Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду. Разработка нормативов предельно допустимых выбросов для производственных помещений предприятия ОАО "Тулачермет".
Аннотация к работе
Нормативы предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу устанавливаются на уровне, при которых выбросы этих веществ на существующее положение и с учетом перспективы развития предприятия не приведут к превышению допустимых концентраций (ПДК) выбрасываемых веществ для промплощадки и населенных мест. Расчет выбросов оксида углерода в единицу времени (т/год, г/с) выполняется по формуле: МСО = 0,001? ССО?В?(1 -) (3) где В - расход топлива (т/год, г/с,); В качестве исходного сырья используется преимущественно древесина мягких пород в виде обрезных и необрезных досок в количестве до 1500 куб. м. в год. Источниками выбросов древесной пыли в атмосферу являются трубы пылеулавливающих сооружений. количество пыли (т/год), поступающей в пылеулавливающее сооружение, определяется по формуле: Моі = Ко Т qi кз 10-3 где Т - годовой фонд рабочего времени, ч/год; Т = 215 дн./год=1720ч/год Диоксид азота Мв5 = 0,013*10660*0,67*(1-0)* 10-3 = 0,093 т/год, Расчет максимально разовых выбросов загрязняющих веществ (г/с) производится по формуле: Gвi = qi D b (1 - h) / 3600 (2) где D - расчетная производительность агрегата, т/ч.
Введение
Целью настоящей работы является инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и разработка нормативов предельно допустимых выбросов для производственных помещений и цехов предприятия ОАО «Тулачермет».
Проекты нормативов ПДВ разрабатываются на основании материалов по инвентаризации источников выбросов вредных веществ в атмосферу, выполненных с учетом существующих нормативных документов, и по содержанию соответствуют структуре ведомственного проектирования предприятий, не относящихся к основным источникам загрязнения атмосферы.
Нормативы предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу устанавливаются на уровне, при которых выбросы этих веществ на существующее положение и с учетом перспективы развития предприятия не приведут к превышению допустимых концентраций (ПДК) выбрасываемых веществ для промплощадки и населенных мест.
Расчеты рассеивания вредных веществ в атмосферу выполнены на ІВМ РС по программе «УПРЗА-Эколог».
1. Краткая характеристика предприятия ОАО «Тулачермет»
Территория предприятия расположена в районе г. Тулы. Границами служат: Стадион, ул. Ленина и ул. Оружейная.
Размер площади землепользования: -общая площадь территории предприятия - 9000 м2
- Застройки - 1600 м2
- асфальтированная территория - 1050 м2
- продовольственный магазин, площадью 100 м2.
Карта-схема с расположением цехов и источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приведена на рис. 1.
Число сотрудников предприятия составляет 75 человек.
Характеристика предприятия как источника загрязнения окружающей среды
Цехами предприятия осуществляется производственная деятельность, сопровождающаяся выделениями загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников: 1. Участок термической обработки материалов
2. Участок сварки и резки металла
3. Деревообрабатывающий участок
4. Котельная
5. Участок литья
2. Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от источников
Производственные процессы термической и горячей обработки металлов состоят из отдельных технологических операций: нагрев заготовок и деталей под ковку и термообработку в кузнечных горнах, нагревательных печах, солевых ваннах, токами высокой частоты (ТВЧ); ковка металла на молотах различного типа и на ковочных машинах; закалка в масляных и водяных ваннах (баках).
Цель термической обработки - придание изделиям определенных химических, механических и металлографических свойств. Наиболее распространенными видами термической обработки металлических изделий являются отжиг, нормализация, закалка, отпуск и цементация.
При нагреве заготовок и деталей в кузнечных горнах и нагревательных печах, работающих на твердом, жидком и газообразном топливе, происходит выделение сернистого ангидрида, оксида углерода, диоксида азота. В отходящих газах присутствуют пыль и сажа.
