Расчет рассеивания выбросов от точечного источника. Определение норматива ПДВ.

Природопользование помимо прочего часто связано с выбросами вредных газообразных примесей. Находясь в атмосфере эти примеси вызывают различные нарушения в функционировании естественных экосистем. Важным показателем опасности атмосферного загрязнения является величина концентрации загрязняющего вещества. Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующим неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра

Действующей в настоящее время официальной методикой расчета величин максимальных приземных концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе является методика ОНД-86. Помимо указанной методики существуют и другие методы расчета, но для оформления официальных документов, например утверждения проекта тома ПДВ, необходимо использовать методику ОНД-86. С 1 января 2018 года на смену ОНД-86 придёт уже утвержденная в Минприроды методика «методы расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе». Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии x _м (м) от источника  согласно ОНД-86 определяется по формуле:

 

(11.1)

 

где

А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (мощность выброса);

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Значение безразмерного коэффициента F принимается:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т. п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) F= 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% F= 2; от 75 до 90% F=2,5; менее 75% и при отсутствии очистки F=3;

т и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

H (м) - высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м);

h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h = 1;

D Т (°С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_Г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_В;

 

                                                                  (11.2)

 

V ₁ (м³/с) - расход газовоздушной смеси.

 

(11.3)

 

где D (м) - диаметр устья источника выброса;

w ₀ (м/с) - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса. Параметр w ₀ рассчитывается из выражения (11.3) путем его преобразования:

 

(11.4)

 

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:

а) 250-для районов Средней Азии южнее 40° с. ш., Бурятии и Читинской области;

б) 200-для Европейской территории РФ: для районов РФ южнее 50° с. ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа; для Азиатской территории РФ: для Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии;

в) 180 - для Европейской территории РФ и Урала от 50 до 52° с. ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов;

г) 160 - для Европейской территории РФ и Урала севернее 52° с. ш. (за исключением Центра ЕТС);

д) 140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

При определении значения DТ (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года

Значение параметра f:

 

(11.5)

 

Значение параметра

(11.6)

           

Значение параметра

 

(11.7)

 

Значение параметра

 

(11.8)

           

Значение параметра

 

(11.9)

 

(11.10)

 

Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от значения параметра v _м по формулам:

 

n = 1 при v _м ³ 2;                                                   (11.11)

 

(11.12)

 

                                 (11.13)

 

Расстояние x _м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения с_м, определяется по формуле:

(11.14)

           

где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам:

 

                               (11.15)

 

                 (11.16)

 

                     (11.17)

 

Значение опасной скорости ветра u _м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ с_м, в случае f < 100 определяется по формулам:

 

                                                  (11.18)

 

                                  (11.19)

 

              (11.20)

 

При опасной скорости ветра u_м приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле

 

                                                (11.21)

 

где  - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x / X_м и коэффициента F графически или по формулам:

 

(11.22)

 

	(11.23)

 

Рис. 11.1 Примерный вид графика зависимости концентрации загрязнителя от расстояния до источника выбросов

 

Норматив допустимого выброса загрязняющего вещества () из источника с круглым устьем для случая с_ф < ПДК может быть рассчитан из следующего соотношения:

 

(11.24)

Где:

- фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/м³

 - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м³

Сопоставляя рассчитанный норматив предельно допустимого выброса с величиной фактического выброса (М) загрязняющего вещества можно рассчитать необходимую степень очистки (снижения) выбросов (z, %).

(11.25)

 

Контрольное задание

1. Для заданных характеристик источника выброса определить величину максимальной приземной концентрации и расстояние от источника до точки максимальной приземной концентрации.

2. Определить величину опасной скорости ветра на уровне флюгера, при которой возможно возникновение максимальной при земной концентрации и построить график зависимости концентрации вредных веществ в атмосфере от расстояния до точечного источника. График построить по оси факела выброса от источника до расстояния, равного восьмикратной величине .

3. Определить норматив предельно допустимого выброса загрязняющего вещества и необходимую степень очистки выбросов (если очистка необходима).

 

Таблица 11.1

Исходные данные для определения величины максимальной приземной концентрации

Характеристика	Ед. измер.	Номера вариантов
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
М	г/с	55	27	15	6	4	180	18	7	14	100
Вещество		SO2	C	Фенол	NOX	H2S	взвесь	NH3	CS2	Формальдегид	Пыль
V1	м3/c	3	2,5	3,8	2	3	7	3	2	3	5
H	м	30	45	35	35	45	30	33	37	50	27
Tг	°C	140	160	120	205	135	110	135	170	155	128
D	м	0,7	0,5	0,9	0,5	0,6	1,0	0,7	0,6	0,9	0,8
А		200	140	180	140	250	250	160	180	180	160
Тв	°C	27	23	25	25	24	23	23	26	28	19
	Мг/м3	0,008	0,02	0,0001	0,002	0	0,004	0	0	0,0002	0,007
ПДК	Мг/м3	0,05	3	0,003	0,04	0,008	0,15	0,04	0,005	0,003	0,05

 

Работа 12