Предмет: Экология. Добавлен: 25.01.2019. Год: 2014. Страниц: 10. Оригинальность по antiplagiat.ru: < 30% |
Задание 1 ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Определить максимальную приземную (на высоте 1,5 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она может наблюдаться, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), то есть при скорости ветра 0,5 м/с. Построить кривую распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела (для случая НМУ). Уточнить размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с розой ветров данного района. Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по методике, принятой в ОНД-86 (в г/с). Расчет 1. Величина ПДВ (г/с) по каждому из вредных веществ рассчитывается по формуле , г/с (1) где ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3, Сф -фоновая концентрация вредного вещества, мг/м3; Н - высота источника выброса, м; W - расход газовоздушной смеси, м3/с, который определяется по формуле: , м3/с, (2) - скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; D - диаметр устья трубы, м. T - разница температур выбрасываемого газовоздушного потока Тг и окружающего воздуха Тв, °С: Т=Тг – Тв, °С, (3) Тв - средняя температура самого жаркого месяца, а для котельных, работающих только для отопления – это средняя температура самого холодного месяца года; А - коэффициент стратификации, учитывающий вертикальные перемещения воздуха в зависимости от степени расчлененности рельефа. Коэффициент А изменяется от 120 до 250, для Московской области А=140; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ. Для легких газов, у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0, F=1, а для мелкодисперсных аэрозолей и тяжелых газов: F=2,0 при степени очистки 90%; F=2,5 " - " 75-90%; F=3,0 " - " ‹75%. Для любых загрязняющих веществ в присутствии паров воды F=3,0; F=1 - для легких газов, у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0. m и n - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси и зависящие от соотношения высоты источника выброса, его диаметра, скорости и температуры отходящих газов. m и n - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси и зависящие от соотношения высоты источника выброса, его диаметра, скорости и температуры отходящих газов. Для круглых источников m и n рассчитываются по формулам: , (4) где при параметре f‹100 (а это почти всегда в стандартных источниках), f=1000· , (5) n = 0,532 . V2 – 2,13 . V + 3,13; (6) При скорости ветра, изменяющейся в пределах 0,5‹Vветра?2, м/с V = 0,65. ; (7) - коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50 м =1, при перепаде высот более 50 м ›1 и зависит от соотношения высоты трубы и высоты препятствия (Н/h0), а также от соотношения ширины и высоты препятствия (ао/h0). 2. Максимальная концентрация загрязняющего вещества при фиксированных выбросах из источника (Мх, г/с) рассчитывается по формуле: Сmax = , (8) При этом замеренная (фиксированная) масса загрязняющего вещества Мx, может быть любая: больше или меньше величины ПДВ. Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация вредного вещества, определяется по формуле: lmax = , (9) d - аэродинамический коэффициент. При холодных выбросах, когда ? 0°С, d = 5,7; при горячих выбросах, то есть ›› 5°С, коэффициент d определяется по формуле: d=2,48•[1+0,28 . (10) 3. Построение кривой распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела проводится следующим образом. Находим Сх по формуле: Сх=Сmax•S0-lx (11) где Сx - концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м3; S0-lx - коэффициент пересчета от максимальной концентрации Сmax к концентрации загрязнения в любой точке на расстоянии lx от источника выброса. Коэффициент S0-lx определяется: при ‹1: S0-lx=3.( )4 – 8.( )3 + 6.( )2, (12) при 1 ‹ ?8: S0-lx= . (13) Кривая распределения приземных концентраций по оси факела строится по величине максимальной концентрации и как минимум четырем точкам на различных расстояниях от источника выброса. 4. Размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяется по Санитарным нормам (СН-245-71) в соответствии с классом предприятия. Корректировка размера СЗЗ с учетом розы ветров, преобладающих в данном районе, выполняется по формуле: l=L0• , (14) где l - длина румба по СЗЗ; L0 - размер СЗЗ по СН-245-71; Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %, Р0 - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе ветров Р0=12,5%. Таблица 1. Исходные данные Перечень данных Последняя цифра шифра 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Высота трубы, Н, м 35 35 35 40 40 40 40 45 45 45 Диаметр устья трубы, D м 1,5 1,5 1,4 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1 Скорость выхода газовоздушной смеси , м/с 8 8 8 7 7 7 6 6 6 5 Температура газовоздушной сме-си Тг, °С 120 120 110 