экология производства. Занятие 1 расчет рассеивания вредного вещества от одиночного точечного источника цель работы
![]()
|
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1 РАСЧЕТ РАССЕИВАНИЯ ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА ОТ ОДИНОЧНОГО ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА Цель работы Целью расчета является определение значения максимальной концентрации в атмосфере вредного вещества, выбрасываемого одиночным точечным источником и установления вида норматива выброса: предельно-допустимой (ПДВ) или временно-согласованный (ВСВ) выброс. Общие положения 2.1. Сущность расчета максимальной приземной концентрации вредного вещества без учета суммации заключается в следующем. Рассмотрим одиночный точечный источник выброса, например, трубу котельной, показанной на рис. 1. Ось дымного факела источника ориентирована в направлении ветра, имеющего скорость U. При этом в вертикальных, по оси Z профилях концентраций, их значения с удалением от трубы убывают. Так концентрации в профиле С01 меньше, чем в профиле С01. На расстоянии Х от основания трубы дымный факел касается земли и приземная концентрация вредного вещества по оси начинает увеличиваться от фонового значения, если оно отлично от нуля, до максимального, которое достигается на расстоянии Хм от основания трубы и дальше с увеличением расстояния приземная концентрация уменьшается. Как известно, для каждого вредного вещества приземная концентрация в атмосферном воздухе населенных мест не должна превышать предельно допустимой (ПДК). Фоновой концентрацией Сф называется такая концентрация вредного вещества в приземном слое атмосферы, которая формируется всеми источниками, расположенными в данной местности. При этом значение максимальной приземной концентрации вредного вещества создаваемое данным источником выброса в приземном слое атмосферы с учетом фоновой может быть больше, а также равным или меньше значения предельно допустимой концентрации для данного вредного вещества. На рис. 1 показан случай, когда максимальная концентрация вредного вещества с учетом фоновой Сф превышает ПДК. В этом случае выброс вредного вещества из источника М может рассматриваться как временно согласованный (ВСВ), т.е. если См > ПДК, то М=ВСВ (2.1) В случае, когда максимальная концентрация вредного вещества равна или меньше предельно допустимой, массовый выброс М вредного вещества от источника выброса может рассматриваться как предельно допустимый, т.е. если Сm < ПДК то М=ПДВ (2.2) 2.2. Определение норматива в атмосферном воздухе с учетом эффекта суммации имеет некоторые особенности Источник выброса может иметь вредные вещества, обладающие эффектом суммации. Вредное вещество обладает эффектом суммации в том случае, когда присутствие в воздухе одного вредного вещества дополняет вредное действие на организм другого вредного вещества. Такое положение может создаваться также, когда одно из вредных веществ выбрасывается из источника, другое находится в приземном слое за счет фоновой концентрации. Норматив загрязнения по группе суммации может быть определен одним из двух способов: По безразмерной концентрации по формуле: ![]() где С1 … Сп – концентрации в атмосфере вредных веществ, входящих в группу суммации, мг/м3 ПДК – предельно-допустимые концентрации по формуле: ![]() где С – концентрация группы суммации, С1- концентрация вещества к которому осуществляется приведение, ПДК1- его ПДК, С2 … Сп, ПДК2 … ПДК2 … ПДКп – концентрация и ПДК других веществ, входящих в группу суммации. Для установления норматива ПДВ необходимо одно из условий ![]() ![]() Для веществ, обладающих суммацией вредного действия безразмерная суммарная концентрация q или приведенная к одному веществу суммарная концентрация С рассчитываются с использованием значений мощности выброса Мq или М соответственно, где: ![]() ![]() где М1 М2 …. Мп - мощности выброса каждого из п веществ; ПДК1, ПДК2, ПДКп - максимальные разовые предельно допустимые концентрации этих веществ. 3. Порядок расчета максимальной приземной концентрации без учета суммации Расчет максимальной приземной концентрации от источника выброса проводится в соответствии с требованиями ОНД-86 “Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий”, в следующей последовательности. Рассчитывается коэффициент f, определяющий тип источника (холодный или нагретый) При f < 100 источник считается нагретым При f > 100 источник является холодным ![]() где ![]() ![]() ТГ –температура газа, ТВ – температура воздуха, За температуру воздуха принимается среднемаксимальная температура воздуха в наиболее жарком месяце. Значение этой температуры принимается по СНИП 2.01.01-82 “Строительная климатология и геофизика ”. Определяются коэффициенты Vm, Vm1 по формулам: Для нагретых источников: ![]() для холодных источников: ![]() где V1 – объемная скорость выходящих из источника (трубы) газов, м3/c. Если труба с круглым устьем ![]() К – коэффициент, определяемый по формуле ![]() Определим коэффициент fe ![]() Определяется безразмерный коэффициент ![]() ![]() ![]() причем при ![]() ![]() Определяется безразмерный коэффициент n исходя из условий При ![]() При ![]() При ![]() Максимальные приземные концентрации вредного