Экология практикум М

Продолжение Приложения Г

Из перечня вредных веществ, выбрасываемых из трубы котельной, эффектом суммации действия обладают диоксид азота (вещество II класса опасности) и диоксид серы (вещество III класса опасности).

Определяем приведенную к диоксиду азота концентрацию этих веществ, так как диоксид азота относится к наибольшему (второму) классу опасности (формула 6.10):

прив

2

ПДКм.р.

С

2

=

2

+ (

2

∙

), мг/м3

ПДК 2

м

м

м

м.р.

Смприв 2 = 0,072 + (0,290 ∙

0,085

) = 0,076 мг/м3

0,5

Проверяем условие

+ ≤ ПДК

м

ф

м.р.

прив 2

+ 2 = 0,076 + 0,011 = 0,087

мг

> ПДК 2 = 0,085 мг/м3

м

ф

м3

м.р.

+

= 0,080 + 1,1 = 1,18

мг

< ПДК

= 3,0 мг/м3

м

ф

м3

м.р.

+

= 0,200 + 0,080 = 0,28

мг

> ПДК

= 0,15 мг/м3

м

ф

м3

м.р.

Расчет ПДВ

В нашем примере условие соблюдения ПДВ не выполняется для диоксида азота и сажи. Для оксида углерода предельно-допустимый выброс составит (есть соблюдение ПДК по СО):

ПДВ(СО) = М(СО) = 0,936 г/с ·31,7 = 29,5 т/год

где 31,7 – коэффициент для перевода из г/с в т/год или 3600 секунд ∙ 24 часа ∙ 365

дней : 106 = 31,7.

Мероприятия по достижению ПДКм.р. на границе санитарнозащитной зоны по саже, диоксиду серы и диоксиду азота могут быть технологическими, санитарно-техническими, архитектурнопланировочными.

В данном примере рассматривается организация санитарнозащитной зоны в зависимости от результатов рассеивания для диоксида азота и санитарно-технические мероприятия по снижению выбросов сажи. С целью уменьшения массы выбросов сажи подбираем по

71

Продолжение Приложения Г

каталогам пылеулавливающих аппаратов циклоны типа ЦН-24 с производительностью очистки 2,5 тыс.м3/час отходящих газов.

Количество циклонов составит:
=	1 ∙ 3600		=	5,2 ∙ 3600		= 8 штук
	2500			2500

Эффективность улавливания сажи Э циклонами ЦН-24 равна согласно каталогу 80 % (или 0,8), тогда:

ПДВ(С) = М(С) – (М(С) ∙ Э)

ПДВ(С) = 0,728 – (0,728 ∙ 0,8) = 0,146 г/с ·31,7 = 4,6 т/год

Расчет безопасного расстояния до жилой застройки для NО2 и

SО2

Расчет расстояния по оси факела выброса от источника выброса Xм, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации См производится по формуле 6.11:

Хм = ∙ , м

Поскольку в нашем примере vм > 2 м/с, величину вспомогательного параметра d определяем по формуле 6.13:

= 7 ∙ ∙ (1 + 0,28 ∙ 3 ) √ √

3

= 7 ∙ √2,236 ∙ (1 + 0,28 ∙ √0,49) = 12,72

= 12,72 ∙ 15 = 190,8 м (для газов: SО2, NО2).

Для сажи F = 3, тогда по формуле 6.14:

м = (5−4 ) ∙ ∙ , м

м = (5−43) ∙ 12,72 ∙ 15 = 95,4 м (для сажи).

72

Продолжение Приложения Г

Величины приземных концентраций вредных веществ, С в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (метров) определяются по формуле 6.15:

В нашем случае:

= 1 ∙ ( мприв 2 + ф 2)

Приравниваем = ПДКм.р2. и рассчитываем S1:

ПДКм.р2.

1 = мприв 2 + ф 2

0,0851 = 0,076 + 0,011 = 0,97

Если 1 > 1, то соотношение Х / Хм = 1,0, если 1 < 1, то по графику на рисунке 6.1 (или по формуле 6.16) находим соотношение

Х / Хм = 1,2 (при S1 = 0,97), отсюда X = 1,2 · Хм.

Хм нам известно, тогда:

X = 1,2 · 190,8 = 228,9 м (для газов: SО2, NО2)

X = 1,2 · 95,4 = 114,5 м (для сажи)

При таком расстоянии фактический выброс диоксида азота и двуокиси серы является ПДВ, т.е. обеспечивает соблюдение ПДК. Следовательно:

ПДВ = 0,296 г/с · 31,7 = 9,3 т/год ПДВ = 3,130 г/с ·31,7 = 98,7 т/ год

Построение границ санитарно-защитной зоны для NO2 и SО2,

Итак, для газов NO2 и SО2, безопасное расстояние Х = 228,9 м (без учета направления ветра), а для сажи Х = 114,5 м. Используя исходные данные о розе ветров и формулу 6.17, вычисляем размеры санитарнозащитной зоны по восьми румбам:

73

Продолжение Приложения Г

= м ∙ , м

где Li – безопасное расстояние до жилой застройки по i-ому румбу;

Р – среднегодовая повторяемость ветров по рассматриваемому румбу (по данным таблицы В.3) по i-ому румбу, %;

Ро – повторяемость направлений ветров одного румба (при используемой в данном расчете восьми румбовой розе ветров Ро=12,5 % (100 % : 8 румбов)).

