1.2 Нормирование и регулирование выбросов вредных веществ в воздушный бассейн

Нормирование проводится с учетом влияния рельефа местности, суммации вредного воздействия нескольких веществ, фоновых концентраций и неблагоприятных метеоусловий, например, (скорость ветра более 9 м/с для г. Оренбурга).

Максимальная приземная концентрация вредного вещества, С_м, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника (точечного) с круглым устьем при неблагоприятных метеоусловиях на расстоянии, Х_м(м), от источника определяется по формуле

С_м = (1.3)

где

А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы в регионе и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, в данной местности, С^2/3мг град^1/3/г ;

М – количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;

 - коэффициент, учитывающий рельеф местности (при ровной местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км  = 1);

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

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

H – высота источника выброса над уровнем земли, м;

Т – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в, град. °С ;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

Коэффициент А (С^2/3мг град^1/3/г) должен приниматься для неблагоприятных метеорологических условий, при которых концентрации вредных веществ атмосферном воздухе от источника выброса достигает максимального значения;

- для субтропической зоны Средней Азии ( лежащей южнее 40° с.ш.) – 240;

- для Казахстана, нижнего Поволжья, Сибири, Дальнего Востока – 200;

- для Севера и Северо - Запада Европейской территории России, Среднего Поволжья, Урала и Украины – 160;

- для Оренбурга – 180;

Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, определяется по формуле

М = С V₁  10^-3, г/с (1.4)

где

С – концентрация вредного вещества в выбрасываемой газовоздушной смеси, м³/с.

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

Значения безразмерного коэффициента, F, должны приниматься:

- для газообразных вредных веществ (сернистого газа, сероугле­рода и т.п.) и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) - 1;

- для пыли и золы (кроме указанных выше) - 2 при условии если средний эксплуатационный коэффициент очистки >90 %; 2,5 при 75- 90 %; и 3 при менее 75% соответственно.

Величину, , следует определять, принимая температу­ру окружающего атмосферного воздуха T_в по средней температуре наружного воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца года по главе СНиП - А.6 - 72 "Строительная климатология и геофизика", а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г - по действующим тля данного производства технологическим нормативам.

Средняя линейная скорость выхода газовоздушной смеси из ус­тья источника выброса, W_o (м/с), определяется по формуле

(1.5)

где D - диаметр устья источника выброса, м;

V₁ - расход газовоздушной смеси, м³/с.

Безразмерный коэффициент, m определяется по формуле

(1.6)

Расчет параметра, f , производится по формуле

(1.7)

Значение безразмерного коэффициента, n , определяется в зави­симости от параметра v_м:

при v_м <= 0,3, n = 3;

при 03 <= v_м <=2,

(1.8)

при v_м > 2, n = 1

Расчет параметра v_м производится по формуле

(1.9)

Вычисленные по формуле (1.3) максимальные приземные кон­центрации, С_м, для каждого отдельного вещества, подставляют в формулы (1.1) и (1.2), оценивают результаты (с учетом суммации и фоновых концентраций) и делают вывод о необходимости и объеме проведения технологических, санитарно-технических и архитектур­но-планировочных мероприятий.

Если в воздухе содержатся вещества, обладающие эффектом биологической суммации, то определяется одна, приведенная по ПДК к одному их этих веществ концентрация. Основным веществом вы­бирают то, которое относится к наибольшему классу опасности.

(1.10)

Например, эффектом суммации действия обладают диоксид серы (сернистый ангидрид) и диоксид азота (СН 245 -71). Основным веще­ством является диоксид азота (второй класс опасности).

Если по результатам расчетов сумма превышает , то расчет продолжается с целью вычисления расстояния X (в метрах) на котором концентрации вредных веществ будут рав­ны ПДК.

Если <= , то величину выброса утверждают как ПДВ и новых воздухоохранных мероприятий не планируют.

На расстоянии, Х_м (м), от источника выброса при неблагопри­ятных метеорологических условиях по оси факела выброса, дости­гается максимальная (наибольшая) приземная концентрация вред­ных веществ, С_м .

Величина Х_м определяется по формуле

(1.11)

где d - безразмерная величина, определяемая по формулам в зависи­мости от значения v_м

при v_м <=2, (1.12)

при v_м >2, (1.13)

Если безразмерный коэффициент, F>=2, величина Х_м определя­ется по формуле

, м (1.14)

Величины приземных концентраций примесей С (меньшие чем C_м) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (м) от источника выброса определяются по формуле

(1.15)

где S₁ - безразмерная величина, определяемая при опасной скорости ветра в зависимости- от отношения Х/Х_м по графику (рисунок 1.1) или по формуле

, при 1<Х/Х_м<=8 (1.16)

Если известны C_м и Х_м, то приняв С=ПДК можно по формуле (1.15) определить S_р а затем по рисунку 1.1 определить соотношение Х/Х_м и далее определить X (в метрах), то есть, безопасное по оси фа­кела выброса расстояние на котором С=ПДК (размер санитарно-защитной зоны предприятия).

Рисунок 1.1 График для определения значений безразмерного коэффициента S₁ (при Х/Х_м <8), то есть, при известных X и Х_м.

Минимальная высота трубы и размеры санитарно-защитной зоны определяются по основной формуле рассеивания выбросов (1.3) при фиксированном значении ПДВ (г/с). Полученный по расчету размер санитарно-защитной зоны "X" (в метрах) должен уточнять­ся (в сторону увеличения) в зависимости от розы ветров на участке расположения предприятия l_i по формуле

(1.17)

где L₀ - расчетное расстояние, от источников загрязнения до границ санитарно-защитной зоны (без учета поправки на розу ветров), до которого концентрации вредных веществ больше ПДК, м;

Р - среднегодовая повторяемость направлений ветров рассмат­риваемого румба, процент;

Р₀- повторяемость направлений ветров одного румба (при вось­ми румбовой розе ветров Р₀=12.5 %).

Построение чертежа санитарно-защитной зоны на карте мест­ности производится в соответствии с выбранным масштабом (на­пример, в 1 мм : 5000 мм или 1 мм : 10000 мм и т.п.), по направлени­ям, противоположным соответствующему румбу (например, восточ­ный ветер вызывает отклонение факела выброса в западную зону).

Можно определить величину ПДВ по основной формуле рассеи­вания выбросов (1.3) на расстоянии Х_м приравняв C_м =ПДК, а именно:

( 1.18)

На практике в большинстве случаев пользуются защитой рас­стоянием (санитарно-защитная зона) или увеличением высоты выб­роса (трубы). Однако, уменьшить мощность фактического выброса, М, до ПДВ, можно путем применения пылегазоулавливающих ап­паратов и технологических мероприятий, уменьшающих выброс вредных веществ в воздушный бассейн.