расчет предельно допустимых выбросов

СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра экологии и природопользования
Л.А. ЧЕРНОВСКИЙ
РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ
ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ В АТМОСФЕРУ
Методическое указание к лабораторной работе
по дисциплине «Техногенные системы и экологический риск»
НОВОСИБИРСК
1. Расчёт предельно допустимых выбросов
Предельно допустимый выброс (ПДВ, г/с) загрязнителя в атмосферу, при котором загрязнённость в приземном слое не превышает ПДК, рассчитывается по формуле:
ПДВ 
ПДК  С Н
ф
23
V Т г  Т в 
AFmn
,
(1)
где H - высота дымовой трубы над уровнем земли, м;
A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, имеет размерность:
с2/3*мг*град1/3/г, для Нижнего Поволжья, Сибири, Дальнего Востока принимают A = 200; для севера и северо-запада Европейской территории России,
среднего Поволжья и Урала принимают А = 160; для центральной части
европейской территории России А = 140;
M – мощность выброса (количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени), г/с;
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания
вредных веществ в атмосферном воздухе (для газообразных вредных веществ – сернистого газа, сероуглерода и т.п. и мелкодисперсных аэрозолей
– пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых не превышает 5 см/с, принимается F = 1. Для остальных аэрозолей, выбрасываемых с
предварительной очисткой или без неё, коэффициент F принимается следующим образом:
F=2
при эффективности очистки более 90%;
F = 2,5
при эффективности очистки 75 – 90%;
F=3
при эффективности очистки менее 75% (или при отсутствии очистки);
m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода
газовоздушной смеси из устья источника выброса;
 - безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности
(для равнинной местности  = 1);
ПДК – ПДКсс выбрасываемого загрязнителя, мг/ м3;
Сф – концентрация загрязняющего вещества в атмосфере, мг/ м3;
V - объем газовоздушной смеси, м3/с, определяемый как произведение площади (м2) устья источника выброса (площадь сечения выхода трубы) на среднюю скорость (W, м/с) выхода газовоздушной смеси из устья
трубы;
Tг, град - температура выбрасываемой газовоздушной смеси, величину которой определяют по технологическим нормативам действующим
для данного производства;
Tв, град - температура окружающего атмосферного воздуха, за которую принимают среднюю температуру наружного воздуха в 13 ч наиболее жаркого месяца года (по СНиП 11-1-82 “Строительная климатология и
геофизика”), Для котельных, работающих по отопительному графику, допускается при расчетах принимать значения Tв равными средним температурам наружного воздуха самого холодного месяца, для которого
характерны наибольшие выбросы вредных веществ.
Коэффициенты m и n рассчитывают следующим образом
Сначала рассчитывают коэффициенты f и vм по формулам:
f  103
W 2D
,
H 2 Tг  Tв 
vм  0,653
V Tг  Tв 
,
H
(2)
(3)
где D – диаметр устья трубы, м.
Затем рассчитывают значение m и n по следующим формулам:
1
;
(4)
0,67  0,1 f  0,343 f
vм  0,3
n = 3;
(5)
0,3 < vм  2
n = 3  vм  0,34,36  vм  ; (6)
m
при
при
при
vм > 2
n = 1,
(7)
В реальных случаях в ПДВ вводятся поправки: на аварийный сброс,
на существующую и проектируемую жилую застройку, на перспективы развития производства.
ПДВ устанавливается отдельно для каждого стационарного источника выбросов, отдельно для каждого вещества при условии полной загрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной
работы.
По каждому веществу ПДВ для предприятия в целом равен сумме
ПДВ от отдельных источников.
Пример
1. Определить предельно допустимый выброс сажи из трубы высотой 100
метров ТЭЦ г. Барабинска, если объём выбросов – 45 м3/с; диаметр устья
трубы – 2,5 м; перепад температур – 40 С; среднесуточный ПДКсажи – 0,05
мг/м3; фон принять равным нулю.
Решение
Расчёт ПДВ производим с использованием формулы 1.
а) Сначала определяем все необходимые коэффициенты.
Поскольку в условии задачи ничего не сказано о наличие на ТЭЦ
очистных сооружений, то считаем, что они отсутствуют и, следовательно,
значение коэффициента F необходимо принять равным 3.
Город Барабинск расположен на равнине, следовательно  = 1.
Вычисляем остальные коэффициенты.
W
4V
4  45
=
= 9,17 м/с;
2
D 3.14  2,52
затем f и v по формулам 2 и 3 соответственно:
1000  9,17 2  2,5
W 2D
=
= 0,53;
f  10 2
H Tг  Tв 
1002  40
3
vм  0,653
V Tг  Tв 
100  40
= 0,65  3
= 1,7 .
H
100
Теперь рассчитываем m и n по формулам 4 и 7 соответственно.
1
=
0,67  0,1 f  0,343 f
1
=
= 0,98;
0,67  0,1 0,53  0,34  3 0,53
m
б) Теперь по формуле 1 вычисляем ПДВ сажи.
ПДК  С Н
ПДВ 
ф
23
V Т г  Т в 
AFmn
=
=
0,05  0 1002  3 45  40 = 10,3 г/с .
200  3  0,98  1 1
Задание
1 Определить предельно допустимый выброс загрязняющего вещества из дымовой трубы предприятия.
Варианты условий приведены в приложении.
Приложение 1
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Загрязняющее
вещество
Варианты задач
С*,
V, м3/ч мг/м3
D, м
Т, С
Город
Диоксид серы
Диоксид серы
Зола***
Двуокись азота
Двуокись азота
Диоксид серы
Зола**
Двуокись азота
Сажа
Сажа
50000
12000
6000
63400
80000
72700
7900
11800
19500
13700
50
65
70
76
68
65
65
73
74
74
Барнаул
Астрахань
Псков
Кемерово
Воркута
Киров
Чита
Ярославль
Братск
Владимир
1150
1800
4400
483
470
119
2950
1400
1900
2450
1,2
1,0
0,8
1,5
1,5
3,5
1,0
1,5
1,5
2,1
Примечание:
* концентрация загрязняющего вещества в газовоздушной смеси;
** выбрасывается после очистки с эффективностью 95%;
*** выбрасывается после очистки с эффективностью 80%.
Значение среднесуточной предельно-допустимой концентрации
(ПДК) некоторых загрязнителей в атмосферном воздухе, мг/м3:
Диоксид серы – 0,05;
Двуокись азота – 0,04;
Сажа – 0,05;
Зола угольная – 0,15.