Расчет индивидуального задания

Исходные данные для расчета: Масса выброса 28 г/с, температура газовоздушной смеси 60°С, диаметр устья 1,2 м, высота источника 60 м, скорость выброса 10 м³/с, источник расположен в Луганске, выброс пыль неорганическая, F=3 (по исходным данным задания, см. табл.8).

1. Расчет максимальной приземной концентрации вредного вещества С_max (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси от точечного источника проводится по формуле (1):

С _max = .

- Определяем значение коэффициента А для Луганска. На рис. 1 изображена карта Украины. Т.к. Луганск расположен южнее 50˚ с.ш., то коэффициент А принимается равным 200.

- Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу за единицу времени (М)определяем по табл.8.

- Безразмерный коэффициент F определяется по табл.8.

- Высота источника выброса над уровнем земли Н определяется по табл.8.

- Коэффициент η = 1, т. к. местность ровная или слабопересеченая, перепад

высот, не превышающим 50 м на 1 км.

- Определим расход газовоздушной смеси. Подставим исходные данные в формулу (2):

V₁= = =11,304 м³,

где π – число Пи, равняется 3,14;

D – диаметр устья источника выброса определяется по табл. 8.

ω_о – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса определяется по табл. 8.

- Определяем ∆Т = Тг-Тв,(ºС). Температуры газовоздушной смеси Т_г и окружающего атмосферного воздуха Т_в наиболее жаркого месяца определяем по табл. 8. Соответственно, ∆Т = Тг-Тв = 60-24,4 = 35,6 ⁰С.

- Определим параметры f, ν_м , v´_м и f_e коэффициентов m и n. Подставляем исходные данные в формулы (3) – (6):

f = = = 0,93;

v _м= = = 1,226;

v´_м = = = 0,26;

f_e = 800· (v´_м)³ = 800· (0,26)³ = 14,06.

Значения D, ω_о и Н определяем по табл. 8.

- Определяем коэффициент m, т.к. f = 0,93, а это меньше 100, то коэффициент m рассчитываем по формуле (7):

m = = = 0,91.

- Определяем коэффициент n, т. к. параметр v_м = 1,226, он находиться в

интервале 0,5 < v_м < 2, то коэффициент n рассчитываем по формуле (10):

n = 0,532· v_м ² – 2,13· v_м + 3,13 = 0,532·1,226² – 2,13·1,226 + 3,13 = 1,318.

- Определяем максимальную концентрацию. Подставляем полученные значения в формулу (1):

С_max = = 0,758 мг/м³.

 

2. Расчет растояния Х _max (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С _max (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения.

- Определяем безразмерный коэффициент d. Данный коэффициент зависит от параметров f и v _м. При f < 100 и v _м находиться в интервале от 0,5 до 2, то коэффициент d определяем по формуле (14):

d = = =7,727.

- Подставив значения в формулу (12) определяем растояние Х _max (м):

Х _max = = = 231,81 м.

 

3. Расчет ПДВ вредных веществ в атмосферный воздух.

Данный расчет осуществляют согласно ОНД –86 по формуле (19):

ПДВ = , г/с

где ПДК_м.р – предельно допустимая концентрация вредного вещества (ингредиента) в приземном слое населенного пункта, мг/м³, определяемая по СН 245-71 и приведенная в табл. 1;

С_ф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в населенном пункте, мг/м³. Фоновую концентрацию задают как процент от ПДК_м.р.. В нашем примере это 10 %, следовательно С_ф = ПДК_м.р.· 0,1 = 0,5· 0,1=0,05 мг/м³

Значения Н, А, m, n, η, F, V, ∆Т те же, что и при расчете максимальной

концентрации загрязняющего вещества рассмотренном выше.

- Определяем ПДВ подставивши значения в формулу (19):

ПДВ = = 16,62 г/с,

- Сравниваем значение ПДВ с фактическим выбросом. ПДВ =16,62 г/с, а М=28 г/с. Мощность выброса в 1,7 раза больше расчетного значения, что недопустимо. Следовательно для удовлетворения требований ПДВ необходимо снизить выброс вредных веществ в атмосферу установив очистку. Выбросы пыли можно очистить на 70 – 96%, газов на 70 – 86%. При установлении пылегазоуловителя с эффектом не менее 70% в результате получим:

М= М- М×0,7 = 28 - 28×0,7 = 8,4 г/с.

Полученное значение выброса пыли значительно меньше исходной мощности выброса и рассчитаного ПДВ. Следовательно, введения одной ступени очистки газо-воздушной смеси с эффектом 70% достаточно для достижения ПДВ.

