Экологическое обоснование проектируемого промышленного объекта

Содержание


1. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

2. ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОМИНИРУЮЩИХ ВРЕДНОСТЕЙ

3. РАСЧЁТ КАТЕГОРИИ ОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА

4. РАСЧЁТ РАССЕИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ И УСТАНОВЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ

.1 Расчет концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях

.2 Расчет полей концентраций вредных веществ в атмосфере без учета влияния застройки

.3 Построение розы ветров

5. РАСЧЁТ РАЗМЕРА САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ

6. РАСЧЁТ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

7. ПРОВЕДЕНИЕ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ С ЦЕЛЬЮ ДОСТИЖЕНИЯ ПРИЗЕМНЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ НОРМАТИВОВ ПДВ

Приложение 1. Изменение приземных концентраций вредных веществ

Приложение 2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ПО ВЕЩЕСТВАМ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ


Основными ингредиентами загрязнения атмосферы являются оксиды углерода (СО), азота (NОх) и серы (SОx), углеводороды (СnНm) и взвешенные частицы (пыль).

Загрязняющие вещества, выброшенные в воздушный бассейн в виде газов или аэрозолей, могут:

оседать под действием силы тяжести (крупнодисперсные аэрозоли);

физически захватываться оседающими частицами (осадками) и поступать в лито- и гидросферу;

включаться в биосферный круговорот соответствующих веществ (углекислый газ, пары воды, оксиды серы и азота и пр.);

изменять свое агрегатное состояние (конденсироваться, испаряться, кристаллизоваться и т. п.) или химически взаимодействовать с другими компонентами воздуха, после чего пойти одним из вышеуказанных путей;

находиться в атмосфере относительно длительное время, переносясь циркуляционными потоками в различные слои тропо- и стратосферы и в разные географические области планеты до тех пор, пока не создадутся условия для их физической или химической трансформации (например, фреоны).

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на территории нашей республики являются промышленные предприятия, автотранспорт и объекты энергетики.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЦЕХА

Гальваника -- электролитическое осаждение тонкого слоя металла на поверхности какого-либо металлического предмета для защиты его от коррозии, повышения износоустойчивости, предохранения от цементации, в декоративных целях и т. д. Получаемые гальванические покрытия -- осадки -- должны быть плотными, а по структуре -- мелкозернистыми. Чтобы достигнуть мелкозернистого строения осадков, необходимо выбрать соответствующие состав электролита, температурный режим и плотность тока.

Гальваническое покрытие металла - это прекрасный способ избежания многих проблем и увеличить срок службы оборудования, агрегатов и прочих устройств. Нанесение гальванических покрытий методом хромирования или никелирования требует специального производственного процесса и квалифицированного персонала.

Нанесение гальванических покрытий представляет собой электрохимический процесс, при котором происходит осаждение слоя металла на поверхности изделия. В качестве электролита используется раствор солей наносимого металла. Само изделие является катодом, анод - металлическая пластина. При прохождении тока через электролит соли металла распадаются на ионы. Положительно заряженные ионы металла направляются к катоду, в результате чего происходит электроосаждение металла.

Толщина, плотность, структура гальванических покрытий могут быть разными в зависимости от состава электролита и условий протекания процесса - температура, плотность тока. Так, например, варьируя соотношением этих двух параметров можно получить блестящее или матовое хромовое покрытие, для блестящего никелирования в электролит добавляют блескообразователи - сульфосоединения.

Декоративные покрытия имеют небольшую толщину, мелкозернистую структуру и достаточную плотность. Для обеспечения прочности сцепления покрытия с изделием необходимо проводить тщательную подготовку поверхности, которая включает механическую обработку (шлифовка и полировка), удаление окислов и обезжиривание поверхности. После нанесения покрытия изделие промывают и нейтрализуют в щелочном растворе.

Влияние гальванических производств на окружающую среду

Из большого объема промышленных выбросов, попадающих в окружающую среду, на машиностроение приходится лишь незначительная его часть - 1-2%. В этот объем входят и выбросы предприятий военно-ориентированных отраслей, оборонной промышленности, являющейся значительной составной частью машиностроительного комплекса. Однако на машиностроительных предприятиях имеются основные и обеспечивающие технологические процессы производства с весьма высоким уровнем загрязнения окружающей среды. К ним относятся: внутризаводское энергетическое производство и другие процессы, связанные во сжиганием топлива; литейное производство; металлообработка конструкций и отдельных деталей; сварочное производство; гальваническое производство; лакокрасочное производство.

По уровню загрязнения окружающей среды районы гальванических и красильных цехов как машиностроительных в целом, так и оборонных предприятий сопоставимы с такими крупнейшими источниками экологической опасности, как химическая промышленность; литейное производство сравнимо с металлургией; территории заводских котельных - с районами ТЭС, которые относятся к числу основных загрязнителей.

В воздухе, удаляемом из гальванических цехов, вредные вещества находятся в виде пыли, тонкодисперсного тумана, паров и газов. Наиболее интенсивно вредные вещества выделяются в процессах кислотного и щелочного травления. При нанесении гальванических покрытий (воронение, фосфатирование, анодирование и т. п.) образуются различные вредные вещества.