110 100 00 95 95 90 90 Предпоследняя цифра шифра 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Температура окружающего воз-духа Тв,, °С 25 25 25 25 25 20 20 20 20 20 Загрязняющее вещество * Зола СО NO2 SO2 V2O5 Зола СО NO2 SO V2O5 Фоновые концентрации Сф, г/м3 0,01 2,0 0,03 0 02 0,0005 0,01 2,0 0,0 0,02 0,0 05 Перечень данных Предпоследняя цифра шифра 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Эффективность очистки Э,% 90 90 80 80 75 7 60 60 60 60 Повторяемость ветров, % С 17 10 9 12 12 5 12 15 8 16 СВ 17 15 10 10 12 10 12 16 10 12 В 16 17 11 12 12 8 12 15 12 10 ЮВ 12 17 14 12 12 10 12 12 15 9 Ю 10 14 16 11 12 16 1 10 16 7 ЮЗ 7 12 16 14 12 17 2 8 15 11 З 9 7 15 15 16 17 16 11 13 18 СЗ 12 8 9 14 12 17 1 13 11 17 NO2 - диоксид азота V2O5 оксид ванадия SO2 - сернистый газ СО – монооксид углерода (сернистый газ) • Значения ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл. 1. Таблица 2 Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест [8] Вещества ПДК, мг/м3 Класс опасности максимальная разовая среднесуточная NO2 - aзота двуокись (диоксид азота) 0,085 0,04 2 NH3 - aммиак 0,2 0,04 1 SO2 - aнгидрид сернистый (сернистый газ) 0,5 0,05 3 Ацетон 0.35 0.35 4 Бенз(а)пирен - 0,0001 или 0,1 мкг/100 м3 1 Бензол 1,5 0,1 2 V2O5 - ванадия пятиокись (оксид ванадия) - 0,002 1 Водород хлористый 0,2 0,2 2 Дихлорэтан 3 1 2 Кислота азотная 0,4 0,15 2 Кислота серная 0,3 0,1 2 Марганец и его соединения 0,1 0,001 2 Сапса (зола) 0,15 (0,5) 0,05 3 Свинец и его соединения - 0,0003 1 Сероводород 0.008 - 2 Хлор 0,1 0.03 2 Хром шестивалентный 0,002 0,002 1 СО - окись углерода (монооксид углерода) 5 3 4 Список использованной литературы: 1. Антипова Т.Н., Ларионова А.М., Коновалова В.А. и др. (всего 6 авт.). Экология. Учебно-методическое пособие к изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов II-III курсов инженерно-технически специальностей. М., МИКХиС, 2008 г., 88 с. 2. Охрана окружающей среды. //Под ред. С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1991. 3. Экология. Охрана природы, экологическая безопасность: Учебное по-собие. //Под обшей ред. проф. А.Т. Никитина и проф. С.А. Степанова. - М: Новь, 2000. 4. Санитарные правила по охране атмосферного воздуха населенных мест (СанПиН № 4946-89). - Утв. Минздравом СССР, 1989. 5. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. Пример выполнения задания 1 ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Определить максимальную приземную (на высоте 1,5 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она может наблюдаться, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), то есть при скорости ветра 0,5 м/с. Построить кривую распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела (для случая НМУ). Уточнить размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с розой ветров данного района. Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по методике, принятой в ОНД-86 (в г/с). ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Имеется котельная с одиночным источником выбросов, которая работает на мазуте и производит вредные выбросы, представленные окислами углерода СО (оксидами азота N02, серы SO2, ванадия V205 и золой). Котельная имеет одну дымовую трубу с диаметром ее устья D=1,4 м и высотой Н=35 м. Скорость выхода газовоздушной смеси составляет =7 м/с, ее температура Tг=+125°С. Средняя температура самого жаркого месяца года равна Тв=+25°С. Фоновые концентрации Сф вредных веществ по данным санитарно-эпидемиоло ической службы составляют: СО=2 мг/м3 (N02=0,03 мг/м3; SO2=0,2 мг/м3; V2O5=0,005 мг/м3 и золы - 0,1 мг/м3). Предельно-допустимые концентрации (ПДК - разовые) вредных веществ приведены в табл.2. ПДК=5,0 мг/м3. Котельная расположена в Московской области, местность ровная, с перепадом высот менее 25 м. Степень очистки пылегазоочистного оборудования - 80%. В районе расположения котельной среднегодовая повторяемость направления ветров (при восьмирумбовой розе ветров) составляет С - 17%, СВ- 17%, В - 16%, ЮВ - 12%, Ю - 10%, ЮЗ - 7%, 3-9%, СЗ - 12%. РАСЧЕТ Определение величины ПДВ (г/с) для окиси углерода СО, которая рассчитывается (по каждому из вредных веществ) по формуле: , г/с, (1) где: Спдк - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3, Сф -фоновая концентрация вредного вещества, мг/м3; Н - высота источника выброса, м; W - расход газовоздушной смеси, м3/с, который определяется по формуле: = , м3/с, (2) - скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; D - диаметр устья трубы, м. T - разница температур выбрасываемого газовоздушного потока Тг и окружающего воздуха Тв, °С: Т=Тг – Тв=125–25=100 °С (3) Тв - средняя температура самого жаркого месяца, а для котельных, работающих только для отопления, Тв - средняя температура самого холодного месяца года А - коэффициент стратификации, учитывающий вертикальные перемещения воздуха в зависимости от степени расчлененности рельефа. Коэффициент А изменяется от 120 до 250. А=140 - для Московской области. F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ. Для легких газов, у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0, F=1, а для мелкодисперсных аэрозолей и тяжелых газов: F=2,0 при степени очистки 90%; F=2,5 " - " 75-90%; F=3,0 " - " ‹75%. Для любых загрязняющих веществ в присутствии паров воды F=3,0. F=1, т.