Кафедра экологии

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

«РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАССЕИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ ОТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ»

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭКОЛОГИЯ»

Днепропетровск

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

Цель работы: научить студентов рассчитывать параметры рассеивания вредных веществ в атмосфере от промышленных предприятий для различных условий выброса.

Задача работы: студент должен ознакомиться с методикой расчета параметров рассеивания вредных веществ в атмосфере от промышленных предприятий для различных условий выброса, рассчитать максимальную приземную концентрацию вредного вещества при любых метеоусловиях, определить параметры санитарно-защитной зоны, величины ПДВ, минимальную высоту трубы и необходимую степень очистки.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

При расчете условий рассеивания в атмосфере выбросов промышленных предприятий необходимо руководствоваться «Указаниями по расчету рассеивания в атмосфере выбросов предприятий» СН 369-74. Эти указания распространяются на все виды выбросов независимо от их состава, температуры, географической широты места расположения промышленных предприятий при условии рассеивания загрязнений над ровной или слабо пересеченной местностью.

Для каждой из перечисленных выше задач необходимо рассчитать следующие величины:

· максимальная приземная концентрация вредных веществ при опасной и при любой скорости ветра;

· параметры зоны выброса (длина и ширина зоны, распределение концентрации в любом месте зоны);

· предельно допустимый выброс (ПДВ), минимальную высоту трубы источника и необходимую степень очистки.

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАССЕИВАНИЯ ВЫБРОСА ОТ ОДИНАРНОГО ИСТОЧНИКА.

3.1 РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОЙ ПРИЗЕМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА С_М НА РАССТОЯНИИ X_М ОТ ИСТОЧНИКА ПРИ ОПАСНОЙ СКОРОСТИ ВЕТРА U_М

Величина максимальной приземной концентрации вредного вещества на расстоянии X_м от источника при опасной скорости ветра U_м определяется по формуле (1):

, мг/м³ , (1)

где А – коэффициент, который определяет условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосфере, с^1/3м³град^1/3/г (для Казахстана, Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии, Сибири, Дальнего Востока, и других районов Средней Азии – 200; для Севера и Северо-Западной Европейской территории России, Среднего Поволжья, Урала и Украины – 160; для Центральной части Европейской территории России – 120);

М – фактический выброс вредного вещества в атмосферу, г/с;

H – высота источника выброса, м;

F – безразмерный коэффициент, который учитывает скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газов F = 1; для пыли при КПД очистных сооружений больше 90% F = 2; при КПД от 75% до 90% F = 2,5; при КПД меньше 75% F = 3);

m, n – безразмерные коэффициенты, что учитывают условия выхода газовоздушной смеси из источника выброса;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с;

ΔT – разница между температурой газа и температурой атмосферного воздуха, ˚С.

Коэффициент m зависит от параметра f и определяется по формуле (2):

(2)

Параметр f определяется с помощью выражения (3):

(3)

где W₀ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из источника выброса, м/с;

D – диаметр устья источника выброса, м.

Другие величины такие же самые что и в формуле (1).

Значение коэффициента n определяется следующим образом:

при V_м £ 0,3

при 0,3 < V_м £ 2

при V_м > 2

При этом коэффициент V_м определяется следующим образом:

(4)

Расход пылегазовой смеси рассчитывается по формуле (5):

(5)

Величина максимальной приземной концентрацции вредного вещества при неблагоприятных метеорологичесиких условиях наблюдаеться вдоль оси факела выброса на расстоянии X_м от источника.

