Расчеты выбросов загрязняющих атмосферу веществ от объектов очистных сооружений
4. Расчеты выбросов загрязняющих атмосферу веществ от объектов очистных сооружений
4.1. Расчеты выбросов выполняют по уравнениям:
Мi max = 2,905∙F∙KУ∙ Ci max∙KM ∙∙10-7; (4.1.1.)
Gi max = 6,916∙F∙KУ∙ Ci cp∙KM ∙∙ τ∙ 10-10; (4.1.2.)
где Мi max, Gi max – максимальный и валовый выбросы загрязняющего атмосферу вещества, г/с, т/год;
F – площадь поверхности объекта очистного сооружения, м2;
KУ – коэффициент перекрывания объекта очистного сооружения; значения величин коэффициентов KУ приведены в таблицах П.3.1., П.3.2. Приложения 3;
Ci max, Ci cp – максимальное и среднее значение равновесных к составу концентраций загрязняющего вещества, мг/нм3;
mi – молекулярная масса загрязняющего вещества, уг. ед.;
tB max, tB cp – максимальная и средняя по году температуры поверхности воды объекта очистного сооружения, оС;
τ – время эксплуатации объекта очистного сооружения, час/год.
Числовые коэффициенты в уравнениях (4.1.1), (4.1.2.) рассчитаны для скорости ветра 4 м/с – для уравнения (4.1.1) и 2,2 м/с – для уравнения (4.1.2.); на высоте 1,5 м от поверхности воды или крыши перекрытия объекта очистного сооружения.
Числовые коэффициенты уравнений (4.1.1), (4.1.2.) можно пересчитать следующим образом:
для уравнения (4.1.1) – 0,547 ∙ (1,312 + vmax); (4.1.3.)
для уравнения (4.1.2) – 1,969 ∙ (1,312 + vср); (4.1.4.)
где vmax, vср – максимальные и средние скорости ветра, измеренные на высоте 1,5 м от поверхности воды или крыши перекрытия.
4.2. Определение равновесных к составу сточной воды на входе очистных сооружений, концентраций загрязняющих веществ над поверхностью стоков.
Значение концентраций Ci для растворенных в сточной воде веществ рассчитывают по уравнению:
Ci = 1,0566 ∙ Pi∙ CBi, (4.2.1.)
Для веществ, находящихся в виде пленки на поверхности сточной воды (нефтепродуктов, растворителей), значение Ci рассчитывают по уравнению:
Ci = 58,74 ∙ Pi∙ mi, (4.2.2.)
где Pi – давление насыщенного пара чистого вещества при tВ, мм рт. ст.;
CBi – массовая концентрация загрязняющего вещества в водах, поступающих на очистку, г/л.
Ci max рассчитывают для максимального значения CBi.
Для растворенных в сточной воде газов вместо параметра Pi используют константу Генри – КГ, мм рт. ст..
Для некоторых веществ значения Pi, КГ приведены в таблице П.2.3., П.2.4. Приложения 2.
Примечание 1. Для нефтепродуктов значения Pi рассчитывают следующим образом:
Pi = Pi(38) ∙ КП∙ Сimax ∙ 10-2; (4.2.3.)
где Pi(38) – давление насыщенных паров нефтепродукта при tВ = 38оС, мм рт. ст.;
КП – коэффициент пересчета давлений с 38оС к 0оС.
КП для бензинов, нефтей и растворителей равен 0,18, для прочих нефтепродуктов – 0,126.
Давление насыщенных паров определяется согласно ГОСТ 1756-52.
Сimax - содержание компонента i в парах нефтепродукта или растворителя, % масс. Значение Сimax определяют натуральными методами.
Примечание 2. Если значения с рассчитанные по уравнениям (4.2.1.), (4.2.2.), (4.2.3.) меньше значений ПДК этих веществ для жилой зоны, расчет максимального массового выброса Мi max проводить не целесообразно.
Для некоторых разновидностей очистных сооружений величины приведены в таблице П.2.1., П.2.2. Приложения 2.
