3.1 Загальна характеристика підприємства

Дане підприємство розташоване на рівнинній території, з перепадом висот, які не перевищують 50 метрів на 1 кілометр. Тому коефіцієнт ŋ, що враховує вплив рельєфу місцевості буде становити 1. Знаходиться підприємство у зоні до 50⁰ п. ш., тому коефіцієнт А, що враховує частоту температурних інверсій буде становити 160.

На підприємстві є три джерела викиду: котельня, вентиляція і пічна труба. Ці об’єкти в першу чергу забруднюють атмосферне повітря. Основною речовиною, яка викидається ними у навколишнє середовище, згідно умов завдання є пил.

3.2. Підприємство як джерело забруднення довкілля

Для визначення забруднення приземного шару атмосфери від котельні здійснимо наступні розрахунки.

Для визначення максимального значення приземної концентрації пилу при викидані газоповітряної суміші з одиничного джерела з круглим гирлом, яке досягається за несприятливих умов на відстані Х_м (м) від джерела, нам необхідно визначити ΔТ за формулою (2.2).

ΔТ=139-24=115 (⁰С)

Витрати газоповітряної суміші V₁ за формулою (2.3)

V₁= (м³ );

Необхідно визначити коефіцієнти m і n, які залежать від параметрів f; f_e; , знайдемо f за формулою (2.4)

Для визначення f_e за формулою (2.5) нам необхідно знайти швидкість вітру, за якої приземні концентрації мають найбільші значення V_м’, яка визначається за формулою (2.7)

(м/с)

Так як f <100, m визначається за формулою (2.8)

Визначення коефіцієнту n необхідно визначити небезпечну швидкість вітру V_м , яка знаходиться за формулою (2.6)

(м/с)

Коефіцієнт n при f<100 визначається залежно від V_м.

Так як V_м > 2 то n за формулою (2.12) :

Максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини С_м визначається за формулою (2.1) і становить:

(мг/ м³ )

Щоб визначити відстань Xм від джерела викиду на якому приземна концентрація С (мг/м³) при несприятливих метеорологічних умовах досягає максимального значення С_м нам необхідно визначити безрозмірний коефіцієнт d. Так як f<100, а V_м ,більше 2, то d визначається за формулою (2.16)

Тоді Xм знаходиться за формулою (2.13) і становить:

(м)

Значення небезпечної швидкості u_m (м/с) на рівні 10 м від поверхні землі, при якій досягається найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин С_м залежить від f та V_m , так як у нашому випадку f<100, а V_m більше 2 то u_m визначається за формулою (2.22):

(м/с)

Для визначення максимального значення приземної концентрації шкідливої речовини С_мu (мг/м³) при несприятливих метеорологічних умовах та швидкості вітру u (м/с), яка відрізняється від небезпечної швидкості вітру u_m (м/с) необхідно визначити r. Так як u/u_m >1 , то r визначається за формулою (2.28)

r=

Тоді С_мu можна визначити за формулою (2.26):

( мг/ м³)

Для визначення відстані від джерела викиду X_мu (м), на якій при швидкості вітру u та несприятливих метеорологічних умовах приземна концентрація шкідливих речовин досягає максимального значення С_мu (мг/м³), необхідно визначити безрозмірний коефіцієнт р. Так як u/u_m >1 , то р визначається за формулою (2.32):

р = 0.32 * 1.02+ 0.68 = 1.00

Отже X_мu можна визначити за формулою (2.29):

(м)

Для визначення приземної концентрації шкідливих речовин С (мг/м³) в атмосфері по осі факела викиду на різних відстанях 400, 800, 1200, 1600,

2000 (м) від джерела викиду при небезпечній швидкості вітру u_m необхідно визначити S₁.

Виходячи із завдання нам необхідно розрахувати приземну концентрацію шкідливих речовин С (мг/м³) на відстані 400, 800, 1200, 1600 та 2000 м. Отже розраховуємо відношення х/х_м:

х/х_м = 400/650,65 = 0.61;

х/х_м = 800/650,65 = 1,22;

х/х_м = 1200/650,65= 1,84;

х/х_м = 1600/650,65= 2,45;

х/х_м = 2000/650,65 =3,07;

Із знайденого співвідношення розраховуємо s₁ для відстані 400,800,1200,1600 та 2000

=0,94

Знаючи коефіцієнти s₁ можна визначити приземну концентрацію шкідливих речовин С (мг/м³) в атмосфері по осі факела викиду на різних відстанях Х (м) від джерела викиду :

С₄₀₀ = 0.83 * 1.34 = 1,11мг/м³ ;

С₈₀₀ = 0,94 * 1.34 = 1.25мг/м³;

С₁₂₀₀ = 0,78 * 1.34 = 1,04 мг/м³;

С₁₆₀₀ = 0.63 * 1.34 = 0.84мг/м³;

С₂₀₀₀ = 0.50 * 1.34 = 0.67 мг/м³.

Як видно із отриманих даних найвищий рівень приземної концентрації пилу становить 1.02 мг/м³ і спостерігається на відстані 800-862 м від джерела викиду (Рис 3.1). Така концентрація перевищує ГДК. Також зафіксовано перевищення на відстанях 400, 800, 1200, 2000 метрів.

Рис 3.1 Зміна концентрації пилу при викидах із котельні

Для визначення забруднення приземного шару атмосфери від вентиляції необхідно здійснити наступні розрахунки.

Для визначення максимального значення приземної концентрації пилу при викидані газоповітряної суміші з одиничного джерела з круглим гирлом, яке досягається за несприятливих умов на відстані Х_м (м) від джерела, нам необхідно визначити ΔТ за формулою (2.2).

ΔТ=30-24=6⁰С

Також нам необхідно визначити витрати газоповітряної суміші V₁ за формулою (2.3)

V₁= (м³/с)

Також необхідно визначити коефіцієнти m і n, які залежать від параметрів f; f_e; V_m^/, знайдемо f за формулою (2.4)

Для того щоб визначити f_e за формулою (2.5) нам необхідно знайти швидкість вітру, за якої приземні концентрації мають найбільші значення V_м’, яка визначається за формулою (2.7)

(м/с)

Так як f < 100 m визначається за формулою (2.8)

Для визначення коефіцієнту n необхідно визначити небезпечну швидкість вітру V_м , яка знаходиться за формулою (2.6)

(м/с)

Так як V_м 0,5 ≤ V_м < 2 то n за формулою (2.11) становить:

n = 0,532* 0,54²-2,13 *0,54+3,13=2,13

Максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини С_м визначається за формулою (2.1) і становить:

( мг/ м³)

Для визначення відстані Xм від джерела викиду на якому приземна концентрація С (мг/м³) при несприятливих метеорологічних умовах досягає максимального значення С_м нам необхідно визначити безрозмірний коефіцієнт d. Так як f < 100, а V_м , 0,5 ≤ V_м < 2 то d визначається за формулою (2.15)

Тоді Xм знаходиться за формулою (2.13) і становить:

(м)

Значення небезпечної швидкості u_m (м/с) на рівні 10 м від поверхні землі, при якій досягається найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин С_м залежить від f та V_m , так як у нашому випадку f < 100, а V_м , 0,5 ≤ V_м < 2 то u_m визначається за формулою (2.21):

(м/с)

u/u_m = 8/0,54=0,14

Для визначення максимального значення приземної концентрації шкідливої речовини С_мu (мг/м³) при несприятливих метеорологічних умовах та швидкості вітру u (м/с), яка відрізняється від небезпечної швидкості вітру u_m (м/с) необхідно визначити r. Так як u/u_m >1 , то r визначається за формулою (2.28)

Тоді С_мu можна визначити за формулою (2.26):

( мг/ м³)

Для визначення відстані від джерела викиду X_мu (м), на якій при швидкості вітру u та несприятливих метеорологічних умовах приземна концентрація шкідливих речовин досягає максимального значення С_мu (мг/м³), необхідно визначити безрозмірний коефіцієнт р. Так як u/u_m >1 , то р визначається за формулою (2.32):

Отже X_мu можна визначити за формулою (2.29):

(м).

Виходячи із завдання нам необхідно розрахувати приземну концентрацію шкідливих речовин С (мг/м³) на відстані 400, 800, 1200, 1600 та 2000 метрів. Отже розраховуємо відношення х/х_м:

х/х_м = 400 / 615,6=0,64;

х/х_м = 800 / 615,6 =1,29;

х/х_м = 1200 / 615,6 = 1,94;

х/х_м = 1600 / 615,6 = 2,59;

х/х_м = 2000 / 615,6 = 3,24;

Із знайденого співвідношення розраховуємо s₁ для відстані 400,800,1200,1600 та 2000.

Знаючи коефіцієнти s₁ можна визначити приземну концентрацію шкідливих речовин С (мг/м³) в атмосфері по осі факела викиду на різних відстанях Х (м) від джерела викиду :

С₄₀₀ = 0,86*1,45 = 1,24мг/м³ ;

С₈₀₀ = 0,92*1,45 = 1,33 мг/м³;

С₁₂₀₀ = 0,75*1,45 = 1,08 мг/м³;

С₁₆₀₀ = 0.60*1,45 = 0,87мг/м³;

С₂₀₀₀ = 0.47*1,45 = 0,68 мг/м³.

Як видно із отриманих даних найвищий рівень приземної концентрації пилу становить 6.8 мг/м³ і спостерігається на відстані 48 м. від джерела викиду (рис. 3.2.). Така концентрація перевищує ГДК (с.д).

Рис 3.2 Зміна концентрації пилу при викидах із вентиляції

Для визначення забрудненням пилу приземного шару атмосфери від пічної труби здійснимо наступні розрахунки.

Для визначення максимального значення приземної концентрації пилу при викидані газоповітряної суміші з одиничного джерела з круглим гирлом, яке досягається за несприятливих умов на відстані Х_м (м) від джерела, нам необхідно визначити ΔТ за формулою (2.2).

ΔТ=126-24=102, (⁰С)

Також нам необхідно визначити витрати газоповітряної суміші V₁ за формулою (2.3)

V₁= (м³/с)

Також необхідно визначити коефіцієнти m і n, які залежать від параметрів f; f_e; V_m^/, знайдемо f за формулою (2.4)

Для того щоб визначити f_e за формулою (2.5) нам необхідно знайти швидкість вітру, за якої приземні концентрації мають найбільші значення V_м’, яка визначається за формулою (2.7)

(м/с)

Так як f < 100, m визначається за формулою (2.8)

Для визначення коефіцієнту n необхідно визначити небезпечну швидкість вітру V_м , яка знаходиться за формулою (2.6)

(м/с)

n = 1

Максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини С_м визначається за формулою (2.1) і становить:

( мг/ м³)

Для визначення відстані Xм від джерела викиду на якому приземна концентрація С (мг/м³) при несприятливих метеорологічних умовах досягає максимального значення С_м нам необхідно визначити безрозмірний коефіцієнт d.

Тоді Xм знаходиться за формулою (2.13) і становить:

(м)

Значення небезпечної швидкості u_m (м/с) на рівні 10 м від поверхні землі, при якій досягається найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин С_м залежить від f та V_m , так як у нашому випадку f<100, а V_м , 0,5 ≤ V_м < 2 то u_m визначається за формулою (2.21):

(м/с)

u/u_m = 8 /5,76 = 1,38

Для визначення максимального значення приземної концентрації шкідливої речовини С_мu (мг/м³) при несприятливих метеорологічних умовах та швидкості вітру u (м/с), яка відрізняється від небезпечної швидкості вітру u_m (м/с) необхідно визначити r. Так як u/u_m >1 , то r визначається за формулою (2.28)

Тоді С_мu можна визначити за формулою (2.26):

( мг/ м³)

Для визначення відстані від джерела викиду X_мu (м), на якій при швидкості вітру u та несприятливих метеорологічних умовах приземна концентрація шкідливих речовин досягає максимального значення С_мu (мг/м³), необхідно визначити безрозмірний коефіцієнт р. Так як u/u_m >1 , то р визначається за формулою (2.32):

Отже X_мu можна визначити за формулою (2.29):

(м)

Виходячи із завдання нам необхідно розрахувати приземну концентрацію шкідливих речовин С (мг/м³) на відстані 400, 800, 1200, 1600 та 2000 метрів. Отже розраховуємо відношення х/х_м:

х/х_м = 400 / 810,62 = 0,49;

х/х_м = 800 / 810,62 =0,98;

х/х_м = 1200 / 810,62 = 1,48;

х/х_м = 1600 / 810,62 = 1,97;

х/х_м = 2000 / 810,62 = 2,46;

Із знайденого співвідношення розраховуємо s₁ для відстані 400,800,1200,1600 та 2000.

Знаючи коефіцієнти s₁ можна визначити приземну концентрацію шкідливих речовин С (мг/м³) в атмосфері по осі факела викиду на різних відстанях Х (м) від джерела викиду :

С₄₀₀ = 0,67*1,01 = 0,67 мг/м³ ;

С₈₀₀ = 0,99*1,01=0,99 мг/м³;

С₁₂₀₀ = 0,87*1,01=0,87 мг/м³;

С₁₆₀₀ = 0,75*1,01=0,75мг/м³;

С₂₀₀₀ = 0,63*1,01=0,63мг/м³.

Як видно із отриманих даних найвищий рівень приземної концентрації пилу становить 0.5 мг/м³ і спостерігається на відстані 309,12 м від джерела викиду (Рис 3.3). Така концентрація перевищує ГДК. Також зафіксовано перевищення на відстанях 400, 800, 1200, 2000 метрів.

Рис 3.3 Зміна концентрації пилу при викидах із пічної труби