Анализ экологической опасности и расчет уровня загрязнения атмосферы канализационными очистными сооружениями "Бзугу"

Анализ экологической опасности и расчет уровня загрязнения атмосферы канализационными очистными сооружениями «Бзугу»

М.А. Ракульцева, О.К. Оковитая, О.А. Суржко

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Аннотация: приведены результаты расчета класса опасности пылегазовых выбросов от сушилок осадков сточных вод очистных сооружений канализации «Бзугу» г. Сочи. Ключевые слова: осадок сточных вод, сушилки, пылегазовые выбросы, оценка загрязнения атмосферы.

Отходы предприятий, особенно работающих в сфере жилищно-коммунального хозяйства, наносят непоправимый ущерб окружающей среде. В большинстве случаев они располагаются вблизи селитебных территорий[1,2]. Загрязнение окружающей среды выбросами очистных сооружений канализации (ОСК) не вызывает сомнений, особенно у людей проживающих вблизи очистных [3,4]. Переработка осадка канализационных очистных сооружений в органическое удобрение является не только решением экологической проблемы, но и экономической [5,6]. В этом случае можно полагать, что по большинству критериев оценки работы очистных канализационных сооружений их следует отнести к наилучшим доступным технологиям [7,8].

Существующие очистные канализационные сооружения Бзугу расположены на берегу реки Бзугу на расстоянии 2 километра от уреза воды Черного моря, проектной производительностью 140000 м /сут, после реконструкции были введены в эксплуатацию в 2014 году. В настоящее время сооружения обеспечивают расход около78000 м /сут. Для этих ОСК актуальна проблема сушки осадков, так как сушилки не были включены в проект реконструкции, а потому кек после центрифуг складируют в накопители. В условиях курортной зоны, когда жилая застройка находится в 18 метрах от границы ОСК, это не допустимо.

:

Авторами выполнен проект сушки осадков для ОСК «Бзугу». Запроектированы вакуум сушилки СВЦР-950/1700 с получением органического удобрения для АПК. После сушилок образуются пылегазовые выбросы, которые загрязняют окружающую среду, что недопустимо, особенно для курортной зоны.

Целью работы является анализ экологической опасности и расчет уровня загрязнения атмосферы сушилками осадков очистных сооружений канализации «Бзугу».

Авторами определены класс опасности цеха сушилок, на основе расчетов дана оценка экологичности производства, определена категория опасности цеха и выполнен расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.

Класс опасности производства рассчитывают исходя из значений параметров П и Ф[9].

Для определения параметра П для каждого вещества /и каждогоисточника/ рассчитывают значения требуемого потребления воздуха (ТПВ) и параметра Я по следующим формулам:

3 МИ 3 ТПВл = 103--, м3/с;

и пдк

Д/ Чл

---^,

+ Д л

л Н/ + Д / ПДК г

где М/ - количество вещества, выбрасываемого источником, г/с; ПДК— предельно-допустимая концентрация вещества для населенных мест; Д- диаметр устья источника; Щ - высота над уровнем земли, м; д / -концентрация вещества в устье источника.

Значение параметра П для каждого вещества определяют по следующей формуле:

1

П г = х ТПВ л • ,

]=1

где т1 - количество источников на предприятии, выбрасывающих одноименные вещества.

За параметр П данного предприятия принимаю значение для группы суммации (аммиак, сероводород, фенол).

Параметр Фг- для каждого выбрасываемого вещества рассчитывают по формуле:

103 т\ Мп 2 Ф> У-, м2/с,

? ^ср л=1ПДК ^

где Д-ср - средняя высота выброса.

Для данного предприятия определяющим принимаю параметр Ф для

пыли.

ОСК «Бзугу» относится к предприятиям 2 класса опасности, следовательно, санитарно-защитная зона составляет 500 м[10].

Показателями экологичности производственных процессов являются: коэффициент замкнутости (Кз) и коэффициент оборота (К0) природных ресурсов. Первый из них определяют по формуле

Кз = Ыг / ЫС1;

где Ми Ыс1 - массы ¿-го вида готовой продукции и используемого сырья, соответственно, т. В результате расчета Кз при М^М^равным соответственно 17,98 и 19,80 т., получим значение коэффициента замкнутости 0,9, что позволяет считать процесс безотходным.

Коэффициент оборота рассчитывают по формуле

1К1 Инженерный вестник Дона. №4 (2018) Н| ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n4y2018/5434

где Мо и Мс - массы сырья, находящегося в обороте и забираемого из природных комплексов, соответственно, т. В результате расчета Ко при МоиМсравным соответственно 3,8 и 1,9 т., получим значение коэффициента оборота равным 0, 66.Коэффициент оборота должен стремиться к его возможному максимуму, к 1. Результаты расчета, выполненные по формулам 1-6 приведены в таблице 1.

Таблица №1 Значения ТПВ, R, Ф для различных загрязняющих веществ

Загрязняющее ТПВ

вещество

Фенол 600 2514 150800 70,6

Формальдегид 1000 3750 1687000 53

Пыль 30000 3500 10500000 3529

Аммиак 1000 549 549000 1176,5

Сероводород 46,78 5089 238063,42 5,5

Диоксид азота 863 4815 4155345 101,53

Аммиак, сероводород, формальдегид 2046,7 9388 19214419,6 1235

Аммиак, 1046,7 5638 5901294,6 1182

сероводород

Аммиак 2000 4299 8598000 1229,5

формальдегид

Экологичность технологических процессов оценивали по величине коэффициента чистоты (Кч):

К ч = М

извл /Мвыб; (7Х

где Мвыб - масса промышленных выбросов, т., а Мизвл - масса веществ, извлеченных из выбросов, т. В результате расчета Кч при МизвлиМвыбр. равным соответственно 280,3 и 576,2 т., получим значение коэффициента равным 0,48, то есть производство является грязным.

