Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии и природопользования

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине "Экология"

Нормирование и расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

пояснительная записка

ОГУ 200301.2016.086 ПЗ

Руководитель проекта

______________ Т.Н. Холодилина

Исполнитель

Студент группы 15ТБ(ба)-1

___________ Мазина А.В.

Оренбург 2016 г.



Аннотация

Пояснительная записка содержит 23 страницы, в том числе 11 рисунков и 7 таблиц. Графическая часть выполнена на 19 листах формата А4.

В данном проекте изложены основные положения и произведен расчет нормирования и расчет рассеивания выбросов загрязнящих веществ- диоксида азота и пыли древесной - в атмосферу.



Содержание

Введение

Исходные данные

Задание №1.

Задание №2.

Задание №3.

Задание №4.

Задание №5.

Задание №6

Задание №7

Задание №8

Заключение

Список использованных источников

Приложение А



Введение

выброс загрязняющий атмосфера допустимый

Основной целью курсового проекта является расчет количества выбросов загрязняющих веществ предприятием и выявление закономерностей их рассеивания в зоне влияния производства. Для достижения этой цели ставились задачи рассчитать:

- масштабы загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника;

- предельно допустимый выброс источника;

- высоту одиночного точечного источника по заданному уровню максимальной приземной концентрации.

Эти задачи решаются при выполнении соответствующих разделов основной части проекта.



Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии и природопользования

Задание на курсовой проект

Нормирование и расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Исходные данные: Вариант 12;

Город Астрахань;

Высота трубы Н=23 м;

Диаметр устья D=3 м;

Расход ГВС V₁= 8 м³ /с;

Температура газа Т_г= 190 єС;

Температура воздуха Т_в= 31 єС;

Массовый выброс М _NO2=8,72 г/с;

Массовый выброс М _{пыль древесная} = 17,92 г/с;

Рассчитать:

1) С_м, мг/м³;х_м, м; u_м,м/с;

2) График распределения концентраций с=f(x); c_y=f(y);

3) Изолинии концентраций в приземном слое атмосферы;

4) Изолинии концентраций при переборе направления ветра от 0 до 360єС;

5) Предельно допустимое значение максимально разового выброса;

6) Приземную концентрацию загрязняющего вещества от двух источников.



Задание №1

Определить максимальное значение приземной концентрации загрязняющих веществ , при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем и расстояние , м, на котором она достигается при неблагоприятных метеорологических условиях. Сравнить с ПДК.

Расчет:

1. Коэффициент А=200 и коэффициент =1; коэффициент =3.

2. Разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха вычисляем по формуле:

(1)

где -температура газовоздушной смеси: ;

-температура окружающего атмосферного воздуха;.

159

3. Для ровной местности коэффициент, учитывающий влияние рельефа,

4. Скорость выхода ГВС , м/с, определяем по формуле:

(2)

где- расход газовоздушной смеси :/с;

D - диаметр устья источника выброса: 3 м.

= = = 1,1323 м/с

5. Рассчитываем параметры , , и :

?? = (3)

где Н - высота трубы: 23 м;

?? = = =1000 • 0,0000457= 0,0457

= 0,65 (4)

= 0,65• = 0,65•=0,65•3,81=2,48

= 1,3• •(5)

= 1,3•1,1323•= 1,4720 • 0,1304 = 0,192

= 800 • (6)

=800 • = 800 •0,0071= 5,68

6. Коэффициент m определяется при ??<100 по формуле:

m = 1/(0,67+0,1 • +0,34 • ) (7)

m=1/(0,67 + 0,1 • + 0,34 • =1/(0,67 + 0,0214 +0,1215) = = 1/0,8129 = 1,2302

7. Коэффициент n при определяется в зависимости от :

при , n=1 (8)

8. Определяем величину , мг/, по формуле:



, (9)

М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, в единицу времени;=8,72 г/с; Пыль древесная =17,92 г/с.

= = = мг/

= = = 2,3077 мг/

9. Сравниваем с ПДК (без учета фоновых концентраций):

Для NO2 ПДК = 0,2 мг/

ПДК

0,3743> 0,2

Для пыли древесной ПДК = 0,5 мг/

ПДК

2,3077 0,5.

