Лабораторно-практическое занятие №4


Лабораторно - практическое занятие №3

Тема 2: Установление нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в окружающую среду промышленным объектом.

Определение максимального значения приземной концентрации

вредных веществ в окружающей среде при неблагоприятных условиях. Установление размера санитарно-защитной зоны (СЗЗ)

План:

1. Постановка цели, изучение методики расчета;

2. Расчет ПДВ, максимальной приземной концентрации вредных веществ, установление размера СЗЗ;

3. Оформление результатов, написание выводов.

1. Методические указания к лабораторно-практическому занятию №3

Цель: изучение методики расчета ПДВ вредных веществ в окружающую среду промышленными предприятиями.

Литература:

1. Калыгин В.Г. Промышленная экология: учебное пособие для студ. Высш. Учеб. Заведений.- 2-е изд.- М.: Издательский центр «Академия», 2006.

2.Скрипникова Л.В. Практикум к решению задач по промышленной экологии: Учебное пособие. – Cемипалатинск, 2007.-78с.

3.Родионов А. И. Техника защиты окружающей среды. - М., Химия, 1989.

4.Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Промышленная экология: Учебник для вузов. - М. 2005.

5.Анцыпович И. С. Охрана окружающей среды на предприятиях мясной и молочной промышленности. - М., Агропромиздат, 1986.

2. Задание к выполнению лабораторно-практического занятия № 3

1.Изучить теоретический материал:

- лекции № 5 «Оценка суммарных воздействий на окружающую среду»

(часть I – «Загрязнение атмосферы»);

- лекции № 7 «Снижение уровня опасных воздействий промышленных производств на природную среду» (часть I - «Методы очистки промышленных выбросов и биозащитная техника»);

2. Изучить методические указания по расчету предельно-допустимых выбросов (ПДВ), ожидаемой максимальной концентрации загрязняющих веществ поступающих атмосферу;

3. Произвести расчет ПДВ, ожидаемой максимальной концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы, установить размер СЗЗ (по исходным данным, приведенным в таблице 1).

Таблица 1

варианта

Место

строительства

Выбрасываемое вещество

Высота

выброса, м

Диаметр

устья, м

Массовый выброс, г/с

Скорость

 выхода, wo, м/с

ПДКм.р.

мг/м3

DТ, °С

1

Алматы

аммиак

20

0,4

0,8

15

0,2

5

2

Павлодар

ацетон

30

0,5

2,5

14

0,35

12

3

Астана

бензин

20

0,63

30

18

5

8

4

Петропавловск

фенол

30

0,8

0,25

12

0,01

10

5

Усть-Каменогорск

Пыль нетоксичная

45

1

7

10

0,5

3

6

Караганда

этилен

20

0,63

25

15

3

4

7

Актюбинск

аммиак

30

0,4

1

12

0,2

6

8

Тараз

хлор

20

0,5

2

18

0,1

15

9

Семей

сернистый ангидрид

30

0,63

6

14

0,5

9

10

Актау

аммиак

45

0,8

8

17

0,2

7

Примечание: для всех вариантов значение коэффициентов F=1; Сфон=0.

Правила установления предельно допустимых выбросов (ПДВ)

вредных веществ и определение ожидаемой концентрации загрязнителей
в приземном слое атмосферы

         Предельно допустимый выброс (ПДВ, г/с) является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для каждого конкретного источника загрязнения при условии, что выбросы вредных веществ от него и всей совокупности других источников с учетом их рассеивания и превращения в атмосфере не создадут приземных концентраций, превышающих нормативы качества воздуха.

         Нормативы устанавливают для каждого источника и предприятия в целом (в т/год). При расчете ПДВ необходимо учитывать фоновые концентрации, значения которых выдаются предприятию территориальными организациями гидрометеорологии. Значения фоновых концентраций (Сф, мг/м3) для городов с населением не более 250 тыс. человек могут быть приняты равными:

SO2 – 0,1; NOx – 0,03; CO – 1,5; пыль – 0,2.

         Если предприятие является единственным источником выброса вредного вещества в городе (населенном пункте), то значение фоновой концентрации принимается равным нулю.

Расчет нормативов  выбросов ПДВ проводится по формулам отдельно для холодных и нагретых выбросов по параметру f (м/с2 град)

                                               ,                                            (1)

где    w0 - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с;

Д - диаметр устья источника, м;

Н - высота источника над уровнем земли, м;

DТ - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха, Тв, °С.

         Выбросы, для которых f>100, относятся к холодным, выбросы, для которых f<100, относятся к нагретым.

Расчет ПДВ (г/с) для источника нагретых выбросов производят по формуле:

                                                             (2)   

Расчет ПДВ (г/с) для источника холодных выбросов производят по формуле:

                                                           (3)

где ПДКм.р. - максимально разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м3;

Сфон - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м3;

А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

для территории Казахстана, Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии, Сибири, Дальнего Востока, Средней Азии А=200;

для Севера и Северо-Запада европейской территории России, Среднего Поволжья, Урала и Украины А=160;

для центральной части европейской территории России А=120;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Величины F принимаются:

F=1 для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей;

F=2-2,5 для более крупнодисперсной пыли и золы;

F=3 при отсутствии очистки и большом выбросе пыли;

h - коэффициент, учитывающий рельеф местности:

h=1 для равнины;

h=1,1 для холмистой местности;

h=1,2 для гористой местности;

m, n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

                                                                             (4)

         Безразмерный коэффициент n определяется в зависимости от параметра Vм (м/с):

                                                                                  (5)    

                                                                                          (6)

n=3 при Vм £ 0,3;

при 0,3 <Vм£ 2;

n=1 при Vм > 2.

V1 - объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси, м3/с.

                                                                                             (7)

Если источник выброса имеет прямоугольное сечение, то расчеты ПДВ для нагретых и холодных выбросов производят по тем же формулам с учетом замены Д на Дэ и V1 на V.

         Эффективный диаметр устья Дэ определяют по формуле:

                                                                                               (8)

где L - длина устья, м;

b - ширина устья, м.

Для источников выбросов с квадратным устьем L=b.

Эффективный объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси в этом случае определяют по формуле:

                                                                                          (9)

Величину максимальной приземной концентрации вредных веществ Смакс (мг/м3) при выбросе нагретой газовоздушной смеси (f<100) из единичного источника рассчитывают по формуле:

                                                                               (10)

где М - фактическое количество вредного вещества, выбрасываемого из трубы в атмосферу в единицу времени, г/с.

Величину наибольшей концентрации вредных веществ холодной газовоздушной смеси (f>100) определяют по формуле:

                                                                          (11)

Максимальная приземная концентрация вредных веществ Смакс при неблагоприятных метеорологических условиях достигается на оси факела выброса на расстоянии Хмакс (м) от источника выброса:

                                                                  Хмакс = d×H,                                     (12)

где d - безразмерный коэффициент, значения которого определяют по уравнениям Vм .

При Vм£ 2 коэффициент d=11, 4;

         Vм> 2 коэффициент d=16, 1.

         Если в рассчитываемой зоне сказывается влияние других источников выбрасывающих аналогичные вещества, то в этом случае оценку влияния выброса производят по формуле:

                                               Сфакт = Смаксфон £ ПДК м.р.                           (13)

Вопросы к занятию № 3

1. Какие основные загрязнители поступают в атмосферный воздух в результате работы промышленных предприятий?

2. Расскажите о мероприятиях направленных на снижение загрязнений атмосферного воздуха.

3. Что такое ПДВ, ПДК, в каких единицах измеряются?

5. Что такое санитарно-защитная зона (СЗЗ), классы СЗЗ?