Методика расчета предельно допустимых выбросов в атмосферу

В соответствии с ГОСТ 17.2.1.04 – 77 загрязнение атмосферы означает «изменение состава атмосферы в результате наличия в ней примесей». Количественная оценка уровня загрязнения атмосферы выражается через концентрацию примеси.

На практике принято достаточно высокую концентрацию газообразных вредных веществ измерять в объемных процентах (%), меньшую – количеством частей на миллион–млн^-1. Иногда при изменении концентрации пользуются массовым содержанием веществ в мг/л (г/м³).

Для оценки загрязнения вредными примесями окружающей среды используется модель процесса переноса примеси, согласно которой определяется C_m – максимальное значение примеси при наиболее неблагоприятных климатических условиях по формуле:

(4.1)

где: A – коэффициент, характеризующий неблагоприятные конвективные условия, скорость ветра, неблагоприятную для рассеивания выбросов данного источника, приподнятые инверсии непосредственно над источником выбросов, штилевые зоны и туманы;

M – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере;

m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода примеси, зависящие от стратификации и других факторов состояния атмосферы;

H – высота выброса над уровнем подстилающей поверхности, м;

η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для расчетов принять η=1);

∆T – разница температур примеси и окружающего воздуха, ^ºС;

Q₁ – расход примеси [м³/с].

При вычислении средней концентрации потока примеси стационарного источника необходимо также учитывать начальный объем примеси ∆H, м, определяющейся ее скоростью выхода V, м/с, и перегревом ∆T относительно окружающего воздуха T_a, ^ºС, а также радиусом устья трубы R₀, м. Тогда H представляет сумму ∆H и геометрической высоты источника H_и:

H=∆H+ H_и (4.2)

(4.3)

где U_ф – скорость ветра на уровне флюгера, м/с, т. е. z_ф = 10м;

V – скорость выхода примеси, м/с.

Для центральной части европейской территории РФ коэффициент А=120; для северной и северо-западной части, Среднего Поволжья, Урала А=160; для района Сибири и Дальнего Востока А= 200.

Коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе F. Для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей F=1, для пыли и золы F=2…3.

Безразмерный коэффициент m определяется по формуле:

(4.4)

в которой параметр f определяется по формуле:

(4.5)

где D_и – диаметр источника выброса, м.

Значение безразмерного коэффициента n определяется по формулам:

(4.6)

при V_m ≤ 0,3 n=3

при 0,3 < V_m ≤ 2 (4.7)

при V_m >2 n=1

где величина V_m определяется расходом газовоздушной смеси Q₁ в устье источника выброса, м/с:

(4.8)

Приземная концентрация вредных веществ С_m при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимальных значений на оси факела выброса (по направлению ветра) на расстоянии Х_m от источника выброса. Величина Х_m определяется по формуле:

Х_m = d H, (4.9)

где d – безразмерная величина, определяемая в зависимости от значения V_m:

при V_m ≤ 2 (4.10)

при V_m > 2 (4.11)

Когда безразмерный коэффициент F ≥ 2, величина Х_m пределяется по формуле:

(4.12)

Опасная скорость ветра U_m [м/с], при которой имеет место наибольшее значение С_m, зависит от величина V_m:

при V_m ≤ 0,5 U_m = 0,5 м/с;

при 0,5 < V_m ≤ 2 U_m = V_m; (4.13)

при V_m > 2

При поступлении в воздух вредных веществ, обладающих одинаковой направленностью воздействия на среду, сумма их относительных концентраций не должна превышать единицы:

(4.14)

где С_i – фактическая концентрация веществ [мг/м³]; ПДК_i – предельно допустимая концентрация соответствующего вещества [мг/м³].

Предельно допустимый выброс (ПДВ) для одиночного источника определяется по формуле:

(4.15)

где С_ф – фоновая концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха, мг/м³, справочная величина или выбирается равной 1/3 ПДК.

