60
Рисунок 3.1 – Схема источников загрязнения окружающей среды:
1,2,3 – водогрейный котел «Vitomax 200»; 4 – площадка под
контейнеры ТБО; 5 – ХВО; 6 – дымовая труба котла (Н = 30 м)
На рисунке 3.1 приведены несколько источников загрязнения
окружающей среды, которые имеются в котельной. На отдельные сферы
окружающей среды и на экологическую обстановку в целом влияет
каждый из этих источников.
Окислы азота (NO
2
), окислы углерода (CO) загрязняют атмосферу.
Следующими вредными выбросами загрязняется гидросфера:
1) загрязнение ионами (Na
+
)–стоки от периодической промывки
(0,5% от D
к
);
2) загрязнение ионами (Cl
-
) – стоки от кислотной промывки котлов
(3-х кратный водяной объем);
3) загрязнение ионами (Cl
-
) – стоки от регенерации Na-
катионитовых фильтров (25% от D
хво
);
61
4) загрязнение ионами (Na
+
) из расчёта 0,18 т/чел – стоки от уборки
помещений и душевых (0,5в сутки).
Следующими вредными отходами загрязняется литосфера:
а) лампы люминесцентные (60 шт.) – 1 класс;
б) отсутствует 2 класс;
в) ветошь из расчёта 0,003 т/чел в год и ремонтные отходы (8 т/год.)
– 3 класс;
г) производственные (0,01 т/м
2
помещений и территории в год) и
ремонтные отходы (13,1 т/год) – 4 класс.
д) бытовые отходы (0,08 т/чел в год) – 5 класс.
По следующей формуле (руб/год) определяется плата за ущерб
окружающей среды:
,
,,, iнiзвiэкii
ПMУ
(3.1)
где
инф
i
пон
i
пов
ii
повышающий или понижающий плату
коэффициент;
пов
i
для населенных пунктов составляет значение 1,2;
пон
i
при наличии природоохранных мероприятий составляет
значение 0,3;
инф
i
коэффициент индексации, учитывающий инфляцию, при
использовании данных 2018 г. в 2019 г. составляет значение 2,2;
iэк ,
учитывающий экологическую ситуацию в регионе (
9,1
А
эк
,
32,1
Г
эк
,
9,1
Л
эк
) коэффициент;
iэк
М
,
по данному коэффициенту, т/год (для
Л
эк
M
учитывается
коэффициент рассеивания
10f
) определяется количество загрязняющих
веществ;
iн
П
,
по столбцу 1, руб/год определяется плата нормативная.
62
3.2.2 Загрязнение и защита атмосферы от вредных выбросов
Окислы азота NO
2
являются
самыми вредными выбросами,
содержащимися в уходящих газах котельных агрегатов, работающих на
природном газе. С преодолением больших технических трудностей
связано их удаление из дымовых газов. Концентрацией в уходящих газах
это определятся. В расчетах эти выбросы не рассматриваются, так как
выбросы окислов углерода СО и предельных углеводородов
незначительны.
Применение дымовых труб, развеивающих вредные дымовые газы
на большие территории является в настоящее время одним из способов
снижения концентрации токсичных веществ в приземной зоне.
концентрация вредных веществ при этом с увеличением размеров дымовой
трубы уменьшается.
По формуле определяется массовый выброс окиси углерода:
,100/1001,0
4
fqКQBM
СО
р
нCO
(3.2)
где В – топлива расход, г/с;
р
н
Q
– рабочая теплота сгорания топлива низшая, МДж/кг;
CO
K
– образующегося на единицу теплоты, выделяющейся при
горении топлива количество оксида углерода;
4
q
– от механической неполноты сгорания топлива потери теплоты,
%.
f – вредных веществ коэффициент рассеивания.
М
СО
= 1,131·0,335 ·1 = 0,379 г/с
Годовой выброс оксида углерода таким образом, равен:
М
СО
= 10
-3
· 3960 ·0,335 ·1 =1,327 т/год.
По формуле 3.3 определяется массовый выброс оксидов азота:
,1001,0
22
fКQBM
NO
р
нNO
(3.3)
где
B
– топлива расход, г/с;
63
р
н
Q
– рабочая теплота сгорания топлива низшая, МДж/кг;
2
NO
К
– характеризующий количество оксидов азота на один ГДж
теплоты, кг/ГДж, параметр;
– учитывающий степень снижения выбросов оксидов азота в
результате применения технических решений коэффициент.
Будут равны следующему значению максимальные выбросы оксидов
азота:
М
NOx
= 1,131· 33,52·0,076·1·1·1,25·1·1·1 = 3,602 г/с.
Будут равны следующему значению годовые выбросы оксидов азота:
М
NOx
= 3960· 33,52·0,076·1·1·1,25·1·1·1·10
-3
= 12,61 т/год.
С учетом применения инженерно-технических мероприятий расчет
массовых выбросов оксида азота:
45,833,0161,12
2
пом
NO
M
т⁄год.
По веществу диоксид азота, так как M·F = 2,822 max и ПДК=0,2
мг/м
3
проводим расчет высоты дымовой трубы.
На выходе из трубы Задается w
o
= 15м/с - скорость движения газов.
Полный объем уходящих газов определим по следующей формуле:
,
273
273
yx
сг
H
r
t
BVV
(3.3)
где
сг
V
– дымовых газов объем, м
3
.
6,24
273
273120
131,11,15
H
r
V
м
3
/с.
Диаметр устья трубы, м, найдем по следующей формуле:
,/1,13
00
WV=D
H
r
(3.4)
1,4515/6241,13
0
=,=D
м.
Методом последовательного приближения проводится расчет
высоты дымовой трубы (А = 180 для условий г. Саратова, F = 1, С
фон
= 0,17
мг/м
3
).
64
Для холодного выброса, м, определим высоту трубы:
,
8
η
0.75
0
)С(ППДV
DFMA
=H
фон
H
r
2
NO
(3.5)
211
0,030,26248
11,452,882200
0.75
,=
)(,
=H
м.
Разность температур,
о
С, найдем по следующей формуле:
,Δ
осух
tt=T
(3.6)
.9525120Δ С==T
о
Определяем условие:
T
D
WH
0
0
10
(3.7)
.4,74
95
1,4510
15
Расчет продолжается, потому что полученная величина больше
величины H, что показала проверка неравенства (3.7).
Предварительное значение минимальной высоты трубы, м,
определим по следующей формуле:
,
3
η
1
TVСфон)(ППД
FMA
=H
2
NO
(3.8)
135
3
596240,170,2
112,882200
,=
,)(
=H
м.
Примем, что Н = Н
1
= 35,1 м.
По формуле определим показатель f:
,1000
0
2
0
TH
DW
=f
(3.9)
64
9535
1,4515
1000
2
==f
Коэффициенты m и n определим по следующим формулам, так как
полученная величина f < 100:
65
,
3
0,340,40,67
1
f+f+
=m
(3.10)
.0,2
3
640,34640,40,67
1
=
++
=m
,
3
0,65
H
TV
=
H
r
m
(3.11)
.3,00
3
35
59624
0,65 =
,
=
m
Так как
2
m
, то n = 1.
Определим Н
2
при условии, что m
1
= m и n
1
= n:
,
112
nmH=H
1
(3.12)
1510,235
2
==H
м.
Расхождение Н больше 1 м.
В среде программы EXСEL до значения Н = 1 м проводим
уточнение высоты дымовой трубы.
Окончательно получили Н =15,0 м, коэффициенты m = 0,367, n = 1.
Дымовую трубу Н = 20 м с диаметром D
о
= 0,5 м выбираем
стандартную.
Скорость выхода газовоздушной смеси уточняем по следующей
формуле:
,14,3/4
2
o o
н
r
DV=w
(3.13)
8,75,014,3/6,244
o
=w
м/с.
За выбросы окиси азота расчет платы:
,
222
NONOэкiNO
ПЛМУ
(3.14)
годрубУ
пом
NO
/.03,22045245,833,29,12,1
2
годрубУ
NO
/.09,32895261,1233,29,12,1
2
За выбросы оксида углерода расчет платы:
годрубУ
СО
.6,36,0327,133,29,12,1
.
66
За выбросы всех вредных веществ в атмосферу расчет платы:
,
2
СОNOа
УУУ
(3.15)
годрубУ
а
.7,32926,31,3289
.
,
2
пом
СО
пом
NO
пом
а
УУУ
(3.16)
годрубУ
пом
а
/.6,22076,32204
Двумя способами - предотвращая образования NO
2
в процессе
горения и разрушением уже образовавшихся окислов азота можно снизить
показатели выбросов NO
2
в атмосферу.
3.2.3 Загрязнение и защита гидросферы от вредных выбросов
Самые разнообразные методы химической технологии применяются
в настоящее время для очистки производственных сточных вод.
В засолении, изменении РН и солевого состава воды водоемов
заключается основное воздействие сточных вод ВПУ на водоемы.
Содержание ионов хлора Cl
1+
до 350 мг/кг, а ионов SO
4
2+
до 500 мг/кг, в то
время как они в больших количествах находятся в сточных водах
ограничено в водоемах по санитарным нормам.
Бак-нейтрализатор, где РН достигается уровня 6,5 – 7,5, что не
превышает нормы выгодно использовать на данном объекте.
