Расчет ПДВ и ПДС. Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Луганской Народной Республики Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Луганский

Государственный университет им. В. Даля

Факультет «Естественных наук»

Кафедра «Экология»

Пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине «Экологический мониторинг»

Тема работы: Расчет ПДВ и ПДС. Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Выполнил студент группы ПН-321

Маркова Т.Н.

Руководитель проекта: Черных В.И.

Луганск 2016



ЗАДАНИЕ

по курсовой работе

Тема работы: Расчет ПДВ и ПДС. Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Исходные данные к работе:

2 класс опасности

1. Котельная:

Н = 75 м; D = 2,3 м; Т = 148 ° С; В = 95 мм; ? = 0,7; К = 0,9.

Число часов работы 4850 ч/год.

Топливо - природный газ, расход топлива 2,3 т/ч

2. Электродуговая сварка:

Н = 20; D = 0,7м; V = 8,5 м / с; Т = 23 ° С.

Число часов работы 420 ч / год.

Материал: электроды АНО - 11, расход 0,078 т/ч

3. Площадка с золой, закрыта с 1 стороны: Размеры S = 25х35м

4. Погрузка угля в вагоны:

Н=3,5м. Количество перегружаемого угля 30000 т/год

5. Сброс сточных вод предприятием предполагается в черте населенного пункта в реку, которая используется для нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Анализ сточных вод предприятия дает расход сточных вод qст = 0,23м3/сек;

1. Содержание взвешенных веществ - 63 мг/л.

2. Минеральный состав по сухому остатку - 340 мг/л.

В том числе: хлоридов - 228 мг/л.

сульфатов - 102 мг/л.

3. Биохимическое потребление кислорода (БПКполн) - 81 мг/л.

4. Свинец - 1,95 мг/л.

5. Бензол - 1,51 мг/л.

6. Нитрохлорбензол - 0,29 мг/л.

Содержание взвешенных веществ в реке - 67 мг/л.

Выполнил студент группы ПН-321 Маркова Т.Н.

Руководитель проекта: Черных В.И.

Луганск 2016.



Реферат

Объектом исследования являются источники выбросов и сбросов загрязняющих веществ промышленных предприятий. Цель работы - расчет параметров источников загрязняющих веществ, разработка проекта ПДВ и ПДС. Во время работы над курсовой работой были определены количественные и качественные характеристики выбросов загрязняющих веществ, выбранная газоочистная установка, были определены параметры источников выбросов загрязняющих веществ. Были проведены расчеты экономического убытка от негативного воздействия выбросов, ПДВ и ПДС. А также была построена ситуационная карта - схема предприятия, на которой нанесена санитарно - защитная зона.

ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ, ПДВ, ПДС, САНИТАРНО - ЗАЩИТНАЯ ЗОНА, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УЩЕРБ ОТ НЕГАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ.



ВВЕДЕНИЕ

Промышленное производство и другие виды хозяйственной деятельности людей сопровождаются выделением в воздух помещений и в атмосферу различных загрязняющих воздушную среду.

С целью ограничения влияния на атмосферный воздух предприятий и других объектов для каждого стационарного источника выбросов или вредного воздействия должны устанавливаться нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в воздушный бассейн.

Установлены также предельные технологические нормативы образования загрязняющих веществ, которые выделяются в атмосферу при эксплуатации технологического оборудования, отдельных сооружений и объектов в зависимости от времени их ввода в эксплуатацию, наличия новых научно-технических разработок и экономической целесообразности. Определен порядок разработки и утверждения этих нормативов.

Предприятия и другие объекты, влияющие на атмосферный воздух, могут осуществлять свою деятельность только на основании разрешений, в которых указываются допустимые объемы выбросов загрязняющих веществ (г/с или т/год) для каждого стационарного источника. Соблюдение установленных нормативов обеспечивается наличием и эффективной эксплуатацией воздушно-охранного оборудования. На предприятиях должны быть предусмотрены меры по предотвращению чрезвычайных экологических ситуаций при авариях и неблагоприятных метеорологических условиях (длительный штиль, туман).

Предполагается рациональное планирование и застройка жилых кварталов с соблюдением необходимого удаления их от транспортных магистралей, устройство объездных дорог для грузового транзитного транспорта.

Проектирование и ввод в эксплуатацию новых производств или предприятий реконструируемых усовершенствование существующих или внедрение новых технологических процессов и оборудования может производиться только при обязательном соблюдении норм экологической безопасности, учета суммарного воздействия выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от всех действующих и запланированных о ' объектов. При этом учитывается накопления загрязнений в атмосфере, трансграничный перенос загрязняющих веществ и природно-климатические особенности местности.

К одному из основных правонарушений в области охраны атмосферного воздуха в городской среде относят превышение лимитов выбросов загрязняющих веществ и нормативов ПДВ.

В результате наблюдений за загрязнением воздушного бассейна контролируется соблюдение нормативов ПДВ промышленными предприятиями, а также соответствие состава атмосферного воздуха на внешней границе санитарно-защитных зон и в жилых кварталах нормативам ПДК.

Данная курсовая работа посвящена изучению структуры и содержания проектов нормативов ПДВ, ПДС, программ и алгоритмов расчета рассеяния на ЭВМ, основных видов и задач глобального и регионального мониторинга; проведению инвентаризации источников образования и выделения выбросов загрязняющих веществ. В ходе выполнения курсовой работы проводится анализ результатов промышленного мониторинга и разрабатывается проект нормативов ПДВ и ПДС.



1. Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ на предприятии

загрязнение атмосфера нормирование газоочистной

Инвентаризация выбросов представляет собой систематизацию информации о расположении источника загрязнения атмосферы на территории, видах и количества загрязняющих веществ которая выбрасывается в воздух.

