Тема курсовой работы

К выполнению курсовой работы

Методические указания

по дисциплине «Экспертиза проектов»

«Оценка воздействия на окружающую среду котельной (проект)»

Автор – составитель

Грачева И.В.

Ковров 2012
1. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Выполнить оценку воздействия на окружающую среду (ОВОС) проекта котельной, расположенной в Владимирской области на ровной открытой местности.

Поскольку работа носит учебный характер, ограничимся оценкой воздействия котельной на атмосферу и гидросферу, учитывая при этом не все факторы воздействия.

Примем, что воздействие на окружающую среду ограничивается:

- выбросом в атмосферу золы, диоксида серы и оксидов азота;

- сбросом сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, которые предварительно очищаются в нефтеловушках.

Территория котельной окружена санитарной зоной. Сброс сточных вод производится в реку, воды которой в нижнем течении используются для хозяйственно-питьевых (категория 1) целей.

При выполнении ОВОС следует решить следующие задачи:

- оценить уровень воздействия на атмосферу и достаточность размеров санитарной зоны;

- оценить концентрацию загрязнений в створе водозабора и достаточность мероприятий по очистке сточных вод;

- при превышении допустимых уровней воздействия на атмосферу и гидросферу предложить мероприятия, обеспечивающие допустимые уровни воздействия.

Характеристика объекта и варианты заданий указаны в таблице 1. Характеристики объекта, соответствующие своему варианту следует рассчитать, учитывая, что N – номер фамилии студента по списку группы.

Кроме этих пунктов следует выполнить индивидуальное задание, направленное на более глубокое изучение одной из проблем. Темы индивидуальных заданий:

1. Определите, на сколько может быть увеличен объем сточных вод без нарушения экологических требований.

2. Определите, на сколько может быть увеличена концентрация загрязнений в сточных водах без нарушения экологических требований.

3. Оцените изменение качества воды в расчетном створе, если коэффициент турбулентной диффузии увеличится на 20 %.

4. Оцените изменение качества воды в расчетном створе, если коэффициент турбулентной диффузии уменьшится на 20 %.

5. Оцените сезонные колебания качества воды при увеличении расхода воды на 20 % (скорость потока считать неизменной).

6. Оцените сезонные колебания качества воды при уменьшении расхода воды на 20 % (скорость потока считать неизменной).

7. Определите, на сколько изменятся приземные концентрации золы при увеличении высоты трубы на 10 м.

8. Определите, на сколько изменятся приземные концентрации золы при уменьшении высоты трубы на 10 м.

9. Определите, на сколько изменятся приземные концентрации NO₂ при увеличении высоты трубы на 15 м.

10. Определите, на сколько изменятся приземные концентрации NO₂ при уменьшении высоты трубы на 15 м.

11. Определите, на сколько изменятся приземные концентрации SO₂ при увеличении высоты трубы на 20 м.

12. Определите, на сколько изменятся приземные концентрации SO₂ при уменьшении высоты трубы на 10 м.

13. Определите, как изменятся приземные концентрации вредных веществ, если диаметр устья трубы увеличить на 20 %.

14. Определите, как изменятся приземные концентрации вредных веществ, если диаметр устья трубы уменьшить на 20 %.

15. Оцените экологические последствия, если в котельной установлены устройства для более глубокого использования теплоты уходящих газов Т_г =
= 60 ⁰С, при этом масса выбрасываемых вредных веществ уменьшится на 30%.

1. Оцените экологические последствия, если в котельной установлены устройства для более глубокого использования теплоты уходящих газов Т_г =
   = 60 ⁰С, при этом масса выбрасываемых вредных веществ не изменится.

17. Оцените изменения концентраций в приземном слое воздуха, если при работе котельной возможны колебания массы выбрасываемых веществ на «+» 20 % (смена сорта каменного угля, износ оборудования, пусковые режимы).

18. Оцените изменения концентраций в приземном слое воздуха, если при работе котельной возможны колебания массы выбрасываемых веществ на «-» 20 % (смена сорта каменного угля, износ оборудования, пусковые режимы).

19. Оцените возможность повышения мощности котельной при замене каменного угля на газ с экологической точки зрения.

20. Найдите возможность будущего расширения селитебной зоны в сторону котельной и предложите мероприятия, которые позволят максимально расширить эту зону.

21. Опишите способы оценки достоверности представленной в проекте информации по воздействию на атмосферу.

