Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Аэродисперсные системы, газы, пары, образующиеся в технологическом процессе предприятия в виде отходов, как правило, содержат компоненты, способные оказывать негативное воздействие на биоту и человека в определенных концентрациях. При существующих технологиях получения целевых продуктов и существующих способах очистки выбросов уменьшение концентраций опасных загрязнений в окружающей среде обеспечивают путем рассеивания загрязненных газов через высокие трубы на больших расстояниях от источников выброса. При этом предполагают, что достигается только такой уровень аэротехногенного загрязнения окружающей среды, при котором еще возможно естественное самоочищение всех природообразующих сфер (воды, воздуха, почвы). В качестве критерия качества атмосферного воздуха устанавливаются ПДК – максимальная концентрация примесей в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия.
Максимальная разовая ПДК устанавливается для кратковременного воздействия вредных веществ на человека (до 30 мин). ПДК среднесуточная устанавливается для предупреждения прямого или косвенного влияния на организм человека при неопределенно длительном воздействии вредного вещества.
Наибольшая концентрация каждого вредного вещества См (мг/м3) в приземном слое атмосферы не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации ПДКМР:
(1)
Если в состав выброса входят несколько вредных веществ, то должно выполняться неравенство:
(2)
(3)
С1 - Сn – концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же точке
местности, мг/м3,
ПДК - предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (МР).
Наибольшая концентрация каждого вредного вещества См не должна превышать 0,8 ПДК для атмосферного воздуха населенных пунктов, на территориях санитарных охранных зон курортов, в местах размещения крупных санаториев и домов отдыха, в зонах отдыха городов с населением более 200 тыс.чел.
В целях ограничения загрязнения атмосферного воздуха для предприятий устанавливается ПДВ (предельно допустимый выброс) - максимальный выброс загрязняющих веществ для конкретного источника, устанавливаемый из условия, что выбросы от данного источника и всей совокупности источников выбросов данной территории (города, др.населенного пункта) с учетом их рассеивания и превращения в атмосфере , а также перспектив развития региона, не создадут в приземном слое атмосферы концентраций загрязнений, превышающих нормативы ПДКМР. Если по каким-либо причинам на некотором этапе невозможно выполнить норматив ПДВ, то по согласованию с Комитетом по природным ресурсам и охране ОС может быть установлен ВДВ-временно согласованный выброс. Норматив ПДВ пересматривается не реже, чем раз в 5 лет.
Загрязнение окружающей среды при рассеивании выбросов предприятий через высокие трубы зависит от многих факторов: высоты трубы, скорости выбрасываемого газового потока, расстояния от источника выброса, наличия нескольких близко расположенных источников выбросов, метеорологических условий и др.
Высота выброса и скорость газового потока. С увеличением высоты трубы и скорости выбрасываемого газового потока эффективность рассеивания загрязнений увеличивается, т.е. рассевание выбросов происходит в большем объеме атмосферного воздуха, над большей площадью поверхности земли.
Схема рассеивания и распределения концентраций вредных веществ в приземном
слое атмосферы под факелом высокого и мощного источника выбросов.
Выбросы рекомендуется делать на эффективной высоте НЭ.
Трубы строят как можно выше (180 – 250 м и более). Для повышения скорости истечения газов из устья трубы применяют факельный способ выброса, который предусматривает наличие на конце трубы специального устройства (конфузора с направляющими насадками). Эти устройства позволяют увеличить дальнобойность выходящей струи газа. Значение величины Н находят по формуле (5):
(5)
- начальная скорость газовоздушной смеси в устье трубы,
- разница температур газов и атмосферного воздуха,
- диаметр устья трубы, м
- скорость ветра, м/с
- температура атмосферного воздуха, 0С.
Если выбросы холодные, т.е. =0, то величину Н находят по формуле (6):
(6)
V – количество газо-воздушной смеси, выбрасываемой в атмосферу, м3/с.
