Уч-мет.пособ.по курс.пр. 2014
.pdfУточнение значения Н по формулам (2.42) и (2.44) производится до тех пор, по-
ка не выполнится условие (Нi+1 - Нi) ≤ 1.
Если из источника выбрасывается несколько различных загрязняющих веществ, то за высоту выброса должно приниматься наибольшее из значений Н (м), которые определены для каждого вещества в отдельности или для групп веществ с суммирующимся вредным действием.
Увеличение высоты трубы для обеспечения рассеивания с целью соблюдения ПДК в приземном слое атмосферы допускается только после полного использования всех доступных на современном уровне технических и технологических средств по сокращению выбросов.
2.14. Оценка правильности предложений по величинам предельно допустимых выбросов
Оценка правильности предложений по величинам предельно допустимых выбросов (ПДВ) для N источников, выбрасывающих i–ое вещество, проводится с использованием следующего критерия (сумма максимальных приземных концентраций с учетом фона):
N |
|
∑ СМij + CФi ≤ ПДКi . |
(2.45) |
j=1 |
|
При выполнении этого условия существующие выбросы каждого источника соответствуют ПДВ. ПДВ определяется для каждого загрязняющего вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ.
При установлении норм ПДВ для действующих предприятий необходимо учесть, что если действующие источники выбросов создают в приземном слое атмосферы концентрации меньшие, чем ПДКi – Сфi , то в качестве значений ПДВ принимаются (сохраняются) существующие мощности выбросов. Для действующих предприятий, если в воздухе городов или других населенных пунктов приземные концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, а значения ПДВ в настоящее время не могут быть достигнуты, по согласованию с контролирующими органами предусматривается поэтапное, с указанием длительности каждого этапа, снижение выбросов вредных веществ до значений ПДВ, обеспечивающих достижение ПДК, или до полного предотвращения выбросов. На каждом этапе до обеспечения значений ПДВ устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ) вредных веществ с учетом значений выбросов предприятий с наилучшей (в части охраны окружающей среды) достигнутой технологией производства, аналогичной по мощности и технологическим процессам.
При установлении норм ПДВ для проектируемых объектов принимается, что должно выполняться условие:
N |
|
∑ СМij + CФi = ПДКi. |
(2.45а) |
j=1 |
|
21
Для вновь проектируемых предприятий значения ВСВ не устанавливаются. Если источник нагретых выбросов один, то ПДВ для i-го вещества может быть
рассчитан по формуле:
(ПДК |
– C |
фi |
) H2 3√ V ∆T |
|
||
i |
|
|
1 |
|
||
ПДВ = _________________________________ , г/с. |
(2.46) |
|||||
|
A F m n η |
|
|
|||
В случае холодных выбросов: |
|
|
|
|
|
|
(ПДК – C |
|
) H4/3 |
8 V |
|
||
|
i |
|
фi |
1 |
|
|
ПДВ = ______________________________ , г/с. |
(2.47) |
|||||
A F n η D
В случае присутствия в выбросах веществ, входящих в группу суммации, значения ПДВ рассчитываются путем снижения заданных мощностей выбросов i-го вещества в n = ПДВприв /Мприв раз.
2.15. Установление размеров санитарно-защитной зоны
Ширина санитарно-защитной зоны (СЗЗ) l (м) – расстояние от границы промышленной площадки или от источника выброса до внешней границы СЗЗ – устанавливается в соответствии с классом вредности предприятия. Достаточность ширины СЗЗ по принятой классификации должна быть подтверждена выполненными расчетами рассеивания выбросов в атмосфере по утвержденным методикам [4]. Если на нормируемой границе СЗЗ выполняется условие Собщ ≤ ПДКмр , то ширина СЗЗ принимается в соответствии с нормативами (уменьшение нормативной ширины СЗЗ только на основании расчетных данных не допускается). В тех случаях, когда Собщ > ПДКмр , и расчетные значения СЗЗ для предприятия получаются больше, чем значения, установленные в [4], то необходимо пересмотреть проектные решения и обеспечить выполнение требований [4] за счет уменьшения количества выбросов вредных веществ в атмосферу, увеличения высоты их выброса с учетом установленных ограничений и других технических решений и средств. Если и после дополнительной проработки не выявлены технические возможности обеспечения нормативных размеров СЗЗ, значения l принимаются в соответствии с результатами расчетов по согласованию с контролирующими органами.
