Исходные данные

Предприятие «Локомотивное депо» проводит техобслуживание и ремонт электро- и тепловозов. Город расположения предприятия приводится в таблице 2 приложения.

Карта-схема расположения предприятия в заводской системе координат приведена на рисунке 1. Описание расположения района и обозначения на карте-схеме представлены в таблице 2 приложения.

Предприятие работает 250 дней в году, режим работы односменный. В состав предприятия на существующее положение входят следующие производственные цеха и участки:

- механический цех, где производят ремонт и изготовление изделий с помощью металлообрабатывающих станков;

- деревообрабатывающий, где производят ремонт и изготовление столярных изделий из древесины на деревообрабатывающих станках;

- сварочный, где осуществляется электродуговая сварка штучными электродами и газовая резка металлов;

- лакокрасочный, где осуществляется покраска тепловозов после ремонта;

- котельная, осуществляющая обогрев производственных помещений и подачу пара для производственных нужд.

На предприятии имеется маневровый тепловоз.

Исходные данные для расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу источниками предприятия приведены в таблице 3. В таблице 4 даны характеристики источников загрязнения атмосферы, необходимые для проведения расчетов рассеивании выбросов загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Координаты источников определяются по карте.

2 Рекомендации по разработке разделов контрольной работы

Содержание. В содержании приводится перечень всех документов, разделов, подразделов, пунктов, приложений, пояснительной записки по порядку их следования. На каждой позиции перечня указывается номер страницы пояснительной записи, с которой она начинается.

Введение. Во введении указываются основные особенности рассматриваемого производства и формируется задача контрольной работы.

Обзор литературы по вопросу экологической экспертизы. Обзор должен представлять собой самостоятельно проработанный вопрос по экологической экспертизы, ОВОСа или экологического аудита с обязательным указанием в конце работы всех использованных литературных источников и сайтов Интернета.

Краткая характеристика предприятия как источника загрязнения окружающей среды. На основании исходных данных (Приложение 4 по таблице № 2-3) необходимо дать краткую характеристику рассматриваемого промышленного предприятия. В этой части следует привести ситуационный план предприятия с указанием розы ветров, условными обозначениями, масштабом, нанесенной нормативной санитарно-защитной зоны.

В текстовой части приводятся общие сведения о предприятии, краткое описание основных технологических процессов и оборудования, являющихся источниками загрязнения окружающей среды. Приводится перечень и краткая характеристика используемого сырья и топлива. Дается краткая характеристика условий эксплуатации оборудования, характеристика газоочистных и пылеулавливающих установок (ГОУ).

Загрязнение атмосферы выбросами вредных веществ предприятия. В разделе дается характеристика источников выделения выбросов ЗВ в атмосферу, описываются методы и формулы расчета выбросов ЗВ, приводятся результаты расчета максимально-разовых и валовых выбросов ЗВ в соответствии с исходными данными, приведенными в таблицах 2-5 приложения. Подробное описание методик расчета выбросов ЗВ для различных видов технологических процессов и источников загрязнения атмосферы приведено в методическом разделе настоящего пособия.

Форма 1 - воздух. На основании проведенных расчетов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу заполняется форма 1 «Воздух» (Приложение 2).

Расчет шумового воздействия предприятия на окружающую среду. В данной части осуществляется расчет эквивалентного уровня шума от источников предприятия в контрольных точках нормативной санитарно-защитной зоны и жилой зоны.

Выводы и рекомендации. Приводятся основные результаты инвентаризации источников загрязнения атмосферы на данном предприятии, источники шумового загрязнения и пути их уменьшения.

Список литературы. Приводится перечень нормативно-экологической документации по экспертизе проектов, оценке воздействия на атмосферный воздух, борьбе с шумовым загрязнением.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Инвертаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Инвентаризация выбросов представляет собой систему сведений о распределении источников выделения загрязняющих веществ (ЗВ) на территории предприятия, количестве их и составе выбросов из них ЗВ.

