Мониторинг и экспертиза. Безопасность технологических процессов и производств и бакалавров направления 280700 Техносферная безопасность Белгород 2013 3
 Скачать 4.49 Mb.
|
|
7.4. Нормирование выбросов загрязняющих веществ Инвентаризацию выбросов вредных веществ проводят с целью учета их поступления в атмосферу, разработки мероприятий улавливания и обезвреживания токсичных компонентов, установления нормативов предельно допустимых выбрасов (ПДВ) и временно согласованных выбросов (ВСВ). Проведение инвентаризации включает – установление источников загрязнения воздушного бассейна – характеристику источников выбросов вредных веществ – установление показателей работы газоочистных и пылеулав- ливающих установок – составление суммарных выбросов вредных веществ по каждому компоненту – установление показателей выбросов вредных веществ при работе автотранспорта. Все источники загрязнения воздуха подразделяют на источники выделения и источники выбросов веществ. Источник выделения – это агрегат, установка, аппарат, выделяющий вредное вещество в процессе эксплуатации. Источник выброса – устройство, посредством которого осуществляется выброс вредных веществ в атмосферу. Выбросы вредных веществ подразделяют на организованные и неорганизованные. Организованные выбросы – специальная система газоотводов, неорганизованные – негерметичность оборудования, резервуаров. Инвентаризацию проводят для организованных и неорганизованных выбросов. В разделе Характеристика источников выбросов вредных веществ указывают номера источников выбросов и их координаты (на предприятие набрасывают координатную сетку, температуру газовоздушной смеси, количество вредных веществ и мощность выброса гс, т/год), сведения о высоте источников выбросов и диаметре устья труб. В разделе Показатели работы газоочистных и пылеулавлива- ющих установок показывают наименование вредных веществ, по которым проводят очистку, концентрацию веществ дои после очистки, 131 параметры работы газоочистного и пылеулавливающего оборудования. Инвентаризацию выбросов заканчивают заполнением специальных бланков инвентаризации по каждому разделу. Расчет нормативов ПДВ проводят по каждому источнику выброса ф 1 ПДК ПДВ , С H V T f А F m n < 100; 4 / 3 ф 1 ПДК 8 ПДВ , 100; 0 С H V f T А F n При наличии группы источников выбросов с одинаковыми вредными веществами значения ПДВ 1 , ПДВ 2 , ПДВ находят по формуле i i M ПДВ , где i M – такие значения выбросов от каждого источника, которые приняты при расчетах загрязнения атмосферы от всей совокупности источников и при которых максимальная суммарная концентрация в атмосфере не превышает ф ПДК С или ф 0,8ПДК С для территорий, подлежащих особой охране. В расчетах предельно допустимых выбросов необходимо учитывать следующий важный фактор. Некоторые вещества обладают суммирующим вредным действием. Эффектом суммации обладают ацетон и фенол, оксиды серы и оксиды азота, пары серной, соляной и азотной кислот, циклогексан и бензол и т.д. Для веществ, обладающих суммацией вредного действия, вводят безразмерную концентрацию вещества и соответственно безразмерную мощность выброса 1 2 1 1 2 , ПДК ПДК ПДК ПДК n n i i n i С C С С q 1 2 1 1 2 , ПДК ПДК ПДК ПДК n n i q i n i M M M M M где q – безразмерная концентрация веществ, обладающих эффектом суммации, мг/м 3 ; i C – концентрация го вещества, мг/м 3 ; M q – безразмерная мощность выброса, гс M i – мощность выброса каждого вещества, гс. Учет эффекта суммирующего вредного действия проводят путем подстановки в формулы для расчета величины мощности Ми соблюдения условия 132 1 2 1 1 2 1; 1. ПДК ПДК ПДК ПДК n n i i n i С C С С Технологический процесс, предприятие, природное явление оказывают воздействие на экологическую систему. Зона влияния процесса оценивается как наибольшее из двух расстояний Х, Х. Расстояние Х равно 10 Хм, а расстояние Х находится из условия С = 0,05 ПДК. Зоны влияния источников и предприятий рассчитывают по каждому веществу. Схема последовательности работ разработки норм ПДВ показана на рис. 7.2. Рис. 7.2. Схема последовательности работ по созданию норм ПДВ Предприятия, имеющие выбросы в атмосферу, обязаны составить проект нормативов ПДВ. Проект нормативов ПДВ состоит из следующих частей – титульный лист – список исполнителей, разрабатывающих проект – аннотация, в которой указаны основные результаты проектирования нормативов выбросов – содержание – введение с перечнем основных документов, на основании которых разработан проект ПДВ; – общие сведения о предприятии, процессе