![]() Главная страница Случайная лекция ![]() Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика ![]() Мы поможем в написании ваших работ! |
Охрана атмосферного воздуха
Задание 1 Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Определить максимальную приземную (на высоте 2,0 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она наблюдается, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), т.е. при скорости ветра £0,5 м/с. Построить кривую распределения концентраций загрязнения в приземном слое атмосферы (для случая НМУ). Уточнить размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с розой ветров данного района.
Решение 1. Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий [11]. Значение ПДВ для одиночного источника с круглым устьем в случаях Сф < ПДК по каждому из вредных веществ определяется по формуле:
где ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3; Сф – фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3; H - высота источника выброса , м; V – расход газовоздушной смеси, м3/с
D - диаметр устья источника выброса, м; w - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с За величину DТ принимается разница между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, °С: DТ = Тг -Тв При определении значения DТ (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Тг (°С) - по действующим для данного производства технологическим нормативам. А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и учитывающий неблагоприятные метеорологические условия, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна. Величина А изменяется в пределах от 120 до 250, для Московской области А= 140. F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Значение F принимается: 1) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т. п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) F= 1 (например оксид углерода СО, оксид азота NO2) 2) для мелкодисперсных аэрозолей (кроме указанных в п.1) величина F зависит от среднего эксплуатационного коэффициента очистки выбросов (Э): не менее 90 % -F= 2; от 75 до 90 % - F= 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки – F= 3. т и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса. Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f и vм. Для круглых источников т и n рассчитываются по формулам:
если vм < 0,5, то n = 4,4vм если если vм ³ 2, то n = 1 h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h = 1,0.
2. Максимальная концентрация загрязняющего вещества при фиксированных выбросах (М, г/с) из одиночного точечного источника с круглым устьем, образующаяся при неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ), определяется по формуле:
При этом замеренная (фиксированная) масса загрязняющего вещества М может быть любая: больше или меньше величины ПДВ. Для расчета условно можно принять, что замеренное количество выбрасываемого вещества составило 60% величины ПДВ т.е. М = 0,6 ·ПДВ. Расстояние lmax (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация при НМУ достигает максимального значения Сmax, определяется по формуле: где d - аэродинамический коэффициент:
3. Построение кривой распределения приземных концентраций по оси факела. Приземная концентрация вредных веществ С в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях l (м) от источника выброса определяется по формуле: С = S × Сmax, мг/м3 где С – концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м3; s - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения l/ lmax по формулам:
4. Размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяется по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 в соответствии с классом опасности предприятия. Размера СЗЗ с учетом розы ветров, преобладающих в данном районе, корректируется по формуле: где l–длина румба по СЗЗ, м; L0 – размер СЗЗ по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03, м Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров (%); Р0 - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров (%); при восьмирумбовой розе ветров Р0 =12,5%
Пример выполнения задания 1 Рассмотрим котельную с одиночным источником выбросов. Котельная, работающая на мазуте, производит вредные выбросы, представленные оксидом углерода (СО). Котельная имеет одну дымовую трубу диаметром устья D =1,4 м и высотой Н= 40 м. Скорость выхода газовоздушной смеси w составляет 7 м/с, ее температура Тг=125°С. Степень очистки пылегазоочистного оборудования Э=80%. Котельная расположена в Московской области, местность ровная с перепадом высот менее 25м. Средняя температура самого жаркого месяца года Тв равна +25°С. Фоновые концентрации Cф загрязняющих веществ и климатические характеристики района предоставлены ГУ «Московский ЦГМС-Р». Фоновая концентрация СО = 2 мг/мг3. ПДКМР оксида углерода приведены в табл.1. ПДКмр = 5,0 мг/м3. В районе расположения котельной среднегодовая повторяемость направления ветров (при восьмиугольной розе ветров) составляет: C-17%, СВ-17%, В-16%, ЮВ-12%, Ю-10%, ЮЗ-7%, З-9%, СЗ-12%. Решение 1. Определение величины ПДВ для оксида углерода (СО) Разница температур: DТ = Тг-Тв =125-25 = 100°С; расход газовоздушной смеси:
Коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса:
при А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, А =140 (для Московской области); F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, F =1 так как СО - легкий газ, у которого скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0; h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, h=1 так как местность ровная, с перепадом высот менее 50м. Предельно-допустимый выброс равен: 2. Определение максимальной концентрации СО. Замеренное количество выбрасываемого вещества составило 60% от величины ПДВ М = 0,6 ×ПДВ = 0,6×348,3 = 209,0 г/с Максимальная концентрация оксида углерода равна: Проверим, соблюдается ли требование по охране воздуха: Сmax + Сф £ ПДК 1,80 + 2,0 = 3,8 мг/м3 < ПДК (5,0 мг/м3)
Расстояние от источника загрязнения, где наблюдается максимальная концентрация оксида углерода: При
3. Построение кривой распределение концентрации СО в приземном слое атмосферы. Для упрощения расчетов величина l принимается равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от lmax т.е.