22. Опишите способы оценки достоверности представленной в проекте информации по воздействию на гидросферу.

Таблица 1

Характеристика объекта и территории

№	Н а и м е н о в а н и е	Размер-ность	Значение	Примечание
	Число дымовых труб	шт.
	Высота дымовых труб	м	25 + 2´N
	Расход выбрасываемых продуктов сгорания	м^3/с	5 ´ К	K= 1 + 0,1 ´ N
	Масса вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу: двуокиси серы (SO2), оксидов азота в пересчете на NO2, золы	г/с	6 ´ К 0,1 ´ К 1,5 ´ К
	Степень очистки продуктов сгорания от золы,m	%	60 + 1,5N
	Диаметр устья трубы (D)	м	1,4 ´К1^1/2	K1=1+0,07 ´ N
	Температура продуктов сгорания (Тг)	^0С
	Температура окружающего воздуха	^0С
	Размер (радиус) защитной санитарной зоны	м
	Селитебная зона расположена от источника выбросов на расстоянии 300 ´ К на румбе К2	м	300 ´ К	K2=N, N<9 K2=N-8, N>9
	Фоновые концентрации вредных веществ в атмосфере: SO2, NO2, золы (пыли)	мг/м^3	0,02 0,02 0,3
	Расход сточных вод	м^3/с	0,2 ´ К
	Концентрация нефтепродуктов в сточных водах	мг/л	20 ´ К
	Расход воды в реке	м^3/с	300 ´ К
	Концентрация нефтепродуктов в водах до места сброса сточных вод	мг/л	0,005
	Средняя глубина русла реки	м	5 ´ К
	Средняя по сечению русла реки скорость течения	м/с	0,5/К
	Длина русла от сечения выпуска до места водозабора	м	1000 + 500 ´ К
	Коэффициент извилистости русла реки		1,1 + 0,04 ´ N
	Расположение выпуска сточных вод (для четных N – береговой выпуск, а для нечетных N – выпуск в сечении русла)

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРЫ

2.1. Общие положения

Методика расчета концентраций вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, разработана Главной геофизической обсерваторией им. А.И.Войкова Госкомгидромета [1]. Она предназначена для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций. Методика не позволяет рассчитывать концентрации на дальних (более 90 км) расстояниях от источника выброса.

Степень опасности загрязнений атмосферного воздуха оценивается значениями концентраций, рассчитанными при неблагоприятных метеоусловиях и в том числе при опасной скорости ветра, при которой создаются наибольшие концентрации вредных веществ.

Расчетами определяются разовые концентрации с, относящиеся к 20..30 - минутному интервалу усреднения, поэтому допустимость воздействия на атмосферу оценивается путем их сравнения с соответствующими разовыми предельно допустимыми концентрациями вредных веществ ПДК:

с+с_ф < ПДК, (1)

где с_ф – фоновая концентрация того же вещества.

Для вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, оценка осуществляется по сумме безразмерных концентраций:

(2)

На процесс рассеивания вредных выбросов из труб и вентиляционных устройств оказывают влияние: расположение предприятий и источников

- 6 -выбросов (наличие других зданий в зоне рассеивания), характер местности (впадины, возвышения), состояние атмосферы, высота источника и скорость выброса, диаметр устья трубы, физико-химические свойства выбрасываемых веществ (плотность, размер частиц), температура газов и др.

Распространение промышленных выбросов в атмосфере подчиняется законам турбулентной диффузии. Горизонтальное перемещение примесей зависит в основном от скорости ветра, а вертикальное - от температуры и плотности газов, распределения температур по высоте (инверсия dТ_в /dh > 0, изотермия dT_в /dh = 0 и конвекция dТ_в /dh < 0, где Т_в - температура воздуха, h - высота).

Характер распределения концентраций вредных веществ в атмосфере под факелом организованного источника показан на рис.1 [2].

Пространство под факелом по мере удаления от источника выброса можно условно разделить на три зоны:

- зону переброса факела, характеризующуюся сравнительно невысоким содержанием вредных веществ;

- зону задымления с максимальным содержанием вредных веществ, которая распространяется на расстояние 10...49 высот трубы (эта зона исключается из селитебной застройки);

- зону постепенного снижения концентрации вредных веществ.