Запрос в Гидрометцентр, главному архитектору об исходных данных ситуационный план, фоновые концентрации, температура, рельеф местности, роза ветров, коэффициенты стратификации Разработка сводного тома ПДВ Согласование сводного тома ПДВ в органах Госкомприроды и СЭС Создание рабочей документации для предприятий 133 – характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы обоснования достоверности исходных данных, принятых для расчета с указанием документации – сведения об эколого-экономическом ущербе, причиняемом выбросами предприятия – характеристика метеорологических условий, определяющих рассеивание выбросов – карты рассеивания вредных веществ – мероприятия по достижению нормативов ПДВ; – контроль за соблюдением выбросов. Остановимся подробно на мероприятиях по защите воздушной среды от загрязнений, которые подразделяют на технологические, технические, планировочные, архитектурные, организационные. Технологические мероприятия направлены на создание безотходных и малоотходных производств, замену токсичных веществ на безвредные или менее опасные, замену твердого или жидкого топлива горючим с низким содержанием серы или газообразным, использование оборудования с улучшенными санитарно-гигиеническими характеристиками. Технические мероприятия – это работы по рекуперации и очистке вредных веществ, создание коллекторных газо- и пылеулавли- вающих систем. Планировочные мероприятия включают компоновку промышленной площадки с учетом метеорологических условий – не размещают предприятия в районах со слабыми ветрами менее мс, часто повторяющимися штилями, инверсиями, туманами – не располагают предприятия в районах, имеющих большие фоновые концентрации загрязняющих веществ, одноименные с выбрасываемыми веществами или обладающие суммирующим вредным действием – предприятия не размещают с наветренной стороны по отношению к жилой застройке для ветров преобладающего направления – территория площадных источников выбросов должна располагаться на горизонтальной площадке вытянутой формы с ориентацией длинной осью перпендикулярно преобладающему направлению ветра – необходимо осуществить правильную компоновку зданий и рационально расположить источники выбросов, исключив наложение факелов распространения примесей. Архитектурные мероприятия способствуют снижению размеров циркуляционных зон, образующихся у зданий при обтекании их ветром и накоплению в этих зонах загрязняющих веществ. Так, при длине здания больше чем 10 высот устраивают сквозные проемы для снижения зон циркуляции. Организационные мероприятия направлены на соблюдение технологической дисциплины по эксплуатации оборудования, основных процессов, газо- и пылеочистных установок, обеспечение контроля за установленными нормативами выбросов, контроль за состоянием воздушной среды на территории предприятия ив зоне влияния процессов на природу. Контроль за состоянием воздушной среды ведут как прямыми методами, таки расчетными, с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА). Как правило, на крупных предприятиях число источников выбросов достигает нескольких сотен, поэтому расчет максимальной концентрации загрязняющих веществ при различных скоростях ветра, учете рельефа местности возможен только с применением УПРЗА. Все промышленные предприятия, технологические процессы, выделяющие вредные вещества, классифицируют согласно Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий СН 245-71 на пять классов (табл. 7.9). В соответствии с санитарной классификацией производств приняты следующие размеры санитарно-защитных зон – участков, на которых не ведут строительство жилых зданий, запрещено проживание людей, не размещают стадионы, парки, другие учреждения. Таблица 7.9 Класс опасности предприятия и размер санитарно-защитной зоны Класс опасности предприятия 1 2 3 4 5 Размер санитарно-защитной зоны 1000 500 300 100 50 Размер санитарно-защитной зоны увеличивают в следующих случаях – при неэффективности очистки выбросов – в отсутствие способов очистки – в условиях неблагоприятной розы ветров – при выделении в производствах вредных веществ, недостаточно изученных в санитарном отношении. Проектирование, озеленение санитарно-защитной зоны осуществляют по специальной программе работ, включающей технико- экономическое обоснование целесообразности мероприятий по защите атмосферы. 