Предельно допустимые выбросы (ПДВ) вредных веществ в воздушный бассейн

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ

БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии и природопользования

 

 

Отчет

по лабораторной работе № 2

Дисциплина: экология

 

 

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) вредных веществ в  воздушный бассейн

 

 

Руководители:

_____________ Шабанова С.В.

Исполнитель: студентка гр. 08МОС

______________ Яковлева Е.А.

«__»__________ 2012

 

 

 

Оренбург 2012

 

1 Понятие  о предельно допустимых выбросах (ПДВ)

 

Предельно допустимый выброс (ПДВ) - это норматив выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы и других экологических нормативов.

ГОСТ 12.2.3.02-78 определяет, что  предельно допустимый выброс вредных  веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается  для каждого источника загрязнения  атмосферы таким образом, что  выбросы вредных веществ от данного  источника и от совокупности источников населенного пункта с учетом перспективы  развития промышленных предприятий  и рассеивания вредных веществ  в атмосфере не создают приземную  концентрацию, превышающую их ПДК  для населения, растительного и  животного мира.

Значения ПДВ устанавливаются  во всех видах проектной документации на строительство новых и реконструкцию  существующих предприятий. ПДВ устанавливается  как для строящихся, так и для  действующих предприятий.

Величина предельнодопустимого выброса (ПДВ) вредных веществ является одним из основных показателей экологической  безопасности предприятий. Если на участке  строительства (реконструкции) предприятия  сумма фонового загрязнения атмосферы  и приземных концентраций, создаваемых  выбросами данного предприятия, выше ПДК_м.р. – строительство (реконструкция) не разрешается органами экологической и санитарной инспекций. Чем сильнее фоновое загрязнение воздуха на участке строительства, тем меньше величина ПДВ для проектируемого предприятия. Если С_ф > = ПДК_м.р. – строительство (реконструкция) не разрешается.

 

2  Постановка задачи

Требуется рассчитать:

а) максимальные приземные  концентрации (С_м) для SO₂, NO₂, CO и сажи;

б) расстояние (Х_м) по оси факела, на которой они достигаются. Полученные значения (С_м + С_ф) сравнить с величиной ПДК_м.р.; в случае превышения ПДК_м.р. необходимо рассчитать расстояние (Х) (в метрах), на котором (С_м + С_ф) будет равно ПДК или количество циклонов или необходимую высоту трубы котельной.

3 Исходные данные для котельной

Вариант 23

Место расположения г. Бузулук

Высота трубы – 31,5 м

Диаметр устья источника  D = 1,5 м

Температура отходящих газов  T_г = 190°С

Объем отходящих газов  V₁ = 8,5 м³/с

 

Таблица 1 – Концентрации вредных веществ, измеренные в трубах,C,мг/м³

СSO2	СNO2	СCO	Ссажи
600	72	198	129

 

 

Таблица 2 – ПДК максимальные разовые для данных вредных веществ (по СН 245 71), мг/м³

ПДКм.р.SO2	ПДКм.р.NO2	ПДКм.р.CO	ПДКм.р.сажи
0,5	0,085	3,0	0,15

выброс газ безопасный защитный

Таблица 3 – Фоновые концентрации вредных веществ, С_ф, мг/м³

СфSO2	СфNO2	СфCO	Сфсажи
0,10	0,011	1,1	0,08

 

Таблица 4 – Среднегодовая повторяемость ветра, в г. Бузулуке, Р,%

С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
7	11	8	4	18	20	22	10

 

Температура наружного воздуха () 25,6 градусов Цельсия.

Коэффициент стратификации (А) 180.

4. Ход решения

1) Расчет массы выброса в атмосферу по каждому из вредных веществ производится по формуле:

 

где С – концентрация вредного вещества в выбрасываемой  газовоздушной смеси, мг/м³;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

 

 

 

 

2. Расчет ΔT (разности температур)

ΔT = T_г - T_в,

где T_г – температура отходящего газа, T_г = 190°C

T_в – температура окружающего воздуха; для расчета принята средняя температура наружного воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца года; для г. Бузулука T_в = 25,6 °С

ΔT = 190° –25,6 ° = 164,4°С

3. Расчет средней скорости выхода газовоздушной смеси (отходящих газов) из устья источника выброса производится по формуле:

 

, м/с

 

4. Расчет параметра :

 

 

 

5. Расчет безразмерного параметра m:

 

 

 

 

6. Расчет безразмерного параметра V_м:

 

 

 

 

При V_м > 2, n =1

7. Расчет максимальной приземной концентрации вредных веществ:

 

,

 

где = 1 – для случая ровной или слабо пересеченной местности с перепадом, не превышающим 50 м/км (ОНД 86);

F_сажи = 3, F_газов = 1

 

 

 

 

8)  Из перечня вредных  веществ, выбрасываемых из трубы  котельной, эффектом суммации  действия обладают диоксид азота  и диоксид серы.

Определяем приведенную  к диоксиду азота концентрацию этих веществ, так как диоксид азота  относится к наибольшему (второму) классу опасности.

 

 

9) Проверяем условие

С_мⁿ + С_фⁿ ПДК_м.р.ⁿ

 

 

 

 

10) Расчет ПДВ. Так как ПДК не превышен, величину выброса утверждаем как ПДВ и новых воздухоохранных мероприятий не планируем.

 

ПДВ_CO = М_CO =  53,07509 т/г

ПДВ_NO2 = М_NO2 = 19,30003 т/г

ПДВ_сажи = М_сажи = 34,57922 т/г 

11) Расчет безопасного  расстояния до жилой застройки.

Расчет расстояния по оси  факела выброса от источника выброса  Х_м, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации С_м производится по формуле:

 

Х_м = d · H

 

Поскольку V_м > 2 м/с, необходимо определить величину вспомогательного параметра d:

 

 

Х_м = · 31,5 = 390,3862 м (для газов SO₂, NO₂)

 

(для сажи)

Величины приземных концентраций вредных веществ, С, в атмосфере  по оси факела выброса на различных  расстояниях Х (метров) определяются по формуле:

 

Приравниваем C = и рассчитываем S₁

 

 

 

При соотношение X/X_м = 1

Х = 1 · Х_м = 1 · 324,2 = 324,2 м (для газов SO₂, NO₂₎

При таком расстоянии фактический  выброс диоксида азота и двуокиси серы является ВДВ, т.е. обеспечивает соблюдение ПДК.

12) Построение границ санитарно-защитной  зоны.

 

Итак, для газов SO₂, NO₂, безопасное расстояние Х = 390,3862 м. Используя исходные данные о розе ветров и формулу, вычисляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:

 

 

 

где l_i – безопасное расстояние по i-му румбу

 

L₀ = Х, P₀ = 12,5% (100% : 8 румбов)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для сажи, безопасное расстояние Х = 195,1931 м. Используя исходные данные о розе ветров и формулу, вычисляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:

 

 

 

 

 

 

 

 

Cтроим окружность R=Х с центром по месту расположения источника выброса. Проводим восемь основных направлений ветра и откладываем расстояние l_i, учитывая, что северный ветер смещает выбросы на юг и т.д. (рисунок 2.1).

В тех случаях, когда расстояние l_i < L₀ влияние направления ветра не учитывается и по данному румбу откладывается расстояние равное L₀ для гарантии безопасности. На рис. 1 внутри санитарно-защитной зоны для газов показана санитарно-защитная зона для сажи.

Рисунок 1 Чертеж санитарно-защитной зоны