Экологический мониторинг

Задание

Произвести расчёт рассеивания  выбросов из одиночного источника  (нагретый и холодный выбросы) и группы источников.

Необходимо рассчитать приземную  концентрацию пыли от источника в  точке, расположенной на расстоянии X(м), находящейся на ветровой оси, при следующих параметрах источника: высота трубы H(м), диаметр трубы D(м), средняя скорость выхода газов из трубы (м/с); температура газов Т( ); масса вещества, выбрасываемого в атмосферу, М(г/с); коэффициент, учитывающий скорость оседания взвешенных частиц выброса в атмосфере,F. Параметры района расположения источника: коэффициент стратификации атмосферы равен А; безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности равен 1,2.

Данные для расчета  приведены в таблице 1.

Вариант №4.

№ п/п	А	М (г/с)	F	H (м)		D (м)		х (м)
1	160	18,3	2	70	90	0,94	0,3	1300
2	200	23,6	2	90	210	2,2	0,4
3	240	29,6	2	80	180	2,2	0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Расчёт рассеивания выбросов  из одиночного источника

Распространение в атмосфере  выбрасываемых из труб и вентиляционных систем промышленных выбросов подчиняется  законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние  атмосферы, расположение предприятий  и химические свойства выбрасываемых  веществ, высота источника, диаметр  устья, др.

Для источников выбросов вводят понятие «опасной скорости ветра», при которой приземные концентрации имеют наибольшее значение. Для того, чтобы предотвратить отклонение струи вблизи от горловины трубы, скорость выбрасываемого газа должна вдвое превышать опасную скорость выбрасываемого ветра на уровне горловины трубы.

В основу «Методики расчета  концентраций в атмосферном воздухе  вредных веществ, содержащихся в  выбросах предприятий» ОНД – 86 положено условие, при котором суммарная  концентрация для каждого вредного вещества не должна превышать максимальную разовую предельно допустимую  концентрацию данного вещества  в атмосферном воздухе. Максимальная концентрация вредных веществ у  земной поверхности достигается  на оси факела выброса на расстояние Х м от источника выброса (для  горячей воздушной смеси):

 

Где:

А – коэффициент сертификации атмосферы, зависящий от температурного градиента атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредностей(принимается равным 120-240, для центра России принимают значение 120);

М- масса вещества выбрасываемого в атмосферу в единицу времени г/с;

- объем, выбрасываемой газовоздушной  смеси,  , определяемый по формуле:

D-диаметр устья источника выброса, м;

Н – диаметр трубы, м;

F –коэффициент, учитывающий скорость оседания взвешенных частиц выброса в атмосфере (для газов равен 1, для пыли F=2 при эффективности очистки газоочистной установки более 90%, F = 2,5 при эффективности от 75% до 90,% и F=3 при эффективности менее 75%);

- разность между температурой,  выбрасываемой газовоздушной смеси  и температурой окружающего атмосферного  воздуха, равной средней температуре  самого жаркого месяца в 13 часов  по главе СНиП «Строительная  климатология и геофизика» 

( );

- безразмерный коэффициент, учитывает  влияние рельефа местности;

m - безразмерный коэффициент, учитывает условия выхода газов из трубы:

где ;

- средняя скорость выхода  газов из трубы м/с;

n - безразмерный коэффициент (зависящий от параметра , м/с),

      при  0,3 n=3

      при 0,3< <2

      при >2 n=1

где 

Ожидаемая максимальная концентрация загрязнителей при выбросе холодной газовоздушной смеси определяется по уравнению:

,

где     

.

Расстояние( )до места, где ожидается максимальная концентрация, определяется по уравнению:

- для газов и мелкодисперсной  пыли X=dH,

- для крупнодисперсной  пыли ( )

где d – безразмерная величина, зависящая от параметра

- для холодного выброса  d = 11,4 при 2.

        d =16,1 при >2

- для крупнодисперсной  пыли ( )

- в случае горячей газовоздушной  смеси:

       при  2

       при  > 2

 

Концентрация загрязнителя

 В приземном слое  атмосферы на расстоянии от  источника выброса, отличном от  Х определяется по формуле:

где - коэффициент, зависящий от величины 

при 1   ;

при 1 < 8   ;

при >8  (при F=1)  ;

при 2 3     ;

 

Решение:

1)Расчет рассеивания выбросов  из первого источника:      ;

;

0,3< <2 n=3-=2,32

;

Максимальная концентрация вредных веществ при выбросе горячей газовоздушной смеси:

(мг/м³)

Ожидаемая максимальная концентрация загрязнителей при выбросе холодной газовоздушной смеси:

=31,87(мг/м³)

      

(м/с)

Расстояние ( ) до места, где ожидается максимальная концентрация:  - для холодного выброса:

(м)

d = 11,4*0,005=0,057

- в случае горячей газовоздушной  смеси:

(м)

  

Концентрация загрязнителя

 В приземном слое  атмосферы на расстоянии от  источника выброса, отличном от Х:

=0,000050;

С_х=31,87 *0,000050=0,0016(мг/м³)

=0,0000099;

С_г=0,1,81*0,0000099=0,000018(мг/м³)

 

2)Расчет рассеивания выбросов  из второго источника: ;

;

 n=1,47

Максимальная концентрация вредных веществ для горячей газовоздушной смеси:

(мг/м³)

Ожидаемая максимальная концентрация загрязнителей при выбросе холодной газовоздушной смеси:

=7,49(мг/м³)

      

(м/с);   n=1,47;

Расстояние ( ) до места, где ожидается максимальная концентрация:  - в случае воздушной холодной смеси:

(м)

d = 11,4*0,013=0,14

- в случае горячей газовоздушной  смеси:

(м)

  

Концентрация загрязнителя

 В приземном слое  атмосферы на расстоянии от  источника выброса, отличном от  Х:

=0,00048;

С_х=7,49*0,00048=0,0036(мг/м³)

=0,00010;

С_г=0,43*0,00010=0,000043(мг/м³)

 

3) Расчет рассеивания  выбросов из третьего источника:

  ;

;

0,3< <2 ;

;      Максимальная концентрация вредных веществ для горячей газовоздушной смеси:

(мг/м³)

Ожидаемая максимальная концентрация загрязнителей при выбросе холодной газовоздушной смеси:

=13,29(мг/м³)

      

(м/с);       n=1,48;

Расстояние ( ) до места, где ожидается максимальная концентрация  - в случае холодной газовоздушной смеси:

(м)

d = 11,4*1,52=0,16

- в случае горячей газовоздушной  смеси:

(м)

  

 

 

Концентрация загрязнителя

 В приземном слое  атмосферы на расстоянии от  источника выброса, отличном от  Х:

=0,00048;

 

С_х=13,29*0,00048=0,006(мг/м³)

=0,00010;

С_г=0,88*0,00010=0,00009(мг/м³)

 

2 Расчет рассеивания выбросов  из группы источников

Приземная концентрация вредного вещества С в любой точке местности при наличии N источников определяется как сумма концентраций вредных веществ в этой точке от отдельных источников

,

где - концентрация вредных веществ выбрасываемых 1-м, 2-м, и n-м источниками, .

Решение:

С_х =0,0016+0,0036+0,006 = 0,011(мг/м³)

С_г = 0,000018+0,000043+0,00009 = 0,00031(мг/м³)

С = 0,011+0,00031 = 0,0113 (мг/м³)