Инвентаризация проводится на основании расчетно-нормативных документов РНД 211.2.3.014-95 инструкция о содержании и порядке составления отчета о проведении инвентаризации выбросов загрязняющих веществ на предприятии.

Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ включает в себя:

- Характеристику технологии, газоочистных установок с точки зрения образования и отвода загрязняющих веществ;

- Определение параметров источников выбросов;

- Характеристику неорганизованных источников выбросов.

Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ может проводиться как в полном объеме, так и выборочно по определению параметров отдельных источников образования или выбросов, качественных и количественных характеристик выбросов отдельных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при эксплуатации технологического оборудования. Объем инвентаризации выбросов определяется в зависимости от поставленной цели в соответствии с требованиями законодательных актов и нормативных документов по данному вопросу.

Материалы инвентаризации выбросов загрязняющих веществ используются для:

- Разработки нормативов образования загрязняющих веществ, которые отводятся в атмосферный воздух при эксплуатации технологического и другого оборудования, сооружений и объектов;

- Разработки нормативов предельно допустимых выбросов;

- Регулирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;

- Осуществление государственного учета в области охраны атмосферного воздуха;

- Разработки краткосрочных и долгосрочных планов мероприятий предприятий;

- Разработки экологических программ по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

При инвентаризации выбросов загрязняющих веществ использует материалы:

- Прямых методов измерений, которые основываются на проведении непосредственных инструментальных измерений;

- Расчетных методов;

- Материалы технологических регламентов и проектных показателей.

1.1 Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы

Данное предприятие находится в западной части города. С востока от предприятия находится большое количество многоэтажных жилых домов. С запада на юг неподалеку от предприятия протекает река, за которой расположен лес.

На территории предприятия находятся 4 источника выбросов загрязняющих веществ в атмосферу:

1. Котельная - является организованным источником выбросов загрязняющих веществ, в состав которых входят оксиды углерода (СО) и оксиды азота (в пересчете на NO2). В качестве топлива на данном производстве применяется природный газ.

2. Электродуговая сварка - является организованным источником выбросов загрязняющих веществ, в состав которых входят значительно количество аэрозолей и оксидов марганца. Применяют электродуговую сварку электродами АНО-11.

3. Площадка с золой - есть неорганизованным источником выбросов загрязняющих веществ. Так как состав сформирован, то загрязнение окружающей среды происходит в результате сдувания твердых частиц с поверхности состава.

4. Погрузка угля в вагоны - является неорганизованным источником выбросов загрязняющих веществ, в частности пыли. Количество перегружаемого угля 30000 т/год.

В приложении 1 представлена карта-схема предприятия.

1.2 Характеристика процесса образования загрязняющих веществ

Источник №1. Котельная.

Котельная представляет собой установку, которая состоит из котла и вспомогательного оборудования (тяго-дутьевые машины, механизмы и устройства управления, дымовая труба и т.д.), для получения водяного пара или горячей воды за счет теплоты сжигаемого. В качестве топлива на данном производстве применяется природный газ (расход топлива - 1,5 т / ч). Природный газ - самый экологический вид топлива на сегодняшний день, при сжигании которого в продуктах сгорания содержатся оксиды азота и углерода. На механизм их образования одинаково влияют условия сжигания. Выбросы проходят через трубу.

Оксиды азота NОх (NО вместе с NО2 рассматриваются как оксиды азота NОх) при сжигании газа, в основном, образуются путем окисления азота воздуха, участвует в сжигании. В природном газе отсутствует органично связан азот. Образование оксидов азота происходит в зонах высоких температур как после завершения основных реакций горения, так и в процессе горения. Максимальная концентрация NOх возникает на конечных стадиях, соответствующих выгорания газа и интенсивному горению промежуточных продуктов в виде водорода и оксида углерода. Начало цепной реакции связано с атомарным кислородом, которые возникают в зонах высоких температур за счет диссоциации молекулярного кислорода:

О2 -› 2О - 490 кДж / моль

О + N2 -› NO + N - 300 кДж / моль

N + О2 -› 2NO + 145 кДж / моль

Балансовая реакция:

N2 + О2 -› 2NO - 177 кДж / моль

Наиболее интенсивно реакция протекает после выхода оксида азота в атмосферу.

Оксид углерода (СО) образуется при сжигании топлива в условиях недостатка воздуха для полного образования СО2, поэтому содержится в дымовых газах котельных.

2C + O2 > 2CO - 220 кДж / моль

При уменьшении мощности установки сжигания концентрация CO в дымовых газах растет.

Источник №2. Электродуговая сварка

На предприятии осуществляются сварочные работы. При этом применяют электродуговую сварку электродами АНО-11. В процессе этой операции в атмосферу выделяется значительно количество аэрозолей, оксидов марганца. Источники выделения вредных веществ - сварочная дуга - имеет незначительные размеры, но непосредственно у источника концентрации вредных веществ очень высоки.

Сварочный аэрозоль состоит преимущественно из оксидов свариваемых металлов или компонентов сплавов. Образующийся аэрозоль характеризуется мелкой дисперсностью.

Источник №3. Площадка с золой.

Площадка с золой закрытая с одной стороны и имеет размеры 25х35м. Площадка с золой классифицирована как неорганизованное источник выброса в атмосферу. Так как состав сформирован, то загрязнение окружающей среды происходит в результате сдувания твердых частиц с поверхности состава.

Источник № 4. Погрузка угля в вагоны.

На предприятии осуществляется погрузка угля в вагоны. Количество перегружаемого угля 30000 т/г. Погрузка угля это неорганизованный источник, т.к. на предприятии находится погрузочно-разгрузочные механизмы.

