Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

1481.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2021

Размер:

1.2 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 52 3 4 5 > Следующая >>>

5.Определение степени загрязнения почвы.

6.Заключение.

7.Библиографический список.

8.Графическая часть.

Графики следует выполнять на формате А4, общий объем графической части составляет – 3 листа (два листа по третьему разделу и

С1.1. Введен е

один лист по четвёртому) [2].

1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

стояния

Должно содержать краткую характеристику современного сопроблемы, т.е. оценки влияния стационарных источников на

качество окружающей среды.

1.2. ОбзорбАл тературы по данному вопросу

Студент оп сывает источники загрязнения, основные загрязняющ е вещества атмосферы, гидросферы и почвы, влияние загрязнений на окружающую среду, а также инженерные методы оценки этого влияния. Глава должна содержать описание основных параметров, на которых основаны расчётные методы, различные условия (климатические, орографические, условия спуска сточных вод, виды почв) при выбросах и сбросах загрязняющих веществ.

1.3. Расчет загрязнения атмосферы вредными веществами

Одной из главных задач природоохранной деятельности является определение нормативов воздействия на окружающую среду, в пределах которых допускается производственная деятельность, вызываю-

щая это воздействие.	Д

Предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ в атмо-
	И

сферу регламентируются ГОСТ 17.2.3.02-78. Указанные документы определяют предельно допустимые выбросы для каждого конкретного источника. Использование нормативных показателей выбросов позволяет объективно оценить превышение предельно допустимых концентраций вредных веществ или веществ и примесей, входящих в состав выбрасываемых газов в двухметровом слое на уровне земли, а также в вертикальном и горизонтальном сечении дымового факела на расстоянии не более 100 км от источника.

Степень загрязнения воздуха вблизи некоторого источника вред-
ных выбросов в значительной степени зависит от процессов переноса
и рассеяния вредных примесей в атмосфере.
Рассеивание вредных выбросов – уменьшение концентрации за-
грязнителя атмосферы под воздействием физических причин (потоков
воздуха, диффузии газов и т. д.) по мере удаления от источника вы-
броса. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние ока-
зывают: состоян е атмосферы, расположение предприятий и источни-
ков выбросов, характер местности, физические и химические свойст-
ва выбрасываемых веществ, высота источника, диаметр устья и т. п.
Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном
С
скоростью ветра, а вертикальное – распределением температур в вер-
направлен	. Распределение концентрации вредных ве-
ществ в атмосфере над факелом организованного высокого источника
выброса показано на р с. 1 [2].
тикальном
C
ХМi		CМi	ымовой
			факел
Источник			CX

H бА
			X
		Зона	Зона

Зона неорганизованного загрязнения	перебросаЗона факела	Дпостепенного снижения
		задымления	уровня загрязнения


Рис.1. Распределение концентрации вредных веществ
	в атмосфере над факелом
			И
По мере удаления от трубы в направлении распространения вы-
бросов можно условно выделить три зоны загрязнения атмосферы:
– переброс факела выбросов, характеризующийся относительно
невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмо-
сферы;
		5

Пример расчета

–задымление с максимальным содержанием вредных веществ;

–постепенное снижение уровня загрязнения.

Для осуществления охраны окружающей среды широко используются расчётные методы определения воздействия на окружающую среду сцельюегонормированияиконтроля.

Расчет загрязнения атмосферы вредными веществами, содержащимися в выбросах, заключается в определении концентрации этих веществ в пр земном слое воздуха. Степень опасности загрязнения при-

земного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ опре-
деляется по на большему рассчитанному значению приземной концен-
трации вредных веществ См, которое может устанавливаться на некото-
С
ром расстоян	от места вы роса XM, соответствующем наиболее небла-
метеоролог ческим условиям (когда скорость ветра достига-
ет опасного значен		, на людается интенсивный вертикальный турбу-
лентный	др.).
С 1981	. установлено, что каждое предприятие, имеющее ис-
гоприятным
точники загрязнен я среды, должно иметь санитарно-защитную зону
(СЗЗ). Сан тарно-защ тная зона предприятия – это территория опре-
деленной протяженности и ширины располагающаяся между промп-

обмен лощадкой предприятияАи границами жилой застройки или ландшафт-

но-рекреационной зоны.

