Порядок расчета. 1. Производим проверку фоновых концентраций по формуле 11

1. Производим проверку фоновых концентраций по формуле 11. Если не выполняется условие 11, то дальнейшие расчеты по данному предприятию не целесообразны.

2. определяем кратность разбавления:

n = (q_СТ + g *Q_р) / q_СТ, (12)

где:

q_СТ - расход сточных вод с предприятия, м³/с;

Q_Р - минимальный среднемесячный расход водоприемника 95 % обеспеченности, м³/с;

g - коэффициент смешения.

 

(13)

где:

е - основание натуральных логарифмов, равное 2,72;

L - расстояние до контрольного створа, м. L=500 м для водоприемников водохозяйственного значения;

а - коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке.

а = j * x * (D/q)^1/3, (14)

где:

j - коэффициент извилистости реки;

x - зависит от места выпуска сточных вод (у берега, на стержне);

D - коэффициент турбулентной диффузии.

 

D = g * V * Н/37 * n_Ш *с², м²/с, (15)

где:

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

V - средняя скорость речного потока, м/с;

Н - средняя глубина реки, м;

n_Ш - коэффициент шероховатости русла. Для летнего периода принимается либо по таблицам, либо на основании измерений.

Для зимнего периода:

D = g * V * R_ПР../37 * n_ПР. * с²_ПР., (16)

где:

R_ПР. = 0,5 х Н;

n_ПР. - приведенный коэффициент шероховатости, равный

n_ПР. = n_Ш [1 + (n_Л/n_Ш)^1,5]^0,67,

где:

n_Л - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда, равный 0,04;

с_ПР. - приведенный коэффициент Шези, равный

с_ПР. = R_ПР. * у/n_ПР., (17)

где:

у для речных русел равен:

у = 2,5 , (18)

 

3. Производим расчет норм ПДС вод с предприятия.

Конечный расчет выполняется по формуле 9. Локальные расчеты концентраций выполняются отдельно - для консервативных, не трансформирующихся в воде химических загрязнителей и для неконсервативных веществ; классификацию по консервативности см. прилож. 4.

3.1. Расчет для консервативных веществ выполняется по формуле:

С_ПДС = n (С_ПДК - С_Ф) + С_Ф (19)

где:

n - кратность разбавления;

С_ПДК - предельно допустимая концентрация, г/м³;

С_Ф - фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м³.

 

3.2. Расчет для неконсервативных веществ выполняется по формуле:

С_ПДС = n (С_ПДК * е^kt - С_Ф) + С_Ф (20)

где:

k - коэффициент консервативности, 1/сут;

k = а * k₁ (21)

а = 5 для V > 0,2 м/с;

k₁ - принимается по табличным данным, (прилож.4);

t - время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут; t = 500/V/86400 (22)

 

3.3. Расчет взвешенных веществ выполняется по формуле:

С_СТ = С_ДОП. * n + С_Ф, (23)

где:

С_СТ - максимальная концентрация взвешенных веществ в сточных водах, при которой условия спуска их в водоем будут соответствовать санитарным требованиям (С_ПДС);

С_ДОП. - допустимое по нормативам увеличение содержания взвешенных веществ (сверх фонового) в воде после спуска сточных вод в зависимости от вида водопользования. Для водоемов рыбохозяйственного использования равно 0,25. Т.е. С_ДОП. = С_Ф + 0,25.

3.4. Расчет концентрации БПК - биохимического потребления кислорода производится по формуле:

С_ПДС = n (С_ПДК - С_СМ) * е^kt - C_Ф) + С_Ф (24)

где:

k - коэффициент неконсервативности, 1/сут;

k = а * k₁ (25)

а = 5 для V > 0,2 м/с;

k₁ - принимается по табличным данным, (прилож.4);

t - время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут;

С_СМ - концентрация (смешения) БПК_ПОЛН., обусловленная поступлением в водный объект органических веществ на пути от створа сброса до контрольного створа. Для горных рек С_СМ принимается 0,6-0,8 г/м³; заболоченных - 2,3-2,5 г/м³. При расстоянии от створа выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега С_СМ равно 0.

 

 

Дальнейший порядок выполнения работ заключается в следующем:

 

а) После завершения расчетов С_ПДС по всем веществам, производится сравнение полученных значений с фактическими концентрациями этих веществ в сточных водах. Если С_ПДС>С_ФАКТ., то в расчетов принимается значение равное фактической концентрации. Если С_ПДС<С_ФАКТ., то в расчет принимается полученное значение ПДС.

