Специальные вопросы обеспечения экологической безопасности для студентов технических специальностей

1. Расчет рассеивания загрязнений в атмосфере

Основным документом, регламентирующим расчет рассеивания и определения приземных концентраций выбросов промышлен­ных предприятий, является ОНД-86. В соответствии с этой методикой максимальная концентрация загрязняющего вещества на выходе из источника, может быть рассчитана по формуле

Свых = ( AMFmng)/{ H² [Q(T_выбр-T_атм)]^1/3}

где А — коэффициент, зависящий от температурного градиента атмос­феры и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных примесей (он зависит от климатической зоны, например для центральной части европейской территории России он равен 120);

М — масса выброса вредного вещества, г/с;

F—коэффи­циент, учитывающий скорость оседания взвешенных частиц в ат-мосфере (для газов равен 1, для пыли при эффективности очистки газо-очистной установки более 90 % —2, от 75 до 90 % —2,5, менее75%—3); т и п—коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы (определяются по графическим зависимостям, см. ОНД-86);

g —коэффициент учета релье­фа местности (для ровного рельефа — перепад высот не более 50 м на 1 км, равен 1);

Н — высота трубы, м;

Q—расход отходящих газов, м³/с;

T_выбр-T_атм — разность температур выбрасываемой газовоздушной смеси и окружающего атмосферного воздуха.

В приземном слое от источника загрязнений по каждой вредной примеси должна создаваться такая концентрация, чтобы при сложении с фоновой концентрацией с_ф этой же примеси, уже имеющей место в атмосфере (за счет других источников), не превышалась бы предельно допустимая максимально разовая концентрация, т. е. с_{мах.расч.} + с_ф < ПДК_мр

Эффективность очистки определяется по формуле

Пример расчета условий рассеивания взвешенных веществ

Определить, будет ли обеспечено достижение максимально допустимой величины выброса взвешенных веществ при следующих условиях:

Концентрация взвешенных веществ на входе в высокосортные фильтры

С_вх=150г/м³. Эффективность очистки в фильтре Э=98%. Высота источника выброса Н=4,9м. Диаметр устья трубы D=0,55м. Скорость отходящей пылегазовоздушной смеси v=4.25м/с. Разницу температур между температурой выброса и температурой пылегазовоздушной смеси принимаем равной 1. Коэффициент стратификации атмосферы А=120. Коэффициент оседания для пыли, при эффективности более 90%, F=2. Коэффициент, зависящий от условий выхода смеси из источника m=0,5. Коэффициент, зависящий от скорости выхода смеси из источника n=2. Коэффициент учета рельефа местности при перепадах высоты не более 50 м g=1. Расстояние от источника до границы санитарно-защитной зоны L=50 м. Предельно-допустимая концентрация взвешенных веществ ПДК_вв =0,05 мг/м³. Фоновая концентрация взвешенных веществ С_фон=0,02мг/м³

1. Определим концентрацию взвешенных веществ на выходе из пылегазоочистного оборудования - высокосортного фильтра

С_вых=С_вх- 0,01Э С_вх С_вых=150-0,01*98*150=3г/м³

2. Находим расход отходящих газов Q = 3,14 D² v/4, м³/с

Q = 3,14* О,55²*4,25/4 = 1

3. Находим валовую массу выброса в г/с

М = С_вых H² [Q(T_выбр-T_атм)³ ]/ AFmng

М= 3*4,9²*1/ 120*2*0,5*2*1 = 0,3 г/с Переведем в мг 0,3г=0,3*10³мг

4. Определим расчетную концентрацию взвешенных веществ, создаваемую загрязняющим веществом на границе санитарно-защитной зоны

С_расч=М/(2*3,14*L²) С_расч=0,3*10³ /6,28*2500=0,002мг/м³

5. Найдем концентрацию взвешенных веществ с учетом фонового загрязнения и сравним с ПДК_вв

0,002+0,02=0,022 мг/м³ меньше, чем ПДК=0,05 мг/м³

Вывод: Образующаяся в результате рассеивания и фонового загрязнения концентрация взвешенных веществ в приземном слое воздуха на границе санитарно-защитной зоны меньше ПДК взвешенных веществ, следовательно, данное пылегазоочистное оборудование – высокосортные фильтры, позволяют обеспечить необходимую степень очистки от взвешенных веществ. Выброс взвешенных веществ в количестве 0,3 г/с можно считать предельно-допустимым выбросом ПДВ.