Нормирование и регулирование выбросов вредных веществ в воздушный бассейн
Министерство
науки и образования Российской Федерации
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
Оренбургский
государственный университет
Факультет
вечернего и заочного обучения
Кафедра
экологии и природопользования
КОНТРОЛЬНАЯ
РАБОТА
Нормирование
и регулирование выбросов вредных веществ в воздушный бассейн и водные объекты
ГОУ ОГУ
270102.65.0.11.11.КР
Исполнитель:
Студент
группы з08ПГС-2
Лаврентьев
Е.Р.
Преподаватель:
Байтелова
А.И.
Оренбург
2011
Содержание
1.
Понятие о ПДВ
.
Постановка задачи
.
Исходные данные для котельной
.
Ход решения
.
Расчет безопасного расстояния до жилой застройки
.
Построение санитарно-защитной зоны для NO2
и SO2
.
Построение санитарно-защитной зоны для сажи
1. Понятие о предельно допустимых
выбросах (ПДВ)
Предельно допустимый выброс (ПДВ)
- это норматив выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух,
который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного
воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения
атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических
и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых
(критических) нагрузок на экологические системы и других экологических
нормативов.
ГОСТ 12.2.3.02-78 определяет, что предельно
допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого
источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от
данного источника и от совокупности источников населенного пункта с учетом
перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в
атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения,
растительного и животного мира.
Значения ПДВ устанавливаются во всех видах
проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих
предприятий. ПДВ устанавливается как для строящихся, так и для действующих
предприятий.
Величина предельнодопустимого выброса (ПДВ)
вредных веществ является одним из основных показателей экологической
безопасности предприятий. Если на участке строительства (реконструкции)
предприятия сумма фонового загрязнения атмосферы и приземных концентраций,
создаваемых выбросами данного предприятия, выше ПДКм.р. - строительство
(реконструкция) не разрешается органами экологической и санитарной инспекций.
Чем сильнее фоновое загрязнение воздуха на участке строительства, тем меньше
величина ПДВ для проектируемого предприятия. Если Сф > = ПДКм.р.
- строительство (реконструкция) не разрешается.
2. Постановка задачи
Требуется рассчитать:
а) максимальные приземные концентрации (См)
для SO2,
NO2,
CO и сажи;
б) расстояние (Хм) по оси факела, на
которой они достигаются. Полученные значения (См + Сф)
сравнить с величиной ПДКм.р.; в случае превышения ПДКм.р.
необходимо рассчитать расстояние (Х) (в метрах), на котором (См + Сф)
будет равно ПДК или количество циклонов или необходимую высоту трубы котельной.
3. Исходные данные для котельной
Место расположения г. Новотроицк
Высота трубы - 20,0 м
Диаметр устья источника D
= 1,5 м
Температура отходящих газов Tг
= 175°С
Объем отходящих газов V1
= 7,6 м3/с
Таблица
1
Концентрации вредных веществ, измеренные в
трубах,C,мг/м3
|
СSO2
|
СNO2
|
СCO
|
Ссажи
|
|
450
|
60
|
250
|
124
|
Таблица
2
ПДК максимальные разовые для данных вредных
веществ (по СН 245 71), мг/м3
|
ПДКм.р.SO2
|
ПДКм.р.NO2
|
ПДКм.р.CO
|
ПДКм.р.сажи
|
|
0,5
|
0,085
|
3,0
|
0,15
|
выброс газ безопасный защитный
Таблица
3
Фоновые концентрации вредных веществ, Сф,
мг/м3
|
СфSO2
|
СфNO2
|
СфCO
|
Сфсажи
|
|
0,15
|
0,013
|
1,2
|
0,08
|
Таблица
4
Среднегодовая повторяемость ветра, в г.
Новотроицк, Р,%
СВ
|
В
|
ЮВ
|
Ю
|
ЮЗ
|
З
|
СЗ
|
|
8
|
14
|
19
|
6
|
13
|
17
|
16
|
7
|
4. Ход решения
) Расчет массы выброса в атмосферу по каждому
из вредных веществ производится по формуле:
где С - концентрация вредного вещества в
выбрасываемой газовоздушной смеси, мг/м3;
V1
- расход газовоздушной смеси, м3/с.
) Расчет ΔT
(разности температур)
ΔT
= Tг
- Tв
где Tг
- температура отходящего газа, Tг
=
175°C
Tв
- температура окружающего воздуха; для расчета принята средняя температура
наружного воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца года; для г. Новотроицк Tв
= 26,3°С
ΔT
= 175° - 26,3° = 148,7°С
) Расчет средней скорости выхода газовоздушной
смеси (отходящих газов) из устья источника выброса производится по формуле:
, м/с
) Расчет параметра f:
) Расчет безразмерного параметра m:
) Расчет безразмерного параметра Vм:
) При Vм
> 2, n =1
Расчет максимальной приземной концентрации
вредных веществ:
,
где 
=
1 - для случая ровной или слабо пересеченной местности с перепадом, не
превышающим 50 м/км (ОНД 86);
Fсажи
= 3, Fгазов
= 1
) Из перечня вредных веществ, выбрасываемых из
трубы котельной, эффектом суммации действия обладают диоксид азота и диоксид
серы.
Определяем приведенную к диоксиду азота
концентрацию этих веществ, так как диоксид азота относится к наибольшему
(второму) классу опасности.
9) Проверяем условие
Смn
+ Сфn
ПДКм.р.n
) Расчет ПДВ. Условие соблюдения ПДВ не
выполняется для сажи. Для оксида углерода предельно-допустимый выброс составит:
ПДВСО = МСО = 1,9 г/с =
59,91 т/г
(или 1,425*3600 секунд*24 часа*365 дней):106
= 59,91 т/г
ПДВSO2
= МSO2
= 3,42г/с = 107,85 т/г
ПДВNO2
= МNO2
= 0,456 г/с = 14,38 т/г
ПДВсажи = Мсажи = 0,942
г/с = 29,70 т/г
) В данной задаче рассматривается организация
санитарно-защитной 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 каталогам пылеулавливающих
аппаратов циклоны типа ЦН-24, с производительностью очистки 2,5 тыс.м3/час
отходящих газов.
Количество циклонов составит:
) Эффективность улавливания сажи циклонами Э
ЦН-24 согласно каталогу 80% (или 0,8), тогда:
ПДВсажи = Мсажи - (Мсажи
· Э)
5. Расчет безопасного расстояния до
жилой застройки
Расчет расстояния по оси факела выброса от
источника выброса Хм, на котором достигается величина максимальной
приземной концентрации См производится по формуле:
Хм = d
· H
Поскольку Vм
> 2 м/с, необходимо определить величину вспомогательного параметра d:
Хм = 16,21· 20 = 324,2 м (для газов SO2,
NO2)
(для сажи)
) Величины приземных концентраций вредных
веществ, С, в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х
(метров) определяются по формуле:
Приравниваем C
= 
и
рассчитываем S1
2) При 
соотношение
X/Xм
= 1
Х = 1 · Хм = 1 · 324,2 = 324,2 м (для
газов SO2,
NO2)
6. Построение границ
санитарно-защитной зоны для NO2
и SO2
Итак, для газов SO2,
NO2,
безопасное расстояние Х = 324,2 м. Используя исходные данные о розе ветров и
формулу, вычисляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:
где li
- безопасное расстояние по i-му
румбу
L0
= Х, P0
= 12,5% (100% : 8 румбов)
7. Построение границ
санитарно-защитной зоны для сажи
Итак, для сажи, безопасное расстояние Х = 162,1
м. Используя исходные данные о розе ветров и формулу, вычисляем размеры
санитарно-защитной зоны по восьми румбам:
где li
- безопасное расстояние по i-му
румбу
L0
= Х, P0
= 12,5% (100% : 8 румбов)
