КУРСОВАЯ РАБОТА (КУРСОВОЙ ПРОЕКТ) по учебному курсу «Проблемы устойчивого развития» на тему «Гейзерная энергетика. Перспективы развития, достоинства, недостатки»
У нас на сайте представлено огромное количество информации, которая сможет помочь Вам в написании необходимой учебной работы.
Но если вдруг:
Вам нужна качественная учебная работа (контрольная, реферат, курсовая, дипломная, отчет по практике, перевод, эссе, РГР, ВКР, диссертация, шпоры...) с проверкой на плагиат (с высоким % оригинальности) выполненная в самые короткие сроки, с гарантией и бесплатными доработками до самой сдачи/защиты - ОБРАЩАЙТЕСЬ!
КУРСОВАЯ РАБОТА (КУРСОВОЙ ПРОЕКТ)
по учебному курсу «Проблемы устойчивого развития»
на тему: «Гейзерная энергетика. Перспективы развития, достоинства, недостатки»
Содержание
1 Теоретическая часть. Гейзерная энергетика
1.1 История развития гейзерной энергетики
1.2 Преимущества и недостатки гейзерной энергетики
1.3 Перспективы развития геотермальной энергии
2.1 Задание на курсовую работу
2.2 Методика определения соответствия условий спуска сточных вод в городскую канализацию
2.3 Расчет определения соответствия условий спуска сточных вод в городскую канализацию
2.4 Выводы по полученным результатам
Список используемых источников
Введение
В некоторых странах геотермальная энергия использовалась тысячи лет для приготовления пищи и обогрева. Это просто сила, полученная из внутреннего тепла Земли.
Эта тепловая энергия содержится в скале и жидкостях под земной корой . Его можно найти от мелководья до нескольких миль от поверхности и даже дальше до чрезвычайно горячей расплавленной породы, называемой магмой .
Цель работы:
1. Изучение теоретического вопроса - «Гейзерная энергетика. Перспективы развития, достоинства, недостатки».
2. Выполнение практического задания - определение соответствия условий спуска сточных вод в городскую канализацию.
1 Теоретическая часть. Гейзерная энергетика
1.1 История развития гейзерной энергетики
До настоящего времени геотермальная энергия играла несущественную роль в производстве электроэнергии, на её долю в 2012 году пришлось всего 0,3% мирового объёма.
«Это связано с ограничениями, связанными с местоположением источников геотермальной энергии и редкостью зон, в которых температура у поверхности земли находится в диапазонах, соответствующих критериям, необходимым для производства электроэнергии. Усовершенствованные геотермальные системы (УГС), в которых вода закачивается в грунт для нагрева в местах с низкой проницаемостью, могли бы расширить масштабы использования, но увеличение стоимости глубокого бурения, вероятно, ограничит долю геотермальной энергии в производстве электроэнергии. Однако она может быть важным местным энергетическим источником. В сравнении с другими возобновляемыми и невозобновляемыми источниками, потребности в земельных ресурсах для геотермальной энергетики довольно низкие» [2].
«В связи с ближайшей перспективой сокращения запасов и добычи углеводородного сырья с одновременным увеличением потребности в энергии рассмотрена проблема перехода на возобновляемые источники энергии (ВИЭ)» [2].
Новые источники энергии в виде геотермального тепла находятся под земной корой в слое горячего и расплавленного материала называемого магмой. Тепло производится непрерывно в этом слое и образуется главным образом из распада естественных радиоактивных материалов, таких как уран и калий. Можно построить отопление за счет тепла земли для дома.
«Количество геотермального тепла в пределах 10000 метров от поверхности земли содержит в 50 000 раз больше энергии, чем нефти и природного газа в мире» [2].
Отопление за счет тепла земли может строиться на традиционном способе использования геотермального тепла в виде насосов для обеспечения теплоемкости.
«Принцип использует постоянную круглогодичную температуру около 10° С, которая имеется всего на несколько метров ниже поверхности земли. Воздух или жидкость типа антифриз нагнетаются через трубы, которые находятся под землей и вновь выходят в здание» [3].
В летнее время нагретая жидкость из здания закачивается в землю для охлаждения, выполняя задачи кондиционера. В зимнее время делается обратное, предварительно нагретая в земле жидкость поступает для системы отопления в здание.
