2020-09-24
2315Расчет предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу от одиночного источника
Цель I части работы: Ознакомиться с принципами расчета предельно допустимых выбросов в атмосферу от стационарных источников.
Задание к I части работы:
1. Ознакомиться с исходными материалами и примером расчета
2. Ответить на контрольные вопросы
3. Рассчитать максимальную концентрацию ЗВ и определить ПДВ по вариантам (табл. 2.2).
Основные положения: Рассмотрим расчет ПДВ для стационарного источника без учета фонового загрязнения от уже функционирующих предприятий.
Пример: Источник: котельная с одной дымовой трубой (без очистки), находящейся на ровной, открытой местности, Томская область (см. табл. 2.1).
Таблица 2.1
| Характеристики, обозначения | Значение |
| Высота дымовых труб, Н | 35 м |
| Диаметр устья трубы, D | 1,4 м |
| Скорость выхода газовоздушной смеси, w0 | 7 м/с |
| Температура газовоздушной смеси, Тг | 125 °С |
| Температура окружающего воздуха, Тв | 25 °С |
| Выброс двуокиси серы, Мso2 | 12 г/с |
| Выброс золы, Мз | 2,6 г/с |
| Выброс двуокиси азота, МNO2 | 0,2 г/с |
| Максимальные разовые ПДК SO2 золы NO2 | 0,5 мг/м3 0,5 мг/м3 0,085 мг/м3 |
Расчет ведем по формуле (2.1), согласно методике ОНД-86 Госкомгидромета
| См = | A M F m n h | , где (2.1) | |||
| H2 3ÖV1 DT | |||||
| См (мг/м3) | - | максимальное значение приземной концентрации вредного вещества при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем | |||
| А | - | коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, для большинства районов Сибири = 200, Московской обл. =140, Читинской обл. = 250 | |||
| M (г/с) | - | масса вр. вещества, выбрасываемого в атмосферу в ед. времени | |||
| F | - | безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, для веществ, скорость оседания которых практически равна нулю F= 1, при отсутствии очистки от мелкодисперсных аэрозолей F=3 | |||
| m, n | - | коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса | |||
| h | - | безразм. коэф-т, учитывающий влияние рельефа местности, в случае слабо-пересеченной местности с перепадом высот не превышающим 50 м на 1 км, h=1 | |||
| H (м) | - | высота источника выброса над уровнем земли | |||
| V1 (м3/с) | - | расход газовоздушной смеси | |||
| DT (ºС) | - | разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси (по действующим технологическим нормативам) и температурой окружающего воздуха (равная средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца года) | |||
Значения m и n рассчитываются по формуле, или снимаются с графика, приведенного в Методических рекомендациях ОНД-86.
В нашем случае m = 0,98 и n = 1, а расход газовоздушной смеси:
| V1 = | p D2 w0 | = | p 1.42 7 | = 10.8 м3/с |
| 4 | 4 |
Расчет концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях:
1. Двуокиси серы
| См so2 = | 200 * 12 * 1 * 0,98 * 1 * 1 | = 0,19 мг/м3 |
| 352 3Ö10,8 · (125-25) |
2. Окислов азота: Аналогично п.1, См NO2 = 0,003 мг/м3
3. Золы: Аналогично п.1, однако золоочистка отсутствует, поэтому F = 3,
следовательно, См золы = 0,12 мг/м3
Вывод: значение максимально возможной концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях ниже ПДК, следовательно, ПДВ (т/год) равно фактическому выбросу, который можно рассчитать с помощью данных по выбросу, приведенных в таблице 2.1.
Таблица 2.2
Данные для расчета
| № вар. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| А | Мос. | Чита | Сиб | Мос. | Чита | Сиб | Мос. | Чита |
| Н | 30 | 25 | 52 | 45 | 40 | 48 | 37 | 29 |
| D | 1,2 | 1,0 | 1,8 | 1,6 | 1,4 | 1,4 | 1,3 | 1,2 |
| w0 | 6 | 5 | 8 | 8 | 7 | 8 | 7 | 6 |
| Тг | 150 | 100 | 120 | 125 | 115 | 105 | 100 | 125 |
| Тв | 15 | 20 | 23 | 21 | 19 | 11 | 25 | 16 |
| Мso2 | 10 | 79 | 16 | 715 | 14 | 13 | 312 | 11 |
| Мзол | 2,8 | 3,0 | 347 | 3,2 | 2,8 | 502 | 1,9 | 2,5 |
| МNO2 | 19,3 | 0,2 | 0,5 | 0,4 | 30,3 | 0,4 | 0,3 | 22,2 |
| № вар. | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| А | Сиб | Мос | Чита | Сиб | Мос | Чита | Сиб | Мос |
| Н | 42 | 38 | 43 | 47 | 32 | 26 | 21 | 34 |
| D | 1,6 | 1,6 | 1,5 | 1,6 | 1,1 | 1,1 | 0,9 | 1,3 |
| w0 | 8 | 8 | 7 | 9 | 7 | 6 | 5 | 8 |
| Тг | 115 | 125 | 117 | 123 | 118 | 116 | 121 | 114 |
| Тв | 10 | 21 | 9 | 11 | 21 | 6 | 12 | 13 |
| Мso2 | 17 | 115 | 14 | 213 | 10 | 12 | 208 | 17 |
| Мзол | 850 | 3,2 | 2,8 | 2,9 | 191 | 2,7 | 2,2 | 301 |
| МNO2 | 0,6 | 0,3 | 21,4 | 0,9 | 0,6 | 170 | 0,8 | 0,5 |
Расчет ПДВ для стационарного источника с учетом фонового загрязнения
Расчеты ПДВ выполняются, как правило, при проектировании предприятия и выборе места его расположения на местности с учетом технологического процесса и при планировании изменения технологического процесса, либо при изменении проектных мощностей.