Суть расчета заключается в определении расстояния Loi , на котором Собщ = ПДКмр и в последующей корректировке Loi в соответствии с вытянутостью розы ветров в различных направлениях:
1.для каждого i-го источника выброса определяются значения Смi, Xмi, uмi.
2.рассчитывается Собщ1 при средневзвешенной опасной скорости ветра для i источников выбросов
22
|
N |
N |
|
Собщ1 |
= ∑CМij + |
∑CНij + CФj , |
(2.48) |
|
i=1 |
i=1 |
|
где СНij – вклад низких неорганизованных источников, мг/м3.
3. если Собщ1 ≤ ПДКмр , то определяют Собщ2 на нормируемой границе СЗЗ (lo) при скорости ветра u = 1 м/с :
|
N |
N |
|
Собщ2 |
= ∑Cloij + ∑CНij + CФj , |
(2.49) |
|
|
i=1 |
i=1 |
|
4.если Собщ1 ≤ ПДКмр и Собщ2 ≤ ПДКмр , то принимают нормируемую ширину СЗЗ lo .
5.если Собщ1 > ПДКмр , то ведется последовательный расчет Собщ1 (мг/м3) при
средневзвешенной опасной скорости ветра uмс (м/с) по методу координатных сеток. Собщ1 (мг/м3) рассчитывается в узлах координатной сетки с центром координат, сов-
падающим с центром СЗЗ, до тех пор, пока не выполнится условие Собщ1 ≤ ПДКмр . Шаг координатной сетки для объектов I и II классов вредности составляет 250 м, для
III – 100 м, для IV – 50 м, для V – 25 м.
6. если Собщ1 ≤ ПДКмр , а Собщ2 > ПДКмр , то расчет Собщ2 (мг/м3) ведется по методу координатных сеток аналогично п. 5 до тех пор, пока не выполнится условие
Собщ2 ≤ ПДКмр.
7. рассчитывается окончательный размер СЗЗ (l) – расчетное значение от центра СЗЗ до ее внешней границы с учетом вытянутости розы ветров:
l = Lo (pn/po), м , |
(2.50) |
где pn/po – вытянутость среднегодовой розы ветров в рассматриваемом направлении;
pn – повторяемость ветра в рассматриваемом направлении в течение года, %; po - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе вет-
ров, %; например, при 8-румбовой розе ветров po = 100 / 8 = 12,5 %.
При определении границ СЗЗ низкие неорганизованные и аварийные источники выбросов загрязняющих веществ учитываются следующим образом:
а) приземная концентрация загрязняющего вещества, создаваемая наземным точечным источником выброса, определяется по формуле:
М |
|
СН = 67000 _______ , мг/м3 , |
(2.51) |
u1 X3/2 |
|
23
где u1 – скорость ветра на высоте 1 м, м/с;
Х – расстояние по оси факела от источника до расчетной точки, м.
б) для низкого неорганизованного площадного источника выброса, который представляется как линейный источник с длиной b (м), используется следующая формула:
М1′ |
|
СН = 104 ______ , мг/м3 , |
(2.52) |
u X
где М1′ = (∑МН ) / b – мощность выброса в пересчете на единицу длины, г/мс;
b – проекция площади источника на перпендикуляр к рассматриваемому направлению – оси факела выброса, м;
u – скорость ветра, м/с.
в) для аварийного источника с кратковременным выделением большого количества загрязняющих веществ:
С = (А М τ) / X3, мг/м3 , |
(2.53) |
где τ – продолжительность действия источника, с.
2.16. Загpязнение атмосфеpы выбpосами линейных источников
К линейным источникам выбросов загрязняющих веществ могут быть отнесены вентиляционные выбросы через аэpационные фонаpи и иные проемы, расположенные вдоль цехов, котельных, насосных, компpессоpных, наливные эстакады, эстакады по разгрузке мазута, масел, угля и т.п.
Для линейного источника длиной L (м) наибольшая концентрация примеси СМ (мг/м3) достигается при направлении ветра вдоль источника на расстоянии ХМ (м) от проекции его центра на земную поверхность.