Скорость ветра оказывает неоднозначное влияние на рассеивание вредных веществ. С одной стороны, ее увеличение способствует турбулентному перемешиванию загрязнений с окружающим воздухом и снижению их концентраций. С другой стороны, ветер уменьшает высоту факела над устьем трубы, пригибая его к поверхности земли и способствуя повышению концентраций в приземном слое атмосферы. Скорость ветра, при которой приземные концентрации при прочих равных условиях имеют наибольшие значения, называется опасной скоростью ветра.

Рис.1. Распределение концентрации вредного вещества атмосфере от организованного источника выбросов при наличии фонового загрязнения

Для предотвращения отклонения струи вблизи горловины трубы скорость выбрасываемых газов должна вдвое превышать опасную скорость ветра на уровне горловины трубы.

Величина предельно допустимой концентрации пыли с_п (мг/м³), подвергаемой рассеиванию, ограничена СНиП 2.04.05-86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Значение с_п зависит от расхода выбросов V_г и предельно допустимой концентрации пыли в воздухе рабочей зоны ПДК_р3.

с_п = 100´ k, V_г ³ 15000 м³/ч,

с_п =k´(160 – 4V_г ), V_г < 15000 м³/ч, (3)

k = 0,3 при ПДК_р3 £ 2,

k = 0,6 при ПДК_р3 £ 4,

k = 0,8 при ПДК_р3 £ 6,

k = 1 при ПДК_р3 ³ 6.

Газы следует подвергать очистке, если концентрация пыли в выбросах превышает с_п или размеры частиц пыли превышают 20 мкм.

Все источники подразделяют на точечные и линейные, затененные и незатененные. Точечными считают трубы, шахты, когда их поля рассеивания не накладываются друг на друга на расстоянии двух высот здания с заветренной стороны.

Линейными считаются источники, имеющие значительную протяженность в направлении, перпендикулярном ветру.

Незатененные, или высокие, источники располагаются в недеформируемом потоке ветра (в 2,5 раза выше высоты здания H_зд).

Затененные, или низкие, источники расположены в зоне подпора или аэродинамической тени; их высота не превышает H_зд.

В документе [1] приведены методики расчета загрязнений атмосферы выбросами:

- одиночного точечного источника;

- линейного источника,

с учетом следующих усложняющих расчет факторов: рельефа местности, группы источников, суммаций действия нескольких вредных источников, фоновых концентраций, а также нормы по определению минимальной высоты источников выбросов, установлению предельно допустимых выбросов.

Рассмотрим методику расчета загрязнений атмосферы с учетом суммации вредного действия загрязняющих веществ.

2.2. Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м на расстоянии х_м (м) от источника с круглым отверстием при неблагоприятных метеоусловиях определяется по формуле

, (4)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации (расслоения) атмосферы;

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (г/с);

F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ;

m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газов из устья источника;

h – коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (при перепаде высот менее 50 м на 1 км длины h = 1);

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м (для наземных источников Н = 2 м);

DТ – разность температур между температурой выбрасываемых газов Т_г и температурой окружающего воздуха Т_в, °С, DТ = Т_г - Т_в;

V_г – расход газов,

, (5)

где D – диаметр устья источника выбросов, м;

w₀ – средняя скорость выхода газов из устья источника, м/с.

Поясним методику определения параметров, входящих в формулу (4).

Коэффициент А принимается для неблагоприятных метеоусловий, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна. Для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Ивановской, Калужской областей А = 140.

Величины М, V_г, Т_г определяются расчетом в технологической части проекта. Для изменяющихся во времени значений М, V_г, Т_г принимаются такие их величины (усредненные в 20¸30-минутном интервале), при которых с_м максимально.

Температура воздуха Т_в принимается равной средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца по СНиП 2.01.01–82 или средней температуре самого холодного месяца для отопительных котельных.

Значение коэффициента F для вредных газообразных веществ принимается равным единице (F = 1), а для пыли и золы в зависимости от степени предварительной их очистки m (F = 2 при m ³ 90, F = 2,5 при 75£m<90 и F = 3 при m < 75 %).

Напомним, степенью очистки называют отношение в процентах уловленной массы пыли и золы к поступившей.

Значения коэффициентов m и n определяют в зависимости от параметров f, v_М, v и f_e:

, (6)

, (7)

, (8)

. (9)

Коэффициент m (m = 0,4...1,6) определяется в зависимости от f:

(10)

Для f_e < f < 100 коэффициент m вычисляется по формуле (10) при f = f_е. Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от v_м :

; ; (11)

.

