нормативный сброс i-гo загрязняющего вещества определяется по формуле:
| Пуд.н i = H баз. i * K э.вод*Ки | (1.3) |
где Нбаз. i - базовый норматив платы за сброс i-гo загрязняющего вещества, руб./т;
Кэ.вод - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости поверхностного водного объекта; для рек бассейна Енисея Он составляет 1,7;
Ки - коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином и Минэкономики России).
В практической работе принимается Ки = 1.
Платежи предприятия за нормативный сброс загрязняющих веществ в водоемы, тыс. руб./год, определяются зависимостью:
| Пн i =Пуд.н i * m н i *10-3 | (1.4) |
где Пудн i- ставка платы за сброс 1 тоны i-гo загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов сбросов, руб.;
Таблица 1.1
Предприятия - загрязнители водных ресурсов на железнодорожном транспорте
| Предприятия | Загрязняющие вещества |
| Вагонные и локомотивные депо; ремонтные заводы | Нефтепродукты, кислоты, щёлочи, соли тяжёлых металлов, шлак, песок и др. |
| Щебёночные заводы | Взвешенные вещества, нефтепродукты и др. |
| Промывочно-пропарочные станции (ППС) | Нефтепродукты, ПАВ, взвешенные вещества, фосфаты, тетраэтилсвинец и др. |
| Шпалопропиточные заводы (ШПЗ) | Антисептики (каменноугольное и сланцевое масла), органические вещества |
| Дезинфекционно-промывочные станции (ДПС) | Остатки грузов (навоз, солома), дезинфицирующие вещества (каустическая сода, хлорная известь и др.), бактерии |
| Прочие предприятия (автобазы, склады ГСМ, ремонтные мастерские и пр.) | Взвешенные вещества, нефтепродукты и др. |
Если масса загрязняющего вещества превышает массу нормативную, тогда предприятие облагается штрафом (платой за сверхнормативный сброс). Плата за сверхнормативный сброс (Псн) загрязняющих веществ взимается в пятикратном размере и определяется путем умножения соответствующей ставки платы на разницу между фактическим и нормативным сбросом i-гoзагрязняющего вещества:
| Псн=5*(Пуд.н. i *( mi – m н i ))*10-3, при m н i ˂ mi | (1.5) |
Примечание. Если масса сброса i-гo вещества превышает нормативную, то для этого вещества рассчитывается плата и за нормативный, и за сверхнормативный сброс.
Суммарные платежи предприятия за сброс сточных вод определяются по формуле:
П=Пн+Псн (1.6)
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 владельцем канализации.
Расчет платежей по каждому варианту сводится в таблицу:
Таблица 1.2
Индивидуальная таблица расчётов платежей. V = тыс. м3/год
| № | Ингредиенты | сi мг/м3 | miт/год | ПДК мг/м3 | Нбазi, руб/т | Пнi | Пснi | П |
| Тыс. руб/год | ||||||||
| 1 | Азот аммонийный | 0,001 | 6875,8 | |||||
| 2 | Фенолы | 0,0000018 | 2749700 | |||||
| 3 | Нефтепродукты | 0,00005 | 54994 | |||||
| 4 | ПАВ | 0,00009 | 5499,4 | |||||
| 5 | Фосфаты | 0,00029 | 13751,6 | |||||
| 6 | Взвешенные вещества | 0,00667 | 3658 | |||||
| 7 | Окислители | 0,00333 | 905,2 | |||||
| 8 | Железо | 0,001 | 27497 | |||||
| 9 | Медь | 0,0000018 | 2749700 | |||||
| Сумма платежей | ||||||||
Значения годового объёма сточных вод и концентраций загрязнителей (по вариантам) приведены в табл. 1.3.
Таблица 1.3.