Полученные при проведении инвентаризации данные используются в качестве исходной информации для:

-оценки загрязнения атмосферного воздуха;

-учета источников загрязнения атмосферы (ИЗА);

-нормирования выбросов и установления нормативов предельно-допустимых и временно-согласованных выбросов ЗВ в атмосферу (ПДВ и ВСВ);

-контроля за соблюдением установленных нормативов выбросов;

-оценки состояния пылегазоочистных установок (ПГУ) и очистного оборудования и выработки рекомендаций по улучшению его эксплуатации;

-планирования воздухоохранных мероприятий на предприятии;

-составления статистической отчетности по форме 2 Тп Воздух.

Инвентаризацию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в соответствии с Законом Российской Федерации "Об охране атмосферного воздуха" [1] проводят все действующие предприятия, организации и учреждения независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, производственная деятельность которых связана с выбросом ЗВ в атмосферу. Инвентаризацию осуществляют периодически, но не реже чем один раз в 5 лет.

Определение количественных и качественных характеристик выбросов ЗВ в атмосферу осуществляется на основе данных инструментального анализа ЗВ и (или) с помощью расчетных методов. Выбор метода зависит от характера производства и типа источника. Инструментальные анализы ЗВ проводятся для организованных источников выбросов. Расчетные методы используются для определения характеристик как неорганизованных, так и организованных выбросов.

При инвентаризации должны быть выявлены и учтены все возможные источники выделения и выброса вредных веществ в атмосферу (стационарные и передвижные), а также все вредные вещества, которые могут выделяться при осуществлении всех процессов, предусмотренных технологическим регламентом производства. На основании проведенной инвентаризации выбросов загрязняющих веществ разрабатывается проект нормативов выбросов ЗВ в атмосферу источниками предприятия.

В соответствии со ст. 14 закона «Об охране атмосферного воздуха» выброс вредных веществ в атмосферный воздух стационарным источником допускается на основании специального разрешения, которым устанавливаются предельно допустимые выбросы и другие условия, обеспечивающие охрану атмосферного воздуха. Предельно допустимый выброс (ПДВ) — норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии непревышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха. Все источники, относящиеся к конкретной территории предприятия, являются стационарными источниками выброса вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.

Для определения количественных и качественных характеристик выделений и выбросов ЗВ в атмосферу используются инструментальные и расчетные (балансовые, основанные на удельных технологических нормативах, закономерностях протекания физико-химических процессов и т.д.) методы. Выбор методов определения количественных и качественных характеристик выделений и выбросов ЗВ в атмосферу зависит, в первую очередь, от характера производства и типа источника. Инструментальные методы являются превалирующими для источников с организованным выбросом загрязняющих веществ в атмосферу. Под организованным выбросом понимается выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы; под неорганизованным выбросом понимается выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы вентиляционных систем, местных отсосов в местах загрузки, выгрузки или хранения сырья и т.д. К основным источникам с организованным выбросом относятся: дымовые и вентиляционные трубы; вентиляционные шахты; аэрационные фонари; дефлекторы.

При выполнении данной работы используются расчетные методы. Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от источников выбросов предприятия осуществляется по методикам, утвержденным и допущенным к применению [3].

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу котельными предприятий железнодорожного транспорта

Котельные являются наиболее распространенными источниками загрязнения атмосферного воздуха среди предприятий железнодорожного транспорта (на их долю приходится до 80% суммы выбросов всех загрязняющих веществ). Паровые котлы котельной вырабатывают пар для технологических нужд и обогрева производственных помещений.

Для котельных, в зависимости от вида топлива, на котором они работают, нормируемыми являются массы выбросов следующих видов загрязняющих веществ:

- оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, твердые частицы для котельных, работающих на твердом или жидком топливе (летучая зола, коксовые остатки или мазутная зола в пересчете на ванадий);

- оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, бенз(а)пирен (для котельных, работающих на газообразном топливе: природный, доменный газ).