Границы санитарно-защитной зоны для газов по восьми румбам с учетом розы ветров:

LC = 228,9 · 7 / 12,5 = 128 м; LСВ = 228,9 · 11 / 12,5 = 201 м; LВ = 228,9 · 8 / 12,5 = 147 м; LЮВ =228,9 · 4 / 12,5 = 73 м; LЮ = 228,9 · 18 / 12,5 = 330 м;

LЮЗ = 228,9 · 20 / 12,5 = 366 м;

L3 = 228,9 · 22 / 12,5 = 403 м;

LСЗ = 228,9 · 10 / 12,5 = 183 м.

Задаем масштаб в 1 мм : 10000 мм и строим окружность, где радиус равен Х (228,9 м), а центром является место расположения источника выброса.

Проводим восемь основных направлений ветра и откладываем расстояние Li, учитывая, что северный ветер смещает выбросы на юг и т.д. (рисунок Г.1).

В тех случаях, когда расстояние Li < Хм влияние направления ветра не учитывается и по данному румбу откладывается расстояние 228,9 м равное Хм для гарантии безопасности.

Построение границ санитарно-защитной зоны для сажи

Границы санитарно-защитной зоны для сажи по восьми румбам с учетом розы ветров:

LC = 114,5 · 7 / 12,5 = 64 м;

LСВ = 114,5 · 11 / 12,5 = 101 м; LВ = 114,5 · 8 / 12,5 = 71 м;

LЮВ = 114,5 · 4 / 12,5 = 37 м;

LЮ = 114,5 · 18 / 12,5 = 175 м;

LЮЗ = 114,5 · 20 / 12,5 = 183 м;

L3 = 114,5 · 22 / 12,5 = 202 м;

74

Продолжение Приложения Г

LСЗ = 114,5 · 10 / 12,5 = 92 м.

Аналогичным образом строим окружность радиусом 114,5 м (санитарно-защитная зона для сажи) и ранжируем согласно розе ветров.

Санитарно-защитная зона для сажи представлена внутри санитарно-защитной зоны для газов на рисунке В.1, следовательно, в нашем примере циклоны для улавливания сажи не нужны.

Однако, в тех вариантах, где См газов не превышает ПДК, а См сажи превышает ПДК циклоны потребуются или же санитарно-защитная зона (без циклонов) будет рассчитана по Хм для сажи.

		с
		450
		400
	сз	350	св
		300
		250	СЗЗ для газов
		200
		150
		100	СЗЗ для газов с учетом
		50	розы ветров
	з	0	в
			СЗЗ для сажи
			СЗЗ для сажи с учетом
			розы ветров
	юз		юв
		ю
	Р и с у н о к	Г.1 – Чертеж	санитарно-защитной зоны (масштаб

1 : 10000)

Возможен вариант достижения См = ПДК не за счет увеличения размеров санитарно-защитной зоны, а за счет увеличения высоты трубы котельной (Н), но это потребует более мощных дымососов (вентиляторов) с увеличением расхода электроэнергии и других эксплуатационных расходов. В этом случае необходимо сравнение капитальных и эксплуатационных затрат по всем возможным вариантам.

Высота трубы Н необходимая для соблюдения условия См = ПДК определяется путем преобразования основной формулы рассеивания с учетом фонового загрязнения:

75

Продолжение Приложения Г

Н = √	∙ ( 2)∙ ∙ ∙ ∙					, м
	(ПДК 2	+		3
				2)∙ √ ∙∆
		ф		1

180∙0,296∙1∙1∙1,0∙1,0 Н = √(0,085+0,011)∙3√5,2∙117,4 = 19 м

Итак, высоту трубы котельной надо увеличить с 15 метров до 19 метров, то есть, на 4 метра, при этом условии необходимость в сани- тарно-защитной зоне для диоксида азота отпадает.

Для соблюдения условия См = ПДК для сажи трубу котельной надо увеличить с 15 метров до 33,4 метров:

180∙0,728∙3∙1∙1,0∙1,0 Н = √(0,15+0,08)∙3√5,2∙117,4 = 33,4 м

При этом условии не нужны ни санитарно-защитная зона, ни циклоны, но высота трубы котельной увеличится в 2,2 раза.

Итак, при любом варианте решения для достижения ПДК по всем выбрасываемым в атмосферу вредным веществам нужны экономические затраты, которые компенсируют экономический ущерб, причиняемый загрязнением атмосферного воздуха.

76

Учебно-практическое издание

ЭКОЛОГИЯ

Практикум

Составитель: Шайхутдинова Анастасия Анатольевна

Книга выходит в авторской редакции

Подп. в печать 00.00.00. формат 60х84 1 /16. Бум. офсетная. Гарнитура «Times». Печать цифровая.

Объём 00 уч.-изд. л. Тираж 000 экз. Заказ № 00.

Отпечатано в типографии ФГБОУВПО «ОГИМ» 460038, г. Оренбург, ул. Волгоградская, д. 16.

Тел./факс: [phone], 306-000.

77