Нормирование загрязненности атмосферного воздуха



    Работы по установлению научно обоснованных нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе были начаты в конце сороковых годов прошлого века. В 1951 году в нашей стране были утверждены ПДК для 10 наиболее распространенных атмосферных загрязнителей. По сути это были первые в мире нормативы качества атмосферного воздуха, введенные по результатам работ профессора В.А. Рязанова и его последователей. К настоящему времени нормативы ПДК разработаны более чем для 2,5 тыс. веществ.

    ПДК – максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному периоду осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и окружающую среду вредного действия, обнаруживаемого современными методами исследований.

    Для атмосферного воздуха жилой зоны населенных пунктов устанавливаются 2 вида ПДК:

    ПДК среднесуточная (ПДКС) – определяет допустимую степень загрязнения воздуха в течение длительного периода времени без строгого фиксирования его продолжительности. Она является основной и служит для предотвращения хронического неблагоприятного действия.

    ПДК максимально разовая (ПДКР) – относится к 20 … 30–минутному интервалу времени, она определяет степень кратковременного воздействия примеси на организм человека.

    Согласно действующему законодательству ни среднесуточная, ни максимально разовая концентрации не могут превышаться. Более того, при наличии в воздухе нескольких загрязняющих веществ с одинаковым механизмом вредного действия, необходимо учитывать их совместное присутствие.

    Нормативными документами [3] официально установлены 52 группы веществ, обладающих суммацией вредного действия, для них дополнительно должно соблюдаться условие

где Сi – концентрация i–го вещества, мг/м3;

    ПДКi – предельно допустимая концентрация i–го вещества, входящего в группу суммации, мг/м3;

    n – количество веществ, образующих группу суммации.

 

Обеспечение нормативов качества атмосферного воздуха

    В настоящее время основным способом ограничения загрязнения атмосферного воздуха считается установление для промышленных и иных объектов, загрязняющих атмосферу, научно обоснованных нормативов предельно допустимых выбросов.

    Предельно допустимый выброс (ПДВ) – масса выбросов вредных веществ в единицу времени (г/с, т/год) от данного источника с учетом выбросов аналогичных загрязнений от других источников (фона) и их рассеяния, создающая в приземном слое атмосферы концентрации, не превышающие ПДК для населения, растительного и животного мира.

    Нормативы ПДВ устанавливаются для каждого выбрасываемого вещества, имеющего ПДК, для каждого конкретного источника выбросов и всего предприятия в целом.

    Промышленные предприятия один раз в пять лет обязаны проводить повторную инвентаризацию своих источников и разрабатывать (актуализировать) проект нормативов ПДВ.

    Для проектируемого или реконструируемого промышленного предприятия проект нормативов ПДВ входит в состав раздела «Охрана окружающей среды» Рабочего проекта.

        

Основные этапы разработки проекта нормативов ПДВ

        Согласно установившийся практике разработка нормативов ПДВ проводится по следующей схеме.

    1. Подготовительный этап. Он включает в себя сбор и анализ общих сведений о предприятии, изучение технологии производства с позиций выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, составление перечня и карты расположения источников выбросов, установление их геометрических размеров и др.

    2. Инвентаризация выбросов – определение их количественных и качественных характеристик.

    Для действующих предприятий инвентаризация должна проводится путем непосредственных инструментальных измерений.

    Для проектируемых объектов, а также при отсутствии необходимой измерительной аппаратуры, допускается применение расчетного метода на основе отраслевых методик, разработанных и официально утвержденных в установленном порядке.

    После завершения инвентаризации оформляются исходные данные для последующих экологических расчетов.

    3. Расчетный этап является наиболее сложным и ответственным. В ходе его выполнения требуется решить ряд весьма непростых задач: определить максимально возможные уровни предельных концентраций загрязняющих веществ при разных направлениях и скоростях ветра в различных контрольных точках территории населенного пункта, оценить вклад в общее загрязнение отдельных источников, выбрать оптимальные природоохранные мероприятия и т.д.

    В основу расчетов положена методика Госкомгидромета ОНД-86 [4]. Создаваемая на ее основе математическая модель процесса рассеяния загрязняющих веществ в атмосфере позволяет учесть и проанализировать влияние на него большого числа факторов: типа источника (точечный, линейный, площадный), климатических условий местности, физических параметров выбросов (температуры, аэродинамики), рельефа местности, геометрических характеристик источника (высоту, форму, размеры) и др.

    Вполне очевидно, что решение поставленной задачи требует очень большого объема математических вычислений. Поэтому на основе этой методики было разработано несколько компьютерных программ, позволяющих автоматизировать математические расчеты.

    Одной из наиболее известных и широко применяемых на практике является программ УПРЗА «Эколог» (унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы), версия 2.50. Программа составлена и реализуется фирмой «Интеграл» (г. Санкт-Петербург) и позволяет вести расчеты одновременно для 10 тысяч источников разных типов.

    4. После завершения расчетного этапа проводится анализ полученных результатов. При этом возможны 2 варианта:

    а) во всех расчетных точках населенного пункта максимальная приземная концентрация всех загрязняющих веществ индивидуально, а также с учетом суммации вредного действия, не превышает ПДКР. В этом случае в качестве нормативов ПДВ могут быть рекомендованы значения фактических выбросов загрязняющих веществ (г/с, т/год);

    б) расчеты показывают превышение ПДКР в контрольных точках. В этом случае анализируются причины такого несоответствия, выявляется роль в этом отдельных источников загрязнения и разрабатывается план природоохранных мероприятий по достижению нормативов ПДК. Для проверки достаточности запланированных мероприятий проводят проверочный расчет рассеяния загрязняющих веществ с использованием скорректированных исходных данных.