Для f³100 (или ) (холодные выбросы) при расчете с_м вместо формулы (4) используется формула

, (12)

где . (13)

Причем n рассчитывается по формулам (11) при v_м = v.

В случае предельно малых опасных скоростей ветра при f < 100 и v_м<0,5 или f ³ 100 и v < 0,5 расчет с_м также выполняется по другой формуле:

, (14)

где m_н = 2,86 ´ m при f < 100, v_м < 0,5,

m_н = 0,9 при f ³ 100, v < 0,5. (15)

Расстояние x_м от источника выбросов, при котором достигается максимальное значение концентрации с_м (мг/м³), определяется по формуле

, (16)

где безразмерный коэффициент d находится по формуле

при v_м 0,5,

при 0,5 < v_м 2,

при v_м > 2. (17)

При f >100 или значение d находится по формуле:

d = 5,7 при v 0,5,

d = 11,4´v при 0,5 < v 2,

d = 16 ´ v^1/2 при v > 2. (18)

Значение опасной скорости u_м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение с_м, в случае f < 100 определяется по формуле

u_м = 0,5 при v_{м £} 0,5,

u_м = v_м при 0,5 < v_м 2,

при v_м > 2. (19)

При f ³ 100 или значение u_м находится по формуле

u_м = 0,5 при v < 0,5,

u_м = v при 0,5 v 2, (20)

u_м = 2,2 при v > 2.

При опасной скорости ветра u_м приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле

c = s₁ ´ c_м, (21)

где s₁ - безразмерный коэффициент, зависящий от X = x/x_м и коэффициента F,

S₁ = 3X⁴ - 8X³ + 6X² при X 1,

S₁ = при 1 < X 8,

S₁ = при F 1,5 и X > 8,

S₁ = при F > 1,5 и X > 8. (22)

При низких источниках выброса H 10 м при X < 1 величина s₁ в (21) заменяется на s^н₁, которая рассчитывается по формуле

s^н₁ = 0,125´ (10 - H) + 0,125´ (H - 2) ´s₁ при 2 Н< 10. (23)

Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере c_у (мг/м³) на расстоянии у (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле

с_у = s₂ ´ с, (24)

где s₂ - безразмерный коэффициент, зависящий от скорости ветра u (м/c) и отношения x/y;

s₂ = (1 + 5´t_y + 12,8´t + 17´t + 45,1´t )^-2 , (25)

где t_y = u ´ y²/x² при u 5, (26)

t_y = 5 ´ y²/x² при u > 5.

В документе [1] приводятся формулы для расчета при скоростях ветра, отличающихся от опасных, и формулы, позволяющие рассчитать распределение концентраций по высоте. Кроме того, приводятся графики для нахождения коэффициентов m, n, s_1, s₂ и др.

Формулы (4) и (14) можно использовать для решения обратных задач по определению мощности выброса М, г/с, и высоты источника Н:

, или (27)

при f > 100 или . (28)

Высота источника для холодных выбросов находится по формуле

. (29)

Если найденному по формуле (29) значению Н соответствует v < 2 м/с, то Н уточняется методом последовательных приближений по формуле

, (30)

где n_i и n_i-1 - значения коэффициента n, полученные соответственно по значениям H_i и H_i-1 (при i = 1 принимается n₀ = 1).

Формулы (29) и (30) применяются при DТ>0,если при этом выполняется условие

.

В противном случае первое приближение следует найти по формуле

. (31)

По величине Н₁ определяются величины f, v_м, v, f_e и коэффициенты m_i=1, n_i=1. Новое приближение Н_i+1 находится по формуле

(32)

(при i = 1 можно принять m₀ = n₀ = 1 и Н₀ = Н₁).

В тех случаях, когда формулы (27)…(29), (30) используются для нахождения величин предельно допустимых выбросов (ПДВ) или минимальной высоты трубы, вместо с_м в них подставляется

с_м = ПДК - с_ф.

Причем фоновая концентрация должна учитываться для точки, расположенной на расстоянии х_м от источника выбросов. При рассеивании вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, в расчетах следует использовать приведенные массы выбросов:

где М₁, М₂,…,М_n – мощности выброса каждого вещества. (В данном случае приведение делается к первому веществу. По аналогичной формуле должна рассчитываться приведенная фоновая концентрация веществ.)

3. НОРМИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДОЕМАХ

3.1. Нормирование качества воды в водоемах

Качество воды рек, озер, водохранилищ нормируется “Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнений” 1988 г.

Ими устанавливаются две категории водоемов (или их участков):

1-я - водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения;

2-я - водоемы рыбохозяйственного назначения.

Для водотоков первой категории соответствие нормам проверяется в створе, расположенном на 1 км выше водозабора, а для непроточных – в радиусе 1 км.

Для рыбохозяйственных водоемов вода должна соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод при рассеивающем выпуске (наличие течения), а при отсутствии течений - не далее чем в 500 м от места выпуска.

Нормируются следующие параметры воды:

- содержание плавающих примесей и взвешенных веществ,

- запах,

- температура,

- значение водородного показателя рН,

- состав и концентрация минеральных примесей,

- концентрация растворенного в воде кислорода,

- биологическая потребность воды в кислороде (БПК),

- состав и ПДК ядовитых и вредных веществ, а также болезнетворных бактерий.

Поскольку вредные и ядовитые вещества разнообразны по своему действию, их нормируют по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ). Это означает, что раствор каждого вещества в воде проходит:

- органолептическую проверку (на цвет, запах, прозрачность, привкусы и т.д.),

- общесанитарную (на концентрацию взвешенных веществ, рН воды, биохимическую потребность в кислороде и т.д.),

- санитарно-токсикологическую (на концентрацию токсичных для человека веществ).

Наиболее неблагоприятное воздействие вещества определяет его ЛПВ.

Например, фенолы в водоемах первой категории при с=0,001 мг/л не ухудшают общесанитарных показателей и не вызывают отравлений, но из-за неприятного запаха делают воду непригодной для питья. Следовательно, ЛПВ фенола является органолептическим. Для ионов цинка ЛПВ – общесанитарный, а для цианидов – санитарно-токсикологический.

Нормирование качества воды для водоемов первой категории проводится по трем перечисленным ЛПВ. Для водоемов второй категории дополнительно используется еще два вида ЛПВ: рыбохозяйственный и токсикологический, которые учитывают влияние загрязнений на ихтиофауну. Например, повышение температуры воды до 30 ⁰С приводит к гибели рыб. Отметим, что ПДК некоторых веществ для водоемов второй категории в несколько раз ниже (например, для бензина в 20 раз).

Нормами установлены ПДК для 400 вредных веществ для водоемов культурно-бытового назначения и более 100 для рыбохозяйственных водоемов.

“Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения” запрещают сбрасывать в водоемы сточные воды:

- если можно избежать сброса, используя более рациональную технологию (безводные процессы, водооборотные системы),

- если в сточных водах содержатся ценные отходы, которые можно утилизировать,

- если сточные воды содержат сырье, реагенты, продукцию, превышающие технологические потери,

- если сточные воды содержат вещества, для которых не установлены ПДК.

При наличии нескольких вредных веществ санитарное состояние водоема отвечает нормам, если выполняется соотношение

, (33)

где с_i – концентрация i-го вещества в расчетном створе водоема, ПДК_i – предельно допустимая концентрация i-го вещества, к – количество веществ, имеющих одинаковый ЛПВ.

3.2. Расчет концентрации веществ, попавших в водоем со сточными водами

Концентрация вредных веществ, поступивших в водоем со сточными водами, по мере удаления их от места ввода уменьшается.

Для веществ, которые называют консервативными, концентрация изменяется только вследствие их разбавления. Для неконсервативных веществ концентрация изменяется вследствие протекания химических, физико-химических и биохимических процессов, которые называют процессами самоочищения. Процессы разбавления и самоочищения характеризуют обезвреживающую способность водоема.

Уровень воздействия на окружающую среду (водоем) не превысит допустимого, если в расчетном створе водозабора или водоиспользования будет выполняться условие (33) для всех загрязняющих веществ по всем видам ЛПВ, которые следует учитывать для данной категории водоема.

Учет процессов самоочищения допускается лишь в ограниченных случаях, поэтому рассмотрим методику расчета концентрации веществ, которая уменьшается только за счет разбавления сточных вод.

Концентрацию консервативных веществ в максимально загрязненной части струи после перемешивания определяют по величине кратности разбавления n_p по формуле

c = c_Ф + (с₀ - c_Ф) / n_p , (34)

где c_Ф – концентрация загрязняющего вещества до выпуска сточных вод (фоновая), с₀ – концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л.