Технологические процессы нанесения электрохимических покрытий включают в себя ряд последовательных операций: электрохимическое или химическое обезжиривание, травление, рыхление, шлифование и полирование, декапирование, нанесение покрытий.

Все эти операции сопровождаются выделением в воздух помещения и в атмосферу различных загрязняющих веществ. Особой токсичностью отличаются растворы цианистых солей, хромовой и азотной кислот и др.

Основные выделяющиеся загрязняющиеся вещества: аэрозоли щелочей, кислот, солей металлов, а также пары аммиака, оксида азота, хлористого и фтористого водорода, цианистый водород.

Таким образом, машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды: воздушного пространства; поверхностных водоисточников; почвы

Характеристика производственного процесса в гальваническом цехе

За основу для расчета и внедрения различных природоохранных

мероприятий взят гальванический цех, в котором наносят гальванические

покрытия на металлы с применением цианистых электролитов. В этом цехе прежде всего наносят следующие гальванические покрытия: медные и цинковые.

Цинковые покрытия широко применяются для защиты изделий из черных металлов от коррозии в различных климатических зонах и в атмосфере, загрязненной промышленными газами, для защиты от непосредственного влияния пресной воды и от коррозионного воздействия керосина, бензина и других нефтяных продуктов и масел. В среде, насыщенной морскими испарениями, покрытия цинком не стойки.

Медные покрытия чаще всего применяют для экономии никеля как подслой при никелировании и хромировании. Вследствие промежуточного покрытия стали и чугуна медью достигается лучшее сцепление между основным металлом и металлом покрытия и уменьшается вредное влияние водорода. Медные покрытия широко применяются также для местной защиты при цементации и в гальванопластике. Медные покрытия хорошо полируются, что имеет значение при декоративно-защитных покрытиях. Хорошо оснащенные гальванические цехи имеются почти на всех машиностроительных и металлообрабатывающих заводах.

Каждый технологический процесс гальванического нанесения металлических покрытий состоит из ряда отдельных операций, которые можно разделить на 3 группы:

.Подготовительные работы. Их цель - подготовка металла (его поверхности) для нанесения покрытия гальваническим путем. На этой стадии технологического процесса проводится шлифование, обезжиривание и травление.

.Основной процесс, цель которого заключается в образовании соответствующего металлического покрытия с помощью гальванического метода.

.Отделочные операции.Они применяются для облагораживания и защиты гальванических покрытий. Наиболее часто для этих целей применяют пассивирование, окраску, лакирование и полирование.


2. ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОМИНИРУЮЩИХ ВРЕДНОСТЕЙ


В условиях негативного изменения качественного состава атмосферного воздуха под воздействием антропогенных факторов важнейшей задачей является полный учёт выбросов загрязняющих веществ и оценка их воздействия на окружающую среду. Основной целью инвентаризации выбросов загрязняющих веществ является получение исходных данных для:

оценки степени влияния выбросов загрязняющих веществ предприятия на окружающую среду (атмосферный воздух);

установления предельно допустимых норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу как в целом по предприятию, так и по отдельным источникам загрязнения атмосферы;

оценки состояния пылегазоочистного оборудования предприятия;

оценки эффективности использования сырьевых ресурсов и утилизации отходов на предприятии;

планирования воздухоохранных работ на предприятии.

При проведении инвентаризации предприятие обязано учесть все поступающие в атмосферу загрязняющие вещества, которые присутствуют в материальном балансе применяемых технологических процессов, от всех стационарных источников загрязнения (организованных и неорганизованных), имеющихся на предприятии, и автотранспорта.

Расчет выбросов загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух из цехов химической и электрохимической обработки

При гальванической обработке деталей выделяются аэрозоли серной и соляной кислот, едких щелочей, оксиды азота, пары азотной и соляной кислот, цианистый водород, фтористый водород, хромовый ангидрид, аэрозоли растворов др.

Валовое выделение j-того загрязняющего вещества при обезжиривании поверхностей деталей перед нанесением покрытий , на отдельном источнике выделения, рассчитывается по формуле


(2.1)


где m - количество гальванических ванн, с поверхности которых одновременно выделяется j-тое загрязняющее вещество на отдельном источнике выделения в течение года (по заданию m=2);

- удельное количество j-того загрязняющего вещества, выделяющегося с поверхности ванны в процессе обезжиривания поверхностей деталей перед нанесением покрытий, г/(м2·ч), определяется по табл. 2.27 [1];

- площадь зеркала ванны i, м2;

- продолжительность процесса обезжиривания поверхностей деталей в ванне i на отдельном источнике выделения в течение года, ч, принимается по табл. 2.28 [1];

- коэффициент учета увеличения поверхности испарения, обусловленного разрывом пузырьков газов (H2 и O2) на поверхности зеркала жидкости в ванне.

Коэффициент представлен в виде зависимости от фактического процента заполнения объема ванны раствором и рассчитывается по формуле


(2.2)


где x - фактический процент заполнения объема ванны раствором, %, принимается по табл. 2.28 [1];

- коэффициент, зависящий от площади испарения, определяемый по табл. 2.25 [1];

- коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения и температуры воздуха в помещении, определяемый по табл. 2.26 [1]. Подвижность воздуха и температура воздуха в помещении цеха принимается в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.