к. СО - легкий газ, у которого скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0. m и n - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси и зависящие от соотношения высоты источника выброса, его диаметра, скорости и температуры отходящих газов. Для круглых источников m и n рассчитываются по формулам: = ; (4) где при параметре f‹100 (а это почти всегда в стандартных источниках), f=1000· = , (5) n = 0,532 . V2 – 2,13 . V + 3,13= 0,532.2,042–2,13.2,0 +3,13=0,532.4,16-2,1 .2,04+3,13= ,21-4,34=3,13=1,0. (6) При скорости ветра, изменяющейся в пределах 0,5‹Vветра?2, м/с V = 0,65. = 0,65. 0,65.3,14=2,04 (7) - коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50 м =1, при перепаде высот более 50 м ›1 и зависит от соотношения высоты трубы и высоты препятствия (Н/h0), а также от соотношения ширины и высоты препятствия (а/h). , т.к. местность ровная, с перепадом высот менее 50 м; Тогда величина ПДВ по СО рассчитается по формуле: = = , г/с. 2. Определение максимальной концентрации (Мх) СО. Примем, что замеренное количество выбрасываемой окиси углерода Мх составило 60% от величины ПДВ, т.е. Мх=0,6. 227,9.136,7 г/с. Сmax = = , мг/м3. Проверим, соблюдается ли основное законодательное требование по охране воздуха: Сх ? ПДК: Сmax + Сф= 1,85 +2,0=3,85 мг/м3 ‹ ПДК (5 мг/м3). Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация окиси углерода, равна: lmax= , м где d - аэродинамический коэффициент. При холодных выбросах, когда ~ 0°С, d = 5,7; при горячих выбросах, то есть ›› 5°С, коэффициент d определяется по формуле: d=2,48•[1+0,28 = 2,48 • [1+0,28 ]=2,48 . [1+0,28 . 9,23.(1,3 ]= 2,48 . [1+2,58.(1,3 ]=2,48 [1+2,58 . 0,36]=2,48 . 1,92=4,72; Тогда lmax= ? 165 м. 3. Построение кривой распределения концентрации СО по оси факела. Для упрощения расчетов величину lx принимаем равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от lmax. Таким образом, определим концентрацию окиси углерода на расстоянии 55, 110, 220 и 275 м от источника загрязнения (котельной) (рис. 1). Находим Сх по формуле: Сх=Сmax•S0-lx где Сx - концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м3; S0-lx - коэффициент пересчета от максимальной концентрации Сmax к концентрации загрязнения в любой точке на расстоянии lx от источника выброса. Коэффициент S0-lx определяется: при ‹1: S0-lx=3.( )4 – 8.( )3 + 6.( )2, (12) при 1 ‹ ?8: S0-lx= . (13) Кривая распределения приземных концентраций по оси факела строится по величине максимальной концентрации и как минимум четырем точкам на различных расстояниях от источника выброса. Коэффициент S0-lx определяется: при ‹1: S0-55 = 3.( )4 – 8.( )3 + 6.( )2 = 3( )4 - 8( )3 – 6 ( )2 = 0,41; С1 = 1,85 • 0,41 = 0,76 мг/м3; S0-110 = 3.( )4 – 8.( )3 + 6.( )2 = 3( )4 - 8( )3 – 6 ( )2 = 0,89; С2 = 1,85 • 0,89 = 1,65 мг/м3; при 1 ‹ ? 8 S0-220= = С3 = 1,85 . .0,96.=1,78 мг/м3; S0-275= = С4 = 1,85 . 0,83 .= 1,54 мг/м3. Рис. 1. Кривая распределения концентраций загрязнения СО по оси факела 3. Определение размеров СЗЗ и ее корректировка с учетом розы ветров. Для котельной, относящейся по СН-245-71 к V классу предприятий, нормативный размер СЗЗ равен 50 м от центра дымовой трубы. В том случае, когда расчет показывает, что Сmax+Сф ПДК, за размер СЗЗ принимается расстояние от источника выброса до дальней границы зоны максимального задымления, где величина загрязнения равняется 0,8 от Сmax. В данном случае Сmax + Сф ‹ ПДК l=L• , (14) где l - длина румба по СЗЗ; L - размер СЗЗ по СН-245-71; Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %, Р0 - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе ветров Р0=12,5%. Размеры СЗЗ по различным румбам составляют: С › l = 50 . СВ › l = 50 . В › l = 50 . ЮВ › l = 50 . Ю › l = 50 . ЮЗ › l = 50 . З › l = 50 . СЗ › l = 50 . Если расчетная величина расстояния (L) СЗЗ оказалась менее 50 м, то L принимается равной минимальному значению по СЗЗ, т.е. 50 м (рис. 2) Рис. 2. Размеры СЗЗ с учетом розы ветров района расположения котельной Выводы: 1. ПДВ загрязняющих веществ (СО) одиночного источника (котельной) составляет 227,9 г/с. 2. Максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ равна 1,85 мг/м3, на расстоянии 165 м.. 3. Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с розой ветров изменяются от 50 м на юго-западе до 68 м на северо-востоке. |
Перейти к полному тексту работы |