Расчет выбросов продуктов сгорания (оксида углерода, оксидов азота, бенз(а)пирена и т.д.) от котельных осуществляется по «Методике определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал/ч» [4]. В соответствии с методикой проводится расчет валового и максимально - разового выбросов по каждому виду учитываемого ЗВ для всех видов котельных. Для котельной локомотивного депо (источник 0001) принимаются выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, полученные по программе «Котельные» при выполнении курсового проекта по дисциплине «Физико-химические процессы в техносфере». Параметры источники приведены в Приложении.

Участки механической обработки металлов

На предприятиях железнодорожного транспорта в механическом цехе для ремонта и изготовления различных деталей и изделий используется в основном следующее оборудование: токарные, фрезерные, заточные, сверлильные, шлифовальные станки.

При механической обработке хрупких металлов (чугун, цветные металлы и т.д.) выделяются твердые частицы – пыль металлическая. При обработке стали на шлифовальных и заточных станках также выделяется пыль металлическая (железа оксид) и пыль абразивная, в то время как на других станках – отходы только в виде стружки. При обработке цветных металлов на шлифовальных, токарных, заточных и других металлообрабатывающих станках в качестве пыли металлической выделяются в атмосферу окислы соответствующих металлов. Например, при обработке алюминия выделяются оксиды алюминия.

При применении смазочно-охлаждающих жидкостей в атмосферу выделяются аэрозоли минеральных масел и различных эмульсолов (СОЖ).

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при механической обработке металлов в механическом цехе Локомотивного депо (источник загрязнения атмосферы 0002 на рисунке 1) осуществляется согласно [5-8]. Перечень механообрабатывающих станков в механическом цехе, их количество, обрабатываемые металлы, время работы станков приведены в задании (таблица 3 приложения 4).

Количество загрязняющих веществ (пыли), выделяющихся при механической обработке металлов без применения СОЖ, определяется отдельно для каждого станка по формуле [5]:

П^с_i = g^с_i * n * t * 3600 * 10^-6, т/год (37)

где - g^с_i - удельные выделения загрязняющих веществ при работе оборудования (станка), г/с, (табл. 6, 7);

t – чистое время работы оборудования в день – время, которое идет на собственное изготовление детали или ее обработку без учета времени на ее установку и снятие, ч;

n – число дней работы станка в год.

Валовый выброс i-загрязняющего вещества в атмосферу при механической обработке металлов для источника в целом П_i , т/годопределяется как сумма валовых выбросов всех станков по формуле:

П_i = ∑ П^с_i , т/год (38)

Максимально-разовый выброс i-загрязняющего вещества при механической обработке металлов для источника 0002 в целом М_i определяется как сумма максимально-разовых выбросов (удельных показателей) i-загрязняющего вещества всех станков по формуле:

М_i = ∑ М^с_i = ∑ g^с_i , г/с (39)

Валовый выброс i-загрязняющего вещества источником загрязнения атмосферы (ИЗА) в целом определяется как сумма выбросов этого ЗВ всеми станками (источниками выделения).

При наличии устройств, улавливающих загрязняющие вещества, количество уловленных загрязняющих веществ П^о_i т/год определяется эффективностью ГОУ (η, в долях единицы):

П^о_i = ∑П^с_i * η , т/год (40)

В этом случае при наличии очистного сооружения валовый выброс ЗВ т/год в атмосферу будет определяться по формуле:

П_i = ∑П^с_i – П^о_i, т/год (41)

Максимально-разовый выброс ЗВ г/с при наличии очистного сооружения равен:

М_i = ∑ М^с_i (1 –η) = ∑ g^с_i (1 –η), г/с (42)

Таблица 6 - Удельное выделение пыли (g^с_i, г/с) основным технологическим оборудованием при механической обработке металла без охлаждения (на единицу оборудования)

