книги / Практикум по экологии
..pdfЭкологическая ситуация на предприятии Общее описание
На машиностроительном предприятии производится продукция, пользующаяся спросом у потребителей.
На предприятии имеется собственная котельная, литейный, механический, гальванический участок и сварочный пост. Забор вод производится из артезианской скважины и из городской системы водоснабжения.
Уровень использования материалов – 45 %. Из образующихся отходов большая часть (75 %) направляется на переработку, остальная – на свалку.
Общая площадь, занимаемая предприятием, – 100 20 м (без учета санитарно-защитной зоны предприятия).
Нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу
Задание 15.1
Расчет выбросов от котельной
Характеристика котельной: предельно допустимый выброс (ПДВ) составляет 60 % от фактического объема выбросов. Временно согласованный выброс (ВСВ) составляет 90 % от фактического
объема выбросов. |
|
Используемое топливо............................................................ |
уголь |
Расход топлива в год (В)................................................... |
40 тыс. т |
Зольность топлива (Ar), %............................................................ |
28 |
Доля золы в топливе (Х)........................................................ |
0,0023 |
Доля улавливаемой золы в золоуловителе ( ) принять |
|
в пределах.................................................................................. |
0,45–0,75 |
Содержание серы в топливе (Sr), % ........................................... |
3,5 |
Доля оксидов серы, связываемых летучей |
|
золой топлива ( SO2) .......................................................................... |
0,2 |
Доля оксидов серы, улавливаемых |
|
в золоуловителе ( 1SO2)...................................................................... |
0,2 |
Теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (Q1)......... |
18,5 |
61
Количество оксидов азота, образующихся |
|
на 1 ГДж тепла, кг (KNO2)................................................................. |
0,224 |
Степень очистки ( ) .................................................................... |
0,2 |
Коэффициент (R) потери теплоты в продуктах сгорания СО.... 1 |
|
Потери теплоты вследствие механической |
|
неполноты сгорания топлива, % (q)...................................................... |
3 |
Потери теплоты вследствие химической неполноты |
|
сгорания топлива, % (q1)..................................................................... |
0,5 |
1. Объем выбросов твердых частиц, т/год, |
|
mтв = ВАrХ(1 – ), |
|
где В – расход топлива, т/год; Аr – зольность топлива, доли; Х – доля золы в топливе; – доля улавливаемой золы в золоуловителе.
2. Объем выбросов сернистого ангидрида, т/год, mSO2 = 0,02BSr(1 – SO2)(1 – 1SO2),
где Sr – содержание серы в топливе, доли; SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива; 1SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе.
3. Объем выбросов оксидов азота, т/год, mSO2 = 0,001BQ1KNO2(1 – ),
где Q1 – теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг; KNO2 – количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла; – степень очистки.
4. Объем выбросов оксида углерода, т/год, mCO = 0,001ССОВ(R – q/100);
ССО = q1RQ1,
где ССО – выход оксида углерода при сжигании топлива, кг/т; q – потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, %; R – коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода; q1 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания, %.
62
Расчет выбросов вредных веществ при литье
Характеристика литейного участка: на участке производится литье цветных металлов, ПДВ составляет 95 % от фактического объема, аВСВравнофактическомуобъему выбросоввредных веществ.
Число печей индукционных 2 шт., производительность плавки 6 т/ч; газомазутных 1 шт., производительность плавки – 10 т/ч.
Каждая печь работает по 4 ч в смену. Число рабочих дней в году – 303.
Расчет объема выбросов mл, т/год, производится по формуле mл = дД (1 – )Ф,
где д – удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т; Д – расчетная производительность агрегата, т/ч; – поправочный коэффициент для учета условий плавки; – эффективность средств по снижению выбросов. Здесь = 0; Ф – годовой фонд рабочего времени, ч.
Определите объемы выбросов пыли, оксидов азота, сернистого ангидрида, окиси азота и прочих веществ.
