2. Практическая работа № 2. Расчет предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Цель работы: определение нормативов предельно допустимых выбросов вредных веществ для стационарных источников загрязнения.

Задание

1. Определить нормативы ПДВ в г/с и т/год для каждого вредного вещества, входящего в состав выброса.

2. Условно полагая, что 50 % всех вредных веществ, входящих в состав выброса одного из источников загрязнения имеют интенсивность выброса в г/с свыше установленного ПДВ, а остальные ниже или равной ПДВ, определить необходимость проведения природоохранных мероприятий и их эффективность.

3. Сделать краткие выводы.

Основные теоретические положения

Основным критерием санитарно-гигиенической оценки качества воздуха является предельно допустимая концентрация (ПДК). Соблюдение ПДК не исключает вредного воздействия выбросов промышленных предприятий на окружающую среду. Примером тому является проблема кислотных дождей. Использование ПДК вредных веществ для контроля за качеством атмосферного воздуха не позволяет определить, какой конкретно источник привносит наибольший вклад в общий уровень загрязнения и сколько вредных веществ данный источник выбрасывает в единицу времени. В связи с этим, был введен еще один норматив – предельно допустимый выброс. Этот показатель должен обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха населенных мест при наиболее неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях. Размер предельно допустимых выбросов определяется расчетным путем и утверждается сроком на 5 лет.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) – это масса вредных веществ, выбрасываемая в единицу времени (г/с или т/год) конкретным источником, совокупностью источников загрязнения города, иного населенного пункта, которая с учетом перспективы развития промышленности, особенностей рассеивания и превращения вредных веществ в атмосфере, не создает приземные концентрации, превышающие установленные нормативы качества атмосферного воздуха (ПДК).

Значения ПДВ регламентируются за год (т/год) и за 20÷30-минутный интервал времени (г/с).

ПДВ устанавливается отдельно для каждого источника загрязнения воздушной среды. Применительно к ТЭС и котельным под источником выброса понимается дымовая труба ТЭС или другого предприятия. Наряду с ПДВ для одиночных источников устанавливается ПДВ для предприятия в целом. При постоянстве выбросов он находятся как сумма ПДВ от одиноких источников.

ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ.

При определении ПДВ вредных веществ от конкретного источника необходимо учитывать их концентрацию в атмосфере, обусловленную выбросами других источников, т.е. фоновую концентрацию ( ).

ПДВ устанавливаются с учетом максимально разовых предельно допустимых концентраций в приземном слое воздуха населенных мест (ПДК_м.р.) и положения и суммации токсичного действия ряда загрязняющих веществ. Для ТЭС и котельных основную группу суммации составляют сернистый ангидрид и диоксид азота.

На характеристики рассеивания вредных примесей в атмосфере существенно влияют климатические характеристики местности. В первую очередь это значение средних температур наружного воздуха. Значения температур определяются по СНиП 2.01.01-82. Расчеты, как правило, производятся на наиболее опасный летний режим, и соответственно, выбирается средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца. Однако для предприятий теплоэнергетики (котельных, работающих по отопительному графику) допускается в расчетах принимать значения Т_в равными средним температурам наружного воздуха за самый холодный месяц, поскольку выбросы таких предприятий в холодный сезон значительно увеличиваются. Температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси принимают по действующим для данного производства технологическим нормативам.

Значительное влияние на рассеивание вредных примесей оказывает вертикальное распределение температур в атмосфере, которое учитывается с помощью коэффициента температурной стратификации атмосферы. Значения коэффициента, соответствующие неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе максимальны, принимаются в соответствии с ОНД-86.

Вещества отличаются по своему дисперсному составу, что сказывается на характеристиках их рассеивания в атмосфере. Например, плохо очищенная взвесь взвешенных веществ осядет ближе к источнику выброса, нежели газообразное вещество, значения приземных концентраций этих веществ тоже будут распределяться по-разному. Для учета этого эффекта введен коэффициент оседания F для вещества. Эта величина характеризует агрегатное состояние вещества и степень очистки выбросов мелкодисперсных частиц.

Поправки на рельеф местности вводятся, если препятствия удалены от предприятия на расстояние, не превышающее суммарного размера 50 высот трубы, но не менее 2 км. Местность считается ровной, и поправки на рельеф не вводятся ( =1), если перепад высот не превышает 50 м на 1 км.

Для каждого источника должен быть задан определенный набор технических параметров. К этим параметрам относятся:

- высота источника выброса над уровнем земли. Для наземных источников принимается равной 2 м;

- диаметр устья точечного источника с устьем круглого сечения;

- средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника;

- температура выбрасываемой смеси.

Рекомендации к выполнению задания

Исходные данные для расчетов приведены в приложении 3.

1. Значение ПДВ (г/с) по каждому вредному веществу для одиноких точечных источников с круглым устьем определяют по формулам

для нагретых выбросов

при f 100 или (холодные выбросы)

,

где - значение максимально разовой предельно допустимой концентрации i-го загрязняющего вещества (мг/м³); значение фоновой концентрации i-го загрязняющего вещества (мг/м³); Н – высота источника выброса, м; - расход газовоздушной смеси через устье источника выброса, м³/с; - разность между температурой, выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, ⁰С; А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы источника выброса; - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание вредных веществ.

Расход газовоздушной смеси через устье источника выброса (м³/с) определяют по формуле

где D – диаметр устья источника выброса, м; - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Разность между температурой, выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха (^о С) определяют по формуле

,

где - температура выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси (^о С); - температура окружающего атмосферного воздуха (^о С).

Значения коэффициентов m и n определяют в зависимости от параметров и

Коэффициент m определяют в зависимости от по формулам

при < 100;

при 100.

Коэффициент n при < 100 определяют в зависимости от по формулам

при < 0,5

при 0,5 < 2;

= 1 при .

При или коэффициент вычисляют по формуле

Коэффициент в данном расчете принимают равным 1, для случая ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км.

2. Значение ПДВ (т/год) по каждому вредному веществу определяют по формуле

где - годовое значение ПДВ (т/год); - значение ПДВ (г/с) для i-го вредного вещества; Т – продолжительность выброса (время работы оборудования или производства работ).

3. Необходимость проведения природоохранных мероприятий определяют по условию

> ,

где - фактическая интенсивность выброса i-го вредного вещества, г/с; - расчетное значение ПДВ i-го вредного вещества, г/с.

Необходимую эффективность природоохранного мероприятия (%) определяют по условию

Значение фактической интенсивности принимают самостоятельно.

Содержание отчета

Отчет должен отвечать требованиям, указанным в рекомендациях к выполнению практических работ и содержать дополнительные выводы о необходимости проведения природоохранных мероприятий и их эффективности по каждому вредному веществу, входящему в состав выброса анализируемого источника загрязнения.

Вопросы для самопроверки

1. ПДВ – это?

2. Соблюдение каких нормативов и при каких условиях должен обеспечивать показатель ПДВ?

3. Каким путем определяют размер ПДВ? На какой срок?

4. За какой промежуток времени регламентируется значение ПДВ?

5. Какие концентрации учитываются при расчете ПДВ?

6. Что понимают под источником выброса, применительно к котельным и ТЭС?

7. Какие технические параметры источника выброса необходимы для расчета ПДВ?

8. По какому условию определяется необходимость проведения природоохранных мероприятий?