Характеристика источников образования загрязняющих веществ приводится в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Характеристика источников образования загрязняющих веществ

Наименование производства	№ источника выброса	Номер вент. установки	Источник образования загрязняющего вещества
			Наименование	Количество
1	2	3	4	5
1. Котельная	1	1	Котельная	1
2. Электродуговая сварка	2	2	Сварочная дуга	1
3.Площадка с золой	3	3	Открытый склад золы	1
4. Погрузка угля в вагоны	4	4	Погрузка	1
Этапы технологического процесса	Нагрузка технологического оборудования, %	Объемный расход газа, м3/с	Температура, °С	Загрязняющее вещество
				Код	Наименование
6	7	8	9	10	11
-	100%	8,5	155	194	Зола
-	100%	8,5	155	330	SO2
-	100%	8,5	155	337	CO
-	100%	8,5	155	301	NO2
-	100%	0,8038	20		Сварочный аэрозоль
-	100%	0,8038	20	141	MnO
-	100%				Зола
	100%				Пыль
Концентрация загрязняющих веществ, г/м3	Методики определения показателей
Фактическая	проектное значение	по тех. регламенту
максимальная	минимальная
12	13	14	15	16
		5,5	-	-
		1,2	-	-
		0,56	-	-
		0,06	-	-
		0,007	-	-
		0,045	-	-
		0,005	-	-
		1,5	-	-

1.3 Характеристика источников выбросов загрязняющих веществ

Предприятие имеет одну промплощадку на которой расположены 4 источника выброса загрязняющих веществ. Из них 2 источника классифицированы как организованные, и 2 как неорганизованные источники выбросов.

Котел - является организованным источником выбросов загрязняющих веществ. Расположен в северо-западной части промплощадки. Котел представляет собой установку для получения водяного пара или горячей воды за счет теплоты сжигания топлива. При сжигании топлива (природный газ) в продуктах сгорания содержатся оксиды азота и углерода. Выбросы проходят через трубу.

Электродуговая сварка - есть организованным источником выбросов. Размещена на южной части площадки. В процессе этой операции в атмосферу выделяется значительно количество аэрозолей, оксидов марганца. Источники выделения вредных веществ - сварочная дуга - имеет незначительные размеры, но непосредственно у источника концентрации вредных веществ очень высоки.

Площадка с золой - классифицирована как неорганизованное источник выброса в атмосферу размером 25х35м. Расположена с северо-восточной стороны промлощадки. Так как состав сформирован, то загрязнение окружающей среды происходит в результате сдувания твердых частиц с поверхности состава.

Погрузка угля в вагоны - является неорганизованным источником выбросов. Расположена с юго-восточной стороны промплощадки. Загрязнение окружающей среды происходит при погрузке угля в вагоны с выделением пыли.Характеристики источников выбросов загрязняющих веществ приводятся в табл.1.2.

Таблица 1.2. Характеристика источников выбросов загрязняющих веществ

Номер источника выбросов	Наименование источника выбросов	Высота источника, м	Диаметр источника, м	Координаты источника выбросов
				Точечного (начала линейного, центра площадного), м	Конца линейного, длина и ширина площадного, м
				Х1	Y1	Х2	Y2
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Котельная	75	2,3	1500	750
2.	Электродуговая сварка	20	0,7	1500	1750
3.	Площадка с золой	-	-	1000	1000
4.	Погрузка угля	3,5		750	1875
Угол между осью ОХ и продольной осью площадного источника, °	Параметри газовоздушной смеси	Загрязняющее вещество
	объемный расход, м3/с	скорость,м/с	температура, °С	код	наименование
9	10	11	12	13	14
90	55,5	25,5	135	194	Зола
90	55,5	25,5	135	330	SO2
90	55,5	25,5	135	337	CO
90	55,5	25,5	135	301	NO2
90	0,8038	6,4	20		Сварочный аэрозоль
90	0,8038	6,4	20	143	MnO
90					Зола
90					Пыль
Данные для определения величины выброса	мощность выброса	методики определения показателей
фактические, г/с	проектные	расчетные	г/с	т/год
	г/с	т/год	г/с	т/год
15	16	17	18	19	20	21	22
-	-	-	-	-	3,6	85	-
					8,3	104
-	-	-	-	-	0,9	22	-
					0,003	0,02
					0,008	0,06
-	-	-	-	-	0,0008	0,026	-
-	-	-	-	-	0,005	0,8	-
					0,005	0,3

1.4 Проведение расчетов масс загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах предприятия, в атмосферный воздух

Расчеты масс загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах предприятия проводятся только по программам, которые согласованы с Министерством природы ЛНР.

1.4.1 Расчет масс загрязняющих веществ для котельной

В качестве топлива на данном производстве применяется природный газ, при сжигании которого в продуктах сгорания содержатся оксиды азота и углерода.

1) Определим выбросы оксида углерода,

т/год (1.1)

где - выход оксида углерода при сжигании топлива, кг/т;

- затраты тепла вследствие механической неполноты горения топлива, % (равен 0). ,

кг/т (1.2)

где - затраты тепла из-за химической неполноты горения топлива, % (равен 0,5);

- коэффициент, которые учитывает долю потери тепла вследствие химической неполноты горения топлива, обусловленной наличии в продуктах горения оксида углерода. Для газов = 0,5.

- низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (для природного газа = 35).

кг/т

т/год

Определим выброс CO за 1с:



г/с (1.3)

г/с

2) Определим выброс NO2:

т/год (1.4)

где - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующих на 1 ГДж тепла (кг/ГДж);

- коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений (равна 0,7).

Значение определяется по графикам (рис. 1.1) для различных видов топлива в зависимости от номинальной нагрузки котлоагрегатов.

