Загрязнение приземистого слоя атмосферного воздуха

Для определения параметра  П для каждого вещества i и каждого источника j рассчитываются значения требуемого потребления воздуха (ТПВ) и параметра R последующим формулам:

м³/с

где, М_ji – количество вещества, выбрасываемого источником, г/с; ПДК_i

– разовая предельно допустимая концентрация вещества для населенных мест.

R ji = (Дj / H j + Дj )*(q ji / ПДКi )                                       (11)

где, Д_j – диаметр устья источника, м; H _j – высота источника над уровнем земли, м; q _ji = (M _ji /V) – концентрация вещества в устье источника, г/м³; V – объем (расход) выброса, м³/с.

При Д_j  > 0,5* H _j для (Д_j / H _j + Д_j ) принимается значение равное 1.

Значение параметра  П_i  для каждого вещества определяется последующей

формуле:

 м³/с                                       (12)

где m₁ – количество источников на предприятии, выбрасывающих одноименные вещества.

Из всех значений  П_i выбирается максимальное значение, которое и принимается за параметр П данного предприятия.

Параметр Ф_i для каждого выбрасываемого вещества рассчитывается по

формуле:

 м²/с                                          (13)

 

где Н_{i ср} – средняя высота выброса.

Из всех Ф_i и выбирается максимальное значение, которое и принимается за параметр Ф для данного предприятия.

Результаты расчета ТПВ, параметра R и П должны быть представлены в таблице ....

Таблица … 

Сводные данные для расчета  параметров ТПВ, П и R, Ф

 

№ Источника	Высота источника, м	Диаметр источника, м	D/(D+H)	Объем выбросов, м3/с	Наименование ЗВ	Масса отходящих от устья источника ЗВ, г/с	Масса отходящих от устья источника ЗВ, т/год
1	2	3	4	5	6	7	8

 

 

 

Продолжение табл. …

ПДК ЗВ, мг/м3	М/ПДК	ТПВ, м3/с	q, мг/м3	q/ПДК	R	П	Ф
9	10	11	12	13	14	15	16

 

Максимальные значения, выбранные  из расчетных П и Ф, служат определяющими критериями при определении класса опасности производства (таблица…).

Таблица…

Определение класса опасности  предприятия в зависимости от значений  
параметров П и Ф

Класс опасности	I	II	III	IV
Значение Параметра П, м3/с	>108	108 - 106	106 - 5*104	<  5*104
Значение Параметра Ф, м2/с	> 5*103	5*103- 3*102	3*102 - 80	<80

 

1.11. Определение класса опасности предприятия

Категорию опасности предприятия (КОП) рассчитывают по формуле:

                                              (2)

где М _i – масса выброса i-го вещества, т/год; ПДК – среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/м³; n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием; а _i – безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности i-го вещества с вредностью сернистого газа, определяется по таблице ….

Таблица …

Значения а_i для веществ различных классов опасности

Константа	Класс опасности
	1	2	3	4
ai	1,7	1,3	1,0	0,9

Таблица …

Граничные условия для деления  предприятий по категориям опасности 

в зависимости от значений КОП

Категория опасности  предприятия	Значения КОП
1	КОП > 106
2	106 > КОП > 104
3	104 > KOП > 103
4	КОП < 103

 

2. Пример расчета

Задача 1-1 (вариант 1)

Тепловая электростанция выбрасывает в атмосферу М₁ = 15 т/час диоксида серы. Температура газовоздушной смеси Т_г = 123 ^оС. Высота трубы  Н = 150 м, диаметр устья D = 5 м, средняя скорость выхода газовоздушной смеси W_o = 10 м/с. Электространция расположена в Тульской области (А = 140). Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца года Т_в = 23 ^оС. Принять коэффициент η =1. F = 1.

А) Определить величину приземистой  концентрации примеси С_м  и расстояние Х_м, на котором она достигается. Рассчитать величину С_м и Х_м при скоростях ветра u₁ = 2 м/с и u₂ = 10 м/с.

Б) Считая, что выброс холодный, определить С_м и Х_м при опасной скорости ветра и скоростях u₁ = 2 м/с и u₂ = 10 м/с. Сравнить с результатом полученным в «А».

В) Тепловая электростанция выбрасывает в атмосферу кроме  диоксида серы М₁ = 15 т/час и диоксид азота М₂ =2 т/час при тех же условиях.

Рассчитать величину С_м , Х_м , С_ми и Х_ми при скоростях ветра u₁ = 2 м/с и u₂ = 10 м/с с учетом суммации вредного действия загрязняющих веществ и расстояния, на котором она достигается .

Г) Дополнительно к условию  задачи, принять, что фоновые концентрации выбрасываемых оксидов в атмосферном воздухе составляют: Для SO₂ C_ф = 0,1 мг/м³, для NO₂ С_ф = 0,01 мг/м³.

Определить величины предельно  допустимых выбросов при следующих  условиях: а) при снижении мощности выбросов массовое соотношение примесей в отходящих газах не меняется; б) снижение мощности выбросов может происходить только за счет диоксида серы.  

Д) рассчитать минимальную  высоту трубы , при которой С_м = ПДК – С_ф. 