Расчет выбросов оксида углерода в единицу времени (т/год, г/с) выполняется по формуле: МСО = 0,001? ССО?В?(1 - ) (3) где В - расход топлива (т/год, г/с,);
ССО - выход оксида углерода при сжигании топлива (кг/т. кг/тыс. м3 топлива) - рассчитывается по формуле
ССО = 0,5 (4)
- низшая теплота сгорания натурального топлива МДЖ/кг. q4 - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.
Так как выброс СО составляет 12,75 г/ч., то МСО = 12,75* *3600*250*8/3600=0,0014 т/г
Разовый выброс (г/с) определяется в соответствии с формулой
= 0,003 г/с.
Так как выброс аэрозоля алюминия составляет 0,26 г/ч, то: Количество аэрозоля алюминия составляет (т/ч)
= 0,26* *3600*250*8/3600= 0,0005 т/ ч
Разовый выброс (г/с) определяется
0,26/ 3600= 0,00007 г/с.
При нагреве деталей в электрических печах и ТВЧ выделяется незначительное количество оксида углерода (за счет сгорания загрязнений в осадке), которое при расчетах выбросов не учитывается. При ковке а также при закалке деталей в водяных баках загрязняющие вещества не выделяются.
1. технологический процесс - электродуговая сварка стали
2. используемый сварочный материал - штучные электроды
3. марка - УОНИ 13/ 65
4. масса расходуемых за год сварочных материалов - 1400 кг
5. максимальный расход сварочного материала за 20-ти минутный интервал времени проведения сварочных работ - 40 кг
При выполнении сварочных работ атмосферный воздух загрязняется сварочным аэрозолем, в составе которого в зависимости от вида сварки, марки электродов и флюса находятся различные вещества.
Валовый выброс i-го загрязняющего вещества (т/год) при электродуговой сварке qi - удельный показатель выделяемого загрязняющего вещества, г/кг сварочного материала
Q - масса расходуемых за год сварочных материалов, 1400 кг
Для марганца и его соединений
=1,41 г/кг
Q= 1400 кг
=1,41*1400* =0,0019 т/год максимально разовый выброс (г/с):
где D20 - максимальный расход сварочного материала за 20-ти минутный интервал времени проведения сварочных работ, кг. D20 = 40 кг
=1,41*40/1200=0,0047 г/с;
Для соединений кремния: =0,8 г/кг
Q= 1400 кг
=0,8*1400* =0,0011 т/год;
максимально разовый выброс (г/с)
где D20 - максимальный расход сварочного материала за 20-ти минутный интервал времени проведения сварочных работ, кг. D20 = 40 кг
=0,8*40/1200=0,026 г/с;
Для плохорастворимых неорганических фторидов
=0,8 г/кг
Q= 1400 кг
=0,8*1400* =0,0011 т/год;
максимально разовый выброс (г/с)
где D20 - максимальный расход сварочного материала за 20-ти минутный интервал времени проведения сварочных работ, кг. D20 = 40 кг
=0,8*40/1200=0,026 г/с
Для фтористого водорода: =1,17 г/кг
Q= 1400 кг
=1,17*1400* =0,0016 т/год;
максимально разовый выброс (г/с)
где D20 - максимальный расход сварочного материала за 20-ти минутный интервал времени проведения сварочных работ, кг. D20 = 40 кг
=1,17*40/1200=0,0039 г/с;
2.3 Деревообрабатывающий участок
Основной производственной деятельностью участка является распиловка древесины, изготовление обрезного пиломатериала и штучных изделий из дерева (оконных переплетов, навесных пилок, дверей и пр.). В качестве исходного сырья используется преимущественно древесина мягких пород в виде обрезных и необрезных досок в количестве до 1500 куб. м. в год.
Механическая обработка древесины связана с выделением загрязняющих веществ (древесная пыль, опилки, стружка). В лесопильных цехах при распиловке лесоматериалов хвойных и лиственных пород образуется кора, горбыль, опилки.
