環(huán)境工程設計基礎4

1、二、工程分析的主要內容續(xù)表水平衡4清潔生產水平分析 主要分析建設項目的國內外同類型項目按單位產品或萬元產值的排放水平，對新建項目應貫徹清潔生產策略，對改擴建和新建項目應進行審計，找出清潔生產實施的可能途徑。5環(huán)保方案分析l(1)分析建設項目可研階段環(huán)保方案 l(2)分析污染物處理工藝有關技術經濟參數的合理性6總圖布置方案分析l(1)分析廠區(qū)與周圍的保護目標之間所定衛(wèi)生防護距離和安全防護距離的保證性l(2)根據氣象、水文等自然條件分析工廠和車間布置的合理性l(3)分析村鎮(zhèn)居民拆遷的必要性7補充措施與建議l(1)關于合理的產品結構與生產規(guī)模的建議l(2)優(yōu)化總圖布置的建議l(3)節(jié)約用地的建議l(

2、4)可燃氣體平衡和回收利用措施建議l(5)用水平衡及節(jié)水措施建議l(6)廢渣綜合利用l(7)污染物排放方式的改進l(8)環(huán)保設備選型和實用參數確定多個排放口的情況：lCij- j種污染物實測濃度，mg/L或mgm3lQi-單位時間廢水或廢氣的排放量，m3/hTQKCGiniijj1二、物料衡算法l在生產過程中，投入某系統(tǒng)的物料質量必須等于該系統(tǒng)產出物質的質量，即等于所得產品的質量和物料流失量之和，即：l2污染物排放量的計算式中 G某污染物的排放量； K單位產品的經驗排污系數。污染物的排放量可以用下式計算2污染物排放量的計算1鍋爐燃料耗量計算飽和蒸汽的情況：式中 B鍋爐燃料耗量，kgh或m3/h

3、 ； D鍋爐每小時的產汽量，kg/h或m3/h； QyL燃料應用基的低位發(fā)熱值,kJ/kg； 鍋爐的熱效率，可實測，也可以從有關手冊或產品說明書中獲??； i”鍋爐工作壓力下的飽和蒸汽熱焓值，kJ/kg或kcal/kg； i鍋爐給水熱焓值，kJ/kg或kcal/kg，一般計算給水溫 度為20，則i=8375kJ/kg或20kcal/kg。yLQiiDB)( 1鍋爐燃料耗量計算熱水鍋爐的情況：式中 BW鍋爐燃料耗量，kgh或m3/h ； KW鍋爐每小時的產熱水量，kg/h； QyL燃料應用基的低位發(fā)熱值,kJ/kg； W鍋爐的熱效率，可實測，也可以從有關手冊或產品說明書中獲??； is鍋爐出水熱焓值

4、，kJ/kg或kcal/kg； ij鍋爐給水熱焓值，kJ/kg或kcal/kg，一般計算給水溫 度為20，則ij=8375kJ/kg或20kcal/kg。WyLjsWWQiiKB)( ij2理論空氣需要量的 計算l(1)固體和液體燃料（以1kg燃料為基準）：2理論空氣需要量的 計算l(2)氣體燃料（以1m3燃料為基準）：2理論空氣需要量的 計算l(2)氣體燃料（以1m3燃料為基準）：各種碳氫化合物燃燒的化學反應，可用下面方程表示：式中 表示氣體燃料中各組分的容積百分比2理論空氣需要量的 計算l(3)經驗公式計算：2理論空氣需要量的 計算l(3)經驗公式計算：2理論空氣需要量的 計算l(3)經驗

5、公式計算：2理論空氣需要量的 計算l(3)經驗公式計算：2理論空氣需要量的 計算l(3)經驗公式計算：2理論空氣需要量的 計算l(3)經驗公式計算：3燃燒產生煙氣量的計算(1)固體和液體燃料 ：式中 燃料中的碳、硫、氮、氫、水分的百分含量；WHNSCwwwww,3燃燒產生煙氣量的計算l(2)氣體燃料 根據化學反應方程式，對于1m3燃氣可計算出煙氣中各煙氣成分的體積，其中產生的三原子氣體體積為：3燃燒產生煙氣量的計算l(2)氣體燃料：3燃燒產生煙氣量的計算l(3)經驗公式計算 在不掌握燃料準確組成的情況下,煙氣量可們以下經驗公式計算：3燃燒產生煙氣量的計算l(3)經驗公式計算 在不掌握燃料準確組