На проектируемом объекте является загрязнителями следующее:
1. Содержащей большое количество различных солей и
механические загрязнители количество воды после промывки фильтров
ВПУ,:
впу сут.ф к
365M M n
, (3.17)
где
сут.ф
0,5 / .M т сут
– объем суточной промывки фильтров;
к
3n
– количество котлов.
впу
0,5 3 365 547,5 /M т год
67
2. После душевых для персонала количество сточной воды с
высоким содержанием щелочей:
сут.душ сут. чел
365M M n
, (3.18)
где
челсуттМ
сут
./18,0
.
– расход воды на человека суточный;
чел
11 .n чел
– котельного цеха персонал.
./6,11823651818,0
.
годтМ
душсут
Предназначенной для мытья полов количество воды:
пол сут.пол
365MM
, (3.19)
где
сут.пол
0,5 / .M т сут
– на мытье полов суточный расход воды;
.5,1823655,0 годтМ
пол
За различные стоки нормативы платы составляют:
ПЛ
душ
= ПЛ
пол
= 2,5 руб/т.
За загрязнение гидросферы определим общую годовую плату:
,
ii
эк
знг
ПЛМУ
(3.20)
где для гидросферы коэффициент экологической значимости
составляет значение
32,1
эк
зн
.
..7,936255,1825,211825.25,5475,732,133,22,1 годрубУ
г
С учетом ПОМ:
..280883,05,1825,211825.25,5475,732,133,22,1 годрубУ
ПОВ
г
Полностью нейтрализуют все ионы Na
+ п
рименяемые
природоохранные мероприятия для защиты гидросферы.
3.2.4 Загрязнение и защита литосферы от вредных выбросов
Следующими вредными отходами загрязняется литосфера:
- люминесцентные лампы, из расчета 4-6 шт. на 20 м
2
помещения –1
класс опасности;
- отсутствует 2 класс опасности;
68
- ветошь (из расчета 0,003 т/год на человека) и ремонтные отходы
(теплоизоляция по данным предприятия) - 3 класс опасности
- производственные отходы (из расчета 0,01 т/год на 1 м
2
помещений
и территории) и ремонтные отходы – 4 класс опасности;
– бытовые отходы (из расчета 0,08 т/год на человека, при
круглосуточной работе) - 5 класс опасности.
В специальные контейнеры складируется бытовой мусор, который
потом увозятся на полигон бытовых отходов (ПБО) и вывозится на свалку,
0,08 т/год на одного человека, в
годтМ
быт
44,11808.0
.
На проектируемом объекте являются загрязнителями:
– люминесцентные лампы, содержащие пары ртути - 1 класс
опасности.
Выбрасываемых люминесцентных ламп масса определяется по
формуле:
03,0105,060
3
Л
М
т/год.
Отходами 1 класса опасности плата за загрязнение литосферы:
,
1
1
ЛИТ
ЭКНЛ
ПМУ
(3.21)
где
1
Н
П
=1739,2 – нормативная плата за размещение 1 т отходов 1
класса опасности, руб./т;
9,1
ЛИТ
ЭК
– для литосферы коэффициент экологической значимости;
..2262,22,173903,09,18,2
1
годрубУ
где
– ценность загрязнений территории учитывающий
коэффициент;
,
ИНФПОВ
(3.22)
ПОВ
=1,2 – учитывающий ценность загрязнений территории
повышающий коэффициент,
ИНФ
=2,33 – инфляции коэффициент.
.8,23,22,1
69
Применяем
3,0
ПОН
понижающий коэффициент, так как
отработанные лампы, т.е. отходы, хранятся в специальных контейнерах и
вывозятся с последующей демеркуризацией на специальное предприятие,
то.
,
11 ПОН
ПОВ
УУ
(3.23)
683,0226
1
ПОВ
У
руб./год.
Плата составляет 497 руб./т. III класса опасности старых
поверхностей нагрева, обмуровки и прочих строительных отходов в
количестве
годтМ
стар
8
.
..190352,2497109,12,1
3
годрубУ
Количество производственного мусора – 4 класс опасности
рассчитывается по следующей формуле:
пр кц
f
пр
M M F
, (3.24)
пр
0,01 300 3,0 /M т год
где
2
0,01 /
f
пр
M т м год
– на 1 м
2
в год количество производственных
отходов;
F
кц
– котельного цеха площадь.
250 руб./т составляет плата за отходы IV класса [15].
..2,345433,225039,12,1
4
годрубУ
Бытовые и производственные отходы в следующем количестве
составляют 5 класс опасности:
быт быт.чел чел
M M n
, (3.25)
.44,11808.0 годтМ
быт
быт быт
/VM
, (3.26)
./4.141.044,1
3
годмV
быт
15 руб./м
3
составляет плата за бытовые отходы, которые относятся к
V классу.