Приложение А
Расчет
загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий
Вредные вещества, выбрасываемые из труб и вентиляционных устройств промышленных предприятий, рассеиваются в атмосфере.
На процесс рассеивания выбросов оказывают влияние:
· состояние атмосферы;
· расположение предприятий;
· характер местности;
· физические и химические свойства выбрасываемых веществ;
· высота источника выбросов;
· диаметр устья источника и др.
Основным документом, регламентирующим расчет рассеивания и определения приземных концентраций веществ, выбрасываемых предприятиями, является ОНД – 86.
Для характеристики объема вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения, установлена величина предельно допустимого выброса (ПДВ), которая рассчитывается по ОНД — 86 и регламентируется ГОСТом 17.2.3.02-78.
В основу «Методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий” — ОНД-86 положено условие, при котором суммарная концентрация каждого вредного вещества (
мг/м3 ) не должна превышать максимально разовую ПДК данного вещества в атмосферном воздухе:
< ПДК м.р , где (1)
— максимальная концентрация загрязняющего вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м3 .
— фоновая концентрация загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м3 .
Нормативный метод позволяет рассчитывать концентрации, создаваемые дымовыми трубами. Эти концентрации относятся к так называемым «неблагоприятным метеоусловиям”, продолжительность которых не превышает 1-2 % дней в году.
1 Расчет концентраций, обусловленных выбросами одиночного источника
1.1 Основная расчетная формула
Под одиночным или точечным источником понимается дымовая труба предприятия.
Опорным значением является максимальное значение обусловленной предприятием приземной концентрации.
Максимальная приземная концентрация вредного вещества (, мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеоусловиях на расстоянии (м) от источника:
а) для горячих источников (>> 0)
(2)
б) для источников, температура выбросов которых мало отличается от температуры воздуха, ()
, где (3)
Н -высота трубы, м;
— масса выбрасываемого в атмосферу в единицу времени вещества, г/с;
— разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха
— полный расход выбрасываемых газов на срезе трубы, м3 /с определяется по формуле
, где (4)
(м) — диаметр устья источника;
(м/с) — средняя скорость выхода газов из источника выбросов;
— безмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа. Для равнинного ландшафта ;
— коэффициенты, определение которых дано ниже.
1.2 Климатический коэффициент , зависящий от температурной стратификации атмосферы
Рассеивающие свойства атмосферы при неблагоприятных метеоусловиях, т.е. при условиях, отвечающих максимуму концентраций, определяются климатической зоной РФ и приведены в таблице:
Таблица 1 — Значение коэффициента
|
Географические районы РФ
|
А |
|
Читинская область, Бурятия |
250 |
|
Для районов РФ южнее 50о с.ш.; для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа; для азиатской территории РФ, Дальнего Востока, остальной территории Сибири |
200
|
|
Для Европейской территории РФ и Урала от 50 до 52о с.ш. (за исключением центра ЕТ) |
180 |
|
Европейская территория РФ и Урала севернее 520 с.ш. (за исключением центра ЕТ) |
160 |
|
Московская, Тульская, Рязанская, Владимирская, Калужская, Ивановская области |
140 |
1.3. Коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере
Интенсивность оседания вредных веществ зависит:
· · от скорости оседания частиц;
· · турбулентности;
· · скорости ветра;
· · размеров частиц и т.д.
Таблица 2 — Значение безразмерного коэффициента
|
Наименование |
|
|
Газы, мелкодисперсные аэрозоли (пыли, золы и т. п.), скорость упорядоченного оседания которых практически равна 0 |
1
|
|
Мелкодисперсные аэрозоли (кроме указанных выше) при коэффициенте очистки: · не менее 90%; · от 75 % до 90%; · менее 75%; · при отсутствии очистки |
2 2,50 3 3 |
1.4 Коэффициенты и , учитывающие подъем факела под трубой
Значение этих коэффициентов определяются по вспомогательным величинам, вычисляемым в свою очередь по конструктивным параметрам:
(5)
(6)
(7)
(8)
Коэффициент определяется по формуле:
при (9)
при (10)
В случаях, когда коэффициент вычисляется при
Коэффициент при определяется в зависимости от :
а) = 1 при ;
б) при
Для холодных выбросов () расчет приземной концентрации выполняется по формуле (3), в которой
(11)
Для предельно малых опасных скоростей ветра, когда , или , приземные концентрации рассчитываются по формуле
, где (12)
при ; ;
при ; ;
1.5 Расстояние от источника до координаты максимума концентраций
Для горячих источников расстояние (м) от источника выбросов до точки, в которой приземная концентрация (мг/м3) при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения , определяется по формуле
, где (13)
безразмерный коэффициент при < 100 находится по формулам:
при ; (14)
при ; (15)
при ; (16)
Для холодных источников при >100 значение коэффициента находится по формулам:
при < 0,5; (17)
при ; (18)
при ; (19)
1.6 Опасная скорость ветра
Как показали исследования, при прочих равных условиях приземная концентрация достигает своего максимума при некоторой, получившей название опасной скорости ветра (м/с). При больших и меньших скоростях концентрации снижаются.
Поскольку скорость ветра с высотой увеличивается, принято измерять ее на отметке 10м.
Для горячих источников в случае опасная скорость ветра определяется по формуле:
при ; при ; (20)
при (21)
Для холодных источников в случае :
при ; при ; (22)
при (23)
1.7 Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ)
ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, чтобы выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создавали приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира (ГОСТ 17.2.3.02-78).
ПДВ (г/с) должны устанавливаться для времени года и нагрузки, сочетание которых дает максимальные приземные концентрации. Для ТЭЦ, например, это наиболее холодный период года, когда тепловые и электрические нагрузки максимальны. ПДВ устанавливается для каждой дымовой трубы и предприятия в целом.
ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ.
При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации .
Значение ПДВ (г/с)для одиночного источника с круглым устьем в случаях < ПДК определяется для горячих источников по формуле:
, г/с (24)
Для холодных выбросов (), в случае :
, г/с (25)
1.8 Пример расчета
В городе Барнауле имеется котельная, расположенная на ровной местности, время ее работы 5760 час/год. Высота дымовой трубы м; диаметр устья м; объем выбрасываемой газовоздушной смеси м3/с; валовой выброс золы г/с; ; для золы = 0,05мг/м3; температура газовоздушной смеси , температура самого жаркого месяца (июль) .
1.8.1 Определить величину максимального загрязнения золой приземного слоя атмосферы и сравнить ее с ПДК.
Расчетные формулы:
, мг/м3
а) ;
б) ; ;
м/с;
в) ; ;
=
г) при ;
f<100;
д) при ; при
е) (таб.1); (табл.2);
мг/м3;
1.8.2. Определить расстояние
, м
при