Для водоемов с направленным течением кратность разбавления можно определить по формуле

n_p = 1 + m_cV_в / V_св, (35)

где v_св – объемный расход сточных вод, м³/с; V_в – объемный расход воды в водоеме, м³/с; m_c – коэффициент смешения, показывающий, какая часть воды участвует в смешении.

Величину m_c можно рассчитать по методу Фролова-Родзиллера, который основан на решении дифференциального уравнения турбулентной диффузии при следующих допущениях:

- речной поток считается безграничным;

- зона начального разбавления отсутствует (для рек она значительно короче, чем для озер);

- выпуск сточных вод сосредоточенный.

Коэффициент смешения для рек определяется по формуле

. (36)

Здесь –коэффициент, характеризующий гидравлические условия смешения,

y- коэффициент, характеризующий условия сброса (для берегового выпуска y = 1, для выпуска в сечении русла y = 1,5),

j - коэффициент извилистости русла, j = L / L_п,

L, L_П – расстояния от места выпуска до расчетного створа (м), по фарватеру и по прямой линии;

D_Т – коэффициент турбулентной диффузии, определяемой по формуле Караушева

, (37)

где g – ускорение силы тяжести (g = 9,81 м/c²),

Н_р – средняя глубина русла по длине смешения (м),

w_x - средняя по сечению русла скорость течения реки на удалении L от места выпуска сточных вод (м/с),

с_ш = 40…44 м^0,5/с – коэффициент Шези,

М_ш – функция коэффициента Шези, для воды М_ш = 22,3 м^0,5/с.

Расстояние до створа практически полного смешения (m_с = 0,9) можно найти по формуле

. (38)

Условия смешения сточных вод с водами озер и водохранилищ значительно отличаются от условий смешений в реках. Концентрация значительно уменьшается в начальной зоне, но полное перемешивание происходит на значительно больших удалениях от места выпуска, чем в реках.

Кроме того, неустойчивые значения направлений и скоростей воздуха над озерами и водохранилищами переносят загрязнения в различных направлениях от места выпуска.

Расчет разбавления сточных вод в озерах и водохранилищах проводят методами Руффеля и Лапшева [5,6].

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

4.1. Расчет максимальных приземных концентраций вредных веществ

По методике, описанной в п.3, определяются значения с_м и х_м для заданных загрязняющих веществ: золы, SO₂ и NO₂. Поскольку газы SO₂ и NO₂ обладают суммацией вредного действия, расчет для них ведут совместно по приведенной мощности выброса М_с. Приведенную, например, к SO₂ массу выброса вредных газов можно рассчитать по формуле

М_с = М _SO2 + М_NO2 ´ПДК _SO2 / ПДК _NO2. (39)

При подстановке М_с в формулу (4) найдется приведенная максимальная концентрация SO₂, с_м.с.

Поскольку при расчете максимальной концентрации золы с_м.з. по формуле (4) по сравнению с предыдущим расчетом изменятся только величины М и F, величину с_м.з можно найти по значению с_м.с:

, (40)

где М_з – масса золы (г/с), F_з – коэффициент F для золы.

Расстояние х_м по формуле (16) рассчитывается сначала для газов х_м.с, а для золы его можно пересчитать по формуле

. (41)

Значение опасной скорости ветра не зависит от вида загрязняющего вещества (см. формулы (6)……(8) и (19),(20)), поэтому рассчитывается одно значение скорости по формуле (19) или (20).

Величина ПДВ рассчитывается по формуле (27) или (28).

4.2. Расчет полей концентраций загрязняющих веществ

Вначале рассчитывается распределение концентраций по оси факела, направленной в сторону селитебной зоны, по формуле (21). На микрокаль- куляторе достаточно определить значения с для трех значений Х, например для Х = 0,5, Х = 5 и Х = 10.

Поскольку значения х_м и формулы (22) зависят от вида загрязняющего вещества, расчет следует сделать для газовых и пылевых загрязнений.

Концентрации загрязняющих веществ по оси у на микрокалькуляторе достаточно рассчитать для трех точек, например, с координатами х = 300,

у = 50, 100, 150 м.

Остальные значения концентраций можно рассчитать с помощью ПЭВМ по программе «VIBROS».

