- •Воронежская государственная технологическая академия
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Методические рекомендации
- •Раздел 1
- •Ргр 1. Расчет концентрации загрязняющих веществ в районе выброса Теоретическая часть
- •Расчетная часть
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Ргр 2. Расчет предельно допустимого выброса Теоретическая часть
- •Расчетная часть
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Ргр 3. Расчет рассеивания от стационарных источников Теоретическая часть
- •Расчетная часть
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Ргр 4. Расчет и построение санитарно-защитной зоны предприятия Теоретическая часть
- •Расчетная часть
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Ргр 5. Расчет выделений загрязняющих воздух веществ при проведении окрасочных работ Теоретическая часть
- •Расчетная часть
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическая часть
- •Раздел 2 оценка возможности использования сточных вод и определение ущерба от загрязнения водного источника
- •Расчетная часть
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Ргр 2. Расчет класса опасности осадка и определение способов его утилизации
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Ргр 3. Определение допустимых норм внесения осадка как удобрения
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Ргр 4. Определение ущерба, наносимого предприятию из-за загрязнения водного источника Теоретическая часть
- •Расчетная часть
- •Содержание отчета
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
- •394017 Воронеж, пр. Революции, 19
Раздел 1
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Ргр 1. Расчет концентрации загрязняющих веществ в районе выброса Теоретическая часть
Загрязнение атмосферы представляет собой изменение состава атмосферы в результате наличия в ней примеси. Загрязняющим веществом называют примесь в атмосфере, оказывающую неблагоприятное действие на окружающую среду и здоровье населения.
При нормировании состояния воздушной среды используют предельно допустимые концентрации (ПДК) [1]:
ПДКр.з - это максимальная концентрация примеси в воздухе рабочей зоны производственных помещений, которая при ежедневной работе в течение 8 ч за все время рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений;
ПДКм.р - это максимальная разовая концентрация примеси в атмосферном воздухе, воздействие которой на организм человека не вызывает рефлекторных реакций. Эта концентрация установлена для предупреждения вреда человеку при кратковременном воздействии атмосферных примесей;
ПДКс.с - это максимальная среднесуточная концентрация примеси в атмосферном воздухе, которая в течение сколь угодно длительного времени не окажет прямого или косвенного влияния на организм человека.
Состояние воздушной среды оценивают по фактическим концентрациям примесей в данное время. Они изменяются в зависимости от метеорологических условий, характера выброса в атмосферу, вида и плотности жилой застройки и других факторов.
При неблагоприятных метеорологических условиях концентрация примесей в приземном слое атмосферы может достигать опасных для человека и окружающей среды значений. Она может определяться расчетным путем.
Расчетная часть
Цель работы: расчет концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях, определение расстояния от источников выброса, на котором концентрация вредного вещества становится максимальной.
Задание: рассчитать параметры максимального загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха источниками промышленных выбросов по варианту, заданному преподавателем (табл.1.1).
Т а б л и ц а 1.1
Исходные данные для расчета
|
Характеристика источника, м |
Параметры пылегазовоздушной среды в устье источника | |||||||
Координаты |
Вы-сота Н |
Дли-на L |
Ширина b |
Диа-метр D |
Ско-рость w0, м/с |
Загрязняющие вещества |
Концен-трация С, мг/м3 | ||
Х |