С1 = S1 × Сmax = 0,41×1,8 =0,74 мг/м3 С2 = S2× Сmax = 0,89×1,8 =1,6 мг/м3
С3 = S3× Сmax = 0,96×1,8 =1,73 мг/м3
С4 = S4× Сmax =0,83×1,8=1,49мг/м3 По полученным данным строим кривую распределения концентрации СО по оси факела (рис. 1).
![]()
в приземном слое атмосферы Пространство под факелом по мере удаления от источника выброса можно условно разделить на три зоны: – зону переброса факела, характеризующуюся сравнительно невысоким содержанием вредных веществ; – зону задымления с максимальным содержанием вредных веществ, которая распространяется на расстоянии 10…49 высот трубы; – зону постепенного снижения концентрации вредных веществ. 4. Определение размеров СЗЗ и ее корректировка с учетом розы ветров. Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 котельная относится к V классу предприятий с нормативным размером СЗЗ 50 метров от центра дымовой трубы. В том случае, когда расчет показывает что Сmax + Сф ³ ПДК, за размер СЗЗ принимается расстояние от источника выброса до дальней границы зоны максимального задымления, где величина загрязнения равна 0,8Сmax. В данном случае Сmax + Сф < ПДК. Размер СЗЗ по различным румбам составляет:
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Таблица 4 Исходные данные для задания 1
* Значение ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл.1
Продолжение таблицы 4 Исходные данные
Охрана поверхностных вод Задание 2 Определить ПДС сточных вод из очистных сооружений города в реку, которая используется в качестве источника централизованного водоснабжения для другого населенного пункта, расположенного вниз по течению реки. Определить необходимую степень очистки по взвешенным веществам и БПКполн.
Решение Определение ПДС сточных вод проводится согласно Методике расчета предельно допустимых сбросов (пдс) веществ в водные объекты со сточными водами [12]. Для расчета ПДС сточных вод необходимо определить кратность разбавления (n)по методу В.А.Фролова – И.Д. Родзиллера:
где Q - расход воды в створе реки у места выпуска, м3/с; q - расход сточных вод, м3/с;
где L - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м; е – основание натурального логарифма, е=2,7 a- коэффициент, учитывающий гидравлические условия реки: где
D - коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек определяется по формуле: где Vср- средняя скорость течения реки на всем участке смешения, м/сек; Hср - средняя глубина реки на расчетном участке, м Величина ПДС определяется для всех категорий водопользования как произведение максимального часового расхода сточных вод - q(м3/ч) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества СПДС (г/м3): ПДС = q× CПДС, кг/ч При расчете сброса сточных вод определяется значение CПДС, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах для консервативных и неконсервативных веществ. Вещества называются консервативными, когда концентрация загрязняющих веществ изменяется только при их разбавлении. Для неконсервативных веществ концентрация изменяется вследствие протекания химических, физико-химических и биохимических процессов, которые называются процессами самоочищения. 1. Определение СПДС для консервативных загрязняющих веществ: где СПДК- предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, мг/л или г/м3(табл. 2); Сф- фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м3; Отдельно рассматриваются взвешенные вещества, так как в действующей системе экологического нормирования ПДК для взвешенных веществ не установлена. Согласно «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения» содержание в водоеме взвешенных веществ ниже сброса сточных вод не должно увеличиваться по сравнению с фоновыми показателями более, чем на 0,25 мг/л. При условии, что Ссм = ПДК, а содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на 0,25мг/л по сравнению Сф (т.