При оценке экологичности предприятия большое значение имеет определение категории опасности производств. Категорию опасности производств (КОП) определяют по формуле:

1

п М

КОП =

\=1ПДК / ^

где М^ - масса выброса ¿-го вещества, т/год; ПДК, - предельно-допустимая концентрация 1-го вещества, мг/м3; п - количество загрязняющих веществ в выбросах; а, - безразмерный коэффициент.

Рассчитанные значения для фенола, формальдегида, пыли, аммиака, сероводорода, азота диоксида имеют соответственно следующие значения: 44,9; 30,9; 946,08; 29,5; 1,65; 0,3. Суммарное значение КОП равно 1053,3, что меньше 104, а поэтому ОСК «Бзуга» относится к третьей категории опасности.

В начале расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере построение полей концентраций для всех выделяющихся загрязняющих

веществ поочередно сравниваем их суммарную мощность выброса с

*

соответствующими значениями ПДК и по параметру Ф определяют те из веществ, расчет которых считается целесообразным. Результаты анализа приведены в таблице 2.

Таблица №2. Определение параметра Ф*

Код Наименование вещества ПДК, мг/м Суммарный макс. разовый выброс G, г/с Ф* ^/ПДК) Примечание Ф=0,1

1071 Фенол 0,003 0,0018 0,6 Ф*> Ф.

1325 Формальдегид 0,0001 0,001 10 Ф*> Ф.

2908 Пыль неорганическая 0,3 9 30 Ф*> Ф.

0303 Аммиак 0,2 2,1 10,5 Ф*> Ф.

0333 Дигидросульфид (сероводород) 0,168 0,00786 0,004 Ф*<Ф. Расчет нецелесообразен

0301 Азота диоксид 0,001 0,000863 0,083 Ф*<Ф. Расчет нецелесообразен

IВЦ Инженерный вестник Дона. №4 (2018) Н| ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n4y2018/5434

Анализ данных приведенных в таблице 2 позволяет сделать вывод, что дальнейший расчет рассеивания в атмосфере целесообразен для фенола, формальдегида, пыли неорганической и аммиака, а для остальных веществ расчет рассеивания в атмосфере не требуется в связи с незначительным уровнем создаваемого загрязнения.

Таким образом, для уменьшения загрязнения атмосферы пылегазовыми выбросами сушилок осадка ОСК «Бзуга» необходимо выполнить инженерное обоснование мероприятий и подобрать аппараты для уменьшения негативного воздействия на атмосферу.

Литература

1. Науменко Т. Н., Штонда И. Ю. Экологическая безопасность прибрежной зоны Черного моря в восточном регионе Большой Алушты // Вестник ХНАДУ. 2010. №48.-С. 122-125.

2. Бурдова М. Г., Рыков Н. В. Анализ эффективности работы компактных очистных сооружений для очистки сточных вод // Известия ТулГУ. НаукиоЗемле. 2013. №3.-С. 1824.

3. El-Bestawy E., El-Sokkary I., Hussein H., AbuKeela A.F. Pollutioncontrolinpulpandpaperindustrialeffluentsusingintegratedchemical-biologicaltreatmentsequences, J. Ind.Microbiol.Biotechnol.35,2008,pp.1517-1529.

4. Al-Rehaili A.M. Comparative chemical clarification for silica removal from RO groundwater feed, Desalination, vol. 159, 2003, pp. 21-31.

5. Чернов В.Б, Сушиньски А. Новые направления безотходной технологии утилизации осадков сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. -2010. - № 1. - С. 63-67

6. Туримов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат. -2005.-207 с.

7. Серпокрылов Н.С., Петренко С.Е., Борисова В.Ю.Повышение эффективности и надежности очистки сточных вод на разных стадиях эксплуатации очистных сооружений// Инженерный вестник Дона, 2013, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1602.

8. Оковитая К.О., Суржко О.А. Расчет элементов наилучших доступных технологий при реконструкции Левобережных очистных сооружений г. Ростов-на-Дону // Инженерный вестник Дона, 2017, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4639.

IH Инженерный вестник Дона. №4 (2018) Н| ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n4y2018/5434

9. Квашнин И.М. Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация. -М.: АВОК-ПРЕСС, 2005. -392 с.

10.Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. СПб.: Интеграл, 2000. С. 15-135.

References

1. Naumenko T. N., SHtonda I. YU. Vestnik HNADU. 2010. №48.pp.122-125.

2. Burdova M. G., Rykov N. V. Izvestiya TulGU. Nauki o Zemle. 2013.№3.pp 18-24.

3. El-Bestawy E., El-Sokkary I., Hussein H., AbuKeela A.F. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 35.2008. pp. 1517-1529.

4. Al-Rehaili A.M. Comparative chemical clarification for silica removal from RO groundwater feed, Desalination, vol. 159. 2003.pp. 21-31.

5. CHernov V.B, Sushin'ski A.2010. № 1. pp. 63-67

6. Turimov A.I. Strojizdat.2005.207p.

7. Serpokrylov N.S., Petrenko S.E., Borisova V.YU. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, № 2. URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1602

8. Okovitaya K.O., Surzhko O.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2017, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4639.

9. Kvashnin I.M. AVOK-PRESS.2005.392p.

10. Perechen' i kody veshchestv, zagryazniayushchih atmosfernyj vozduh [List and codes of air pollutants].SPb.: Integral. 2000. pp.15-135.