Порядок расчета ПДВ для предприятия
Приведенные нормы не распространяются на расчет концентраций на дальних расстояниях (более 100 км) от источников выбросов. Они предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.
В зависимости от высоты H устья источника выброса вредного вещества над уровнем земной поверхности этот источник относится к следующему классу:
высокие источники (H ≥50 м);
источники средней высоты (10≤H<50 м);
низкие источники (2≤H<10 м);
наземные источники (H <2 м).
При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких (n) веществ, обладающим в соответствии с перечнем, утвержденным Минздравом РФ, суммацией вредного воздействия, для каждой группы этих веществ рассчитывается безразмерная суммарная концентрация (q) или значения концентраций (n) вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, приводятся условно к значению концентрации (C) одного из них. Безразмерная концентрация (q) определяется по формуле:
Расчетами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30-минутному интервалу осреднения. Значения мощности выброса и расхода газовоздушной смеси при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства нормативами.
Температуру окружающего воздуха Тв следует принимать как равную средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по МНиП 2.01.01-82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси - по действующим для данного производства технологическим нормативам.
Влияние застройки (зданий и сооружений) на загрязнение воздуха связано с изменением характера воздушных течений вблизи здания. При обтекании отдельных зданий и их групп могут образовываться ветровые тени (застойные зоны) с близкой к нулю средней скоростью ветра и интенсивным турбулентным перемешиванием.
Расчет концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при неблагоприятных метеорологических условиях
| №п/п | Характеристики, расчет | единица | значение | |
| Исходные данные | ||||
| Число дымовых труб, N | шт. | |||
| Высота дымовых труб, Н | м | |||
| Диаметр устья трубы, D | м | 1,10 | ||
| Скорость выхода газовоздушной смеси, W0 | м/с | 5,5 | ||
| Температура газовоздушной смеси, Тг | °С | |||
| Температура окружающего воздуха, Тв | °С | |||
| Выброс двуокиси серы, Мso2 | г/с | 11,0 | ||
| Выброс золы, Мз | г/с | 2, 20 | ||
| Выброс окислов азота (в пересчете на двуокись азота), МNO2 | г/с | 0,12 | ||
| Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, А | ||||
| Коэффициент, учитывающий влияние рельефа, η | ||||
| Безразмерный коэффициент F, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере для окислов азота и двуокиси серы для золы | ||||
| Максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДК): двуокиси серы, SO2 золы окислов азота | Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 | 0,5 0,5 0,085 | ||
| Расчет | ||||
W1 - расход газовоздушной смеси, определяется по формуле, м3/с: W1 =  Где π =3,14 | м3/с | 5,22 | ||
| ∆Т - перегрев газовоздушной смеси определяется по формуле: ∆Т = Тг - Тв =120 - 22 | °С | |||
Параметр f определяется по формуле:  | 0,24 | |||
Параметр Wм определяется по формуле:  | м/с | 1,55 | ||
Параметр W1м определяется по формуле:  | 0,21 | |||
Параметр fе определяется по формуле:  | 7,41 | |||
Параметр m определяется по формуле:  (при f<100)  (при f≥100) | 1,08 | |||
Параметр n определяется по формуле: n = 1, при Wм ≥ 2,  при 0,5≤ Wм<2,n=4,4Wм, при Wм<0,5 | 1,11 | |||
Безразмерный коэффициент d определяется по формуле: при f<100: d=2,48 (1+0,28  , при Wм ≤0,5; d=4,95Wм (1+0,28  ) =4,95.1,55 (1+0,28  ), при 0,5< Wм ≤2; d=7  , при Wм ≥2 при f>100 или ∆Т≈0 d находится по формулам; d=5,7, при W1м≤0,5; d=11,4W1м, при 0,5< W1м ≤2; d=16  , при W1м ≥2 | 9,00 | |||