«В простейшей конструкции наземного отопления и охлаждения трубы расположены под землей и в системе вентиляции здания. Более сложные, но и более эффективные системы используют компрессоры и насосы как и в электрических кондиционерах воздуха для максимизации передачи тепла. В регионах с экстремальными температурами, такими как северные широты в зимний период и южные части России в летнее время тепловые насосы явились бы наиболее энергетически эффективными и экологически чистыми для отопления и охлаждения системы. Гораздо более эффективно, чем электрическое отопление и охлаждение, эти установки могут циркулировать несколько раз в году. Тепловые насосы могут сохранить в типичных домах сотни тысяч рублей на энергоносители каждый год, с системой, которая может окупиться за 15 – 20 лет» [3].
Конечно, отопление за счет тепла земли имеет более высокие первоначальные затраты.
«Кроме того их установка в существующих домах и на предприятиях может быть затруднена, поскольку она включает земляные работы вокруг здания. Наконец такой принцип отопления и охлаждения просто не имеет пока своих отработанных технологий. Во многих районах без доступа трубопроводного природного газа дома должны использовать пропан, иногда дрова и уголь или электричество для отопления и охлаждения. Новые источники энергии были бы намного дешевле в эксплуатации, чем обычные традиционные системы, и поскольку здания в целом широко рассредоточены, установка подземных устройств в принципе осуществима в будущем» [4].
Подземные петли можно легко устанавливать во время строительства новых зданий, что приведет к экономии энергоресурсов.
Генерация геотермальной электроэнергии с использованием тепла, выделяемого земной корой, для нагрева воды составляет менее 1 % в общем объёме производства электроэнергии.
«Существуют строгие ограничения, связанные с местоположением источников геотермальной энергии, поскольку только в определённых зонах температура у поверхности земли находится в диапазонах, соответствующих критериям широкомасштабного использования на уровне электростанций. При этом геотермальные электростанции всё же выпускают некоторое количество загрязняющих атмосферу веществ на местном уровне в процессе генерации электроэнергии, являясь единственным безуглеродным источником электроэнергии, для которого характерны такие выбросы. Эти выбросы в атмосферу состоят преимущественно из углекислого газа и сероводорода (H2S, который является источником запаха «тухлых яиц»)» [5].
«Несмотря на отсутствие окончательно определённой функции «концентрация-эффект» (ФКЭ) для H2S, он является потенциально токсичным. При этом концентрация в редких случаях имеет уровень, достаточный для причинения вреда, к тому же постоянно выполняется очистка всех вентиляционных отверстий. Также могут иметь место выбросы SO2, метана, азота, водорода и аммиака» [5].
«Точный состав выбросов значимым образом зависит от воды, используемой на конкретных геотермальных площадках. Уровень этих выбросов является незначительным и обычно не принимается в расчёт, так как геотермальные электростанции, как правило, строятся вдали от сильно заселённых территорий и оснащаются высокоэффективной системой фильтрации» [5].
Существует целый ряд различных геотермальных систем . Выбор системы зависит от различных факторов, таких как состояние почвы, климат, местные затраты на установку на месте и доступная земля. Существуют две основные системы заземления, которые далее делятся на несколько подгрупп:
Замкнутая система геотермальной петли
· горизонтальный;
· вертикальный;
· пруд;
Система с открытой геотермальной петлей
· пруд;
· стоячая вода.
Эти системы отличаются главным образом установкой труб в зависимости от структуры и размера доступной земли.
«Геотермальные источники можно поделить на низко-, средне- и высокотемпературные. Первые (с температурой до 150 °С) используются, по большей части, для теплоснабжения горячей водой — ее подводят по трубам к зданиям (жилым и производственным), плавательным бассейнам, теплицам и т.д. Вторые (с температурой свыше 150 °С), содержащие сухой либо влажный пар, годятся для приведения в движение турбин геотермальных электростанций (ГеоТЭС)» [1].
«Существенным минусом "горячих" геотермальных источников является их "избирательная" расположенность в местах тектонической нестабильности, о чем говорилось выше. Если брать Россию, то запасами высокопотенциальной геотермальной энергией можно пользоваться только на Камчатке, Курилах да в районе Кавказских минеральных вод. Но земная "котельная" располагает не только высокопотенциальной, но и низкопотенциальной энергией, источником которой выступает грунт поверхностных слоев земли (глубиной до 400 м) или подземные воды с относительно низкой температурой. Использовать низкопотенциальное тепло можно с помощью тепловых насосов. Тепловой режим грунта земляных поверхностных слоев создается под воздействием радиогенного тепла, идущего из недр земли, а также попадающей на поверхность солнечной радиации. Интенсивность падающей солнечной радиации может колебаться в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий в пределах от нескольких десятков сантиметров до полутора метров. Низкопотенциальное тепло эффективно использовать для обогрева зданий, водоснабжения горячей водой, подогрева различных сооружений (например, полей открытых стадионов)» [1].