Предельные значения координат подбирают так, чтобы охватить всю зону влияния источника загрязнений, которая ограничивается условием с > 0,05 ПДК.

Причем зоны влияния для газовых выбросов и золы могут оказаться различными. Расчетный шаг по координатам х и у подбирается из диапазона 10 …50 м.

Форма записи полей концентраций загрязняющего вещества показана в табл.2.

Таблица.2

Поле концентраций <наименование загрязняющего вещества> при опасной скорости ветра и неблагоприятных метеоусловиях

у, м	x, м
<х1>	<х2>	<х3>	…	<хкх>
<у1>
<у2>
…
<уку>

<z> - значение координаты.

Рекомендуется составить таблицы и построить результирующие поля концентраций в виде линий постоянного уровня для золы, SO₂, NO₂ и приведенной концентрации с_с для двух газов с учетом фоновых концентраций.

По результатам расчетов, выполненных в п.4.1 и 4.2, делается заключение о допустимости воздействия на атмосферу по условию (1).

Условие (1) проверяется для концентрации золы и приведенного значения концентрации SO₂. Фоновые концентрации SO₂ и NO₂ также приводятся к одному значению по формуле, аналогичной (39).

4.3. Расчет концентрации загрязняющих веществ в водоеме

Расстояние до расчетного створа определяется по формуле

L = L_з – 1000,

где L_з – раcстояние по фарватеру реки от места слива сточных вод до створа водозабора или культурно-бытового использования воды.

После определения величин m_c, n_p, c и проверки правильности их расчета, рекомендуется найти параметры для нескольких значений L, построить графики изменения функций m_c(L), n_p(L), c(L) и дать их анализ.

Проверка допустимости воздействия определяется в данном случае по условию (33) при к = 1.

4.4. Выполнение индивидуального задания и оформление работы

Работа над индивидуальным заданием позволяет более глубоко изучить один или несколько вопросов, касающихся оценки воздействия на атмосферу и гидросферу. При выполнении задания необходимо проявить максимум самостоятельности. Поскольку содержания работ у студентов будут отличаться индивидуальными заданиями, они в наибольшей степени определят оценку курсовой работы при ее защите. В заголовке раздела не следует писать “ индивидуальное задание”, а указывать его смысл. Например, “ Исследование влияния высоты трубы на приземную концентрацию загрязнений”. В некоторых случаях для выполнения этого раздела потребуется привлечение дополнительных источников информации.

Работа оформляется в следующем порядке.

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ.

АННОТАЦИЯ (краткое описание работы и основных выводов (0,5 стр.)).

1. ЗАДАНИЕ (характеристика объекта проектирования и территории, параметры объекта, характеризующие уровень его воздействия на окружающую среду).

2. ОЦЕНКА ДОПУСТИМОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ

2.1. Методика расчета загрязнений атмосферы (краткое описание методики расчета и способов оценки допустимости воздействия).

2.2. Расчет приземной концентрации вредных веществ (Расчет концентрации золы, SO₂, NO₂ с учетом суммации их воздействия, построение полей концентраций в направлении селитебной зоны, расчет величины ПДВ.)

2.3. Оценка допустимости воздействия.

3. ОЦЕНКА ДОПУСТИМОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОСФЕРУ

3.1. Нормирование качества воды в водоемах.

3.2. Определение концентраций загрязняющих веществ в расчетном створе (Расчет коэффициентов разбавления, смешения, концентраций на различных расстояниях от места сброса сточных вод; графики.)

3.3. Оценка допустимости воздействия.

4. ТЕМА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ (исследовательской части). Постановка задачи, результаты расчетов, описание, анализ, выводы, рекомендации.

ЛИТЕРАТУРА

СОДЕРЖАНИЕ

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Она выполняется в виде схем и графиков на листе формата А4, на котором указывается место и источник выбросов, размещение объекта, селитебной зоны, водоема, створов сброса сточных вод, водозабора, поля концентраций загрязнений в приземном слое воздуха и границы зоны влияния, роза ветров.

4.5. Защита работы

На защиту представляется работа, подписанная руководителем. В докладе отмечаются основные выводы по работе, и более подробно рассказывается о содержании индивидуального задания.