Для аэрационных фонарей параметры СМ и ХМ определяются по формулам:
СМ = s3 СМ′, мг/м3 ; |
(2.54) |
ХМ = L / 2 + s4 XМ′, м. |
(2.55) |
Здесь значения СМ′ и ХМ′, а также соответствующее им значение uм ′ принимаются равными СМ, ХМ, uМ для одиночного источника той же мощности М с круглым устьем диаметром Dэ и расходом газо-воздушной смеси V1э. При этом эффективный диаметр устья фонаря Dэ (м) определяется по формуле:
D |
Э |
= 2 L V / (L2 |
w |
o |
+ V ) , м, |
(2.56) |
|
1 |
|
1 |
|
24
где V1 – объемный расход выбрасываемой из фонаря газо-воздушной смеси, м3/с; wo – средняя скорость выхода из фонаря газо-воздушной смеси, м/с.
Величина V1э определяется по найденному значению DЭ:
V |
= (π D |
Э |
2 w |
) / 4, м3/с. |
(2.57) |
1э |
|
0 |
|
|
За высоту источника выброса Н (м) принимается высота верхней кромки фонаря над уровнем земли. Масса выбрасываемого загрязняющего вещества в единицу времени М (г/с) пpинимается pавной суммаpному выбpосу из всего фонаpя.
Безразмерные коэффициенты s3 и s4 определяются по формулам:
1 + 0,45 L / Xм′ |
|
s3 = ______________________________________ ; |
(2.58) |
1 + 0,45 L / Xм′ + 0,1 (L / Xм′)2 |
|
1 |
|
s4 = __________________ . |
(2.59) |
1 + 0,6 L / Xм′ |
|
Опасная скорость ветра uм = uм′.
2.17. Определение поправок, учитывающих влияние рельефа местности на приземную концентрацию рассеиваемого вещества
При определении поправок на рельеф местности все препятствия на местности предполагаются единственными и вытянутыми в одном направлении, а расчеты применимы к случаю, когда ось факела перпендикулярна оси препятствия.
Попpавки на pельеф местности вводятся, если пpепятствия удалены от источника выброса не более чем на 50 высот тpуб, но не менее 2 км. Местность считается pовной и поправка на рельеф не вводится (η = 1), если пеpепад высот не пpевышает 50 м на 1 км.
Поправочный коэффициент на рельеф рассчитывается по формуле:
η = 1 + φ1 ηm , |
(2.60) |
где ηm определяется по табл. 2.2. в зависимости от форм рельефов местности (рис. 2.2) и безpазмеpных величин n1 и n2.:
n1 = H / h0 , |
(2.61) |
n2 = a0 / h0 , |
(2.62) |
25 |
|
где n1 определяется с точностью до десятых, а n2 - с точностью до целых; h0 - высота (глубина) пpепятствия, м;
a0 - полушиpина гpяды, холма, ложбины или пpотяженность бокового склона уступа, м;
Х0 - pасстояние от сеpедины пpепятствия в случае гpяды или ложбины и от веpхней кpомки склона в случае уступа до источника, м.
По своему физическому смыслу ηm является коэффициентом, учитывающим пропорции между высотой трубы и размерами препятствия, а коэффициент φ1 учитывает форму препятствия. Значение функции 1 опpеделяется по прил. 3 в зависи-
мости от отношения X0 /a0 .
Для источников выброса, в зоне влияния которых расположено несколько изолированных препятствий, следует определить поправочные коэффициенты η для каждого отдельного препятствия и использовать в расчете максимальное значение.
Таблица 2.2
|
|
|
|
|
|
|
n2 |
|
|
|
|
|
|
n1 |
ложбина (впадина) |
|
уступ |
|
гребень (холм) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4-5 |
6-9 |
10- |
16- |
4-5 |
6-9 |
10- |
16- |
4-5 |
6-9 |
10- |
16- |
|
|
|
|
15 |
20 |
|
|
|
15 |
20 |
|
|
15 |
20 |
0,5 |
13 |
1 |
0,6 |
0,3 |
2,5 |
0,8 |
|
0,5 |
0,2 |
2,0 |
0,5 |
0,4 |
0,2 |
0,6-1,0 |
2 |
0,6 |
0,5 |
0,2 |
1,7 |
0,5 |
|
0,3 |
0,2 |
1,2 |
0,4 |
0,3 |
0 |
1,1-2,9 |
0,8 |
0,5 |
0,4 |
0,1 |
0,6 |
0,4 |
|
0,2 |
0,1 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0 |
3-5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0 |
0,3 |
0,2 |
|
0,1 |
0 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
0 |
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНОГО ОБЪЕКТА СБРАСЫВАЕМЫМИ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ. УСТАНОВЛЕНИЕ НДС
Сточная вода – это вода, сбрасываемая в установленном порядке в водные объекты после ее использования или поступившая с загрязненной территории.