б) Рассчитывается ожидаемая концентрация загрязняющих веществ в реке (контрольном створе) по формуле 10. Принимается или С_ФАКТ. или С_ПДС.

в) Проверка расчетных концентраций производится с помощью неравенства 11 для каждой группы загрязняющих веществ соответствующего ЛПВ.

г) При выполнении требования 11 для данного предприятия утверждаются расчетные показатели С_ПДС, в противном случае для предприятия разрабатываются мероприятия по снижению концентрации загрязняющих веществ в сточных водах:

-изменения в технологических процессах производства;

-реконструкция очистных сооружений, если таковые имеются;

-строительство очистных при их отсутствии.

 

Примечание. Расчет ведем последовательно, согласно «Порядку расчета» и на основании исходных данных (Приложения 11-13) с использованием нормативных данных, представленных в Приложении 10.

 

 

Практическая работа № 5.

РАСЧЕТ НОРМАТИВОВ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ (ПДВ)

ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ, ПОСТУПАЮЩИХ В АТМОСФЕРУ.

 

Полностью отказаться от выбросов промышленных отходов в природную среду (вода, атмосферный воздух, почвы и т.д.) пока не представляется возможным. Но поскольку многие выбрасываемые вещества оказывают неблагоприятное воздействие на экосистемы, на здоровье человека, то необходимо ограничение их выбросов как в абсолютном, так и в относительном измерении.

Во многих странах, в том числе и России, разработаны стандарты, ограничивающие содержание наиболее опасных загрязняющих веществ в основных компонентах окружающей природной среды, в том числе в атмосферном воздухе и источнике выброса.

Основным показателем, используемым в нашей стране, являются предельно-допустимые концентрации вредных веществ (ПДК). В 1971 году впервые был утвержден перечень ПДК для 120 веществ в воздухе населенных пунктов. Это количество достигает в настоящее время около 500 наименований.

Существует раздельное нормирование содержания вредных примесей в воздухе, т.е. используются два типа ПДК:

-устанавливаются ПДК в воздухе рабочей зоны (ПДК_Р.З.);

-устанавливаются ПДК в воздухе населенного пункта (ПДК_а.в.).

ПДК_Р.З. - концентрация, при которой ежедневно в рабочие дни в течение 8 часов, но не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не могут произойти заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными средствами в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколения.

ПДК_а.в. - это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия и на окружающую среду в целом.

Нормативы ПДК_Р.З. и ПДК_а.в. подразделяются на максимально-разовые (ПДК_М.Р.) и среднесуточные (ПДК_С.С.). При этом согласно САНПиН ПДК_Р.З. сравниваются только с максимально-разовыми, определяемыми в течение 30 минут, а воздухе населенного пункта и со среднесуточными, определяемыми в течение 24 часов. Существуют два основных способа определения ПДК: экспериментальный и расчетный.

Понятие об эффекте суммации. Различные вещества могут оказывать сходное неблагоприятное воздействие на организмы (на экосистемы), в этом случае учитывается их суммарная концентрация. К примеру, учитывается эффект суммации таких групп веществ фенола и ацетона, озона, диоксида азота и формальдегида и других. При этом показателем чистоты воздуха служит выполнение следующего условия:

(26)

где:

С_n - концентрация загрязняющих веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности ЛПВ.

В городах устанавливаются раздельные требования к уровню загрязнений в пределах промышленных площадок и в районах жилой застройки (селитебных зонах). С учетом рассеивания концентрация вредных веществ в зонах отдыха, в местах размещения санаториев, домов отдыха максимально-разовые концентрации не должны быть больше 0,8 ПДК_М.Р., при выборе мест селитебной застройки - < 1 ПДК_М.Р..

При проектировании предприятий в районах, где атмосферный воздух уже загрязнен, планирование выбросов ограничивают с учетом присутствия в воздухе других примесей, содержание которых рассматривается в качестве так называемой фоновой концентрации С_Ф.

Если имеется несколько источников выбросов вредных веществ, то требование к качеству воздуха населенного пункта определяются следующим образом:

_М.Р. - С_Ф (27)

где:

С_mi - максимальная концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе от i-го источника;

N - число источников.

Если в атмосферном воздухе присутствуют выбросы нескольких веществ, обладающих эффектом суммации, то переходят к безразмерным концентрациям q_i:

(28)

где:

К - количество вредных веществ, обладающих эффектом суммации.

В настоящее время практически невозможно ограничить содержание вредных веществ до уровня ниже ПДК на выходе из источника выброса.