Удельное выделение загрязняющих веществ (кг/т) при литье цветных металлов
Плавильное |
Пыль |
Оксиды |
Сернистый |
Окись |
Прочие |
|
оборудование |
|
азота |
ангидрид |
углерода |
|
|
Индукционные печи |
1,2 |
0,7 |
0,4 |
0,9 |
0,2 |
|
Газомазутные плавиль- |
2,8 |
0,6 |
0,6 |
1,4 |
0,18 |
|
ные печи |
||||||
|
|
|
|
|
Расчетвыбросоввредныхвеществ при термообработке
Характеристика термического участка: ПДВ равно фактическому объему выбросов вредных веществ.
Нагревательные устройства |
Объем сжигаемого топлива, тыс. м3 |
На природном газе |
390 |
Печь с аммиаком |
80 |
63
Объем выбросов, т/год, определяется по формуле
mтерм = еВ,
где е удельное выделение загрязняющих веществ в термических цехах; В объем сжигаемого топлива.
Рассчитайте объемы выбросов оксида углерода, оксидов азота от сжигания природного газа и выбросов аммиака от сжигания аммиака.
Выделение загрязняющих веществ в термических печах, г/м3 газа
Тип оборудования |
Вещество |
Количество газа |
|
Печи с аммиаком |
Аммиак |
100,0 |
|
Печи с природным газом |
Оксид углерода |
12,90 |
|
Оксиды азота |
2,15 |
||
|
Расчет выбросов от механического участка
Характеристикамеханическогоучастка: ПДВ= 80 %, ВСВ= 95 % отфактическогообъемавыбросоввредныхвеществ.
Валовое выделение загрязняющих веществ определяется исходя из нормо-часов работы станочного парка.
Основные виды загрязнений при металлообработке – это пыль и аэрозоли масел.
Наименование |
Кол-во |
Диаметр |
Число ча- |
Выделе- |
Выделение |
оборудования |
|
круга |
сов работы, |
ние пыли, |
аэрозоли |
|
|
|
ч/смена |
г/с |
масла |
Круглошлифовальный |
5 |
400 |
4 |
0,180 |
210 |
станок |
|
|
|
|
|
Заточный станок |
1 |
300 |
1 |
0,135 |
– |
Токарный станок |
3 |
|
5 |
– |
2 |
Количество вредных веществ, т/год, определяется по формуле mмех = еФ(1 – ),
где е – удельное выделение пыли от станков; Ф – фонд рабочего времени работы; – степень очистки, принять за 0,5.
64
Расчетвыбросоввредныхвеществотсварочногопоста
Характеристика сварочного поста: ПДВ равен фактическому объему выбросов.
Сварочный материал |
УОНИ-13/85 |
Объем, т/год |
140 |
Определите объемы выбросов сварочного аэрозоля, марганца и его оксидов, соединений кремния, фторидов, фтористого водорода.
Количество вредных веществ, т/год, определяется по формуле
mсв = еВ, |
|
где е – удельное выделение загрязняющих веществ при сварке, г/кг; |
|
В – вес расходуемых электродов и наплавочного материала, кг/год. |
|
Удельное выделение загрязняющих веществ при сварке и на- |
|
плавке металлов (г/кг расходуемых сварочных или наплавочных |
|
материалов): |
|
Сварочный аэрозоль.................................................................. |
13,0 |
в том числе марганец и его оксиды......................................... |
0,69 |
Соединения кремния................................................................. |
1,30 |
Фториды..................................................................................... |
1,30 |
Фтористый водород................................................................... |
1,10 |
Расчет выбросов вредных веществ от гальванического уча- |
|
стка |
|
Исходные данные |
|
На гальваническом участке осуществляются процессы электро- |
|
химического полирования, сопровождающиеся выделением хромо- |
|
вого ангидрида. |
|
Время обработки одной загрузки, ч.............................................. |
3 |
Площадь зеркала ванны, м2 ........................................................ |
0,7 |
Коэффициент загрузки ванны.................................................... |
0,5 |
Коэффициент укрытия ванны ....................................................... |
1 |
Удельное количество хромового ангидрида, г/см2 .................. |
7,2 |
65
Количество загрязняющего вещества, т/год, определяется по формуле
mг = ТFдkзky/1 000 000,
где Т – время, ч; F – площадь зеркала ванны, м2; д – удельное количество вещества, выделяющегося с единицы поверхности гальванической ванны при номинальной загрузке, г/см2; kз – коэффициент загрузки ванны; ky – коэффициент укрытия ванны.