При выбросе ЗВ происходит их рассеивание в атмосферном воз-

протяженность для предприятий IДкласса составляет 1000 м, II класса –

духе, в результате чего наблюдается снижение концентрации загрязняющих веществ с увеличением расстояния от точки выброса до безопасных уровней. Порядок определения размеров СЗЗ устанавли-

вается в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. В зависимости от

специфики производства установлены размеры CЗЗ. Максимальная И

500 м, III класса - 300 м, IV класса - 100 м, V класса – 50 м [3].

Расчётные формулы для глав 3, 4, 5 приведены в лекционном курсе по данному предмету.

Используя исходные данные определите:

1.максимальную приземную концентрацию ЗВ (Смi);

2.расстояние от источника на котом наблюдается наибольшая концентрация ЗВ Хм (u = 1м/с);

3.опасную скорость ветра (uм);

4.максимальную концентрацию См (u =1м/с);

5. приземную концентрацию ЗВ в атмосфере С, по оси факела выброса на различных расстояниях X (200, 400, 600, 800, 1000 м). Построить график распределения концентраций С = f (x),

6. предельно допустимые выбросы веществ (ПДВ),

7. размеры СЗЗ.

Исходные данные

Пункт нахожден я предприятия

г. Омск

Высота трубы

H = 50 м;

выходящих

D = 2 м;

Размер устья трубы

корость ветра

и = 1м/с;

Объем газовоздушной смеси

V1 = 11,11 м /с;

Валовой вы рос

M = 9 г/с;

бА

ТВ = 24,5 °C;

редняя температура наи олее жаркого мес.

Температура

газов

TГ =100 °C;

Концентрац я фонового загрязнения

Сф = 0,02 мг/м3;

ПДК=0,15мг/м3.

Показатель повторяемости ветра при круговой розе ветров

Р0 = 12,5 %, показатели повторяемости ветра в расчетном направле-

нии Рю = 15 %, Рс = 10 %, Рв = 8 %, Рз = 12 %.

Решение

Для г. Омска значение коэффициента

= 200;

F = I (сажа - мелкодисперсная пыль);

∆T= 100 - 24,5 = 75,5 °C.

Находим, среднюю скорость газовоздушной смеси из устья

трубы

4∙

4∙11,11Д

= 3,54

м/с.

Определение параметров∙ 3,14∙2:

∙

3,54 И∙2

= 10 ∙

∙∆

= 10

∙

∙75,5

= 0,13;

м = 0,65∙

∙∆

= 0,65∙

11,11∙75,5

= 1,66 м/с;

∙

3,54∙2

м = 1,3∙

= 1,3∙

= 0,18 м/с;

Так как

= 800∙(0,18) = 4,67.находим коэффициент

= 0,13 < 100(

= 0,13 <

< 100),

0,67+0,1∙

+0,34∙

= 1,14.

При = 1,66

0,67+0,1∙

0,13+0,34∙

0,13

√

м/с , т.е. 0,3 < VM < 2, получаем

= 3−

( м − 0,3)∙(4,36−

м)

учетом фоновой):

мсуммарнуюаксимальнуюконцентрацию (с

= 3−

(1,66−0,3)∙(4,36−1,66) = 1,08.

СОпределяем

приземную концентрацию вредных

веществ:

м = А∙М∙

∙

200∙9∙1∙1,14∙1,08

= 0,092мг/м ,

как F =бАI, XM =d ∙ H = 9,38 ∙ 50 = 469 м.

4.Выч сляем

∙∆

11,11∙75,5

С = См + Сф = 0,092+0,02 = 0,112 мг/м ,

5.Определяем

≤ ПДК = 0,15 мг/м .

расстояние XM от источника, на котором наблюда-

ется максимальная концентрация вредных веществ.

При VM = 1,66 м/с (0,5 < VM < 2) получаем

Так= 4,95∙

м ∙ 1+0,28

1Д

= 4,95∙1,66∙

1+0,28 0,13 = 9,38,

6.Находим опасную скорость ветра при VM=1,66 м/с (0,5< VM <2)

uM = VM = 1,66 м/с.

7.При заданной скорости ветра и = 1 м/с получаем

1,66

≈ 0,6 < 1;

И=

= 0,67

+1,67

− 1,34

=0,67∙0,6+1,67∙0,6 − 1,34∙0,6 0,71.

8.Максимальная концентрация вредных веществ при заданной

скорости ветра

CМи = r ∙ СM = 0,71 ∙ 0,092 = 0,06 мг/м3.

9.Вычисляем расстояние от источника выброса XМи, на котором при заданной скорости ветра приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения CМи : при 0,25 < и/им < 1

р = 8,43∙

1−

+1 = 8,43∙(1− 0,6)

+1 = 1,08;

∙

10.Определяем

= 469∙1,08 = 506,6м.