т/год

Определим выброс NO2 за 1с:

г/с



Рис. 1.1. Зависимость от: а) тепловой мощности Q, Q1; б) паропроизводительности D котлоагрегата; 1 - природный газ, мазут; 2 - антрацит; 3 - бурый уголь; 4 - каменный уголь

1.4.2 Расчет выбросов загрязняющих веществ при электродуговой сварке

Определяем массу веществ, выделившихся при электродуговой сварке, массу веществ в виде сварочного аэрозоля:

г/с

где q=22,4 (по табл.)

B - расход (согласно исходным данным составляет 0,078 т/ч)

г/с

Массу вещества MnO:

где q=0,87 (по табл.)

г/с

1.4.3 Расчет масс загрязняющих веществ площадки с золой

Открытые склады загрязняют окружающую среду при сдувании с поверхности состава твердых частиц, общий объем выбросов для них можно определить следующей формулой:

, т/год

где Мпер - выбросы при переработке (ссыпания, перевалка, перемещения) материала;

Мзбер - выбросы при статическом хранении материала.

, т/год

Выбросы при переработке материала определяются по формуле:

, т/год

, т/год

Выбросы при статическом хранении материала определяются по формуле:

, т/год

, т/год

где - весовая доля пылевой фракции в материале;

- доля пыли (от всей массы пыли), переходящая в аэрозоль;

- коэффициент, учитывающий местные метеоусловия;

- коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности узла от внешних воздействий, условия пылеобразования;

- коэффициент, учитывающий влажность материала;

- коэффициент, учитывающий профиль поверхности складированного материала и обусловлен как соотношение. Значение колеблется в пределах 1,3 ... 1, в зависимости от крупности материала и степени заполнения;

- коэффициент, учитывающий крупность материала;

- фактическая поверхность материала с учетом рельефа его сечения (учитывать только площадь, на которой производятся погрузочно-разгрузочные работы);

F - поверхность пыления в плане, м2;

- отнесение пыли с одного квадратного метра фактической поверхности в условиях, когда;

G - суммарное количество перерабатываемого, т/год;

Н'- коэффициент, учитывающий высоту пересыпки.

Склады рассматриваются как равномерно распределенные источники пылевыделения.

Проверка фактического дисперсной соединения пыли и уточнение значения производится отбором проб запыленного воздуха на границах объекта пылит при скорости ветра 2 м/с, действует в направлении точки отбора пробы.

1.4.4 Расчет масс загрязняющих веществ участка погрузки угля в вагоны

Интенсивными неорганизованными источниками пылеобразования есть места пересыпки горной массы, нагрузки в открытые вагоны, полувагоны, бункеры, автосамосвалы, перемещение бульдозером и другие.

Количество твердых частиц, выделяемых при проведении всех видов погрузочно-разгрузочных работ, определяется по формуле:

т/год

т/год

где Ко - коэффициент, учитывающий влажность угля 0,1;

К1 - коэффициент, учитывающий скорость ветра 1,2;

К4 - коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности узла от внешних воздействий 0,2;

К5 - коэффициент, учитывающий высоту пересыпки материала 0,9;

- удельное выделение твердых частиц с тонны угля отгружаемой (перегружается), г/т (принимается равным 3,0 г/т);

П - количество угля отгружаемой (перегружается) т/год.

- эффективность применяемых средств пылеподавления (определяется экспериментально или принимается по справочным данным), долл. ед. 0,8.

Для расчета нормативов ПДВ количество твердых частиц, выделяемых при погрузочно-разгрузочных работах, определяется по формуле:

г/с

г/с

где П - максимальное количество угля отгружаемой (перегружается), т/год.

Количество твердых частиц, сдуваемых при транспортировке горной массы открытым ленточным конвейером, определяется по формуле:

т/год

т/год

где Wк - удельное сдувания твердых частиц из ленточного конвейера (принимается равным 3 ? 10-5 кг/м2 ? с);

В - ширина конвейерной ленты, м;

L - длина конвейера, м;

- коэффициент измельчения горной массы (принимается равным 0,1);

Т - годовое количество рабочих часов, ч/год.

При подстановке в формулу (5.16) значений Wк и получим формулу:

т/год

Для расчета нормативов ПДВ количество твердых частиц, здуваемих при транспортировке горной массы открытым ленточным конвейером, определяется по формуле:

г/с

г/с

1.5 Характеристика газоочистных установок

Для очистки воздуха на предприятии берем организованных участок выбросов в атмосферный воздух - котельную.

На участке происходит выброс оксидов азота (NOx) и углерода (CO), а также твердых частиц (зола),. Для уменьшения этих выбросов мы рекомендуем установить аппарат сухой очистки воздуха - электрофильтр и промышленный вентилятор.

Принцип действия работы электрофильтра основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего электрического разряда. Затем, при столкновении происходит передача заряда от ионов газа к частицам пыли, а уже заряженные пылевые частицы оседают на электродах аппарата.

Применение электрофильтра дает возможность получить более высокую эффективность очистки газов от мелкодисперсных частиц. Электрофильтры способны обеспечить очистку газов от частиц с размером 1 микрометр и менее как наиболее опасных для биологической среды. Пыли таких размеров долго находятся во взвешенном состоянии и находятся, как правило, в зоне расположения органов дыхания человека. Применение электрофильтра в значительной мере дает возможность снизить концентрацию пыли в приземном слое атмосферы. Не смотря на то, что применение электрофильтра обходится дорого, однако в социальном плане дает значительный эффект его применения. Электрическая очистка может обеспечить, при нормальных условиях эксплуатации, эффективность достигающую 99,9% и выше.