Расчет объема выбросов вредных веществ от автотранспорта
Исходные данные
Пробег автомашины в день 200 км.
Периоды года холодный 123 дня; теплый 101 день; переходный – 79 дней.
Тип двигателя |
Кол-во, шт. |
Карбюраторные |
60 |
Дизельные |
50 |
Грузоподъемность автомобилей от 1000 до 3000 кг. Используется бензин марки А-76.
Рассчитываются только пробеговые выбросы, т, с относительно постоянной скоростью
mавт = ухLх + упLп + утLт,
где ух,п,т – удельный выброс вещества соответственно в холодный, переходный и теплый периоды; Lх,п,т – пробег автомашины в холодный, переходный и теплый периоды года.
Рассчитайте от карбюраторных и дизельных двигателей объемы выбросов оксида углерода, оксидов азота, СН; только для дизельных – выброс С.
66
Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями
|
Пробеговый выброс загрязняющих веществ, кг/км |
|||||||||||
Тип двигателя |
|
СО |
NO2 |
CH |
|
|
C |
|||||
Период |
Период |
Период |
Период |
|||||||||
|
||||||||||||
|
тепл. |
|
хол. |
тепл. |
хол. |
тепл. |
|
хол. |
тепл. |
|
хол. |
|
Карбюраторные |
27,6 |
|
34,4 |
4,9 |
6,0 |
0,6 |
|
0,5 |
– |
|
– |
|
Дизельные |
3,2 |
|
3,9 |
0,6 |
0,7 |
2,5 |
|
2,3 |
0,2 |
|
0,3 |
|
Примечание: в переходный период значения СО, СН и С должны умножаться на коэффициент 0,9 от значений холодного периода. Выбросы NO2 равны выбросам в холодный период.
Удельный расход топлива автомобилями
Период года |
Удельный расход топлива, л/км |
Теплый |
0,199 |
Переходный |
0,224 |
Холодный |
0,249 |
Нормирование сбросов вредных веществ
Задание 15.2
Исходные данные
Водопотребление 120 000 м3, в том числе из артезианской скважины 40 000 м3.
Водоотведение коэффициент потерь воды при транспортиров-
ке 2,5 %.
1.Рассчитайте объем водоотведения (объем водопотребления за вычетом потерь).
2.Рассчитайте предельно допустимые сбросы по каждому веществу:
ПДС = ПДК·Vводоотведения.
3. Рассчитайте фактические сбросы загрязняющих веществ: Сброс факт. = Средняя концентрация факт. · Vводоотведения.
