Материальный баланс биологических очистных

Сооружений

Израсходовано			Получено
Наименование сырья и продуктов	Содержание основного вещества	Масса вещества в %-ом отчислении	Наименование конечных продуктов отходов	Содержание основного вещества, %	Масса, кг, вещества в %-ом отчислении
Сточная вода Органические вещества   Неорганические вещества Итого	96   2,8   1,2 100	96   2,8   1,2 100	Очищенная вода Биогаз Органический осадок Неорганический осадок Вода с осадком   Итого	100 –   3   3   94   –	58,4 1,6   1,2   1,2   37,6   100

 

Составление уравнений материального баланса предполагает обработку имеющейся информации о процессе, которая состоит из следующих этапов:

– построение диаграммы или технологической схемы с учетом всех известных количественных параметров системы;

– нахождение граничных условий решения задачи;

– определение компонентов, которые проходят через систему не изменяясь (сквозные компоненты);

– составление уравнений материального баланса;

– решение системы уравнений;

– представление полученных результатов в табличной форме.

Результаты материального баланса отображают в виде таблицы, состоящей из приходной и расходной частей.

Пример 3. Составление материального баланса водоснабжения города питьевой водой.

В городскую систему водоснабжения поступает вода из артезианской скважины со скоростью 1 м³/с. Концентрация солей в воде равна 10 кг/м³, поэтому часть воды пропускают через опреснительную установку. Из опреснительной установки вода идет в бак смешения с содержанием солей 0,1 кг/м³. Санитарные нормы содержания солей в воде – 0,5 кг/м³.

Составить материальный баланс водоснабжения, если из опреснительной установки выходит рассол с концентрацией солей 40,5 кг/м³.

Обозначения: Х ₁ – производительность опреснительной установки, м³/с; Х ₂ – скорость вывода рассола из опреснительной установки, м³/с.

Система уравнений материального баланса имеет такой вид:

Необходимо обратить внимание на то, что система уравнений материального баланса составлена для трех точек, а число неизвестных равно двум, поэтому первое уравнение после преобразования превращается в тождество.

Преобразуем и решим систему уравнений с точностью до двух значащих цифр:

Для удобства интерпретации полученные данные представим в виде матрицы:

В экологической системе материальные балансы составляют на основе приходных и расходных частей всех компонентов. Наиболее важные балансы экологических систем относятся к воде, питательным веществам, от которых зависит функционирование природы, отдельных элементов, участвующих в круговороте веществ.

Водный баланс составляют для круговорота воды в отдельном регионе или для планеты в целом; водохозяйственный баланс отражает количественное сопоставление водных ресурсов в пределах отдельного региона. Примеры других балансов экологических систем: газовый баланс, частный случай газового баланса – кислородный баланс; баланс экологических компонентов – количественное сочетание газов, воды, субстратов, растений-продуцентов, животных и других организмов, обеспечивающих экологическое равновесие определенного типа.

Контрольные вопросы к гл.1

1. Основные этапы развития биосферы под воздействием деятельности человека.

2. Предмет и объект мониторинга и экологической экспертизы

3. Законы являющиеся основой для проведения мониторинга и экологической экспертизы

4. В чем заключается основная идея закона физико-химического единства живого вещества?

5. О чем говорит закон преобразования и развития природы?

6. Следствия из закона динамического природного равновесия.

7. Предпосылки устойчивого, эволюционного развития биосферы.

8. Следствия закона снижения энергетической эффективности природопользования.

9. Характеристика круговорота веществ в природной среде.

10. Связь начал термодинамики и биологических процессов

11. Методы рационального использования энергии в промышленности и на транспорте.

12. Составление уравний материального баланса.