Оборудование	Определяющая характеристика оборудования	Загрязняющие вещества, gсi, г/с
Круглошлифовальные станки	Диаметр шлифовального круга, мм	Пыль абразивная	Пыль металлическая
	150	0,013	0,020
	300	0,017	0,026
	350	0,018	0,029
	400	0,020	0,030
	600	0,026	0,039
	750	0,030	0,045
	900	0,034	0,052
Плоскошлифовальные станки	175	0,014	0,022
	250	0,016	0,026
	350	0,020	0,030
	400	0,022	0,033
	450	0,023	0,036
	500	0,025	0,04
Бесцентрошлифовальные станки	30, 100	0,005	0,008
	395, 495	0,006	0,013
	480, 600	0,009	0,016
Заточные станки	Диаметр шлифовального круга, мм
	100	0,004	0,006
	150	0,006	0,008
	200	0,008	0,012
	250	0,011	0,016
	300	0,013	0,021
	350	0,016	0,024
	400	0,019	0,029
	450	0,022	0,032
	500	0,024	0,036
	550	0,027	0,040

Таблица 7 - Удельное выделение пыли (g^с_i, г/с) при механической обработке чугуна, цветных металлов на станках без охлаждения

Вид обработки, оборудование	Выделяемое вещество	Количество, г/с (gсi)
Обработка чугуна резанием:
токарные станки	Пыль чугунная (железа оксид)	0,0063
фрезерные станки	«	0,0139
сверлильные станки	«	0,0022
расточные станки	«	0,0021
Обработка резанием цветных металлов:
токарные станки	Пыль цветных металлов	0,0025
фрезерные станки	«	0,0019
сверлильные станки	«	0,0004
расточные станки	«	0,0007

Применение смазочно-охлаждающих жидкостей значительно уменьшает выделение пыли. При обработке металлов на шлифовальных станках выбросы пыли при использовании СОЖ составляют 10 % от количества пыли при сухой обработке (таблица 6). В этом случае количество загрязняющих веществ (пыли), выделяющихся при механической обработке металлов с применением СОЖ, определяется отдельно для каждого станка по формуле

П^с_i = g^с_i * n * t * К_мш * 3600 * 10^-6, т/год (43)

М_i = ∑ М^с_i * К_мш = ∑ g^с_i * К_мш , г/с (44)

К_мш = 0,1 – коэффициент, учитывающий снижение выбросов пыли при использовании СОЖ.

Максимально-разовый выброс ЗВ г/с с использованием СОЖ при наличии очистного сооружения равен:

М_i = ∑ М^с_i *К_мш(1–η) = ∑ g^с_i * К_мш(1–η), г/с (45)

Валовый выброс загрязняющих веществ источником в целом с использованием СОЖ при наличии очистного сооружения равен:

П_i = ∑П^с_i – П^о_i= ∑П^с_i - ∑П^с_i*η, т/год (46)

При использовании СОЖ при обработке металлов образуется мелкодисперсный аэрозоль СОЖ (масла или эмульсола)¹, выбросы в атмосферу которой составляют:

П^с_сож = g^с_сож * n * t * N * 3600 * 10^-6, т/год (47)

М_сож = ∑ М^с_сож = ∑ (g^с_сож * N), г/с (48)

где - g^с_сож - удельные выделения СОЖ при обработке металла с использованием СОЖ, г/с·кВт, приведены в таблице 8;

N – мощность электромотора i-станка, кВт.