4.3. Расчет выбросов за период времени, меньший чем год, выполняют по уравнению:
GiПГ = 6,916∙F∙KУ∙ Cicp∙KM ∙ ∙ τПГ ∙ 10-10; (4.3.1.)
где GiПГ – выброс за период года, т/период;
tВ ПГ – средняя за период года температура поверхности воды объекта очистного сооружения, ос;
τПГ – продолжительность периода, ч.
5. Примеры расчета выбросов загрязняющих атмосферу веществ от объектов очистных сооружений
5.1. Мазутоловушка мазутного хозяйства котельной
5.1.1. Исходные данные для расчета:
Площадь поверхности объекта F = 80 м2.
Площадь открытой поверхности объекта F0 = 5,5 м2.
Мазутоловушка обогреваемая, температура поверхности воды :
tB max, = + 30оС,
tB cp = +27оС.
Сбор мазута с поверхности воды производится периодически, устройства для постоянного сбора нефтепродукта и декантатор отсутствуют.
Время эксплуатации объекта τ = 5016 ч.
Значение коэффициента KУ определяем по таблице П.1.1 Приложения 1 для соотношения
F0/F = 5,5/80 = 0,06875 KУ = 0,050.
Значения концентраций Ci max, Ci cp и mi находим в таблице П.2.1 Приложения 2.
Ci max = 4500 мг/нм3, Ci cp = 3150 мг/нм3, для углеводородов С12-С19 mi = 150 уг. ед.
Значение коэффициента KМ проведены в таблице П.3.1 Приложения 3. KМ = 0,53.
5.1.2. Расчеты выбросов.
МС12-С19max = 2,905 ∙ 80 ∙ 0,050 ∙ 4500 ∙ 0,53 ∙∙10-7 = 0,0686 г/с;
GС12-С19 = 6,916 ∙ 80 ∙ 0,050 ∙ 3150 ∙ 0,53 ∙∙ 5016 ∙ 10-10 = 0,5675 т/год.
5.2. Вторичный отстойник очистки хозбытовых стоков.
5.2.1. Исходные данные для расчета:
Площадь поверхности объекта F = 50,24 м2.
Площадь открытой поверхности объекта F0 = 13,7 м2.
Температура поверхности воды :
tB max, = + 25оС,
tB cp = +16оС.
Время эксплуатации объекта τ = 8040 ч/год.
Определить выбросы сероводорода.
Значение коэффициента KУ определяем по таблице П.1.1 Приложения 1 для соотношения
F0/F = 13,7/50,24 = 0,273 KУ = 0,2.
Значения концентраций сероводорода = 70 мг/нм3,
= 41 мг/нм3 и mi = 34 уг. ед.
Значение коэффициента KМ для вторичного источника составляет 0,05.
5.2.2. Расчеты выбросов.
= 2,905 ∙ 50,24 ∙ 0,2 ∙ 70 ∙ 0,05 ∙
∙10-7 = 0,00052 г/с;
= 6,916 ∙ 50,24 ∙ 41 ∙ 0,05 ∙ 0,2 ∙
∙ 8040 ∙ 10-10 = 0,0057 т/год.
5.3. Усреднитель химстоков
5.3.1. Исходные данные для расчета:
Площадь поверхности объекта F = 78,5 м2.
Площадь открытой поверхности объекта F0 = 78,5 м2.
Температура поверхности воды :
tB max, = + 29оС,
tB cp = +18оС.
Время эксплуатации объекта τ = 8760 ч/год.
Значения концентраций акрилдонитрила (АКН) в стоках на входе очистных сооружений CВmax = 0,005 г/л, CВcp = 0,001 г/л.
По литературным данным:
· давление насыщенных паров АКН при 0оС Pi = 38 мм. рт. ст.;
· молекулярная масса 53 уг. ед.
Расчет Ci max, Ci cp и ведем по уравнению (4.2.1.)..