 

4. Расчет санитарно-защитной зоны (СЗЗ) промышленного предприятия.

По условию задания объектом загрязнения является цементный завод. В соответствии с классификацией промышленных предприятий данный завод относится к 1-му классу вредности и ширина СЗЗ = 1000 м.

Размер СЗЗ уточняется по формуле (20):

,

где, L - расчетный размер СЗЗ, м; L₀ - размер СЗЗ в соответствии с классом предприятия, м (см. стр. 9); Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба, %; Р_о - среднегодовая повторяемость направления ветра румба при круговой розе ветров, %.

Повторяемость направления ветра принять по 8-ми румбовой розе ветров

Р₀=100% / 8 = 12,5%

- Определяем среднегодовую повторяемость направления ветров соответствующих 8-ми румбам (табл. 2.) для г. Луганска. Для этого находим среднеарифметическую повторяемость в зимние и летние месяцы и вносим результаты в табл. 6.

- Определяем размер СЗЗ по румбам с учетом характера и направления ветра по формуле (20) и сводим все данные в табл. 6.

- Принимаемый размер СЗЗ определяем с учетом того, что при значении Р< 12,5% уменьшать размер зоны не допускается, следовательно СЗЗ= L₀, а при Р > 12,5% необходимо увеличить размер зоны на рассчитанную величину, т.е. СЗЗ= L.

Таблица 6 – Уточненная ширина СЗЗ по ОНД –86

 

Параметр	Направление ветра
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Процент повторяемости ветров Р, %по СНиП 2.01.01-82		11,5		9,5		17,5
Размер СЗЗ по румбам L, м (по формуле (20))
Принимаемый размер СЗЗ Lп, м

 

- На основании расчетов для данного предприятия необходимо увеличить СЗЗ по сравнению с существующей. Преобладающими ветрами является юго-западный, западный и северо-западный (если ветер дует с юго-запада, то загрязняющие вещества уносятся на северо-восток), следовательно СЗЗ надо увеличить на 400 м в направлении на северо-восток; на 440 м на восток; на 120 м в направлении на юго-восток. Графическое изображение полученной санитарно-защитной зоны от точечного источника выполнено на рисунке 2.

 

 

С

Ю

 

Рисунок 2 – Санитарно-защитная зона цементного завода

 

5. Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

 

Данный расчет осуществляют согласно постановлению Кабинета Министров Украины от 1 марта 1999 г. № 303 «Про затвердження Порядку встановлення нормативів збору за забруднення навколишнього природного середовища і стягнення цього збору», и определяются по формуле (23):

П_А=

где Мі - фактический объем выброса і-того загрязняющего вещества, в тоннах (т) (см. мощность выброса в табл. 8);

Н_бі – норматив платы за выброс 1 тонны і-того загрязняющего вещества, в гривнах (грн/т), (табл. 3);

К_нас - коэффициент, который учитывает численность жителей населенного пункта, где размещено предприятие (табл. 4);

К_ф - коэффициент, учитывающий народнохозяйственное (функциональные) значение населенного пункта, (табл. 5).

К_инд - коэффициент индексации (в задаче принимаем равным 1);

По исходным данным в атмосферу выбрасывается цементная пыль, мощность выброса 28 г/с это (28г/с×3600×24ч×365дней/1000000 =) 883,008 т/год. Норматив платы (определяем по табл.3) для пыли равен 3 грн/т. Численность населения в Луганске составляет 469 тыс.чел, следовательно коэффициент К_нас равен 1,35 (по табл.4). Данный город является промышленным центром, соответственно К_ф = 1,25 (по табл.5). Подставив значения в формулу, рассчитываем величину платы:

П_А= Мi × Нбі ×Кнас ×Кф×Кинд = 883,008×3×1,35×1,25×1= 4470,23 грн/год.

 

Все данные расчетов сводим в таблицу 7.

 

Таблица 7 – Результатов расчета

 

Расчитанные параметры задания
V 1 м3	f -	vм м/с	vм´ м/с	fе -	m -	n -	Сmax мг/м3	d -	Xmax м	ПДВ, г/с	Сф, мг/м3
11,304	0,93	1,226	0,26	14,06	0,91	1,318	0,758	7,727	231,81	16,62	0,05

Выводы

Максимальная приземная концентрация вредного вещества от источника выбросов при неблагоприятных метерологических условиях составляет 0,758 мг/м³, что больше ПДК_м.р.=0,5 мг/м³.

Расстояние от источника выбросов, на котором приземная концентрация при неблагоприятных метерологических условиях достигает максимального значения составляет 231.81 м.