У | ||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
6655 |
825 |
29 |
- |
- |
0,42 |
14,66 |
Пыль зерновая |
16,2 |
2 |
6699 |
820 |
10 |
- |
- |
0,32 |
10,45 |
Пыль сахарная |
25,0 |
О к о н ч а н и е т а б л. 1.1. | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
3 |
6882 |
838 |
13 |
- |
- |
0,45 |
7,23 |
Пыль мучная |
3,4 |
4 |
6800 |
844 |
19 |
- |
- |
0,45 |
12,06 |
Пыль сухого молока |
19,1 |
5 |
6640 |
855 |
30 |
1,48 |
0,40 |
- |
11,49 |
Углерода оксид |
29,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Азота диоксид |
6,14 |
6 |
6710 |
870 |
12 |
- |
- |
0,25 |
1,20 |
Пыль металлич. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с содерж. диоксида кремния 70-20% |
7,0 |
7 |
6690 |
875 |
11 |
0,40 |
0,45 |
- |
15,32 |
Пыль органическая |
56,6 |
8 |
6727 |
860 |
3 |
0,20 |
0,20 |
- |
13,28 |
Марганца диоксид |
1,4 |
9 |
6850 |
830 |
2 |
- |
- |
0,30 |
3,60 |
Серная кислота |
0,7 |
10 |
6250 |
875 |
2 |
- |
- |
0,50 |
3,50 |
Натрия гидроксид (аэрозоль) |
0,75 |
11 |
6190 |
807 |
15 |
- |
- |
0,45 |
10,50 |
Аммиак |
30,0 |
12 |
6400 |
830 |
23 |
- |
- |
0,30 |
11,20 |
Сероводород |
21,5 |
13 |
6240 |
840 |
29 |
- |
- |
0,32 |
8,30 |
Метан |
10,2 |
14 |
6250 |
835 |
4 |
- |
- |
0,25 |
9,36 |
Метилмеркаптан |
25,5 |
15 |
6130 |
810 |
12 |
0,45 |
0,45 |
- |
3,45 |
Формальдегид |
5,5 |
16 |
6200 |
835 |
12 |
0,40 |
0,45 |
- |
9,20 |
Диоксид серы |
18,2 |
17 |
6550 |
852 |
12 |
- |
- |
0,50 |
3,20 |
Сажа |
32,0 |
18 |
6200 |
819 |
15 |
0,50 |
0,30 |
- |
6,40 |
Винилацетат |
86,0 |
19 |
6150 |
823 |
10 |
- |
- |
0,60 |
4,80 |
Пропанол |
69,5 |
20 |
6708 |
810 |
6 |
- |
- |
0,50 |
6,50 |
Фреон ХФУ-12 |
80,5 |
21 |
6600 |
830 |
20 |
0,6 |
0,4 |
- |
8,70 |
Этанол |
20,8 |
22 |
6700 |
853 |
12 |
- |
- |
0,60 |
1,30 |
Уксусная кислота |
40 |
23 |
6750 |
830 |
5 |
- |
- |
0,3 |
0,8 |
Пары парафина |
5 |
24 |
6720 |
810 |
9 |
- |
- |
0.4 |
1,4 |
Фенол |
1,5 |
25 |
6600 |
790 |
8 |
- |
- |
0,4 |
2,5 |
Метилэтилкетон |
2,5 |
26 |
6650 |
820 |
6 |
- |
- |
0,3 |
1,8 |
Метиламин |
0,8 |
27 |
6660 |
870 |
10 |
- |
- |
0,46 |
1,7 |
Ацетоальдегид |
1,9 |
28 |
6500 |
890 |
12 |
0,5 |
0,5 |
- |
2,4 |
Ацетон |
12,2 |
29 |
6600 |
880 |
8 |
- |
- |
0,5 |
1,9 |
Масляная кислота |
10,5 |
30 |
6200 |
840 |
7 |
- |
- |
0,4 |
2,9 |
Фурфурол |
1,9 |
Для расчетов величину Δ t принять равной:
для вариантов 1-15 – 0 ˚С,
для вариантов 16-30 – 20 ˚С.
1.Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из источника, которое достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм (м) от источника, определяют по формуле
АМFmn
См = + Сф, (1.1)
Н2 3V1t
где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H - высота источника выброса над уровнем земли, м; - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае слабопересеченной местности = 1; t - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси tг и температурой окружающего атмосферного воздуха tв , ˚С; Vi - расход газовоздушной смеси, м3/c; Сф – фоновая концентрация вещества, мг/м3 [3].
2. Объем газовоздушной смеси Vi (м3/с), выбрасываемой в единицу времени, вычисляют по формуле
Vi = D2w0 / 4 , (1.2)
где D - диаметр устья источника выброса, м; w0 - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из источника выброса, м/с.
Расчеты загрязнения атмосферы при выбросах газо-воздушной смеси из источника с прямоугольным устьем (шахты) производят по приведенным выше формулам при средней скорости w0 (м/с) и значениях D = Dэ (м) и Vi = Viэ (м3/с).
Эффективный диаметр устья Dэ (м) определяют по формуле
Dэ = 2Lb / (L + b), (1.3)
где L - длина устья, м; b - ширина устья, м.
Эффективный расход выходящей в атмосферу в единицу времени газовоздушной смеси V iэ(м3/с) определяют по формуле
V iэ = Dэ2 w0 / 4 (1.4)
Для источников с квадратным устьем (L = b) эффективный диаметр Dэ равняется длине стороны квадрата. Остальные расчеты рассеивания загрязняющих веществ производят как для выбросов из источника с круглым устьем.
3. Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимают по следующим данным.
-
Географическое положение объекта
Значение коэффициента А
Районы Бурятской АР и Читинской области
250
Европейская территории РФ: районы РФ южнее 50° с.ш., остальные районы Нижнего Поволжья, Кавказа; Азиатской территории РФ; Дальний Восток и остальная территория Сибири
200
Европейская территория РФ и Урала от 50 до 52° с.ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов
180
Европейская территория РФ и Урала севернее 52° с.ш. (за исключением Центра ЕТР)
160
Московская, Тульская, Рязанская, Владимирская, Калужская, Ивановская области
140
4. Массу вещества, выбрасываемого в единицу времени, М (г/с) определяют по формуле
М = СVi10-3. (1.5)
5. Значение безразмерного коэффициента F принимают:
а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю, равной 1;
б) для крупнодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т. п.) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % - 2; от 75 до 90 % - 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки - 3.
6. Значения коэффициентов m и n определяют в зависимости от параметров f, Vм, Vм и fе :
f = 1000w02D / (H2t); (1.6)
Vм = 0,653(Vit) / H; (1.7)
Vм = 1,3w0D / H; (1.8)
fе = 800(Vм)3. (1.9)
Коэффициент m зависит от f :
m = 1 / (0,67 + 0,1f + 0,34 3 f ) при f < 100; (1.10)
m = 1,47 / 3 f при f 100. (1.11)
Для fе < f < 100 значение коэффициента m вычисляется при f = fе.
Коэффициент n при f < 100 зависит от параметра Vм :
n = 1 при Vм 2 ; (1.12)
n = 0,532Vм2 - 2,13Vм + 3,13 при 0,5 Vм< 2; (1.13)
n = 4,4Vм при Vм < 0,5. (1.14)
При f 100 или t 0 коэффициент n определяется по формулам (1.12) – (1.14) при Vм = Vм.
7. Значение безразмерного коэффициента устанавливают на основе анализа картографического материала, представляющего рельеф местности. В случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, = 1, в других случаях значение выбирают из справочных таблиц.
8. При f 100 или t 0 и Vм 0,5 (холодные выбросы) значение максимальной приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) определяют по формуле
АМFn
См = К (1.15)
Н 3Н
где К = D / 8Vi = 1 / 7,1w0Vi . (1.16)
9. Аналогично при f < 100 и Vм< 0,5 или f 100 и Vм< 0,5 (случаи предельно опасных скоростей ветра) максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) рассчитывают по формуле
АМFm
См = (1.17)
Н2 3Н
где m - безразмерный параметр:
m = 2,86m при f < 100, Vм < 0,5;
m = 0,9 при f 100, Vм < 0,5.
10. Расстояние Хм (м) от источника, на котором при неблагоприятных метеорологических условиях достигается максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) определяют по формуле
Хм = (5 - F)dH / 4, (1.18)
где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам:
d = 2,48(1 + 0,28 3 fе ) при Vм 0,5 , (1.19)
d = 4,95 Vм (1 + 0,28 3f ) при 0,5 < Vм 2 , (1.20)
d = 7 3Vм (1 + 0,28 3f ) при Vм 2. (1.21)
При f > 100 или Т 0
d = 5,7 при Vм. 0,5; (1.22)
d = 11,4 Vм при 0,5 <Vм 2; (1.23)
d = 16Vм при Vм >2. (1.24)
11. Значение опасной скорости ветра Uм (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ, определяют в зависимости от параметра f:
Uм = 0,5 м/с при Vм 0,5 и f < 100; (1.25)
Uм = Vм при 0,5< Vм 2 и f < 100; (1.26)
Uм = Vм (1 + 0,12 f ) при Vм > 2 и f < 100. (1.27)
Uм = 0,5 при Vм < 0,5 и f 100 или t 0; (1.28)
Uм = Vм при 0,5 < Vм 2 и f 100 или t 0; (1.29)
Uм = 2,2 при Vм > 2 и f 100 или t 0. (1.30)
12. После выполнения расчетов проверяют следующее условие:
(См + Сф ) / ПДКм..р 1, (1.31)
где Сф - фоновая концентрация вредного вещества (мг/м3), из которой исключен вклад рассматриваемого предприятия, Сф = 0,3ПДКм.р.
ПДКм..р - предельно допустимая максимально разовая концентрация (мг/м3), определяемая из справочника 2.