вещества в зависимости от вида выброса (нагретый или холодный) рассчитывается по формулам: Для ![]() ![]() ![]() ![]() Для ![]() ![]() где А – коэффициент, определяющий состояние атмосферы М – значение массового выброса вредного вещества в г/с, F – безразмерный коэффициент, значение которого для газов и мелкодисперсных аэрозолей может быть принят F=1, для среднедисперсных аэрозолей F=2-3. ![]() ![]() Определим максимальную приземную концентрацию с учетом фоновой ![]() где Сф - фоновая концентрация, мг/м3 Полученная максимальная концентрация вредного вещества сравнивается с предельно допустимой и делается вывод о том к какому виду норматива ПДВ или ВСВ может быть отнесен выброс по данному веществу. В случае, если выброс относится к нормативу ВСВ, определяется величина предельно-допустимого выброса по формулам: При ![]() ![]() При ![]() ![]() Порядок расчета максимальной приземной концентрации вредных веществ с учетом суммации Расчетная схема определения максимальной приземной концентрации вредных веществ с учетом суммации не отличается от описанных в пп 3.1.-3.16, за исключением того, что вместо M в формулы (3.13),(3.14) подставляется безразмерный выброс по формуле (2.7) или приведенный по формуле (2.8), в формулы (3.16), (3.17 ), (3.18) вместо Сф подставляется фоновая концентрация из таблицы вариантов задания безразмерная, либо приведенная к одному из веществ, а в формулы (3.17 ), (3.18) вместо ПДК подставляется безразмерное или приведенное к одному из веществ его значение. Примеры расчета Рассчитать максимальную приземную концентрацию ацетона, определить вид норматива источника выброса. Характеристика источника выброса вредного вещества: Высота трубы 30 м; диаметр трубы 1 м; температура выбрасываемых газов 90 градусов; скорость выхода газов из трубы 0,7 м/с. Характеристика вредного вещества: массовый выброс 0,3 г/с, ПДК 0,35 мг/м3; фоновая концентрация в приземном слоях 0,1 мг/м3, для газов F=1. Принять коэффициент рельефа местности равным 1, среднемаксимальную температуру июля в Усть-Каменогорске 24,6 градуса; коэффициент характеризующий степень стратификации атмосферы для Казахстана А=200. Определим коэффициент f по формуле (1): ![]() так как f < 100 источник относится к нагретым Определим объемную скорость выходящих газов V1 по формуле (3.5): ![]() Параметр Vm определим по формуле (3.3) ![]() Определим коэффициент m. Так как, очевидно, что f меньше fe, коэффициент рассчитывается по формуле (3.8): ![]() Так как 0.5 Vm 2, коэффициент определим по формуле (3.11): ![]() Так как f < 100 максимальную приземную концентрацию ацетона определим по формуле (3.14) ![]() Максимальная приземная концентрация ацетона с учетом фоновой определяется по формуле (3.16): ![]() так как максимальная приземная концентрация ацетона с учетом фоновой меньше предельно допустимой, равной 0,35 мг/м3, данный выброс может быть отнесен к ПДВ (предельно допустимым выбросам). 6. Рассчитать максимальную приземную концентрацию с учетом суммации, определить вид норматива источника выброса, в случае необходимости рассчитать значение предельно-допустимого выброса. Характеристика источника выброса вредного вещества: высота трубы 30 м; диаметр трубы 1 м; температура выбрасываемых газов 30 градусов; скорость выхода газов из трубы 0,7 м/с. Характеристика вредных веществ. Двуокись азота: массовый выброс двуокиси азота 6,3 г/c, ПДК=0,085мг/м3. Двуокись серы: массовый выброс 0,1 г/c; ПДК=0,8 мг/м3. Фоновая концентрация группы суммации NO2+SO2 в приземном слое в долях ПДК=0,5. Для газов F=1. Принять : коэффициент рельефа местности ![]() Определим коэффициент f по формуле (1): ![]() так как f < 100 источник относится к нагретым Определим объемную скорость выходящих газов V1 по формуле (5): ![]() Параметр Vm определим по формуле (3.3) ![]() Определим коэффициент m. Так как, очевидно, что f меньше fe, коэффициент рассчитывается по формуле (3.8): ![]() Так как 0.5 Vm 2, коэффициент n определим по формуле (3.11): ![]() Определим мощность выброса группы суммации по формуле (2.8): ![]() 6.7. Так как для ![]() ![]() Определим абсолютное значение приведенной фоновой концентрации из формулы (2.3): ![]() ![]() так как концентрация приводится к двуокиси азота, принимаем значение С1=0, тогда С2=0,0425 г/м3. максимальная приземная концентрация группы суммации, приведенная к двуокиси азота равная 0.1321 мг/м3 превышает ПДК по двуокиси азота равную 0,085 . Данный выброс может квалифицироваться как ВСВ. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рис.1 Эпюра концентрации при рассеивании вредного вещества от одиничного точечного источника выброса: А – эпюра концентрации вредного вещества в факеле рассеивания Б – эпюра концентрации вредного вещества в приземном слое С01; С02 – профили концентрации по оси факела выброса; Сф- фоновая концентрация; Сm, Сm – максимальная приземная концентрация вредного вещества соответственно без учета и с учетом фоновой; Хm – расстояние от основания трубы на котором достигается максимальная приземная концентрация; LC33 – граница санитарно-защитной зоны; М – массовый выброс вредного вещества; ПДК – уровень предельно-допустимой концентрации.
Вариант 25 - суммация двуокиси серы и двуокиси азота |