При установлении требований к спуску сточных вод учитываются следующие факторы:
расход, качественный состав сточных вод и режим их отведения;
характер использования водного объекта в настоящее время и на перспективу (для хозяйственно-бытовых нужд населения, рыбохозяйственных целей, орошения сельскохозяйственных земель и др.);
ПДК вредных веществ в воде водоема применительно к виду водопользования;
состояние водного объекта в районе проектируемого или действующего пред-
26
приятия, качество воды в водоеме, ее гидрогеологические характеристики (расход, скорость течения, глубина и т.п.) выше и ниже места сброса сточных вод.
Для определения возможности и величины сброса сточных вод предприятия необходимо провести расчет, позволяющий прогнозировать санитарное состояние, степень ожидаемого загрязнения водоема при заданных условиях сброса сточных вод. Это, в свою очередь, дает возможность определения необходимой степени очистки, обезвреживания или обеззараживания сбрасываемых сточных вод, чтобы степень загрязнения водоема не нарушала нормальные условия водопользования и не угрожала здоровью населения.
НДС вредных веществ в водные объекты устанавливаются для каждого выпуска сточных вод, исходя из условия недопустимости превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) в установленном контрольном створе, а при превышении ПДК в контрольном створе – исходя из условия сохранения (неухудшения) состава и свойств воды в водных объектах. При этом учитываются ассимилирующая способность водного объекта и оптимальное распределение массы сбрасываемых веществ между водопользователями. В случае одновременного использования водного объекта для различных целей к составу и свойствам воды применяются наиболее жесткие нормы ПДК.
При сбросе сточных вод в водоемы хозяйственно-питьевого или коммунальнобытового назначения нормы качества воды должны выдерживаться в водотоке на участке в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования.
При сбросе сточных вод в водоемы рыбохозяйственного назначения нормы качества воды должны соблюдаться в пределах всего рыбохозяйственного участка, начиная с контрольного створа, определямого территориальным органом управления и охраной водных и рыбных ресурсов, но не далее 500 м ниже сброса сточных вод.
Таким образом, сброс является разрешенным, если выполняется условие:
Сконтр ≤ ПДК , мг/л, |
(3.1) |
где Сконтр – концентрация вещества в контрольном створе после всех сбросов и разбавления в воде водоема (мг/л).
В случае сброса в водоем сточных вод, содержащих n загрязняющих веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности (ЛПВ), должно соблюдаться условие:
С1 |
С2 |
Сn |
|
________ + _________ + . . . + |
_________ ≤ 1 , |
(3.2) |
|
ПДК1 |
ПДК2 |
ПДКn |
|
где С1, С2, … Сn – концентрации загрязняющих веществ с одинаковым ЛПВ в кон-
27
трольном створе, мг/л;
ПДК1, ПДК2, … ПДКn - соответствующие указанным веществам ПДК, мг/л, (прил. 4).
Концентpация вредного вещества в водоеме после разбавления i-го выпуска стоков (Ci) водами реки опpеделяется по фоpмуле:
N |
ССТi |
– Cф |
|
Сi = Сф + ∑ |
_____________ , мг /л , |
(3.3) |
|
i=1 |
ni |
|
|
|
|
|
|
где Сф – фоновая концентpация вредного вещества в водоеме выше сбpосa сточных вод, мг/л;
CСТi - концентpация вредного вещества в сточной воде i-го выпуска, мг/л; ni - коэффициент pазбавления сточных вод i-го выпуска pечным потоком:
N |
|
|
qi + γi (∑ qi-1 |
+ Q) |
|
ni = _________i=1___________ , |
(3.4) |
|
qi
где qi – pасход сточной воды i-го выпуска, м3/с;
Q - pасход воды в водотоке (минимальный расход 95 % - ной обеспеченности для наиболее маловодного месяца гидрологического года), м3/с;
i - коэффициент смешения:
1 – e-α √Li |
|
|
γ = _____________________ |
, |
(3.5) |
i |
|
|
1 + ( Q ) e-α √Li |
|
|
где Li - pасстояние от места i-го выпуска сточных вод до pасчетного контрольного ствоpа по прямой, м;
е= 2,72 (основание натуpального логаpифма);
- паpаметp, учитывающий гидpавлические условия в pеке:
α = φ ξ 3√ D / qi , |
(3.6) |
где - коэффициент извилистости pеки, φ = l / L (l – расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по фарватеру реки, м); соответственно для пpямого участка pеки = 1;
- коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (пpи выпуске у беpега = 1, при выпуске в стрежень = 1,5);
28
D - коэффициент туpбулентной диффузии, м2/с; для приближенных расчетов принимают D = 0,005 м2/с (средние условия смешения, равнинные реки) или D = 0,02 м2/с (интенсивные условия смешения, горные реки).