10. Величину определяем по формуле:

(10)

где безразмерный коэффициент d при > 2 определяется по формуле:

(11)

d =7•• (1 + 0, 28 • ) = 11,0159 • 1,100 = 12,1175

= 23 • 12,1175 = 278,7

= • 12,1175 • 23 =23• 0,5 • 12,1175 = 139,35

11. Опасную скорость ветра , м/с, при 2 определяем по формуле:

(12)

Задание №2

Определить приземную концентрацию загрязняющих веществ в атмосфере с, мг/, по оси факела выброса на различных расстояниях х, м, от ИЗА при опасной скорости ветра , м/с. Построить график распределения концентраций с = ??(х). Установить, на каком расстоянии от источника меньше и больше достигается концентрация, равная ПДК.

Исходные данные принимаем из задания 1: , , .

Расчет:

1. Величина с, мг/ определяется по формуле:

c=(13)

где - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения х / и коэффициента по формулам:

- 8( + 6(при х / (14)

( + 1) при 1<х / ?8 (15)

при F (16)

при F (17)

2. Задаем интервалы значений x в зависимости от .

3. Результаты расчета с для значений х сводим в таблицу 1.

4. На основании таблицы строим графическую зависимость распределения приземных концентраций для диоксида азота (рисунок 1, приложение А) и пыли древесной (рисунок 2, приложение А) вдоль факела выброса с = ??(х).

Устанавливаем по графику, на каком расстоянии от источника будет достигнута концентрация пыли древесной и диоксида азота равная ПДК.

Таблица 1 - Распределение концентраций с = ??(х) для NO2

х, м	х /		с, мг/
50	0,18	0,1500	0,0562
100	0,36	0,4526	0,1694
150	0,54	0,7425	0,2779
200	0,72	0,9290	0,3477
250	0,90	0,9960	0,3728
x=	1	1	0,3743
300	1,08	0,9821	0,3676
350	1,26	0,9377	0,3510
400	1,44	0,8913	0,3336
450	1,61	0,8440	0,3159
500	1,79	0,7967	0,2982
600	2,15	0,7051	0,2639
700	2,51	0,6208	0,2324
800	2,87	0,5456	0,2042
900	3,23	0,4797	0,1795
1000	3,59	0,4226	0,1582
1200	4,31	0,3314	0,1240
1400	5,02	0,2640	0,0988
1600	5,74	0,2138	0,0800
1800	6,46	0,1759	0,0659
2000	7,18	0,1469	0,0550
2200	7,89	0,1242	0,0465
2400	8,61	0,1062	0,0398
2500	8,97	0,0986	0,0369



Таблица 2 - Распределение концентраций с = ??(х) для пыли древесной

х, м	х /		с, мг/
25	0,18	0,1500	0,3462
50	0,36	0,4526	1,0445
75	0,54	0,7425	1,7135
100	0,72	0,9290	2,1439
125	0,90	0,9960	2,2984
x=	1,00	1,0000	2,3077
150	1,08	0,9821	2,2663
200	1,44	0,8913	2,0569
250	1,79	0,7967	1,8385
300	2,15	0,7051	1,6272
350	2,51	0,6208	1,4327
400	2,87	0,5456	1,2591
450	3,23	0,4797	1,1070
500	3,59	0,4226	0,9753
550	3,95	0,3735	0,8620
600	4,31	0,3314	0,7647
650	4,66	0,2952	0,6811
700	5,02	0,2640	0,6092
750	5,38	0,2371	0,5472
800	5,74	0,2138	0,4935
850	6,10	0,1936	0,4468
900	6,46	0,1759	0,4060
950	6,82	0,1605	0,3703
1000	7,18	0,1469	0,3389
1200	8,61	0,1062	0,2451
1400	10,05	0,0800	0,1847
х, м	х /		с, мг/
1600	11,48	0,0623	0,1438
1800	12,92	0,0498	0,1149
2000	14,35	0,0407	0,0939
2200	15,79	0,0338	0,0781
2400	17,22	0,0286	0,0659
2500	17,94	0,0264	0,0609

Концентрация равная ПДК будет достигнута для диоксида азота при x1=118 м, x2=817 м; пыли древесной при х1=36 м, х2=789 м.



Задание №3

Определить приземную концентрацию загрязняющих веществ в атмосфере по перпендикуляру к оси факела выброса на различных расстояниях при опасной скорости ветра от точки x=Построить график распределения концентраций с = ??(х).

Исходные данные принять из примера: мг/, x=.

Расчет:

1. Величина , мг/ определяется по формуле:

(18)

где - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра u, м/с, и отношения у/х по значению аргумента :

/при u? 5 (19)

= 5/ при u? 5 (20)

по формуле:

= 1/(21)

2. Задаем интервалы значений y: 0; 20; 40; 60; 80; 100.

3. Результаты расчета для значений y сводим в таблицы 3,4.