Вентиляторы промышленного назначения являются достаточно сложными техническими устройствами, способными преобразовать кинетическую энергию, вырабатываемую вращающимся колесом, в потенциальную энергию, транспортируемого объема воздушного потока. Для таких вентиляторов характерна высокая мощность электрического двигателя, а также низкое аэродинамическое сопротивление. Активное развитие производства предъявляет довольно завышенные требования к функциональности и качественному исполнению вентиляторов. Поэтому для наиболее эффективного и успешного их использования в производственной сфере они должны обладать рядом определенных качеств: долговечность; надежность при эксплуатации; высокий уровень производительности. Учитывая, что, вытяжные вентиляторы дымоудаления используются в качестве некого дополнительного элемента климатической системы, к ним предъявляются повышенные нормы ещё на этапах проектирования вентиляции. При этом обязательным условием выступает месторасположение и расчет мощности устанавливаемых устройств.

Характеристика газоочистного оборудования приведена в таблице 1.3

Таблица 1.3 Характеристика газоочистных установок

Номер источника выбросов	Номер вент. системы	Номер ступени ГОУ	Газоочистная установка (ГОУ)	Межремонтный период эксплуатации
			Код	Наименование	Плановый, лет	Дата последнего ремонта
1	2	3	4	5	6	7
1	1	1	-	Электрофильтр	-	-
2	2	2	-	Вентилятор	-	-
Газ на входе	Газ на выходе	Загрязняющее вещества, по которым проводится очистка
Объемный расход, м3/с	Температура оС	Объемный расход, м3/с	Температура оС	Код	Наименование
8	9	10	11	12	13
-	-	8,5	155	194	т.ч(зола)
				337	CO
				301	NO2
		0,8038	20		Сварочный аэрозоль
				141	MnO
Номер ступени очистки	Концентрация вещества на входе в ГОУ, мг/м3	Эффективность очистки, %	Концентрация вещества на выходе из ГОУ, г/м3	Приборы контроля, которыми оборудована ГОУ
14	15	16	17	18
1		99,9%	0,0005
			0,006
			0,48
1		55-60	0,005
			0,015



2. Разработка проекта нормативов ПДВ загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников

В соответствии со ст. 10 Закона ЛНР «Об охране атмосферного воздуха» предприятиями, учреждениями и организациями разрабатываются проекты нормативов предельно допустимых выбросов (далее - ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников.

Данный проект разрабатывается в соответствии с инструкцией по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников, определяет необходимый объем и форму представления проекта нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников.

Проект нормативов ПДВ является основным документом, в составе которого утверждаются нормативы ПДВ и мероприятия по их достижению. Нормативы ПДВ устанавливаются на 5 лет.

Если предприятие расположено на двух или более промышленных площадках, то проект нормативов ПДВ разрабатывается предприятием по каждой промышленной площадке отдельно. Расчет концентраций в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах предприятий, выполняются отдельно для каждого из них. Проект нормативов ПДВ состоит из двух самостоятельных частей. Первая часть содержит пояснительную записку и табличный материал. Вторая - расчеты концентраций в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах предприятий, выполненные на ЭВМ.

Основными исходными материалами при разработке проекта нормативов ПДВ есть материалы инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.



2.1 Общие сведения о предприятии

Предприятие имеет одну промышленную площадку расположенную в западной части города Луганск.

С восточной стороны от предприятия находится жилой комплекс, с северо-восточной расположены склады, с юго-восточной - гаражный кооператив, с запада и юга - луг с небольшой речкой, а с юга на север - железная дорога.

С северо-западной, северо-восточной и восточной стороны к предприятию пролегают транспортные магистрали.

На территории промплощадки расположены 4 источника выброса загрязняющих веществ котельная, электродуговая сварка, площадка с золой, участок погрузки угля в вагоны. Из них 2 источника классифицированы как организованы, и 2 как неорганизованные источники выбросов.

Сбор сточных вод предприятия находится в пределах населенного пункта в реку, которая используется для нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Ситуационная карта-схема должна характеризовать ситуацию зоны влияния предприятия в радиусе не менее 55 высот труб наиболее высокой трубы, но не менее 2 км. Именно размер прямоугольника определяется согласно п. 2.19 ОНД-86, расчетный прямоугольник составляет 4125м. (b=55?H, b=55?75=4125 м) с шагом сетки в зависимости от класса опасности предприятия равный 500 м.

Размер нормативной СЗЗ до границы жилой застройки следует устанавливать:

- Для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками загрязнения атмосферного воздуха - непосредственно от источника загрязнения (трубы, шахты, аэрационные фонари домов, места погрузки - разгрузки сырья);

- Для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками шума, вибрации, электромагнитных волн, радиочастот - от зданий, сооружений и площадок, где установлено это оборудование;

- Для электростанций, котельных - от дымовых труб.

Предприятие относится ко второму классу опасности и соответственно имеет размер санитарно - защитной зоны 500 м.

Уточнение границ санитарно-защитной зоны

Размеры СЗЗ уточняются при расчетах рассеивания пылегазовых выбросов и могут оказаться больше или меньше нормативных. Если расчетный размер СЗЗ больше нормативного, то принимаются меры для снижения объема пылегазовых выбросов или размер СЗЗ устанавливается в соответствии с расчетным.

При нахождении промышленного предприятия внутри жилой застройки и невозможности обеспечить соблюдение размеров СЗЗ в соответствии с нормативами необходимо обеспечить степень очистки пылегазовых выбросов до уровня ПДК на границе предприятия. Сначала на карте схеме наносится нормативная зона, определяемая путем приложения к границам предприятия размера санитарно-защитной зоны.

Строим расчета СЗЗ по комплексному расчету рассеивания с учетом розы ветров:

, м

где - среднегодовая повторяемость направления ветра определенного румба, %;

- повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. При висьмирумбовий розе ветров:

%.