Ci max = 1,0566 ∙ 38 ∙ 0,005 = 0,2 мг/нм3,
Ci cp = 1,0566 ∙ 38 ∙ 0,001 = 0,04 мг/нм3.
5.1.2. Расчеты выбросов.
МАКН max = 2,905 ∙ 78,5 ∙ 0,2 ∙∙10-7 = 0,00019 г/с;
GАКН = 6,916 ∙ 80 ∙ 0,050 ∙ 3150 ∙ 0,53 ∙∙ 8760 ∙ 10-10 = 000076 т/год.
Приложение 1.
Таблица П.1.1.
Значения величин коэффициентов КУ
F0/F |
КУ |
F0/F |
КУ |
F0/F |
КУ |
0,0001 |
0,001 |
0,2000 |
0,200 |
0,6000 |
0,378 |
0,0005 |
0,005 |
0,3000 |
0,207 |
0,6500 |
0,426 |
0,0010 |
0,010 |
0,3500 |
0,223 |
0,7000 |
0,479 |
0,0050 |
0,050 |
0,4000 |
0,243 |
0,7500 |
0,537 |
0,0100 |
0,100 |
0,4500 |
0,267 |
0,8000 |
0,600 |
0,0500 |
0,144 |
0,5000 |
0,300 |
> 0,8000 |
1,000 |
0,1000 |
0,200 |
0,5500 |
0,336 |
F0 – площадь открытой поверхности объекта очистного сооружения, м2.
Приложение 2.
Таблица П.2.1.
Значения равновесных концентраций загрязняющих атмосферу веществ для некоторых объектов очистки прмышленных стоков
Объекты очистки стоков |
Загрязняющее вещество или группа веществ |
Ci max, мг/нм3 |
Ci cp, мг/нм3 |
mi , уг. ед. |
От |
Углеводороды предельные С1-С10 |
46580,0 |
32605,0 |
65 |
транспортных |
Бензол |
1049,8 |
734,9 |
78 |
предприятий |
Толуол |
855,4 |
598,8 |
92 |
Ксилолы |
111,8 |
78,3 |
106 |
|
Углеводороды предельные С12-С19 |
6100 |
4270 |
150 |
|
От предприятий |
Углеводороды предельные С1-С10 |
43283,2 |
30298,2 |
65 |
по хранению и |
Бензол |
1253,6 |
884,5 |
78 |
распространению |
Толуол |
2707,0 |
1894,9 |
92 |
нефтепродуктов |
Ксилолы |
1346,2 |
942,3 |
106 |
Керосин |
6100 |
4270 |
122 |
|
Углеводороды предельные С12-С19 |
4500 |
3150 |
150 |
|
Мазутное |
Углеводороды предельные С12-С19 |
4500 |
3150 |
150 |
хозяйство |
||||
От машиностро- |
Углеводороды предельные С1-С10 |
48600,0 |
34020,0 |
65 |
ительных |
Масла нефтяные |
160 |
112 |
290 |
предприятий |
||||
Приложение 2.
Таблица П.2.2.
Значения равновесных концентраций загрязняющих веществ для объектов очистки хозяйственно-бытовых стоков и объектов биологической очистки промышленных стоков.
Загрязняющее вещество |
Ci max, мг/нм3 |
Ci cp, мг/нм3 |
mi , уг. ед. |
Сероводород |
70,0 |
41,0 |
34 |
Аммиак |
310,0 |
215,0 |
17 |
Метан |
2000,0 |
1500,0 |
16 |
Хлор |
220,0 |
150,0 |
71 |
Этилмеркаптан |
0,0295 |
0,0205 |
62 |
Метилмеркаптан |
0,0520 |
0,0361 |
48 |
Примечание 1.
Концентрации хлора приведены для предвыпускного (последнего в цепи) биопруда. Значение КМ для этих объектов по хлору принимать равным 1.
Примечание 2.
Значение Ci по аммиаку приведены для хозбытовых сточных вод.
Таблица П.2.3.
Значения константы Генри – КГ для температуры равной 0оС.
