Основные источники образования выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

fy">F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;

ΔT – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, °С;

V1 – расход газовоздушной смеси, м3/с, определяется по формуле:

V1= π*D2/4*W0

где D – диаметр устья источника выброса, м;

W0 – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

V1 = 3,14 · 0,68² / 4 * 14,3 = 5,19 м³/с

     Значение  коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается по таблице 4. А=200

     Таблица 4

     Значение  коэффициента температурной стратификации А

 

     На  распространение загрязнений оказывает  влияние температура атмосферы  в момент выброса. По этому признаку все выбросы делят на «холодные» и «горячие». «Холодные», если разница  между температурой выброса и  температурой атмосферы приблизительно равна нулю. «Горячие», если разница между температурой выброса и температурой атмосферы больше нуля. При определении значения ΔТ(°С) температуру окружающего атмосферного воздуха следует принимать равной средней многолетней температуре наружного воздуха 15 числа наиболее жаркого месяца года в 13:00 по местному времени.

     Значение  безразмерного коэффициента F принимается:

     • для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (возгоны, туманы, дымы и т.п.), скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) F = 1;

     • для остальных аэрозолей (пыль, зола) при степени очистки газов в пылеуловителе не менее 90% F = 2; от 75 до 90% F = 2,5; менее 75% и при отсутствии очистки F = 3.

     Значения  коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, Uм , Uм′ , fe: 

– для  нагретых выбросов:

f =1000(W0² *D) / (H² *ΔT),

Uм  =0,65*³√ (V1*ΔT) / H;

Решение:

f =1000*14,3²*0,68 / 14^2*8=88,68;

f<100, следовательно m= 1/0,67 +0,1√ f  +0,34³√ f

m= 1 / 0,67 + 0,1 √ 88,68 + 0,34 ³√ 88,68=3,95

V1 = 3,14 · 0,68² / 4 * 14,3 = 5,19 м³/с

Uм =0,65*³√ 5,19*8 / 14=0,16;

Так как 0,5≤Um=0,16<2, то

n=0,532Uм2 −2,13Uм+ 3,13

n = 0,532 · 0,16² – 2,13 · 0,16 + 3,13 =2,80 

Сm_ВВ=200*1,71*2*3,95*2,80*3,6/14² *³√5,19*8=40,13мг/м³

Сm_NO=200*0,04*1*3,95*2,80*3,6/14² *³√5,19*8=0,47мг/м³

Сm_Mn=200*0,19*2,5*3,95*2,80*3,6/14² *³√5,19*8=5,57мг/м³

     Значение  ПДВ (г/с) для i-го вещества, выбрасываемого одиночным источником с круглым устьем при фоновой концентрации Сф < ПДК, определяется по формуле 2.3:

     ПДВ_i =(ПДК_i – С_фi)*H²/А*F*m*n*η *³√V₁*VT             (2.3)

где Cфi – фоновая концентрация рассматриваемого вещества, мг/м3. Устанавливается службой экологического мониторинга по результатам многолетних измерений концентраций примесей в атмосферном воздухе. При отсутствии таких данных принимается обычно Cфi = 0,1 ПДКмрi .

ПДВВВ=(0,5-0,1*0,5)*196/(200*2*3,95*2,80*3,6)* ³√5,19*8=0,019 г/с

ПДВ_NO=(5-0,1*5)*196/(200*1*3,95*2,80*3,6)* ³√5,19*8=0,38 г/с

ПДВMn=(0,6-0,1*0,6)*196/(200*2,5*3,95*2,80*3,6)* ³√5,19*8=0,018 г/с

     Для уменьшения концентрации вредных веществ на прилегающей к промышленному предприятию территории устраивают санитарно-защитные зоны (СЗЗ).

     Размеры нормативной СЗЗ до границы жилой застройки устанавливают в зависимости от мощности предприятия, особенностей технологического процесса производства, характера и количества выделяемых в атмосферу вредных и с неприятным запахом веществ.

     В соответствии с санитарной классификацией промышленных предприятий размеры  СЗЗ устанавливаются в зависимости  от класса рре5е6опасности предприятия (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов»).