При установлении ПДВ загрязняющих веществ необходимо учитывать, что средняя суточная концентрация Сi каждого i-го загрязняющего вещества в приземном слое атмосферы населенных пунктов не должна превышать его предельно допустимой концентрации ПДК (см. значения ПДК в таблице 2.3).
При наличии фонового загрязнения атмосферы (оно характеризуется значением Сфон), которое может возникнуть при расположении на данной территории функционирующих предприятий, уже выбрасывающих в атмосферу аналогичные загрязняющие вещества, необходимо, чтобы совместное загрязнение атмосферного воздуха было ниже ПДК [т.е. (См+Сф)<ПДК]. В этом случае при размещении предприятия на данной территории с учетом уже имеющихся предприятий экологическая обстановка в любой точке территории при любых метеоусловиях будет пригодной для жизни людей.
Для зон курортов, мест размещения зон отдыха населения и других территорий с повышенными требованиями к охране атмосферного воздуха вместо ПДК необходимо применять значение, равное 0,8 ПДК.
При расчете См необходимо определить все предприятия, выбрасывающие в атмосферу аналогичные загрязняющие вещества, определить уровень концентрации ЗВ от имеющихся источников в районе размещаемого предприятия. Полученные значения концентрации для расчетных предприятий будут считаться фоновыми концентрациями ЗВ в атмосферном воздухе.
Контрольные вопросы:
1. Какие данные необходимы для расчета ПДВ?
2. Если рассчитанная максимальная концентрация загрязняющих веществ выше ПДК как вычислить ПДВ?
3. Как производится расчет ПДВ при наличии фонового загрязнения атмосферы от других источников?
Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий
Целью II части работы является определение границ санитарно-защитной зоны предприятия и графическое изображение контуров зоны в зависимости от розы ветров.
Задание ко II части работы:
1. Для источника выбросов Вашего варианта необходимо рассчитать расстояние до границы СЗЗ, используя при этом восьмирумбовую розу ветров.
2. Расчеты выполнить для всех загрязняющих веществ.
3. Результаты расчетов изобразить графически, отмерив в масштабе на векторах каждого направления ветра расстояние, на котором достигается концентрация каждогоиз выбрасываемых загрязняющих веществ, равная 1ПДКс.с. Полученные для каждого из веществ точки соединить замкнутой ломаной линией.
4. Из полученных оценок выбрать наибольшую, приняв ее за границу санитарно-защитной зоны предприятия. На чертеже, представляемом для отчета, следует показать окончательные контуры СЗЗ.
Основные положения:
Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий
Размеры СЗЗ в зависимости от розы ветров определяются по формуле:
L = x • P/P0 (2.2)
где L, м - расстояние от источника выбросов до границы СЗЗ в рассчитываемом румбе розы ветров (значения L, как правило, различаются для ветров разных направлений);
Р, % - среднегодовая повторяемость направлений ветра рассматриваемого румба;
P0, % - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров (например, при восьмирумбовой розе ветров P0 = 12,5 %).
х, м - расстояние до участка местности в данном направлении, где концентрация загрязняющего вещества равна 1 ПДКс.с. (рассчитывается при 1 < х/хmax < 8) используя формулу:
x = 2,77 xmax (1,13 См /ПДКс.с. – 1)1/2 (2.3)
xmax – расстояние от источника выбросов, на котором достигается максимальная концентрация ЗВ, рассчитывается по формуле:
xmax = 0,25 (5-F) • k • H (2.4)
где k - безразмерный коэффициент, рассчитываемый с помощью формул (приложение 1), Н, м - высота трубы (такая же, как в I части работы).
См - максимальное значение приземной концентрации вредного вещества при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем, рассчитывается по формуле 2.1.
ПДКс.с. - средняя суточная ПДК веществ в атмосфере (см. таблица 2.3.).
Примечание: для некоторого пункта в Томской области имеет место следующая повторяемость направлений ветров:
| С - 9% | В - 8%; | Ю -37%; | З - 6% |
| С-В -10%; | С-З- 8%; | Ю-З -16%; | Ю-В - 6%. |
!!! Размеры санитарно-защитной зоны не могут быть меньше расстояния, определенного СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01.
Таблица 2.3
Средняя суточная ПДК некоторых веществ в атмосфере населенных пунктов
| Вещество | ПДК с.с., мг/м3 | Вещество | ПДК с.с., мг/м3 |
| акролеин | 0,03 | пропилен | 3,0 |
| аммиак | 0,04 | пыль | 0,15 |
| Анилин | 0,03 | пыль цементная | 0,01 |
| ацетон | 0,35 | ртуть металлическая | 0,0003 |
| бензол | 0,1 | сажа | 0,05 |
| диоксид серы | 0,05 | свинец | 0,0003 |
| диоксид углерода | 3,0 | сероводород | 0,008 |
| зола | 0,5 | спирт метиловый | 0,5 |
| медь | 0,002 | спирт этиловый | 5,0 |
| никель | 0,001 | фенол | 0,003 |
| окислы азота | 0,04 | формальдегид | 0,003 |
| окись этилена | 0,03 | хлор | 0,03 |
| оксид углерода | 1,0 | хлористый водород | 0.2 |
Контрольные вопросы:
1. Перечислите принципы определения размеров санитарно-защитной зоны.
2. Если рассчитанные размеры СЗЗ меньше расстояния, определенного СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01, чему равны размеры СЗЗ в итоге?