В деревообрабатывающих цехах в процессах раскроя пиломатериалов на заготовки и рейки, в цехах по изготовлению оконных и дверных блоков, дверей, досок пола, паркета, плинтусов, заготовок мебели, товаров культбыта, тары и др. выделяется древесная пыль. Источниками выделения древесной пыли являются циркульные пилы, станки фуговальные, рейсмусовые, сверлильные, фрезерные, строгальные, шипорезные и др. оборудование (табл.1). При производстве этих операций образуется пыль различной крупности. Содержание пыли в отходах при различных технологических процессах обработки древесины приведено в табл.2.
Источниками выбросов древесной пыли в атмосферу являются трубы пылеулавливающих сооружений. количество пыли (т/год), поступающей в пылеулавливающее сооружение, определяется по формуле: Моі = Ко Т qi кз 10-3 где Т - годовой фонд рабочего времени, ч/год; Т = 215 дн./год=1720ч/год
Ко - коэффициент эффективности местных отсосов (Ко=0.7…0,9 [2]);
q - удельный показатель пылеобразования на единицу оборудования (кг/ч), по таблице 1 (графа 3); q1=2,113 кг/ч для станка фрезерного ВФК-2 и q2= 2,028 кг/ч для шлифовального станка СВА-2 кз - коэффициент нестационарности выделения вредных веществ кз = t/ T = ; 0,25/1720=1,453 г/ год t - время работы технологического оборудования, за которое происходит выделение вредных веществ, ч., определяется расчетным методом или путем фотографирования времени техпроцесса. T=15 мин
Степень очистки газопылеулавливающего оборудования рекомендуется принимать по результатам измерений не свыше годичной давности.
2.4. Котельная тип топлива - Газ природный, Саратов- Москва расход топлива - 3000 тыс. м3/год паропроизводительность, 11 т/час средства очистки выбросов - отсутствуют водоподготовка - умягчение воды параметры трубы - высота 22 м, диаметр 0,5 м, скорость 5,8 м/с режим работы котельной - отопительная и технологическая котельная.
Оксид углерода: Расчет выбросов оксида углерода в единицу времени (т/год) выполняется по формуле
МСО = 0,001? ССО?В?(1 - )
В - расход топлива 3000 тыс. м3/год
Ссо - выход оксида углерода при сжигании топлива (кг/т. кг/тыс. м3 топлива): Ссо = =0,5*0,5*35,8=8,95 кг/тыс. м3 q3 - потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива (0,5%)
R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах оксида углерода. Для мазута R = 0,5
· - низшая теплота сгорания натурального топлива (35,8 МДЖ/ ) q4 - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива (0%)
МСО = 0,001*8,95*3000*(1-0/100)=26,85 т/год
=0,036 г/с
Оксиды азота
Количество оксидов азота (в пересчете на NO2), выбрасываемых в единицу времени (т/год), рассчитывается по формуле
B - расход натурального топлива за рассматриваемый период времени (3000 тыс. м3/год)
· - теплота сгорания натурального топлива (35,8 МДЖ/ )
KNO2 - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДЖ тепла (0,1 кг/ГДЖ) ? - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений, средства очистки выбросов - отсутствуют (0)
=0,001*0,1*3000*35,8*(1- 0) =10,74 т/год
Максимально разовый выброс (г/с)
=0.414 г/с
2.5 Участок литья
Плавка чугуна в открытых вагранках.
Производительность вагранки 5 т/час.
Литейные цеха включают в свой состав плавильные агрегаты, шихтовый двор, участки приготовления формовочных и стержневых смесей, разлива металла и очистки литья.
В качестве плавильных агрегатов в основном используются вагранки открытого и закрытого типа, дуговые, индукционные и тигельные печи. Расчет выбросов загрязняющих веществ (т/год) производится по формуле: Мві = qi Q b (1 - h) 10-3 , (1) где qi - удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т; определяется по таблице.
Q - производительность агрегата, т/год; Q=10660 т/ год b - поправочный коэффициент для учета условий плавки; b=0,67 h - эффективность средств по снижению выбросов в долях единицы. h=0
Диоксид азота Мв5 = 0,013*10660*0,67*(1-0)* 10-3 = 0,093 т/год, Расчет максимально разовых выбросов загрязняющих веществ (г/с) производится по формуле: Gвi = qi D b (1 - h) / 3600 (2) где D - расчетная производительность агрегата, т/ч.
Углеводороды G в4 = 2,2*5*0,67*(1-0) / 3600 = 2,047 г/с
Диоксид азота Gв5 = 0,013*5*0,67*(1-0) / 3600 = 0,0012 г/с, Мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду (атмосфера)
Для очистки отходящего воздуха от пыли абразивной установим рукавный фильтр с эффективностью очистки 98%. q=18,611*0,02=0,37 г/с;
=142,844*0,02=2,86 т/год.
Чтобы уменьшить выбросы вредных веществ от котельной организуем каталитическую очистку от СО, оксидов серы и азота и на углеводороды с эффективностью 95 %. В этом случае выброс этих веществ составит
=172,153*0,05=8,6 г/с, GNO2 = 0,414*0,05= 0,02 г/ с
=9,999*0,05=0,499 т/год, МУГ = 15,712*0,05= 0,786 т/ год
1,303*0,05=0,065 г/с. GУГ = 2,047*0,05= 0,102 г/ с
Предложения по установлению размера санитарно - защитной зоны
В соответствии с САНПИН 2.2.1/2.1.1.1200-03 "Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов" размер СЗЗ принимаем равным 850 м.
3. Характеристика производственных процессов как источника образования отходов
Общая площадь производственных помещений 1600 м2.;
Площадь территории производственной зоны предприятия: Общая - 9000 м2, асфальтированной территории - 1050м2.
Общее количество трудящихся 75 чел; продовольственный магазин. площадь магазина 100 м2.
3.1.2 Перечень структурных подразделений предприятия, основных и вспомогательных производств, участков
1. Участок термической обработки.
2. Участок сварки и резки металла.
3. Деревообрабатывающий участок
4. . Котельная.
5. Участок литья
3.1.3 Характер деятельности предприятия
Участок термической обработки
Вид работ - закалка алюминиевых деталей из сплавов AL-2
Оборудование участка - шахтная печь СШЗ- 6,6/ 7-М-7, 4 шт.
Режим работы - 8 час. в смену, 250 р. смен.
Образующиеся отходы:окалина.
Участок сварки и резки металла: Технологический процесс - электродуговая сварка стали;
Используемый сварочный материал - штучные электроды;
Масса расходуемых за год сварочных материалов - 1400 кг;
Максимальный расход сварочного материала за 20-ти минутный интервал проведения сварочных работ - 40 кг;
Марка УОНИ-13/65
К отходам на данном участке относятся: остатки и огарки сварочных электродов и лом стальной несортированный.
Деревообрабатывающий участок: Основной производственной деятельностью участка является распиловка древесины, изготовление обрезного пиломатериала и штучных изделий из дерева (оконных переплетов, дверей, навесных полок и пр.).
В качестве исходного сырья используется преимущественно древесина мягких пород в виде обрезных и необрезных досок в количестве до 1500 м3/ год.
Отходы на данном участке в виде опилок, стружек и кусков дерева.
Котельная: Данная котельная является отопительной и технологической
Тип топлива - газ природный, Саратов- Москва;
Расход топлива - 3000 т/год;
Паропроизводительность 11 т/час;
Параметры трубы: H, м - 22, D, м - 0,5, V, м/с - 5,8
Средства очистки выбросов отсутствуют;
Водоподготовка - умягчение воды;
Отходы на данном участке: использованный активированный уголь.
Участок литья
Вид работ - плавка чугуна
Оборудование участка - открытые вагранки
Производительность вагранки, т/ч - 5
Емкость печи, т - 7
Расход топлива, кг/час-100
Образующиеся отходы: металлоотходы (остатки чугуна, обрезь, шлаки, литейный мусора, брак и т.п.).
Часть 2. Расчет объемов образования отходов производства
4.1 Расчет нормативных объемов образования отходов
При расчете нормативного количества образования отходов использовались сведения, полученные от предприятия, справочные и нормативные документы. Применяемый метод определения НОО указан в пояснительном тексте к расчету количества образования каждого вида отходов («по справочным таблицам удельных НОО», «расчетно-аналитическим методом», «по удельным отраслевым НОО» и т.д.).
Участок термической обработки
Расчет окалины
На участке термической обработки при выплавке чугуна в тигельной газовой печи типа ПГМ образуются отходы в виде окалины.
Очищается 2 раза в неделю в ванной размером 20*30 см. (т.е. 72 раза в год). Плотность 1,9 г/ см.в В ванной образуется осадок, равный 10 см. Масса отходов =0,2*0,3*0,1*1,9*72=0,82 т/год.
Участок сварки и резки металла: Расчет отходов от отработанных электродов: Для отхода расчет нормативной массы образования производится по стандартной формуле
M = Q · Np
Q - масса израсходованных электродов в течение года (Q = 1400 кг/год);
Np- норматив для одной расчетной единицы (огарки сварочных электродов): Np = 0,125 т/год;
М = 1400·0,125·10-3=0,175 т/год;
Расчет нормативной массы образования «шлака сварочного»: Для отхода расчет нормативной массы образования производится по стандартной формуле: M = Q · Np2 ;
Q - масса израсходованных электродов в течение года (Q = 1400 кг/год);
Np2 - норматив для одной расчетной единицы (окалина и сварочный шлак): Np2 = 0,1333 т/год.
М = 1400·0,1333·10-3 = 0,186 т/год;
Участок деревообработки: Опилки, стружки, кусковые отходы: 15-19% от объема исходных пиломатериалов. В качестве исходного сырья используется преимущественно древесина мягких пород в виде обрезных и необрезных досок в количестве до 1500 м3/год. Количество образования древесных отходов определяется по формуле: M = H · ? · qi · 10-3/100 (т/год)
H - количество перерабатываемой древесины м3/год;
? - плотность древесины, т/м3, ? = 0,4 кг/м3;
qi - удельный показатель образования отходов в %;
Опилки: qi =16%
M1 = 1500 · 0,4 · 16 · 10-3/100 = 0,096 т/год
Стружка qi =18%
M2 = 1500 · 0,4 · 18 · 10-3/100 = 0,1 т/год;
Кусковые отходы qi =19%
M3 = 1500 · 0,4 · 19 · 10-3/100 = 0,11 т/год;
Общее количество отходов от деревообрабатывающего участка: М = M1 M2 M3 = 0,096 0,1 0,11 = 0,306 т/год;
Котельная
На предприятии имеется котельная, работающая в отопительном режиме. Для умягчения воды в данной котельной используется фильтр активированного угля. Заправкой служит активированный уголь в количестве 850 кг. Данной заправки хватает на 1 год. Затем его отправляют на регенерацию на завод-изготовитель. Таким образом количество отходов от данного участка составит 0,85 т/год.
Участок литья
На участке происходит плавка чугуна в открытых вагранках. Производительность вагранки 5 т/ч. Вагранка работает непрерывно Время работы 150 суток в год. Следовательно за один год производится 5*150*24=18000 т
При литье образуются такие металлоотходы как - остатки чугуна, сплески, немерные концы, металл извлекаемый из шлаков, литейный мусор, брак.
Если задаться, что их общая масса составляет 33 кг на одну тонну продукции, следовательно, за год образовывается
33*18000=594000кг/год=594 т/год
Производственные помещения и площадки: Расчет образования твердых бытовых отходов.
Количество образующихся бытовых отходов на территории промплощадки
Q = ·N (м /год, т/год)
N - число работающих на предприятии людей (N = 75 чел.);
[0,2-0,3 м /год или 40-70 кг на чел.] - норма образования ТБО для предприятий и учреждений;
Объемный вес твердых бытовых отходов принимаем равным =0,2 т/м3;
Q осн.промпл.= 0,3 м /год · 75 = 22,5 м /год;
Q осн.промпл.= 22,5 м /год · 0,2 т/м3 =4,5 т/год;
Смет с территории. Расчет отходов выполнен на основании удельных показателей нормативных объемов образования одноименного отхода «Смет с территории» (определение норматива образования отходов производится методом «по справочным таблицам удельных НОО»).
Для предприятия составляет 30-60 кг (0,15-0,3 м3) на одного рабочего, следовательно на 75 чел. приходится 4,5 т/год
Освещение помещений люминесцентными или ртутными лампами.
Расчет нормативного количества образования отработанных люминесцентных и ртутных ламп (в тоннах и в штуках) производится на основании данных о сроке службы марок ламп, используемых для освещения помещений (расчетно-аналитическим методом).
Формула расчета нормативной массы образования отходов: M = Q · G · mg / K·103
Q - количество ламп установленного типа в штуках (Q = 450 шт);
G - количество часов работы лампы в году (G = 2500 ч/год);
mg - вес одной лампы ( 0,4 кг);
K - эксплуатационный срок службу ламп выбранного типа (K = 15000 час);
M = 450 · 2500 · 0,4 / 15000 ·103 = 0,03 т/год;
Таблица 3 Параметры люминесцентных ламп
Тип ламп Вес, кг Колво ламп Нормативная масса, т/год mg Q M
Образованы в результате истечения срока эксплуатации ламп при освещении территории и помещений.
Не допускать разрушения ламп. В случае разрушения собрать ртуть резиновой грушей, а место, где разбилась лампа, обработать 0,15 подкисленным раствором марганцовокислого калия (1,0г на 1 литр воды с добавлением 5 мл концентрированной соляной кислоты).
Размещаются в специальном контейнере, в упаковке, в отдельном помещении, недоступном для посторонних. По мере накопления вывозятся на специализированное предприятие, имеющее лицензию на демеркуризацию отработанных люминесцентных ламп.
4.2.2 Характеристика отходов, образующихся в структурных подразделениях предприятия
№пп Цех, участок Источник образования (получения) отходов Код отходов Наименование отходов Класс опасности Агрегатное состояние Нормативное количество образования, т/год (шт/год)
I Участки, цеха, промплощадки Ртутные лампы, люминесцентные ртутьсодержащие трубки, отработанные и брак 353301001301 Стекло и прочее I твердое 0,04
2 Участок сварки и резки Электродуговая сварка 31404800 01 99 4 Шлак сварочный IV твердое 0,3
3 Деревообрабатывающий участок Распиловка 17110601 01 00 5 Опилки V твердое 0,112
17190102 01 00 4 Стружка IV твердое 0,126
17120203 01 01 4 Кусковые отходы, обрезки IV твердое 0,133
Рис. 11. Приземная концентрация плохо растворимых фторидов
Рис. 12. Приземная концентрация хорошо растворимых фторидов
Список литературы
«Методические указания по разработке проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение», утвержденные приказом МПР РФ от 11 марта 2002 г. №115.
«Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов», САНПИН 2.2.1./2.1.1.1031-01.
«Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов (санитарные правила)», М., 1985 г., Минздрав СССР.
«Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления. САНПИН 2.1.7.1322-03», утвержденные 30 апреля2003 г.
СНИП 3170-84 «Предельное содержание токсичных соединений промышленных отходов, обусловливающих отнесение этих отходов к категориям по токсичности», от 18.12.1984 г.
«Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами», М., 1987 г., Минздрав СССР от 13.03.1987 г. N"4266-87.
Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления. СП 2.1.7.1386-03", утвержденные 16.06.03 г.
Приказ МПР России от 02 декабря 2002 г. № 786 «Об утверждении федерального классификационного каталога отходов».
«Правила пожарной безопасности в Российской Федерации», ППБ-01-03.
Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом). М., 1998 г.
Инструкция по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Л.,1998.
САНПИН 2.2.1/2.1.1.1200-3 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов: Санитарно эпидемиологические правила и нормативы.-М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003.-48с.