Если предприятие находится вблизи жилых домов (на расстоянии не более 5-кратной высоты зданий ), то рекомендуемая эффективная высота выброса должна быть не менее 2,5h(здания):
(7)
Горизонтальное перемещение выбрасываемого газового потока определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное – характером изменения температуры наружного воздуха в вертикальном направлении вблизи трубы.
Скорость ветра. Ветер – турбулентное движение воздуха над поверхностью земли. Направление и скорость ветра не остаются постоянными, скорость ветра возрастает при увеличении перепада атмосферного давления. Наибольшее загрязнение атмосферы возможно при слабых ветрах 0-5 м/с при рассеивании выбросов на малых высотах в приземном слое атмосферы. При выбросах из высоких источников наименьшее рассеивание загрязнений имеет место при скоростях ветра 1-7 м/с ( в зависимости от скорости выхода струи газа из устья трубы).
Температурная стратификация. Способность поверхности земли поглощать или излучать тепло влияет на вертикальное распределение температуры в атмосфере. В обычных условиях при подъеме вверх на 1 км температура уменьшается на 6,50 : градиент температуры равен 6,50/км. В реальных условиях могут наблюдаться отклонения от равномерного уменьшения температуры с высотой – температурная инверсия. Различают приземные и приподнятые инверсии. Приземные характеризуются появлением более теплого слоя воздуха непосредственно у поверхности земли, приподнятые – появлением более теплого слоя воздуха(инверсионного слоя) на некоторой высоте. В инверсионных условиях ухудшается рассеивание загрязнений, они концентрируются в приземном слое атмосферы. При выбросе загрязненного газового потока из высокого источника наибольшее загрязнение воздуха возможно при приподнятой инверсии, нижняя граница которой находится над источником выброса и наиболее опасной скорости ветра 1 – 7 м/с. Для низких источников выбросов наиболее неблагоприятным является сочетание приземной инверсии со слабым ветром.
Рельеф местности. Даже при наличии сравнительно небольших возвышенностей существенно изменяется микроклимат в отдельных районах и характер рассеивания загрязнений. Так в пониженных местах образуются застойные, плохо проветриваемые зоны с повышенной концентрацией загрязнений. Если на пути загрязненного потока находятся здания, то над зданием скорость воздушного потока увеличивается, сразу за зданием – снижается, постепенно увеличиваясь по мере удаления, и на некотором расстоянии от здания скорость потока воздуха принимает первоначальное значение. Аэродинамическая тень – плохо проветриваемая зона, образующаяся при обтекании здания потоком воздуха. В зависимости от типа зданий и характера застройки образуются различные зоны с замкнутой циркуляцией воздуха, что может оказывать существенное влияние на распределение загрязнений.
Только низкие источники выбросов, высота которых не превышает высоты крыши здания, загрязняют циркуляционные зоны зданий.
Высота источников выбросов НЗАГР , при которой они загрязняют циркуляционные зоны, определяется из формул (5-7):
для узкого отдельно стоящего здания НЗАГР = 0,36 ВЗ + 2,5 НЗД (8)
для широкого отдельно стоящего здания НЗАГР = 0,36 ВЗ + 1,7 НЗД (9)
для группы зданий НЗАГР = 0,36 (ВЗ + Х) + НЗД (10)
ВЗ – расстояние от источника выброса до заветренной стороны здания.
Методика расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах, основана на определении концентраций этих веществ (мг/м3) в приземном слое воздуха. Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ определяется по наибольшему рассчитанному значению концентрации вредных веществ, которое может установиться на некотором расстоянии от источника выброса при наиболее неблагоприятных метеоусловиях (скорость ветра достигает опасного значения, наблюдается интенсивный турбулентный вертикальный обмен и др.).Расчет рассеивания выбросов проводится по ОНД-86. (ОНД – основной нормативный документ).
Предприятия, выбрасывающие в окружающую среду вредные вещества, должны быть отделены от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Расстояние от предприятия до жилой застройки (размеры санитарно-защитной зоны) устанавливаются в зависимости от количества и вида выбрасываемых в окружающую среду загрязняющих веществ, мощности предприятия, особенностей технологического процесса.