Газ, растворенный в воде |
КГ, мм рт. ст. |
mi , уг. ед. |
Окись углерода |
26700000 |
28 |
Метан |
17000000 |
16 |
Этан |
9550000 |
30 |
Этилен |
4190000 |
28 |
Ацетилен |
550000 |
26 |
Хлор |
204000 |
71 |
Сероводород |
203000 |
34 |
Бром |
162000 |
160 |
Двуокись серы |
12500 |
64 |
Хлористый водород |
1850 |
36 |
Аммиак |
1560 |
17 |
Таблица П.2.4.
Значения Рi для некоторых веществ при температуры равной 0оС.
Вещество |
Рi, мм рт. ст. |
mi , уг. ед. |
Ацетальдегид |
330 |
44 |
Ацетон |
69 |
58 |
Ацетонитрил |
25 |
41 |
Бензол |
21 |
78 |
Бутилацетат |
7 |
116 |
Бутадиен |
780 |
54 |
Бутан |
760 |
58 |
Бутанол |
11 |
74 |
Бутилен |
800 |
56 |
Гексан |
49 |
86 |
Гептан |
9 |
100 |
Диизопропиловый эфир |
50 |
102 |
Диэтиловый эфир |
210 |
74 |
Изооктан |
15 |
114 |
Изопентан |
215 |
72 |
Изопрен |
180 |
68 |
Изопропанол |
8 |
60 |
Ксилол |
1 |
106 |
Метанол |
28 |
32 |
Метилакрилат |
11 |
86 |
Муравьиная кислота |
14 |
46 |
Октан |
3 |
114 |
Стирол |
1 |
104 |
Толуол |
8 |
92 |
Уксусная кислота |
4 |
60 |
Фенол |
1 |
84 |
Фурфурол |
1 |
96 |
Этанол |
15 |
46 |
Этилацетат |
22 |
88 |
Приложение 3.
Таблица П.3.1.
Значения коэффициентов КМ для некоторых объектов очистки промышленных стоков.
(в редакции дополнения от 21 января 1999 г. № 9)
Объекты очистных сооружений |
КМ |
|
На входе очистных сооружений установлены устройства для сбора нефтепродуктов с поверхности сточной воды |
Устройства не установлены |
|
Песколовки, ливнесброс, приемнораспределительная камера. Усреднитель стоков |
1 |
1,5 |
Нефтеловушка, мазутоловушка, первичный отстойник |
0,05 |
0,53 |
Пруды дополнительного отстоя, вторичный отстойник, фильтры |
0,01 |
0,09 |
Флоратор |
0,01 |
0,08 |
Шламонакопитель |
- |
0,02 |
Аварийный амбар |
- |
0,05 |
Объекты биологической очистки. |
- |
0,03 |
Примечание.
К устройствам для сбора нефтепродуктов с поверхности воды относятся: резервуары статического отстоя, декантаторы, локальные ловушки.
Таблица П.3.2.
Значения коэффициентов КМ для некоторых объектов очистки хоз-бытовых стоков.
Объекты очистных сооружений |
КМ |
Песколовки, распределительные камеры |
1,00 |
Первичные отстойники, преаэраторы |
0,55 |
Аэротенки |
0,7 |
Вторичные отстойники |
0,05 |
Илоуплотнители |
1,00 |
Резервуары осадка и ила |
1,00 |
Песковые площадки |
0,4 |
Иловые площадки |
0,5 |
Биопруды |
0,015 |
Литература
- Временная методика расчета количества загрязняющих веществ, выделяющихся от неорганизованных источников станций аэрации бытовых сточных вод. М., "Радар", 1994.
- Методические указания по расчету валовых выбросов в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии. (РД-17-89). М., Миннефтехимпром, 1990.
- Методика расчета вредных выбросов в атмосферу из нефтехимического оборудования. (РМ 62-91-90). Воронеж, "Гипрокаучук", 1991.
- Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы – ОНД-90. С.-П., 1992.