     Таблица 5

     Нормативные размеры санитарно-защитных зон

     Указанные в табл. 5 размеры СЗЗ являются минимальными. Если в результате расчета рассеивания примесей получены большие размеры СЗЗ, то принимаются расчетные размеры. Если в результате расчета получены размеры СЗЗ меньше указанных в табл. 2, то принимаются табличные значения, так как выброс вредных веществ может являться не единственным видом вредного воздействия предприятия на окружающую среду.

     Минимальные размеры СЗЗ установлены исходя из условия снижения на ее границе концентрации вредных веществ до ПДК, а уровней шума, вибрации, инфразвука, электромагнитных полей, электростатического поля – до предельно-допустимых уравнений (ПДУ).

     СЗЗ нельзя рассматривать как резервную  территорию и использовать ее для  расширения промышленной площадки. На территории СЗЗ допускается размещение объектов более низкого класса вредности, чем основное производство – складов, гаражей, автостоянок и т.д.

     Размер  СЗЗ до границы жилой застройки  следует устанавливать:

     − для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками загрязнения атмосферного воздуха, – непосредственно от источника загрязнения (трубы, шахты, аэрационных фонарей зданий, мест погрузки-разгрузки сырья);

     − для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками шума, вибрации, электромагнитных волн радиочастот, – от зданий, сооружений и площадок, где установлено это оборудование;

     − для электростанций, котельных – от дымовых труб.

     Последовательность  расчета СЗЗ литейного  производства

     1. Определяем расстояние Xм , при котором достигается максимальное значение приземной концентрации вредного вещества Cм для каждого загрязнителя. Расстояние Xм (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация Cм (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения, определяется по формуле:

     Х_м = (5-F)*d*H/4        (2.4)

     где d – безразмерный коэффициент

     – при f <100

     d = 2,48 (1+ 0,28 ³√ f ) при Uм < 0,5;

     d = 4,95 Uм (1+ 0,28 ³√ f ) при 0,5 ≤ Uм ≤ 2;

     d = 7 Uм (1+ 0,28 ³√ f ) при Uм > 2;

     – при f > 100

     d = 5,7 при U′м ≤ 0,5;

     d = 11,4 U′м при 0,5 < U′м ≤ 2;

     d = 16 √U′м при U′м > 2.

Решение:

1.Определяем расстояние Хм ,при котором достигается максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См для каждого загрязнителя.

Окись азота. Так как f < 100;

f=88,68<100

0,5 ≤  Uм < 2, то d = 4,95 · 0,16 · (1+ 0,28 ³√ 88,68) = 1,78;

Х_mNO=(5-1)*1,78*14/4=24,92 м.

Марганец. Так как f < 100;

f=88,68<100

X_mMn=(5-2,5)*1,78*14/4=15,58м.

Взвешенные  частицы:

Х_мВВ=(5-2)*1,78*14/4=18,69 м.

     Распределение концентраций вредных веществ в  приземном слое воздуха по оси факела на различных расстояниях Х от источника выброса находят по формуле:

     Сх  =S1 *Cм

     Безразмерная  величина S1 зависит от отношения Хn/Хм . При Хn / Хм> 8 S1 зависит от скорости оседания загрязняющих веществ. Согласно методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86), безразмерную величину S1 рассчитывают по формулам:

1. Если Х/Х_М ≤ 1, то S₁=3*(X/X_М)⁴-8*(X/X_М)³+6*(X/X_М)²

2. Если 1 < Х/Х_М ≤ 8, то S₁=1,13/0,13*(X/X_М)²+1.

3. Если Если Х/Х_М>8 и F=1, то S₁= Х/Х_М/(3,58*(X/X_М)²-35,2 *Х/Х_М+120

4. Если Х/Х_М>8 и F=2, 2,5, 3, то  S₁=1/0, 1*(X/X_М)²+2,47*Х/Х_М-17,8.

2. Для каждого загрязняющего вещества строим график распределения концентраций вредных веществ в атмосфере от организованного высокого источника выбросов. Например, график распределения концентраций взвешенных веществ в атмосферу от организованного высокого источника выбросов представлен на рис.1.

Таблица 6