Таким образом в числах получим:



Валовое выделение j-того загрязняющего вещества с поверхности зеркала раствора одной или нескольких ванн , при нанесении покрытий химическим или электрохимическим способом на отдельном источнике выделения, рассчитывается по формуле


(2.3)


где m - количество гальванических ванн, в которых происходит нанесение покрытий на отдельном источнике выделения в течение года (m=6);

- продолжительность процесса нанесения покрытий в ванне i на отдельном источнике выделения в течение года, ч, принимается по таблице 2.28 [1];

- коэффициент загрузки ванны обрабатываемыми деталями, принимается по таблице 2.28 [1];

- коэффициент укрытия ванны. При наличии в составе раствора поверхностно-активных веществ равен 0,5; при отсутствии в составе раствора поверхностно-активных веществ равен 1,0;

- коэффициент, учитывающий тип ванны. При нанесении покрытий в ваннах, требующих заливки электролита после каждой партии деталей равен 1,8;

- коэффициент, учитывающий автоматизацию процесса нанесения покрытий. При автоматическом технологическом процессе (автоматическое и полуавтоматические линии нанесения покрытий) равен 0,8;

- коэффициент, учитывающий снижение относительного содержания аэрозолей в удаляемом воздухе по пути его движения, на который суммарно влияют устройство отсоса воздуха и присоединенный к нему воздуховод, рассчитывается по формуле

(2.4)

где - коэффициент, отражающий влияние устройства отсоса воздуха, равный 0,6 для однобортового отсоса с поддувом

- коэффициент, отражающий влияние воздуховода, рассчитываемый по формуле


(2.5)


где l - длина воздуховода, м, принимается по таблице 2.28 [1]

- удельное выделение аэрозоля j-того загрязняющего вещества с поверхности i-той гальванической ванны, г/(м2·ч), определяется по табл. 2.24 и 2.27 [1];

- удельное выделение газовой фазы j-того загрязняющего вещества с поверхности i-той гальванической ванны, г/(м2·ч), определяется по табл. 2.24 и 2.27 [1];



Максимальное выделение j-того загрязняющего вещества при обезжиривании поверхности деталей перед нанесением покрытий на отдельном источнике выделения, рассчитывается по формуле


(2.6)


где - коэффициент, определяемый по таблице 2.26 [1] при минимальной температуре воздуха в помещении гальванического цеха и максимальной скорости воздушного потока над поверхностью испарения.



Максимальное выделение j-того загрязняющего вещества с поверхности зеркала раствора одной или нескольких ванн при нанесении покрытий химическим или электрохимическим способом на отдельном источнике выделения, рассчитывается по формуле


(2.7)


Для сравнительной оценки опасности вредных веществ используется показатель опасности П, м3/с, определяемый по формуле


(2.8)


где М - расход выбрасываемого в атмосферу вещества, г/с;

ПДКм.р. - максимальная разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м3;и D - высота и диаметр устья источника выбросов соответственно, м;

СD - концентрация вредного вещества на выбросе из устья источника, мг/м3, которую можно определить как ; здесь - скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника в расчетных условиях, м/с (по заданию)

Доминирующим веществом в выбросах считается вещество, для которого величина показателя опасности будет наибольшей.

Для обезжиривания (едкая щелочь):



Для нанесения покрытий (цианистый водород):



Таким образом доминирующим среди данных веществ является водород цианид.


3. РАСЧЁТ КАТЕГОРИИ ОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА


Для установления целесообразности и приоритетности разработки нормативов ПДВ рассчитывают категорию опасности предприятий (КОП) для окружающей среды по формуле


, (3.1)


где n - количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием; Мi - масса годового выброса j-го вещества, т/год; ПДКi - среднесуточная ПДК i-го вещества, мг/м3; ?i - безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень вредности i-го вещества к вредности диоксида серы. Для вещества 1-го класса опасности ?i = 1,7; для 2, 3 и 4-го классов 1,3; 1,0 и 0,9 соответственно. Значения КОП рассчитываются при условии, когда > 1, при < 1 КОП не рассчитываются и приравниваются к нулю.

При отсутствии среднесуточных значений ПДК для расчета КОП могут использоваться значения максимальных разовых ПДК, либо ОБУВ, либо уменьшенные в 10 раз значения ПДК воздуха рабочей зоны.

По величине КОП предприятия подразделяются на четыре категории опасности с граничными значениями, представленными в табл. 3.1.


Таблица 3.1

Категории опасности предприятий

Категория опасности предприятияЗначения КОП1КОП > 1062106 > КОП > 1043104 > КОП > 1034КОП < 103

Предприятия 1-й и 2-й категории представляют собой наибольшую опасность для окружающей среды, к ним необходимо применять особые требования при разработке нормативов ПДВ и ежегодном контроле за их достижением. Для этих предприятий тома ПДВ разрабатываются по полной программе рекомендаций по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферу для предприятия.

Предприятия 3-й категории опасности, как правило, самые многочисленные, и они могут иметь тома ПДВ, разработанные по сокращенной программе. Контроль источников выбросов на таких предприятиях проводится выборочно, один раз в несколько лет.

К 4-й категории опасности относят самые мелкие предприятия с небольшим количеством выбросов вредных веществ в атмосферу. Для таких предприятий устанавливают нормативы ПДВ на уровне фактических выбросов. Эти предприятия могут отчитываться о выбросах не ежегодно, а один раз в три года при проведении очередной инвентаризации. Тома ПДВ для таких предприятий могут не составляться.

Определим категорию опасности предприятия при вычисленных в п.2 выбросах Mi . По табл. 2.29 [1] находим среднесуточные ПДК и классы опасности выделяющихся вредностей. Результаты расчетов сводим в таблицу:


Таблица 3.2

ВеществоMi , т/годПДКi, мг/м3Класс опасности вещества?iЩелочь едкая (NaOH)0,02750,01(ОБУВ)2,7521,33,73Водород цианид (HNC)0,36430,01(ПДКс.с.)36,4311,7451,32Категория опасности предприятия определяется как сумма категорий опасности отдельных веществ, т.е. для данного предприятия :



,05<103 следовательно, предприятие относится к 4-й категории опасности.


4. РАСЧЁТ РАССЕИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ И УСТАНОВЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ


После выхода из источника выбросов, загрязняющие вещества не остаются в атмосфере в неизменном виде. Прежде всего, происходят физические изменения, особенно в процессе перемещения в пространстве, турбулентной диффузии, разбавления и т.д. Кроме того, загрязняющие вещества способны вступать в химическое взаимодействие с другими компонентами атмосферного воздуха, изменяя свой количественный и качественный состав.

Выбросы вредных веществ, содержащихся в отходящих газах промышленных предприятий, осуществляются через дымовые трубы, главное назначение которых - отводить выбросные газы в верхние слои атмосферы (во всяком случае, за пределы приземного слоя) и рассеивать их. Рассеивание является одним из путей достижения установленных нормативов качества воздуха в приемном слое атмосферы в районе расположения предприятия. Струя газа, выходя из дымовой трубы, разбавляется незагрязненным воздухом. Поэтому имеет место снижение концентрации вредных компонентов дымовых газов, составляющее суть явления рассеивания.

В общем случае степень разбавления выбросов находится в прямой зависимости от расстояния, которое прошел этот выброс до данной точки. Вредные вещества, содержащиеся в выбросе, распространяются по направлению ветра в пределах сектора, ограниченного довольно малым углом раскрытия факела 10-20° вблизи выхода из трубы. Если принять, что угол раскрытия факела не меняется с расстоянием, то площадь поперечного сечения факела должна возрастать пропорционально квадрату расстояния и, следовательно, концентрация вредных веществ должна падать обратно пропорционально квадрату расстояния.

При построении картины рассеивания вредных компонентов дымовых газов следует иметь в виду, что наибольший практический интерес представляет не вертикальное распределение концентрации в пространстве, в частности, по высоте факела, а изменение концентрации в приземном слое атмосферы, т.е. в двухметровом слое над поверхностью земли. У основания трубы и далее вплоть до приземления дымового факела концентрация вредных компонентов равна нулю (см. рис. 4.1), - это так называемая зона неорганизованного загрязнения. Затем она быстро растет до максимальной величины. После чего по мере отдаления от трубы медленно убывает за счет дальнейшего разбавления выбросов незагрязненным воздухом.


Рисунок 4.1. Изменение приземных концентраций вредных веществ.


Вредные вещества, выбрасываемые с дымовыми газами промышленных предприятий, переносятся и рассеиваются в атмосфере в зависимости от ряда факторов: метеорологических, климатических, рельефа местности и характера расположения на ней объектов предприятия, высоты дымовых труб и гидродинамических параметров истечения выбросных газов. При этом к важнейшим метеорологическим и климатическим факторам относят скорость ветра, температурную стратификацию (распределение температур окружающего воздуха в вертикальном направлении вблизи дымовой трубы), температуру окружающего воздуха.

Каждому источнику выбросов в зависимости от высоты его, объема и температуры газов соответствует своя, так называемая опасная скорость ветра uм, когда имеет место наибольшая приземная концентрация вредных веществ см. Сущность понятия опасной скорости ветра для источника выражается в следующем: при штиле или малых скоростях ветра дымовой факел беспрепятственно поднимается на большую высоту и не попадает в ближайшие к источнику приземные слои воздуха. При большой скорости ветра дымовой факел активно перемешивается с большим объемом окружающего воздуха; в результате этого, хотя факел и достигает земли, величины приземных концентраций невелики. Таким образом, между штилем и высокой скоростью ветра есть такая опасная скорость uм, при которой дымовой факел, прижимаясь к земле, на определенном расстоянии создает наибольшую величину приземной концентрации см.

Сравнение опасных скоростей ветра с характеристикой ветров по данным климатических наблюдений позволяет определить фактическое влияние промышленного предприятия на загрязнение воздуха в городе или поселке.

Сильное влияние на уровень приземной концентрации вредных веществ оказывает температурная стратификация атмосферы, т.е. характер вертикального распределения температур. Температурная стратификация определяется способностью поверхности Земли поглощать или излучать тепло. При обычном состоянии атмосферы в дневное время земная поверхность нагревается и за счет конвективного теплообмена нагревает приземной слой воздуха. В этих условиях по мере подъема вверх температура падает. Ночью при ясной погоде поверхность Земли отдает в окружающее пространство (подобно любому нагретому предмету) большое количество лучистого тепла. При этом земная поверхность, охлаждаясь сама, охлаждает приземный слой воздуха, который остывает быстрее верхних слоев. В результате происходит инверсия (поворот) распределения температур в воздушной оболочке Земли - температура воздуха с высотой повышается.

С одной стороны снижение температуры с высотой способствует всплыванию дымовых газов, а с другой стороны, восходящие потоки более теплого воздуха интенсифицируют перемешивание дымовых газов с атмосферным воздухом. В инверсионных условиях ослабляются всплывание дымовых газов и турбулентный обмен, что ведет, в конечном итоге, к ухудшению рассеивания выбросов и накоплению вредных веществ в приземном слое.

Опасная скорость ветра в сочетании с неустойчивой стратификацией и интенсивным переносом примесей сверху вниз образует совокупность неблагоприятных метеорологических условий, при которых наблюдается максимальное значение приземной концентрации вредных веществ см.

На характер перемещения и рассеивания в атмосфере вредных веществ, выбрасываемых с дымовыми газами, влияет также температура окружающего атмосферного воздуха. Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому, что выбросы из труб не могут подниматься выше определенного уровня «потолка». Поэтому расчеты приземных концентраций обязательно проводят при средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца года, используя данные климатических наблюдений в районе предприятия.

При расчётах рассеивания вредных веществ в атмосфере, используется методика [2].


4.1 Расчет концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях


Гальванический цех (ровная открытая местность, г. Уфа). Таблица 4.1

№ п/пХарактеристики, обозначения, расчетЕдиницаЗначение1Число дымовых труб, Nшт.12Высота дымовых труб, Hм383Диаметр устья трубы, Dм1,254Скорость выхода газовоздушной смеси, w0м/с8,55Температура газовоздушной смеси, Тг°С956Температура окружающего воздуха, Тв°С24,77Выброс щелочи едкой, МNaOHг/с0,00428Выброс цианид водорода, МHNCг/с0,05619Коэффициенты в формуле 4.1А-160h-110Максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДК):щелочи едкоймг/м30,01водород цианидамг/м30,0311Объем газовоздушной смеси (по формуле (4.2)):м3/с10,412Перегрев газовоздушной смеси, DТ:°С70,313Параметр f (по формуле (4.3)):


0,8914Параметр vм (по формуле (4.4)):м/с1,74

15Параметр (по формуле (4.5)):-0,3616Параметр fе (по формуле(4.6)):-37,32; fc < 10017Параметр m (по формуле (4.7а)):


0,9218Параметр n (по формуле (4.8б)):


1,0319Опасная скорость ветра им (по формуле (4.16б), ):м/с1,7420Параметр d (по формуле (4.14б), ):-10,93Расчет концентрации щелочи едкой21Максимальная концентрация NaOH (по формуле (4.1)):

мг/м3

0,000049Расстояние xm (по формуле (4.13)) м415,322Коэффициент s1 для расстояния х (по формулам (4.23а,б,в)):х = 50 м, х/хм = 0,120 (ф. (4.23а)) х = 100 м, х/хм = 0,241 (ф. (4.23а)) х = 300 м, х/хм = 0,722 (ф. (4.23а)) х = 500 м, х/хм = 1,204 (ф. (4.23б)) х = 1000 м, х/хм = 2,408 (ф. (4.23б)) х = 1500 м, х/хм = 3,612 (ф. (4.23б)) х = 2000 м, х/хм = 4,816 (ф. (4.23б)) х = 3000 м, х/хм = 7,224 (ф. (4.23б)) х = 4000 м, х/хм = 9,632 (ф. (4.23в)) Концентрация на расстоянии х по формуле (4.22)

х = 50 м, с = 0,000049 · 0,073

х = 100 м, с = 0,000049 · 0,247

х = 300 м, с = 0,000049 · 0,932

х = 500 м, с = 0,000049 · 0,951

х = 1000 м, с = 0,000049 · 0,644-


мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м30,073

,247

,932

,951

,644

,419

,281

,145

,085


,0000036

,0000121

,0000457

,0000466

,0000316

,0000205

,0000138

,0000071

0,000004223х = 1500 м, с = 0,000049 · 0,419 х = 2000 м, с = 0,000049 · 0,281 х = 3000 м, с = 0,000049 · 0,145 х = 4000 м, с = 0,000049 · 0,085Расчет концентрации водород цианида24Максимальная концентрация HNC (по формуле (4.1)):

мг/м3

0,00065Расстояние xm (по формуле (4.13)) м415,325Коэффициент s1 для расстояния х (по формулам (4.23а,б,в)):х = 50 м, х/хм = 0,120 (ф. (4.23а)) х = 100 м, х/хм = 0,241 (ф. (4.23а)) х = 300 м, х/хм = 0,722 (ф. (4.23а)) х = 500 м, х/хм = 1,204 (ф. (4.23б)) х = 1000 м, х/хм = 2,408 (ф. (4.23б)) х = 1500 м, х/хм = 3,612 (ф. (4.23б)) х = 2000 м, х/хм = 4,816 (ф. (4.23б)) х = 3000 м, х/хм = 7,224 (ф. (4.23б)) х = 4000 м, х/хм = 9,632 (ф. (4.23в)) Концентрация на расстоянии х по формуле (4.22)

х = 50 м, с = 0,00065 · 0,073

х = 100 м, с = 0,00065 · 0,247

х = 300 м, с = 0,00065 · 0,932

х = 500 м, с = 0,00065 · 0,951

х = 1000 м, с = 0,00065 · 0,644

х = 1500 м, с = 0,00065 · 0,419

х = 2000 м, с = 0,00065 · 0,281

х = 3000 м, с = 0,00065 · 0,145

х = 4000 м, с = 0,00065 · 0,085-


мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м30,073

,247

,932

,951

,644

,419

,281

,145

,085


,0000475

,0001606

,0006058

,0006182

,0004186

,0002724

,0001827

,0000943

0,0000533 26

По полученным данным строим график изменения приземных концентраций для водород цианида (Приложение 1).


4.2 Расчет полей концентраций вредных веществ в атмосфере без учета влияния застройки (в соответствии с ОНД - 86 для точечных источников)


ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Таблица 4.2

Наименование объектаГальванический цехКоэффициент стратификации атмосферы, А160Коэффициент рельефа местности, ?1Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца Тmax, °C24,7Средняя температура наиболее холодного периода Тхол, °C-19Среднегодовая скорость ветра (опасная скорость ветра), м/с1,74Высота трубы Н, м38Диаметр устья трубы D, м1,25Объёмный расход газов V, м3/с10,4Температура газов Тг, °C95Параметры расчётного прямоугольника:- длина стороны L, м5000- шаг сетки ?L, м100Координаты источника выбросов:- Х2500- Y2500

Таблица 4.3

Наименование вредного веществаКод вещества ПДКм.р., мг/м3Коэффициент оседания FМассовый расход вредного вещества М, г/сЩелочь едкая01500,01(ОБУВ)10,0042Водород цианид03170,0310,0561

Также следует учесть групповое действие вредных веществ, обладающих эффектом суммации, [1]. Но в данном расчете вредные вещества не обладают эффектом суммации. Результаты расчетов по вредным веществам и карты рассеивания приведены в приложении 2.


4.3 Построение розы ветров


Роза ветров строится на основании данных о повторяемости направлений ветра для данной местности [3]. Для города Уфа данные приведены в таблице 4.5


Климатологические данные Таблица 4.5

Направление МесяцыССВВЮВЮЮЗЗСЗЯнварь9 3,14 3,32 3,48 4,342 5,520 4,56 49 4,4Июль19 3,69 3,55 2,86 3,113 3,414 3,814 3,420 3,6Средне годовые значения14,0 3,46,5 3,43,5 3,17,0 3,727,5 4,517,0 4,210,0 3,714,5 4,0

Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца =24,7 0C.

Средняя температура наиболее холодного периода t=-19 0C.

Построение розы ветров производится для января, июля, среднегодовых значений повторяемости на одной координатной плоскости (Приложение 3).

На основании анализа результатов расчета, с учётом среднегодовой розы ветров, выбираем общее наиболее благоприятное направление для рассеивания всех вредных веществ. При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать направлению с меньшей повторяемостью ветра, для данного расчета такое направление - В (восток). Расположение промышленного предприятия относительно города должно учитывать наименьшую вероятность загрязнения последнего. Если предположить, что город находится в центре розы ветров, то источник загрязнения воздушного бассейна должен находиться со стороны минимальной повторяемости ветра.

Основным средством для соблюдения ПДК вредных веществ является установление нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу. Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира, [1].

Нормативы ПДВ устанавливаются на основании расчета приземных концентраций и сопоставления результатов расчета с ПДК. Величина ПДВ определяется в виде массы выбросов в единицу времени, в граммах в секунду.

При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации сф.

Рассчитаем предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу по формуле 4.32 [1]:

Щелочь едкая:


,

ПДВ > Мi = 0,0042 г?с,

Водород цианид:

,

ПДВ > Мi = 0,0561 г?с,


Если на границе нормативной санитарно защитной зоны предприятия выполняется условие:


,


а на его территории:



В нашем случае принимаем концентрацию вредного вещества на расстоянии 100 м от источника выбросов (100м -радиус СЗЗ для предприятия 4-ой категории опасности). берем из таблицы 2.29 [1].

щелочь едкая:

на границе СЗЗ:

на территории предприятия:

водород цианид:

на границе СЗЗ:

на территории предприятия:

Массы выбросов Мi каждого вещества могут быть квалифицированны как ПДВ, так как условия выполняются.

Т.к. Мi - расход выбрасываемого в атмосферу каждого вещества меньше предельно допустимых выбросов, то нет необходимости предусматривать природоохранные мероприятия.

Установлению ПДВ для отдельного источника предшествует определение его зоны влияния, радиус которой приближенно оценивается как наибольшее из двух расстояний от источника: х1 и х2 (м), где х1 = 10хм (при этом х1 соответствует расстоянию, на котором с составляет 5 % от см). Значение х2 определяется как расстояние от источника, начиная с которого с £ 0,05 ПДК. Значение х2 при ручных расчетах находится графически с использованием рис. 4.2 как расстояние х за максимумом, соответствующее s1 = 0,05 ПДК/см. При см £ 0,05 ПДК значение х2 полагается равным нулю.


Рисунок 4.2.


Рассчитаем зоны влияния для двух доминирующих веществ:

щелочь едкая

=10xм=10·415,3=4153 м,

,


Так как см £ 0,05 ПДК () значение х2 полагается равным нулю.