Е) Определить размеры санитарно-защитной зоны с учетом среднегодовой розы ветров:

Направление ветра	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость ветра рп, %	8	7	5	11	14	19	29	7
pо (%)	12,5 %
Вытянутость розы ветров рп/ро
Lo,
1 = Lo рп/ро

 

На схеме 

Ж) Определить класс опасности  производства и предприятия

Решение.

А) Определить величину приземистой концентрации примеси С_м  и расстояние Х_м, на котором она достигается. Рассчитать величину С_м и Х_м при скоростях ветра u₁ = 2 м/с и u₂ = 10 м/с.

1. Расчет значения вспомагательного параметра f:

 

2. Рассчитать значения  безразмерных коэффициентов m и n:

.

Значение вспомогательного параметра V_м составляет:

 

где объемная скорость выхода газовоздушной смеси из устья  источника составляет :

 

В случае V_м ≥ 2 м/с, n = 1.

3. Расчет величины С_м = при опасной скорости ветра:

_,

- величина выброса SO₂;

4. Расчет Х_м – расстояния от источника выброса до точки, где достигается величина максимальной приземистой концентрации SO₂ при опасной скорости ветра:

 

при V_м > 2 м/с:

,

 

5. Расчет С_ми и Х_ми при скорости ветра u₁= 2 м/с;

Влияние скорости ветра на рассеивание примеси учитывается  соотношениями:

С_ми  = С_м ^. r;  Х_ми = р ^. Х_м.

Где С_ми и Х_ми соответственно, значения максимальной приземистой концентрации примеси и расстоянии от источника выброса, на котором она достигается, при скорости ветра u₁ = 2 м/с.

Для определения коэффициентов  r и р найдем:

 

При V_м > 2 м/с ,

 

 

При      

 

При      

 

Тогда С_ми = 0,68 ^. 1,041 = 0,71 мг/м³; Х_ми = 1,12 2231 = 2499 м.

6. Расчет С_ми  и Х_ми при скорости ветра u₂= 10 м/с:

/

При

 

 

 

Тогда

В) Тепловая электростанция выбрасывает в атмосферу кроме диоксида серы М₁ = 15 т/час и диоксид азота М₂ =2 т/час при тех же условиях.

Рассчитать величину С_м , Х_м , С_ми и Х_ми при скоростях ветра u₁ = 2 м/с и u₂ = 10 м/с с учетом суммации вредного действия загрязняющих веществ и расстояния, на котором она достигается .

Решение.

1. Приведенные массы выбросов загрязняющих веществ в группе суммации к выбросу SO₂:

,

.   

 

2. Расчет С_м при опасной скорости ветра:

   _.

Из решения задачи 1-1(вариант 1) V₁ = 196,3 м³/с, m = 1,08; n =1 (безразмерные коэффициенты m и n и объемная скорость не зависят от массы выброса ЗВ)

3. Расчет С_м для отдельных компонентов выбросов

Концентрация SO₂:

Т.к. мощность выброса SO₂ осталась неизменной М = 4166,7 г/с , то С_{м SO2} = 1,04 мг/м³ (задача 1-1)

  _, следовательно, концентрация NO₂

 

4. Расчет Х_м при опасной скорости ветра:

Поскольку коэффициент d также зависит от массы выброса, его величина и величина Х_м , найденные в задаче 1-1, останутся без изменения

     

5. Расчет при скоростях ветра u₁ = 2 м/с и u₂ = 10 м/с:

С_ми  = С_м ^. r;  Х_ми = р ^. Х_м., где С_ми и Х_ми соответственно, значения максимальной приземистой концентрации примеси и расстоянии от источника выброса, на котором она достигается, при скорости ветра u₁ = 2 м/с.

В данном случае опасная  скорость ветра  , не изменилась

Для определения коэффициентов  r и р найдем:

 

При V_м > 2 м/с ,

 

 

При      

 

При      

 

Тогда С_ми = 0,68 ^. 1,041 = 0,71 мг/м³; Х_ми = 1,12 2231 = 2499 м.

Расчет С_ми  и Х_ми при скорости ветра u₂= 10 м/с:

/

 

При

 

 

 

Тогда

Г) Дополнительно к условию  задачи, принять, что фоновые концентрации выбрасываемых оксидов в атмосферном воздухе составляют: Для SO₂ C_ф = 0,1 мг/м³, для NO₂ С_ф = 0,01 мг/м³.

Определить величины предельно  допустимых выбросов при следующих  условиях: а) при снижении мощности выбросов массовое соотношение примесей в отходящих газах не меняется; б) снижение мощности выбросов может происходить только за счет диоксида серы.  

1. Расчет фоновой концентрации, приведенной к SO₂ :

  

2. Расчет предельно допустимого выброса, приведенного к SO₂ (значения коэффициентов, входящих в выражения для расчета ПДВ (задача 1-1)

  

3. Расчет значений ПДВ для каждого из веществ, входящих в группу суммации:

 Значений ПДВ для  каждого из веществ, входящих  в группу суммации, рассчитываются путем снижения заданных мощностей выбросов в n = 1369/7435 раз, где М 7435  - заданная по условию задачи приведенной мощности выброса (см. решение задачи В)