4. На основании таблиц строим графическую зависимость распределения приземных концентраций для диоксида азота (рисунок 3, приложение А) и пыли древесной (рисунок 4, приложение А) перпендикулярно к оси факела = ??(х).

5. Устанавливаем по графику, на каком расстоянии от источника достигается ПДК для диоксида азота и для пыли древесной.

Таблица 3 - Распределение концентраций = ??(у) для NO2 при опасной скорости ветра .

у, м			мг/
0	0	1	0,3743
20	0,0131	0,8773	0,3284
40	0,0523	0,5922	0,2217
60	0,1177	0,3078	0,1152
80	0,2093	0,1232	0,0461
100	0,3270	0,0382	0,0143

Таблица 4 - Распределение концентраций = ??(у) для пыли древесной при опасной скорости ветра .

у, м			мг/
0	0	1	2,3077
20	0,0523	0,5922	1,3667
40	0,2092	0,1232	0,2842
60	0,4709	0,0096	0,0222
80	0,8371	0,0004	0,0011
100	1,3080	0,000025	0,000058

Расстояние, на котором достигается ПДК для диоксида азота при

y=42 м, для пыли древесной, при y=32 м.

Задание №4

Построить поле (изолинии) концентраций в приземном слое атмосферы выбросов загрязняющих веществ одиночного точечного источника, при заданном направлении ветра.

Исходные данные принять из заданий 1-3.

Расчет:

1.Задаем величину С_м ,мг/м³ при х_м ,м, из задания 1.

2. Задаем значения расчетных изолиний концентраций в зависимости от С_м.

3. Координаты х и у для заданных концентраций принимаем непосредственно из графиков заданий 2 и 3.

4. Полученные данные свести в таблицы 5,6, строим поля концентраций для диоксида азота (рисунок 5, приложение А) и пыли древесной (рисунок 6, приложение А).

Таблица 5- Изолинии концентраций в приземном слое атмосферы для NO₂

Значения Концентраций с, мг/м3	Номер точек	Координаты, м
		X	y
0,3743	1	278,7	278,7	0
0,3284	2	180	425	20
0,2217	3	125	750	40
0,1152	4	80	1145	60
0,0461	5	45	2200	80
0,0143	6	15	2600	100

Таблица 6- Изолинии концентраций в приземном слое атмосферы для пыли древесной

Значения Концентраций с, мг/м3	Номер точек	Координаты, м
		X	y
2,3077	1	139,35	139,35	0
1,3637	2	65	375	20
1,2842	3	60	420	40
0,0222	4	20	3000	60
0,0011	5	15	3300	80
0,000058	6	2	3700	100

Задание №5

Построить поле (изолинии) концентраций в приземном слое атмосферы для одиночного точечного источника при переборе направлений ветра от 0є до 360є С.

Исходные данные принять из задания1-4.

Расчет:

1. Примем условно за 0є направление ветра слева направо.

2. За шаг перебора направлений ветра возьмем один угловой градус, откладываемый по часовой стрелке. Тогда ось факела, совпадающая с направлением ветра, тоже сместится на 1є, а вместе с ней и весь факел выброса. В каждой точке местности из двух значений концентраций за расчетное выбираем одно- максимальное.

3. За первую примем точку с концентрацией с₁= с_м , мг/м³, которая при нулевом направлении ветра и₁ имеет координаты х₁=х_м м, у₁=0. Изменим направление ветра на 1є по часовой стрелке. Ось факела сместится, и точка максимальной концентрации с_м перейдет в точку 2, отстоящую от источника также на расстоянии х_м , м. Эта точка будет иметь координаты (х₂, у₂). При переборе направлений ветра от 0є до 360є получим изолинию максимальной концентрации в виде окружности. Аналогичные построения сделаем на оси х факела для других концентраций с мг/м³. Изолинии концентраций будут иметь концентрических окружностей, убывая в обе стороны от значения с_м с радиусом х_м .

4. Строим изолинии концентраций при переборе направления ветра от 0є до 360є для диоксида азота (рисунок 7, приложение А) и для пыли древесной (рисунок 8, приложение А).

Задание №6

Определить предельно допустимое значение максимально разового выброса.

Расчет:

1. Приравниваем величину С_м к ПДК в формуле (9),

2. Неизвестную величину М принимаем за ПДВ. Данное равенство будет соответствовать формуле

Расчет для диоксида азота без учета фона:

г/с = 62,4823 т/г

Расчет для пыли древесной без учета фона:

г/с = 122,5205 т/г

3. Находим необходимую степень очистки для диоксида азота:

%

Находим необходимую степень очистки для пыли древесной:

%

4. Аналогичный расчет проводим для «холодного» выброса.