6、成的情況下,煙氣量可們以下經驗公式計算：3燃燒產生煙氣量的計算3燃燒產生煙氣量的計算除水分很高的劣質煤，一般情況取Ko為11二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算1煙塵量的計算二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算1煙塵量的計算二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算 2二氧化硫的計算 煤炭中的全硫分包括有機硫、硫鐵礦和硫酸鹽，前兩者為可燃性硫、燃燒后生成二氧化硫，第三者為不可燃硫，燃燒后的產物常列入灰分。通常情況下，可燃性硫占全硫分的70一90，計算時可取80。在燃燒過程中，可燃性硫和氧氣反應生成二氧化硫。每干克硫燃燒將產生2kg二氧化硫。因此，燃煤產生的二氧化硫可以用下式進行計算：二、燃料燃燒過程產生污

7、染物量的計算二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算3氮氧化物的計算 燃料含氮量的大小對煙氣中氮氧化物濃度的高低影響很大，而溫度是影響溫度型氮氧化物量的主要因素。天然化石燃料燃燒過程中生成的氮氧化物中，一氧化氮約占90，二氧化氮約占l0。因此，對于燃料燃燒產生的氮氧化物量可用以下公式計算：二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算3氮氧化物的計算 二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算二、燃料燃燒過程產生污染物量的計算4一氧化碳的計算 三、生產過程產生的氣體污染物量的計算 除了燃煤、燃油等燃料燃燒過程產生的大氣污染物外。不同行業(yè)的生產過程也會產

8、生大量的各種氣態(tài)污染物。由于行業(yè)不同、同一行業(yè)中生產工藝不同，生產水平不同，各個不同污染源所排放的污染物量也不同。對于這類污染源在生產過程中排放氣體污染物的計算可以采用實測法，或采用前面介紹的排放系數法，也可以采用以下將介紹的經驗估算方法。在經驗估算法中，公式中的各種排放因子應在對工藝過程仔細分析、全面了解后進行選擇。 下面介紹幾種常見的對環(huán)境影響較大的污染物的計算方法。三、生產過程產生的氣體污染物量的計算l1水泥熟料燒成過程中二氧化硫排放量的計算l 水泥熟料燒成過程中，燃料中的硫一部分進入水泥熟料和窯灰中，如煤中的硫酸鹽；燃燒中生成的二氧化硫將與生料或料漿中碳酸鈣、氧化鈣等反應生成亞硫酸鹽或

9、硫酸鹽，一部分以二氧化硫形式排人大氣。l水泥熟料燒成中排放的二氧化硫量可用4-48式計算三、生產過程產生的氣體污染物量的計算l 2氟化物(以F計)排放量的計算l 氟化物主要是指HF，這是一種對環(huán)境影響很強的氣體 產生氟化物污染的行業(yè)主要有煉鋁業(yè)、磷酸(肥)業(yè)和建材業(yè)等等。l (1)煉鋁過程 電解鋁生產中氣態(tài)氟化物(以F計)排放量可用公式4-49計算l (2)磷肥與制磷工業(yè) l以磷礦Ca5 (P04)3F為原料的工業(yè)，包括磷肥、磷酸、黃磷及洗衣粉制造等工業(yè)，排出的氣體中含有氟化氫HF與四氟化硅SiF4等化合物l其排放量可用4-50式計算三、生產過程產生的氣體污染物量的計算l 3高爐煉鐵中一氧化碳

10、排放量的計算l 高爐煉鐵是在還原氣氛中進行的。爐氣中CO高達26-32，高爐爐頂一般會發(fā)生漏氣排入大氣。通常廢氣泄漏量占總量的5左右。l高爐CO排放量可以用式4-51計算三、生產過程產生的氣體污染物量的計算l 4工業(yè)粉塵排放量計算l 工業(yè)粉塵是指工業(yè)生產工藝中破碎、篩選等過程排放的固體微粒，在水泥、耐火、鋼鐵(礦石粉碎及煅燒機)、石棉等行業(yè)都可能排出大量粉塵廢氣。l工業(yè)粉塵的排放量可用式4-52計算三、生產過程產生的氣體污染物量的計算l 5燃燒電站煙塵和二氧化硫排放量的計算l煙塵排放量可用式4-53計算l二氧化硫可用式4-54計算第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 一、用水量的計算l 1給水系