х2=0; , следовательно радиус зоны влияния щелочи = 4153 м.

водород цианид=10xм=10·415,3=4153 м,

,

При см £ 0,05 ПДК () значение х2 полагается равным нулю. =0;, следовательно радиус зоны влияния водород цианида =4153 м.


5. РАСЧЁТ РАЗМЕРА САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ


Для предприятий, их отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, являющимися источниками производственных вредностей, назначается санитарная классификация [4], предусматривающая меры по уменьшению неблагоприятного влияния этих источников. Для них должна быть организована санитарно-защитная зона, ширина которой определяется санитарным классом.

Территория санитарно-защитной зоны предназначена для:

обеспечения снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по всем факторам воздействия за ее пределами;

создания санитарно-защитного барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и территорией жилой застройки;

организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха, и повышение комфортности микроклимата.

Полученные по расчету размеры СЗЗ должны уточняться отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле


(5.1)


где l - определяемая величина размера СЗЗ; - участок местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концентрации) превышает ПДК (принимается в соответствии с санитарным классом предприятия по [4]);

Р, % - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба, [3];

Р0, % - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьмирумбовой розе ветров Значения l и L0 отсчитываются от границы источников.

При корректировке ширины СЗЗ с учетом преобладающих направлений ветра (Р >12,5%) запрещается ее сокращение по направлениям, имеющим Р < 12,5%.

В зависимости от характера и количества выбросов установлено пять классов предприятий с шириной санитарно-защитной зоны от 1000 до 50м. (в соответствии с [4]):

Класс предприятия I II III IV V

Расстояние, м1000 500 300 100 50

Данное предприятие отнесем к: производство приборов для электрической промышленности (электроламп, фонарей и т.д.) при отсутствии литейных цехов и без применения ртути.: класс IV, ширина СЗЗ = 100 м.

Рассчитаем размеры СЗЗ для различных направлений ветра (для среднегодовых значений) (см.табл.4.5.):


С: т.к. Р=14%>P0=12,5%, то

СВ: т.к. Р=6,5%<P0=12,5%, то l=L0=100 м

В: т.к. Р=3,5%<P0=12,5%, то l=L0=100 м

ЮВ: т.к. Р=7,0%<P0=12,5%, то l=L0=100 м

Ю: т.к. Р=27,5%>P0=12,5%, то :

ЮЗ: т.к. Р=17%>P0=12,5%, то :

З: т.к. Р=10%<P0=12,5%, то l=L0=100 м

СЗ: т.к. Р=14,5%>P0=12,5%, то :


На основании полученных результатов строим СЗЗ (Приложение 4).


6. РАСЧЁТ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ


Экологический ущерб представляет собой стоимостное выражение негативного антропогенного воздействия на окружающую среду. Он равен сумме затрат на предотвращение воздействия загрязненной окружающей среды на реципиентов, и затрат, связанных с воздействием на реципиентов. В состав реципиентов входят: население, объекты жилищно-коммунального хозяйства, сельскохозяйственные угодья, лесные ресурсы, элементы основных фондов промышленности и транспорта, трудовые ресурсы.

Под экологическим ущербом отдельного хозяйствующего субъекта (предприятия) понимают те потери (затраты), которые несет предприятие вследствие негативного воздействия вредных веществ, попадающих в окружающую среду с выбросами собственного производства.

Экологический ущерб является первой составляющей издержек предприятия на природоохранную деятельность. Второй составляющей выступают текущие затраты на природоохранную деятельность, которые зависят от уровня негативного воздействия вредных веществ технологических процессов на предприятии на окружающую среду.

Экономический ущерб предприятию представляет собой:

. Затраты, вызываемые воздействием загрязненной окружающей
среды на предприятие. . Затраты на предотвращение воздействия загрязненной окружающей среды.

Ущерб, наносимый выбросами единичного источника в атмосферный воздух, в ценах 1984 года (руб/год) определяется по формуле


У = ? ? f М, (6.1)


где ? = 3,3 руб./усл.т - удельный ущерб, наносимый народному хозяйству выбросом в атмосферу одной условной тонны загрязняющих веществ, не превышающим предельно допустимой величины; ? = 15,8 руб./усл.т - то же, превышающим допустимой величины, [5];

? - показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха, учитывающий факторы восприятия[1 табл. 6.1.]; - коэффициент, учитывающий характер рассеивания вредного вещества;

М - приведенная масса годового выброса токсичного вещества, т/год.

Если зона активного загрязнения (ЗАЗ) неоднородна и состоит из территорий таких типов, которым соответствуют различные значения ? причем Sj площадь j-й части ЗАЗ, ?j - соответствующее табличное значение константы ?, то значение ? для всей ЗАЗ определяется по формуле


, (6.2)


где SЗАЗ - общая площадь ЗАЗ; j - номер части ЗАЗ, относящейся к одному из типов территорий, указанных в табл. 6.1 [1]; k - общее число типов территорий, попавших в ЗАЗ.

ЗАЗ для организованных источников представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с внутренним и внешним радиусами и , где h - высота источника в метрах. В случаях, когда частотная роза по направлениям ветров резко отличается от круговой (>2), рекомендуется круговые внешнюю и внутреннюю границы ЗАЗ по соответствующим румбам заменять деформированными в соответствии с частотной розой по направлениям ветров, умножая величины r1 и r2 на два множителя, первый из которых равен числу румбов в розе, а второй - относится к частоте ( в долях единицы) направления ветра по каждому румбу Pi/100.