стоянии

концентрацию вредных веществ на заданном рас-

C = s1 ∙ CM.

При=

1,13

СПри

= 3( /

)

−8( /

)

+6( / ) ;

≤x 1;

1 <

≤ 8;

табл

Рассч танные данные

внесём в

. 1.

0,13(

)

Таблица 1

200

1000

400

600

800

200

400

600

800

1000

469

0,58

0,97

0,93

0,82

0,71

с(х)

0,05

0,09

0,08

0,07

0,06

По полученным данным построить график распределения кон-

центраций С = f (x) приложение 2.

11. Находим предельно допустимый выброс

∙∆

Д50 ∙ 11,11∙75,5

ПДВ = ПДК∙

от∙

= 0,15∙

200∙1∙1,14∙1,06

= 14,3г/с.

12. Расстояние∙

источника∙

выброса x, соответствующие сни-

жению приземной концентрации вредного вещества, определяется из

соотношения (x/xми) при x = 1000 м:

∙

1,13−

= 506,6∙

1,13− 0,71

= 354 м.

1,13∙

1,13∙0,71

13. Определяем санитарный разрыв l, определяющий размер СЗЗ по формуле

	l x		Pi	,

	15		P0
ю = 354∙		= 425м,
С				з
lс = 283 м; l12.5в
	= 225 м; l = 340 м.

По полученным значениям построим поле загрязнения (прило-

жение 2).

наиРабота промышленных предприятий связана с потреблением во-

Необход мая сан тарно-защитная зона должна составлять не

менее 500 м, так как	ольший санитарный разрыв составляет
425 м.

1.4. Расчёт раз авления сточных вод в водотоке

ды. Вода спользуется в технологических и вспомогательных процессах или вход т в состав выпускаемой продукции. При этом образуют-

ся сточные воды, которые подлежат сбросу в близлежащие водные
объекты.	бА

Сточные воды можно с расывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических тре ований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.

Вещества, концентрация которых изменяется как под дейст-
вием разбавления, так и вследствие протекания различных хими-
	И
ческих, физико-химических и биологических процессов, – некон-
сервативными.	Д

Совокупность разбавления и самоочищения составляет обезвреживающую способность водного объекта. Основной механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты – разбавление [3].

Наибольшее распространение при расчёте разбавления сточных вод в водотоке получил метод Фролова – Родзиллера. В соответствии с этим методом определяется коэффициент смешения, который находят по формуле (1)

=	1− е	√	,	(1)
		√


где3 Q – среднемесячный расход	воды водотока 95%-й обеспеченности,
где3 Q – среднемесячный расход	1+ е
м /с;
С

q – максимальный расход сточных вод, подлежащих сбросу в водоток, м3/с;

L – расстоян е по фарватеру водотока от места выпуска до расчетного створа, м; α – коэфф ц ент, зав сящий от гидравлических условий смешения.

Он рассч тывается по формуле (2):

			=				,			(2)
			=				,			(2)
бАср ∙Нср
где ξ – коэфф ц ент, зависящий от расположения выпуска сточных
водприв водоток: выпуске у ерега ξ = 1,
при выпуске в фарватер ξ = 1,5;
φ – коэффициент извилистости водотока, т. е. отношение расстояния
между рассматриваемыми створами водотока по фарватеру к расстоя-
нию по прямой;
D – коэффициент тур улентной диффузии.
Для упрощенных расчетов коэффициент турбулентной диффузии
находят по формуле (3)				Д
находят по формуле (3)
где Vср – средняя скорость		течения водотока на интересующем нас
где Vср – средняя скорость			=			,				(3)
участке между нулевым и	расчетным створами, м/с;
участке между нулевым и					200				И
Нср – средняя глубина на этом участке, м.									И
Для детальных расчетов D определяется по формуле (4)
					ср ∙ ср					(4)
где Нср – средняя глубина на		рассматриваемом участке, м;
где Нср – средняя глубина на			=					,
Vср – средняя скорость течения			водотока на участке, м/с;
Vср – средняя скорость течения					МС

q – ускорение свободного падения, м/с2; С – коэффициент Шези, м1/2/c;

М – коэффициент, зависящий от С.

При условии: 10 < С < 60М = 0,7С + 6, при С ≥ 60M = 48 = const.

Произведение МС имеет размерность м/с2.

При переменных гидравлических условиях на отдельных участ-

ках распространения сточных вод до расчетного створа коэффициент турбулентной диффузии определяется для каждого участка по выра-

жению (2), а затем для всей расчетной длины по соотношению(5)

+...+

(5)

где D1, D2, …, Dn –

+...+

участков,

коэффициенты турбулентной диффузии отдельных

L1, L2, …, Ln – протяженность отдельных участков.

Распространен е растворенных и взвешенных веществ в естест-

венных потоках выч сляются уравнениями (6) и (7)

−

(6)

(7)

бА2

загрязняющего вещества в воде, мг/л;

гдеиС – концентрац я = +

t – время, с;

U – гидравл ческая крупность взвешенных веществ, м/с (для раство-

ренных веществ U = 0 и уравнение записывается без последнего чле-

на);

Vx, Vy, Vz — компоненты скорости течения (м/с) относительно коорди-

нат x, y, z (м).

Ось х направлена по течению потока, ось у – от поверхности ко

дну, ось z – по ширине потока.

D – коэффициент турбулентной диффузии (м /с).

В случае рассмотрения задачи распространения загрязнения в во-

де в одной какой-либо плоскости уравнение (6) может быть упрощено. Например, в горизонтальной, тогда уравнение запишется в виде уравнение (8)

кальной оси перемешивание загрязняющих веществИс водой происходит очень быстро, поперечные течения отсутствуют и интересно проследить распространение загрязняющих веществ по ширине потока на различных расстояниях от места сброса сточных вод.

Эта задача возникает, в	частности, в том случае, когда по верти-
	=	.	(8)

Используемые при расчете граничные условия основаны на принципе сохранения вещества, учитывающие, что перенос загрязняющего вещества через поверхность, ограничивающую поток жидкости, равен нулю, т. е. для береговой черты потока граничные усло-

вия запишутся в виде:

Поскольку коэффициент D не			может равняться нулю (D ≠ 0), то
Поскольку коэффициент D не			= 0.	(9)
выражение (9) приобретает вид (10)
С
С		задаваться либо в виде распределения
Начальные услов я могут			= 0.	(10)
концентрац	загрязняющего вещества на начальном			поперечнике,
приращен∆			ср ∆

либо в в де расхода концентрации поступающего в водный объект загрязняющего вещества с указанием места его поступления.

Уравнен е (8) можно записать в форме конечных разностей. Содержащ еся в нем д фференциалы дс, дx, дz заменяются конечными

бАями ∆С, ∆X, ∆Z. Уравнение (8) приобретает вид:

тока делим плоскостями, параллельными координатным, на расчетные клетки – элементы. По оси X таких элементов k, по оси Z – m. Каждому элементу присваивается свой индекс по соответствующим осям координат.

Для расчета тур улентной диффузии всю расчетную область по-
∆	= ср ∙∆	.	(11)

Изменение индекса на единицу показывает переход от одного элемента к соседнему. ЗначениямДконцентрации в каждом элементе присваиваются те же индексы (рис. 2).

Рис 2. Сетка к расчету турбулентной диффузии для условий плоской задачи

Расчетное уравнение, позволяющее определять распространение концентрации загрязняющего вещества по длине и ширине потока, т. е. для условий плоской задачи, записывается в виде уравнение (12)

Значения ∆Х и ∆ZС		, = 0,5	, + ,		.	(12)
С	связаны зависимостью (13)
			ср ∙∆
Коэфф ц ент		∆ =		.		(13)

	турбулентной диффузии определяетсяпоформуле (4).

2∙

Когда загрязняющее вещество достигнет граничных поверхностей потока, для расчета диффузии необходимо учитывать особые условия у стенок, уравнение (10), которое в конечных разностях запи-

шется как (14)
	∆С
бА
расчетнуюграничнаясетку= 0.можно условно распро(14)-
иПоле концентрац й ∆		поверхность

странить за пределы потока (за стенку),	т. е. проэкстраполировать
концентрац ю за огран чивающую водный	поток поверхность.

При этом экстраполяционное значение концентрации Ck, экстр в элементе, примыкающем к внешней поверхности стенки, и значение концентрации Ck,1 в элементе, находящемся в потоке и примыкающем к внутренней поверхности стенки, должны удовлетворять условию

(14), что возможно только когда соблюдается равенство (15)
	определяет правило экстраполяции концентра-
Соотношение (15)	к,экстр = С ,	(15)
ции загрязняющего вещества. При определении диффузии экстрапо-
ляционные значения концентрации используют как действительные.
При выполнении расчета на плане водного объекта обозначают место
поступления сточных вод в водныйДобъект (начальный створ). Ниже
по течению поток схематизируется и делится на расчетные элементы.
Скорость поступления сточных вод в водный объект в месте сброса

Vст принимается равной скорости течения водотока Vср.

Вычисляется условная площадь поперечного сечения притока δ в
месте его впадения по формуле (16)			И
	ср
=		.	(16)
	ср

Определение ширины загрязненной струи потока b в нулевом створе производят по формуле (17)

В соответствии с

величиной b назначается ширина расчетного

ср

(17)

элемента ∆Z.

∙ ср

Наиболее допустимая величина ∆Z при береговом сбросе сточных

вод наход тся з соотношения

Свыпуске сточных=вод на=

. расстоянии от берега или

некотором

ср

ср ∙

ср

в фарватере вел ч на ∆Z вычисляется из соотношения (18)

людать, условие, при котором при назначении ве-

∆

(18)

Необход мо со

2∙

ср

При2

∙Нср

(19)

личины ∆Z выполнялось

ы неравенство (19)

где B – ширина водотока.

∆

≤ 1

Таким образом, при расчете турбулентной диффузии весь участок

потока (от нулевого створа до расчетного или створа, который нас ин-

бА

тересует по условиям решаемой задачиД) делят на клетки со сторонами ∆Х и ∆Z, получая расчетную сетку.

Клетки, попавшие в водоток со сточными водами в начальном поперечнике (нулевой створ), заполняются числами, выражающими концентрацию загрязняющего вещества в сточной воде, остальные клетки заполняются числами, отражающимиИестественную концентрацию загрязняющего вещества в водотоке (в частном случае это может быть нулевая концентрация).

Если протяженность интересующего участка водотока велика, а размеры клеток малы, то расчет ведут до определенного створа, после чего клетки в сечении объединяют (укрупняют), получая новые средние значения концентрации загрязняющего вещества и новые линейные параметры клетки. Значения концентраций загрязняющего вещества получают как среднее арифметическое из суммы концентраций объединенных клеток.

Укрупнение клеток можно повторять несколько раз, начиная с определенного раствора.

Пример расчета

Определить максимальную концентрацию загрязняющего вещества в водотоке на расстоянии 700 м от места выпуска сточных вод по схеме плоской задачи.

Исходные данные
С
Выпуск сточных вод – береговой.		qст = 50,6 м3/с.
Расход сточных вод
Водоток характер зуется следующими показателями:
–	средняя скорость течения	Vср = 2,42	м/с;
щения		Нср = 2,37	м;
–	средняя глуб на водотока
–	ш р на водотока	В = 26,5 м.
Коэфф ц ент тур улентной диффузии D =			2
			0,073 м /с. Для упро-
	расчетов пр мем, что фоновое загрязнение водотока отсутству-
ет, т. е.	в = 0, а концентрация загрязняющего вещества в сточной воде

Сст = 100 г/м3.

Решен е.

1. Определ м начальное сечение струи:

ср

50,6

2. Определим

ср =

2,42

= 20,9м .

ширину загрязненной части водотока:

3. Выбираем ширину=

20,9

= 8,8 м.

бАср 2,37

расчетной клетки, соблюдая условие (19)

В этом случае число

клеток по ширине потока, занятых загряз-

∆

= 1,3 м.

ненной водой в результате выпуска сточных вод:

заг

Д8,8

4. Общее число клеток по=

∆

1,3

= 7.

ширине водотока:

26,5

= 20.

5. Определить

∆

1,3

водотока:

расстояние между расчетными сечениями вдоль

ср ∙∆

2,42∙1,69

Строим

∆

= 28.

трации загрязняющего вещества2∙

по2∙0,073длине и ширине водотока, см.

сечение водотока,

определяем распространение концен-

табл. 2 приложение 3.

<<< < Предыдущая 12 / 52 3 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
07.01.20211.19 Mб151477.pdf
#
07.01.20211.19 Mб81478.pdf
#
07.01.20211.19 Mб61479.pdf
#
07.01.2021312.46 Кб6148.pdf
#
07.01.20211.19 Mб41480.pdf
#
07.01.20211.2 Mб151481.pdf
#
07.01.20211.2 Mб381482.pdf
#
07.01.20211.2 Mб191483.pdf
#
07.01.20211.2 Mб171484.pdf
#
07.01.20211.2 Mб231485.pdf
#
07.01.20211.2 Mб221486.pdf