| №п/п | Характеристики, расчет | единица | значение | |
Максимальная концентрация SO2 определяется по формуле:  Максимальная концентрация NO2 определяется аналогично по этой же формуле:  | Мг/м3 Мг/м3 | 0,08 8,81 | ||
Расстояние XмSO2, на котором наблюдается максимальная концентрация SO2 определяется по формуле:  Расстояние XмNO2, на котором наблюдается максимальная концентрация NO2 определяется аналогично по данной формуле и равно расстоянию XмSO2 | м м | 342,00 342,00 | ||
Коэффициент S1 для расстояния X определяется по формулам (для SO2 и NO2 одинаковый):  при x/xм ≤1;  при 1< x/xм≤8; S1 =  при F≤1,5 и x/xм>8 S1=  при F>1,5 и x/xм>8 x1 =50 м.,  0,146 x2 =100 м.,  0,292 x3=200 м.,  0,585 x4=400 м.,  1,170 x5=1000 м.,  2,924 x6=3000 м.  8,772 | 0,104 0,334 0,803 0,959 0,535 0,101 | |||
| Концентрация СSO2 (CNO2) на расстоянии X определяется по формуле C=S1См x1 =50 м, С=0, 19*0,104 x2=100 м, С=0, 19*0,334 x3 =200 м, С=0, 19*0,803 x4 =400 м, С=0, 19*0,959 x5 =1000 м, С=0, 19*0,535 x6 =3000 м С=0, 19*0,101 | Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 | 0,02 0,06 0,15 0,18 0,10 0,02 | ||
| 27 Расчет концентрации золы | ||||
| Золоочистка отсутствует. Коэффициент F согласно нормативов | 3,0 | |||
| Максимальная концентрация золы определяется по формуле: С3м =СмSO2*Мз/МSO2*F=0,08*2, 20/11,00*3,0 | Мг/м3 | 0,05 | ||
| Расстояние ХмСзм, на котором наблюдается максимальная концентрация золы определяется по формуле: ХмСзм= XмSO2* (5 - F) /4=342,00* (5 - 3) /4 | м | 171,00 | ||
Коэффициент S1 для расстояния Х определяется по формулам: при x/xм≤1; при 1< x/xм≤8; S1 = при F≤1,5 и x/xм>8 S1= при F>1,5 и x/xм>8 x1 =50 м.,  0,292 x2 =100 м., 0,585 x3=200 м., 1,170 x4=400 м., 2,339 x5=1000 м., 5,848 x6=3000 м. 17,544 | 0,334 0,803 0,959 0,660 0, 207 0,018 | |||
| Концентрация золы на расстоянии X определяется по формуле: C=S1См x1 =50 м., С=0,12*0,334 x2=100 м., С=0,12*0,803 x3 =200 м., С=0,12*0,959 x4 =400 м., С=0,12*0,660 x5 =1000 м., С=0,12*0, 207 x6 =3000 м. С=0,12*0,018 | Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 Мг/м3 | 0,040 0,096 0,115 0,079 0,025 0,002 | ||
A
Проект нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ)
Согласно Закону РФ «Об охране атмосферного воздуха» (№ 96 – ФЗ), юридические лица, имеющие стационарные и нестационарные источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, обязаны обеспечивать проведение инвентаризации выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и разработку тома предельно - допустимых выбросов (ПДВ).
Целью разработки проекта нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ) является утверждение нормативов допустимых выбросов в Ростехнадзоре и получение разрешения на выброс и проверки воздухоохранной деятельности предприятия.
Порядок разработки расчета ПДВ рассматриваем повариантно.
ЗАДАНИЕ № 1
(к разделу «Охрана атмосферного воздуха»)
1. Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Котельная расположена на территории Бирского района.
2. Определить максимальную приземную (на высоте 1,5 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она может наблюдаться, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), то есть при скорости ветра ≤ 0,5 м/с.
3. Построить кривую распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела (для случая НМУ).
4. Уточнить размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с розой ветров данного района.
В табл. 1 приведены индивидуальные варианты выполнения задания в соответствии с двумя последними цифрами учебного шифра студента.