Определим безразмерную поправку ? на подъем факела в атмосфере:


.


Рассчитаем зону активного загрязнения по направлениям ветров :


С: :

,

;

СВ: :

,

;

В: :

,

;

ЮВ: :

,

;

Ю: :

,

;

ЮЗ: :

,

;

З: :

,

;

СЗ: :

,

;


По полученным значениям построим зону активного загрязнения по направлениям ветров (Приложение 5).

Зона активного загрязнения состоит из трех типов территории:

50% - территории промпредприятий, ?1 = 4;

25% - лес 3-ей группы, ?2 = 0,025;

25% - пастбища, сенокосы (неорошаемые), ?2 = 0,05;

взяты из таблицы 6.1[1].

Поскольку в условии дано отношение Sj к для территорий различных типов, то нет необходимости рассчитывать .



Поправки на рассеивание вычисляем по формуле 6.4 [1]:



Где u - среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера; в тех случаях , когда значение u не известно оно принимается равным 3 м/с.

Рассчитаем показатель по формуле 6.10 [1] и показатель относительной агрессивности каждого выброса по формуле 6.9 [1], учитывая , что поправки соответственно равны [1]:

для всех прочих выбрасываемых в атмосферу загрязнителей (для газов, кислот и щелочей в аэрозолях и др.).

=2 при поступлении вредных веществ в атмосферу севернее 45° с.ш.;

для прочих соединений и примесей (для оксида углерода, легких углеводородов, органических пылей, содержащих ПАУ, токсичных металлов и их оксидов и др.);

для твердых аэрозолей, выбрасываемых на прочих территориях, а также для всех прочих примесей независимо от места выброса.

щелочь едкая

,

;


водород цианид


,

;.


Полученная информация по выбросам представлена в табл. 6.4.


Таблица 6.4

Выбрасываемая примесьAi, усл. т/тМасса mi,Привед. масса Мi, г/ст/годусл.т/годщелочь едкая219,080,00420,02756,025водород цианид282,840,05610,3643103,039

Т.к. выделившиеся вещества относятся к одной фракции - газообразных примесей и легких мелкодисперсных частиц с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) и учитывая , что, находим значение приведенной массы годового выброса загрязнений в атмосферу из источника по формуле 6.7 [1] и экологический ущерб от загрязнения воздушной среды определяемый по формуле 6.8а [1] при условии :


У = 3,3 ? f?М,

Определим размер платежей Пл, у.е./год за выбросы от стационарных источников по формуле:


,


Где ПДВi - предельно допустимы нормативный выброс, т/год;- базовая ставка (налог) платы за выбросы в пределах ПДВ, у.е./т, ф.i - фактическая масса выбросов вредного вещества, т/год.

- базовая ставка (налог) платы за выбросы сверх установленных ПДВ, у.е./т.

Принимается по [1, стр.99.] , для щелочи едкой 129 у.е./т, водород цианита - 4313 у.е./т



7. ПРОВЕДЕНИЕ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ С ЦЕЛЬЮ ДОСТИЖЕНИЯ ПРИЗЕМНЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ НОРМАТИВОВ ПДВ


К природоохранным мероприятиям относятся все виды хозяйственной деятельности, направленные на снижение и ликвидацию отрицательного антропогенного воздействия на окружающую природную среду: строительство и эксплуатация очистных и обезвреживающих сооружений, развитие малоотходных и безотходных технологических процессов и производств, размещение предприятий и транспортных потоков с учетом экологических требований.

Решение о проектировании пылегазоочистного оборудования следует принимать лишь после того, как путем анализа будет доказана невозможность обеспечения предельно допустимого выброса иными мерами.

Для снижения концентрации загрязняющих веществ в воздухе гальванических цехов - химических вредных веществ, абразивной пыли, паров растворителей, а также для улучшения условий работы людей, на таких производствах необходима установка приточно-вытяжной вентиляции. Это позволит не превышать допустимые нормы концентрации загрязняющих веществ в гальванических цехах вблизи оборудования.

Экологическая безопасность атмосферы, минимизация выбросов загрязняющих веществ может быть обеспечена применением методов обезвреживания загрязнителей или использованием безотходных технологий, а также разработка очистных сооружений.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


"Экологическое обоснование проектируемого промышленного объекта" Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 70 04 02 "Теплоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна" очной и заочной форм. Зафатаев В. А., 2013. -129с

ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 92 с.

СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1982. - 137 с.

Информационно-справочный сервер кафедры ТТГВ. Электронная библиотека [Электронный ресурс] / ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. - М.: Изд-во стандартов, 1979. - Режим доступа

вредный выброс промышленный природоохранный


ПРИЛОЖЕНИЕ 1


Изменение приземных концентраций вредных веществ


ПРИЛОЖЕНИЕ 2


РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ПО ВЕЩЕСТВАМ

Щелочь едкая


Водород цианид


Теги: Экологическое обоснование проектируемого промышленного объекта  Диплом  Экология
Просмотров: 27496
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Экологическое обоснование проектируемого промышленного объекта
Назад