3. Расчет рассеивания от организованных источников

Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере производится по специальной методике – ОНД- 86. Общероссийский нормативный документ базируется на численных и аналитических решениях основного уравнения турбулентной диффузии примеси.

ОНД- 86 устанавливает требования в части расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при размещении и проектировании предприятий, нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий, а также при проектировании воздухозаборных сооружений.

Предназначен для ведомств и организаций, осуществляющих разработки по разрешению, проектированию и строительству промышленных предприятий, нормированию вредных выбросов в атмосферу, экспертизе и согласованию атмосфероохранных мероприятий.

Данная методика является нормативной. С её помощью можно сделать расчет рассеивания примесей от любых стационарных источников выбросов промышленного объекта.

Методика расчета концентраций действует при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий. Также следует отметить, что данная методика предназначена для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующим неблагоприятным (особо опасным) метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра.

Источник рассеивания загрязняющих веществ является одиночным, выброс в атмосферу осуществляется посредством вентиляционной шахты. Расчётами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30-минутному интервалу осреднения. При расчёте приземных концентраций учитываются метеорологические условия и коэффициенты, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферу города Красноярска.

Расчёт рассеивания проводится по следующим загрязняющим веществам:

- оксид серы;

- азота (IV) оксид;

- углерода оксид;

- твердые частицы;

- бенз(а)пирен.

3.1 Расчет максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии x_м (м) от источника и определяется по формуле:

, (3.1)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

Значение коэффициента А для г. Красноярска принимается 200.

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

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. В соответствии с пунктом 2.5 в ОНД-86 безразмерный коэффициент для газообразных вредных веществ F=1, а для древесной пыли F=3, при отсутствии очистки;

т и n - безразмерные коэффициенты. учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника;

H - высота источника выброса над уровнем земли. На данном предприятии выброс загрязняющих веществ происходит через четыре вентиляционные шахты и дымовую трубу (м);

 - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

Т (°С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в. Температура окружающего атмосферного воздуха равна средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01 – 82 (Т_в = 24,4 С ). Температура выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси определяется технологией производства.

V₁ - расход газовоздушной смеси (м³/с), определяемый по формуле:

(3.2)

где D - диаметр устья источника выброса (м);

₀ -средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса (м/с);

Безразмерный коэффициент m определяют расчетом в зависимости от параметра f (мс^-2∙°С), который вычисляют по формуле

, (3.3)

, (3.4)

где ω₀ – скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы (м/с);

D – диаметр устья источника выброса (м).

Значение коэффициента n определяют в зависимости от параметра V_м, рассчитываемого по формуле

, (3.5)

где , (3.6)

При этом n =3, если V_м ≤0,3; (3.7)

n=1, если V_м >2; (3.8)

, когда 0,3≤ V_м <2, (3.9)

Коэффициент η=1, если в радиусе 50 Н и более от источника перепад отметок местности не превышает 50 Н на 1 км.

В дымовую трубу поступают азота (II) оксид, азота (IV) оксид, углерода оксид, бенз(а)пирен от сушилки СРГ-50, сжигающей древесный уголь

А=200; F=1; D=2 м; Н=20 м; ΔТ=150-24,4=125,6°С; η=1; ω₀=15 м/с.

Таблица 3.1- Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в единицу времени.

ЗВ поступающее в атмосферу	Кол-во ЗВ выбрасываемых в атмосферу в единицу времени, г/с
Диоксид серы SO2	0,18
Диоксид азота NO2	0,46
Оксид углерода CO	102.7
Твердые частицы	3,28
Бенз(а)пирен	1,47 · 10-6

;

м³/с;

;

Так как 0,3≤ V_м <2, то

Масса азота (IV) оксида:

М=0,46 г/с;

Подставим все имеющиеся данные в формулу (3.1) и получим максимальную приземную концентрацию азота (IV) оксида:

мг/м³

Масса углерода оксида:

М=0,41 г/с;

Подставим все имеющиеся данные в формулу (3.1) и получим максимальную приземную концентрацию углерода оксида:

мг/м³

Масса бенз(а)пирена:

М=0,000006 г/с;

Подставим все имеющиеся данные в формулу (3.1) и получим максимальную приземную концентрацию бенз(а)пирена:

мг/м³

Масса твердых частиц:

М=3,28 г/с;

Подставим все имеющиеся данные в формулу (3.1) и получим максимальную приземную концентрацию твердых частиц:

Масса диоксида серы:

М=0,18г/с;

Подставим все имеющиеся данные в формулу (3.1) и получим максимальную приземную концентрацию диоксида серы:

мг/м³

Расстояние Х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения С_м, определяется по формуле

, (3.10)

где безразмерный коэффициент d при находится по формулам

, при υ^/_м ≤ 0,5; (3.11)

, при 0,5 ≤ υ^/_м < 2; (3.12)

, при υ^/_м > 2; (3.13)

где , (3.14)

Используя формулу (3.14) рассчитаем расстояние от источников выбросов, на котором приземная концентрация достигает максимального значения:

Для того, чтобы найти коэффициент d используем формулу (3.12) при υ^/_м=

;

Подставляя все данные в формулу (3.10), получаем расстояние:

м.

Для азота (IV) оксида, углерода оксида, серы диоксида, бенз(а)пирена, для твердых частиц, выделяющихся из дымовой трубы:

;

Для того, чтобы найти коэффициент d используем формулу (3.12) при υ^/_м=1,95

;

Подставляя данные в формулу (3.10)

м.

Итоги расчетов приземных концентраций представлены в Таблици 3.2