11、統(tǒng)l (1)直流給水系統(tǒng)l (2)循環(huán)給水系統(tǒng)l (3)循序給水系統(tǒng)第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 2用水總量的計算l 工業(yè)用水總量等于廠區(qū)新鮮用水量和重復用水量之和廠區(qū)新鮮水量中包括廠區(qū)生活用水量。由于廠區(qū)生活用水和其他用水量較生產用水量小得多，通常末單獨設表計算，可以將其他用水歸入生活用水量。l企業(yè)用水總量可以用式4-55表示第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 3新鮮水量的計算l 新鮮水量指企業(yè)從地下水源和地面水源或城市自來水取用的新鮮水總量。所以，新鮮水來源之一為自備水源，另一來源為城市自來水。l新鮮水量可采用水表或流量計進行測算（式4-56）第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 4重

12、復用水量的計算l 通常將循環(huán)使用、循序使用的水量統(tǒng)稱為重復用水量。在循環(huán)給水系統(tǒng)中，循環(huán)水是使用后經過處理重新回用的水，不再外排，在循環(huán)過程中所損耗的水量，須用新鮮水加以補充 l計算公式見式4-59第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 5.廠區(qū)生活用水量的計算l 廠區(qū)生活用水量是指每一職工每年的生活用水量和沐浴用水量。l生活用水量可按式4-62計算第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 二、廢水排放量的計算l廢水排放量在生產和生活過程中，經過使用從而喪失了原來的使用價值而被廢棄的水量。l合流排水系統(tǒng)生活污水、工業(yè)廢水和地面徑流都匯集在一起排出和處理的排水系統(tǒng)。l分流排水系統(tǒng)將生活污水、工業(yè)廢水和雨水

13、分別匯集在兩個或兩個以上的排水系統(tǒng)排出或處理。l廢水的排放量可采用實測計算法、經驗計算法和水衡算法第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 二、廢水排放量的計算l 1廢水排放量的實測法l (1)明渠流流量測算l 按流體水力條件測算 若廢水在排水管渠中作無壓連續(xù)均勻流動，液流處于層流狀態(tài)，即所有各過水斷面的面積斷面的平均流速、水深及水坡度等水力因子沿流程不變。在不受下游壅水、跌水、彎道水流影響的直段l明渠流流量用流量公式4-63測算第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 二、廢水排放量的計算l 1廢水排放量的實測法l (1)明渠流流量測算l 量水堰測流法 利用一定幾何形狀的插板，攔住水流形成溢流堰，通過量

14、取插板前后的水頭和水位可以計算出水流的流量。它具有制作和使用方便，測流精度較高等優(yōu)點。三角薄壁堰是廢水測流中最常用的設備，適用于水頭0.050.35m之間，流量小于01m3s的廢水流量的測定。l 對于不同堰夾角的三角堰流量可以用式4-664-71或表4-19計算和查取第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 二、廢水排放量的計算l 1廢水排放量的實測法l (1)明渠流流量測算l 量水堰測流法 l 應用量水堰測流量時，應注意以下幾個問題：a.量水堰應設置在渠道平整、水流呈直線流動的直段內，堰板要垂直設置，周圍不得滲漏；b.堰下水應低于堰頂，無壅水現(xiàn)象，水舌下空氣應保持自由通路；c.測量過堰水深H時，應

15、在堰口上游大于3H處進行；d.當Q150Ls時，不宜安設臨時堰板。第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 二、廢水排放量的計算l 1廢水排放量的實測法l (1)明渠流流量測算l 浮標法 利用排水渠水面上的浮標來測定廢水的流量是一種簡單易行的力法，但精確度比較差，一般在無其他測試條件下采用。測量時，選擇一底壁平滑、長度不小于10m的無彎曲段液面有一定的高度，經疏通后可測其平均寬度和水深。將一漂浮物放人流動的廢水流中，在無外力影響下，讓漂浮物流過被測距離，記錄下漂浮物流過所用的時間。長度除以時間即為廢水的流速。重復做10次，取其平均值，可以得到平均流速。l計算可用式4-72、4-73第五節(jié) 用水量和廢水排放量的計算l 二、廢水排放量的計算l 1廢水排放量的實測法l (1)明渠流流量測算l 流速儀測定法 對于流量，可以采用尾葉式流速儀測量廢水流速。流速儀攜帶方便。便于測量、精密度較高，在用流速儀測量水流流速時，應選擇排水渠道較平直段測量，適用范圍為水深不低于10m，流速個大于0.05ms。如果廢水流經的排水渠較寬可設置測流斷面，在測速斷面的不同寬度、深度進行測定，測點越多結果越準確。測得各點流速后l可按式4-74、4-75計算斷面的平均流速第五節(jié) 用水量