После доклада студент должен ответить на вопросы, заданные преподавателем.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какими условиями определяется допустимость воздействия на атмосферу?
2. Какие параметры влияют на рассеивание вредных выбросов в атмосфере?
3. Назовите способы уменьшения воздействия на атмосферу ТЭС и ТЭЦ.
4. Что влияет на горизонтальное и вертикальное перемещение примесей?
5. Покажите характер распределения концентраций в приземном слое воздуха от одиночного источника.
6. Какое влияние оказывает скорость ветра на рассеивание вредных веществ?
7. Что такое “ опасная скорость ветра”?
8. Для каких метеоусловий проводится расчет концентраций вредных веществ?
9. Что такое ПДК и как они определяются?
10. Как подразделяются источники выбросов?
11. Какие усложняющие факторы могут учитываться методикой расчета загрязнений [1]?

12. Напишите формулу расчета максимальной приземной концентрации вредного вещества и поясните ее параметры.

1. От каких параметров зависит распределение концентрации по осям х и у?
2. Как рассчитать расстояние х_м?
3. Что такое ПДВ и как его определяют?
4. Как рассчитывается минимальная высота источников выбросов?
5. Какими параметрами нормируется качество воды?
6. Что такое ЛПВ?
7. Каким ЛПВ нормируется качество воды в водоемах первой и второй категории?
8. Где располагаются расчетные створы для проточных и непроточных водоемов различных категорий?
9. В каких случаях запрещается сбрасывать в водоемы сточные воды?

22. Каким условием оценивается допустимость воздействия загрязнений на гидросферу?

1. Поясните суть процессов самоочищения водоемов. Можно ли их учитывать при оценке уровня воздействия?
2. Как рассчитывается концентрация загрязняющих веществ и кратность разбавления сточных вод?
3. Поясните смысл коэффициента смешения и методику его расчета.
4. Назовите основные допущения в методике Фролова-Родзиллера.
5. Поясните смысл расстояния до створа практически полного смешения. Как будут изменяться концентрации ниже этого створа?
6. Назовите наиболее эффективные способы понижения концентрации вредных веществ в расчетном створе.
7. В чем состоит различие в условиях смешения для проточных и непроточных водоемов?
8. Какие воздействия на окружающую среду, кроме рассмотренных в работе, оказывает котельная (ТЭС, ТЭЦ)?
9. Как рассчитать приведенную концентрацию вредного вещества при наличии нескольких видов загрязнения однонаправленного воздействия?
10. Как рассчитать приведенную мощность выброса и фоновую концентрацию для нескольких веществ?
11. Приведите примеры загрязняющих веществ, обладающих однонаправленным воздействием.
12. Что такое качественная оценка воздействия на окружающую среду? Когда ее используют при экспертизе проектов?
13. Кто отвечает за достоверность информации, правильность расчетов при проведении ОВОС?

Список литературы

1.Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий / ОНД – 86. Госкомгидромет. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 92 с.

2. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы / Справочник под общей редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. – М.: Энергия, 1980. – 528 с.

3. Инженерные расчеты в дипломном проекте по дисциплине “Безопасность жизнедеятельности”: Учеб. пособие под редакцией В.Т. Кондратьева / Владимирский политехнический институт. – Владимир, 1993. – 128 с.

4. Охрана окружающей среды: Учеб. для технических специальностей вузов / С.В. Белов, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьяков и др. Под редакцией С.В. Белова.-2-е издание.- М.: Высш. шк., 1991. – 319 с.

5.Лапшев Н.Н. Расчеты выпусков сточных вод. – М.: Стройиздат, 1977.

6. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод.: Справочное пособие / Под редакцией А.И. Жукова. – М.: Стройиздат, 1977. – 204 с.

Приложение

Таблица П1

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе

населенных мест [2, 4]

№	Загрязняющее вещество	Класс опасности	ПДК, мг/м^3
Максимальная разовая	Среднесу-точная
	Пыль нетоксичная NO2 SO2 CO Бензин		0,5 0,085 0,5 5,0	0,15 0,04 0,05 3,0 1,5

Таблица П2

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в водоемах [2, 4]

№	Загрязняющее вещество	Водоем 1-й категории	Водоем 2-й категории
ПДК, мг/л	Лимитирующий показатель вредности	ПДК, мг/л	Лимитирующий показатель вредности
	Нефть многосернистая Нефть прочая   Ртуть	0,1   0,3   0,005	Органо-лептический Органо-лептический Санитарно-токсикологический	-   0,05     -	¾   Рыбохозяйст-венный   ¾

Дата добавления: 2014-12-07