Для зимних условий, когда pека покpыта льдом (наихудшие условия):
g V RПР |
|
D = ______________ , |
(3.7) |
2 |
|
37 nПР сПР |
|
где g - ускоpение свободного падения, pавное 9,81 м/с2; V - сpедняя скоpость течения pечного потока, м/с;
RПР, nПР, cПР - пpиведенные значения гидpавлического pадиуса, коэффициента
шероховатости и коэффициента Шези, соответственно. |
|
Для шиpоких pек в зимних условиях: |
|
RПР = 0,5 Н , м , |
(3.8) |
где H - сpедняя глубина реки на участке от створа выпуска сточных вод до расчетного створа, м.
Пpиведенный коэффициент шеpоховатости: |
|
nПР = nш (1- r1,5)0,67 , |
(3.9) |
r = nл / nш , |
(3.10) |
где nш - коэффициент шеpоховатости ложа |
pеки, опpеделяемый по таблице |
М.Ф.Скрибного [7];
nл - коэффициент шеpоховатости нижней повеpхности льда, опpеделяемый по таблице П.H.Белоконя [7].
Пpиведенный коэффициент Шези:
|
Yпр |
|
|
|
RПР |
|
|
|
с = __________ |
, |
(3.11) |
|
ПР |
|
|
|
nПР |
|
|
где |
YПР = 2,5 √ nПР - 0,13 – 0,75 √ RПР (√ nПР - 0,1). |
(3.12) |
|
29
НДС рассчитывают по наибольшим среднечасовым расходам сточных вод фактического периода спуска сточных вод. НДС с учетом требований к составу и свойствам воды в водных объектах определяют для всех категорий водопользования по формуле:
НДС = СНДС qСТ , г/ч, |
(3.13) |
где Сндс – концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, при |
ко- |
торой в конкретных условиях водоотведения не превышаются нормы |
качества |
воды в контрольном створе, г/м3 (мг/л); |
|
qст - максимальный часовой расход сточных вод, м3/ч. |
|
Сброс массы загрязняющего вещества, соответствующий НДС, при расчете по формуле (3.13) необходимо увязывать с расходом сточной воды qст (м3/ч), так как уменьшение qст при сохранении величины НДС будет приводить к концентрации загрязняющего вещества в сточной воде, превышающей Сндс , что недопустимо.
По результатам расчета нормативов условий сброса сточных вод предприятием должен быть предусмотрен комплекс водоохранных мероприятий, направленных на достижение НДС (для действующих предприятий).
В тех случаях, когда по объективным причинам водоохранный комплекс может быть построен в несколько очередей, концентрация сточных вод и НДС будут обеспечены лишь после введения в эксплуатацию последней очереди строительства. В таких случаях вводится поэтапное достижение нормативов, и водопользователь одновременно с утверждением НДС должен получить лимит на временно согласованный сброс (ВСС). Степень превышения ВСС над НДС (ВСС/НДС) и допустимая длительность такого превышения утверждаются органами Министерства природопользования и экологии РФ по согласованию с органами Роспотребнадзора.
Нормативы НДС и ВСС устанавливают в г/ч или т/год по общесанитарным и рыбохозяйственным показателям и группам ЛПВ для каждого водопользователя.
Для случаев, когда сточные воды сбрасываются в водоем в нескольких точках (одинаковые по составу и содержанию в них загрязняющих веществ) и с учетом требования (3.1), формула (3.3) в общем виде примет следующий вид:
N |
СНДСi – Cф |
|
Сi = ПДКi = Сф + ∑ |
_____________ , мг /л. |
(3.14) |
i=1 |
ni |
|
|
|
Тогда в случае одной точки сброса сточных вод концентрация загрязняющего вещества в контрольном створе должна соответствовать
С1 = ПДКi ,
в случае двух точек сброса
С2 = ПДКi и т.д.
30