Материал: 491
щимися в выбросах, заключается в определении концентрации этих веществ C в приземном слое воздуха. Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ определяется по наибольшему рассчитанному значению приземной концентрации вредных веществ CM , которое может устанавливаться на некотором расстоянии от места выброса XM ,соответствующем наиболее неблагоприятным метеорологическим условиям (когда скорость ветра достигает опасного значения uM , наблюдается интенсивный вертикальный турбулентный обмен и др.).
Исходные данные |
|
Пример расчета |
|
|
|
|
|
||
Пункт нахождения предприятия |
г. Омск |
|||
Высота трубы |
|
|
H = 50 м; |
|
Размер устья трубы |
|
|
D = 2 м; |
|
Скорость ветра |
|
|
и = 1 м/с; |
|
Объем газовоздушной смеси |
V1 = 11,11 м3/с; |
|||
Валовой выброс |
|
|
M = 9 г/с; |
|
Средняя температура наиболее жаркого мес. ТВ = 24,5 °C; |
||||
Температура выходящих газов |
TГ =100 °C; |
|||
Концентрация фонового загрязнения |
Сф = 0,02 мг/м3; |
|||
Определить |
|
|
ПДК=0,15 мг/м3. |
|
|
|
|
||
1. |
См, |
6. |
См (x = 600 м), |
|
2. |
См (u =1м/с), |
7. |
См (x = 800 м), |
|
3. |
Хм (u = 1м/с), |
8. |
См (x = 1000 м), |
|
4. |
См (x = 200 м), |
9. |
ПДВ, |
|
5. |
См (х = 400 м), |
10. Нmin. |
|
|
Решение
Для г. Омска значение коэффициента А = 200; F = I (сажа – мелкодисперсная пыль);
∆T= 100 - 24,5 = 75,5 °C.
1. Находим среднюю скорость газовоздушной смеси из устья трубы
|
0 |
= |
4 V1 |
|
4 11,11 |
3,54 м с. |
|
3,14 22 |
|||||
|
D2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
6 |
|
2.Определение параметров:
|
|
|
|
f =103 |
|
2 |
|
D |
103 |
3,542 2 |
|
0,13; |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
H2 |
|
T |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
502 75,5 |
||||||||||||||||
|
V = 0,65 3 |
|
V1 T |
|
0,65 3 |
|
|
11,11 75,5 |
|
1,66 м с; |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
M |
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
V' |
1,3 |
0 |
|
1,3 |
3,54 2 |
0,18 м с; |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
M |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
fe |
= 800 0,183 4,67. |
||||||||||||||||||||
Так как f 0,13 100(f |
|
0,13 fe 100), находим коэффициент |
||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,14. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0,67 0,1 f |
|
0,34 3 |
f 0,67 0,1 |
0,13 0,34 3 0,13 |
|||||||||||||||||||||||
ПриVM = 1,66 м/с, т.е. 0,3 < VM < 2, получаем
n 3 
VM 0,3 4,36 VM 3 
1,66 0,3 4,36 1,66 1,08.
3. Определяем максимальную приземную концентрацию вредных веществ:
C |
M |
|
A M |
F m n |
|
200 9 |
1 1,14 1,08 |
|
0,092 мг м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
H2 3 V T |
502 3 11,11 75,5 |
|||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
4. Вычисляем суммарную концентрацию (с учетом фоновой):
С СM СФ 0,092 0,02 0,112 мг
м3 ,
С ПДК 0,15 мг
м3.
5.Определяем расстояние XM от источника, на котором наблюдает-
ся максимальная концентрация вредных веществ. При VM = 1,66 м/с (0,5 < VM < 2) получаем
d 4,95 VM 1 0,28 3
f 4,95 1,66 1 0,28 3
0,13 9,38.
Так как F = I, XM =d ∙ H = 9,38 ∙ 50 = 469 м.
6.Находим опасную скорость ветра при VM=1,66 м/с (0,5< VM <2)
uM VM 1,66 м
с.
7.При заданной скорости ветра и = 1 м/с получаем
u |
|
1 |
0,6 1; |
|
|
uM 1,66
7
|
u |
|
|
u |
2 |
|
u |
3 |
|
|
r 0,67 |
|
1,67 |
|
1,34 |
|
|
||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uM |
uM |
uM |
|
|||||||
0,67 0,6 1,67 0,62 1,34 0,63 0,71.
8.Максимальная концентрация вредных веществ при заданной
скорости ветра
CМи = r ∙ СM = 0,71 ∙ 0,092 = 0,06 мг/м3.
9. Вычисляем расстояние от источника выброса XМи, на котором при заданной скорости ветра приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения CМи : при 0,25 < и/им < 1
p8,43 1 uu 5 1 8,43 (1 0,6)5 1,08;
M
xMu p xM 469 1,08 506,6м.
