Файл: Методичка по КР.doc

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 Т>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)

---