Исходные данные к практической работе
| №варианта | Концентрация загрязнителей (Ci) мг/л | |||||||||
| V м^3/год*10^3 | Азат аммонийный | Фенолы | Нефтепродукты | ПАВ | Фосфаты | Взвешанные вещества | Окислители | Железо | Медь | |
| 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 | 350 | 2,1 | 0,19 | 21 | 0,45 | 0,37 | 19 | 54 | 1,9 | 0,09 |
| 12 | 290 | 2,7 | 0,21 | 29 | 2,5 | 0,9 | 15 | 87 | 1,9 | 0,048 |
| 13 | 320 | 2,1 | 0,15 | 14,2 | 0,22 | 0,9 | 27,4 | 76 | 1,95 | 0,078 |
| 14 | 180 | 4,8 | 0,4 | 4,2 | 2,4 | 0,15 | 19 | 25 | 1,9 | 0,15 |
| 15 | 5 | 0,99 | 0,072 | 0,12 | 0,071 | 0,19 | 4,2 | 21,1 | 1,2 | 0,053 |
| 16 | 15 | 1,3 | 0,25 | 1,82 | 0,095 | 0,025 | 2,7 | 25,8 | 1,72 | 0,92 |
| 17 | 380 | 1,7 | 0,41 | 3,27 | 0,27 | 0,54 | 12,5 | 99,2 | 2,54 | 0,29 |
| 18 | 210 | 3,2 | 0,98 | 4,25 | 0,15 | 0,27 | 9,2 | 32,7 | 9,8 | 0,82 |
| 19 | 25 | 2,8 | 0,075 | 2,53 | 1 | 0,45 | 0,9 | 22,5 | 8,7 | 0,09 |
| 20 | 30 | 0,9 | 0,21 | 2,78 | 0,45 | 0,28 | 1,1 | 18,8 | 6,5 | 0,042 |
| 21 | 75 | 0,7 | 0,15 | 1,25 | 0,97 | 0,2 | 2,5 | 13,2 | 2,7 | 0,09 |
| 22 | 90 | 1,5 | 0,057 | 5,7 | 0,27 | 0,09 | 5,8 | 27,8 | 1,57 | 0,042 |
| 23 | 120 | 2,1 | 0,089 | 5,1 | 0,15 | 0,25 | 2,9 | 35,2 | 0,99 | 0,04 |
| 24 | 150 | 1,8 | 0,09 | 3,8 | 1,2 | 0,78 | 7,5 | 12,8 | 1,22 | 0,07 |
| 25 | 200 | 1,9 | 1,1 | 4,2 | 0,18 | 0,34 | 4,1 | 19,9 | 1,34 | 0,09 |
| 26 | 260 | 1,1 | 0,89 | 2,8 | 0,33 | 0,45 | 3,8 | 21,6 | 1,8 | 0,32 |
| 27 | 100 | 1,7 | 0,035 | 2,8 | 0,17 | 0,11 | 3,1 | 10,5 | 0,87 | 0,07 |
| 28 | 230 | 1,6 | 0,27 | 3,1 | 0,03 | 0,37 | 2,5 | 9,7 | 0,98 | 0,09 |
| 29 | 20 | 1,2 | 0,087 | 0,15 | 0,098 | 0,25 | 3,2 | 10,4 | 0,25 | 0,05 |
| 30 | 75 | 1,4 | 0,098 | 0,25 | 0,11 | 0,27 | 2,8 | 9,5 | 1 | 0,032 |
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. Это можно сказать и о воздухе. Эффективность очистки ηi сточных вод (отходящих газов) от i-го загрязняющего вещества определяется по формуле:
ηi вх= 
| (1,7) |
где с i вх - концентрация i-гo загрязняющего вещества на входе в устройство, мг/л (мг/м3);
ci вых - концентрация i-гo 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.
Расчетная производительность очистных сооружений:
p= 
| (1.8) |
где m- количество рабочих смен в году: 355 сменная работа, 222- почасовая работа .
Конструктивные решения устройств очистки весьма разнообразны, однако, заложенных в них принципов вывода загрязняющих веществ немного: гравитационное осаждение (отстаивание), филирование, флотация, инерционное разделение, биологическая очистка и ряд других. Эффективность некоторых технических средств очистки приведена в табл. 1.4.
Таблица 1.4.
Эффективность очистки сточных вод техническими средствами
| Наименование технического средства очистки | Используемый принцип | Удаляемые загрязнители | Эффективность |
| Флотатор | Флотация | Нефтепродукты, ПАВ | до 0,99 |
| Взвешенные вещества | 0,95 - 0,99 | ||
| Окислители | 0,25 – 0,85 | ||
| Азот аммонийный | до 0,25 | ||
| Фосфаты, медь | до 0,8 | ||
| Железо | до 0,9 | ||
| Гидроциклон | Инерционное разделение | Нефтепродукты, ПАВ | до 0,5 |
| Взвешенные вещества | до 0,7 | ||
| Установка биологической очистки | Биологическая очистка | Нефтепродукты, ПАВ | до 0,999 |
| Взвешенные вещества | До 0,6 |
На основании качественной и количественной оценки загрязняющих веществ сточных промышленных водах выбираемпредприятие.
Дать описание выбранному объекту ОАО «РЖД» (характеристика технологического процесса, состав оборудования)
В практической работе рассматриваются простые технические устройства, реализующие очистку на основании различных принципах. В сложных системах очистки сточных вод эти устройства могут выступать отдельными элементами.
Состав очистных сооружений: I- ступень очистки: Механическая
II- ступень очистки: Флотационная
III- ступень очистки: Биологическая
Оформление отчета
Отчёт должен включать результаты расчетов заданного варианта и следующие теоретические сведения:
1. Сформулировать понятия: экологический ущерб и платежи при сбросе сточных вод в природный водоем.
2. Указать предприятия и загрязнители водных ресурсов на железнодорожном транспорте.
3. Привести расчетные формулы для вычисления массы сброса ингредиентов загрязнений, а также платежей за сброс сточных вод в водоёмы; указать особенности определения платы за сброс сточных вод в канализацию. Рассчитать платежи за загрязнение сточных вод с использованием исходных данных (табл. 1.3.).
4. Перечислить характерные принципы осаждения примесей из сточных вод. Привести схемы очистных сооружений, кратко опишите их действие.
5. На основании полученных значений платежей сделать вывод о том, от каких ингредиентов в первую очередь следует очищать стоки и какие технические средства необходимо использовать для этого.
Практическая работа № 2
Дата: 2019-03-05, просмотров: 328.