10. Определяем концентрацию вредных веществ на заданном расстоянии
С s1 CM .
|
x |
|
|
|
|
|
|
x |
|
4 |
|
|
x |
3 |
|
x |
2 |
|
||
При |
|
≤ 1; |
s |
3 |
|
|
8 |
|
|
6 |
|
; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
xM |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
xM |
|
xM |
xM |
|
||||||||||
При 1 < |
|
x |
≤ 8; |
|
s |
|
|
|
1,13 |
|
|
|
. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
x |
M |
|
1 |
|
|
|
|
x |
2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
0,13 |
|
1 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитанные данные внесём в табл. 1.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
||
|
X |
|
200 |
|
400 |
600 |
|
800 |
|
1000 |
|||||||||
|
x |
|
|
200 |
1 |
|
400 |
1 |
1 |
600 |
|
8 |
1 |
800 |
|
8 |
1 |
1000 |
8 |
|
xM |
|
469 |
|
|
469 |
|
469 |
|
|
469 |
|
|
469 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
S1 |
|
0,58 |
|
0,97 |
0,93 |
|
0,82 |
|
0,71 |
|||||||||
с(х) |
|
0,05 |
|
0,09 |
0,08 |
|
0,07 |
|
0,06 |
||||||||||
11. Находим предельно допустимый выброс
|
H2 3 |
V T |
|
|
502 3 |
11,11 75,5 |
|
|
ПДВ ПДК |
|
1 |
|
0,15 |
|
|
|
14,3 г с. |
A F m n |
|
200 1 1,14 1,06 |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
12. Определяем мощность выброса, соответствующую заданной максимальной концентрации (с учетом фоновой).
8
С' |
ПДК С |
0,15 0,02 0,13 мг м3, |
|||||||||
|
M |
|
ф |
|
|
|
|
|
|||
|
|
H2 3 |
|
|
|
|
502 3 |
|
|
|
|
|
V T |
|
|
||||||||
M' CM' |
|
|
|
|
11,11 75,5 |
|
|||||
|
|
1 |
|
|
0,13 |
|
|
|
12,7г с. |
||
|
A F m n |
200 1 1,14 1,06 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
13. Оценим предварительную высоту трубы
H' |
|
A M F |
|
|
200 9 1 |
|
38м. |
|||
C' |
|
|
|
|
|
|
||||
min |
|
3 V T |
|
|
0,13 3 11,11 75,5 |
|
|
|||
|
|
M |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
14. C учетом H = 38 м определяем параметры f1, VM1 :
f1 103 3,542 2 0,23; 382 75,5
V 0,65 3 |
11,11 75,5 |
1,82. |
|
||
M1 |
38 |
|
|
|
15. Уточняем коэффициенты т и п
1
m1 0,67 0,1
0,23 0,343
0,23 1,08,
n1 3 
1,82 0,3 4,36 1,82 1,04. 16. Дальнейшие уточнения выполняем по формуле
H |
i 1 |
H |
i |
|
mi |
ni |
|
38 |
1,14 1,06 |
39,6м. |
m |
n |
|
1,08 1,04 |
|||||||
|
|
|
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
i 1 |
i |
|
|
||
Примечание. Уточнения производятся до тех пор, пока два последовательно найденных значения H не будут различаться менее чем на
1 м.
1.4. Расчёт разбавления сточных вод в водотоке
Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах или входит в состав выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в близлежащие водные объекты.
Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.
Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.
Вещества, концентрация которых изменяется как под действием
9
разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов, – неконсервативными.
Совокупность разбавления и самоочищения составляет обезвреживающую способность водного объекта. Основной механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты – разбавление [3].
Наибольшее распространение при расчёте разбавления сточных вод в водотоке получил метод Фролова – Родзиллера. В соответствии с этим методом определяется коэффициент смешения, который находят по формуле
|
1 |
e 3 |
L |
|
|
|
, |
(1) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Q |
|
3 |
|
||||||||
|
|
L |
|
|
|
||||||
|
1 |
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
где Q – среднемесячный расход воды водотока 95%-й обеспеченности, м3/с;
q – максимальный расход сточных вод, подлежащих сбросу в водоток, м3/с;
L – расстояние по фарватеру водотока от места выпуска до расчетного створа, м; α – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения.
Он рассчитывается по формуле
3 |
D |
, |
(2) |
|
q
где ξ – коэффициент, зависящий от расположения выпуска сточных вод в водоток: при выпуске у берега ξ = 1,
при выпуске в фарватер ξ = 1,5; φ – коэффициент извилистости водотока, т. е. отношение расстояния
между рассматриваемыми створами водотока по фарватеру к расстоянию по прямой;
D – коэффициент турбулентной диффузии.
Для упрощенных расчетов коэффициент турбулентной диффузии находят по формуле
D |
Vср Hср |
, |
(3) |
|
|||
200 |
|
|
|
где Vср – средняя скорость течения водотока на интересующем нас участке между нулевым и расчетным створами, м/с; Нср – средняя глубина на этом участке, м.
10