Методичка для АРМ 24 05 10 (2)

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА
ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА
КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ
ГРАЧЕВА Н.К., ЗАВОРОТНЫЙ В.Л., КЛИМЕНКО Е.Т., МАЗЛОВА Е.А.,
РОСТОВЦЕВ В.О., СЛАВИН С.И., СМИРНОВА Т.С.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ В КОМПЬЮТЕРНОМ КЛАССЕ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АРМ ЭКОЛОГА
для студентов направления 280200 «защита окружающей
среды»
специальность 280201 «охрана окружающей среды и
рациональное использование природных ресурсов»
направление 280200 «защита окружающей
среды» бакалавры техники и технологии
направление 280200.01 «Промышленная экология и рациональное использование
природных ресурсов» магистры техники и технологии
Москва 2010
Оглавление
Введение
АРМ эколога предназначен для обучения студентов, магистрантов и аспирантов –
экологов, а также для обучения специалистов в системе повышения квалификации.
Программный комплекс предоставляет необходимую справочную информацию об объектах
экологического контроля (источниках загрязнения окружающей среды и др.) и обеспечивает
инженера-эколога набором удобных современных специальных компьютерных программ для
расчета и решения текущих экологических задач (текущие расчеты, подготовка отчетной
документации и т.д.).
АРМ эколога обеспечивает возможность решения в рамках
учебного процесса основных производственных экологических задач, регламентированных
для экологических служб реального промысла. К таким задачам относятся :
формирование и поддержки баз данных (БД) периодической инвентаризации
источников загрязнения окружающей среды;
формирование и поддержки баз данных (БД) источников вредных выбросов в
воздушную среду, БД по водопользованию и сбросам загрязняющих веществ в водную
среду, БД по
производству,
утилизации и размещению токсичных отходов,
формирование и поддержки баз данных (БД) по мониторингу окружающей среды
(атмосферного воздуха, поверхностных и
подземных вод, почвы в районе промысла);
расчет, опираясь на соответствующие БД, нормативных
показателей,
подготовка и
выдача в электронном виде на
печать нормативных
отчетных документы (формы
статистической отчетности
2ТП - воздух,
2ТП - водхоз и 2ТП - токсичные отходы);
расчет, опираясь на соответствующие БД, платежей за выбросы,
сбросы и
размещение загрязняющих веществ;
расчет баланса водопотребления и водоотведения всего
предприятия
и любого
его подразделения.
Учебно-методическое пособие состоит из двух разделов — учебно-методичесикие
рекомендации по решаемым задачам и инструкции пользователю.
1. Учебно-методичесикие рекомендации
1.1. Защита атмосферы от промышленных загрязнений
При проектировании, размещении, строительстве и вводе в эксплуатацию новых и
реконструируемых предприятий, сооружений и других объектов, а также при эксплуатации
действующих, внедрении новых технологических процессов и оборудования необходимо
обеспечить соблюдение нормативов вредных воздействий на окружающую среду. При этом
должны предусматриваться улавливание, утилизация, обезвреживание вредных веществ и
отходов или полное исключение выбросов загрязняющих веществ с тем, чтобы в данном
регионе не было превышено ПДК. Основным средством для соблюдения ПДК является
установление предельно допустимых выбросов (ПДВ). Для каждого источника величина ПДВ
устанавливается индивидуально в зависимости от местоположения источника по отношению
к жилым районам, сочетания выбросов загрязняющих веществ от рассматриваемого
источника с выбросами от других источников, влияния условий рассеивания загрязняющих
веществ в географическом районе, температуры окружающего воздуха, рельефа местности и
других факторов.
Величина ПДВ определяется в виде массы выбросов загрязняющего вещества,
выделяющегося от источника. Но в понятие ПДВ, учитывая индивидуальный характер
данного норматива, неотъемлемо входят также параметры источника, характеризующие его
местоположение и условия поступления газов в атмосферу. Нормативы ПДВ
устанавливаются на основании расчета приземных концентраций и сопоставления
результатов расчета с ПДК.
Цели разработки ПДВ:
- определение требуемых допустимых выбросов от каждого источника и условий
поступления этих выбросов в атмосферу, при которых суммарные приземные концентрации
от выбросов предприятия с учетом его развития и влияния фонового загрязнения не будет
превышать ПДК;
- установление для каждого источника вредных выделений и предприятия в целом
величин ПДВ или ВСВ с учетом существующего положения, промежуточных и конечных
этапов развития предприятия. При этом на период полного развития должны быть
достигнуты величины ПДВ для каждого источника вредных выделений по всем вредным
веществам;
- выбор мероприятий по защите атмосферы, необходимых для достижения величин
ПДВ по каждому из источников выделения вредных веществ;
- определение требуемых затрат и других условий, необходимых для осуществления
мероприятий по защите атмосферы;
- освещение вопросов организации службы защиты атмосферы, сокращения выбросов
в периоды особо опасных метеоусловий и др.;
Исходные данные для разработки проекта нормативов ПДВ:
1. Карта-схема района и предприятия. Она нужна для анализа и учета рельефа местности на
условия рассеивания вредных веществ; выявление целесообразных точек, в которых должны
быть рассчитать приземные концентрации с целью проверки достаточности
предусмотренных мероприятий для соблюдения ПДК; определения положения особо
охраняемых зон, а также соседних предприятий, выбросы от которых складываются с
выбросами от рассматриваемого предприятия. Радиус карты-схемы не менее 30 высот самой
высокой трубы, установленной на предприятии.
2. Климатические характеристики местности. Они характеризуют региональные
расположения предприятия, а также микроклимат в данной местности.
3. Ветровая характеристика: сведения о скоростях и направлениях ветра, роза ветров.
4. Инверсионная характеристика района.
5. Существующий уровень загрязнения воздуха.
Изложенная ниже методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных
веществ, содержащихся в выбросах предприятий, позволяет рассчитать приземные
концентрации в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикальное
распределение концентраций на расстоянии до 100 км от источника выбросов.
В зависимости от высоты Н устья источника выброса вредного вещества над уровнем
земной поверхности указанный источник относится к одному из следующих четырех
классов:
а) высокие источники, Н  50 м;
б) источники средней высоты, Н = 10-50 м;
в) низкие источники, Н = 2-10 м;
г) наземные источники, Н = 2 м.
При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких n
веществ, обладающих суммацией вредного действия, для каждой группы указанных веществ
однонаправленного вредного действия рассчитывается безразмерная суммарная
концентрация q:
С С
С
q
1 2 

n ,
ПДК
ПДК
1 ПДК
2
n
3
где С1 , С2 ,..., Сn (мг/м ) - расчетные концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе
в одной и той же точке местности;
ПДК1, ПДК2, ... , ПДКn (мг/м3) - соответствующие максимальные разовые предельно
допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе.
Приведенная концентрация C рассчитывается по формуле:
ПДК
ПДК
1
1
C

С

С



С
,
1
2
n
ПДК
ПДК
2
n
где С1 - концентрация вещества, к которому осуществляется приведение.
Расчет концентрации вредных веществ, претерпевающих полностью или
частично химические превращения (трансформацию) в более вредные вещества,
производится по каждому исходному и образующемуся веществу отдельно.
Приведенная ниже методика позволяет определить разовые концентрации,
относящиеся к 20-30 минутному интервалу осреднения.
РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ ОДИНОЧНОГО
ИСТОЧНИКА
1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С м (мг/м3)
при выбросе газо-воздушной смеси из одиночного точечного источника при
неблагоприятных метеорологических условиях и опасной скорости ветра u м (м/с):
AMFmn

C
м 2
,
(1)
H3V

T
1
а) А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы. Значение
коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при
которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается
равным:
250 - для Республики Бурятия и Читинской области;
200 - для Европейской территории России: для районов южнее 50о с. ш., для районов
Нижнего Поволжья, Кавказа; для Азиатской территории России;
180 - для Европейской территории России и Урала от 50 до 52о с. ш., за исключением
перечисленных выше районов;
160 - для Европейской территории России и Урала севернее 52о с. ш. (за исключением
Центра России);
140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской
областей;
б) M - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с.
Значение М определяется расчетом при проектировании предприятия или
принимается в соответствии с действующими для данного процесса нормативами. Значение
М следует относить к 20 - 30-минутному периоду осреднения, в том числе и в случаях, когда
продолжительность выброса менее 20 мин.
в) V1 (м3/с) - расход газо-воздушной смеси. Расход действительный, т.е. при
действительной температуре и давлении выбрасываемых газов.
Значение V1 определяется расчетом при проектировании предприятия
принимается в соответствии с действующими для данного процесса нормативами.
Расход V1 может быть определен также по формуле:
D2
V1 
wo,
4
где D (м) - диаметр устья источника выброса;
или
w0 (м/с) - средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;
Если устье имеет прямоугольную форму, то расчет ведется по эффективному диаметру
устья DЭ ,определенному по формуле:
2LB
DЭ 
,
LB
где L - длина устья, м,
B - ширина устья, м.
г) Н (м) - высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников
Н=2 м);
д) ΔТ (оС) - разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Тг и
температурой окружающего атмосферного воздуха Тв;
Тг (оС) определяется по действующим для данного производства технологическим
нормативам;
Тв (оС) - температура воздуха, равная средней максимальной температуре наружного
воздуха наиболее жаркого месяца года (по СНиП) Для котельных, работающих по
отопительному графику, допускается при расчетах принимать значения Тв, равными средним
температурам наружного воздуха за самый холодный месяц.
е) F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ
в атмосферном воздухе. Для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей
(пыли, золы и т. п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю)
F=1. Для других аэрозолей значение F зависит от среднего эксплуатационного коэффициента
очистки выбросов: при степени очистки не менее 90% F=2, при степени очистки от 75% до
90% F=2,5; при степени очистки менее 75% и при отсутствии очистки F= 3.
ж) k - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности.
В случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не
превышающим 50м на 1км, k = 1.
Вообще, значение k устанавливается на основе картографического материала,
освещающего рельеф местности в радиусе до 50 высот наиболее высокого из источников, но
не менее чем до 2 км.
При наличии препятствий поправочный коэффициент на рельеф определяется по
формуле:
11m1,
Определение η в этом случае ведется по специальной методике.
з) m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из
устья источника выброса.
Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f , νм, ν’м, fe.
2
w
0D
f 1
0
0
0 2 ;
H
T
VT

3 1
;
vм 
0
,6
5
H
wD
v/ м 1
,3 0 ;
H
(2а)
(2б)
(2в)
/
fе 800vм
(2г)
.
Определив эти параметры, находим m и n. Коэффициент m определяется в
зависимости от f по формулам:
1
m

(3а)
3f, при f<100;
0
.
6
7

0
,
1f
0
.
3
4
147
,
m
, при f  100 .
(3б)
3 f
3
Для fe<f<100 значение m вычисляется при f e  f .
Коэффициент n при f  100 определяется в зависимости от v м по формулам:
n  1 , при v м  2;
(4a)
2
n

0
,
532
v

2
,
13
v

3
,
13
м
, при 0,5vм 2;
(4б)
м
n  4,4vм , при v м < 0,5.
(4в)
При f  100 (или T  0 ) и vм  0,5 (холодные выбросы) вместо формулы (1)
используется формула:
AMFn

C
K
,
м
(5)
4
3
H
D
где K 
,
8V1
причем n определяется формулам (4), но при v м  vм .
При f  100 и vм  0,5 или f  100 и vм  0,5 (случаи предельно малых опасных
скоростей ветра) расчет Сm вместо формулы (1) производится по формуле:

AMF
m
C
м
,
(6)
7
H3
где
m 2,86m, при f  100 и vм  0,5 ;
m  0,9 , при f  100 и vм  0,5 .
2. Расстояние Хм (м), от источника выбросов, на котором приземная концентрация С
3
(мг/м ), при неблагоприятных метеорологических условиях, достигает максимального
значения См, определяется по формуле:
5F
Xм
dH
,
(7)
4
где d - безразмерный коэффициент, при f  100 находится по формулам:
3 f)
d

2
,48
(
1

0
,28
, при vм  0,5 ;
(8а)
3f)
d

4
,
95
v
(
1

0
,
28
, при 0,5vм 2;
м
(8б)
3 f)
d

7v
(
1

0
,28
, при v м  2 .
м
При f  100 (или T  0 ):
d  5,7 , при vм  0,5 ;
d=11,4ν'м, при 0,5vм 2;
(8в)
(9а)
(9б)
d 16 vм , при v м  2 .
(9в)
3. Определяем опасную скорость ветра Uм (м/с), на уровне флюгера (обычно 10м от
уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации
вредных веществ См.
При f  100 :
Uм  0,5, при vм  0,5 ;
(10а)
U м  vм , при 0,5vм 2;
(10б)
U
v
(
1

0
,
12
f), при v м  2 .
(10в)
м
м
При f  100 (или T  0 ) значение Uм вычисляется по формулам:
Uм  0,5, при vм  0,5 ;
(11а)
U м  vм , при 0,5vм 2;
(11б)
Uм 2,2vм, при v м  2 .
(11в)
4. При опасной скорости ветра Uм приземная концентрация вредных веществ C (мг/м3)
в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (м) от источника выброса
определяется по формуле:
C  S1Cм ,
(12)
где S1 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения X/Xм и
коэффициента F по формуле:
4
3
2





 Х
Х
Х
Х
S

3

8

6
, при Хм 1;
(13а)






1
Х
Х
Х
м
 м
 м

1
,13
S
1
Х
2
, при 1 Хм 8;
(13б)


Х
0
,13
1
 Х 
 м
Х
Х
м
Х
S

1
2
, при F  1,5 и Хм  8; (13с)




Х 
Х
3
,
58
35
,
2

120


м
м
Х

Х

1
S

1
Х
2
, при F  1,5 и Хм  8.
(13г)




Х
Х
0
,
1
2
,
47

17
,
8
Х

Х

 м

 м

Для низких и наземных источников при значениях
Х
n
формулах (13) на величину S1 и определяется по формуле:
Хм
1 величина S1 заменяется в
n
S

0
,
125
(
10

H
)

0
,
125
(
H

2
)
S
, при 2H 10.
(14)
1
1
5. Определяем приземную концентрацию вредного вещества Сми (мг/м3) при
неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра U (м/с), отличающейся от
опасной скорости ветра Uм (м/с) по формуле:
Cми  rCм ,
(15)
где r -безразмерная величина, определяемая по формулам:
2
3





 U
U
U
U
r

0
,
67

1
,
67

1
,
34
, при Uм  1;
(16а)






U
U
U
м
м
м

 
 

U
3
U
м
U
r
2
, при Uм  1.
(16б)


U 
U 
2


2




м
м
U
U
6. Определяем на каком расстоянии от источника выброса Хми (м) концентрация
вредного вещества достигает максимального значения Сми (мг/м3), по формуле:
Xми  рXм,
(17)
p  3,
при
U 0,25
;
Uм
(18а)
5

U
,25
U 1;
p

8
,43
1

1
, при 0
(18б)


U
U
м
м


U 
U
p

0
,32
0
,68
,
при Uм  1.
(18в)
U
м
Концентрация вредного вещества на различных расстояниях, при этом определяется
аналогично пункту 4 при См = Сми и Хм = Хми.
7. Определяем значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере Сy
3
(мг/м ) на расстоянии Y (м) по перпендикуляру к оси факела выбросов:
Cy  S2C ,
(19)
где С - определяется по формуле (12);
S2 - безразмерный коэффициент определяемый по формуле:
1
S

2
2
,
(20)
2
3
4
1

5
t

12
,
8
t

17
t

45
,
1
t
y
y
y
y

где
2
ty uy

при u  5 ;
(21а)
,
при u  5 ,
x2
U - скорость ветра, м/с.
(21б)
x2
2
ty 5y
,
8. Для определения концентрации загрязняющих веществ на различных высотах от
поверхности земли Cz (мг/м3), при Х < Хмu используется формула:
Cz rC
(22)
мS
zS
2,
а) Значение Cм определяем из какого-либо уравнения (1), (5), (6);
б) Значение r находим из уравнений (16а) или (16б);
в) Значение S2 определяется из выражения (20);
г) Коэффициент Sz определяется по формулам:
 






1

0
,
1
b

1
b

0
,
2
b

1


S

S
b
1

, при b






b

b

0
,
2
1

0
,
1
(
b

1
)



b

0
,
1
b

1


2
2
z1
1
2
3
1
2
Sz  S1b1, при b1  1 ,
X
где b1 
;
Xми
z
b
2
15d2H;
2
22
3
1
2
2
1
 1 ; (23а)
(23б)
(24)
(25)
3
f
v


d

0
,
06
v

0
,
034
м

, при f  100 ;
2
м
u
u


3
(26а)
3


v
v

м
d

0
,
28

0
,
034
м
, при f  100 .
2
u
u


(26б)
При fe f 100
коэффициент d2 вычисляется по формуле (26а) при f  f e .
При vм  0,5 или vм  0,5 коэффициент d2 вычисляется по формулам (26а) и (26б), но
принимается vм  0,5 или vм  0,5 .
Значение функции S1(b1) определяется согласно пункту 4, формул (13а), (13б), (13в),
(13г), (14).
9. Если известен заданный уровень максимальной приземной концентрации Cm при
прочих фиксированных параметрах выброса, то пользуясь формулой (1) могут быть
определены или мощность выброса M, при существующей высоте источника выброса H, или
требуемая высота источника выброса H, при известной мощности выброса M.
а) Мощность выброса M (г/с), соответствующая заданной Cm, определяется из
уравнения:
23
C
H
V

T
м
1
M

.
(27)
AFmn

При f  100 (или T  0 ):
4
CH3 8
V
1
.
(28)
M
 м
AFn
D
б)
Определение высоты источника выброса H (м), соответствующая заданному
значению Cm:
В случае T  0 :
3
4
AMFD


H
8
 .
V
C
 1 м
(29)
Если вычисленному по формуле (29) значению H соответствует v м  2 (по формуле
2в), то следует полученные по формуле (29) значение H уточнить методом последовательных
приближений:
3
4
n
i 


H

H
(i
1
)
i
 .
i
1
n
(30)
Коэффициент ni, n(i-1) находится по формулам (4а), (4б), (4в), полученным
соответственно по значениям Hi и H(i-1) (при i = 1 в формуле (30) принимается n0 = 1, а
значение Hi определяется по формуле (29)).
Формулы (29), (30) используются также для определения H при T  0 . Если при
10
D
этом выполняется условие Hw
, то найденное из формулы (29) значение H является
o

T
10
D
точным. Если же Hw
, то для определения предварительного значения высоты H
o

T
используем формулу:
AMF

H
.
(31)
3
C

T
м V
1
По найденному значению H по формулам (2а), (2б), (2в), (2г) находим f , v м , v м , f e и
устанавливаем в первом приближении коэффициенты "m" и "n" (формулы (3) и (4)).
Дальнейшие уточнения значения H выполняется по формуле:
m
in
i
H
H
,
(32)
(
i
1
)
i
m
n
i
1 i
1
где mi, ni соответствуют Hi, а m(i-1), n(i-1) соответствуют H(i-1) (при i = 1 принимается m0 = n0 =
1, а H0 определяется из формулы (31)).
Уточнение значения H по формулам (30) и (32) производится до тех пор, пока два
последовательно найденных значения Hi и H(i+1), будут различаться менее чем на 1 метр.
10. Если выброс в атмосферу обусловлен сжиганием топлива, то можно определить
расход топлива P (т/ч), соответствующий Cm (мг/м3):
3
 C
м 


P

3
,
6
H
d

T
,
4


d
AFmn

3


3
(33)
где d3 - количество выбрасываемого в атмосферу вредного вещества на единицу массы
топлива, г/кг;
d4 - расход газовоздушной смеси, выделяющейся на единицу массы топлива, м3/кг.
11. Необходимо установить радиус зоны влияния источника выбросов. Его
определяют расчетным путем. Для этого определяется:
а) расстояние x1 = 10Хm;
б) расстояние х2 - расстояние от источника, на котором приземная концентрация
C0,05
ПДК
. Это можно сделать на основании формул пункта 4.
0
,05
ПДК
При C
значение х2 полагается равным 0.
м
Радиус зоны влияния - наибольшее из полученных расстояний х1 и х2.
12. При расчете выбросов в атмосферу должны учитываться фоновые концентрации
Сф. Фоновая концентрация для каждого отдельного источника выброса характеризует
загрязнения атмосферы в населенном пункте, создаваемые другими источниками, исключая
данный. Фоновая концентрация относится к тому же интервалу осреднения (20-30 минут),
что и максимально разовая ПДК.
Определение фоновой концентрации обычно производиться на основании данных
наблюдений за загрязнениями атмосферы. По данным наблюдений Сф определяется как
уровень концентраций, превышаемый в 5% наблюдений за разовыми концентрациями.
При отсутствии данных наблюдений фоновая концентрация для i-го предприятия, из
которой исключен вклад рассматриваемого источника (i = 1, 2, ..., Nn) можно рассчитать по
формуле:




M
i

Cфi 1 Nn MПДК
,
(34)
j
 H

i
H
j

1


j


5
M

15
M

M


(
0

10
)
j
(
11

20
)
j 25
(
21

30
)
j

где H
,
(35)
j
M
j
M
M
M

,
j
(
0

10
)
j
(
11

20
)
j
(36)
Nn - число предприятий в городе;
Mi - полный выброс на i-том предприятии, г/с;
Hi - средне взвешенная высота источников выбросов на i-том предприятии, м;
M
(0

10
)j,M
(11

20
)j и т.д. суммарные выбросы j-того предприятия в интервале высот источников
до 10 м включительно, 11-20, 21-30 м и т.д.
Если все источники на i-том предприятии являются низкими или надземными, то Hi
принимается равной 5 м (при этом низкие выбросы могут быть как организованными, так и
не организованными).
13. При проектировании предприятия обычно решается вопрос определения
минимальной высоты источника выброса из условий, чтобы приземная концентрация
вредного вещества, выбрасываемая из этого источника с учетом фоновой не превышала ПДК.
а) Определение минимальной высоты источника выброса. Минимальная высота
одиночного источника выброса (трубы) Н (м) при T  0 определяется по формуле:
3
 AMFD
 4,
(37)
H





8
V
ПДК

С


1
ф


Если вычисленному по формуле (37) значению Н соответствует значение v м  2 ,
рассчитанное по формуле (2в), то значение Н является окончательным.
Если v м  2 , то необходимо при найденном значении Н=Н1, определить величину
n=n1 (по формулам (4)) и последовательными приближениями найти Н = Н2 по H1 и n1, ..., Н
= Нi+1 по Нi и ni с помощью формулы:
3
4
n
i 


H

H
(38)
i
1
i
 ,
n
 i1
при этом n0 принимается равным 1.
Уточнение значения Н необходимо производить до тех пор, пока два последовательно
найденных значения Нi и Нi+1 не будут отличаться друг от друга более чем на 1 м.
б) При T  0 значение Н сначала рассчитывается также по (37).
10
D
Если при этом найденное значение Hw
, то оно является окончательным.
o

T
Если найденное значение Hw
o
высоты трубы определяется по формуле:
AMF

H

,
3
ПДК


С
V

T
ф
1
10
D
, то предварительное значение минимальной

T
(39)
По этому значению H = Н1 определяются значения f , v м , v м , f e (формулы (2)) и
устанавливаются m = m1 и n = n1.
Если m1 n1 1, то по m1 и n1 определяется второе приближение Н = Н2 по формуле
H
H
2
1 m
1n
1 . В общем случае (i+1)-е приближение
m
n
1
1
,
(40)
m
n
i
1 i
1
где mi, ni соответствуют Нi, а mi-1, ni-1 - Нi-1.
в) Если из источника выбрасывается несколько различных вредных веществ, то за
высоту выброса должно приниматься наибольшее из значений Н, которое определено для
каждого вещества в отдельности и для групп веществ с суммирующимся вредным действием.
В частности, если при отсутствии фона из трубы выбрасывается два вредных вещества, для
первого из которых значения М и F соответственно равны М1 и F1, а для второго - М2 и F2, то
значение Н при M
1F
1 M
2F
2 определяется по выбросу первого вредного вещества, а при
M
1F
1 M
2F
2 - по выбросу второго вредного вещества.
г) Высота труб на промышленных производствах может быть не более 200 м, а на
энергетических не более 250 м. Увеличение высоты трубы для обеспечения рассеивания с
целью соблюдения ПДК в приземном слое атмосферы допускается только после полного
использования всех доступных на современном уровне технических средств по сокращению
выбросов (в том числе неорганизованных выбросов). Увеличение высоты свыше допустимой
допускается только по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава РФ при
наличии технико-экономического обоснования необходимости их сооружения и расчетов
загрязнения воздуха в зонах влияния сооружаемых объектов.
14. В результате всех выполненных расчетов необходимо установить величину
предельно допустимых выбросов (ПДВ) для данного объекта. ПДВ (г/с) устанавливаются
для условий полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их
нормальной работы. ПДВ не должны превышаться в любой 20-минутный период времени.
ПДВ устанавливаются отдельно для каждого источника выброса. Неорганизованные
выбросы всего предприятия или отдельных участков его промплощадки сводятся к
площадным источникам или к совокупности условных точечных источников.
Наряду с ПДВ для одиночных источников устанавливаются ПДВ для предприятия в
целом, с учетом одновременности работы технологического оборудования. ПДВ
определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации
вредного действия нескольких веществ.
Значение ПДВ (г/с), для одиночного источника определяется по формуле:
2


ПДК

С
H
ф
3
ПДВ

V

T
.
(41)
1
AFmn
При f  100 (или T  0 ):
H
H
i
1
1



ПДК

С
H
8
V
.
ПДВ

AFn
 D
ф
4
3
1
(42)
При прямоугольном устье источника вместо D принимается Dэ, определяемое
согласно пункту 1в.
Если Сф > ПДК, то увеличение мощности выброса от реконструируемых объектов и
строительства на предприятии новых объектов с выбросами тех же веществ или веществ,
обладающих с ними суммацией вредного действия, может быть допущено только при
одновременном обеспечении снижения выбросов вредных веществ в атмосферу на
остальных объектах рассматриваемого предприятия или на других предприятиях города,
обоснованными проектными решениями.
Наряду с максимальными разовыми ПДВ (г/с) устанавливаются годовые значения
ПДВ (т/год).
Для действующих предприятий, если в воздухе городов или других населенных
пунктов концентрации вредных веществ превышают ПДК, а значения ПДВ в настоящее
время не могут быть достигнуты, по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава
СССР предусматривается поэтапное, с указанием длительности каждого этапа, снижение
выбросов вредных веществ до значений ПДВ, обеспечивающих достижение ПДК, или до
полного предотвращения выбросов. На каждом этапе до обеспечения значений ПДВ
устанавливаются временно согласованные выбросы вредных веществ (ВСВ).
15. Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий. Размеры санитарнозащитной зоны (СЗЗ) lо (м), установленные в Санитарных нормах проектирования
промышленных предприятий, должны проверяться расчетом загрязнения атмосферы.
Полученные по расчету размеры СЗЗ должны уточняться отдельно для различных
направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и
среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле:
l LO P ,
(43)
PO
где l - расчетный размер СЗЗ, (м);
L0 - расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация
вредных веществ с учетом фоновой концентрации превышает ПДК, м;
Р, % - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба
(берется по данным Госкомгидромета);
Ро = 100/8 = 12,5 % (8 - количество румбов).
Если в соответствии с предусмотренными техническими решениями и расчетами
загрязнения атмосферы размеры СЗЗ для предприятия получаются больше, чем размеры,
установленные Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, то
необходимо пересмотреть проектные решения и обеспечить выполнение требований
Санитарных норм за счет уменьшения количества выбросов вредных веществ в атмосферу,
увеличения высоты их выброса с учетом установленных ограничений и др. Если и после
дополнительной проработки не выявлены технические возможности обеспечения размеров
СЗЗ, требуемых этими Санитарными нормами, то размеры l принимаются в соответствии с
результатами расчета загрязнения атмосферы по согласованию с Минздравом и Госстроем.
16.
Выбрать и разработать мероприятия по защите атмосферы, необходимые для
достижения величины ПДВ по каждому из источников выделения вредных веществ.
Необходимо определить:
Рассеивание выбросов при разных скоростях ветра, разных высотах дымовой трубы, разных
диаметрах дымовых труб, разных коэффициентах рельефа местности
Количество предельно-допустимых выбросов
Расстояние, на котором приземная концентрация не превышает ПДК, 0,8ПДК
Радиус влияния предприятия
При необходимости установить требуемую степень очистки
HОMEPA BAPИAHTOB
3aданная величина
1.
Bысота трубы, m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
25
20
30
10
15
35
20
35
40
30
B процессе расчета проверить следующие высоты трубы: 0,9H; 1,1H; 1,15H; 1,2H
2.
диаметр устья,
1,3
M
2
3
1,8 2,2
1,8
2
2,5
1,7
1,5
При заданной в пункте 1 высоте трубы изменить диаметр устья, введя к указанному в п. 2
диаметру коэффициенты 0,9; 0,8; 0,75; 1,1; 1,2
3. объем выбросов,
48 53 32 40 30 55 75 80 37
43
тыс. нм3/ч
4. Температура
выбросов, rp.C
5.T-pa окр. воздуха
максимальная, rp. C
6. выбросы NO г/c
2
50
100
125
26
40
150
29
45
25
26
28
25
27
28
28
25
18
28
32
22
20
7. выбросы золы,г/c
a) без очистки
6)90% очистка
в)80% очистка
г) 70% очистка
выброс SO ,г/c
4
3
выброс CO, г/c
10. выброс H S,г/c
30
1
33
1,5
2
2
11. выброс NH ,г/c
3
6
30
22
35
100
25
21
28
26
27
6
5
5
5
7
8
6
6
5
6
7
35
2
27
1,2
38
31
1,4
12
8
5
7
4
5
8
4
34
32
36
39
16
15
13
12. коэф. страти140 160 180 200
250 140 160 180 200 250
фикации A
13. размер СЗЗ, M
500 100 300 1000 300 1000 1000 500 500 500
14. максимальная скорость ветра у всех 3 м/с
15. минимальная температура у всех «-25 °C»
16. коэффициент рельефа местности вести расчеты при значениях этого коэффициента:
0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2
17. фоновая концентрация, мг/ м 3 у всех (считать надо при трех различных значениях
фоновых концентраций):
NO2 - 0,07; 0,1; 0,13
Зола - 0,05; 0,08; 0,1
SO2 - 0,12; 0,2; 0,3
CO - 1,3;
2,0
2,8
H2S - 0,001; 0,002; 0,003
NH3 - 0,05
0,07; 0,1
18.
роза ветров у всех одинаковая, %
C CВ В ЮВ Ю ЮЗ З
СЗ Штиль
I
2
5
13 6
11 22
29 12 2
II
12 5
13 5
11 18
26 10 1
III
2
6
24 8
14 17
21 8
4
IV
2
7
34 9
11 14
15 8
8
V
14 9
21 6
8
11
18 13 12
VI
3
7
22 7
7
11
28 15 13
VII
4
11
20 7
7
11
28 12 14
VIII
13 9
16 4
4
11
30 13 16
IX
14 8
22 6
6
10
20 12 14
X
11 3
13 5
5
20
28 9
6
XI
2
5
19 10
10 17
24 9
4
XII
2
3
17 6
12 21
28 11 3
7
19 6
10 15
Единый шрифт
25 11 8
Год
7
Варианты
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1.
15
8
15
10
12
6
20
24
25
23
2.
2,5
1,7
1,6
2,7
2,2
1,8
1,3
1,7
1,1
1,9
3.
50
48
53
38
52
41
44
39
63
60
4.
25
170
200
100
50
70
26
46
54
78
5.
25
26
28
28
28
28
25
28
27
27
6.
7.
13
15
18
15
17
12
8
16
а)
б)
6
4
5
3
7
14
16
8
в)
8
3
9
г)
6
8..
9.
10.
40
8
44
1,3
3
2
42
6
37
0,9
4
35
4
2
28
5
45
5
7
48
35
0,9
1,1
39
11.
12
140
160
300
14-18
11
180
300
300
180
100
7
200
300
250
500
cm. варианты 1-10 Не понял
Убрать разрыв
10
140
500
12
160 180
300 100
15
200
1000
1.2. Защита атмосферы при сжигании ПНГ
Среди проблем, стоящих в нефтегазовой промышленности, особняком стоит проблема
сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ) на факелах. Сжигание ПНГ — один из самых
неэффективных процессов, а также, один из самых загрязняющих атмосферу процессов. В
России ежегодно по официальным данным извлекается около 55 млрд. м3 попутного
нефтяного газа. Из них порядка 20-25 млрд. м3 сжигается на месторождениях и лишь
порядка 15-20 млрд. м3 используется в химической промышленности. Большая часть
сжигаемого ПНГ приходится на новые и труднодоступные месторождения Западной и
Восточной Сибири.
Важным показателем для каждого нефтяного месторождения является газовый фактор нефти
– количество попутного нефтяного газа, приходящегося на одну тонну добываемой нефти.
Для каждого месторождения этот показатель индивидуален и зависит от природы
месторождения, характера его эксплуатации и длительности разработки и может составлять
от 1-2 м3 до нескольких тысяч м3 на одну тонну.
Решение проблемы утилизации попутного газа – это не только вопрос экологии и
ресурсосбережения, это еще и потенциальный национальный проект стоимостью $10 - $15
млрд. Попутный нефтяной газ – ценнейшее топливно-энергетическое и химическое сырье.
Только утилизация объемов ПНГ, переработка которых является экономически рентабельной
при текущей конъюнктуре рынка, позволила бы ежегодно производить до 5-6 млн. тонн
жидких углеводородов, 3-4 млрд.м.куб. этана, 15-20 млрд.м.куб. сухого газа или 60 – 70 тыс.
ГВт*ч электроэнергии. Возможный суммарный эффект составит до $10 млрд./год в ценах
внутреннего рынка или почти 1% ВВП Российской Федерации.
1. Основные понятия и определения.
1.1. Факельная установка - устройство для сжигания в атмосфере, непригодного для
использования, в народном хозяйстве, попутного нефтяного газа (ПНГ); является одиночным
источником загрязнения атмосферы.
1.1.1. Высотная факельная установка - установка в которой подача ПНГ под давлением в зону
горения производится по вертикальному факельному стволу (трубе), высотой 4м и более.
1.1.2. Горизонтальная факельная установка - открытый амбар с подачей попутного нефтяного
газа под давлением в зону .горения по горизонтальному факельному стволу (трубе);
конструкция амбара обеспечивает выход горящего факела в атмосферу под углом 45°.
1.2. Продукты сгорания попутного нефтяного газа, покидающие факельную установку, а
также несгоревшие компоненты, являются потенциальным источником загрязнения
окружающей атмосферы вредными веществами.
Качественная и количественная характеристики выбросов вредных веществ определяется
типом и параметрами факельной установки и составом сжигаемого ПНГ.
1.3. Конструкции высотных и горизонтальных факельных установок обеспечивают
бессажевое горение попутного нефтяного газа при выполнении установленного "Правилами
устройства и безопасной эксплуатации факельных систем", утв. Госгортехнадзором РФ от
21.04.92 следующего условия: скорость истечения сжигаемого газа должна превышать 0.2 от
скорости распространения звука в газе.
1.4. Для оценки максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ в
атмосфере, источником которых являются факельные установки, настоящая методика
предусматривает выполнение расчетов следующих параметров:
- мощности выброса вредных веществ;
- расхода выбрасываемой в атмосферу газовой смеси;
- высоты источника выброса над уровнем земли;
- средней скорости поступления в атмосферу газовой смеси;
- температуры выбрасываемой в атмосферу газовой смеси.
2. Исходные данные
2.1. Проектные характеристики факельной установки
d0 - диаметр выходного сопла, м;
hВ - высота факельной трубы (для высотных факельных установок), м;
hГ - расстояние от выходного сопла до уровня земли (для горизонтальных факельных
установок), м;
(hГ > 0 для труб, проложенных выше уровня земли и hГ < 0 в противном случае);
lа - расстояние от выгодного сопла до противоположной стены амбара (для горизонтальных
факельных установок), м.
4.2. Измеряемые характеристики
2.2.1. Объемный расход Wv (м3/с) сжигаемого на факельной установке ПНГ;
2.2.2. Скорость истечения ПНГ U, м/с.
2.2.3. Состав сжигаемого ПНГ V1 (% об):
- метан СН4; - этан С2Н6; - пропан С3Н8; - бутан С4Н10; - пентан С5Н12; - гексан С6Н14;
- гептан С7Н16; - азот N2; - диоксид углерода СО2; - сероводород Н2S (и/или меркаптаны).
3. Оценка производительности факельной установки
3.1. Объемный расход Wv (м3/с) и скорость истечения U (м/с), сжигаемого на факельной
установке попутного нефтяного газа измеряется экспериментально, либо, при отсутствии
прямых измерений, Wv рассчитывается по формуле:
Wv=0.785·U·d02
(3.1.1)
где U - скорость истечения ПНГ из выходного сопла факельной установки, м/с (по
результатам измерений);
d0 - диаметр выходного сопла, м (по проектным данным факельной установки).
При отсутствии прямых измерений скорость истечения U принимается в соответствии с
"Правилами устройства и безопасной эксплуатации факельных систем" 1992г. равной
при постоянных сбросах:
U=0.2·UзВ (3.1.2)
при периодических и аварийных сбросах:
U=0.5·UЗВ, (3.1.3)
где UЗВ - скорость распространения звука в ПНГ, рассчитываемая согласно Приложению Г.
3.2. Массовый расход Wg (кг/ч) сбрасываемого на факельной установке газа рассчитывается
по формуле:
Wg=2826·U·d02·ρГ, (3.2)
где ρГ - плотность ПНГ, кг/м3, (измеряется экспериментально, либо рассчитывается по
объемным долям Vi (% об) и плотностям Pi (кг/м3) компонентов - см. Приложение А).
3.3. Объемный расход продуктов сгорания, покидающих факельную установку, Wпp (м3/с):


273

T
Г

V

W
W
пр
v
пс
, (3.3)
273
где Wv – объемный расход (м3/с) сжигаемого на факельной установке ПНГ, рассчитываемой
по формуле (5.1.1);
Vпс - объем продуктов сгорания (м3/м3), рассчитываемый по формуле 3 Приложения В
ТГ - температура горения, рассчитываемая согласно п. 3.3
4. Расчет мощности выбросов вредных веществ в атмосферу.
4.1. Расчет физико-химических характеристик сжигаемого попутного нефтяного газа.
4.1.1. Расчет плотности ρГ, кг/м3 (формула 1 Приложения А).
4.1.2. Расчет условной молекулярной массы μГ, кг/ноль (формула 2 Приложения А).
4.1.3. Расчет массового содержания химических элементов (% масс.) в ПНГ (формулы 3 и 4
Приложения А).
4.1.4. Расчет числа атомов элементов в условной молекулярной формуле ПНГ (формулы 5 и 6
Приложения А).
4.2. Расчет физико-химических характеристик влажного воздуха.
Для заданных метеоусловий:
- температура t°, C;
- давление Р, мм.рт.ст.;
- относительная влажность (в долях или %).
4.2.1. Определение кассового влагосодержания d (кг/кг) влажного воздуха по номограмме
(Приложение Б1).
4.2.2. Расчет массовых долей компонентов во влажном воздухе (формулы 2 и 3 Приложения
Б).
4.2.3. Расчет количества атомов химических элементов в условной молекулярной формуле
влажного воздуха (табл. 3, Приложения Б).
4.2.4. Расчет плотности влажного воздуха ρВ.В, кг/м3 (формула 5 Приложения Б).
4.3. Расчет стехиометрической реакции горения попутного нефтяного газа в атмосфере
влажного воздуха.
4.3.1. Расчет мольного стехиометрического коэффициента М (формула 2 Приложения В).
4.3.2. Определение теоретического количества влажного воздуха VВ.В (м3/м3), необходимого
для полного сгорания 1 м3 ПНГ (п. 3 Приложения В).
4.3.3. Расчет количества продуктов сгорания Vпс (м3/м3), образующихся при
стехиометрическом сгорании 1 м3 ПНГ в атмосфере влажного воздуха (формула 3
Приложения В).
4.4. Проварка выполнения условий бессажевого горения попутного нефтяного газа на
факельной установке.
4.4.1. Расчет скорости распространения звука в сжигаемой газовой смеси Uзв (м/с) (формула
1 Приложения Г или графики 1-4 Приложения Г).
4.4.2. Проверка выполнения условия бессажевого горения:
Uист > 0.2Uзв
(4.1)
4.5. Определение удельных выбросов вредных веществ на единицу массы сжигаемого
попутного нефтяного газа (кг/кг).
4.5.1. Для оценок мощности выбросов, оксида углерода, оксидов азота (в пересчете на
диоксид азота), а также сажи в случае невыполнения условия бессажевого сжигания
используются опытные значения удельных выбросов на единицу массы сжигаемого газа [4],
представленные в нижеследующей таблице:
Таблица 4.1
Удельные выбросы (кг/кг)
Бессажевое сжигание
Сжигание с выделением сажи
qсо
2·10-2
0.25
Удельные выбросы (кг/кг)
Бессажевое сжигание
Сжигание с выделением сажи
qNOX
3·10-3
2·10-3
qсажи
-
3·10-2
бенз(а)пирен
2·10-11
8·10-11
В случае сжигания серосодержащего попутного нефтяного газа удельный выброс диоксида
серы рассчитывается по формуле:
S
μ  ,
q
(4.2)
SO
SO
2
2 μ
Г
где μSO2 - молекулярная масса SO2. μГ - условная молекулярная масса горючего, s количество атомов серы в условной молекулярной формуле попутного нефтяного газа (см.
Приложения А, А1).
При необходимости определения выбросов CO2, N2, О2, H2O следует руководствоваться
формулами, приводимыми в приложении Е.
Вредные вещества при сжигании попутного нефтяного газа попадают в атмосферу также за
счет недожога газа. Коэффициент недожога определяется или экспериментально для
факельных установок определенной конструкции, или полагается равным 0.0006 при
бессажевом сжигании и 0.035 в противном случае.
Удельные выбросы углеводородов (в пересчете на метан), а также содержащихся в газе
сернистых соединений, таких как сероводород и меркаптаны, определяются по общей
формуле:
(Уд. выброс)=0.01 * (коэф. недожога) * (массовая доля в %) (4.3)
5. Расчет максимальных и валовых выбросов вредных веществ.
5.1. Расчет максимальных выбросов вредных веществ в (г/сек):
Ug1=0.278·q1·Wg, (5.1)
где q1 - удельный выброс i-го вредного вещества на единицу массы сжигаемого газа (кг/кг)
(Приложение Д);
Wg - массовый расход сбрасываемого на факельной установке газа (кг/час) (см. формулу 5.2).
5.2. Расчет валовых выбросов вредных веществ за год (т/год):
Wg1(t)=0.001·q1·Wg·t,
(5.2)
где обозначения те же, что и в п.5.1, a t - продолжительность работы факельной установки в
течение года в часах.
6. Расчет параметров факельной установки как потенциального источника
загрязнения атмосферы.
6.1. Расчет высоты источника выброса загрязняющих веществ в атмосферу над
уровнем земли, Н(м)
6.1.1. Для высотных факельных установок:
НВ=hВ + LФ, (6.1)
где hВ(M) - высота факельной трубы (устанавливается по проектным данным высотной
факельной установки);
LФ(м) - длина факела (рассчитывается по формуле (1) Приложения Ж, либо определяется по
номограммам Приложения Ж.
6.1.2. Для горизонтальный факельных установок:
НГ=0.707(LФ - lа) ± hГ,
(6.2)
Где la(м) - расстояние от сопла трубы до противоположной стены амбара;
hГ(M) - расстояние выходного сопла от уровня земли (со знаком "плюс", если труба выше
уровня земли, и со знаком "минус" в противном случае);
0.707 - коэффициент, учитывающий угол отклонения факела от вертикали.
6.1.3. Длина факела рассчитывается согласно Приложению Ж.
6.2. Расчет расхода и средней скорости поступления и атмосферу газовой смеси
(продуктов сгорания)
6.2.1. Объемный расход продуктов сгорания, покидающих факельную установку, Wпp (м3/с)
рассчитывается по формуле (5.3).
6.2.2. Средняя скорость поступления в атмосферу продуктов сгорания попутного нефтяного
газа рассчитывается по формуле:
Wпc=1.274 Wпр/Dф2 (м/с), (6.3)
где Dф(м) - диаметр факела.
Dф рассчитывается по формуле:
Dф = 0.189 LФ,
(6.4)
где LФ - длина факела (Приложение Ж).
6.3. Расчет температуры выбрасываемой в атмосферу газовой смеси.
6.3.1. Расчет удельных выбросов H2O, N2 и O2 на единицу массы сжигаемого ПНГ (кг/кг)
(Приложение Е).
6.3.2. Расчет низшей теплоты сгорания сжигаемого газа Qнг (ккал/м3) (Приложение З).
6.3.3. Расчет доли энергии, теряемой за счет радиации факела Δ:
Δ = 0.048*μГ0.5 ,
(6.5)
где μГ - условная молекулярная масса ПНГ (Приложение А).
6.3.4. Расчет количества теплоты в продуктах сгорания попутного нефтяного газа для трех
значений температуры горения ТК (например, Т1=1500К; T2=1900K; Т3=2300К) Qпс(ккал):

h
(T)

(T

293)
q
Q

ПС
1C
,
(6.6)
t
где q1(кг) - масса i-го компонента продуктов сгорания 1 м3 ПНГ (Приложение Е);
Ср(Т) - средние массовые изобарные теплоемкости составляющих продуктов сгорания
(таблица 3 Приложения В1).
6.3.5. Построение графика Qпс(T).
6.3.6. Определение величины Т по графику Qпс исходя из условия:
Qпс(Т) = qh·(1-Δ) (6.7)
6.3.7. Определение температуры выбрасываемой в атмосферу газовой смеси:
ТГ=Т - 273, ºС.
Приложение А.
Расчет физико-химических характеристик попутного нефтяного газа (п. 4.1)
1. Расчет плотности ρГ (кг/м3) ПНГ по объемным долям Vi (% об.) (п. 6.1.1) и плотности ρi
(кг/м3) (таблица 3 Приложения А1) компонентов:
0.01
ρ

V
i ρ
Г
i.
(1)
i
2. Расчет условной молекулярной массы ПНГ μГ, кг/моль (п.6.1.2):
0.01
μ

V
i μ
Г
i
(2)
i
где μi - молекулярная масса i-го компонента ПНГ (таблица 2 Приложения А1).
3. Расчет массового содержания химических элементов в попутном газе (п. 6.1.3):
Массовое содержание j-го химического элемента в ПНГ бj (% масс.) рассчитывается по
формуле:
бj бi бij, (3)
i
где бij - содержание (% масс.) химического элемента j в i-том компоненте ПНГ (таблица 4
Приложения А1);
бi - массовая доля i-го компонента в ПНГ; 6i рассчитывается по формуле:
бi=0.01 Vi·μi/μГ
(4)
При этом суммирование осуществляется только по углеводородам, не содержащим серу.
4. Расчет числа атомов элементов в условной молекулярной формуле попутного газа (п.
6.1.4):
Количество атомов j-го элемента Kj рассчитывается по формуле:
бj 
0.01
μ
K
j
μj Г.
(5)
Приложение А1.
Справочные данные, необходимые для расчетов физико-химических
характеристик попутного нефтяного газа
Таблица 1.
Атомные массы химических элементов, входящих в состав попутного газа.
Химический элемент Углерод С
Водород Н
Сера S
Азот N
Кислород O
Атомная масса
12.011
1.008
32.066
14.008
16.000
Таблица 2.
Молекулярные массы основных компонентов ПНГ и коэффициенты Гi пересчета
углеводородов на метан
Компонент
Метан Этан Про- n-, i-бу- Пентан Гексан Гептан Серово Дио- Азот
СН4
С2Н6 пан
тан С4Н10 C5H12
C6H14 C7H16 дород ксид
N2
С3Н8
Н2S
углеро
да СО2
Молекулярная 16.043 30.07 44.097 58.124
72.151
86.066 100.08 34.082 44.011 28.02
масса μi
кг/моль
Гi μi/μCH4
1.00
1.87
2.75
3.62
4.50
5.36
6.24
Компонент
Таблица 3.
Плотность ρi (кг/м3) основных компонентов ПНГ
Метан Этан Пропа n-, i- Пентан Гексан Гептан Серово Диоксид Азот
СН4
С2Н6 н С3Н8 бутан C5H12 C6H14 C7H16 дород углерода N2
С4Н10
Н2 S
СО2
Компонент
Метан Этан
СН4
С2Н6
Плотность ρi,
кг/м3
0.716
1.342
Пропа n-, i- Пентан Гексан Гептан Серово
н С3Н8 бутан C5H12 C6H14 C7H16 дород
С4Н10
Н2 S
1.969 2.595 3.221
3.842 4.468 1.522
Диоксид Азот
углерода N2
СО2
1.965
1.251
Таблица 4.
Содержание (% масс.) химических элементов в основных компонентах ПНГ.
Компонент
Содержание химических элементов в компонентах (% масс)
С
Н
S
O
N
СН4
74.87
25.13
-
-
-
С2Н6
79.89
20.11
-
-
-
С3Н8
81.71
18.29
-
-
-
С4Н10
82.66
17.34
-
-
-
C5H12
83.24
16.76
-
-
-
C6H14
83.73
16.27
-
-
-
C7H16
84.01
15.99
-
-
-
Н2S
-
5.92
94.08
-
-
СО2
27.29
-
-
72.71
-
N2
-
-
-
-
100
Приложение А2.
Примеры расчетов физико-химических характеристик попутного нефтяного газа.
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения (бессернистый)
Таблица 5.
Компонент
СН4
Компонентный состав Vi (% об)
С2Н6 С3Н8
iС4Н10
C5H12
C6H14
C7H16
CO2
N2
Vi (% об)
88.47
1.78
0.32
0.15
1.07
2.50
0.77
1.49
0.34
Таблица 6
Компонент
СН4
С2Н6
Расчет плотности ρГ (кг/м3)
С3Н8 iС4Н10 C5H12
C6H14
C7H16
CO2
N2
Компонент
СН4
С2Н6
С3Н8
iС4Н10
C5H12
C6H14
C7H16
CO2
0.01Viρi
0.634
0.038
0.091
0.021
0.040
0.012
0.011
0.003 0.013
N2

0.01


0.863
ρ
ρ
V
i
Г
i
кг/м3.
i
Таблица 7.
Компонент
Расчет условной молекулярной массы μГ (кг/моль)
СН4
С2Н6 С3Н8 iС4Н10 C5H12 C6H14
C7H16
CO2
N2
0.01Viμi
14.193
0.066
0.3
0.535
1.984
0.448
0.866
0.245
0.231

0.01


18.868
μ
μ
V
i
Г
i
кг/моль.
i
Компонент
Таблица 8.
Расчет массового содержания химических элементов в ПНГ
СН4
С2Н6 С3Н8 iС4Н10 C5H12 C6H14 C7H16 CO2 N2
бi=0.01хViμi/μГ
Компонент
0.735
СН4
0.044 0.109 0.024
С2Н6 С3Н8 iС4Н10 C5H12
0.047 0.014
0.013
0.003 0.016
C6H14
C7H16
CO2
Таблица 9.
N2 Σ
С 55.03 3.52
8.91
1.98
3.89
1.17
1.08
0.08
-
75.66
H 18.47 0.88
1.99
0.42
0.81
0.23
0.22
-
-
23.02
N -
-
-
-
-
-
-
-
1.6 1.60
O -
-
-
-
-
-
-
0.22
-
0.22
Таблица 10.
Расчет числа атомов элементов в условной молекулярной формуле попутного нефтяного газа
Южно-Сургутского месторождения
Элемент
С
Н
N
0
бj
0.01
μ
K
j
μj Г
1.207
4.378
0.0219
0.0027
Условная молекулярная формула ПНГ Южно-Сургутского месторождения:
C1.207H4.378 N0.0219O0.0027
Уточним условную молекулярную массу:
μГ=19.260
Приложение Б.
Расчет физико-химических характеристик влажного воздуха для заданных
метеоусловий
1. Условная молекулярная формула для сухого воздуха
O0.421N1.586, (1)
чему соответствует условная молекулярная масса
μС.В.=28.96 кг/моль
и плотность
ρС.В.=1.293 кг/м3.
2. Массовое влагосодержание влажного воздуха d (кг/кг) для заданной относительной
влажности и температуры t, °C при нормальном атмосферном давлении определяется по
номограмме Приложения Б1 (п. 4.2.1).
3. Массовые доли компонентов во влажном воздухе (п. 4.2.2):
1
бС.В.
- сухого воздуха
; (2)
1d
1
- влаги (H2O) бH2O. 
(3)
1d
Таблица 11.
Содержание (% масс.) химических элементов в компонентах влажного воздуха
Компонент
Содержание химических элементов (% масс)
О
N
Н
Сухой воздух O0.421N1.586
23.27
76.73
-
Влага H2О
88.81
-
11.19
Таблица 12.
Массовое содержание (% масс.) химических элементов во влажном воздухе с
влагосодержанием d
Компонент
г
Сухой воздух
Влага H2О
Σ
O0.421N1.586
О
23.27/(1+d)
88.81*d/(1+d)
(23.27 + 88.81d)/(1+d)
бi
N
76.73/(1+d)
-
76.73/(1+d)
H
-
11.19d/(1+d)
11.19d/(1+d)
Таблица 13.
Количество атомов химических элементов в условной молекулярной формуле влажного
воздуха
Элемент
О
N
Н
КJ
(0.421 + 1.607d)/(1+d)
1.586/(1+d)
3.215d/(1+d)
5. Плотность влажного воздуха в зависимости от метеоусловий. При заданной температуре
влажного воздуха t,°C, барометрическим давлении Р, мм.рт.ст. и относительной влажности
плотность влажного воздуха рассчитывается по формуле:
(P

0.3783

)

273.2
P

0.3783

P
P
П
П

1.293

0.4648
ρ
(5)
B.B.
760

(273.2

t)
273.2

t
где РП - парциальное давление паров воды в воздухе, зависящее от t; определяется по
номограмме Приложения Б1.
Приложение Б1.
Диаграммы "i-d" для влажного воздуха.
На диаграмму на рис. 1 нанесены изолинии энтальпий i, температур t, ºC и относительной
влажности, а также зависимости парциального давления водяного пара РП от
влагосодержания d.
Диаграмма построена для давлений 745 - 760 мм.рт.ст.
Точки диаграммы определяют состояние насыщенного воздуха. Точки, лежащие под кривой
соответствуют состоянию насыщенного воздуха, содержащего, кроме насыщенного пара,
частицы капельножидкой воды или льда. Точки, лежащие над кривой характеризуют
состояние насыщенного воздуха.
Приложение Б2.
Пример расчета физико-химических характеристик влажного воздуха для
заданных метеоусловий.
Заданы температура t=20°С, относительная влажность 0.60 (60%) воздуха и давление Р=760
мм.рт.ст.
По номограмме (Приложение Б1) определяется влагосодержание d=0.0087 кг/кг и
парциальное давление водяного пара РП=11 мм.рт.ст.
Расчет количества атомов химических элементов в условной молекулярной формуле
влажного воздуха:
0.421 > l.607d
0.421

1.607d
1.586
3.205d


0.431

1.572

0.028
K
o
n
h
; K
; K
.
1

d
1

d
1

d
Условная молекулярная формула влажного воздуха для заданных метеоусловий:
O0.431N1.572H0.028
Плотность влажного воздуха:
P

0.3783
P
П

0.4648

1.20
ρ
кг/м3.
B.B.
273.2

t
Рис. 1. Диаграмма характеристик влажного воздуха при нормальном атмосферной давлении.
t,°C - температура, i - энтальпия, ккал/кг, d - влагосодержание кг/кг, рп - парциальное
давление водяного пара, мм.рт.ст.
Приложение В.
Расчет стехиометрической реакции горения попутного нефтяного газа в атмосфере
влажного воздуха (п. 4.3).
1. Стехиометрическая реакция горения записывается в виде:



H
O


C
S
N
O
MO
N
CO
SO
N
H
H
n
n
n
n
h
Kh
H
O
SO
N
c
s
n
o
Ko
Kn
2
2
2
2
2
2
2
(1)
CO
2
2. Расчет мольного стехиометрического коэффициента М по условию полного насыщения
валентности (полностью завершенной реакции окисления):
M
kj vj
j
kj' vj'
j
(2)
где vj' и vj - валентности элементов j и j', входящих в состав влажного воздуха и ПНГ;
kj' и kj - количества атомов элементов в условных молекулярных формулах влажного воздуха
и газа (Приложения А и Б).
3. Определение теоретического количества влажного воздуха VB.B. (м3/м3), необходимого
для полного сгорания 1 м3 ПНГ.
В уравнении стехиометрической реакции горения мольный стехиометрический коэффициент
М является и коэффициентом объемных соотношений между горючим (попутный нефтяной
газ) и окислителем (влажный воздух); для полного сгорания 1 м3 ПНГ требуется М м3
влажного воздуха.
4. Расчет количества продуктов сгорания VПС (м3/м3), образующихся при стехиометрическом
сгорании 1 м3 ПНГ в атмосфере влажного воздуха:
Vпс=с + s + 0.5[h + n + М(kh + kn)],
(3)
где с, s, h, n и kh, kn соответствуют условным молекулярным формулам ПНГ и влажного
воздуха соответственно.
Приложение В1.
Справочные данные, необходимые для расчетов теплофизических характеристик
попутного нефтяного газа.
Таблица 14.
Показатель адиабаты К для компонентов ПНГ
СН4 С2Н6 С3Н8 iС4Н10 nC5H12 iC6H14 nC7H16 СО2 N2 H2S
Компонент
Показатель адиабаты К
Компонент
QHi, ккал/м3
1.31
1.21
1.13 1.10
1.08
1.07
1.06
1.30 1.40 1.34
Таблица 15.
Низшая теплота сгорания горючих компонентов ПНГ QHi, ккал/м3
СН4
С2Н6
С3Н8 iС4Н10 nC5H12 iC6H14
nC7H16 H2S
8555
15226
21795
28338
34890
44700
51300
5585
Таблица 16.
Средние массовые изобарные теплоемкости составляющих продуктов сгорания,
определяемые в интервале от 293°К до Т 0К (ккал/кг·град)
Компонент
CO2
Н2О
СО
NO
N2
О2
СН4
H2S
Температура
1100 0.263
0.500
0.266
0.254
0.263
0.244
0.844
0.280
Т0 К
1500 0.279
0.543
0.276
0.263
0.273
0.252
0.967
0.302
1900 0.289
0.563
0.283
0.269
0.280
0.258
1.060
0.323
2300 0.297
0.589
0.288
0.274
0.285
0.263
1.132
0.345
Приложение В2.
Примеры расчетов Расчет стехиометрической реакции горения попутного
нефтяного газа в атмосфере влажного воздуха.
Пример 1.
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения
С1.207H4.378N0.0219O0.0027
сгорает в атмосфере влажного воздуха
O0.431N1.572H0.028 (t=20ºC, влажность=60%)
в соответствии со стехиометрической реакцией:
C1.207H4.378N0.0219O0.0027+MO0.431N1.572H0.028=nCO2+nH2O+nN2(1.1)
Расчет мольного стехиометрического коэффициента М:

4

1.207

1

4.378

2

0.0027
M



11.03
(1.2)
2

0.431

1

0.028
Теоретическое количество влажного воздуха, необходимое для полного сгорания 1м3 ПНГ
Южно-Сургугского месторождения, составляет 11.03 м3.
nCO2 = с = 1.207;
nH2O = 0.5(h + Mkh) = 2.344;
nN2 = 0.5(n + Mkn) = 8.681.
Объем продуктов сгорания при стехиометрическом горении равен:
VПС=c+s+0.5[h+n+M(kh+kn)]=1.207+0.5[4.378+0.0219+11.03(0.028+1.572)]=12.23 м3/м3.
Пример 2.
Попутный нефтяной газ Бугурусланского месторождения (серосодержащий)
C1.489H4.943S0.0110О0.0160 сгорает в атмосфере влажного воздуха О0.431N1.572H0.028 (t=20°C,
влажность=60%) в соответствии со стехиометрической реакцией:
C1.489H4.943S0.0110О0.0160+ MO0.431N1.572H0.028= nCO2+nH2O+nN2 (2.1)
Расчет мольного стехиометрического коэффициента М:

4

1.489

1

4.943

2

0.0110

2

0.0160
M



13.056
(2.2)
2

0.431

1

0.028
nCO2 = c = 1.489;
nH2O = 0.5(h + Мkh) = 2.660;
nSO2 = s = 0.011.
nN2 = 0.5(n + Mkn) = 10.576.
Теоретическое количество влажного воздуха, необходимое для полного сгорания 1м3 ПНГ
Бугурусланского месторождения, составляет 13.056 м3.
Объем продуктов сгорания при стехиометрическом горении равен:
VПС = 1.489 + 0.0110 + 0.5[4.943 + 13.056(0.028 + 1.572)] = 14.74 м3/м3.
Приложение Г.
Расчет скорости распространения звука в сжигаемой газовой снеси UЗВ (м/с) (п.
4.4)
Скорость распространения звука в сжигаемой газовой смеси UЗВ (м/с) рассчитывается по
формуле:



273
T

91.5
Ko
U
ЗВ

,
Г
 μ
0.5
(1)
где То,°С - температура ПНГ;
μГ - условная молекулярная масса сжигаемой газовой смеси;
К - показатель адиабаты для сжигаемой газовой смеси или определяется по графикам на рис.
2-3 Приложения Г, где расчеты произведены для четырех значений То,°С (0°С; 10°С; 20°C и
30°С).
Показатель адиабаты К для ПНГ рассчитывается по значениям показателя адиабаты Ki для
компонентов (таблица 1 Приложения В1) как средневзвешенное
K
0.01

V
i
iK
,
(2)
i
где Vi (% o6.) - объемная доля i-го компонента ПНГ.
Приложение Г1.
Пример расчета скорости распространения звука в сжигаемой газовой смеси UЗВ
(м/с)
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения. Компонентный состав Vi (%
об.) - см. таблицу 1.1. Прил. А2. Показатель адиабаты
K

0.01
1
.
292

V
K
i
i
i
Скорость распространения звука при Тo = 20°C:




273
T
o

91.5
406
K
U
м/с
ЗВ


Г
 μ
0.5
(μГ = 19.210, см. таблицу 1.3. Приложения А2.)
Такое же значение UЗВ дает график Приложения Г для Тo = 20°C.
Температура 0ºС
Температура 10ºС
Рис. 2. Скорость звука в сжигаемой смеси.
Температура 20ºС
Температура 30ºС
Рис. 3. Скорость звука в сжигаемой смеси
Приложение Д.
Примеры расчета выбросов вредных веществ при сжигания попутного нефтяного
газа
1. Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения. Объемный расход газа Wv =
432000 м3 /сутки =5 м3/с. Сжигание бессажевое, плотность газа (см. приложение А) ρГ =
0.863 кг/м3. Массовый расход равен (3.2):
В соответствие с формулой (5.1) и таблицей 4.1 выбросы вредных веществ в г/с составляют:
СО - 86.2 г/с; NOx - 12.96 г/с;
бенз(а)пирен - 0.1·10-6 г/с .
для вычисления выбросов углеводородов в пересчете на метан определяется массовая их
доля, исходя из таблиц А.2 и А.1.6. Она равна 120 %. Недожог равен 6·104. Т.о. выброс
метана составляет
0.01·6·10-4·120·15534 = 11.2 г/с
Сера в ПНГ отсутствует.
2. Попутный нефтяной газ Бугурусланского месторождения с условной молекулярной
формулой C1.489H4.943S0.011О0.016. Объемный расход газа Wv = 432000 м/сутки = 5 м/с.
Факельное устройство не обеспечивает бессажевого горения. Плотность газа (см.
приложение А) ρГ = 1.062 кг/м3. Массовый расход равен (3.2):
Wg = 3600·ρГ·Wv = 19116 (кг/час).
В соответствие с формулой (5.1) и таблицей 4.1 выбросы вредных веществ в г/с составляют:
СО - 1328 г/с; NOx - 10.62 г/с;
бенз(а)пирен - 0.3·10-6 г/с .
Выбросы сернистого ангидрида определяются по формуле (4.2), в которой s = 0.011, μГ =
23.455, μSO2 = 64. Отсюда
MSO2 = 0.278·0.03·19116 = 159.5 г/с
В данном случае недожог равен 0.035. Массовое содержание сероводорода 1.6%. Отсюда
MH2S = 0.278·0.035·0.01·1.6·19116 = 2.975 г/с
Выбросы углеводородов определяются аналогично примеру 1.
Приложение Е.
Расчет удельных выбросов CO2, H2O, N2 и О2 на единицу массы сжигаемого
попутного нефтяного газа (кг/кг)
1. Удельный выброс диоксида углерода рассчитывается по формуле:


cq
q
CH
CO
4






q
μ
(1)
CO
CO
2
2

μ
μ
μ
CO
4
Г CH

где μСО2, μСН4, μСО - молекулярные массы соответствующих газов (Приложение А1);
μГ - условная молекулярная масса ПНГ (Приложение А1);
с - количество атомов углерода в условной молекулярной формуле ПНГ (Приложение А).
2. Удельный выброс водяного пара H2O:


q
CH
4

0.5

1/
(h

α
)

q
μ
μ


MK
h
, (2)
H
O
H
O Г
2
2
μ


CH
4


где μН2О и μСН4 - молекулярные массы Н2О и СН4;
μГ - условная молекулярная масса ПНГ;
h – количество атомов водорода в условной молекулярной формуле ПНГ;
α - коэффициент избытка влажного воздуха;
М - мольный стехиометрический коэффициент (Приложение В);
Кh - количество атомов водорода в условной молекулярной формуле влажного воздуха
(Приложение Б).
3. Удельный выброс азота N2:


q
NO

1/
(n

α
)

q
μ
μ
MK
n


,
(3)
Г
N
N
2
2
μ
NO


4. Удельный выброс кислорода O2:


q
q
q
q
q
CO
OSO
NO
2 H
2
2 CO

1/
(o

α
)

2


2


q
μ
μ


MK
o
, (4)
Г
O
2 O
2
μ
μ
μ
μ
μ


CO
H
O
SO
CO
NO
2
2
2


Примечания:
1. Обозначения, принятые в (2) и (3) аналогичны обозначениям, принятым в (1).
2. qCO2, qН2О qSO2, qCO, qNO – см. Приложение Д и формулу (1) настоящего Приложения.
Приложение E1.
Примеры расчетов
Расчет удельных выбросов СО2, H2O, N2 и O2 на единицу массы сжигаемого
попутного нефтяного газа (кг/кг)
Пример 1.
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения с условной молекулярной
формулой C1.207H4.378N0.0219O0.027 (Приложение А2) сжигается в атмосфере влажного воздуха с
условной молекулярной формулой O0.431N1.572H0.028
Мольный стехиометрический коэффициент М=11.03 (Приложение В2).
Удельный выброс диоксида углерода (формула (2) Приложения Е):

4

2
1.207
5

2



10
10

44.011



2.725
q


CO
2
19.260
16.043
28.011


Удельный выброс водяного пара H2O:

4
1
5



10



0.5

18.016
4.378

11.03

0.028


2.192
q
H
O


2
19.26
16.043


Удельный выброс азота N2:

3
1
3



10



28
.
016
0.0219

11.03

1.572


25.251
q
N


2
19.26
30.008


Удельный выброс кислорода O2:

2

3
1
2.725
2192
2

3



10
10



32
0.0027

11.03

0.431

2
 



0.0
q
O

2
19.26
44.011
18.01
28.01
30.0


Пример 2.
Попутный нефтяной газ Бугурусланского месторождения с условной молекулярной
формулой C1.489H4.943S0.011O0.016.
Условия сжигания газа те же, что и в примере 1. Удельный выброс диоксида углерода
(формула (2) Приложения Е).

4

2
1.489
5

2



10
10

44.011



2.761
q


CO
2
23.476
16.043
28.011


Удельный выброс водяного пара H2O:

4
1
5



10



0.5

18.0.16
4.943

1.455

0.028


2.041
q
H
O


2
23.476
16.043


Удельный выброс азота N2:

3
1
3



10



28.016
13.455

1.572


25.238
q
N


2
23.476
30.008


Удельный выброс кислорода O2:

2 
3
1
2.761
2.041
0.030
2

3



10
10

32

13.455

0.431

2


2



0.2
q
O


2
23.476
44.011
18.016
64.06
28.0
30.0


Приложение Ж.
Расчет длины факела
Длина факела (Lф) рассчитывается по формуле:




5.3
/

1

1


/
ρ
ρ
d
V
V
L
T
T
ф
Г
o
o
o
B.B.
, (1)
B.B.
Г
где dо - диаметр устья факельной установки, м;
ТГ - температура горения, К (п. 8.3)
То - - температура сжигаемого ПНГ, К;
VВ.В. - теоретическое количество влажного воздуха, необходимое для полного сгорания 1м3
ПНГ (Приложение В), м3/м3;
ρВ.В./ρг - плотность влажного воздуха (Приложение Б) и ПНГ (Приложение А);
Vo - стехиометрическое количество сухого воздуха для сжигания 1 м3 ПНГ, м3/м3:

N


i

i


где [H2S]0, [CxHy]0, [O2]0 - содержание сероводорода, углеводородов, кислорода,
соответственно, в сжигаемой углеводородной смеси, % об.



0.0476
1.5

x

y/4





H
S
C
H



O
V
o
y
x
2
2
0
0
0
Приложение Ж1.
Пример расчета длины факела для Южно-Сургутского месторождения.
Температура горения (см. Приложение И) = 1913 К;
Температура сжигаемого газа = 293 К;
VВВ (см. Приложение В2) = 11.03 м3/м3;
Плотность ПНГ (Приложение А2) = 0.863 (кг/м3);
Плотность влажного воздуха (Приложение Б2) = 1.20 (кг/м3).
На основании формулы (1) отношение длины факела к диаметру устья факельной установки:
Lф / do = 190
Относительная длина факела Lф/do.
Тг - температура горения, К.
То - температура газа в устье, К.
Рис. 4.
Относительная длина факела Lф/d.
Тг - температура горения, К.
То - температура газа в устье, К.
Рис. 5.
Приложение З.
Расчет низшей теплоты сгорания попутного нефтяного газа qh (ккал/м3)
Низшая теплота сгорания ПНГ QН (ккал/м3) рассчитывается как средневзвешенная сумма
низших теплот сгорания горючих газов, входящих в его состав:

0.01
Q
Q

V
i
H
Hi
, (1)
i
где Vi - содержание i-го горючего компонента (% об.) в ПНГ;
qhi - низшая теплота сгорания i-го горючего компонента или по формуле:
Qн=85.5[CH4](%) + 152[C2H6](%) + 218[C3H8](%) + 283[C4H10](%) + 349[C5H12](%) +
56[H2S](%) (2)
Величины Qнi приведены в таблице 2 Приложения B1.
Приложение З1.
Пример расчета низшей теплоты сгорания попутного нефтяного газа
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения.
Компонентный состав Vi (% o6.)
Компонент
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
Таблица 17.
C5H12
0.01 Vi·qhi
7569
423
981
640
230

0.01

9843
Q
Q

V
i
H
Hi
ккал/м3
i
Приложение И.
Пример расчета температуры выбрасываемое в атмосферу газовой смеси
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения. Низшая теплота сгорания Qн =
9843 ккал/м3 (Приложение В1). Доля энергии, теряемой за счет радиации факела
Δ = 0,048μГ0.5 = 0,21 (μГ = 19,260).
Расчет количества теплоты в продуктах сгорания для трех значений температуры:
Т = l500 K QПС = 5576 ккал,
Т = 1900 К QПС = 7708 ккал,
Т = 2300 К QПС = 9873 ккал.
График QПС (Т) представлен на рис. 6.
Величина qh(1-Δ) = 7776 ккал.
По графику рис. 6 этому значению отвечает температура Т=1913К.
В итоге, температура продуктов сгорания ПНГ Южно-Сургутского месторождения
составляет ТГ = 1640°С.
Рис. 6. Пример графического определения температуры продуктов сгорания
/попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения.
Задание для расчета.
Ознакомится с программой ПНГ-Эколог
Провести расчет выбросов при сжигании ПНГ
Проварьировать температуру ПНГ и провести серию расчетов при постоянных
остальных параметрах
Проварьировать высоту трубы и, соответственно, диаметр сопла, соблюдая
соотношение 1:20, оставляя остальные параметры без изменений
Сохранить результаты измерений
1.3. Сравнительный анализ программ расчета приземных
концентраций УПРЗА «Эколог» (Россия) и SCREEN3 (США)
1. Краткая характеристика программ.
В таблице 1 приведено краткое сравнительное описание обеих программ.
Таблица 1.
ЭКОЛОГ, версия 3.00
SCREEN3
Контрольный
данных
набор
Задание на расчет
Примечания
Контрольный набор данных
содержит достаточно большой набор
параметров, управляющих процессом
расчета, которые отсутствуют в
ЭКОЛОГЕ. Тем не менее существует
возможность
задания
основного
контрольного набора данных «по
умолчанию», что упрощает начало
работы с методикой SCREEN3
Источники
Источники
Наиболее
похожие
части.
выброса,
включая выброса,
включая Основное отличие :
состав выброса
состав выброса
В SCREEN3 дополнительно
вводится одна модель источника:
 Объемный
источник
(в
интерпретации
ОНД-86
наиболее
близка модель многоствольной трубы).
Может
быть
использован
для
представления линейного источника
Рельеф учитывается
Рельеф учитывается
В отличие от ОНД-86 расчет по
SCREEN3 проводится с учетом
цифрового рельефа местности
Метеоданные:
Метеоданные:
Основные отличия:
 Температура
 Температура
 В ОНД-86 дополнительно задается
окружающего воздуха
окружающего воздуха направление
скорости ветра по
секторам .
 Скорость ветра на  Скорость ветра
высоте 10м
 В SCREEN3
существует три
 Коэффициент
метеорологических выбора
 Классы устойчивости стратификации
 В SCREEN3
используются
 Высота
слоя
метеоданные вблизи источника
перемешивания
Обработка данных перед расчетом
ЭКОЛОГ, версия
Примечания
3.00
Обязательная
обработка Обработка данных
Обязательными данными из
данных
перед
расчетом учета застройки
перечисленных
являются
только
производится препроцессами:
метеоданные.
В
качестве
1. Учета застройки
препроцессора метеоданных наиболее
2. Метеоданных
общеупотребимой является утилита
3. Рельефа
RAMMET
Расчет
ЭКОЛОГ, версия 3.00
Примечания
SCREEN3
SCREEN3
Типы вариантов расчета:
Два варианта расчета
Метеорологические данные,
1. Учет явления «осаждения».
1. Зима
необходимые для проведения
2. Лето
расчета
по
SCREEN3
 Сухое осаждение
значительно
отличаются
от
 Влажное
осаждение
того, учитывается ли явление
(«вымывание»)
без
учета
осаждения.
осаждения
2. С учетом местности:
Расчет для сельской местности
Расчет для городской местности
3. С различными интервалами
осреднения: (от 1 часа до года).
4. С
учетом
явлений
экспоненциального
распада
(химические
трансформации
выбрасываемых
веществ
в
атмосфере)
и
«истощения»
(ограничения
переноса,
возникающее
при
быстром
перемешивании струи под слоем
инверсии)
5. Расчет рассеивания по высоте
Метеорологические данные, требуемые для проведения расчета рассеивания по SCREEN3.
Метеорологические данные, используемые при расчете по SCREEN3 как правило
готовятся с использованием препроцессора RAMMET.
В качестве входных данных RAMMET требует метеоданные, которые можно разбить
на две группы:
1.
Статистические (зависящие от времени) данные*
1.1. Ежедневные данные по высоте слоя перемешивания. Предоставляются National
Climatic Data Center (NCDC).
1.2. Почасовые данные по поверхностным наблюдениям. Предоставляются National
Climatic Data Center (NCDC).
1.3.
Почасовые данные по осадкам (требуются, в случае проведения расчета с
учетом влажного осаждения). Предоставляются NWS ( National weather service).
2. Cправочные данные, независимые от времени ( требуются в случае проведения
расчета с учетом осаждения)
*Данные, соответствующие п.п.1.1.,1.2. являются минимальным набором метеоданных,
необходимых для следующего проведения расчета рассеивания по модели SCREEN3.
2. Описание методики расчетов
Расчеты проводятся для точечных источников. В ходе работы просчитать
зависимость приземной концентрации загрязнителя на оси ветра от расстояния с
использованием программы УПРЗА «Эколог» и «SCREEN3» для источников выбросов с
высотами 20, 40, 50, 60, 70, 100, 150 и 200 м с варьированием параметров выбросов
газовоздушной смеси (скорость выброса ГВС, диаметр устья, скорость ветра, мощность
выброса, разница между температурой ГВС и окружающего воздуха). Варианты расчетов
для программы «SCREEN3» приведены в таблице 2.
Примечание:
Варианты расчетов для программы «Эколог» практически полностью соответствуют
вариантам расчета программы «SCREEN3». При этом в программе «Эколог» Тгвс и Тв
вводятся в 0С и классы стабильности в методике ОНД-86 не используются.
Коэффициент А в методике ОНД-86 равен 200, что соответствует Европейской
территории СНГ: для районов России южнее 50 с.ш., для остальных районов Нижнего
Поволжья, Кавказа, Молдавии; для Азиатской территории СНГ: для Казахстана, Дальнего
Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии.
Таблица 2.
Варианты расчетов по программе «SCREEN3».
№
Класс
Wгвс,
Тгвс, Тв, dвн.,м uв,
Нист.,м М,г/с
стабильности
м/с
К
К
м/с
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
10
10
398
398
398
398
398
398
398
398
398
398
398
398
398
398
398
299
299
299
299
299
299
299
398
398
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Full
1
1
1
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
4
4
4
4
8
8
Full
Full
Full
Full
Full
Full
Full
Full
Full
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
40
50
60
70
100
150
200
40
50
7
8
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
100
100
100
100
100
100
100
100
100
Full
A
B
F
A
B
C
E
F
B
C
D
E
C
D
Full
Full
Full
Full
Full
Full
Full
Full
Full
25
26
27
28
30
31
32
10
398
298 3
Full
60
100
Full
10
398
298 3
Full
70
100
Full
10
398
298 3
Full
100
100
Full
10
398
298 3
Full
150
100
Full
10
398
298 3
Full
200
100
Full
10
299
298 3
Full
40
100
Full
0.1
398
298 3
Full
40
100
Full
В таблице используются обозначения:
W гвс- скорость выброса ГВС (газовоздушной смеси), м/с
Тгвс-температура ГВС, К (для программы "Эколог" в 0С);
Тв-температура окружающего воздуха;
dвн.-внутренний диаметр, м;
uв-скорость ветра, м/с.
M-мощность выброса ГВС, г/с;
Нист-высота источника, м
Примечание: При использовании в "SCREEN3" выбора "Full meteorology" ("Полная
метеорология") программа пробегает все возможные скорости ветра и классы стабильности.
По результатам расчета должны быть построены следующие графики:
1.
Зависимость приземной концентрации SO2 на оси ветра от расстояния
("Эколог") .
2.
Зависимость приземной концентрации SO2 на оси ветра от расстояния
("SCREEN3").
3.
Зависимость класса стабильности от расстояния.
4.
Зависимость высоты подъема шлейфа выбросов от расстояния .
5.
Зависимость приземной концентрации SO2 на оси ветра от расстояния при
скорости ветра u=1м/с для классов стабильности A, B, F.
6.
Зависимость приземной концентрации SO2 на оси ветра от расстояния при
скорости ветра u=2.2 м/с для классов стабильности A, B, C, E, F.
7.
Зависимость приземной концентрации SO2 на оси ветра от расстояния при
скорости ветра u=4 м/с для классов стабильности B, C, D, E.
8.
Зависимость приземной концентрации SO2 на оси ветра от расстояния при
скорости ветра u=8м/с для классов стабильности C, D.
9.
Зависимости приземных концентраций SO2 на оси ветра от расстояния при
скоростях ветра u=1м/с; u=2.2м/с; u=4м/с; u=8м/с ("Эколог")
10.
Зависимости приземных концентраций SO2 на оси ветра от расстояния для
высот источника Н=40м, Н=50м, Н=60м, Н=70м, Н=100м, Н=150м, Н=200м при ΔТ=0.10С и
ΔW=0.1м/с. ("SCREEN3")
11.
Зависимости приземных концентраций SO2 на оси ветра от расстояния для
высот источников Н=40м, Н=50м, Н=60м, Н=70м, Н=100м, Н=150м, Н=200м при ΔТ=0.10С и
ΔW=0.1м/с ("Эколог")
12.
Зависимости приземных концентраций SO2 на оси ветра от расстояния для
высот источника Н=40м, Н=50м, Н=60м, Н=70м, Н=100м, Н=150м, Н=200м. ("SCREEN3") .
13.
Зависимости приземных концентраций SO2 на оси ветра от расстояния для
высот источников Н=40м, Н=50м, Н=60м, Н=70м, Н=100м, Н=150м, Н=200м. ("Эколог")
14.
Сравнение зависимостей приземных концентраций SO2 от расстояния по
программам "SCREEN3" и "Эколог" для высот источников Н=40м, Н=50м, Н=60м, Н=70м,
Н=100м, Н=200м.
15.
Зависимость разности приземных концентраций
программам "SCREEN3" и "Эколог" для высот источников Н=40м,
Н=100м, Н=200м.
16.
Зависимость отношения приземных концентраций
программам "SCREEN3" и "Эколог" для высот источников Н=40м,
Н=100м, Н=200м.
17.
Зависимость отношения приземных концентраций
программам "SCREEN3" и "Эколог" для высот источников Н=40м,
Н=100м.
SO2 от расстояния по
Н=50м, Н=60м, Н=70м,
SO2 от расстояния по
Н=50м, Н=60м, Н=70м,
SO2 от расстояния по
Н=50м, Н=60м, Н=70м,
1.4. Расчет предельно-допустимых сбросов предприятиями
Общие положения
Сброс сточных вод - один из видов воздействий на водные объекты. Нормативы ПДС разновидности норм состава сточных вод по ГОСТ 17.1.1.01-77.
Сброс веществ на уровне установленных нормативов ПДС является нормативом
допустимого воздействия, не наносит вреда окружающей среде, обеспечивает экологическое
благополучие водного объекта, безопасное использование водного объекта для
соответствующих целей и определяется ассимилирующей способностью конкретного
водного объекта.
Сброс загрязняющих веществ на уровне установленного лимита сброса загрязняющих
веществ, превышающий величину ПДС, относится к негативному воздействию, не зависит от
ассимилирующей способности водного объекта и устанавливается на период проведения
водоохранных мероприятий, с целью достижения установленных нормативов ПДС.
Термины и определения
В настоящей Методике используются следующие термины с соответствующими
определениями:
АССИМИЛИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВОДНОГО ОБЪЕКТА - способность
водного объекта принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения
норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования. ГОСТ 17.1.1.0177.
ВОДОПОЛЬЗОВАТЕЛЬ - гражданин или юридическое лицо, которым предоставлены
права пользования водными объектами. Водный кодекс Российской Федерации.
ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ – сосредоточение природных вод на поверхности суши, либо в
горных породах, имеющее характерные формы распространения и черты режима. Водный
кодекс Российской Федерации.
ПОВЕРХНОСТНЫЙ ВОДОТОК – поверхностный водный объект с непрерывным
движением вод. Водный кодекс Российской Федерации.
ПОВЕРХНОСТНЫЙ ВОДОЕМ - поверхностный водный объект, представляющий
собой сосредоточение вод с замедленным водообменом в естественных или искусственных
впадинах. Водный Кодекс Российской Федерации.
ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ - изменение химического состава воды водного
объекта во времени. ГОСТ 27065-86.
ДРЕНАЖНАЯ ВОДА – вода, поступившая в дренажные системы в результате
орошения, осушения и атмосферных осадков. Дренажные системы – устройства для сбора и
отвода профильтровавшихся и подземных вод (ГОСТ 26185 – 73 пункт 12).
ЗАГРЯЗНЯЮЩЕЕ ВЕЩЕСТВО - вещество или смесь веществ, количество и (или)
концентрация которых превышают установленные для химических веществ, в том числе
радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы и оказывают негативное
воздействие на окружающую среду. Федеральный закон от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ "Об охране
окружающей среды"
ЗОНА НАЧАЛЬНОГО РАЗБАВЛЕНИЯ – относительное расстояние между
оголовками рассеивающего выпуска (Справочник проектировщика М., 1981 г.)
ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОД - источник, вносящий в поверхностные или
подземные воды загрязняющие воду вещества, микроорганизмы или тепло. ГОСТ 17. 1.1.0177.
КАЧЕСТВО ВОДЫ - характеристика состава и свойств воды, определяющая
пригодность ее для конкретных видов водопользования. ГОСТ 17.1.1.01-77.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОД - проверка соответствия показателей качества вод
установленным нормам и требованиям. ГОСТ 27065-86.
КОНТРОЛЬНЫЙ СТВОР - поперечное сечение водного потока, в котором
контролируется качество воды.
КОНТРОЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ – показатели состава и свойств воды, подлежащие
контролю при проверке соблюдения установленных норм качества воды в водном объекте и
на выпуске сточных вод.
ЛИЦЕНЗИЯ НА ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ - специальное разрешение на пользование
водными объектами или их частями на определенных условиях. Водный кодекс Российской
Федерации.
НАИЛУЧШАЯ ИМЕЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ – последние достижения в разработке
процессов, установок или эксплуатационных методов, доказавших практическую
пригодность в качестве конкретной меры для ограничения сбросов, выбросов и отходов.
НОРМАТИВЫ ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ И СБРОСОВ ХИМИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ,
В
ТОМ
ЧИСЛЕ
РАДИОАКТИВНЫХ,
ИНЫХ
ВЕЩЕСТВ
И
МИКРООРГАНИЗМОВ (далее также - нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ
и микроорганизмов) - нормативы, которые установлены для субъектов хозяйственной и иной
деятельности в соответствии с показателями массы химических веществ, в том числе
радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, допустимых для поступления в
окружающую среду от стационарных, передвижных и иных источников в установленном
режиме и с учетом технологических нормативов, и при соблюдении которых обеспечиваются
нормативы качества окружающей среды; Федеральный закон от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ "Об
охране окружающей среды"
НОРМАТИВЫ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ХИМИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ,
В
ТОМ
ЧИСЛЕ
РАДИОАКТИВНЫХ,
ИНЫХ
ВЕЩЕСТВ
И
МИКРООРГАНИЗМОВ (далее также - нормативы предельно допустимых концентраций) нормативы, которые установлены в соответствии с показателями предельно допустимого
содержания химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и
микроорганизмов в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к
загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем;
Федеральный закон от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды"
НОРМА ВОДООТВЕДЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД - объем сточных вод в интервал
времени от одного потребителя или на единицу вырабатываемой продукции (ГОСТ 2515082).
НОРМЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ - установленные значения показателей качества воды для
конкретных видов водопользования. ГОСТ 27065-86.
НОРМЫ СОСТАВА СТОЧНЫХ ВОД - перечень веществ, содержащихся в сточных
водах, и их концентрации, установленные нормативно-технической документацией. ГОСТ
17.1.1.01-77.
ОПАСНЫЕ (ВРЕДНЫЕ) ВЕЩЕСТВА - вещества, являющиеся токсичными,
канцерогенными, мутагенными, тератогенными или биоаккумулируемыми, особенно когда
они являются стойкими. Конвенция по охране и использованию трансграничных водотоков и
международных озер. ООН. 1994.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ СТОЧНЫЕ ВОДЫ – загрязненная дождевая, талая,
поливомоечная вода, стекающая с застроенных территорий населенных пунктов и
производственных площадок, отводимая системой сооружений в водные объекты.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА В ВОДЕ (ПДК) концентрация вещества в воде, выше которой вода непригодна для одного или нескольких
видов водопользования. ГОСТ 27065-86.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ СБРОС - масса вещества в сточных водах,
максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного
объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
ГОСТ 17.1.1.01-77.
САМООЧИЩЕНИЕ ВОДЫ - совокупность природных процессов, направленных на
восстановление экологического благополучия водных объектов. ГОСТ 27065 -86.
СБРОСНЫЕ ВОДЫ - оросительная вода, отводимая от орошаемых сельхозугодий.
СВОЙСТВА ВОД - совокупность физических, химических, физико-химических,
органолептических, биохимических и других свойств воды.
СОСТАВ ВОДЫ - совокупность примесей в воде минеральных и органических
веществ в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а
также изотопный состав содержащихся в ней радионуклидов.
СТВОР НАЧАЛЬНОГО РАЗБАВЛЕНИЯ - поперечное сечение потока, отстоящее от
оголовка рассеивающего выпуска на величину длины зоны начального разбавления.
СТОЧНЫЕ ВОДЫ - вода, сбрасываемая в установленном порядке в водные объекты
после ее использования или поступившая с загрязненной территории. Водный кодекс
Российской Федерации.
ФОНОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ВОДЫ – значение показателей
качества воды водоема или водотока до влияния на него источника загрязнения ГОСТ
17.1.3.07-82.
ФОНОВЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЕСТЕСТВЕННЫЕ – концентрации веществ в воде
водного объекта в створе, выше которого водный объект не испытывает антропогенного
воздействия.
ФОНОВЫЙ СТВОР - поперечное сечение потока, в котором определяется фоновая
концентрация вещества в воде.
Методология расчета нормативов ПДС
В основу расчетов нормативов ПДС положены процессы разбавления и самоочищения
сточных вод в водном объекте.
Кратность разбавления, исходя из уравнения баланса вещества определяется по
выражению:
СстСp
n
CmaxCp
(2.1)
где: C ст  концентрация вещества в сточных водах;
С max – концентрация вещества в загрязненной струе при разбавлении сточных вод;
C р – концентрация в водном объекте до места сброса сточных вод.
Процесс разбавления сточных вод происходит в две стадии: начальное и основное
разбавление. Общая кратность разбавления представляется в виде произведения n = nн  nо.
Начальное снижение концентрации загрязняющих веществ связано с эжекцией сточной
жидкости в приточную струю водотока. Начальное разбавление рассчитывается обычно по
методике Н. Н. Лапшева [1] или по методике Майрановского Ф. Г. [2]. Последняя позволяет
учесть влияние различий плотности сточной воды и вод водных объектов, а также различий в
скоростях обоих потоков.
За пределами участка начального разбавления перемешивание осуществляется за счет
диффузии примеси. Для расчета основного разбавления сточных вод наибольшего
распространения получила методика [3], а также методика, разработанная в ГГИ [4].
Методика [3], может быть использована при отношении расхода сточных вод к
q
расходу воды в водном объекте 0.025 ≤ Q p ≤ 0.1, то есть этот, достаточно оперативный и
надежный метод расчета имеет ограничения по соотношениям расходов. Использование этой
методики невозможно и в случаях, когда концентрация веществ в потоке существенно
меняется по ширине. Метод ГГИ не имеет таких ограничений.
Исходная информация определяется требованиями принятой методики для расчета
нормативов ПДС и установления лимитов сброса загрязняющих веществ. В обязательный
состав исходной информации входят:
2.
материалы схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов данного
водного объекта:
- существующее положение использования водных ресурсов (схема расположения
водозаборов и выпусков сточных вод в водный объект, современный
водохозяйственный баланс, другие виды использования водного объекта);
- перспективы использования водных ресурсов (сценарии развития экономики в
бассейне водного объекта, прогноз водопотребления и водоотведения по бассейну
в привязке к водохозяйственным участкам, прогноз развития водоохранных
мероприятий);
3.
гидрохимические, гидрологические, гидробиологические материалы (отчеты,
бюллетени) за последние 5 лет в фоновых и контрольных створах водного
объекта;
4.
сведения о водопользователях (вид и объем производимой продукции (услуг),
применяемые реагенты препараты, вещества, данные о расходах и объемах
водопотребления и водоотведения, сведения об очистных сооружениях, методе
и степени очистки, техническое состояние, планы реконструкции);
5.
информация о допустимости использования веществ и препаратов, применяемых
водопользователем;
6.
данные о составе и свойствах сточных вод, сбрасываемых в водный объект;
7.
нормативы ПДВВ на водный объект.
Расчет ПДС на бассейновом уровне
На бассейновом уровне определяются основные расчетные характеристики для
расчета норматива ПДС, установления лимита сброса загрязняющих веществ отдельного
выпуска в водный объект и расчет норматива ПДС загрязняющих веществ для
водохозяйственного района (участка) водного объекта.
Порядок определения расчетных характеристик следующий:
бассейн реки разбивается на водохозяйственные районы (участки) с учетом природных и
хозяйственных факторов. Контрольные створы назначаются в конце каждого
водохозяйственного участка, расчетные створы назначаются в устьях крупных притоков, в
местах крупных водозаборов и сброса сточных вод, в створах гидрометрических станций с
постоянным режимом наблюдений. Фоновый створ назначается в створе водного объекта,
выше которого водный объект не испытывает антропогенного вредного воздействия;
определяются естественные фоновые концентрации «Сф» химических веществ в фоновом
створе. За фоновую концентрацию вещества принимается статистически обоснованная
верхняя доверительная граница средних значений концентраций этого вещества,
рассчитанная по результатам химических наблюдений за последние 5 лет с вероятностью Р=
0,95 для наиболее неблагоприятных гидрологических условий или наиболее
неблагоприятного в отношении качества воды периода (сезона) года;
определяется необходимость разработки региональных нормативов качества воды водного
объекта, составляется перечень химических веществ, по которым необходима разработка
региональных нормативов. Разработка региональных нормативов необходима, когда Сф> Спдк
в фоновом створе;
по всему бассейну в привязке к водохозяйственным районам (участкам) составляется схема
расположения источников загрязнения водного объекта, включая диффузные и иные
источники вредного воздействия на качество вод водного объекта, места водозаборов и
сброса сточных вод в водный объект. Составляется список водопользователей, определяется
расчетные расходы сточных вод, их свойства и состав, скорость истечения сточной воды
через водовыпуск перед сбросом в водный объект;
в зависимости от свойств и состава сточных и речных вод определяется перечень
нормируемых и контролируемых показателей;
по каждому расчетному створу водного объекта определяются расчетные расходы воды в
водном объекте.
В качестве расчетных расходов воды могут быть:
для незарегулированных водотоков – минимальный среднемесячный расход воды летней и
зимней межени года 95% обеспеченности;
для зарегулированных водотоков – гарантированный экологический попуск, установленный
в Правилах использования водных ресурсов.
Кроме этого расчетные расходы водотоков должны соответствовать наиболее
неблагоприятному сочетанию гидрологических и гидрохимических условий, поэтому в
каждом конкретном случае определение расчетных расходов воды индивидуально.
 по каждому расчетному створу определяются гидравлические параметры (средняя
площадь живого сечения, скорость течения, расстояние между створами, скорость ветра над
водоемом, коэффициент шероховатости водоема в зоне течения), соответствующие
расчетным расходам воды по каждому водохозяйственному району (участку).
 определяется коэффициент неконсервативности для каждого расчетного участка водного
объекта.
В основу расчета норматива ПДС для водохозяйственного района (участка) положена
математическая зависимость, полученная в [6].
(3.1)
где:
Со, Се, Сj –
концентрации загрязняющих веществ в воде соответственно в
начальном створе, притоке с водосборной площади и сточных водах;
Qо
–
расход воды в реке в начальном створе;
qe, qj, qисп –
расходы, приходящие на единицу длины реки соответственно притока
с водосборной площади, сбрасываемых в реку сточные воды, на испарение;
к
–
коэффициент деструкции;
ω
–
площадь поперечного сечения потока;
х
–
расстояние между створами;
Зависимость (3-1) получена в результате решения уравнений учитывающих
диффузионные процессы и процессы распада неконсервативных веществ.
d
(
QC
)

q
С

q
С

К
С

q
C
(3
2)
ст
ст
ф
и
d
х
dQ

q

q

q
(3
3)
ст
ф
и
d
х
при
x

0
Q

Q
,
C

C
;
o
o
где Qо и Q – начальный и текущий расход в реке;
Со, С – начальная и текущая концентрация;
Cст.
– концентрация загрязняющего вещества;
qст, qф, qи – удельные расходы воды сточных вод, фильтрации из русла
и испарения;
Порядок расчета норматива ПДС загрязняющих веществ для водохозяйственных
районов следующий:
– расчет норматива ПДС начинается с первого створа. Для этого в зависимости (31)
величина «С» приравнивается к СПДК, а искомой величиной является ∑СjQj;
– рассчитываются изменения концентрации «С» каждого вещества от створа К-1 к
створу К по зависимости (3.1), начиная со второго створа и до последнего, при этом для
каждого створа в зависимости (31) Со приравнивается к СПДК;
– нормативы ПДС загрязняющих веществ во всех створах, кроме первого
рассчитываются по зависимости:
СПДКQк – СQк–1
(3.4)
где Qк и Qк-1 – расчетные расходы воды в водном объекте в К и К-1 створах.

Расчет норматива ПДС отдельного выпуска в водоток
Норматив нормативов ПДС отдельного выпуска сточных вод есть произведение
расхода сточных вод q (м3/час) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества Спдс
(г/м3):
Норматив ПДС = q  СПДС
(3-1.1)
В формуле (11-1) расчетной величиной является СПДС, «q» принимается по данным
водопользователя.
Расчетная формула для определения СПДС:
а) для консервативных веществ
СПДС = Сф + n(СПДК – Сф),
(3-1.2)
б) для неконсервативных веществ
СПДС = Сф + n(СПДК  ekt- Сф).
(3-1.3)
Где:
СПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м3;
Сф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод,
г/м3;
k — коэффициент неконсервативности, 1/сут;
t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.
n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке.
11.3 Кратность общего разбавления равна произведению кратности начального
разбавления nн на кратность основного разбавления no:
n = nнno
(3-1.4)
Начальное разбавление рассчитывается в следующих случаях:
 для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков при соотношении скоростей
речной воды Vр и скорости сточных вод из выпуска Vст.
Vст.  4  Vр
(3-1.5)
 при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска больше 2 м/c.
Кратность начального разбавления nn рассчитывается по методу Н.Н. Лапшева.
 Исходные данные:
– расход сточных вод q, м3/с;
– диаметр выпуска d0, м;
– количество выпуском N0;
– скорость течения воды в реке (в месте выпуска) Vр, м/с;
– глубина реки в месте расположения выпуска Н, м;

Алгоритм расчета:
1) Находится скорость на оси струи
V0=Vp+ΔV
(3-1.6)
ΔV – превышение скорости речного потока над скоростью на оси струи (задается в
пределах 0,10,15 м/с).
2) Определяется скорость истечения сточных вод из выпускных отверстий
Vcт.=4q/d0N0,
м/с
(3-1.7)
3) Вычисляется параметр m (отношение скоростей)
m=Vp/V0
(3-1.8)
4) По номограмме (рис. 1) определяется d .
Рисунок 1 - Номограмма для определения диаметра струи в расчетном сечении.
5) Рассчитывается диаметр нестесненной струи в расчетном сечении
d  d0  d ,
(3-1.9)
6) Кратность начального разбавления без учета стеснения струи d<H определяется по
формуле:
2

2
0
,
248
1

m


n
 d
m

8
,
1


m
(3-1.10)
H

1

m
d 


7) Кратность начального разбавления с учетом стеснения струи d>H определяется по
формуле:
2 1

2
0
,
248

m
H




n
d
m

8
,
1
m
f
;

(3-1.11)
H


1

m
d
d 



 
где f  d  определяется по рисунку 2.
H


Рисунок 2 - Номограмма для определения поправочного коэффициента
Кратность основного разбавления n0 определяется по методу В.А. Фролова и И.Д.
Родзиллера.
Исходные данные:
- расчетный расход в водотоке в фоновом створе, Q, м3/с;
– расчетный расход сточных вод в выпуске, q, м3/с;
– скорость водотока при расчетном расходе, Vср, м/с;
– глубина водотока при расчетном расходе, Н, м;
– расстояние от выпуска до контрольного створа по прямой, Lп, м;
– расстояние от выпуска до контрольного створа по фарватеру, LФ, м.
Алгоритм расчета:
1) Определяется коэффициент смешения:
1

exp(


L
)


Q
D
1


exp(

)


L
q
3
ф
3
3ф

(3
1.12)
(3-1.13)
q
где:  – коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке;
где  – коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного
створа по фарватеру к расстоянию по прямой)
= Lф/Lп ,
(3-1.14)
 – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у
берега =1, при выпуске в стрежень реки =1,5); D – коэффициент
турбулентной диффузии, м2/с.
2) Коэффициент турбулентной диффузии определяется.
Для летнего времени по формуле:
D =gVH/37nшС2
(3-1.15)

где: g – ускорение свободного падения, g =9,81 м/c2;
nш – коэффициент шероховатости ложа реки,
C – коэффициент Шези, м1/2/c, определяемый по формуле Н.Н. Павловского
С=Ry/ nш
где R – гидравлический радиус потока, м (R  H);
y=2,5nш -0,13 –0,75 R (nш –1),
Для зимнего времени (периода ледостава)
D =gVRпр/37nпрСпр2
(3-1.16)
где Rпр, nпр, Спр – приведенные значения гидравлического радиуса,
коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;
Rпр =0,5H,
nпр = nш[1+(nл/ nш)1,5]0,67
где nл – коэффициент шероховатости нижней поверхности льда.
3) Кратность основного разбавления определяется по формуле:
no=(q+Q)/q
(3-1.17)
Расчет норматива ПДС отдельного выпуска в водоем
Нормативы ПДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются
для каждого выпуска сточных вод по формуле:
Норматив ПДС=qСПДС
(3-2.1)
Расчетная формула для определения Спдс:
а) для консервативных веществ
Спдс = Сф + n(Спдк – Сф);
(3-2.2)
б) для неконсервативных веществ
Спдс = Сф + n(Спдк  ekt- Сф);
(3-2.3)
где:
Спдк — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде
водоема, г/м3;
Сф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска
сточных вод;
n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке;
k — коэффициент неконсервативности, 1/сут;
t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.
Кратности общего разбавления равна произведению кратности начального
разбавления на кратность основного:
n=nHno
(3-2.4)
Кратность начального и основного разбавления рассчитывается по методу М. А.
Руффеля для двух случаев расположения выпуска:
– выпуск в мелководную часть или в верхнюю треть глубины водоема, загрязненная
струя распространяется вдоль берега под воздействием поверхностного течения, имеющего
одинаковое с ветром направление;
– выпуск в нижнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется к
береговой полосе против выпуска под воздействием донного компенсационного течения,
имеющего направление, обратное направлению ветра.
Исходные данные:
– расход сточных вод выпуска q, м3/с;
– скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод V, м/с;
– средняя глубина водоема вблизи выпуска Нср, м.
В зависимости от средней глубины водоема Н0, средняя глубина Нср определяется на
участке ∆L
Н0, м
∆L, м
34
100
56
150
78
200
9  10
250
– расстояние до контрольного створа L, м.
Алгоритм расчета

Определяется кратность начального разбавления:
при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины водоема
2
q

0,00215VH
ср
(3-2.5)

n
2
н
q

0,000215VH
ср
при выпуске в нижнюю треть глубины
2
q

0,00158VH
ср

2
н q

0,000079VH
ср
(3-2.6)
n
Определяется кратность основного разбавления:
(
0
,
627

0
,
0002
L
)
n

1

0
,
412
L
0
(3-2.7)
- при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины водоема

L
/

x
,

x

6
,
53

H
где L
ср
или по табл. 3-2.1
1
,
167
Таблица 3-2.1
Значение no, случай – выпуск в мелководье
L, м
Нср, м
1
2
500
7,68
4,86
1000
12,18
7,16
2000
22,18
11,27
4000
51,57
19,84
6000
105,09
30,26
8000
204,17
43,62
10000
387,79
61,01
3
3,84
5,46
8,20
13,28
18,64
24,67
31,63
4
3,29
4,58
6,69
10,39
14,02
17,85
22,00
5
2,94
4,02
5,76
8,73
11,51
14,33
17,27
6
2,69
3,63
5,13
7,63
9,92
12,16
14,45
7
8
2,51
2,37
3,35
3,12
4,67
4,32
6,85
6,25
8,80
7,97
10,68
9,60
12,56
11,20
10
2,16
2,80
3,80
5,41
6,80
8,10
9,36
12
2,02
2,57
3,44
4,83
6,02
7,11
8,16
14
16
1,91
1,82
2,40
2,27
3,18
2,97
4,40
4,08
5,45
5,01
6,40
5,86
7,30
6,65
– при выпуске в нижнюю треть глубины водоема
0
,
41

0
,
0064
L
n

1
,
85

2
,
32
L
0
,
(3-2.8)

L
/

x
,
x

4
,
41
H
где L
или по табл. 3-2.2
Таблица 3-2.2 - Значение n0, случай – выпуск в нижнюю треть глубины водоема
L, м
Нср, м
1
,
167
cp
50
100
150
200
300
400
500
1
9,34
14,97
23,08
35,39
84,03
203,46
501,50
2
6,60
8,08
11,05
13,58
20,05
29,35
42,99
3
5,65
7,16
8,52
9,88
12,88
16,49
20,95
4
5,12
6,34
7,36
8,33
10,29
12,43
14,86
5
4,77
5,82
6,67
7,44
8,93
10,46
12,10
6
4,52
5,46
6,19
6,85
8,08
9,28
10,53
7
4,33
5,18
5,84
6,43
7,48
8,49
9,50
8
4,17
4,96
5,57
6,10
7,03
7,91
8,77
10
3,93
4,63
5,16
5,62
6,40
7,11
7,14
12
3,76
4,39
4,87
5,28
5,96
6,57
7,14
14
3,62
4,21
4,65
5,02
5,64
6,18
6,67
16
3,51
4,06
4,47
4,81
5,38
5,87
6,32
Шрифт и форматирование
Расчет нормативов ПДС загрязняющих веществ с поверхностными сточными водами,
дренажными водами оросительных и осушительных систем
Настоящий расчет распространяется только на поверхностные сточные и дренажные
воды, которые собираются соответственными системами и отводятся в водные объекты.
Расчеты нормативов ПДС должны выполняться для трех сезонов теплого времени
года, отличающихся своими гидрологическими особенностями: весеннего половодья,
принимающего преимущественно талый (снеговой) сток, летней межени и осеннего
паводкового периода, которые принимают дождевые и поливомоечные воды.
Для каждого сезона года определяется расчетный расход в фоновом створе (Q м/с).
За фоновую концентрацию i–го вещества принимается его концентрация в воде
водного объекта в створе, расположенном выше места сброса поверхностных сточных и
дренажных вод. Учитывая сезонную динамику расходов реки и содержания в ней i–го
вещества, необходимо определять фоновые концентрации за каждый сезон.
Водопользователи, не имеющие очистных сооружений для очистки поверхностных
сточных вод, должны либо заключить договор на прием их в общегородскую ливневую
канализацию, либо решить вопрос проектирования и строительства собственных очистных
сооружений.
Водопользователи, чьи очистные сооружения работают неэффективно, и глубина
очистки которых не достигает нормативов ПДС, должны получить лимиты сброса
загрязняющих веществ.
Водопользователи, технология очистки поверхностных сточных вод которых не
удовлетворяет требованиям, предъявляемым к глубине очистки, также должны получать
лимиты сброса загрязняющих веществ.
Режим расходов дренажных вод оросительных и осушительных систем имеют
особенности, которые должны учитываться при расчете нормативов ПДС. Расчеты
нормативов ПДС следует выполнять для трех режимов: для вегетационного периода, когда
наблюдаются максимальные величины расходов воды в дренажных систем; для
вневегетационного периода – минимального расхода воды; для периода промывных и
влагозарядковых поливов. Химический состав дренажных вод и выбор нормированных
показателей определяется специальными исследованиями для этих трех режимов.
Расчет нормативов ПДС загрязняющих веществ с поверхностными сточными водами
и дренажными водами по каждому выпуску выполняются по аналогии с пунктами 2 и 3
настоящей Методики.
ПРИМЕР расчета нормативов ПДС загрязняющих веществ в водоток
Выпуск сточных после очистных сооружений в реку осуществляется через
водовыпуск, расположенный у берега.
Расход сточных вод q=0,0061 м3/с=21,96 м3/час.
Расстояние от места выпуска до расчетного створа по фарватеру Lф=500 м, по прямой
Ln=500 м.
Сброс производится за пределами населенного пункта, водозаборов вблизи нет.
Гидрологические данные водотока расчетный расход 0,20 м3/с.
Средняя глубина 0,5 м.
Средняя скорость течения 0,18 м/с.
Шероховатость ложа реки nш=0,05.
Категория водотока – Рыбохозяйственный.
По течению гидрохимические данные водоема выше сброса (фон, река выше сточных вод
(г/м3)
№ пп
Показатели свойства вод
Фон
Сточные воды
ПДК
Общие требования
1.
Взвешенные вещества
23,2
181,2
23,95
2.
БПК полн.
5,17
7,41
3
3.
Сухой остаток
273,0
425
1000
7,0
21,8
0,5
Токсикологический показатель
1.
Аммоний солевой (NH4+)
2.
Нитрит-ион (NO2-)
0,038
0,61
0,08
3.
Железо общее (Feобщ.)
3,95
5,85
0,1
16,04
84,37
40
Санитарно-токсикологический показатель
1.
Нитрат-ион (NO32-)
2.
Алкилсульфонат (СПАВ)
0,2
0,34
0,5
3.
Хлориды (Cl-)
18,2
32
300
4.
Сульфаты (SО42)
31,2
43,21
100
0,15
0,05
Рыбохозяйственный показатель
1.
Нефтепродукты
-
Расчет кратности разбавления.
Расчет кратности разбавления в реке производится по методу В.А. Фролова – И. Д.
Родзиллера.
Определяется параметр y:
y

2
,
5
n

0
,
13

0
,
75
R
(
n

1
)
ш
ш
Принимаем:
шероховатость ложа реки
nш=0,05 (исходные данные);
гидравлический радиус потока
R=Hср=0,56 м
y

2
,
5
0
,
05

0
,
13

0
,
75
0
,
56
(
0
,
05

1
)

0
,
35
.
Коэффициент Шези
y
0
,
35
R
(
0
,
56
)
С
 

16
,
33
, м /с.
n
0
,
05
ш
Найдем коэффициент турбулентной диффузии:
gvh
9
,
81

0
,
18

0
,
56
D
 2


0
,
002
м2/с.
2
37
n
с37

0
,
05

16
,
33
ш
Коэффициент, гидравлические условия смещения
D
3
q
где:
L
500
1
,0
500 ;
 ф
L
п
 – коэффициент, учитывающий место выпуска сточных вод. Выпуск у берега – =1,0.
Имеем
0
,002


1
1
3

0
,69
.
0
,0061
Коэффициент смешения
1

exp(

L
)
1

exp(

0
,
69
500
)




0
,
87
Q
0
,
2
.
1

exp(


L
)1
 exp(

0
,
69
500
)
q
0
,
0061
3
ф
ф
3
3
Кратность основного разбавления
Q
0
,
2
n

1

1

0
,
87
29
,
5
.
q
0
,
0061
Определение концентраций, допустимых к сбросу СПДС
Общие требования
1. Взвешенные вещества
Сф=23,2 мг/л;
Сст=181,2 мг/л;
СПДК=Сф+0,75=23,2+0,75=23,95 мг/л;
СПДС=23,2+29,50,75=45,32 мг/л.
2. БПКп
Сф=5,17 мг/л;
Сст=7,41 мг/л;
СПДК=3 мг/л.
Повышенное значение БПКп в речной воде обусловлен природными факторами.
Поэтому до установления региональных ПДК принимаем ПДС=Сфон=5,17 мг/л.
3. Сухой остаток
Сф=273 мг/л;
Сст=425 мг/л;
СПДК=1000 мг/л.
Имеет место
Сф<Сст<CПДК.

принимаем
СПДС=Сст=425 мг/л.
Группа веществ с ЛПВ – токс.
Определяем загруженность фона реки по NH4, NO2, Fe.
3
C


7
,
0
0
,
038
3
,
95
ф






14

0
,
47

39
,
5

53
,
97

.


С
0
,
5
0
,
08
0
,
1
1
ПДК


1
Фон реки по группе ЛПВ – токс. загруженый. Для этих веществ ПДС назначается из
условия сохранения фона.
1. Аммоний
СПДС=Сф=7,0 мг/л.
2. Железо.
СПДС=Сф=3,95 мг/л.
3. Нитриты
СПДС= Сф=0,038 мг/л.
Группа веществ с ЛПВ = сан. токс.
Определяем загруженность фона по NO3, СПАВ, хлоридам и сульфатам:
4


C
16
,
04
0
,
2
18
,
2
31
,
2
ф






0
,
40

0
,
40

0
,
06

0
,
31

1
,
17

,


С
40
0
,
5
300
100


ПДК
1
Фон реки по группе ЛПВ санит.-токс. загруженный.
Поэтому нормативы ПДС будем назначать из условия сохранения фона.
1. Нитраты
Сф=16,04 мг/л;
СПДС= Сф=16,04 мг/л.
2. СПАВ
Сф=0,2 мг/л;
СПДС= Сф=0,2 мг/л.
3. Хлориды
Сф=18,2 мг/л;
СПДС= Сф=18,2 мг/л.
4. Сульфаты
Сф=31,2 мг/л;
СПДС= Сф=31,2 мг/л.
3. Группа веществ с ЛПВ – рыб. хоз.
Нефтепродукты
Сф=0 мг/л;
Сст=0,15 мг/л;
СПДК=0,05 мг/л.
СПДС=29,50,05=1,47 мг/л> Сст.
Так как рассчитанный ПДС>Сст принимаем:
СПДС=Сст=0,15.
Расчет нормативов ПДС
ПДС=qCПДС.
Принимаем q=21,96 м3/час.
Результат расчета сведен в таблицу
Вещество
СПДС
ПДС
45,32
995,227
5,17
113,533
Сухой остаток
425
9333,0
Аммоний
солевой
Нитриты
3,95
86,742
0,038
0,834
Железо
3,95
86,742
Нитраты
16,04
352,238
0,2
4,392
Хлориды
18,30
399,672
Сульфаты
31,2
685,152
Нефтепродукты
0,15
3,294
Взвешенное
вещество
БПК20
СПАВ
ПРИМЕР расчета нормативов ПДС загрязняющих веществ в водоем
Выпуск хозяйственно-бытовых сточных вод после очистки осуществляется в озеро,
которое в период весеннего половодья и многоводные годы может соединяться с рекой.
Озеро – рыбохозяйственный водоем 1 категории. Выпуск производится в верхнюю треть
озера. Зона, в которую осуществляется выпуск застойная средняя глубина в этой зоне
0,350,45 м. Расстояние до контрольного створа от места выпуска – 300 м. Тип течения в
озере – ветровое. Скорость устойчивого ветра V=1,3 м/с. Расход сточных вод q=0,0015
м3/с=5,4 м3/час=129,6 м3/сут.
Гидрохимические данные водоема выше сброса (фон, озеро, берег) и сточных вод
(г/м3).
№ пп
Показатели свойства вод
Фон
Сточные воды
ПДК
Общие требования
1.
Взвешенные вещества
29,2
146,6
29,95
2.
БПК полн.
6,23
6,77
3
3.
Сухой остаток
192,0
493,5
1000
Токсикологический показатель
1.
Аммоний солевой (NН4)
2.
Нитрит-ион (NO2)
3.
Железо общее (Feобщ.)
7,8
29,3
0,5
0,057
1,5
0,08
5,5
6,75
0,1
Санитарно-токсикологический показатель
1.
Нитрат-ион (NO3)
10,8
74,99
40
2.
Алкилсульфонат (СПАВ)
0,12
0,26
0,5
3.
Хлориды (Cl)
11,4
198
300
4.
Cульфаты (SO4)
25
408,0
100
Рыбохозяйственный показатель
1.
Нефтепродукты
0,02
0,21
0,05
Расчет кратности разбавления
Расчет кратности разбавления сточных вод в водоеме производится по методу
Руффеля, т.к. в водоеме преобладают устойчивые ветровые течения. Выпуск осуществляется
в верхнюю мелководную треть водоема, глубина зоны смешения 0,45 м (что не больше 10 м,
достигнутого для метода Руффеля), расстояние от выпуска до противоположного берега 300
м, что не больше установленных 500 м.
По данному методу кратность полного разбавления сточных вод подсчитывается по
результатам начального разбавления происходящего непосредственно у выпуска и основного,
которое продолжается по мере удаления от места выпуска.
Расчет производится по формуле:
2
q

0
,00215
VH
ср
n

н
2,
q

0
,000215
VH
ср
где: q - расход сточных вод 0,0015, м3/с,
V - скорость ветра над водной поверхностью в месте выпуска сточных вод, 1,3
м/с.
Нср - средняя глубина водоема вблизи выпуска, 0,45 м.
2
0
,
0015

0
,
00215

1
,
3

(
0
,
45
)0
,
0021
n

 
1
,
31
н
.
20
,
0016
0
,
0015

0
,
000215

1
,
3

(
0
,
45
)
Кратность основного разбавления вычисляется по формуле:
(
0
,
627

0
,
0002
L
)
n

1

0
,
412
L
0
,
где: L  L/x, L – расстояние от выпуска до контрольного створа, м,
1
,167
1
,17

x
6
,53
H

6
,53
(
0
,45
)
2
,57
ср
L

L
/
x
300
/2
,57

116
,7
(0
,627

0
,0002

116
,7
)
n
1

0
,412
116
,7

10
,105
.
0
Кратность общего разбавления
n
n
нn
0
n
1
,31
10
,10

13
,23
.
2. Определение концентраций допустимых к сбросу СПДС.
Общие требования
1. Взвешенные вещества:
Сф=29,2 мг/л;
Сст=146,6 мг/л;
СПДК=Сф+0,75= 29,95 мг/л.
СПДС=29,2+13,230,75=39,12 мг/л.
2. БПКп
Сф=6,23 мг/л;
Сст=6,77 мг/л;
СПДК=3 мг/л.
Повышенное значение БПКп обусловлено природными процессами. Поэтому пока не
установлены региональные ПДК принимаем СПДС=Сфон=6,23 мг/л.
3. Сухой остаток.
Сф=192мг/л;
Сст=493,5 мг/л;
СПДК=1000 мг/л.
Имеет место соотношения
Сф<Сст<СПДК.
Принимаем СПДС=Сст=493,5 мг/л.
Группа веществ с ЛПВ – токс.
Определим загруженность фона озера по NН4, NO2 и Fe.
3
C


7
,
8
0
,
057
5
,
5
ф





15
,
6

0
,
71

55

71
,
31
.



С
0
,
5
0
,
08
0
,
1
1
ПДК


I
Фон озера по веществам входящим в группу ЛПВ – токс. загруженный. Поэтому для
этих веществ ПДС принимается из условия сохранения фона.
1. Аммоний солевой
СПДС =Сфон=7,8 мг/л.
2. Железо
СПДС=Сфон=5,5 мг/л.
3. Нитрит ион
СПДС= Сфон=0,057 мг/л.
Группа веществ с ЛПВ – сан. токс.
Определяем загруженность фона по NO3, СПАВ, хлориды и сульфаты
4
C
198
0
,
12
11
,
4
25
ф





0
,
27

0
,
24

0
,
038

0
,
25

0
,
798

1
.

С
40
0
,
5
300
100
1
ПДК
С учетом суммации для определения ПДС для каждого вещества принимаем
приведенный ПДК
 ПДК
(
ПДК
)
 

,
П
i
 m

i
где m – количество веществ, входящих в эту группу,
αi – коэффициент распределения доли i-го загрязняющего вещества в группе.
Принимается: для нитратов α1=1,2; для СПАВ, α2=1; для хлоридов α3=0,6; для
сульфатов α4=1,2.


1
,
2

1

0
,
6

1
,
2

4
.

m
Проверка
i
1
1. Нитраты
Сф=10,38 мг/л;
Сст=74,99 мг/л;
40
СПДК=1,2 ·
= 12,0 мг/л;
4
СПДС= 10,38+13,23(12,0 - 10,38)=31,81 мг/л.
2. СПАВ
Сф=0,12 мг/л;
Сст=0,26 мг/л;
0,5
СПДК=1 ·
= 0,125 мг/л;
4
СПДС=0,12+13,23(0,125 – 0,12)=0,186 мг/л.
Принимаем СПДС=0,186 мг/л.
3. Хлориды
Сф=11,4 мг/л;
Сст=198 мг/л;
300
СПДК=0,6 ·
= 45 мг/л;
4
СПДС=11,4+13,23(45 – 11,4)=454,92 мг/л > Сст.
Принимаем СПДС=Сст=198 мгл/л.
4. Сульфаты
Сф=25 мг/л;
Сст=408 мг/л;
100
СПДК=1,2 ·
= 30 мг/л;
4
СПДС=25+13,23(30– 25)=91,15 мг/л.
Группа веществ с ЛПВ – рыбхоз.
1. Нефтепродукты
Сф=0,02 мг/л;
Сст=0,21 мг/л;
СПДК= 0,05 мг/л;
СПДС=0,02+13,23(0,05 – 0,02)= 0,416 мг/л.
Так СПДС (расчетное) > Сст принимаем СПДС=Сст=0,21 мг/л.
3. Расчет нормативов ПДС
Расчетный расход сточных вод q=5,4 м3/час, ПДС= СПДС·q.
Результат расчета сведен в таблицу:
Вещество
СПДС
ПДС
Взвешенное вещество
39,12
211,248
БПК20
6,23
333,642
Сухой остаток
493,5
26664,9
7,8
42,12
0,057
0,307
Железо
5,5
29,7
Нитраты
31,81
171,774
СПАВ
0,186
1,004
Хлориды
198
1069,2
Сульфаты
91,15
492,21
Нефтепродукты
0,21
1,13
Аммоний солевой
Нитриты
1.5. Определение класса опасности отходов
Приказ МПР России №511 от 15 июня 2001г « Об утверждении критериев отнесения
опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» обязывает
предприятия , в процессе деятельности которых образуются опасные отходы, устанавливать
класс опасности их для окружающей природной среды.
В таблице 1 приведены критерии отнесения опасных отходов к классу опасности.
№
Степень вредного
Критерии отнесения опасных отходов
Класс опасности
воздействия
к классу опасности для ОПС
отхода для ОПС
опасных отходов на
ОПС
1
очень высокая
Экологическая система необратимо
1-й класс
нарушена. Период восстановления
чрезвычайно
отсутствует.
опасные
2
высокая
Экологическая система сильно
2-й класс
нарушена. Период восстановления не
высокоопасные
менее 30 лет после полного устранения
источника вредного воздействия
3
средняя
Экологическая система нарушена.
3-й класс
Период восстановления не менее 10 лет умеренно опасные
4
низкая
5
очень низкая
после снижения вредного воздействия
от существующего источника
Экологическая система нарушена.
Период самовосстановления не менее 3х лет
Экологическая система практически не
нарушена
4-й класс
Малоопасные
5-й класс
практически
неопасные
Отнесение отходов к классу опасности может проводиться расчетным и (или)
экспериментальным методами. Экспериментальный метод применяется во- первых, в том
случае, когда расчетный метод показал 5-й класс опасности; во-вторых, если невозможно
определить качественный и количественный состав отхода и в третьих, при уточнении по
желанию и за счет заинтересованной стороны.
Отнесение отхода к классу опасности расчетным методом осуществляется на основании
величины суммарного
показателя степени опасности (К), рассчитанного по сумме
показателей опасности веществ, входящих в состав отхода.
Ниже представлен алгоритм процедуры расчета класса опасности отходов:
определение качественного и количественного состава отхода
поиск токсикологической, санитарно-гигиенической и физико-химической информации
по каждому компоненту отхода
присвоение баллов от 1 до4 по каждому показателю, по которому найдена информация ( в
зависимости от абсолютной величины показателя)
расчет относительного параметра экологической безопасности компонента отхода (Хi)
делением суммы баллов по всем параметрам на число этих параметров
расчет величины Zi по формуле Zi= 4Xi /3 – 1/3
расчет коэффициента экологической опасности (Wi) по одной из следующих формул: lg
Wi= 4-4 /Zi для 1< Zi <2 ; lg Wi = Z для 2 < Zi< 4; lgWi= 2+4 / (6- Zi) для 4 < Zi<
5
Коэффициенты Wi для некоторых наиболее распространенных компонентов отходов
приведены в приложении к приказу №511. Чем опаснее вещество, тем меньше
коэффициент Wi/
расчет показателя опасности компонента отхода Кi по формуле: Кi = Ci / Wi , где С i концентрация
i-го компонента в отходе (мг/кг отхода):
Wi
-коэффициент
экологической i -го компонента отхода.
расчет показателя экологической опасности отхода (К), который представляет собой
сумму показателей опасности отдельных компонентов : К = К 1 + К 2 +….К п , где К 1 ,К2..
и т.д –показатели экологической опасности отдельных компонентов отхода.
отнесение отхода к классу опасности по показателю экологической опасности
осуществляется в соответствии с таблицей 2.
Класс
опасности
отхода
Степень опасности отхода по ОПС (К)
1
106>K>104
2
104>K>103
3
103>K>102
4
102>K>10
5
K<10
Выполнение первого пункта алгоритма расчета (определение качественного и
количественного состава отхода) проводится аккредитованной лабораторией по
утвержденным методикам. Студенты получают исходные данные от преподавателя в виде
перечня компонентов отхода с указанием концентрации каждого компонента
При выполнении второго пункта алгоритма (поиск информации по каждому компоненту
отхода) студентам следует обратить внимание на следующее:
значения первичных показателей опасности отдельных компонентов отхода выбираются
по справочным данным из научно-технической официально изданной литературы
(список приводится)
для каждого первичного показателя опасности компонента отхода установлены четыре
интервала его значений, соответствующие четырем уровням опасности
компоненты отхода , состоящие из таких химических элементов, как кислород, азот,
углерод, фосфор, сера, кремний , алюминий, железо, натрий, калий, кальций, магний,
титан в концентрациях, не превышающих их содержание в основных типах почв,
относятся к практически неопасным компонентам со средним баллом (Xi) равным 4 и,
следовательно, коэффициентом степени опасности для окружающей природной среды
(Wi) равным 106. Для остальных компонентов отхода показатель степени опасности для
ОС рассчитывается по выше установленному порядку.
компоненты отходов природного органического происхождения (углеводы, белки,
аминокислоты др.) относятся к практически неопасным компонентам со средним баллом
(Xi) равным 4 и, следовательно, коэффициентом степени опасности для ОПС (Wi)
равным 106
если в состав отхода входят неорганические соединения, например, окись никеля, сульфат
меди, а значения первичных показателей определены по элементам (никель, медь), то
концентрацию каждого отдельного компонента следует пересчитать на опасный элемент
оптимальным для расчета класса опасности количеством первичных показателей
опасности является величина 12 . При наличии в справочной литературе данных для
показателя опасности с меньшим порядковым номером (таблица 2 приказа №511)
следует использовать этот показатель и только при отсутствии таких данных можно
использовать показатель с большим порядковым номером. Таким образом,
приоритетными являются показатели с меньшими порядковыми номерами.
в том случае, если ПДК отдельного компонента отхода в справочной литературе
отсутствует, можно использовать другую нормативную величину, указанную в скобках.
при наличии в источниках информации нескольких значений для показателей LD50 и LC50
(например, для разных видов животных) выбирают величину, соответствующую
максимальной опасности ,т.е. наименьшее значение LD50 и LC50
при нахождении ПДК вещества в почве можно использовать значение валового
содержания только при отсутствии ПДК по подвижной форме в систему в качестве
обязательного показателя должен быть включен показатель информационного
обеспечения, который характеризует сформированную систему с точки зрения
достаточности исходной информации. Этот показатель учитывает опасность,
обусловленную дефицитом данных по первичным показателям опасности для того или
иного компонента отхода и вычисляется путем деления числа обнаруженных в
официальных документах первичных показателей опасности на число показателей для
полной системы (12).
Задания для студентов по расчету класса опасности отходов:
Рассчитать класс опасности отхода.
1. Отработанное трансформаторное масло
Состав:
Нефтепродукты -900,9г
Бенз(а)пирен 9,01г
Механические
примеси
90,0г
2. Шлам минеральный от газоочистки производства алюминия.
Состав отхода :
AlF3 – 9%
NaF – 14%
Al2O3 -10%
C
-50%
SiO2 - 17%
3. Осадок очистных сооружений гальванического производства.
Состав отхода:
Медь- 1,11%
Цинк- 0,81%
Никель – 0,08%
Хром - 1, 34%
Железо – 8,12%
Вода - 7,89%
Na+, Ca ,+2CO3-2 -80,66%
4. Агломерат
Состав:
CuO - 17%
Cr2O3 - 5%
CaSO4 -78%
5. Нефтешламы от зачистки резервуаров:
Состав:
Нефтепродукты -95%
Хлорид натрия - 2,2%
Сульфат натрия - 2,8%
6. Фильтры замасленные, отработанные
Состав:
Нефтепродукты -15%
Картон
-85%
7. Осадки очистки котлов
Состав:
Карбонат кальция – 99%
Хлорид натрия
- 0,5%
Оксид ванадия
- 0,5%
8. Песок замасленный
Состав:
Нефтепродукты
Кварцевый песок
Хлорид натрия
Сульфат натрия
-20%
- 75%
- 3%
- 2%
9. Золошлаковый отход установки сжигания отходов.(а)
Состав:
Диоксид кремния
-60,7%
Оксид алюминия
- 21,7
Оксид магния
- 5,2%
Оксид калия
- 2,6%
Оксид фосфора
- 8,3%
Ванадий
0,001%
Кобальт
- 0,0014%
Медь
- 0,80%
Мышьяк
- 0,0030%
Цинк
- 0,42%
10. Золошлаковый отход установки сжигания отходов (б)
Состав:
Диоксид кремния -55,7%
Оксид кальция
- 42,5%
Оксид натрия
- 2,48%
Триоксид серы
- 0,55%
Кадмий
- 0,003%
Никель
- 0,048%
Марганец
- 0,05%
Свинец
- 0,27%
11. Золошлаковый отход установки сжигания отходов (в).
Состав:
Диоксид кремния - 59,2%
Оксид магния
- 6,0%
Оксид натрия
- 8,5%
Оксид фосфора
- 9,2%
Кадмий
- 0,002%
Кобальт
- 0,0018%
Марганец
- 0,5%
Оксид кальция
- 16,6%
12. Золошлаковый отход установки сжигания отходов (г).
Состав:
Диоксид кремния -53,4%
Оксид калия
- 5,4%
Оксид кальция
- 30,2%
Оксид фосфора
- 9,8%
Ванадий
- 0,002%
Никель
- 0, 0056%
Медь
- 1,2%
13. Осадок сточных вод (а)
Состав:
Тетрахлорэтан
- 0,0032%
Фенол
- 0,03%
Бензол
- 0, 002%
Диметилфталат
- 0,094%
Белки
- 25,4%
Азотсодержащие органические соединения
- 23,8%
Гумусовые
вещества
- 12,9%
Органические
кислоты
- 18,9%
Лигнин
- 18,87%
14. Осадок сточных вод (б)
Состав:
Углеводы
- 48%
Медь
- 0,03%
Свинец
- 0,0027%
Диметилфталат - 0,094%
Смолы
- 11,9%
Щавелевая
кислота
- 8,6%
Аспарагин
- 9,8%
Жиры
- 15,8%
Манноза
- 5,74%
15.. Осадок сточных вод (в)
Состав:
Толуол
- 1,9%
Нафталин
- 0,66%
Дибутилфталат - 0,62%
Марганец
- 0,16%
Углеводы
- 56,7%
Азотсодержащие органические
соединения
- 40,0%
16. Осадок сточных вод (г)
Состав:
Пентахлорфенол - 0,85%
Белки
- 22,7%
Лимонная кислота - 3,7%
Гексахлорбензол - 4,7%
Смолы
- 4,8%
Нафталин
- 0,97%
Углеводы
- 24,9%
Жиры
- 17,8%
Медь
- 1,88%
Дубильные
вещества
- 17,7%
Задание выполнить с помощью программы «Расчет класса опасности отходов» (версия 2.1)
1.6. Определение класса токсичности отходов
Введение
Класс токсичности отходов определяется в соответствии с санитарными правилами
СП 2.1.7.1386-03 "Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов
производства и потребления". Документ разработан в соответствии с Федеральным законом
"О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" N 52-ФЗ от 30 марта 1999 г.
(Собрание законодательства Российской Федерации, 1999 г., N 14, ст. 1650), постановлениями
Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 г. N 554 "Об утверждении Положения
о государственной санитарно-эпидемиологической службе Российской Федерации и
Положения о государственном санитарно-эпидемиологическим нормировании" (Собрание
законодательства Российской Федерации, 2000 г. N 31, ст. 3295).
Санитарные правила устанавливают гигиенические требования и критерии по
определению класса опасности отходов производства и потребления по степени их
токсичности и вводятся в целях установления и предотвращения вредного воздействия
токсичных отходов (далее - отходы) на среду обитания и здоровье человека.
СП не распространяются на радиоактивные, взрыво- и пожароопасные отходы, а также
отходы, способные вызвать инфекционные заболевания (пищевые отходы, отходы лечебнопрофилактических учреждений, осадки хозяйственно-бытовых сточных вод и т.п.).
Отходы по степени воздействия на человека и окружающую среду распределяются на
четыре класса опасности:
- 1 класс - чрезвычайно опасные,
- 2 класс - высоко опасные,
- 3 класс - умеренно опасные,
- 4 класс - малоопасные.
Расчетный метод применяется, если известен качественный и количественный состав
отхода и в литературных источниках имеются необходимые сведения для определения
показателей опасности компонентов отхода. В противном случае определение класса
опасности проводится экспериментально.
Отнесение отхода к 4 классу опасности (малоопасные) может быть сделано только на
основании результатов экспериментального метода.
Состав отхода определяется производителем (собственником) отхода самостоятельно или с
привлечением аккредитованных в установленном порядке организаций. Относительное
содержание каждого компонента в общей массе отхода Ci (в %) должно представлять собой
верхнюю границу содержания данного компонента в общей массе отхода, т.е. соответствовать
термину "не более". Сумма величин Ci для всех компонентов, из которых состоит отход, должна
быть близка к 100%, но не менее 95%.
I. Алгоритм расчёта класса опасности токсичных отходов производства и потребления
1. Отнесение отхода к классу опасности расчетным методом осуществляется на
основании величины суммарного индекса опасности К, рассчитанного по сумме показателей
опасности веществ, составляющих отход (Ki). Результаты расчетного определения класса
опасности отхода оформляют в виде таблицы (приложение 1).
2. Перечень компонентов отхода и их количественное содержание устанавливаются по
результатам качественного и количественного химического анализа или по составу исходного
сырья и технологии его переработки.
3. Показатель опасности компонента отхода Ki рассчитывается как отношение
концентрации компонента отхода Ci (мг/кг) и коэффициента степени опасности компонента
Wi.
Ki = Ci / Wi
(1)
lg Wi = 1,2 (Xi - 1),
(2)
где Xi - усредненный параметр опасности компонента отхода.
4. Параметр опасности компонента отхода Xi определяется по следующей схеме:
4.1. На основе качественного состава отхода проводится информационный поиск
токсикологических, санитарно-гигиенических и физико-химических показателей опасности
каждого его компонента. Значения найденных показателей заносятся в таблицу приложения
1.
Показатели опасности выбирают из перечня приложения 2, а их значения из
нормативных документов и литературных источников, при этом приводятся полные
библиографические данные использованного источника информации.
4.2. По значению показателя опасности, последнему присваивается балл от 1 до 4 (в
соответствии с таблицей приложения 2). В расчете используются первые двенадцать
показателей. При отсутствии в справочной литературе информации по ним, используются
данные по остальным показателям.
При наличии в источниках информации нескольких значений данного показателя
опасности (например, DL50 для разных видов животных) выбирается величина,
соответствующая максимальной опасности, т.е. наименьшее значение DL50 и т.д. При
отсутствии ПДК допускается использование ОБУВ, ОДК и других расчетных нормативов.
4.3. При расчете величины Xi учитывается информационный показатель I, который
зависит от числа используемых показателей опасности n и имеет следующие значения (в
баллах): I = 4 при n-12-11; I = 3 при n-10-9; I = 2 при n-8-7; I = 1 при n <= 6.
4.4. Усредненный параметр опасности компонента отхода Xi вычисляется делением
суммы баллов по всем показателям, включая информационный, на общее число показателей.
4.5. Компоненты отходов, состоящие их таких химических элементов как кремний,
титан, натрий, калий, кальций, углерод, фосфор, сера в концентрациях, не превышающих их
содержание в основных типах почв, относятся к практически неопасным компонентам с
усредненным параметром опасности компонента Xi равным 4.
4.6. При наличии в составе отходов веществ, продуктов с доказанной для человека
канцерогенностью, данному компоненту отхода присваивается значение Wi = 1, остальные
показатели опасности не учитываются, т.е. Ki = Ci / 1 = Ci.
4.7. Суммарный индекс опасности К равен сумме Ki всех компонентов отхода: K =
сумма Ki = K1 + К2 + К3 + Кn.
4.8. Ранжирование отхода по классам опасности по величине К проводится в
соответствии с приложением 3.
4.9. Пример расчета класса опасности отхода приведен в приложении 4.
Приложение № 1 к СП 2.1.7.1386-03
Показатели опасности и концентрации компонентов отходов
N
Показатели
Наименование компонентов отхода и его
Источ. инф.
опасности
концентрация С (мг/кг)
Компонент 1, Компонент 2, Компонент 3,
С мг/кг
С мг/кг
С мг/кг
числ. балл
числ. Балл
числ.
балл
знач.
знач.
знач.
1.
ПДКп
2.
3.
4.
n
Xi
Wi
Ki
Приложение № 2 к СП 2.1.7.1386-03
Перечень токсикологических, санитарно-гигиенических и физико-химических
показателей компонентов отхода
Уровни и критерии опасности
№
1
Показатели опасности
ПДКп (ОДК), мг/кг
| неорганические
1
2
3
4
<5
5-50
51-1000
>1000
<1
<0,01
1-9,9
0,01-0,1
10-99,9
0,11-1
>100
>1
ПДКрз , мг/м3
<0,1
0,1-1
1,1-10
>10
ПДКсс или мр (ОБУВ) мг/м3
<0,01
0,01-0,1
0,11-1
>1
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
|органические
2
3
4
5
ПДКв (ОДУ, ОБУВ), мг/л
Класс опасности в воде
хозяйственно - питьевого значения
6
Класс опасности в рабочей зоне
7
Класс опасности в атм. воздухе
8
Класс опасности в почве
9
LD50, мг/кг перрорально
10
LC50, мг/м3
Канцерогенность
<15
15-150
151-5000
>5000
<500
500-5000
5001-50000
>50000
Доказана для
человека
Доказана для
животных
Неканцероген
(доказано)
>5
5-2
Есть
вероятность
для животных
1,9-1
>5
5-2
1,9-1
<1
0,001
0,001-0,01
0,011-0,1
>0,1
<100
100-500
501-2500
>2500
<1
1-5
5,1-100
>100
>7
7-3,9
3,8-1,6
<1,6
>300
300-30
29-3
<3
>4
4-2
1,9-0
0
Образование
более токс.
продуктов, в
т.ч.
обладающих
отдалёнными
эффектами или
новыми
свойствами
Накопление во
всех звеньях
Образование
продуктов с
более
выраженным
влиянием др.
критериев
вредности
Образование
продуктов,
токсичность
которых близка
к токсичности
исходного
вещества
Накопление в
нескольких
звеньях
Есть
возможность
проявления
для человека
Накопление в
одном звене
Нет
накопления
Есть
возможность
проявления для
животных
Отсутствует
(доказано)
0,01-1
1,1-10
>10
11
12
lg(S,мг/л/ПДКв, мг/л)
13
lg(cнас, мг/м /ПДКр.з.,мг/м
14
ПДКр.х. (ОБУВ), мг/л
3
3
15
DL50skin, мг/кг
16
LC50водн, мг/л/96ч
17
lg(снас, мг/м /ПДКс.с. или ПДКм.р.)
18
КВИО
19
<1
3
lg Kow(октанол/вода)
20
Трансформация в окружающей
среде
21
Биоаккумуляция
22
Мутагенность
23
ПДКп.п. (МДУ, МДС), мг/кг
Обнаружена
0,01
Образование
менее
токсичных
продуктов
Приложение № 3 к СП 2.1.7.1386-03
Классификация опасности отходов для здоровья человека и среды обитания человека
Класс опасности
1 класс
2 класс
3 класс
4 класс
К
N
>50000
50000-1000
999-100
<100
Приложение № 4 к СП 2.1.7.1386-03
Показатели опасности и концентрации отдельных компонентов отходов
Показатели опасности
Наименование компонентов отхода и его концентрация С
(мг/кг)
Цинк, 58,5 мг/кг
числ. знач.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Кадмий, 41,5 мг/кг
балл
числ.
знач.
балл
Доказана
для
человека
1
23
ПДКп (ОДК), мг/кг
ПДКв (ОДУ, ОБУВ), 5
мг/л
0,5
ПДКрз , мг/м3
2
числ.
знач.
3
4
1
3
2
1
2
ПДКсс или мр (ОБУВ)
мг/м3
Класс опасности
в воде хозяйственно –
питьевого значения
Класс опасности
в рабочей зоне
Класс опасности
в атм. воздухе
0,02
2
0,002
1
1
1
2
2
3
3
3
3
2
2
3
3
4
2
2
2
43
2
4
Класс опасности в почве
LD50, мг/кг перрорально 47
балл
Медь, 1,7 мг/кг
2
Канцерогенность
Xi
2,5
2,0
1,0
Wi
63
16
1
Ki
0,92
0,1
41,5
Пример расчета для отдельного компонента:
Цинк. Так как использовано 9 показателей, то информационный показатель I = 3; Xi = 2,5; lg
Wi = 1,2 (2,5 - 1) = 1,8; Wi = 63; Ki = 58,5 / 63 = 0,92.
Класс токсичности отхода в соответствии с таблицей приложения 3 равен 4 (К =0,92+ 0,1 +
41,5).
II. Пример расчёта класса опасности бурового раствора на углеводородной основе по СП 2.1.7.1386-03 "Санитарные правила по
определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления"
Состав бурового раствора:
Реагенты
м3
кг
Сi
Дизельное топливо
0
62400,0
440242,70
Органобентонит
0
2960,0
20883,31
Эмульгатор МР
0
3680,0
25963,03
Гидрофобизатор АБР
0
1200,0
8466,21
CaCl2
0
13600,0
95950,33
CaCO3
0
17500,0
123465,50
Вода
0
40400,0
285028,93
Дизельное
топливо
Показатели опасности
CaCl2
Органобентонит
Эмульгатор МР
Вода
CaCO3
Гидрофобизатор АБР
ПДКп(ОДК), мг/кг
0,03
1
0,03
1
ПДКв (ОДУ), мг/л
0,3
3
0,2
3
1,0
3
0,01
2
350
4
0,4
3
ПДК р.з., мг/м3
ПДК с.с. (ОБУВ),
мг/м3
Класс опасности в
воде
Класс опасности в раб.
зоне
Класс опасности в атм.
воздухе
300,0
4
6,0
3
58,0
4
300,0
4
2,0
3
6,0
3
1,0
3
0,1
2
0, 5
3
1,2
4
0,05
2
0,5
3
4
4
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
3
3
4
4
4
4
3
3
3
3
Класс опасности в
74
почве
LD50, мг/кг
4600
3
LC50, мг/м3
7640
3
Канцерогенность
вер.
для
жив.
1.4-1.8
Lg (S, мг/л/ПДКв)
Lg (Снас,
мг/м3/ПДКр.з.)
ПДКвр, мг/л
5000
не
достиг.
3
29000
4
4
3
3
<1
4
-0,17
4
0,05
3
10
4
54 (для
рыб)
3
500
4
10000
4
2630
3
5280
3
не устан.
4
2,2
2
3,3
2
6450
не
достиг.
4
1,5
3
4
<1
4
-1,4
4
-5,5
4
0,03
3
0,05
3
300,00
4
180,00
4
13400
4
3000
4
-14
4
LD50 (skin), мг/кг
LC50 (w), мг/л/96 ч.)
Lg (Снас,
мг/м3/ПДКс.с./м.р.)
КВИО
Log Kow
(октанол/вода)
Персистентность
Биоаккумуляция
Мутагенность
ПДКп.п. (МДУ, МДС),
мг/кг
Информационный
показатель
транс.
3
не транс.
4
слаб.
4
умер.
4
15
4
1
2
14
4
транс.
8
3
2
транс.
3
транс.
3
слаб.
4
4
не уст.
4
умер.
уст. на
жив.
14
4
15
4
не
транс.
слаб.
4
4
3
13
4
Xi
3,42
3,42
3,33
3,42
3,17
3,33
4
Lg Wi
2,90
2,90
2,80
2,90
2,60
2,80
3,60
Wi
794,33
794,33
630,96
794,33
398,11
630,96
106
Нет задания для студентов
75
2.ИНСТРУКЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯМ
2.1. Инструкция пользователю программой УПРЗА «Эколог»
При запуске программы УПРЗА «Эколог» открывается окно, содержащее «дерево»
предприятий со структурой: Город — Район — Предприятние — Вариант исходных данных
— Вариант расчета. По умолчанию при первом старте программы на компьютере в первый
раз в этом окне будет отображаться только контрольный пример, который редактировать и
удалять нельзя(!). Структура открывшегося окна следующая: самая верхняя строка - панель
меню, состоящая из 5 элементов: «Инструменты», «Вид», «Правка», «Справочники»,
«Справка»; ниже нее расположены панель управления из пиктограмм, на которую вынесены
основные команды.
Нажатием на черный треугольник пиктограммы «Новый» появляется выпадающее
меню с командами для создания города, района, предприятия, варианта исходных данных и
варианта расчета:
«Город» - после выбора команды появляется окно, в котором нужно указать
наименование города и его код, также нужно поставить «галочку» в пункте «Сразу перейти к
редактированию данных». Нажатием кнопки «Создать» активируется окно «Данные о
городе». В нем необходимо указать метеорологические условия и геоинформационные
параметры. В поле «Минимальная температура» вводится средняя температура самого
холодного месяца в году, в поле «Максимальная температура» вводится средняя температура
самого жаркого месяца в году. Коэффициент стратификации — это справочные данные,
которые приведены в ОНД-86 по каждому региону. «Максимальная скорость ветра» - это
скорость ветра, превышаемая лишь в 5 % случаев в году. Оставляем «галочку» в окне
«Создать предприятие». Нажимаем «ОК», открывается окно редактирования данных
предприятия.
«Район» - после выбора команды появляется окно, в котором нужно указать
наименование района и его код, также нужно поставить «галочку» в пункте «Сразу перейти к
редактированию данных». Нажатием кнопки «Создать» активируется окно «Данные о
городе».
«Предприятие» - после выбора команды появляется окно, в котором нужно указать
наименование предприятия и его код, также нужно поставить «галочку» в пункте «Сразу
перейти к редактированию данных». Нажатием кнопки «Создать» активируется окно
«Данные предприятия». В этом окне вводятся отрасль предприятия, величина нормативной
Санзоны и метеусловия, характерные для города.
«Вариант исходных данных» - после выбора команды появляется окно, в котором нужно
указать наименование варианта и его код, также нужно поставить «галочку» в пункте «Сразу
перейти к редактированию данных». Нажатием кнопки «Создать» активируется окно
«Вариант исходных данных для предприятия», содержащее таблицу, в которую вносится
описание всех источников выбросов, располагающихся на территории предприятия. В
таблицу вносится номер источника, его название, тип источника. По типам источники
делятся на организованные и неорганизованные. К организованным относятся: точечные
(например, труба котельной), линейный (к таким источникам относится только аэрационный
фонарь), совокупность точечных источников (например, дыхательные трубки склада),
точечный с зонтом или горизонтальным выбросом (например, Т-образная свеча на
газопроводе), и совокупность точечных с зонтом или горизонтальным выбросом. В
совокупности могут объединяться только источники с одинаковыми конструктивными
параметрами и параметрами выброса. К неорганизованным источникам относятся
собственно неорганизованные источники – например, автостоянка – источники с
зависимостью массы выброса от скорости ветра, автомагистраль. После указания типа
источника указывается его расположение на территории предприятия — его площадка и,
соответственно, цех. На этом оканчивается общее описание источника и начинается
описание его характеристик: высоты источника, диаметра устья, скорости выхода ГВС или
76
объемного расхода ГВС (эти два параметра находятся в зависимости и легко
взаимопересчитываються, используя диаметр источника), температуры выхода ГВС. Дальше
указываются локальные координаты источника (это координаты источника внутри
предприятия), если источник площадной, то вводятся координаты середин противоположных
сторон. Кроме этих координат, для площадного источника ещё используется и ширина,
которая задается в отдельной графе. Радиус нормативной зоны программа автоматически
вставляет из тех данных, которые вводились при описании предприятия. Дальше необходимо
сохранить внесенные изменения, для чего необходимо нажать оранжевую галочку в панели
инструментов. Следующим шагом идет занесение выбросов в источник. Для этого
необходимо осуществить двойной щелчок мыши по строке в любой ячейке. После этого
открывается окно, в которое и заносятся выбросы, используя справочник веществ. После
занесения всех веществ, снова нажимаем оранжевую галочку в панели инструментов и
закрываем окно. Затем осуществляется расчет максимальных значений Сm, Xm и опасной
скорости ветра. Этот расчет производиться путем нажатия кнопки «Источник» и, в
открывшемся окне, «Расчет Сm/Xm/Um»или соответствующей пиктограммы на панели
инструментов с изображением калькулятора.
Следующим шагом будет редактирование топоосновы. Для этого нажимаем внизу
рабочего окна «Вариант исходных данных» кнопку, на которой написано «Графика
(топооснова, СЗЗ, застройка). После чего открывается новое окно — графический редактор
«Экограф».
В «Экографе» первым делом заходим в левом нижнем углу в закладку СЗЗ и выбираем
пункт «Построить по ИЗА». После чего в главном поле редактора отобразится источник и
СЗЗ, построенная вокруг него, с использованием нормативных данных, внесенных при
редактировании информации о предприятии. Далее, можно занести элементы застройки, если
это необходимо. Для этого нужно войти во вкладку «Застройка» и выбрать внизу этого окна
пиктограмму «Добавить», после чего можно редактировать информацию о зданиях (номер,
название, координаты ЛЕВОГО НИЖНЕГО УГЛА, длина, ширина, угол длины здания
относительно оси ОХ). После ввода данных нажимаем «Применить». Затем, после внесения
всех изменений в топооснову необходимо сохранить карту, для этого надо нажать на иконку,
на которой отображена карта вместе с дискетой (четвертая над левым окном). После
сохранения редактор закрывается (нажать на крестик).
Теперь необходимо связать геоинформационные данные с исходными данными
предприятия. Для этого закрываем окно «Вариант исходных данных», а затем входим в
редактирование предприятия, путем двойного щелчка мыши на названии предприятия. В
графе «Путь к геоинформационным данным» выбираем нужный файл (последовательность
кодов города, района и предприятия), нажимаем «ОК», а затем снова входим в вариант
исходных данных. Появилось две новых вкладки: «Застройка», «Санитарно-защитная зона».
«Вариант расчета» - после выбора команды появляется окно, в котором нужно указать
наименование варианта расчета и его код, также нужно поставить «галочку» в пункте «Сразу
перейти к редактированию данных». Нажатием кнопки «Создать» активируется окно
«Вариант расчета для предприятия». В результате открывается окно с 5 вкладками.
Редактирование необходимо осуществлять попорядку, начиная с первой. Первая вкладка
«Источники, вещества, фон». В этой вкладке внизу 4 закладки. Первая закладка - «О
варианте» представляет собой описание варианта расчета. Вторая закладка - «Источники» - в
таблице появляются источники, а также способ учета концентрации источников: с учетом
фона, без учета фона и т.д. Третья закладка - «Вещества» - в ней отображаются все
выбрасываемые вещества. И последняя закладка - «Фон» - в ней можно указать посты
контроля фоновых концентраций.
Следующая вкладка - «Константы и метеопараметры». В ее окне внизу слева 2
закладки: «Метеопараметры» и «Расчетные константы». «Расчетные константы» - закладка, в
которую информация вносится, из ОНД-86, и, по умолчанию, туда уже вбиты константы,
которые можно использовать. В «Метеопараметрах» указывается набор направлений и
скоростей ветра. Кроме того, возможно использовать свои данные метеопараметров. Для
77
этого необходимо во вкладке метеопараметры нажать пиктограмму «Создать новый вариант
метеопараметров» (пиктограмма с изображением чистого листа). Дальше вводится название
нового набора метеопараметров и нажимается «ОК». После этого в окне «Метеопараметры»
появляется новый вариант метеопараметров. Нажав на «+» рядом с названием этого набора
можно развернуть дерево параметров. Для редактирования любого из параметров
необходимо выделить редактируемый параметр и затем нажать на пиктограмму «Создать
новый параметр в редактируемом наборе». После нажатия вводятся необходимые значения.
Для сохранения значений достаточно щелкнуть мышью по другому параметру.
Третья вкладка - «Точки, площадки, вкладчики». В этом окне внизу слева 3 закладки:
закладка «Вкладчики» позволяет указать вклад от чего отображать, а также указать на каких
участках необходимо рассчитать точки максимума, для этого необходимо двойным щелчком
мыши выделить строку и во вновь открывшемся окне указать эту информацию. В закладке
«Расчетные площадки» указывается величина расчетной площадки, а также шаг расчетной
сетки. В закладке «расчетные точки» можно указать свои точки, в которых необходимо,
чтобы программа посчитала концентрации, а так же есть возможность импортировать особые
точки, путем нажатия соответствующей пиктограммы на панели инструментов.
После этого переходим во вкладку «Расчет». Выбираем методику расчета и сезон, и
начинаем расчет, нажав на калькулятор. Открывается новое окно, и в нем нажимаем на
кнопку «Начать расчет».
После этого открывается окно результатов. Результаты представляются в виде таблицы,
также их можно посмотреть в графическом исполнении.
2.2. Инструкция пользователю программой ПНГ-Эколог
При запуске программы ПНГ-Эколог открывается окно, которое называется «Расчет
выбросов ЗВ при сжигании попутного нефтяного газа (ПНГ)». По структуре окно состоит из
3 частей: панели меню, панели с вкладками и рабочей области окна, на котором отображается
древо объектов.
В панели меню расположены 5 разделов:
 «Объекты», содержащий 3 команды: «Добавить», «Удалить» и «Изменить
название», которые позволяют добавлять, удалять и переименовывать объекты
соответственно;
 «Источники выбросов», содержащий 6 команд:
 «Добавить»;
 «Удалить»;
 «Изменить название источника выбросов»;
 «Расчет», позволяющая рассчитать выбросы от источников;
 «Отчет», позволяющая формировать отчет о расчете выбросов;
 «Экспорт», позволяющая передавать данные во внешнюю методику.
 «Справочники», содержащий список возможных составов попутных газов;
 «Помощь», содержащий пункты «Справка» и «О программе»;
 «Выход».
Панель пиктограмм полностью копирует панель меню.
В начале работы создается объект. Задать его можно либо через меню «Объект» «Создать», либо через пиктограмму «Создать объект». Задается номер объекта и его
название. По завершении ввода необходимо нажать кнопку «Добавить», для выхода из окна
при отказе от ввода данных - нажать на кнопку «Отменить».
Далее задается источник выбросов. Задать источник можно через меню «Источники
выбросов» - «Добавить», либо нажав пиктограмму «Добавить источник выбросов». При
описания источника задается его название, его расположение: площадка-цех, номер
источника и вариант расчета.
После этого открывается окно «Расчет источника выбросов». В этом окне описываются
следующие характеристики источника: «Проектные характеристики факельной установки»,
«Метеоусловия», «Состав ПНГ» и «Характеристики сжигания».
78
В «Проектных характеристиках» указывается тип установки - горизонтальная или
вертикальная, время работы, диаметр сопла, высота трубы (для вертикальной), расстояние от
сопла до земли и расстояние до стенки амбара (для горизонтальной).
В «Метеоусловиях» указывается температура воздуха, давление, влажность,
температура ПНГ.
«Состав ПНГ» задается вручную или ПНГ выбирается из списка.
В «Характеристиках сжигания» задается объемная или линейная скорость выхода
смеси, а так же, коэффициент избытка воздуха.
После занесения данных необходимо нажать на значок калькулятора, после чего
производится расчет выбросов. После расчета можно посмотреть отчет по источнику
выброса
2.3. Инструкция пользователю программой «ПДС-Эколог», версия 2.1
При запуске программы «ПДС-Эколог» открывается стартовое окно программы.
Стартовое окно представляет собой заставку, в верхней части которой расположены 5
закладок: «Стартовая страница», «Базы данных», «Справочники», «Расчеты», «Сервисы».
На «Стартовой странице» отображается вся информация о программе.
В закладке «Базы данных» содержатся 4 базы данных: база по предприятиямводопользователям, база по загрязняющим веществам, база по водным объектам и база
данных отбора проб.
Заходим в базу по предприятиям-водопользователям двойным щелчком по
соответствующей пиктограмме. В результате открывается окно со списком предприятийводопользователей. Кроме того в верхней части этого окна расположена ещё одна закладка –
«Выпуски сточных вод». Для того, чтобы добавить новое предпрятие нажимаем правой
кнопкой в основном окне и выбираем команду меню «Добавить», после чего открывается
меню редактирования предприятия. В верхней части вновь открывшегося окна расположены
4 закладки:
«Основная информация» - указывается код предприятия, его название и адрес, а также
сроки действия утвержденных нормативов ПДС и количество выпусков сточных вод.
«Характеристики» - указываются коды принадлежности предприятия.
«2-ТП-Водхоз» - указываются реквизиты для налоговых отчислений.
«Дополнительно» - указывается любая другая необходимая информация о предприятии.
После этого сохраняем изменения и закрываем окно редактирования данных
предприятия.
Далее необходимо занести данные о выпусках СВ. Для этого выделяем предприятие
одним щелчком мыши, а затем в верхней части окна выбираем закладку «Выпуски сточных
вод». В рабочей области открывшейся вкладки для добавления нового выпуска нажимаем
правой кнопкой по полю и выбираем команду «Добавить». В результате открывается окно
редактирования данных о выпусках сточных вод, содержащее закладки:
«Основная информация» - вводится наименование выпуска, утвержденный и
фактический расходы сточных вод, а также продолжительность работы выпуска.
«Приемник сточных вод» - вносятся данные о водном объекте, в который происходит
сброс сточных вод, указывается расположение выпуска и категория водного объекта. Для
того, чтобы выбрать нужный водный объект необходимо перейти в режим
редактирования, нажав соответствующую кнопку справа в верхнем углу окна, после чего
два раза левой кнопкой мыши щелкнуть по графе «Наименование». После этого
откроется список всех водных объектов, из которого можно выбрать нужный. После того,
как будет осуществлен выбор, появляются три новые вкладки в верхней части окна:
«Гидрология», «Фоновые концентрации», «Сточные воды».
«Гидрология» - вводятся характеристики водного объекта, необходимые для дальнейших
расчетов: тип объекта, данные для расчета разбавления и для расчета коэффициента
турбулентной диффузии.
79
«Сточные воды» - указывается состав и качество сточных вод
«Фоновые концентрации» - вводятся данные по фоновым концентрациям загрязняющих
веществ в водном объекте.
Занесение данных в таблицы «Фоновые концентрации» и «Сточные воды».
Над данными таблицами есть кнопки, обозначенные пиктограммами:
«Редактировать», «Добавить строку», «Удалить строку», «Удалить все строки»,
«Копировать данные из пункта наблюдений», «Вывести таблицу в текстовом варианте».
Для начала нажимаем пиктограмму «Добавить строку». Открывается ковое окно с
пустой строкой. Нажимаем F5 для обновления. После этого добавляется новая строка,
далее нажимаем пиктограмму «Редактировать», после чего заносим вещество, его
концентрацию и размерность концентрации. Новую строку для каждого вещества можно
добавлять только по заполнении предыдущей.
«Характеристики» - указываются тип выпуска, его физические размеры, а также
характеристики выпусков в прибрежные зоны морей.
«ВОДОКАНАЛ» - вводятся характеристики оголовков выпусков, а также ледовую
обстановку.
«Дополнительно» - указывается любая другая необходимая информация о выпуске
сточных вод.
Для добавления нового водного объекта необходмо войти в базу данных «Водные
объекты» закладки «Базы данных» основного окна программы. После этого нужно вызвать
контектсное меню щелчком правой кнопки мыши по пустому месту и выбрать в меню
команду «Добавить». После этого, редактируются данные о водном объекте.
Для занесения данных о «Гидрохимических наблюдениях» за водными объектами,
необходимо войти в «Базу данных отбора проб» и там выбрать необходимый водный объект.
Для создания нового пункта наблюдения необходимо щелкнуть правой кнопкой на пустое
место и нажать «Добавить». Создается новый пункт наблюдения за качеством воды. В окне
вводится общая характеристика объекта, положение этого пункта, а также площадь
водосбора.
Далее, чтобы редактировать данные пункта контроля, в окне со списком всех пунктов
контроля выбираем нужный, а затем в верхней части окна переходим во вкладку «Данные
наблюдений за качеством воды» и заполняем таблицу. Способ заполнения — смотри
«Занесение данных в таблицы «Фоновые концентрации» и «Сточные воды»».
После заполнения баз данных, переходим к вкладке «Расчеты» основного окна
программы. «Расчет ПДС» вызывается двойным щелчком левой кнопки мыши и выбирается
необходимый выпуск. Далее открывается окно, в котором выбирается способ расчета ПДС.
После этого нажимается кнопка «Расчет». Затем нажимается «Дальше», и в новом окне снова
«Дальше». На выходе получается «Таблица расчета ПДС».
Расчет разбавления осуществляется после нажатия пиктограммы «Расчет загрязнения».
Далее снова выбирается выпуск. В открывшемся окне выбирается метод расчета. Затем
нажимается «Дальше». После этого в новом окне, в верхней его части, нажимается клавиша
«Расчет». После этого на экране отображаются результаты.
2.4. Инструкция пользователю программой «Расчет класса
токсичности» (версия 1.0)
Программа
"РАСЧЕТ КЛАССА ТОКСИЧНОСТИ" предназначена для расчета класса
опасности токсичных отходов для человека и среды
его обитания.
Программа
реализует "Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов
производства и потребления", СП 2.1.7.13.86-03,
утвержденные постановлением
Министерства Здравоохранения Российской Федерации от №144 от 16 июня 2003 г.
Основное окно для работы программы «Расчет класса токсичности» (версия 1.0)
выглядит следующим образом:
80
В основном окне слева расположены следующие пункты меню и команды:
Добавить отход
Удалить отход
;
;
Расчет класса опасности
Экспорт отхода
;
Просмотр отчета
;
;
Справочник компонентов
Настройка программы
Помощь
;
;
О программе
Выход
;
;
.
Для того чтобы создать новый отход нажмите
, после чего в таблице будет
добавлена новая запись. В поле «Код» будет занесен порядковый номер, в поле «Название» –
«!!! Новый отход !!!», которые можно изменить щелчком левой кнопки мыши. В поле кода
отхода можно ввести любое символьное выражение длиной не более двадцати символов.
После занесения новому отходу не устанавливается класс опасности (в
соответствующей графе таблицы будет стоять «0»). Это означает, что для данного отхода
расчет класса опасности еще не проводился.
Для удаления данных по отходу необходимо установить указатель мыши на название
или код и выбрать команду «Удалить отход» .
Для запуска формы расчета класса опасности нажмите кнопку «Расчет класса опасности»
в левой части основного окна, после чего запустится расчетная форма:
81
В расчетной форме слева доступны следующие команды:
Изменить состав отхода
;
Дополнить состав отхода до 100% текущим
компонентом
;
Сформировать отчет
;
Для того, чтобы определить класс опасности отхода, необходимо задать набор его
основных компонентов и указать их концентрации в отходе. Для определения состава отхода
нажмите кнопку «Изменить состав отхода»
слева от перечня, после чего откроется окно
«Справочник коэффициентов W для компонентов опасных отходов»:
На экранной форме справочника представлена таблица, в которой перечислены
компоненты с их числовыми характеристиками, отражающими степень их опасности для
человека и среды его обитания.
Необходимо выбрать компоненты отхода в соответствии с заданием. Если нужный
компонент присутствует, то в его строке в последней графе необходимо поставить . Если
же компонент отсутствует, то следует вызвать команду «Добавить компонент»
, после чего
в таблице будет добавлена новая запись. В поле «Название» – !!! Новый компонент !!!,
которое можно изменить.
После занесения нового компонента для него могут быть заданы или рассчитаны
значения коэффициентов Xi, LgWi и Wi.
При занесении этих коэффициентов вручную, что может понадобиться, установите
курсор в поле, которое необходимо отредактировать, и занесите необходимое значение.
При редактировании одного из коэффициентов, программа автоматически производит
перерасчет остальных параметров компонента. Таким образом, если вы измените значение
Xi, программа пересчитает значения LgWi и Wi. Перед проведением перерасчета программа
запросит у вас соответствующее подтверждение. При редактировании коэффициентов вам
82
следует учесть, что программа накладывает следующие ограничения на их значения:
Значение Xi должно находиться в диапазоне от 1 до 4.
Значение LgWi – в диапазоне от 0 до 6, а значение Wi не может быть отрицательным.
Если вы попытаетесь ввести значение, выходящее за границы допустимого диапазона,
программа выдаст вам предупреждение об ошибке. В этом случае вы можете исправить
введенное число на корректное для данного коэффициента или вернуть прежнее значение,
нажав на клавиатуре клавишу <ESC>.
В поле «Название» можно ввести любое символьное выражение.
Для удаления компонента установите указатель мыши на название и выберите команду
«Удалить компонент» .
Если вы попытаетесь удалить компонент, входящий в состав хотя бы одного из отходов,
программа не даст Вам этого сделать.
Поиск компонентов осуществляется путем выбора команды «Поиск …»
«Справочник коэффициентов….», после чего запустится следующее окно:
в окне
Программа позволяет искать компоненты по одной или двум подстрокам, входящим в
название. Для занесения подстрок предназначены два окна ввода, которые представлены на
экранной форме «Поиск компонента отходов». Между ними расположен выпадающий список
с вариантами объединения условий «И» или «ИЛИ». Выбор из этого перечня имеет значение
только в том случае, если поиск осуществляется по двум подстрокам. Условие «И» говорит о
том, что вы ищите компонент, в название которого входит и первая и вторая подстрока,
условие «ИЛИ» указывает на то, что требуется компонент, в название которого входит любая
из двух указанных подстрок. После того, как занесены условия поиска, нажмите кнопку
«Искать».
Программа найдет первый по порядку компонент, удовлетворяющий условию, и
установит у него указатель текущей записи в списке компонентов. При этом экранная форма
поиска не будет закрыта и для того, чтобы найти следующий компонент, удовлетворяющий
условию, следует нажать кнопку «Искать далее». В случае отсутствия в справочнике
компонентов, удовлетворяющих условию, программа выдаст соответствующее сообщение:
«Компонент с таким названием не найден».
Если заданным условиям соответствует большой перечень компонентов, воспользуйтесь
кнопкой «Фильтр», и программа отфильтрует в отдельном окне все компоненты.
Для того чтобы прервать поиск, нужно закрыть окно поиска кнопкой «Отменить» или
в правом верхнем углу окна, при этом в ней сохранятся данные последнего запроса.
Для того, чтобы выйти из справочника компонентов, необходимо нажать кнопку
«Сохранить» в правой нижней части окна. В этом случае программа запомнит все внесенные
вами в справочник изменения и закроет окно. Для выхода из справочника без сохранения
изменений необходимо нажать кнопку «Отменить» или
в правом верхнем углу окна.
Если необходимо закрыть окно с отфильтрованными компонентами, нажмите клавишу
«Снять фильтр».
Если значения коэффициентов вам неизвестны, вы можете произвести их расчет. Для
этого следует щелкнуть мышью на кнопке «Расчет Wi», расположенной слева от перечня
компонентов в окне «Справочник коэффициентов» или дважды щелкнуть на требуемой
строке таблицы. Перед вами появится окно «Расчет коэффициента степени опасности для
ОПС (Wi)».
Названия компонентов, для которых коэффициенты не задавались вручную, а были
83
рассчитаны, будут выделены в таблице жирным синим шрифтом.
Согласно этой методике, предлагается занести 24 первичных показателей опасности
компонента отхода. Для каждого из показателей можно выбрать одно из четырех
предложенных значений. Если некоторые показатели неизвестны, можно не выбирать их (для
расчета Wi программа требует, чтобы было определено значение хотя бы одного показателя).
В зависимости от выбранных значений, программа просчитает сумму баллов (K i), добавив к
ней баллы «информационной обеспеченности» – этот показатель зависит от количества
определенных параметров. После этого программа произведет расчет относительного
параметра опасности компонента для ОПС (Xi), как отношение суммы баллов к количеству
определенных показателей и, далее будет произведен расчет Wi.
На экранной форме расчета Wi вам предлагается определить значения 24 показателей
опасности компонента. Значения эти следует выбирать из выпадающих списков или заносить
в виде числовых значений. Если вы впервые обратились к расчету W i для данного
компонента, все выпадающие списки будут пусты. Укажите известные значения показателей.
Для каждого из занесенных показателей есть возможность указать источник получения
информации из справочника используемой литературы, нажав клавишу «Литература …»
:
Ошибочно занесенные значение показателя можно убрать, нажав кнопку «Очистить»
напротив требуемого окна ввода.
Если нажать кнопку «Ok», программа запомнит введенные данные и вновь
рассчитанное значение Wi будет помещено в справочник компонентов.
После создания компонента, его также необходимо отметить в последней графе
и
84
нажать «Ok» - появится окно «Расчет класса опасности отхода».
После того как состав отхода определен во второй графе таблицы «Концентрация
компонента в отходе» следует задать концентрации компонентов в [мг/кг]. Концентрации не
могут быть отрицательными. Программа автоматически произведет расчет показателя
степени опасности компонента отхода для ОПС Ki и отобразит его в четвертой колонке
таблицы.
При занесении концентраций можно воспользоваться командой «Дополнить состав
отхода до 100% текущим компонентом»
для того, чтобы программа автоматически
заполнила поле последней из заполняемых величин.
В нижней части формы вам демонстрируется значение суммы Ki по всем компонентам
отхода и соответствующий ей класс опасности.
Для того, чтобы получить отчет о проведенном расчете, нажмите кнопку «Отчет»
.
После этого будет сформирован и открыт отчет в приложении Microsoft Word (в случае его
отсутствия WordPad).
2.5 . Инструкция пользователю программой «Расчет класса опасности
отходов» (вер. 2.1)
Основное окно для работы программы «Расчет класса опасности отходов» (версия 2.1)
выглядит следующим образом:
В основном окне слева расположены следующие пункты меню и команды:
Добавить отход
Удалить отход
;
;
Расчет класса опасности
Экспорт отхода
;
;
85
Просмотр отчета
;
Справочник компонентов
Настройка программы
Помощь
;
;
;
О программе
;
Выход .
Для того чтобы создать новый отход, например «отработанное трансформаторное масло»,
нажмите
, после чего в таблице будет добавлена новая запись. В поле «Код» будет
занесен порядковый номер, в поле «Название» – «!!! Новый отход !!!», которые можно
изменить (название – отработанное трансформаторное масло) щелчком левой кнопки мыши.
В поле кода отхода можно ввести любое символьное выражение длиной не более двадцати
символов.
После занесения новому отходу не устанавливается класс опасности (в соответствующей
графе таблицы будет стоять «0»). Это означает, что для данного отхода расчет класса
опасности еще не проводился.
Для удаления данных по отходу необходимо установить указатель мыши на название или
код и выбрать команду «Удалить отход» .
Для запуска формы расчета класса опасности нажмите кнопку «Расчет класса опасности»
в левой части основного окна, после чего запустится расчетная форма:
В расчетной форме слева доступны следующие команды:
Изменить состав отхода
;
Дополнить состав отхода до 100% текущим компонентом
Сформировать отчет
;
;
Паспорт отхода
.
Для того, чтобы определить класс опасности отхода, необходимо задать набор его
основных компонентов и указать их концентрации в отходе. Для определения состава отхода
нажмите кнопку «Изменить состав отхода»
слева от перечня, после чего откроется окно
86
«Справочник коэффициентов W для компонентов опасных отходов»:
На экранной форме справочника представлена таблица, в которой перечислены
компоненты с их числовыми характеристиками, отражающими степень их опасности для
окружающей среды.
Необходимо выбрать компоненты отхода в соответствии с заданием (для отработанного
трансформаторного масла – это нефтепродукты, бенз(а)пирен, механические примеси). Если
нужный компонент присутствует, то в его строке в последней графе необходимо поставить
. Если же компонент отсутствует, то следует вызвать команду «Добавить компонент»
,
после чего в таблице будет добавлена новая запись. В поле «Название» –
!!! Новый компонент !!!, которое можно изменить (например, нефтепродукты).
После занесения нового компонента для него могут быть заданы или рассчитаны значения
коэффициентов Xi, Zi, LgWi и Wi.
При занесении этих коэффициентов вручную, что может понадобиться, установите курсор
в поле, которое необходимо отредактировать, и занесите необходимое значение.
При редактировании одного из коэффициентов, программа автоматически производит
перерасчет остальных параметров компонента. Таким образом, если вы измените значение
Xi, программа пересчитает значения Zi, LgWi и Wi. При изменении Zi будут пересчитаны
LgWi и Wi, но значение Xi останется без изменения, и так далее. Перед проведением
перерасчета программа запросит у вас соответствующее подтверждение. При
редактировании коэффициентов вам следует учесть, что программа накладывает следующие
ограничения на их значения:
Значение Xi должно находиться в диапазоне от 1 до 4.
Значение Zi – в диапазоне от 0 до 5.
Значение LgWi – в диапазоне от 0 до 6, а значение Wi не может быть отрицательным.
Если вы попытаетесь ввести значение, выходящее за границы допустимого диапазона,
программа выдаст вам предупреждение об ошибке. В этом случае вы можете исправить
введенное число на корректное для данного коэффициента или вернуть прежнее значение,
нажав на клавиатуре клавишу <ESC>.
В поле «Название» можно ввести любое символьное выражение.
Для удаления компонента установите указатель мыши на название и выберите команду
«Удалить компонент» .
Если вы попытаетесь удалить компонент, входящий в состав хотя бы одного из отходов,
программа не даст Вам этого сделать.
87
Поиск компонентов осуществляется путем выбора команды «Поиск …»
«Справочник коэффициентов….», после чего запустится следующее окно:
в окне
Программа позволяет искать компоненты по одной или двум подстрокам, входящим в
название. Для занесения подстрок предназначены два окна ввода, которые представлены на
экранной форме «Поиск компонента отходов». Между ними расположен выпадающий список
с вариантами объединения условий «И» или «ИЛИ». Выбор из этого перечня имеет значение
только в том случае, если поиск осуществляется по двум подстрокам. Условие «И» говорит о
том, что вы ищите компонент, в название которого входит и первая и вторая подстрока,
условие «ИЛИ» указывает на то, что требуется компонент, в название которого входит любая
из двух указанных подстрок. После того, как занесены условия поиска, нажмите кнопку
«Искать».
Программа найдет первый по порядку компонент, удовлетворяющий условию, и установит
у него указатель текущей записи в списке компонентов. При этом экранная форма поиска не
будет закрыта и для того, чтобы найти следующий компонент, удовлетворяющий условию,
следует нажать кнопку «Искать далее». В случае отсутствия в справочнике компонентов,
удовлетворяющих условию, программа выдаст соответствующее сообщение: «Компонент с
таким названием не найден».
Если заданным условиям соответствует большой перечень компонентов, воспользуйтесь
кнопкой «Фильтр», и программа отфильтрует в отдельном окне все компоненты.
Для того чтобы прервать поиск, нужно закрыть окно поиска кнопкой «Отменить» или
в
правом верхнем углу окна, при этом в ней сохранятся данные последнего запроса.
Для того, чтобы выйти из справочника компонентов, необходимо нажать кнопку
«Сохранить» в правой нижней части окна. В этом случае программа запомнит все внесенные
вами в справочник изменения и закроет окно. Для выхода из справочника без сохранения
изменений необходимо нажать кнопку «Отменить» или
в правом верхнем углу окна.
Если необходимо закрыть окно с отфильтрованными компонентами, нажмите клавишу
«Снять фильтр».
Если значения коэффициентов вам неизвестны, вы можете произвести их расчет. Для этого
следует щелкнуть мышью на кнопке «Расчет Wi», расположенной слева от перечня
компонентов в окне «Справочник коэффициентов» или дважды щелкнуть на требуемой
строке таблицы. Перед вами появится окно «Расчет коэффициента степени опасности для
ОПС (Wi)».
Названия компонентов, для которых коэффициенты не задавались вручную, а были
рассчитаны, будут выделены в таблице жирным синим шрифтом.
88
Каждый компонент отходов, содержащийся в справочнике характеризуется,
коэффициентом степени его опасности для ОПС (Wi). Согласно предложенной методике,
предлагается занести 19 первичных показателей опасности компонента отхода. Для каждого
из показателей можно выбрать одно из четырех предложенных значений. Если некоторые
показатели неизвестны, можно не выбирать их (для расчета W i программа требует, чтобы
было определено значение хотя бы одного показателя). В зависимости от выбранных
значений, программа просчитает сумму баллов (Ki), добавив к ней баллы «информационной
обеспеченности» – этот показатель зависит от количества определенных параметров. После
этого программа произведет расчет относительного параметра опасности компонента для
ОПС (Xi), как отношение суммы баллов к количеству определенных показателей. Далее будет
произведен расчет Wi.
. Для каждого из занесенных показателей есть возможность указать источник получения
информации из справочника используемой литературы, нажав клавишу «Литература …»
:
Ошибочно занесенные значение показателя можно убрать, нажав кнопку «Очистить»
напротив требуемого окна ввода.
Если нажать кнопку «Ok», программа запомнит введенные данные и вновь рассчитанное
89
значение Wi будет помещено в справочник компонентов.
После создания компонента, его также необходимо отметить в последней графе
и
нажать «Ok» - появится окно «Расчет класса опасности отхода».
После того как состав отхода определен во второй графе таблицы «Концентрация
компонента в отходе» следует задать концентрации компонентов в [мг/кг]. Концентрации не
могут быть отрицательными. Программа автоматически произведет расчет показателя
степени опасности компонента отхода для ОПС Ki и отобразит его в четвертой колонке
таблицы.
При занесении концентраций можно воспользоваться командой «Дополнить состав отхода
до 100% текущим компонентом»
для того, чтобы программа автоматически заполнила
поле последней из заполняемых величин.
В нижней части формы вам демонстрируется значение суммы Ki по всем компонентам
отхода и соответствующий ей класс опасности.
Для того, чтобы получить отчет о проведенном расчете, нажмите кнопку «Отчет»
.
После этого будет сформирован и открыт отчет в приложении Microsoft Word (в случае его
отсутствия WordPad).
Кроме того, после проведения расчета можно сформировать паспорт отхода,
воспользовавшись командой «Паспорт отхода»
опасного отхода:
, после чего запустится форма паспорта
В форме «Паспорт опасного отхода» необходимо занести следующие характеристики
опасных отходов в соответствие с приказом МПР России от 2.12.2002 № 785:
Опасные свойства;
Агрегатное состояние;
Название технологического процесса;
Название организации;
Адрес организации;
Юридический адрес организации;
ИНН;
ОКПО;
90
ОКОНХ;
ОКАТО;
ОКВЭД;
Дополнительные сведения.
Для сохранения занесенных данных нажмите команду «Сохранить», для выхода без
сохранения – «Отменить».
Для формирования отчета нажмите иконку «Сформировать паспорт»
, после чего
программа сформирует отчет и откроет его приложением Microsoft Word (в случае его
отсутствия WordPad).
2.6. Инструкция пользователю программой SCREEN 3
Программа запускается исполняемым файлом <Screen2 .exe>. Открывается окно ввода
входных данных.
На рис. 1 приведено заполненное окно ввода данных. Ниже приведен перевод всех входных
позиций, которые требуются для расчета.
В окне ввода необходимо заполнить стоки под описанием вводимых параметров:
1. Ввести название файла английскими буквами. Нажать <Enter>
2. Ввести тип источника файла английскими буквами (P – точечный, F – пламя,
площадной,
A–
V - объемный ). Нажать <Enter>
3. Ввести величину (цифрой) массового расхода (мощности выброса). Нажать <Enter>
4. Ввести высоту трубы. Нажать <Enter>
5. Ввести величину (цифрой) внутреннего диаметра. Нажать <Enter>
6. Ввести величину (цифрой) линейной скорости газа Нажать <Enter>
7. Ввести температуру газа в К. Нажать <Enter>
8. Ввести Температуру окружающего воздуха в К. Нажать <Enter>
9. Ввести высоту рецептора над уровнем земли. Нажать <Enter>
10. Ввести обозначение типа местности <u – городская, r - сельская> английскими буквами.
Нажать <Enter>
11. Включать в рассмотрение влияние зданий <y - да, n - нет> английскими буквами. Нажать
<Enter>
Далее до ввода метеорологии заполняйте по образцу на рис. 1
12. Ввести величину (цифрой) типа метеоданных.
13. Ввести величину (цифрой) класса устойчивости.
14. Ввести автоматическую или нет разметку расстояний на сетке расчетов.
15. Ввести высоту местности относительно основания трубы (цифрой)
16. Ввести на двух последовательных строках минимальное и максимальное расстояние в
расчетной сетке.
91
Далее программа автоматически проведет расчет.
Рис. 5. Окно ввода данных.
14. Ввести автоматическую или нет разметку расстояний на сетке расчетов.
15. Ввести высоту местности относительно основания трубы (цифрой)
16. Ввести на двух последовательных строках минимальное и максимальное расстояние в
расчетной сетке.
Далее программа автоматически проведет расчет.
92
Вид расчетных данных приведен на рис.6.
Рис. 6. Таблица расчетных данных.
В таблице 10 колонок:
1. Расстояние.
2. Приземная концентрация в мкг/м3.
3. Класс устойчивости.
4. Скорость ветра на высоте флюгера, м/с.
5. Скорость ветра на высоте трубы, м/с.
6. Высота слоя перемешивания, м.
7. Высота оси шлейфа выбросов, м.
8. Среднеквадратическое значение ширины шлейфа по оси У.
9. Среднеквадратическое значение ширины шлейфа по оси У.
10. Влияние зданий.
Далее выводится строка с расстоянием до максимальной средней часовой концентрации,
величина этой концентрации и остальные показатели для этого расстояния.
93