Розрахунок розсіювання в атмосфері шкідливих речовин, що містяться у викидах підприємств

      

      

      1. ОРГАНІЗОВАНІ ДЖЕРЕЛА ВИКИДУ 

      

1. Розрахунок розсіювання викидів з одиночного джерела

Вихідні данні: 

      Максимальна приземна концентрація шкідливих речовин  для викиду нагрітої газоповітряної суміші з одиночного (крапкового) джерела з круглим отвором за несприятливих метеорологічних умов на відстані Х_м (м) від джерела повинна визначаться за формулою:

                            (1.1)

      А – коефіцієнт, залежний від температурної стратифікації атмосфери і визначаючий умови вертикального і горизонтального розсіювання шкідливих речовин в атмосфері, с^2/3∙ мг∙град^1/3/г;

      М – кількість шкідливої речовини, що викидається в атмосферу, г/c;

      F – безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферному повітрі;

      m і n – безрозмірні коефіцієнти, що враховують умови виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду;

      H – висота джерела над рівнем землі, м; 
 
 
 

      ∆Т – різниця між температурою газоповітряної суміші Т_г, що викидається, і температурою навколишнього атмосферного повітря Т_в, град.;

      V₁ – об'єм газоповітряної суміші, м³/c.

      Об'єм газоповітряної суміші визначається за формулою:

                                             (1.2)

      де D – диаметр гирла джерела викиду, м;

      

           w₀ – середня швидкість виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду, м/с.

      З формули (1.2) знаходимо

                                                        (1.3)

      Коефіцієнт  А повинен прийматися для несприятливих метеорологічних умов, при яких концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі від джерела викиду досягають максимального значення (для України A=200).

      Величини  M і V₁ повинні визначатися розрахунком в технологічній частині проекту або приймається відповідно до діючих для даного виробництва (процесу) нормативів.

      Величину  ∆Т (˚С) слід визначати, приймаючи температуру навколишнього атмосферного повітря Т_в по середній температурі зовнішнього повітря о 13 г. найжаркішого місяця (25,2˚С), а температуру газоповітряної суміші Т_г, що викидається в атмосферу, – по діючих для даного виробництва технологічних нормативах.

      Значення  безрозмірного коефіцієнта F повинно прийматися:

      а) для газоподібних шкідливих речовин (сірчистого газу, сірковуглецю і т.п.) і мілко дисперсних аерозолів (пилу, золи і т.п., швидкість впорядкованого осідання яких практично рівна нулю) – 1;

      б) для пилу і золи (окрім вказаних в п. а), якщо середній експлуатаційний  коефіцієнт очищення дорівнює: не менше 90% – 2; від 75 до 90% – 2,5; менше75%– 3.

      Залежно від параметра f м/(с²∙град), визначається безрозмірний коефіцієнт m, обчислюваного за формулою:

      

                                           (1.4)

      Де                                                                                                    (1.5)

                                                     (1.6)  

      Значення  безрозмірного коефіцієнта n визначається залежно від  параметра v_m, обчислюваного за формулою:

                                                

                                                    (1.7)

      при  v_m≤0,3                    n=3

      

      при  0,3<v_m≤2                                                  (1.8)                          
          при v_m>2                         n=1                                                                      

      Максимальна приземна концентрація шкідливих речовин С_м за несприятливих метеорологічних умов досягається на осі факела викиду (по напрямку середнього вітру за даний період) на відстані Х_м (м) від джерела викиду.

      Величина  Х_м повинна визначатися по формулі:

                                                                                                                 (1.9)

      де  d – безрозмірна величина, яка визначається за формулами (1.10):

      при v_m≤0,5  ; 

      при 0,5<v_m≤2                          ; (1.10)

      при vm>2                                . 