Предприятие (класс) размеры санитарно-защитной зоны
1 класс 1000 м
2 класс 500 м
3 класс 300 м
4 класс 100 м
5 класс 50 м.
При определенных условиях границы санитарно-защитной зоны могут быть увеличены, но не более, чем в 3 раза.
Одна из функций санитарно-защитной зоны – биологическая очистка атмосферного воздуха средствами озеленения. Древесно-кустарниковые насаждения газопоглотительного назначения (фитофильтры) способны поглощать газообразные загрязняющие вещества. Например, установлено, что луговая и древесная растительность может связывать 16-90% сернистого газа. Роль отдельных компонентов биоценоза в связывании загрязнений зависит от периода вегетации и фотосинтетической активности, температуры, освещенности, влажности воздуха. Расчет поглотительной способности насаждений рассчитывается по формуле (11):
(11)
Р - поглотительная способность 1 га насаждений за вегетацию, кг/га
U – сухая фитомасса листьев и хвои, кг
К – коэффициент физиологически допустимого накопления серы
(лиственные породы - 0,002; хвойные – 0,001)
ТU – время удаления серы из листьев и хвои (10 дней)
ТВ – длительность вегетации, дней.
Для насаждений с фитомассой листьев и хвои 5 т/га уровень накопления серы составляет (в кг на 1 га насаждений):
Для растительности определяют три уровня поглотительной способности:
В соответствии с уровнями поглотительной способности коэффициент К в формуле (11) принимает следующие значения:
|
Уровень поглотительной способности растительности |
Лиственные породы |
Хвойные породы |
|
физиологический |
0,002 |
0,001 |
|
биологический |
0,004; 0,006 |
0,002 |
|
максимальный |
0,01 |
0,004 |
Фронтальная часть зеленого фильтра должна быть представлена групповыми и линейными посадками с коридорами, образующими организованную аэродинамическую систему. Средняя и тыловая части фильтра должны способствовать полному перехвату газообразных загрязнений. Для этой цели рекомендуются семирядные трехъярусные лесные полосы с возрастающей густотой зеленых насаждений. Площадь насаждений в санитарно-защитных зонах зависит от класса промышленного предприятия. Ассортимент растений подбирают в соответствии с климатическими и почвенными условиями, составом и количествами загрязнений, расстояниями от источников выбросов. Обычно вблизи промышленных предприятий по состоянию растительности выделяют несколько характерных зон. В радиусе 100-500 м погибают многие древесные(в первую очередь хвойные) породы. В этой зоне следует высаживать наиболее устойчивые виды травянистых растений и некоторых кустарников. В радиусе 500 – 1000 м возможно создание устойчивых газонов, защитных полос и других форм насаждений из устойчивых кустарников и древесных пород. В радиусе 1-2 км для озеленения используют среднеустойчивые и даже газочувствительные виды. Устойчивость фитофильтра в некоторых случаях можно повысить путем промывания лиственной массы (полив).
Некоторые виды растений, используемые для озеленения санитарно-защитных зон
при различных загрязнениях
|
загрязнение |
Ассортимент растений (примеры) |
|
Оксиды серы |
Айва японская Арония черноплодная Барбарис обыкновенный Береза повислая Груша обыкновенная Клен остролистный Липа Сирень обыкновенная Туя западная Черемуха обыновенная Чубушник Яблоня домашняя Ясень обыкновенный |
|
Фенолы, ксилол |
Арония черноплодная Береза плакучая Вишня обыкновенная Ель колючая серебристая Липа Роза (культурные сорта) Сирень обыкновенная Туя западная |
|
Оксиды азота |
Арония черноплодная Барбарис обыкновенный Береза повислая Вишня обыкновенная Груша обыкновенная Ель колючая Ель колючая серебристая Липа мелколистная Лиственница Сирень обыкновенная Тополь Туя западная Форзиция Чубушник |