Раздельное нормирование допустимых уровней загрязнения учитывает эффект перемешивания и рассеивания загрязняющих вредных веществ в атмосфере. Управлять процессами рассеивания, зависящими от метеоусловий, человек не может, но тем не менее допустимые уровни загрязнения в жилых районах должны соблюдаться. Следовательно, производство должно ограничивать количество выбрасываемых веществ таким образом, чтобы с учетом их рассеивания (опережающего накопление), качество атмосферного воздуха соблюдалось.

Контроль. Регламентирование выбросов вредных веществ (ВВ) в атмосферу через те или иные источники осуществляется на основе установления ПДВ. Предельно-допустимый выброс (ПДВ) - количество выбрасываемого из источника в атмосферу вредного вещества, г/с, при котором устанавливается величина максимальной приземной концентрации этого вещества, не превышающая предельно-допустимой нормы (ПДК), мг/куб. м.

Для установления величины ПДВ вычисляется максимально возможная приземная концентрация ВВ (См), для нагретых выбросов:

(29)

где:

А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющей условия рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, А = с^2/3 х мг х ⁰С^1/3 / г. Для условий Вологодской области принимается равным 160;

М, г/с - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, принимается равным 1,5;

m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса. m изменяется от 0,4 до 1,5 (обычно 1,0). n - коэффициент, принимающий значения от 1 до 3 в зависимости от диаметра устья источника выбросов (Д, м), скорости выбросов (W₀, м/с) и высоты источника выбросов над уровнем земли (Н, м).

Н, м - высота источника выброса;

Т, ⁰С - разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха, Т_в;

V₁, м³/с - расход газо-воздушной смеси. V₁ = [pD²/4] W₀.

Для холодной смеси:

(30)

где:

К = D/8V₁

Выброс загрязняющих веществ рассчитывается по каждому источнику загрязнения и каждому веществу, зависит от удельных показателей выделения загрязняющих веществ, продолжительности процессов, при которых происходит выброс. Для каждого производства расчет осуществляется раздельно.

Расчет предельно-допустимых выбросов вредных веществ из источников в атмосферу. Для нагретых выбросов осуществляется по формуле:

при условии, что в устье трубы концентрация ВВ не превышает величины:

Величина ПДВ вредного вещества из источника холодного выброса определяется по формуле:

при условии, что в устье трубы концентрация ВВ не превышает величины:

При наличии в районе размещения источников выбросов в атмосферу фоновой концентрации того или иного вещества в формулу для расчета ПДВ подставляется величина равная ПДК с вычетом значения фоновой концентрации (Приложение 4).

В производственной практике, если вычисленное значение ПДВ выше максимальной приземной концентрации выбрасываемого вредного вещества, то дальнейший расчет от данного источника выбросов не производится.

В тех случаях, когда концентрация ВВ в расчетной точке превышает предельно допустимую для данного вещества (ПДВi), а снижение ПДВ пока не может быть обеспечено по объективным причинам, вводится поэтапное снижение выбросов вредных веществ до ПДВ, на каждом этапе устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ).

Высота одиночного выброса (Н), при которой соблюдается условие См трубы =ПДК:

 

Упражнения:

РАСЧЕТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА. (вариант 1)

 

Упражнение 1. Рассчитать выбросы загрязняющих веществ при сварке металлов.

1. Выброс загрязняющих веществ при ручной электродуговой сварке рассчитывается по формулам:

1.1. Максимально-разовый выброс (Мi):

Мi^СВ = g₁^СВ * В 10^-3 кг/год,

где:

g₁^СВ - удельный показатель выделяемого загрязняющего вещества в г/кг сварочного материала;

В - масса расходуемых за год электродов, кг;

значения g₁^СВ принимаются:

сварочный аэрозоль - 16,34

марганец и его окислы - 1,05

окись хрома - 0,41

окислы азота - 15,0

окислы углерода - 1,90

1.2. максимально разовый выброс (g₁^СВ):

(G₁^СВ) = g₁^СВ * b/3600 t, г/с,

где:

b - максимальное количество электродов, расходуемое в течение рабочего дня, кг;

t - время, затрачиваемое на сварку в течение рабочего дня, час.

 

Упражнение 1. Рассчитать величину максимальных приземных концентраций вредных веществ на существующее положение.

Приложение1.

Исходные данные и расчет задания 1.1. упражнения1

(расчет выполнять последовательно, по всем загрязняющим веществам).

 

№ вар.	Масса электродов, В, кг	Валовый выброс, М1, кг/год
	90,0
	387,6