Таблица 2.1

	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Р,%	10	9	12	14	11	15	13	8

LС= 500?10/12,5= 400м

LСВ=500?9/12,5= 360м

LВ=500?12/12,5= 480м

LЮВ=500?14/12,5= 560м

LЮ=500?11/12,5= 440м

LЮЗ=500?15/12,5= 600м

LЗ=500?13/12,5= 520м

LСЗ=500?8/12,5= 320м

2.2 Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферного воздуха

Предприятие имеет одну промплощадку на которой расположены 4 источника выброса загрязняющих веществ. Из них 2 источника классифицированы как организованы, и 2 как неорганизованные источники выбросов.

Котел - является организованным источником выбросов загрязняющих веществ. Расположен в середине промплощадки. Котел представляет собой установку для получения водяного пара или горячей воды за счет теплоты топлива сжигании. При сжигании топлива (природный газ) в продуктах сгорания содержатся оксиды азота и углерода. Выбросы проходят через трубу.

Электродуговая сварка - есть организованным источником выбросов. Размещена на западной части о площадки. Размещена на южной части площадки. В процессе этой операции в атмосферу выделяется значительно количество аэрозолей, оксидов марганца. Источники выделения вредных веществ - сварочная дуга - имеет незначительные размеры, но непосредственно у источника концентрации вредных веществ очень высоки.

Площадка с золой - классифицирована как неорганизованное источник выброса в атмосферу размером 25х35м. Расположена с северо-восточной стороны промлощадки. Так как состав сформирован, то загрязнение окружающей среды происходит в результате сдувания твердых частиц с поверхности состава.

Погрузка угля в вагоны - является неорганизованным источником выбросов. Расположена с юго-восточной стороны промплощадки. Загрязнение окружающей среды происходит при погрузке угля в вагоны с выделением пыли.

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух на предприятии, приводится в табл. 2.2.

Таблица 2.2 Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух / базовый год /

№	Наименование веществ	ПДК м.р. ОБУВ,мг/м3	Класс опасности	Мощность выброса загрязняющих веществ, т/год
1	Зола	0,15	3	18465,3
3	CO	0,5	2	1,8
4	NO2	0,04	3	0,08
5	Сварочный аэрозоль	0,15	3	3440,026
6	MnO	30	2	4775

Параметры источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух для расчета ПДВ приводятся в соответствии с табл. 2.3



Таблица 2.3 Параметры источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Номер источника выброса	Наименование источника выброса	Количество часов работы оборудования	Параметры источника выброса	Координаты источника на карте-схеме
			высота, м	диаметр, м	точечного или начало линейного; центра симметрии площадного	другого конца линейного, ширина и длина площадного
		с	п	с	п	с	п	х1, м	y1, м	х2, м	y2, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Котел		4850		75		2,3	1100	950
2	Электродуговая сварка		420		20		0,7	750	1100
3	Площадка с золой							1000	1350
4	Погрузла угля в вагоны				3,5			600	1450

Характеристика газоочистного оборудования для котельной, его техническое состояние и средняя эксплуатационная эффективность работы, параметры пылегазовоздушной смеси и другая информация приводится в соответствии с табл. 2.4.

Таблица 2.4 Характеристика газоочистных установок

№ источника выброса на карте-схеме	Класс + код ГОУ	Наименование ГОУ	Загрязняющие вещества, по которым производится очистка	Концентрация на входе в ГОУ, мг/м3 /максимальная	Эффективность работы ГОУ, %	Концентрация на выходе из ГОУ, мг/м3, /максимальная/
			код	найменування
1	2	3	4	5	6	7	8
1		циклон	194	Зола		75-78	0,3
			337	CO			4
			304	NO2			4
2		вентилятор		Сварочный аэрозоль		55-60	260
			141	MnO			5



3. Проведение расчетов ПДВ загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах предприятия

Расчета ПДВ проводится для всех стационарных источников по каждой загрязняющих веществ.

3.1 Расчет ПДВ для котельной

I. Определение максимально приземных концентраций загрязняющих веществ:

1. Определим объем газов, выбрасываемых в атмосферу 1с:

V = , м3 / с (3.1)

где D - диаметр устья источника выброса, м;

? - средняя скорость выхода газов из устья источника выброса, м/с, рассчитывается по формуле (3.2). ,

м/с (3.2)

где Рд- динамическое давление газа в газоходе, Па, рассчитывается по формуле (3.3)

?г - плотность газа при рабочих условиях, кг/м3, рассчитывается по формуле (3.4)

Рд = B ? ? ? K ? K ', Па (3.3)

где В - показания манометра, мм;

?- коэффициент микрометра, который зависит от угла наклона измерительной трубки;

К - коэффициент микрометрической трубки;

К'- поправочный коэффициент на плотность спирта в микроманометре

Рд = 95 ? 0,7 ? 0,9 ? 1 = 59,85 Па

?г = 0,359 ? кг/м3 (3.4)

где ?0 - плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;

Рб - барометрическое давление, мм, Рб = 760мм.рт.ст; ?Р - рождении газа в газоходе, мм, ?Р = -20мм.рт.ст.

Тг - температура газов выбрасываемых 0С.

?г = 0,359 ? кг/м3

м/с

V1 = м3/с

2. Определим концентрацию загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу 1с:

г/м3 (3.5)

г/м3

г/м3

3. Определим разницу температур газов выбрасываются и окружающей атмосферного воздуха:



?Т = Тг - Т0,0С (3.6)

где Т0 - средняя температура наружного воздуха

? Т = 148 - (- 7) = 155 0С,

4. Вычислим специальный параметр f:

? = , м/(0С с2) (3.7)

где Н - высота источника выброса над уровнем земли, м.