е. DС = 0,25 мг/л), формула СПДС для взвешенных веществ имеет вид: 2. Определение СПДС для неконсервативных загрязняющих веществ где k- коэффициент неконсервативности, 1/сут; Значение коэффициента неконсервативности принимается по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитывается исходя из температуры и скорости течения воды реки;для данного случая k=0,006 t - время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут. где
Биологическая потребность в кислороде (БПК) - количество кислорода, необходимое для полного биологического окисления загрязнений содержащихся в сточных водах. Показатель загрязнения воды, характеризуемый количеством кислорода, которое за установленное время (обычно 5 суток- БПК5 или 20 суток -БПКполн) пошло на окисление загрязнителей при температуре 20°С, содержащихся в единице объема воды (мг/л или г/м3.) Определение СПДС по БПК. где k0 - осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обусловливающих БПКполн фона и сточных вод, 1/сут; k0 = 0,065 1/сут; Сп.в. - концентрация, обусловленная органическими веществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега. Значение Сп.в принимается равным: для горных рек – 0,6 - 0,8 г/м3; для равнинных рек– 1,7 -2 г/м3; для рек болотного питания – 2,3 - 2,5 г/м3. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то Сп.в принимается равной нулю. Необходимая степень очистки для очистных сооружений определяется по формуле:
где Спост – концентрация вещества поступающего на очистные сооружения, г/м3 Пример выполнения задания 2 Определить ПДС сточных вод в реку. Сброс сточных вод осуществляется в реку, среднемесячный расход Q при 95% обеспеченности составляет по данным гидрометеорологической службы 30 м3/с. Средняя скорость течения реки Vср на участке от выпуска до расчетного створа равна 0,64 м/с. Средняя глубина реки Нср равна 1,2м. Выпуск сточных вод производится с расходом q равным 0,6 м3/с. Выпуск береговой. Для водотоков I категории (водоемы санитарно-бытового водопользования) соответствие нормам проверяется в створе, расположенном на 1 км выше водозабора. Расстояние от места выпуска до расчетного створа по фарватеру Lф = 3,5 км. Участок прямой, извилистость выражена слабо. Река используется в качестве источника централизованного водоснабжения и содержит фоновые концентрации: БПКполн = 1,8 мг/л, взвешенных веществ Концентрация взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на очистные сооружения Спост=200 мг/л, содержание органических веществ, выраженных БПКполн = 250 мг/л.
Рис.3 Схема сброса сточных вод в реку Решение 1. Определение кратности разбавления: Коэффициент турбулентной диффузии: Коэффициент, учитывающий гидравлические условия реки: Коэффициент смешения: Кратность разбавления сточных вод равна:
2. Определение ПДС для консервативных веществ: Для сульфатов: ПДК сульфатов равна 500 мг/л (см. табл. 2) Допустимая концентрация SO4 равна: Предельно допустимый сброс равен: Для хлоридов:
Для взвешенных веществ:
3. Определение ПДС для неконсервативных веществ: Для нефтепродуктов
Время добегания сточных вод:
ПДС по БПК: Поскольку время добегания t = 0,06 сут < 0,5 сут то Сп.в. =0 1. Определение необходимой степени очистки для очистных сооружений По взвешенным веществам: По БПК:
Таблица 5 Исходные данные для задания 2
Продолжение таблицы 5
Значение ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл.2
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 376; Нарушение авторских прав ![]() Мы поможем в написании ваших работ! |