«В последнее десятилетие значительно выросло число систем, использующих подземные недра для снабжения зданий теплом и холодом. Больше всего таковых систем находится в США. Имеются они также в Австрии, Германии, Швеции, Швейцарии, Канаде. В нашей стране подобных систем насчитывается единицы. В европейских странах тепловые насосы, в основном, отапливают помещения. В США, где системы воздушного отопления совмещены с вентиляцией, воздух не только нагревается, но и охлаждается» [1].
«Если говорить о России, пример использования низкопотенциального источника тепловой энергии находится в Москве, в микрорайоне Никулино-2. Здесь была построена теплонасосная система для горячего водоснабжения многоэтажного жилого дома. Данный проект реализовали в 1998-2002 годах Министерством обороны РФ совместно с правительством Москвы, Минпромнауки России, НП "АВОК" и ОАО "Инсолар-Инвест" в рамках "Долгосрочной программы энергосбережения в г. Москве". Выделяют два вида систем использования низкопотенциальной тепловой энергии земли: открытые системы и замкнутые системы. Первые используют грунтовые воды, подводимые непосредственно к тепловым насосам, вторые – грунтовый массив» [1]
«Для открытых систем характерны парные скважины, с помощью которых грунтовые воды не только извлекаются, но затем и возвращаются обратно в водоносные слои. Открытые системы позволяют получить большое количество тепловой энергии с относительно низкими затратами. Однако грунт должен быть водопроницаем, а сами грунтовые воды - обладать пригодным для эксплуатации химическим составом, чтобы избежать коррозии и отложений на стенках труб. Самая большая в мире геотермальная теплонасосная система, использующая энергию грунтовых вод, размещается в американском городе Луисвилл. С ее помощью снабжается теплом и холодом гостинично-офисный комплекс. Мощность системы — примерно 10 МВт. Замкнутые системы делятся на вертикальные и горизонтальные» [1]
1.2 Преимущества и недостатки гейзерной энергетики
Геотермальная энергия имеет много преимуществ, особенно по сравнению с обычными источниками энергии:
1. Геотермальные источники энергии полезны для окружающей среды
Прежде всего, геотермальная энергия извлекается из земли без сжигания ископаемого топлива, а геотермальные поля практически не производят выбросов. Более того, геотермальная энергия может быть очень полезной, поскольку вы можете сэкономить до 80% по сравнению с обычным энергопотреблением.
2. Геотермальная энергия является надежным источником возобновляемой энергии
Геотермальная энергия также имеет много преимуществ по сравнению с другими возобновляемыми источниками, такими как солнечная энергия, ветер или биомасса. Это исключительно постоянный источник энергии , то есть он не зависит ни от ветра, ни от солнца и доступен круглый год .
Если посмотреть на коэффициент доступности, который показывает, насколько надежны и постоянны конкретные источники энергии, геотермальная энергия занимает верхнюю позицию (см. Рисунок ниже), намного выше других групп, что подтверждает аргумент ее независимости от непостоянных внешних обстоятельств при доставке. энергия.
3. Высокая эффективность геотермальных систем
Системы геотермальных тепловых насосов потребляют на 25-50% меньше электроэнергии, чем обычные системы отопления или охлаждения, и благодаря своей гибкой конструкции они могут быть приспособлены к различным ситуациям, требуя меньше места для аппаратного обеспечения, чем обычные системы.
4. Мало что нужно для обслуживания геотермальной системы
Из-за того, что геотермальные системы имеют только несколько подвижных частей, которые защищены внутри здания, срок службы геотермальных тепловых насосных систем относительно высок . Трубы теплового насоса имеют срок гарантии от 25 до 50 лет , в то время как насос обычно может работать не менее 20 лет .
Рисунок 1 - Коэффициент доступности геотермальной энергии по сравнению с другими возобновляемыми источниками
Тем не менее, всегда есть две стороны медали, поэтому рассмотрим минусы геотермальной энергии:
1. Экологические проблемы, связанные с выбросами парниковых газов
К сожалению, несмотря на свою репутацию экологически чистого альтернативного источника энергии, геотермальная энергия также вызывает некоторые незначительные проблемы в отношении окружающей среды.
Извлечение геотермальной энергии из грунтов приводит к выбросу парниковых газов, таких как сероводород, диоксид углерода, метан и аммиак. Однако количество выделяемого газа значительно ниже, чем в случае с ископаемым топливом .
2. Возможность истощения геотермальных источников
Кроме того, несмотря на то, что считается устойчивой и возобновляемой энергией, есть вероятность, что определенные места могут со временем охладиться , что сделает невозможным сбор большего количества геотермальной энергии в будущем.
Единственный не истощаемый вариант - это получение геотермальной энергии прямо из магмы, но технология для этого все еще находится в процессе разработки. Этот вариант стоит вложений в основном благодаря тому, что магма будет существовать миллиарды лет .
3. Высокие инвестиционные затраты на геотермальную систему
Другим недостатком является высокая начальная стоимость для отдельных домохозяйств. Потребность в бурении и установке довольно сложной системы у себя дома делает цену довольно высокой. Тем не менее, отдача от таких инвестиций очень многообещающая, поскольку они могут окупиться в течение 2-10 лет .
4. Требования к земле для геотермальной системы, которая будет установлена
В случае геотермальных систем, наличие участка земли рядом с домом требуется для того, чтобы иметь возможность установить его. Это затрудняет внедрение геотермальных систем для домовладельцев в больших городах, если только не используется вертикальный наземный тепловой насос .
1.3 Перспективы развития геотермальной энергии
В настоящее время геотермальная энергия считается одним из наиболее выгодных источников энергии. Это не только возобновляемый тип энергии, но также присутствует в большинстве областей, превосходя даже некоторые традиционные источники во многих аспектах.
Великобритания даже рассматривает возможность строительства самого длинного в мире разъема питания между Великобританией и Исландией, который обеспечил бы поставку большего количества возобновляемой энергии в 1,6 миллиона британских домов, не имеющих геотермальных тепловых насосов [11].
Кроме того, первая коммерческая геотермальная электростанция планируется построить в Корнуолле, Великобритания, если будут получены все необходимые средства [10].
Это не должно вызывать удивления, поскольку некоторые страны получают прибыль от присутствия геотермальной энергии в больших масштабах. Наиболее известным примером является Исландия, чье электричество на 100% устойчиво и использует энергию ветра, гидро- и, в основном, геотермальную энергию .
Новые источники энергии как геотермальное тепло играют существенную роль в продвижении чистой более устойчивой энергетической системы. Это одна из немногих технологий использования возобновляемых источников энергии, которые могут поставлять тепло непрерывно. Кроме того, в отличие от угольных и атомных электростанций, бинарные установки могут использовать гибкий источник для баланса переменной поставки возобновляемых ресурсов, таких как ветер и солнечная энергия с различными видами солнечных батарей. Затраты на новые источники энергии в виде геотермального тепла становятся все более конкурентоспособными.
По прогнозам энергетической информации стоимость энергии для новых установок будет менее 1 рубля за киловатт-час (кВт/ч). К примеру, более чем 2 рубля стоит электроэнергия на природном газе и более чем 2,5 рубля на обычных угольных электростанциях.
Существует также перспективы непосредственного использования этого типа ресурсов в качестве источника отопления домов и предприятий в любом месте.
Расширение геотермальных тепловых систем.
Отопление за счет тепла земли как новый источник энергии возможно везде под поверхностью земли, но условия, которые могут реализовать циркуляцию воды на поверхность имеет не вся поверхность земной суши. Подход использования тепла в засушливых районах известен как усовершенствованные системы или «сухая нагретая порода».
Горячие водоемы, обычно находятся на больших глубинах ниже поверхности, чем обычные устройства. Вода сначала откачиваются под высоким давлением на поверхность для выработки электроэнергии. Затем вода возвращается через нагнетательные скважины для завершения цикла циркуляции. Некоторые электростанции могут использовать закрытый бинарный цикл и не выпускать жидкости или выбросы удерживающие тепло за исключением водяного пара [6].
Рассмотрим перспективы развития гейзерной энергии в России. «Земельный отпечаток» традиционной гидротермальной установки, для которой используется горячая вода, заливаемая в землю для работы турбины, зависит от особенностей площадки и, в частности, от процесса, используемого для эвакуации отработанной воды, например, обратное закачивание в пласт. В то время как электростанции строятся рядом с источником тепла, поскольку расстояние снижает температуру теплоносителя и, следовательно, эффективность процесса, поля для бурения могут охватывать большую площадь. Таким образом, рядом с одним и тем же источником часто производится бурение многочисленных скважин. Сама электростанция с градирнями и подстанцией имеет относительно небольшие размеры, а трубопроводы, как правило, монтируются таким образом, чтобы землю можно было использовать в качестве пастбищ или выращивания сельскохозяйственных культур. Фактически, земли, расположенные над многими месторождениями термальных вод, используется для тех же целей, что и ранее, за исключением площади, занятой самой электростанцией» [9].
«Наличие скважин и трубопроводов играет большую роль; их учёт может быть причиной увеличения объёма землепользования в три раза. Изменения в землепользовании могут быть существенными: если объём забора теплоносителя превышает объём восполнения, это может вызвать оползни и сейсмическую активность. Однако точную причину воздействия на землепользование и экосистемы трудно объяснить, поскольку районы с гидротермальным потенциалом часто имеют высокий уровень естественной сейсмической активности. Гидротермальные установки нарушили или разрушили целостность некоторых зон естественной геотермальной активности, например, гейзерных полей или районов с горячими источниками. Воздействие буровых работ на земельные ресурсы может быть в значительной степени смягчено после начала производства» [8].
«Отработанные воды представляют собой серьёзную экологическую проблему, связанную с геотермальной энергетикой, поскольку они могут попадать в естественные водотоки, повышать температуру воды и влиять на живую природу. Однако в более сложных системах отработанные воды также можно использовать для отопления домов или в промышленных целях. Другие стратегии по минимизации экологического ущерба от геотермальных отработанных вод включают обратное закачивание в пласт и применение замкнутых циклов» [7].
Совместное производство геотермального тепла совместно с нефтяными и газовыми скважинами.
«Во многих существующих нефтяных и газовых резервуарах имеется значительное количество высокотемпературной воды под высоким давлением. Эта высокотемпературная жидкость может совместно использоваться для получения геотермального тепла наряду с добычей ресурсов нефти и газа. В некоторых случаях совместная эксплуатация этих ресурсов может даже повысить добычу нефти и газа. Однако, для того, чтобы задействовать весь потенциал необходимо укрепление технологических систем и совместное производство геотермальной электроэнергии для нефтяных и газовых скважин» [5].
Эти новые источники энергии е за счет тепла земли должны поддерживаться беспрецедентным уровнем федерального финансирования. Возможные инвестиции в новые источники энергии начнут производить значительные чистые выгоды в будущем.
2 Практическая часть
2.1 Задание на курсовую работу
Данные по составу сточных вод химического завода приведены в таблице 2 для различных вариантов расчета.
Данные по составу воды реки Н выше выпуска сточных вод приведены в таблице 3 для различных вариантов расчета.
Примечания:
1. Выпуск очищенных сточных вод проектируется в стрежень реки, поэтому значение коэффициента в уравнении (8) для всех вариантов расчета принимается равным
= 1,5.
2. Значение коэффициента извилистости реки в уравнении (8) для всех вариантов расчета принимается равным = 1,0;
Таблица 1 - Данные для выполнения расчетной части
Номер
варианта
2
городских сточных
вод Qгсв
5,2
производственных
стоков Qпсв
0,41
речной
воды Qp
64
скорость
глубина
реки Нcp, м
1,22
воды в реке , м/с
0,31
Таблица 2 - Данные для выполнения расчетной части
2.2 Методика определения соответствия условий спуска сточных вод в городскую канализацию
Допустимая концентрация загрязняющих веществ в очищенном стоке после городских очистных сооружений, сбрасываемом в водоем, определяется условием, что концентрации загрязнений в речной воде не должны превышать их ПДК в створе, расположенном на водотоках (реках) в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.д.), а на непроточных водоемах и водохранилищах - в одном километре в обе стороны от пункта водопользования. Решение этой задачи осуществляется по уравнению:
, (1)
где Спдк – ПДК загрязняющего вещества в воде водоема, в который осуществляется сброс городских очищенных сточных вод, мг/л;
Св – фактическая концентрация того же вещества в воде водного объекта до сброса в него городских очищенных сточных вод, мг/л;
n – кратность разбавления очищенных сточных вод в расчетном створе водного объекта (реки), расположенном в одном километре выше ближайшего по течению пункта хозяйственно-питьевого водопользования.