      Коли  безрозмірний коефіцієнт F≥2, величина Х_м визначається за формулою:

        

      Небезпечна  швидкість вітру u_m (м/с) на рівні флюгера (звичайно 10м від рівня землі), при якій має місце найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі С_м, повинна прийматися:

      при  v_m≤0,3                                  u_m=0,5 

      при 0,3<v_m≤2                               u_m=v_m                                                         (1.11) 
          при v_m>2                                      u_m=v_m(1+0,12√f)                                          

      

      Максимальна приземна концентрація шкідливої речовини С_мм (мг/м³) за несприятливих метеорологічних умов і швидкості вітру u (м/с), відрізняються від небезпечної швидкості вітру u_м, повинна визначатися по формулі:

                  С_мм=rС_м (1.12)

      r – безрозмірна величина, яка визначається в залежності від відношення u/u_м за формулами (1.13):

      при u/u_м≤1   

      при u/u_м>1                                                                      (1.13) 
          Відстань від джерела викиду Х_мм (м), на якій при швидкості вітру u і несприятливих метеорологічних умов приземна концентрація досягає максимального значення С_мм (мг/м³), повинна розраховуватися за формулою:

            Х_мм=рХ_м  (1.14)

      де  р – безрозмірна величина, визначаюча в залежності від відношення u/u_м за формулами (1.15):

      при u/u_м≤0,25                                   р=3  

      при 0,25<u/u_м≤1                              (1.15)

      при u/u_м>1                     

      Значення  приземних концентрацій шкідливих  речовин С в повітрі по осі факела викиду на різних відстанях від джерела викиду повинні розраховуватися за формулою:

            C=s₁C_м (1.16)

      s₁ – безрозмірна величина, яка визначається при небезпечній швидкості вітру в залежності від відношення х/х_м по формулам:

      

      при х/х_м≤1                                                           (1.17)

      при 1<х/х_м≤8                                                   (1.18)

      при х/х_м>8                                                     (1.19)

      при х/х_м>8 і F рівному 2; 2,5 або 3, величина s₁ визначається за формулою:

                                            

                             (1.20) 

      1.2. Знаходження гранично допустимого викиду 

      Відповідно  до вимог ДОСТ 17.2.3.02-78 для кожного  промислового підприємства, що проектується або діє, встановлюється гранично допустимий викид шкідливих речовин в атмосферу при умові, що викиди шкідливих речовин від даного джерела у сукупності з іншими джерелами (з урахуванням перспективи їх розвитку) не створять приземну концентрацію, що перевищуює ГДК.

      Гранично допустимий нагрітий викид шкідливої речовини у атмосферне повітря ГДВ (г/с), з одиночного джерела (труби), при якому забезпечується не перевищуюча ГДК концентрація її у приземному шарі повітря, повинен визначатися за формулою:

                                           

                                        (1.21) 
 
 

      

      

      1.3. Визначення границь  санітарно-захисної  зони для підприємств 

      Значне  місце в системі охорони атмосферного повітря займають планувальні заходи, що дозволяють при постійних валових викидах суттєво знизити дію забруднення навколишнього середовища на людину. Особливу увагу слід уділяти вибору площі для промислового підприємства та взаємному розташуванню виробничих будівель і житлових масивів.

      Площадки  для будівництва промислових підприємств і житлових масивів повинні вибиратися з урахуванням аерокліматичних характеристик і рельєфу місцевості. Промисловий об’єкт повинен бути розташований на рівному підвищеному добре провітрюваному місці. Площадка житлового забудовування не повинна бути вище площадки підприємства, інакше перевага високих труб для розсіювання промислових викидів зводиться нанівець.

      Взаємне розташування підприємств і населених  пунктів визначається по середній троянді  вітрів теплого періоду року. Для  даної місцевості промислові об’єкти, що є джерелами виділення шкідливих речовин у навколишнє середовище, розташовуються за границею населених пунктів і з підвітряної сторони від житлових масивів, щоб викиди відносилися в сторону від житлових кварталів.

      Вимоги  «Санітарних норм проектування промислових підприємств СН 245-71» передбачено, що об’єкти, які є джерелами викидів шкідливих і неприємно пахнучих речовин, слід відокремити від житлової забудівлі санітарно-захисними зонами. Розміри цих зон до границі житлових будівель встановлюють у залежності від потужності підприємства, умов здійснення технологічного процесу, характера й кількості виділяємих у навколишнє середовище шкідливих і неприємно пахнучих речовин. У відповідності з класифікацією промислових підприємств у залежності від віділяємих речовин встановлено п’ять санітарно-захисних зон; для підприємств І класа – 1000 м; ІІ класа – 500 м; ІІІ класа – 300 м; ІV класа – 100 м; V класа – 50 м.