67
Ингредиент |
ПДК, мг/л |
Средняя концентрация фактическая, мг/л |
Аммиак (по азоту) |
0,05 |
1,8 |
Аммоний солевой |
0,5 |
2,06 |
Железо |
0,5 |
50 |
Кадмий |
0,085 |
2,5 |
Нефтепродукты |
0,05 |
120 |
Никель |
0,01 |
0,3 |
Свинец |
0,1 |
0,1 |
Кальций |
180 |
500 |
Взвешенные вещества |
100 |
200 |
Результаты, полученные при расчетах, занесите в сводную таблицу
Объемы выбросов (сбросов) вредных веществ в окружающую среду
|
|
|
|
Объем |
Объем |
|
|
Наименова- |
Вредные |
|
Уд. вы- |
отходящих |
уловленных |
ПДВ, |
ВСВ, |
ние |
|
брос, |
вредных |
вредных |
|||
участка |
вещества |
|
кг/шт. |
веществ, |
веществ, |
т/год |
т/год |
|
|
|
|
т/год |
т/год |
|
|
|
|
|
1. Атмосферный воздух |
|
|
|
|
Котельная |
Тв. частицы |
|
|
|
|
|
|
|
SO2 |
|
|
|
|
|
|
|
NO2 |
|
|
|
|
|
|
|
CO |
|
|
|
|
|
|
Литейный |
Пыль |
|
|
|
|
|
|
|
NOх |
|
|
|
|
|
|
|
SO2 |
|
|
|
|
|
|
|
CO |
|
|
|
|
|
|
|
Прочие |
|
|
|
|
|
|
Термообра- |
CO |
|
|
|
|
|
|
ботка |
NOх |
|
|
|
|
|
|
|
NH3 |
|
|
|
|
|
|
Механиче- |
Пыль |
|
|
|
|
|
|
ский |
Аэрозоль |
|
|
|
|
|
|
Сварочный |
Аэрозоль |
|
|
|
|
|
|
|
Mn и MnО2 |
|
|
|
|
|
|
|
Соединения |
|
|
|
|
|
|
|
кремния |
|
|
|
|
|
|
|
Фториды |
|
|
|
|
|
|
|
HF |
|
|
|
|
|
|
68
|
|
|
|
|
Объем |
|
Объем |
|
|
Наименова- |
Вредные |
|
Уд. вы- |
отходящих |
|
уловленных |
ПДВ, |
ВСВ, |
|
ние |
|
брос, |
вредных |
|
вредных |
||||
участка |
вещества |
|
кг/шт. |
веществ, |
|
веществ, |
т/год |
т/год |
|
|
|
|
|
|
т/год |
|
т/год |
|
|
Гальваниче- |
Хромовый |
|
|
|
|
|
|
|
|
ский |
ангидрид |
|
|
|
|
|
|
|
|
Автотранс- |
CO |
|
|
|
|
|
|
|
|
порт |
NO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
Наименова- |
Вредные |
|
Объем отходящих |
Объем уловленных |
ПДС, |
||||
ние участка |
вещества |
|
вредных веществ |
вредных |
кг/г |
||||
|
|
кг/г |
веществ кг/г |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
2. |
Водные объекты |
|
|
|
||
Водные |
Аммиак (по азоту). |
|
|
|
|
|
|
||
объекты |
Аммоний солевой |
|
|
|
|
|
|
||
|
Железо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кадмий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нефтепродукты |
|
|
|
|
|
|
||
|
Никель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свинец |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кальций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Взвешенные |
|
|
|
|
|
|
||
|
вещества |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчеты платежей за загрязнение окружающей среды и природные ресурсы
Задание 15.3
Платежи за загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, выбрасываемыми стационарными источниками
Расчет платежей ведется по каждому загрязняющему веществу, затем указывается сумма платежей по всему цеху (участку).
1. Платежи за загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, выбрасываемыми котельной:
mф mвсв mпдв.
69
2. Платежи за загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, выбрасываемыми при литье:
mф mпдв;
mф = mвсв.
3. Платежи за загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, выбрасываемыми при термообработке:
mф = mпдв.
4. Платежи за загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, выбрасываемыми механическим цехом:
mф mвсв mпдв.
5. Платежи за загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, выбрасываемыми при сварочных работах:
mф = mпдв.
6. Платежи за загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, выбрасываемыми гальваническим цехом:
mф mпдв;
mф = mвсв.
Предельно допустимая концентрация вредных веществ в атмосферу. Базовые нормативы платы
|
|
|
Наименование ингредиента |
ПДКсс, мг/м3 |
Норматив платы, руб/т |
Зола (каменный уголь) |
0,01 |
36,6 |
Пыль (каменный уголь) |
0,02 |
36,6 |
Диоксид серы |
0,05 |
45,4 |
Диоксид азота |
0,04 |
138,8 |
Окислы углерода (СО) |
3 |
1,6 |
Аммиак |
0,04 |
138,8 |
Пыль абразивная |
0,15 |
36,6 |
Фосфорная кислота |
1 |
547,4 |
Азотная кислота |
0,15 |
36,6 |
Серная кислота |
0,1 |
45,4 |
Хромовый ангидрид |
0,0015 |
3647,2 |
70