Кратность разбавления очищенных сточных вод речной водой n в расчетном створе определяется по формуле:
(2)
где Qp – расход воды в реке, м3/с;
Qос – расход городских очищенных сточных вод, сбрасываемых в реку, м3/с;
– коэффициент смешения сточных вод с водой реки в расчетном створе.
Величина Qос определяется по уравнению:
, (3)
где Qпсв – расход производственных сточных вод промышленного предприятия, сбрасываемых в городскую канализацию, м3/с;
Qгсв – расход городских (бытовых) сточных вод, поступающих на городские очистные сооружения, м3/с.
Величина коэффициента обеспеченности смешения для проточных (незарегулированных) водоемов определяется по методу Фролова – Родзиллера:
, (4)
Коэффициент β определяется по уравнению:
, (5)
где L – расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа водного объекта расположенного в одном километре выше ближайшего по течению пункта хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования;
α – коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения, определяется по формуле:
, (6)
где ξ – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем; при выпуске у берега он равен 1, при выпуске в стрежень реки он равен 1,5;
φ – коэффициент извилистости реки, он равен отношению расстояния по фарватеру от места выпуска сточных вод до створа ближайшего пункта водопользования (Lф) к расстоянию до того же пункта по прямой (L):
. (7)
E – коэффициент турбулентной диффузии, который для равнинных рек определяется по формуле:
, (8)
где ucp – средняя скорость течения на участке между выпуском сточных вод и створом пункта водопользования, м/с;
Нср – средняя глубина водоема на том же участке, м.
Допустимая концентрация загрязнений в смеси бытовых и промышленных сточных вод, поступающей на городские очистные сооружения:
, (9)
где А – эффективность удаления загрязнения на городских очистных сооружениях, %.
Величина расчетного показателя загрязнения смеси бытовых и производственных сточных вод Ссм, определенная расчетом, приобретает значение контрольной величины на период эксплуатации городских очистных сооружений и кладется в основу лимита – предельно допустимого для данного предприятия сброса в городскую канализацию загрязнения.
Допустимая концентрация загрязнений в промышленных сточных водах, сбрасываемых в городскую канализацию:
, (10)
где Сгсв – содержание загрязнений в городских сточных водах, мг/л.
Если полученное значение допустимого содержания загрязнений Сд.псв в производственном стоке меньше фактического значения Спсв, т.е. выполняется условие Сд.псв < Спдв, то условия сброса производственных сточных вод в городскую канализацию соответствуют санитарным требованиям. Если Сд.псв > Спдв, то санитарные требования к сбросу сточных вод в канализацию не выполняются и необходима их предварительная очистка.
Эффективность очистки производственных сточных вод перед сбросом в канализацию определяется по формуле:
, (11)
2.3 Расчет определения соответствия условий спуска сточных вод в городскую канализацию
Исходные данные для расчета согласно таблицам 1 и 2:
- расход сточных вод завода (производственных сточных вод) Qпсв = 0,41 м3/с;
- расход городских сточных вод Qгсв = 5,2 м3/с;
- расход речной воды в реке Qp = 64 м3/с;
- средняя скорость течения ucp =0,31 м/с;
- средняя глубина реки Hcp = 1,22 м/с;
- сточные воды завода содержат метанол;
- содержание метанола в сточной воде завода Спсв = 40 мг/л;
- содержание метанола в речной воде выше места выпуска очищенных сточных вод Св = 0,1 мг/л;
- содержание метанола в городских сточных водах Сгсв = 0,5 мг/л;
- ПДК метанола в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения Спдк = 3,0 мг/л;
- эффективность очистки сточных вод от метанола на городских очистных сооружениях А = 90 %.
Определение допустимой концентрации загрязняющих веществ в очищенном стоке после городских очистных сооружений, сбрасываемом в водоем.
1. Определение коэффициента смешения γ:
1.1. Коэффициент турбулентной диффузии (уравнение 8):
.
1.2. Расход очищенных сточных вод, сбрасываемых в реку городскими очистными сооружениями (уравнение 3):
.
1.3. Коэффициент α (уравнение 6):
0,0275.
где ξ =1,5 при выпуске сточных вод в стрежень реки, а φ=1,0.