- Методические указания по определению и расчету выбросов из основных источников предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М., Миннефтехимпром, 1984.
ДОПОЛНЕНИЕ
к "Временным методическим указаниям по определению выбросов загрязняющих атмосферу веществ от объектов очистных сооружений" 0212.13-97
1. Раздел 4.1. дополнить:
Расчет максимальных выбросов - Мi max - для песковых и иловых площадок выполняют по уравнению:
Мi max = 2,905∙ [F1 ∙ KM1 + (F –F1) ∙ KM2] ∙KУ∙ Ci max ∙∙10-7; (4.1.5.)
где:
F1 - площадь поверхности свежезаполненных площадок, кв.м;
KM1 - значение коэффициента KM для стадии заполнения карт;
KM2 - значение коэффициента KM для стадии хранения осадка.
Величину F1 вычисляют следующим образом:
F1 =
, (4.1.6)
где:
V ОСАДОК max. - наибольший из объемов выгрузки осадка из какого-либо отстойника, м3.
Расчет валовых выбросов - Gi max - для песковых и иловых площадок выполняют по уравнению:
Gi max = 6,916∙KУ∙ Ci cp∙[ KM1 ∙ (48 ∙ F2+ 24 ∙ F3) + KM2 ∙ (F ∙ t - 48 ∙ F2- 24 ∙ F3)] ∙
∙ ∙ τ∙ 10-10; (4.1.7.)
где:
F2 - суммарная площадь заполнения за теплый период года, м2;
F3 - то же, за холодный период года, м2.
Величины F2; F3 вычисляют следующим образом:
F2 =
, (4.1.8)
F3 =
, (4.1.9)
где:
,
- объемы поступившего на площадки осадка за теплый и холодный периоды года, м3.
Для тех объектов очистных сооружений, у которых поверхность покрыта льдом в холодное время года, время эксплуатации - t - уменьшают на величину, равную продолжительности нахождения льда на их поверхности, часов/в год.
Для объектов совместной биологической очистки промышленных и хозбытовых стоков берут величины Ci max, Ci cp. из таблицы П.2.2.
2. Раздел 4.2 дополнить:
Текст методики, расположенный между уравнениями 4.2.1-4.2.2 изложить в следующей редакции:
"Для очистных сооружений, имеющих в своем составе устройство для сбора с поверхности сточной воды пленки нефтепродуктов, растворителей и т.п. (нефтеловушки, мазутоловушки, флотаторы и т.д.) значения Сi рассчитывают по уравнению:"
Дополнения и изменения к Примечанию 1 пункта 4.2.:
Фразу "Кt для бензинов, нефтей ..." изложить в следующей редакции: "Кt для жидкостей с PS(38) > 0 мм.рт.ст. равно - 0,18, для жидкостей с PS(38) < 0 мм.рт.ст. равно - 0,126.
Последний абзац дополнить - после слов "определяют натуральными методами" - "Для определения PS(38) пробы жидкостей берут из устройств, служащих для накопления и хранения уловленных нефтепродуктов, растворителей и т.п.".
3. Таблицу П.2.2 изложить в следующей редакции:
Значения равновесных концентраций загрязняющих веществ для объектов очистки хозяйственно-бытовых стоков и объектов биологической очистки промышленных стоков.
Загрязняющее вещество |
Значения рН (водородного показателя сточных вод) |
mi , уг. ед. |
|||||
менее 6,8 |
6,8-7,2 |
более 7,2 |
|||||
Ci max, мг/нм3 |
Ci cp, мг/нм3 |
Ci max, мг/нм3 |
Ci cp, мг/нм3 |
Ci max, мг/нм3 |
Ci cp, мг/нм3 |
||
Сероводород |
70,0 |
41,0 |
2,1 |
1,2 |
0,4 |
0,3 |
34 |
Аммиак |
3,1 |
2,2 |
9,3 |
6,5 |
310,0 |
215,0 |
17 |
Метан |
2000,0 |
1500,0 |
2000,0 |
1500,0 |
2000,0 |
1500,0 |
16 |
Хлор |
220,0 |
150,0 |
220,0 |
150,0 |
110,0 |
75,0 |
71 |
Этилмеркаптан |
0,0295 |
0,0205 |
0,0020 |
0,0014 |
0,0007 |
0,0005 |
62 |
Метилмеркаптан |
0,0520 |
0,0361 |
0,0035 |
0,0024 |
0,0012 |
0,0008 |
48 |
Примечание 1 к таблице П.2.2 изложить в следующей редакции:
Концентрации хлора приведены для контактного резервуара или подобного объекта. Значение КМ для этих объектов по хлору принимать равным 1.
4. Таблицу П.2.4 дополнить:
Вещество |
Рi, мм рт. ст. |
mi , уг. ед. |
Неиндифицированные нефтепродукты, растворенные в воде, нормируют как углеводороды предельные С1-С10 |
165 |
65 |
5. Таблицу П.3.1 изложить в следующей редакции:
Значения коэффициентов КМ для некоторых объектов очистки промышленных стоков.
Объекты очистных сооружений |
С поверхности сточных вод, поступающих на очистку; удалены пленкообразующие вещества (нефтепродукты, растворители и т.п.) |
С поверхности сточных вод, поступающих на очистку; не удалены пленкообразующие вещества |
||||
КМ |
КМ1 |
КМ2 |
КМ |
КМ1 |
КМ2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Песколовки, ливнесброс, приемнораспределительная камера. Усреднитель стоков |
1 |
- |
- |
1,5 |
- |
- |
Нефтеловушка, мазутоловушка, первичный отстойник |
0,05 |
- |
- |
0,53 |
- |
- |
Пруды дополнительного отстоя, вторичный отстойник, фильтры |
0,01 |
- |
- |
0.01 |
- |
- |
Флораторы |
0,009 |
- |
- |
0,009 |
- |
- |
Шламонакопитель |
0,01 |
- |
- |
0,01 |
- |
- |
Аварийный амбар. Сброс неочищенных вод |
0,05 |
- |
- |
0,05 |
- |
- |
Аварийный амбар. Сброс сточных вод после нефтеловушек |
0,01 |
- |
- |
0.01 |
- |
- |
Объекты биологической очистки. Без подачи хоз.-бытовых стоков |
0,03 |
- |
- |
0,03 |
- |
- |
Объекты совместной биологической очистки хоз.-бытовых и промышленных стоков. Камеры смешения |
0,3 |
- |
- |
0,3 |
- |
- |
Аэротенки, первичные отстойники |
0,25 |
- |
- |
0,25 |
- |
- |
Вторичные отстойники |
0,02 |
- |
- |
0,02 |
- |
- |
Биопруды |
0,0007 |
- |
- |
0,0007 |
- |
- |
Песковые и иловые площадки |
- |
0,0075 |
0,0010 |
- |
0,0075 |
0,0010 |
Примечание.
К устройствам для удаления (сбора) пленкообразующих веществ относятся локальные очистные сооружения, резервуары статического отстоя, декантаторы.
Для веществ, не образующих пленки на поверхности сточных вод (большей плотности, чем вода, хорошо растворимых в воде), следует использовать величины коэффициентов КМ для сточных вод, с поверхности которых удалены пленкообразующие вещества.
6. Таблицу П.3.2 изложить в следующей редакции:
Объекты очистных сооружений |
КМ |
КМ1 |
КМ2 |
Песколовки, распределительные камеры |
1,00 |
- |
- |
Первичные отстойники, преаэраторы |
0,03 |
- |
- |
Аэротенки |
0,07 |
- |
- |
Вторичные отстойники |
0,005 |
- |
- |
Илоуплотнители |
0,06 |
- |
- |
Резервуары осадка и ила |
0,05 |
- |
- |
Песковые площадки |
- |
0,04 |
0,001 |
Иловые площадки |
- |
0,05 |
0,001 |
Биопруды |
0,0003 |
- |
- |