135 7.5. Нормирование сбросов загрязняющих веществ Природные воды подразделяют на поверхностные и подземные. Загрязнение воды происходит в результате сброса производственных и бытовых стоков по трубопроводам, лоткам, отводящим каналам или при сливе загрязнителей в водоемы. Загрязнение подземных вод происходит вследствие фильтрации стоков с поверхности земли, а также путем сброса сточных вод в подземные горизонты. Для установления количественного и качественного состава загрязнителей проводят инвентаризацию сбросов. Инвентаризация сбросов это основа разработки норм допустимого сброса НДС (ранее этот норматив называли ПДС – предельно допустимый сброс, ведения государственного водного кадастра, разработки мероприятий по охране природы. В бланках инвентаризации отражают показатели качества сточных вод по всем компонентам, загрязняющим воду, включая биохимическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК), наименование источников выбросов, расстояние от устья реки до места сброса. Гигиенические требования к составу и свойствам воды установлены для трех категорий водопользования – культурно-бытовое пользование – хозяйственно-питьевое водоснабжение – рыбохозяйственные водоемы. Нормативы для каждой категории водопользования изложены в Санитарных правилах и нормах охраны поверхностных вод от загрязнений. Нормативы и требования к качеству воды распространяются на сбросы производственных, сельскохозяйственных, животноводческих предприятий, стоки от жилых и общественных зданий, дренажных вод с орошаемых и осушаемых сельскохозяйственных территорий. Условия отведения сточных вод вводные объекты определяются следующими факторами – степенью смешения и разбавления сточных вод с водой реки, озера на участке от места выпуска до контрольного створа – фоновым качеством воды выше места выпуска сточных вод по анализам не более двухлетней давности – нормативами качества воды, изложенными в Санитарных правилах и нормах применительно к рассматриваемому виду водопользования (табл. 7.10). 136 Таблица 7.10 Гигиенические требования к составу и свойствам воды хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования Показатель Централизованное водоснабжение пищевых предприятий Водоемы для купания, отдыха в черте населенных мест Взвешенные вещества (Сф+0,255) мг/л (Сф+0,75) мг/л К спуску запрещены взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с и 0,2 мм/с для проточных водоемов и водохранилищ Плавающие вещества На поверхности водоемов не должны быть пленки, масла, другие примеси Запахи Менее 1 балла, в том числе при хлорировании Менее 1 балла, в том числе при хлорировании Окраска Отсутствие в столбе жидкости см Отсутствие в столбе жидкости см Температура Не должна превышать на 3º С после сброса стока по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца за последние 10 лет рН Интервал рН 5,8-6,8 Минеральный состав Не более 1000 мг/л, в том числе хлориды 350 мг/л, сульфаты мг/л Кислород Не менее 4 мг/л БПК 3 мг/л 6 мг/л ХПК 15 мг/л 30 мг/л Возбудители заболеваний Отсутствие Отсутствие Химические вещества < ПДК < ПДК Нормативный допустимый сброс веществ – это мощность сброса загрязнителей в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном месте, обеспечивающая нормативное количество воды в контрольном пункте. В соответствии сданным определением НДС рассчитывают как произведение максимального расхода сточных вод на концентрацию в них загрязняющих веществ НДС C , где НДС – нормативный допустимый сброс, кг/с; гс мг/с; i q – максимальный расход сточных вод, мс i C – максимальная концентрация загрязняющего вещества, кг/м 3 , мг/м 3 , г/м 3 Максимальную концентрацию загрязняющего вещества находят из формулы 137 ПДК ф ф 1 , N i i i C C C n где ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества, кг/м 3 ; ф – фоновая концентрация вещества, кг/м 3 ; i n – разбавление. При выпуске загрязняющего вещества водной точке (i = 1) формула для расчета концентрации имеет вид ф ф ПДК i C C n C Расчет НДС для веществ, обладающих суммирующим токсикологическим действием (для водоемов этот показатель называют лимитирующим показателем вредности, ЛПВ), проводят с учетом условия 1 2 1 1 2 1; , ПДК ПДК ПДК ПДК N N i i N i C C C C где С, С, С – максимальные концентрации вещества в сточных водах, кг/м 3 Необходимо обратить внимание, на то что при фактическом сбросе вредных веществ меньше расчетного НДС за величину НДС принимают фактический сброс вещества. Пример 1. В водоем для рыбохозяйственных целей сбрасывают сток, содержаший азот аммонийный, азот нитратный, железо (ее, сульфаты, фосфаты. Рассчитать НДС загрязняющих веществ, если средняя глубина водоемам, а расстояние от места