1.4. Коэффициент β (уравнение 5):
Вычисляется значение выражения в числителе уравнения
.
Вычисляется значение коэффициента β:
где L = 4000 м – расстояние от места выпуска сточных вод до створа, расположенного на 1 км выше по течению реки границы пункта В.
1.5. Коэффициент
(уравнение 4):
Определение кратности разбавления очищенных сточных вод речной водой (уравнение 2):
Допустимая концентрация примеси в очищенном стоке, сбрасываемом в реку после очистных сооружений (уравнение 1):
Допустимая концентрация загрязнений в смеси бытовых и промышленных сточных вод, поступающей на городские очистные сооружения (уравнение 9):
Допустимая концентрация загрязнений в промышленных сточных водах, сбрасываемых в городскую канализацию (уравнение 10):
2.4 Выводы по полученным результатам
Сравнение полученного значения Сд.псв с фактическим значением содержания метанола в производственных сточных водах Спсв.
Фактическое содержание метанола в производственных сточных водах завода составляет Спсв = 40мг/л. Расчетное значение допустимого содержания метанола составляет Сд.псв = 96,4558 мг/л, т.е. больше фактического значения. Следовательно, сброс сточных вод в городскую канализацию с таким содержанием метанола допустим.
Результаты расчетов допустимости сброса сточных вод промышленного предприятия в городскую канализацию оформляются в таблицу 3
Таблица 3 - Расчет допустимости сброса сточных вод промышленного предприятия в городскую канализацию
Продолжение таблицы 3
Заключение
В работе выполнены два задания – изучение теоретического вопроса и выполнение практических расчетов, согласно варианту задания.
В теоретической части изучалась вопросы гейзерной энергетики, ее перспективы развития, достоинства, недостатки.
Эти подземные резервуары пара и горячей воды могут быть использованы для выработки электроэнергии или для непосредственного отопления и охлаждения зданий.
Система геотермального теплового насоса может использовать постоянную температуру верхних десяти футов (трех метров) поверхности Земли для обогрева дома зимой, в то же время извлекая тепло из здания и передавая его обратно на относительно более прохладную поверхность в лето.
Геотермальная вода из глубины Земли может быть использована непосредственно для отопления домов и офисов или для выращивания растений в теплицах.
В практической части рассчитывались условия спуска сточных вод в городскую канализацию. На основании проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что фактическая эффективность очистки сточных вод от метанола на городских очистных сооружениях на уровне 90% обеспечивает необходимые требования по экологической безопасности.
Список используемых источников
1. Васильев И.И. Альтернативная энергия: электричество из недр [Электронный ресурс] : Цифровое издание 3DNews Daily Digital Digest. URL: https://3dnews.ru/581382 (дата обращения 30.06.2020).
2. Вронский В. А. Экология и возобновляемые источники энергии. Геогр. и экол. в шк. XXI века. 2014, N 3, с. 3-8.
3. Данилов Н. И.(ред.) Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Материалы Всероссийской научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, Екатеринбург, 16-19 дек., 2014. Т. 2. Екатеринбург: УрФУ. 2015, 294 с., ил..
4. Кравцов Ю. Реальные перспективы альтернативной энергетики [Электронный ресурс] // Наука и инновации. 2010, № 9. URL: http://innosfera.org/ alt_energy (дата обращения:30.06.2020).
5. Суслов К. В., Уколова Ев. В., Уколова Ек. В. Экономика и возобновляемые источники энергии. Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: Сборник научных трудов. Вып. 15. Иркутск. 2015, с. 94-98.
6. Фортов В. Е., Попель О. С. Возобновляемые источники энергии в России. Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы: Материалы 2 Международной конференции, Махачкала, 27-30 сент., 2010. Махачкала. 2010, с. 4-23.
7. Bhattacharyya, S. (2019), “Fossil-fuel dependence and vulnerability of electricity generation: Case of selected
8. Blyth, W., N. Lefevre (2014), Energy Security and Climate Change: An Assessment Framework, OECD/IEA, Paris.
9. Cameron, R. and J.H. Keppler (2015), “The security of energy supply and the contribution of nuclear energy”, OECD, Paris, NEA News, Vol. 28, Issue 2, pp. 4-8.
10. Ratbach B. Электромобильность и возобновляемые источники энергии. Laden von Elektrofahrzeugen im Smart Home. DE: Elektrohandwerk. 2015. 90, N 12, с. 44-47.