? = = 3,83 м / (0С с2),

5. Если разница температур ?Т близка к нулю (или отрицательная), а также если f ? 100, то выбросы считаются холодными в противном случае - нагретыми. В данном случае происходит нагретый выброс.

6. Вычислим параметр ? М, по формуле:

? М = (3.8)

? М = = 4,48

7. В зависимости от величины параметра согласно алгоритму определения коэффициента n, мы видим n = 1.

8. Для нагретых выбросов определим коэффициент m и максимальную приземном концентрацию вредного вещества СМ:

= мг/м3 (3.9)

= (3.10)

где А - размерный коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания примесей в воздухе и изменяется от 120 до 240; для ЛНР А = 200

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.

мг/м3

мг/м3

9. Определим с расчетной формулы безразмерный параметр d. Так как ? М> 2, значит d рассчитываем по формуле (3.11)

(3.11)

10. Определим расстояние от источника выброса до точки выброса с максимальной концентрацией вредных веществ в приземном слое.

м (3.12)

м.

II. Определение предельно допустимых выбросов вредных веществ.

11. Вычислим значение ПДВ из следующей формулы:

, г/с (3.13)

г/с

г/с

12. Вычислим максимальные концентрации вредных веществ в выбросах в устье источника:

, г/м3 (3.14)

г/м3

г/м3

3.2 Расчет ПДВ для электродуговой сварки

I. Определение максимально приземных концентраций загрязняющих веществ:

1. Определим объем газов, выбрасываемых в атмосферу за 1с (по формуле (3.1)):

V1 = м3/с

2. Определим концентрацию загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу 1с (по формуле (3.5)):

г/м3

г/м3

3. Определим разницу температур газов выбрасываются и окружающей атмосферного воздуха, рассчитывается по формуле (3.6):

? Т = 23 - (+ 16) = 7 0С,

4. Вычислим специальный параметр f определим по формуле (3.7):

? = м/(0С с2),

5. Если разница температур ?Т близка к нулю (или отрицательная), а также если f ? 100, то выбросы считаются холодными в противном случае - нагретыми.

В данном случае происходит нагретый выброс.

6. Вычислим параметр ? М, по формуле (3.8):

? М =

7. В зависимости от величины параметра согласно алгоритму определения коэффициента n, мы видим n = 1.

8. Для нагретых выбросов определим коэффициент m (по формуле (3.9)) и максимальную приземном концентрацию вредного вещества СМ по формуле (3.10):

мг/м3

мг/м3

9. Определим с расчетной формулы безразмерный параметр d. Так 0,5<vм2, значит d рассчитываем по формуле:

(3.16)

10. Определим расстояние от источника выброса до точки выброса с максимальной концентрацией вредных веществ в приземном слое по формуле (3.12):

м

II. Определение предельно допустимых выбросов вредных веществ.

11. Вычислим значение ПДВ по формуле (3.13):

г/с

г/с

12. Вычислим максимальные концентрации вредных веществ в выбросах в устье источника по формуле (3.14):

г/м3

г/м3



4. Экономический ущерб от негативного воздействия выбросов

Определяется в соответствии с инструкцией о порядке начисления и уплаты сбора за загрязнение окружающей природной среды.

, руб/год (4.1)

где - удельный ущерб от выброса в атмосферу, условные тонны загрязняющих веществ, ; руб./усл.т;

- безразмерный коэффициент, учитывающий опасность загрязнения над территорией различных типов, ;

- коэффициент индексации,

- приведенная масса годового выброса примесей i-го вида (рассчитывается по формуле (4.2))

, усл.т/год (4.2)

где - показатель относительной опасности загрязнителя i-го вида, усл.т/т. (для веществ выбрасываемого данным предприятием берем для CO = 1, NO2 = 41,1, аэрозоль = 2, MnO = 1,3);

- фактическая масса выброса, т/год.

4.1 Расчет экономический ущерб от негативного воздействия выбросов для котельной

, усл.т/год

, усл.т/год

руб/год

4.2 Расчет экономический ущерб от негативного воздействия выбросов электродуговой сварки

, усл.т/год

, усл.т/год

руб/год

Уо = 5522,7+114,6=5637,3 руб/год



5. Разработка проекта нормативов ПДС

Нормирование сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду производится в соответствии со ст.33 Закона ЛНР "Об охране окружающей природной среды" путем установления предельно допустимых сбросов (ПДС) вредных (загрязняющих) веществ.

Величины предельно допустимых сбросов веществ принимаются в граммах в час (г/ч). Этим предполагается обеспечить запрет неравномерного (залпового) сброса веществ со сточными водами. Величины ПДС перечисленные в тоннах в год (т/год), являются оценочными и не должны рассматриваться как нормативы сброса веществ.

Перечень показателей состава и свойств сточных вод для установления величин ПДС веществ должен включать только те показатели и вещества, присутствие которых в сточных водах связанные с производственной деятельностью водопользователя и его технологическим регламентом (добыча, использование, транспортировку и т.д.), при этом сброс других веществ запрещается.

Установлены ПДС и соответствующие им допустимые концентрации веществ в сточных водах; действующие на период, согласованный органами Министерства природы ЛНР, является основой для планирования водоохранных мероприятий. Предприятия-водопользователи, сбрасывающие сточные воды с превышением установленных ПДС веществ, обязаны в установленный срок, обеспечить выполнение планов мероприятий по поэтапному достижению ПДС.

При наличии у предприятия конкретных технических мероприятий, позволяющих поэтапное достижение ПДС, на период их реализации соответствующим нормативным срокам продолжительности строительства и ввода в эксплуатацию сооружений, предприятия осуществляют сброс сточных вод на основании временно согласование сбросов (ВСС), выдаваемых им органами Министерства природы ЛНР . В противном случае - ТПС не выдаются.