сброса до контрольной точки отбора проб воды на качеством. Расход воды м 3 /ч или 0,003 мс. Фоновые концентрации загрязняющих веществ составляют соответственно 0,37; 3,90; 0,37; 77,40; 2,00 мг/л. Решение При выпуске сточных вод в мелководье (Нм) или верхнюю треть глубины водоема кратность начального разбавления равна n N = (0,003 + 0,0118∙2,3 2 )/(0,003 + 0,00118∙2,3 2 ) = 7,08. Основное разбавление рассчитываем по формуле 138 x l x l n 00022 , 0 627 , 0 0 4 , 0 1 ; ; 53 , 6 17 , 1 H x ; 3 , 17 3 , 2 53 , 6 17 , 1 x 8 , 5 3 , 17 100 x l ; 24 , 2 8 , 5 4 , 0 1 8 , 5 00022 , 0 627 , 0 Общая кратность разбавления равна произведению начального и основного разбавления n = н = 7,08∙2,24 = 15,9. Используя найденную кратность разбавления, запишем уравнение для расчета концентрации загрязняющего вещества в стоке и определим НДС ф ф ПДК C C n C Азот аммонийный ( 4 NH ): 0, 5 0, 37 15, 9 0, 37 2, 44 C мг/л; НДС 2,44 10,8 26,3 г/ч. Азот нитратный ( 3 NO ): 9,1 3, 9 15, 9 3, 9 86, 6 C мг/л; НДС 86,6 10,8 935 г/ч. Железо (Fe 2+ , Fe 3+ ): 7 , 4 37 , 0 9 , 15 37 , 0 05 , 0 C мг/л. При отрицательных расчетных значениях параметра С концентрацию загрязняющего вещества принимают на уровне фона 0,37 мг/л. НДС 0,37 10,8 4 г/ч. Сульфаты ( 2 4 SO ): 100 77, 4 15, 9 77, 4 437 C мг/л; 4717 8 10 437 ПДС , г/ч. Фосфаты ( 3 4 PO ): 0, 25 2, 0 15, 9 2, 0 25,8 C мг/л. При отрицательных величинах С концентрацию загрязняющего вещества принимаем на уровне фона 2,0 мг/л: 139 НДС 2,0 10 8 21,6 , г/ч. В проект НДС, кроме расчетов и установленных нормативов сбросов, входят следующие разделы – введение с указанием нормативной литературы и правил составления проекта НДС – краткая характеристика предприятия и результаты инвентаризации сбросов вредных веществ – исходные данные, принятые для расчета НДС с указанием документации, используемой в расчетах гидрологические параметры водного бассейна, фоновые концентрации загрязнителей, результаты анализов стоков в специализированной лаборатории – расчет кратности разбавления сточных вод – расчет концентрации загрязняющих веществ и предельно допустимых сбросов – мероприятия по достижению нормативов НДС. Мероприятия по охране водоемов от загрязнения классифицируют на технологические, технические, планировочные, организационные. Меры технологического характера направлены на разработку и применение безотходных производственных технологий, утилизацию компонентов сырья, побочных продуктов производства, сокращение водопотребления и водоотведения за счет внедрения оборотного водоснабжения. Раработка технологических мер – наиболее перспективное и радикальное направление охраны водоемов. Технологические меры включают внедрение новых методов очистки стоков, создание централизованных коллекторных систем, позволяющих регулировать подачу стоков на очистные сооружения. Технологические меры позволяют – очищать бытовые и промышленные стоки от твердых плавающих веществ (решетки – извлекать песок (песколовки); – извлекать органические и неорганические вещества отстойники проводить обеззараживание стоков (хлораторы, озонаторы. В системе планировки населенных мест важное значение имеет правильный выбор места сброса сточных вод. При размещении выпусков необходимо учитывать влияние течения и ветровых нагонов воды. 140 Между очистными сооружениями и границей жилой застройки устанавливают санитарно-защитную зону (табл. 7.11). Таблица 7.11 Размеры санитарно-защитной зоны для очистных сооружений Тип очистных сооружений Размеры зоны при производительности очистных сооружений, м 200 м 3 /сут 5000 м 3 /сут 50 000 м 3 /сут 200 000 м 3 /сут Механическая и биологическая очистка силовыми площадками Механическая и биологическая очистка в закрытых помещениях Поля фильтрации 150 100 200 200 150 300 400 300 500 500 400 1000 Допускается увеличение размеров санитарно-защитных зон, ноне более чем в 2 раза при расположении жилой застройки с подветренной стороны. Организационные мероприятия включают санитарный контроль водоемов, оценку эффективности очистки и соблюдения нормативов сбросов. Текущая работа по санитарному контролю состоит из общего наблюдения и специального наблюдения за состоянием водоемов. Общее наблюдение – контроль показателей гидрологического состояния, почвенно-топографические характеристики водозабора и сброса стоков, санитарное состояние прибрежной зоны. Специальное наблюдение – контроль за сбросами по токсичным компонентам, контроль за соблюдением НДС, исследование физико- химических свойств воды. |