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 270 102.65.0.11.11.КР Исполнитель:

Студент группы з08ПГС-2

Лаврентьев Е.Р.

Преподаватель:

Байтелова А.И.

Оренбург 2011

1. Понятие о ПДВ

2. Постановка задачи

3. Исходные данные для котельной

4. Ход решения

5. Расчет безопасного расстояния до жилой застройки

6. Построение санитарно-защитной зоны для NO₂ и SO₂

7. 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 ПДК_м.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 С_ф > = ПДК_м.р. — строительство (реконструкция) не разрешается.

2. Постановка задачи

Требуется рассчитать:

а) максимальные приземные концентрации (С_м) для SO₂, NO₂, CO и сажи;

б) расстояние (Х_м) по оси факела, на которой они достигаются. Полученные значения (С_м + С_ф) сравнить с величиной ПДК_м.р.; в случае превышения ПДК_м.р. необходимо рассчитать расстояние (Х) (в метрах), на котором (С_м + С_ф) 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 T_г = 175 °C Объем отходящих газов V₁ = 7,6 м³/с Таблица 1

Концентрации вредных веществ, измеренные в трубах, C, мг/м³

Таблица 2

ПДК максимальные разовые для данных вредных веществ (по СН 245 71), мг/м³

выброс газ безопасный защитный Таблица 3

Фоновые концентрации вредных веществ, С_ф, мг/м³

Таблица 4

Среднегодовая повторяемость ветра, в г. Новотроицк, Р,%

4. Ход решения

1) 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.

2) Расчет ДT (разности температур) ДT = T_г — T_в

где T_г — температура отходящего газа, T_г = 175°C

T_в — температура окружающего воздуха; для расчета принята средняя температура наружного воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца года; для г. Новотроицк T_в = 26,3°С ДT = 175° - 26,3° = 148,7°С

3) Расчет средней скорости выхода газовоздушной смеси (отходящих газов) из устья источника выброса производится по формуле:

м/с

4) Расчет параметра f:

5) Расчет безразмерного параметра m:

6) Расчет безразмерного параметра V_м:

7) При V_м > 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);

F_сажи = 3, F_газов = 1

8) 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 С_мⁿ + С_фⁿ ПДК_м.р.ⁿ

10) Расчет ПДВ. Условие соблюдения ПДВ не выполняется для сажи. Для оксида углерода предельно-допустимый выброс составит:

ПДВ_СО = М_СО = 1,9 г/с = 59,91 т/г

(или 1,425*3600 секунд*24 часа*365 дней):10⁶ = 59,91 т/г ПДВ_SO2 = М_SO2 = 3,42г/с = 107,85 т/г ПДВ_NO2 = М_NO2 = 0,456 г/с = 14,38 т/г ПДВ_сажи = М_сажи = 0,942 г/с = 29,70 т/г

11) 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:

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

ПДВ_сажи = М_сажи — (М_сажи · Э) ПДВ_сажи = 0,942 — (0,942 · 0,8) = 0,189 г/с = 5,96 т/г

5. Расчет безопасного расстояния до жилой застройки

Расчет расстояния по оси факела выброса от источника выброса Х_м, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации С_м производится по формуле:

Х_м = d · H

Поскольку V_м > 2 м/с, необходимо определить величину вспомогательного параметра d:

Х_м = 16,21· 20 = 324,2 м (для газов SO₂, NO₂)

(для сажи)

1) 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/X_м = 1

Х = 1 · Х_м = 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 l_i — 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 l_i — безопасное расстояние по i-му румбу

L₀ = Х, P₀ = 12,5% (100%: 8 румбов)