Нормативы ПДС действительны на период, установленный органом Министерства экологии, после чего подлежат пересмотру.

Нормирование качества воды, водных объектов осуществляется путем установления совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в границах которых обеспечиваются безопасные условия водопользования и которые устанавливаются для воды, используемой для удовлетворения питьевых, хозяйственно-бытовых и рекреационных потребностей, а также потребностей рыбного хозяйства.

Сброс сточных вод предприятием предполагается в пределах населенного пункта в реку, которая используется для нецентрализованного хозяйственно - питьевого водоснабжения.

Расчет ПДС выполнен в соответствии с требованиями Правил охраны поверхностных вод, Инструкции о порядке разработки утверждение ПДС.

ПДС с учетом требований к составу и свойствам воды в водных объектах определяется по формуле:

ГДС = qст ? Сст,г/ч (5.1)

где qст - расход сточных вод, м3/ч;

Сст - концентрация вещества, г/м3.

1. Расчет ПДС по взвешенным веществам: в сточной воде учитывают категорию водопользования, концентрация взвешенных веществ не должна превышать

Сст.?Св +0,25 (5.2)

На основании исследования в реке установлено Св = 67 мг/л

Сст.? 63 + 0,25=63,25 мг/л

Сравнивая полученную концентрацию взвешенных частиц с концентрацией в сточных водах (67 мг/л) устанавливаем необходимость углубления очистки и установки ПДС с учетом концентрации Сст = 63,25 мг/л в соответствии с формулой (5.1) определяем ПДС взвешенных веществ.

Переводим qст с м3/сек в м3/ч:

qст = 0,23?3600 = 828 м3/год

ГДС = 828?67,25 = 55683 г/год

2. В сточной воде минеральный состав по сухому остатку, а также содержание хлоридов и сульфатов не превышает допустимый, исходя из этого ПДС устанавливается исходя из фактического состава.

ГДСс.о.=828 ? 340 = 281520 г/год

ГДСхлоридов=828 ? 228 = 188784 г/год

ГДСсульфатов.=828 ? 102 = 84456 г/год

3. Учитывая категорию водопользования БСК воды не должна превышать 3 мг/л, что указывает на необходимость углубления очистки сточных вод поскольку в сточные воды предприятия БСКповн. = 81 мг/л.

ГДСБСК = 828 ? 3 = 2484 г/год

4. Для соблюдения ПДК, учитывая, что свинец, бензол, нитрохлорбензола относятся к санитарно - токсометрического ЛПР то определяем:

(5.3)

где ГДК1,2,3 - предельно допустимые концентрации веществ, мг/м? (ГДК1 = 0,1 мг/м? - свинца, ГДК2 = 0,5 мг/м? - бензола, ГДК3 = 0,05 мг/м? - нитрохлорбензола).

мг/ м?

С технико-экономических соображений устанавливаем более углубленную очистку для каждого из показателей и находим предельные значения в сточной воде концентраций свинца, бензола и нитрохлорбензола, берем такие концентрации:

Свинец: Сст = 0,05 мг/л

Бензол: Сст = 0,1 мг/л

Нитрохлорбензола: Сст = 0,015 мг/л

После чего проводим проверку:

На основании установления концентрации по формуле (5.1) определяем ПДС:

ГДСсв..=828 ? 0,05 = 41,4 г/год

ГДСбенз.=828 ? 0,1 = 82,8 г/год

ГДСнитр.=828 ? 0,015 = 12,42 г/год

Таблица 3.1 ГДС и состав сточных вод

№	Показатели состава сточной воды	Фактическая концентрация,мг/л	Фактическое сброса,г/год	Допустимая концентрация, мг/л	Утвержденный ПДС,г/год
1	Содержание взвешенным веществам	67	55000	63,25	55683
2	минеральный состав по сухому остатку	340	281520	340	281520
3	хлоридов	228	188784	228	188784
4	сульфатов	102	84456	102	84456
5	БСКповн.	81	67068	3	2484
6	свинец	1,95	1809	0,04	41,4
7	бензол	1,51	1377	0,2	82,8
8	нитрохлорбензола	0,29	297	0,01	12,42



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе был проведен расчет параметров источников загрязняющих веществ, разработан проект ПДВ. Также разработан проект ПДС, установили необходимость более отчистки по таким веществам: БПКполн, а также увидели необходимость более глубокой очистки для свинца, бензола и нитрохлорбензола.

В результате расчета экономический ущерб от негативного воздействия выбросов был определен суммарный экономический ущерб от предприятия примерно 6000 руб/год.

Была построена ситуационная карта - схема предприятия, на которой нанесена санитарно - защитная зона и координатная сетка.



ЛИТЕРАТУРА

1. Учебное издание Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ" для студентов специальности обучения 6.04010601 "Экология, охрана окружающей среды и сбалансированное природопользование" (электронное издание) Составитель Виктор Иванович Черных Елена Константиновна ЧЕРНЫШОВА

2. ОНД-86. Госкомгидромет. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Л., Гидрометеоиздат, 1987

3. Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургического производства. Учебник для вузов. Изд. Второй, перераб. и доп. - М .: Металлургия, 1990. - 400 с.

4. Руководство по проектированию санитарно-защитных зон промышленных предприятий. М., Стройиздат, 1984

5. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. / Пост. Кабмина Украины № 465 от 25.03.99 г.. /

6. Инструкция о порядке разработки и утверждения предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами. - УкрНЦОВ, ЮНИТЕП, Харьков, 1994, - 79 с.

7. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. - Л .: Гидрометеоиздат, 1986, - 184 с.

Размещено на Allbest.ur