Значение X_м определяется по формуле (6):

, (6)

где d – безразмерная величина, которая определяется следующим образом:

при V_м £ 2

;

при V_м >2

Если коэффициент F ³ 2, то величина Х_м определяется по формуле(7):

(7)

Величина опасной скорости ветра U_м, м/с, на уровни флюгера (10 м от уровня земли), при которой наблюдается наибольшее значение приземной концентрации вредного вещества в воздухе C_м, принимается:

при V_м £ 0,5

;

при 0,5 < V_м £ 2

;

при V_м > 2

3.2 РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОЙ ПРИЗЕМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА С_МП НА РАССТОЯНИИ X_МП ОТ ИСТОЧНИКА ПРИ КАКОЙ-ЛИБО СКОРОСТИ ВЕТРА U

Если скорость ветра u отличается от опасной скорости ветра U_м, то максимальная величина приземной концентрации вредного вещества C_мп определяется по формуле (8):

, мг/м³, (8)

где r - безразмерный коэффициент, который определяется в зависимости от соотношения u/U_м по формулам:

при u/U_м £ 1

;

при u/U_м > 1

Расстояние от источника выброса X_мп, на котором при скорости ветра u приземная концентрация вредного вещества достигнет максимального значения C_мп, определяется по формуле (9):

, (9)

где p - безразмерный коэффициент, который определяется в зависимости от соотношения u/U_м по формулам:

при u/U_м £ 0,25

при 0,25 < u/U_м £ 1

;

при u/U_м > 1

4. РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОГО ВЫБРОСА (ПДВ), МИНИМАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ ТРУБЫ H_min И НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ Х_f.

Если в результате выполненых расчетов выясниться, что концентрация вредных веществ превышает значение ПДК, то необходимо расчитать величину ПДВ вредного вещества, при которой в приземном слое обеспечивается концентрация не больше чем ПДК.

, г/с

В этом случае концентрация вредного вещества в устье выброса не должна превышать величины:

, г/м³

Для обеспечения необходимого ПДВ эффект очистки X_f должен составлять:

, %

Если достичь необходимого эффекта очистки по каким-либо причинам невозможно, то необходимо увеличить высоту трубы до величины H_min, при которой обеспечивается значение максимальной приземной концентрации вредных веществ не больше ПДК.

Величина H_min определяется по формуле:

, м

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Выполнение работы начинается с самостоятельного изучения теоретической части методических указаний.

2. Студент рассчитывает с помощью методических указаний и справочной литературы следующие величины согласно варианту (табл.4):

· максимальную приземную концентрацию С_м и расстояние Х_м при опасной скорости ветра;

· максимальную приземную концентрацию С_мп и расстояние Х_мп при заданной скорости ветра;

· ПДВ, минимальную высоту трубы и необходимый эффект очистки.

3. Проанализировав полученные результаты, студент делает вывод.

4. Отчет по практической работе должен содержать: название и цель работы, используемые формулы.

5. Студент должен владеть материалом в такой мере, что бы смог ответить на контрольные вопросы.

Таблица 4.

Исходные данные

Примечание:

1. Метеорологические условия – скорость ветра u = 3 м/с;

2. Эффект очистки X_f = 70 %;

3. М – фактический выброс без учета эффекта очистки.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Дайте определение ПДК и ПДВ.

2. Расчет каких величин входит в расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ.

3. Какие величины используются при расчете максимальной приземной концентрации при опасной скорости ветра.

4. Методика расчета распределения концентрации по оси факела выброса.

5. Методика расчета распределения концентрации по перпендикуляру к оси факела выброса.

6. Методика расчета ПДВ, минимальной высоты трубы и необходимого эффекта очистки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Руководство к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене. – М.: Медицина,1982. – 448 с.

2. Методические указания к практической работе «Расчет на ПМК условий рассеивания в атмосфере выбросов промышленных предприятий» по дисциплине «Охрана окружающей среды» для студентов всех специальностей/ Сост.: В.А. Бойко, А.В. Бессчастный, В.И. Бескровный. – Днепропетровск: ДГИ, 1989.– 23 с.

3. Методичні вказівки до виконання практичної роботи ’’Розрахунок на ПЕОМ умов розсіювання в атмосферному повітрі викидів промислових підприємств’’ з дисциплін: ’’Екологія гірничого виробництва", ’’Охорона навколишнього середовища’’, ’’Основи екології’’ для студентів усіх напрямів підготовки/ Упорядн.: В.О. Бойко, В.І. Бескровний, О.В. Безсчастний, А.Г. Рудченко. – Дніпропетровськ: НГА України, 1999. – 18 с.