Расчет для диоксида азота без учета фона:

г/с = 18,7021 т/г

Расчет для пыли древесной без учета фона:



г/с = 36,6709 т/г

Задание №7

Определить приземную концентрацию загрязняющего вещества от группы из двух одинаковых источников загрязнения атмосферы с равными выбросами проводим при направлении ветра, обеспечивающем минимальное наложение факелов, на примере древесной пыли.

Расчет:

1. Приземная концентрация загрязняющего вещества с, мг/м³, в каждой

точке местности при заданных направлении и скорости ветра для двух

источников определяется по формуле u_м = v_м при 0,5< v_м ?2;.

5. Средневзвешенную опасную скорость ветра и_мс ,м/с рассчитывают по формуле

u_м =0,5 при v?_м ?0,5

6. Результаты расчетов концентраций сводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Результаты расчета концентраций создаваемых двумя источниками

Номер точки	Концентрация, создаваемая выбросами, мг/м3	Суммарная -5 концентрация, мг/м
	ИЗА 1	ИЗА 2
1	1,3667	0,0000042	1,3667
2	2,3077	0,000058	2,3078
3	1,3667	0,0011	1,3678
4	0,2842	0,0222	0,3064
5	0,0222	0,2842	0,3064
6	0,0011	1,3667	1,3678
7	0,000058	2,3077	2,3078
8	0,0000042	1,3667	1,3667

7. По результатам расчетов строим график распределения максимальных приземных концентраций по линии перпендикулярной к осям факелов выбросов источников загрязнения атмосферы c=f(y) (рисунок 9, приложение А).

Задание №8

Определить зону влияния для группы источников определяем для двух видов загрязняющих веществ.

Расчет:

1. Зона влияния рассчитывается по каждому загрязняющему веществу отдельно.

2. Зона влияния для одиночного источника принимается как наибольшее из двух расстояний от источника х₁ и х₂ (где х₁ = 10 х_м), а х₂ соответствует изолинии концентраций в приземном слое 0,05ПДК для пыли древесной (рисунок 10, приложение А) и NO₂ (рисунок 11, приложение А).



Заключение

В проделанной работе максимальное значение приземной концентрации С_м диоксида азота и максимальное значение приземной концентрации С_м пыли древесной превышают ПДК.

Для диоксида азота ПДК=0,2 мг/м³

СмNO₂ >ПДК

0,3743>0,2

Для пыли древесной ПДК=0,5 мг/м³

См пыль древесная >ПДК

2,3077>0,5.

Делаем вывод, что для диоксида азота и пыли древесной требуется очистка, необходимо разработать комплекс экологических мероприятий.

Для достижения величины ПДВ применяют комплекс технологических, архитектурно - планировочных и санитарно-технических мероприятий, выбирая из них наиболее экономически целесообразные. К технологическим относят: очистку сырья от вредных примесей, создание малоотходных технологических процессов, применение рециркуляции отходящих газов, использование вторичных энергоресурсов и т.д. К архитектурно- планировочным относят: выбор участка под строительство с учетом розы ветров, рельефа местности, размещения существующих промузлов или промзоны, организация санитарно- защитных зон в зависимости от класса предприятия и результатов расчета рассеивания, посадка в санитарно-защитных зонах лесополос и т.д. К санитарно-техническим относят: объединение мелких источников в единый источник одной аспирационной сетью, установка пылеочистного оборудования с выбором по паспортам и с учетом необходимой степени очистки, производительности, температурного режима и себестоимости очистки, возможности переработки уловленных вредных веществ в полупродукты или товарные продукты. Установка газоочистного оборудования, снижающего концентрации вредных веществ в выбросах со степенью очистки не менее 257,76 % для диоксида азота и % для пыли древесной.



Список использованных источников

1. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86.-Л.:Гидрометеоиздат, 1987.-94 с.

2. Нормирование выбросов, загрязняющих веществ в атмосферу./Еремкин А.И., Квашнин И.М. М, изд. АСВ, 2000.-176 с.

3. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух.-Спб., 1998.-137с.



Приложение А

Рисунок А.1 - Распределение приземных концентраций загрязняющих веществ вдоль оси факела выброса для NO₂

Рисунок А.2 - Распределение приземных концентраций загрязняющих веществ вдоль оси факела выброса для пыли древесной



Рисунок А. 3 - Распределение приземных концентраций по перпендикуляру к оси факела выброса для NO₂

Рисунок A. 4 - Распределение приземных концентраций по перпендикуляру к оси факела выброса для пыли древесной

Размещено на Allbest.ru