Таблица 8 - Удельные выделения (г/с) аэрозолей масла и эмульсола при механической обработке металлов с охлаждением

Наименование технологического процесса, вид оборудования	Количество выделяющегося в атмосферу СОЖ, (г/с) на 1 кВт мощности станка
Обработка металлов на токарных, сверлильных, фрезерных, строгальных, протяжных, резьбонакатных, расточных станках:
с охлаждением маслом	5,610-5
с охлаждением эмульсией с содержанием эмульсола менее 3%	510-7
с охлаждением эмульсией с содержанием эмульсола 3-10%	4,5 10-7
Обработка металлов на шлифовальных станках:
с охлаждением маслом	810-5
с охлаждением эмульсией с содержанием эмульсола менее 3%	1,0410-6
с охлаждением эмульсией с содержанием эмульсола 3-10%	1,03510-5

Эффективность газоочистки η определяется типом используемого газоочистного устройства (ГОУ приведены в задании – в таблице 3 приложения), значения эффективности (в процентах) основных газоочистных устройств, в том числе используемых при расчетах выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при металлообработке, приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Средние эксплуатационные эффективности аппаратов газоочистки и пылеулавливания

Аппарат, установка	Эффективность улавливания, % (η)
	твердых и жидких частиц	газообразных и парообразных компонентов
1	2	3
Отходящие газы котельных
Батарейные циклоны типа БЦ-2	85	-
Батарейные циклоны на базе секции СЭЦ-24	93	-
Дымосос-пылеуловитель ДП-10	90	-
Батарейные циклоны типа ЦБР-150У	93-95	-
Электрофильтры	97-99	-
Центробежные скрубберы ЦС-ВТИ	88-90	-
Мокропрутковые золоуловители ВТИ	90-92	-
Жалюзийные золоуловители	75-85	-
Групповые циклоны ЦН-15	85-90	-
Аспирационный воздух от оборудования механической обработки материалов
а) Аппараты и установки сухой очистки
Пылеосадочные камеры	45-55	-
Циклоны ЦН-15	80-85	-
Циклоны ЦН-11	81-87	-
Циклоны СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34	85-93	-
Конические циклоны СИОТ	60-70	-
Циклоны ВЦНИИОТ с обратным конусом	60-70	-
Циклоны Клайпедского ОЭКДМ Гидродревпрома	60-90	-
Групповые циклоны	85-90	-
Батарейные циклоны БЦ	82-90	-
Рукавные фильтры	99 и выше	-
Сетчатые фильтры (для волокнистой пыли)	93-96	-
Индивидуальные агрегаты типа ЗИЛ-900, АЭ212, ПА212	95
Циклоны ЛИОТ	70-80
б) Аппараты и установки мокрой очистки
Циклоны с водяной пленкой ЦВП и СИОТ	80-90	-
Полые скрубберы	70-89	-
Пенные аппараты	75-90	-
Центробежный скруббер ЦС-ВТИ	88-93	-
Низконапорные пылеуловители КМП	92-96	-
Мокрые пылеуловители с внутренней циркуляцией типа ПВМ, ПВ-2	97-99	-
Трубы Вентури типа ГВПВ	90-94	-
Вентиляционные выбросы при химической и электрохимической обработке металлов
Очистка от аэрозоля хромового ангидрида:
насадочные скрубберы с горизонтальным ходом газа	90-95	-
волокнистые туманоуловители ФВГ-Т	96-99	-
гидрофильтр ГПИ «Сантехпроект»	87-90	-
пенные аппараты ПГП-И	80-90	-
турбулентно-контактные адсорберы типа ТКА	80-90	-
жалюзийный сепаратор	85-90	-
Очистка от паров кислот и щелочей:
пенные аппараты	-	80-85
абсорбционно-фильтрующий скруббер НИИОГАЗа	95-98	50-60
форсуночно-насадочные скрубберы	-	55-60
Двухступенчатые абсорбционные аппараты:
пары соляной кислоты	-	93-95
пары аммиака	-	20-30
пары хлора	-	12-15
Вентиляционные выбросы при окраске изделий
Гидрофильтры:
форсуночные	86-92	-
каскадные	90-92	20-30
барботажно-вихревые	94-97	40-50
Установки рекуперации растворителей (адсорбция твердыми поглотителями)	-	92-95
Установки термического окисления паров растворителей	-	92-97
Установки каталитического окисления паров растворителей	-	95-99

Участки механической обработки древесины

На участках механизированной обработки древесины локомотивных, вагонных депо производятся технологические процессы пиления, строгания, фрезерования и сверления древесины на деревообрабатывающих станках. При механической обработке древесины выделяется древесная пыль. Количество выделяемой пыли зависит от технологического процесса обработки древесины (пиление, фрезерование, строгание), типа используемого оборудования и количества перерабатываемой древесины. По заданному технологическому процессу обработки древесины подбирается деревообрабатывающее оборудование по таблице 10.

Расчет выбросов загрязняющих веществ при механической обработке древесины в деревообрабатывающем цехе Локомотивного депо (источник загрязнения атмосферы 0003 на рисунке 1) осуществляется согласно [6-8] по удельным показателям в зависимости от времени работы единицы оборудования, типа и количества станков, их марки, приведенных в задании на курсовой проект (таблица 3 приложения 4).

Для расчета используются удельные значения количества пыли, образующейся при механической обработке древесины для различных процессов обработки древесины и оборудования, приведенные в таблице 10.

Валовый выброс древесной пыли рассчитывается по формуле:

П^с_i = g_i * n * t * 3600 * 10^-6, т/год (49)

где - g_i - удельное количество древесной пыли в выбросах при работе единицы оборудования (станка), г/с, таблица 10;

t – чистое время работы станка в год – время, которое идет на обработку древесины без учета времени на ее установку и снятие, час. (произведение среднего времени работы станка в сутки и количества рабочих дней);

n – количество станков данного типа.

За максимально-разовый выброс станка берется значение g_i (г/с) для данного типа станка.

Валовый выброс древесной пыли при механической обработке древесины для источника в целом определяется как сумма валовых выбросов всех станков по формуле:

П_i = ∑ (П^с_i) , т/год (50)

Максимально-разовый выброс i-загрязняющего вещества при механической обработке древесины для источника в целом г/с определяется как сумма максимально-разовых выбросов (удельных показателей) i-загрязняющего вещества максимального количества станков, работающих одновременно, по формуле:

М_i = ∑ М^с_i = ∑ g^с_i , г/с (51)

Валовый выброс загрязняющих веществ источником загрязнения атмосферы в целом определяется как сумма выбросов ЗВ всех станков источника.

При наличии устройств, улавливающих пыль, количество уловленной пыли определяется эффективностью ГОУ (η):

П^о_i = ∑( П^с_i) * η , т/год (52)

В этом случае валовый выброс пыли древесной в атмосферу будет определяться по формуле:

П_i = ∑(П^с_i) – П^о_i, т/год (53)

Максимально-разовый выброс ЗВ в атмосферу при наличии очистного сооружения равен:

М_i = ∑ М^с_i * (1 –η) = ∑ g^с_i * (1 –η), г/с (54)

Таблица 10 - Удельные выделения древесной пыли для процессов обработки древесины на единицу оборудования

Операция технологического процесса	Модель, марка станка	Удельные количества выделяемой древесной пыли, г/с (gсi)
Пиление	Станки круглопильные, модели:
	УП	1,75
	Ц6-2	2,97
	У6	2,80
	Ц2К12	3,30
	ЦКБ-4, ЦМЭ-2	4,39
Строгание	Станки фуговальные, модели:
	СФА-6	13,20
	СР-3, СР-8	6,70
	СФАЧ-1	7,2
	СФ-3, СФ-4	2,27

Порядок заполнения формы 1 - «Воздух».

Форма 1 - «Воздух» состоит из титульного листа и пяти разделов. Форма 1 - «Воздух» заполняется в виде таблиц, приведенных в приложении 2 (раздел I-V).

В правом верхнем углу указываются соответствующие коды. Их значения уточняются в местном (областном) статистическом управлении.