    Если по объективным причинам нормативы ПДК в короткий срок не могут быть достигнуты, предприятию могут установить временно согласованные выбросы (ВСВ), но с обязательной привязкой к плану поэтапного снижения выбросов в результате внедрения природоохранных мероприятий.

    На основании утвержденных нормативов ПДВ либо ВСВ предприятию в установленном порядке выдается разрешение на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, взимается плата за загрязнение.

    Объемы выбросов, превышающие установленные нормативы, считаются сверхлимитными. За них устанавливается плата по повышенным тарифам.

 

 

Практическая часть

    Разработка проекта ПДВ для реального промышленного предприятия – задача весьма непростая и очень объемная. Учитывая это, в данной работе, выполняемой исключительно в учебных целях, для повышения наглядности и облегчения понимания сути процесса, задача была максимально упрощена.

    Студентам предлагается самостоятельно выполнить необходимые расчеты и разработать нормативы ПДВ для простейшего – «классического» случая – котельной, имеющей одиночный горячий источник выброса – дымовую трубу.

        

Постановка задачи

    В рабочем поселке «N», расположенном в юго-западной части Башкортостана, планируется строительство котельной для снабжения теплом местного угольного разреза и жилого комплекса.

    В ходе уточнения и привязки проекта к конкретным условиям требуется:

    - произвести экологическую оценку вариантов работы котельной на разных видах топлива: буром угле (местное топливо), высокосернистом мазуте (Ишимбайский НПЗ) и природном газе;

    - определить необходимую высоту дымовой трубы на разных видах топлива;

- разработать проекты нормативов ПДВ для всех видов топлива;

- уточнить (определить) размер требуемой санитарно-защитной зоны (ССЗ).

 

Исходные данные

    Источник выбросов – дымовая труба котельной теплопроизводительностью 80 Гкал/час (4 котла по 20 Гкал/час), работающая по отопительному графику.

    Численность населения поселка 10 тыс. человек, крупные промышленные предприятия отсутствуют. Местность ровная, открытая. Данные по проектируемой котельной приведены в табл. 1

Таблица 1

    Параметрические данные по проектируемой котельной

Параметры, обозначение Ед. измерения Значение
1. Число дымовых труб,                                         N шт. 1
2. Высота дымовой трубы,                                      H м 40, 65, 90
3. Диаметр устья трубы,                                           D м 2,0
4. Температура выхода газовоздушной смеси,      tг 0С 140
5. Температура окружающего воздуха,                   tв 0С -20х)
6. Коэффициент, зависящий от температурной стратификации,                                                          А   -   160хх)
7. Коэффициент рельефа местности,                      ŋр - 1,0ххх)
8. Фоновое загрязнение атмосферыхххх): - пыль - оксиды серы (SO2) - оксиды азота (NO2) - оксид углерода (CO)   мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3   0,2 0,02 0,008 0,4
9. Масса выброса загрязняющих веществ:     Mтв, MSO2, MNO2, MCO2 г/с принять по расчету
10. Характеристика топлива - см. табл. 2
11. Максимально разовые предельно допустимые концентрации, ПДКР: - пыль - оксиды серы (SO2) - оксиды азота (NO2) - оксид углерода (CO)     мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3     0,5 0,5 0,085 5,0

х) – принята среднемесячная температура января, поскольку котельная работает по отопительному графику;

хх) – согласно п. 2.2 [4];

ххх) – согласно п. 2.1 [4], поскольку перепады высот на 1 км не превышают 50 м;

хххх) – рекомендуемые РД 52.04.186-89 значения для малых городов без крупных промышленных предприятий.

 

Исходные данные к расчету выбросов при работе котельной приведены в табл. 2.


Таблица 2

Исходные данные к расчету выбросов при работе котельной на разных видах топлива

 

 

Параметры, обозначения

Ед. измерения

Вид топлива

бурый уголь мазут природный газ
1. Максимальный проектный расход топлива,                  В                  В' г/с м3 5300 - 1975 - - 1,31
2. Основные характеристики топлива: - зольность,                                                                         Аr - содержание серы,                                                            Sr   - теплота сгорания низшая,                                             QHr   - стехиометрический выход дымовых газов,                    S   % мас. % масс. г/м3 МДж/кг МДж/м3 м3/кг м33   29,9 1,0 - 14,19 - 4,07 -   0,14 2,5 - 39,99 - 11,0 -   0,00 - 0,055 - 31,8 - 6,7
3. Технологические характеристики: - коэффициент избытка воздуха, α - коэффициент, учитывающий переход части золы во взвешенное состояние,                                                     χ - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителяхх)                                                                                           ηоз - доля оксидов серы, связываемых летучей золой,      η'SO2 - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителях,                                                                                          η''SO2   -   -   - -   -   1,35   0,0035   0,85 0,1   0,00   1,15   0,010   0 0,02   0   1,1   -   - -   -

Продолжение табл. 2

4. Теплотехнические коэффициенты: - потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания,                                                                           q3 - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания,                                                                             q4 - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода,                                                                            R - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1МДж тепла,                                  КNO2 - коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов NO2 в результате применения технических решений,                                                                                β     %   %   -   г/МДж     -     0,75   4,5   1,0   0,23     0     0,5   0,5   0,65   0,11     0     0,5   0   0,5   0,11     0

х) – установка золоуловителей предусмотрена только в варианте работы котельной на буром угле

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 389; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!