Значение ПДВ=16,62 г/с, а М = 28 г/с. Мощность выброса в 1,7 раза больше расчетного значения ПДВ. Введении одной ступени очистки газо-воздушной смеси с эффектом 70% достаточно для достижения ПДВ.

Для цементного завода согласно нормативу СЗЗ равна 1000 м. На основании расчетов СЗЗ для данного предприятия надо увеличить по сравнению с существующей: на 400 м в направлении на северо-восток; на 440 м на восток; на 120 м в направлении на юго-восток.

Плата за выбросы в атмосферу цементной пыли составит 4470,23 грн.

Таблица 8 - Задание для самостоятельной работы.

№ п/п

Источник выброса

Город

Наименование выброса

Мощность выброса, М, г/с

Тем-ра июля, Тв, ºС

Тем-ра выброса, Тг, ºС

Скорость выброса, ω, м/с

F

Диаметр устья, D, м

Высота выброса Н, м

% ×Сф

Числ-сть населения, тыс. чел

пр

Цементный

Луганск

Цемент.пыль

24,4

1,2

Механический

Винница

Древесн.пыль

24,6

0,6

Цементный

Луганск

Цемент.пыль

24,4

1,0

ТЭС

Киев

Оксид серы

28,2

0,5

2628,8

Стройматериалов

Днепропетровск

Пыль песка

2,5

28,2

1,2

ЖБИ

Донецк

Пыль гипса

27,6

0,5

Лакокрасочный

Житомир

Пыль песка

1,5

24,9

0,4

Щелочных аккум.

Ужгород

Свинцовая пыль

0,002

26,1

0,4

Нефтеперерабат.

Запорожье

Кремневая пыль

28,9

0,6

Электротехнич.

Николаев

Сажа

23,0

1,3

ТЭЦ

Одесса

Оксид азота

26,9

1,5

ТЭЦ

Полтава

Оксид серы

26,5

0,75

ЖБИ

Сумы

Пыль песка

25,4

0,8

ТЭЦ

Харьков

Оксид углерода

25,2

0,9

Строиматериалов

Луганск

Пыль извести

24,4

0,5

Ламповый

Измаил

Стеклянная

0,4

95,1

Шиновый

Винница

Резиновая

24,6

1,0

ТЭЦ

Винница

Оксид азота

24,6

1,0

ТЭЦ

Луганск

Летуч. зола

24,4

0,6

ТЭС

Киев

Оксид азота

28,2

0,5

2628,8

ТЭЦ

Днепропетровск

Оксид серы

28,2

2,5

1,2

Литейное пр-во

Донецк

Оксид азота

27,6

0,5

Лакокрасочный

Житомир

Взвешенные в-ва

24,9

0,4

Щелочных аккум.

Ужгород

Свинцовая пыль

0,003

26,1

0,4

Нефтеперерабат.

Запорожье

Сажа

28,9

0,6

Электротехнич.

Николаев

Кремневая пыль

23,0

1,3

ТЭЦ

Одесса

Оксид азота

26,9

1,5

ТЭЦ

Полтава

Оксид серы

26,5

0,75

ЖБИ

Сумы

Пыль песка

25,4

0,8

ТЭЦ

Харьков

Оксид азота

25,2

0,9

Ламповый

Измаил

Стеклянная

0,4

95,1

Рекомендуемая литература

1. Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков. Окружающая среда и человек. М. Высшая школа 1999.

2. Охрана природы и природных ресурсов. Учебное пособие для вузов (под редакцией В.Д. Бондаренко). Львов. Высшая школа 1985.

3. Охрана окружающей среды. Учебник для вузов. М. Высшая школа 1985.

4. А.К. Бродский Краткий курс общей экологии: Учебное пособие.2000

5. В.П. Кучерявский Екология. –Львів, 2000

6. С. І Дерій. и др. Екологія, 1998.

7. В.М Черняк и др. Основи екології.,1998

8. С.В. Белов С.В. и др. Охрана окружающей среды. –М.Высш.шк. 1991

9. Ю.В. Новиков Экология, окружающая среда и человек, 2000.

10. ОНД-86 Методика расчета концетнрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Л. Гидрометиоиздат, -1987.

11. СН-245-71 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий

12. СНиП II-А.6-72 Строительная климатология и геофизика. –М. Стройиздат, - 1983.

13. Закон України «Про охорону навколишнього природного середовища»// Екологічне законодавство України/ Відповід. Ред. К.ю.н. Ковальський В.С. – К.: Юрінком Інтер, 2001. – с.7-46.