Таблица 1
| Перечень данных | Последняя цифра зачетной книжки студента | |||||||||
| Высота трубы Н, м | ||||||||||
| Диаметр устья трубы D, м | 1,5 | 1,3 | 1,4 | 1,6 | 1,3 | 1,5 | 1,2 | 1,3 | 1,6 | 1,1 |
| Скорость выхода газовоздушной смеси, ω0, м/с | 3,5 | 8,5 | ||||||||
| Температура газовоздушной смеси Тг , 0С | ||||||||||
| Предпоследняя цифра зачетный книжки студента | ||||||||||
| Температура окружающего воздуха, Тв , 0С | ||||||||||
| Загрязняющее вещество* | зола | СО | NO2 | SO2 | V2O5 | СО | SO2 | NO2 | V2O5 | зола |
| Масса загрязняющего вещества, Мх мг/м3 | 0,12 | 0,05 | 0,2 | 0,001 | 0,6 | 0,04 | 0,001 | 0,015 | ||
| Фоновые концентрации Сф, | 0,01 | 2,0 | 0,03 | 0,02 | 0,0005 | 2,0 | 0,02 | 0,03 | 0,0005 | 0,01 |
| Эффективность (степень) очистки Э,% | ||||||||||
| Повторяемость ветров, %: | ||||||||||
| - северный | ||||||||||
| - северо-восточный | ||||||||||
| - восточный | ||||||||||
| - юго-восточный | ||||||||||
| - южный | ||||||||||
| - юго-западный | ||||||||||
| - западный | ||||||||||
| - северо-западный |
* Значения ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл. 2.
1. Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по методике, принятой в ОНД-86 [3] (в г/с).
Величина ПДВ (г/с) по каждому из вредных веществ рассчитывается по формуле:
где ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3;
Сф - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м3;
Н - высота источника выброса, м;
W1- расход газовоздушной смеси, м3/с:
- скорость выхода газовоздушной смеси, м/с;
D - диаметр устья трубы, м.
За величину ΔT принимается разница температур выбрасываемого газовоздушного потока Тги окружающего воздуха Тв °С:
ΔT = Тг - Тв
А - коэффициент стратификации, учитывающий вертикальные перемещения воздуха в зависимости от степени расчлененности рельефа. Коэффициент А изменяется от 120 до 250; для Московской области А = 140;
F- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ.
Для легких газов (CO и NO2), у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0, F=1, а для мелкодисперсных аэрозолей и тяжелых газов:
F=2 при степени очистки 90%;
F=2,5 при степени очистки 75-90%;
F=3,0 при степени очистки менее 75%.
Значения безразмерных коэффициентов m и n определяются по следующим вспомогательным величинам:
При f > 100рассчитывается коэффициент m по формуле:
;
При f < 100 коэффициент n рассчитывается следующим образом:
n = 1при Vm ≥ 2;
при 0,5 ≤ Vm ≤ 2;
n = 4,4VmприVm ≤ 5.
η- коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50 м η=1; при перепаде высот более 50 м η >1 и зависит от соотношения высоты трубы и высоты препятствия (H/h0), а также от соотношения ширины и высоты препятствия (а0/h0). (Для нашей задачи во всех вариантах принять η=1, так как для Поволжского района России перепад высот составляет 25 метровРеспублика Башкортостан России).
2.Максимальная концентрация загрязняющего вещества при фиксированных выбросах из источника (Мх, г/с) рассчитывается по формуле:
.
Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация вредного вещества, определяется по формуле:
где d – аэродинамический коэффициент.
При холодных выбросах, когда ΔT ≈ 0°С, d = 5,7;
При горячих выбросах (во всех вариантах этой задачи выбросы – горячие), то есть когда ΔT > 5°С, коэффициент d определяется по формуле:
3. Построение кривой распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела проводится следующим образом.
Для упрощения расчетов величину lxпринимаем равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от lmax.
Находим Сх по формуле:
где Сх - концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м3;
- коэффициент пересчета от максимальной концентрации Стах к концентрации загрязнения в любой точке на расстоянии lx от источника выброса.
Коэффициент определяется:
при 
при 
Кривая распределения приземных концентраций по оси факела строится по величине максимальной концентрации и как минимум четырем точкам на различных расстояниях от источника выброса.
4. Размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяется по Санитарным правилам и нормам (СанПиН 2.2.1/2.1.1200-03) в соответствии с классом предприятия. Корректировка размера СЗЗ с учетом розы ветров, преобладающих в данном районе, выполняется по формуле:
где l - длина румба по СЗЗ;
L0 - размер СЗЗ по СанПиН 2.2.1/2.1.1200-03;
Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %;
Р0 - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе ветров Р0 — 12,5%.
Примечание: Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – это зона, отделяющая предприятия, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, являющимися источниками выделения в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ, а также источниками повышенных уровней шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных волн радиочастот, статического электричества и ионизирующих излучений, от жилой застройки. Котельная относится к 5 классу предприятий, для которых СЗЗ установлена 50 метров.
Таблица 2