Пример расчета

Оценить выброс вредных веществ от стационарного источника, используя исходные данные, представленные в таблице 4.1 и 4.2

Таблица 4.1- Содержание загрязняющих веществ в выбросах

Таблица 4.2 – Характеристика источника выброса

Выполнение расчетов:

1. Определение максимального значения концентраций для каждой примеси

1.1 Определение скорости и высоты выброса по формуле 4.6:

V = = = 2,8 м/с

где = 2,2 м³/с = 1 м

1.1.1 Определение начального подъема примеси по формуле 4.3:

∆Н = · = = 1,3 м

где V = 2,8 м/с = 0,5 м = 8 м/с q = 9,8 м/с Tа = 30°С

1.1.2 Определение высоты выброса по формуле 4.2

Н =Н_и + ∆Н = 35+1,3 =36,3 м

где Н_и= 35 м ∆Н = 1,3 м

1.2 Определение коэффициентов, зависящих от состояния атмосферы

1.2.1 Определение коэффициента по формуле 4.5

= = = 0,025

где V= 2,8 м/с = 1 м Н = 36,3 м T= 230°

1.2.2 Определение коэффициента m по формуле 4.4

m = = = 1,5

где = 0,025

1.3 Определение коэффициента n

1.3.1 Определение опасной скорости выброса загрязняющих веществ по формуле 4.8

= = = 1,5 м/с

где м³/с

Т = 230°С = 30°С

1.3.2 Определение коэффициента n по формуле 4.7

n = = = 1,1

где = 1,5 м/с

выбираем n = 1,1 т.к < 2

1.4 Выбор коэффициентов А, F, η: А = 160; F(для газов) = 1; F (для сажи) = 2; η = 1

1.5 Определение максимального значения концентрации для каждой примеси по формуле 4.1:

С (сажи) = = = 0,3 м³/с

где М = 6,2 г/с

А =160; F = 2; m = 1,5; n = 1,1; η = 1

Н = 36,3 м; м /с; Т = 230°С Т_а = 30°С

С (SО₂) = = = 0,4 м³/с

где М = 14,2 г/с; F = 1

С (СО₂) = = = 0,34 м³/с

где М = 12,5 г/с; F = 1

С (СО) = = = 0,5 м³/с

где М = 17,25 г/с; F = 1

2 Определение расстояния, распространения максимальных концентраций примеси

2.1 Определение коэффициента d по формуле 4.10, т.к. V_m = 1,5, значит V_m < 2

d = 4,95· V_m ·(1+0,2· ) = 4,95·1,5·(1+0,28· ) = 9

где V_m = 1,5 м/с = 0,025

2.2 Определение расстояния, распространения максимальных концентраций примесей по формуле 4.9

Х_m (для газов) = d·H = 9·36,3 = 326,7 (м)

где d = 9; Н = 36,3 м

Х_m (сажи) = = = 245,03 (м)

где F = 2

2.3 Определение опасной скорости ветра по формуле 4.13 U_m = V_m т.к V_m = 1,5 < 2

3. Определение ПДВ для каждого вещества по формуле 4.15

ПДВ(сажи) = = = 0,6 (мг/м³)

где ПДК = 0,05 мг/м³; Н = 36,3 м

м /с; Т = 230°С; Т_а = 30°С

ПДВ (SО₂) = = = 1,2 (мг/м³)

где ПДК = 0,05 мг/м³

ПДВ (СО₂) = = = 122,7 (мг/м³)

где ПДК = 5,0 мг/м³

ПДВ (СО) = = = 73,6 (мг/м³)

где ПДК = 3,0 мг/м³

3.1 Определение степени опасности загрязнения

= = 6 > 1- концентрация сажи в выбросах предприятия превышает ПДК

= = 8 > 1 - концентрация сернистого газа в выбросах предприятия превышает ПДК

= = 0,07 < 1 - концентрация углекислого газа в выбросах предприятия не превышает ПДК

= = 0,005 < 1 - концентрация угарного газа в выбросах предприятия не превышает ПДК

3.2 Определение эффекта суммации по формуле 4.14

= 6+8+0,07+0,005 = 14,075 – загрязнение опасное.

Исходные данные для расчета

Таблица 4.3 - Содержание загрязняющих веществ в выбросах

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

«Определение санитарно-защитной зоны предприятия»

Цель работы: овладение методикой определения размеров санитарно-защитной зоны предприятия.

Задание для расчета

Определить размеры санитарно-защитной зоны предприятия, используя расчеты практической работы №4 и исходные данные, представленные в таблице 5.2.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: