Мероприятия по снижению загрязнения атмосферы

На основании расчетов загрязнения воздушной среды на промышленных площадках оказывается возможным установить соответствие полученных результатов с предельно допустимыми концентрациями вредных веществ и в случае превышения последних обосновать мероприятия по снижению загрязнения, а именно: определить требуемую эффективность пылегазоочистного оборудования и технико-экономическую целесообразность сочетания обезвреживания выбросов с рассеиванием их естественным путем; предъявить требования к технологическим процессам и оборудованию в отношении сокращения количества и снижения токсичности выбросов; выявить наименее загрязненные места для размещения в них вездухоприёмных сооружений приточной вентиляции; принять меры по повышению надёжности действия выбросных и воздухоприемных устройств в сложных климатических условиях; сформулировать требования к рациональному размещению производственных корпусов на промышленной площадке и приданию им оптимальной формы с целью максимального использования ветровой энергии для проветривания застроенных территорий и др.

Рассчитанные значения концентраций вредных веществ необходимо сопоставить со следующими значениями предельно-допустимых концентраций (ПДК):

• а) на территории промышленной площадки у открыто расположенного технологического оборудования с постоянными рабочими местами _ с ЦДК в воздухе рабочей зоны;
• б) то же в местах размещения воздухоприемных сооружений промышленной вентиляции и кондиционирования воздуха _ с 0,3?ЦДК в воздухе рабочей зоны.

В тех случаях, когда рассчитанные концентрации вредных веществ превышают допустимый уровень загрязнения атмосферы, необходимо установить нормативы предельно допустимых выбросов при наиболее неблагоприятных условиях рассеяния. Эти нормативы можно рассчитать по формулам, описывающим распределение концентраций. При этом в них вместо искомой концентрации с необходимо подставить предельно допустимые концентрации вредных веществ. Искомой величиной является интенсивность источника М, которая в данном случае является предельно допустимым выбросом (ПДВ).

Основным мероприятием, направленным на снижение загрязнения атмосферы, является очистка выбросов от вредных веществ в различных аппаратах. Необходимую эффективность аппарата можно вычислить по формуле:

(7.1).

где М _ валовой выброс вещества из источника, мг/с.

Если эффективность одноступенчатого аппарата окажется недостаточной, необходимая эффективность аппаратов второй и третьей ступеней вычисляется по формулам:

ветер здание выбросы вентиляционный.

. (7.2).

Наряду с очисткой выбросов целесообразно предусматривать другие меры, способствующие снижению валовых выбросов и улучшающих условия проветривания застроенных территорий. Совершенствование технологических процессов и оборудования, замена токсичного сырья менее токсичным может существенно снизить загрязнение атмосферы. Мероприятия архитектурно-планировочного характера могут способствовать интенсификации процесса рассеяния выбросов. С этой целью при конструировании зданий и сооружений целесообразно предусматривать максимальное упрощение формы в плане и разрезе; сокращение до минимума поверхностей наружных ограждений на единицу площади (объема) здания; членение внутреннего пространства зданий на крупные помещения цехов с однородными микроклиматическими условиями; блокирование зданий. При выборе этажности застройки промышленной территории преимущество следует отдавать двухи многоэтажным зданиям.

Здания, образующие полузамкнутые дворы, следует располагать длинной стороной параллельно преобладающему направлению ветра, при этом открытая сторона двора должна быть обращена на наветренную сторону. В части здания, замыкающей двор, необходимо предусматривать сквозной проем для проветривания шириной не менее 4 м и высотой не менее 4,5 м.

Выброс в атмосферу загрязненного воздуха после очистных сооружений следует предусматривать, как правило, выше границ циркуляционных зон, возникающих при воздействии ветра на здания, с помощью труб увеличенной высоты или высокоскоростными струями («факельный выброс»). Трубы и шахты не должны иметь зонтов, флюгарок и т. п. Дефлекторы следует размещать на хорошо проветриваемых участках крыш (при разных направлениях ветра). Не следует предусматривать выброс воздуха в зоны положительного давления, создаваемые ветром при обтекании зданий и их конструктивных элементов.

Необходимо исключать прямое попадание факелов выбросов в воздухоприемные сооружения приточной вентиляции путем обоснованного расчетами выбора высоты трубы и начальных параметров струи, а также мест взаимного расположения источников выбросов и воздухоприёмных сооружений.

В ряде случаев, когда отсутствуют возможности выбора вариантов, могут оказаться полезными устройства, интенсифицирующие процесс рассеяния примесей. К таким устройствам относятся, например, щиты специальной конструкции по А.с. № 628 382 (В.Т. Самсонов), благодаря которым в процесс рассеяния вовлекаются большие массы воздуха и концентрация вредного вещества падает в продольном ветру направлении в десятки раз быстрее, чем в отсутствии таких щитов.

На промышленных предприятиях, расположенных в местностях с обильными снегопадами и метелями, выбросные и воздухоприемные сооружения промышленной вентиляции при нерациональном их проектировании могут заноситься снегом, оледеневать и вследствие этого выходить из строя. Для обеспечения надежной работы этих устройств необходимо на стадии проектирования предусматривать соответствующие меры. Одной из наиболее эффективных мер устранения опасности заносов снегом концевых устройств систем промышленной вентиляции является размещение их на хорошо проветриваемых участках крыш и территорий между зданиями, определяемых расчетами по приведенным методикам.

В главе СНиП по отоплению, вентиляции и кондиционированию в качестве одной из мер предотвращения заносов требуется низ отверстий воздухоприемных устройств размещать на высоте более 1 м от уровня устойчивого снегового покрова, определяемого по данным Госкомгидромета РФ или по расчету. Однако методик расчета уровня снегового покрова нет, а данные Госкомгидромета РФ относятся к полевым условиям и не могут характеризовать отложения снега на застроенной территории.

Снег переносится ветром при скорости более 5 м/с. Если возникает местное снижение скорости ветра, например, за каким либо препятствием, то может происходить частичное или полное выпадение снега из ветрового потока и образование снежных отложений. Промышленные здания и сооружения существенно снижают скорость полевого ветра, поэтому уровень снежных отложений на промышленных площадках может в несколько раз превышать уровень устойчивого снежного покрова на открытой территории. В общем случае расположение и размеры зон вероятного отложения снега зависят от размеров и конструктивных особенностей зданий и сооружений, их взаимного расположения, превалирующего направления снегопереноса, рельефа местности. Но в любом случае границы зон повышенного отложения снега связаны с границами циркуляционных зон, возникающих при обтекании ветром промышленных зданий и их выступающих или западающих конструктивных элементов. От типа циркуляционной зоны зависит интенсивность выпадения снега из потока ветра. На различных участках одной и той же циркуляционной зоны снег выпадает с разной интенсивностью.

В обратном потоке циркуляционных зон, примыкающем к подветренной стене препятствия, можно выделить три участка: участок присоединения потока, характеризующийся малыми значениями продольной скорости, участок развитого течения, на котором горизонтальная скорость составляет 30₄₀% от скорости над границей зоны, и пристенный участок, характеризующийся сложным трехмерным циркуляционным течением (с восходящими потоками). Последний участок можно рассматривать как своего рода зону подпора в пределах обратного потока.

Если бы снеговетровой поток имел постоянное в течение зимы направление, например, перпендикулярное длинной стене здания, то снег постепенно заполнил бы весь объем обратных потоков циркуляционных зон и обтекание препятствия стало бы безотрывным. Но ветер обычно меняет свое направление, следовательно, меняются типы и границы циркуляционных зон вблизи одного и того же препятствия. Поэтому ранее отложившийся снег при смене направления ветра может быть вынесен. В связи с этим, можно выделить зоны устойчивого и неустойчивого отложения снега. К устойчивым относятся зоны подпора (в том числе находящиеся в пределах обратных потоков единых и подветренных зон) и некоторые сложные циркуляционные зоны, которые при смене направления ветра на противоположное практически не меняют положение своих границ.

Циркуляционные зоны, примыкающие к подветренным стенам, представляют собой (в плане) два вихря, вращающихся в противоположные стороны, причем в области соприкосновения этих вихрей поток движется к зданию и вблизи стены разветвляется и направляется в стороны торцов здания. В области ветвления потока скорость движения наименьшая, поэтому здесь уровень снежных отложений наибольший (в ряде случаев может достигать 5 м и более).

Можно заключить, что наиболее предпочтительными участками для размещения воздухоприемных устройств являются участки вблизи торцов здания. Тем не менее, вероятность заноса снегом этих устройств остается довольно большой, поэтому необходимо предусматривать регулярную очистку от снега территории в местах размещения воздухоприемных устройств или располагать их на высоте более 5 м.

Часто воздухоприемные устройства размещают на крышах зданий наряду с выбросными устройствами. В этих условиях опасность выхода из строя вентиляционных устройств из-за заносов и оледенений возрастает.

С точки зрения снижения снежных отложений здания должны иметь простую форму с односкатными или двускатными крышами с углом наклона 10₁₅?. Но объемно-планировочное решение промышленного здания определяется прежде всего его функцией, то есть технологическим процессом, а также климатическими условиями местности, на которой оно размещается. Многие технологические схемы не вписываются в здания простой формы, а блокирование приводит к тому, что здания приобретают сложную форму с многочисленными перепадами высот, с западающими и выступающими конструктивными элементами крыш. У каждого излома профиля здания происходит отрыв пограничного слоя ветра и возникновение циркуляционных зон, которые, взаимодействуя между собой, образуют сложные циркуляционные течения. Сложность аэродинамической картины обусловливается тем, что многочисленные отрывные кромки располагаются на разных уровнях, что приводит к разнообразным комбинациям взаимодействующих циркуляционных зон с пониженными скоростями воздушных потоков. Снегомерные съемки и визуальные наблюдения показывают, что снежные отложения особенно часто возникают на кровлях, имеющих фонари, надстройки, ендовы, фронтоны, парапеты и перепады высот (уступы) с подветренной стороны. Наличие на крыше выбросов, имеющих более высокую температуру и относительную влажность, чем окружающая атмосфера, приводит к выпадению конденсирующейся влаги и образованию оледеневшего снежного покрова, не поддающегося выдуванию ветром.

Практическим правилом, которым следует руководствоваться при проектировании выбросов и воздухозаборов, является следующее: выбросные и воздухоприемные отверстия необходимо располагать на высоте, превышающей границы обратных потоков циркуляционных зон, либо размещать эти устройства на хорошо продуваемых участках крыш. Восстановление скорости ветра, заторможенного препятствием, происходит на расстоянии около двух длин циркуляционной зоны, поэтому продуваемые участки находятся за пределами этого расстояния, определяемого при различных направлениях ветра.

Наименее подверженными влиянию погодных факторов можно считать воздухозаборные галереи, располагаемые поперек здания на крыше или встраиваемые в верхний этаж здания. Галерея должна иметь длину от наветренной до подветренной стены, воздухоприемные отверстия следует располагать на торцах. Достоинством этой конструкции наряду с отсутствием снегозаносимости является исключение переноса выбросов загрязненного воздуха к воздухоприемным отверстиям.