苏科环系课设

1、环境系统分析课程设计报告表（环工）小组成员：作者： 编制日期：201 年 月 日 环境科学专业 环境系统分析课程设计指导书 石 剑 荣、焦 锋 编写苏州科技学院 201 年 月 日一、课程设计目的： 本课程设计是环境系统分析课程学习之后的设计训练。目的在于给同学一个对所学课程融汇贯通的机会。设计内容主要在以前布置的水环境质量模式与大气环境质量模式大作业的工作基础上展开。通过课程设计，让同学了解求“水环境污染物”与“大气环境污染物”的污染贡献估算所需的主要资料、应做的主要工作、所用的主要模式、工作的一般步骤等等，并训练在微机上求解的实际编程工作能力。二、课程设计要求：某城郊区域(假设原来无任何大

2、气和水污染物)要进行经济开发，先行开发项目有污水处理厂和热电厂。为保证开发区的大气环境质量和水环境质量达标，必须对该二厂排放的大气污染物与水污染物进行控制（大气环境质量控制在二级标准 ； 水环境质量控制在三类水标准）。设计（技术路线）：1）要调查、统计哪些大气和水环境资料？2）需用到哪些大气和水环境系统分析模式？3）需作哪些污染预测计算？4）要作哪些对策措施作讨论？ 根据可行性研究报告初步有以下数据：1）热电厂，烟囱初步设计高度为50m，烟气温度为1000C，烟气排放量为20m3/s(烟囱出口处截面积为10m2)，设计燃煤量为100吨/天，燃煤含硫量1.5，含尘量15%。2）污水处理厂设计收集

3、污水流量为10m3/s，污水水温为150C，污水进水COD浓度为1500mg/l，溶解氧浓度为0.5mg/l。 环境资料需自己调查、统计。为简化本课程设计工作量，现给出以下参考数据(这些数据可作修改，以表达你的设计思路)：（该地一河流断面面积为50 m2，常年上游来水流量为100m3/s，水温150C，河流之耗氧、复氧速度常数未知，需通过实测河道水质来获得。来水COD浓度为1.2mg/l，溶解氧达到饱和。污水处理厂的排放口下游1500m处有一单位的取水口，取水水质除要求达到三类水标准外，还需溶解氧浓度7.0mg/l）（该地常年主导风向为NNW风，常年平均气温为150C，平均气压为1000hPa

4、，平均风速为2.1m/s，绝大部分时间大气稳定度为D级。环境重点保护点有：一学校位于距电厂正南方2000m处，六层楼高处(20m)也有教室。）实测时起点处的BOD浓度为20mg/l,溶解氧为10mg/l,当时的水流流速4km/h,实测数据如下表。X（公里）011304260DO(mg/l)10976.27.5最后写成报告书，内容包括： 1）确定河道模型进行参数估计，验证模型误差 2）确定大气污染模型，进行参数估计3）作出大气污染物与水污染物的污染贡献预测；4）如此污染贡献，环评能否达标？（评价应包括规定的标准及考虑保护重点对象）5）若不能达标，应作何对策？提示： 列出各种环境质量标准与污染物排

5、放标准。 烟囱的有效源高为多少？ 不作除尘、脱硫时最大落地浓度为多少，位于何处？ 需不需要用除尘器和脱硫装置？若用，效率需为多少？ 若不用除尘、脱硫装置，则要采取何措施(对烟囱、煤质将提出何要求)？ 污水厂若要达到达标排放，COD的处理效率应达到多少？该时清、污水合流后的初始COD、DO浓度各为多少 ？ 若不建污水处理厂，哪里的水质最差？该地的DO、COD浓度为多少？ 应该应用何处的COD、DO浓度值进行水质达标评价？ 为保证下游取水口的水质，还应采取什么对策？独立完成，严禁抄袭，抄袭视作不及格。三、参考资料：“环境影响评价”教科书与大气环境影响评价和水环境影响评价技术导则任务安排： 12月1

6、6日 c4, 410 布置任务 焦锋12月19日 机房 上机调试参数 焦锋 12月20日 c4, 410 答疑 焦锋12月21日 交报告 目 录一 .环境系统分析课程设计指导书二 .热电厂大气环评报告1.模型背景概况2.模型的建立与参数估计 风速的确定Qh的确定有效源高He的确定扩散参数z，y的确定不做脱硫除尘时的S02，烟尘的最大落地浓度环境重点保护点学校的S02，烟尘浓度评估：3.环境标准4.选用除尘和脱硫装置5.达标排放改善措施 方案一：烟囱高度不变，改善煤质，降低含硫量，含尘量 方案二：煤质不变，烟囱的高度方案三：煤质不变，烟囱的高度方案四：煤质提高，同时也降低含尘量，提高烟囱高度 方

7、案五：煤质提高，同时也降低含尘量，提高烟囱高度6.参考文献三污水处理厂环评报告1.项目背景2参数Ka,Kd的估算3.污水达标排放效率4.若不建污水处理厂，水质最差点求算5.水质达标评价（污水经污水处理厂处理后）6敏感点处水质评价（污水经污水处理厂处理后）热电厂环评报告一 模型背景概况热电厂，烟囱初步设计高度为50m，烟气温度为1000C，烟气排放量为20m3/s(烟出口处截面积为10m2)，设计燃煤量为100吨/天，燃煤含硫量1.5，含尘量15%。（该地常年主导风向为NNW风，常年平均气温为150C，平均气压为1000hPa，平均风速为2.1m/s，绝大部分时间大气稳定度为D级。环境重点保护点

8、有：一学校位于距电厂正南方2000m处，六层楼高处(20m)也有教室。）二模型的建立与参数估计风速的确定已知u=2.1m/s，z2=50m用模型u1=u(z2/z1)p u1为10米高处的风速 p风指数，是地面粗糙度和气温层结函数 如下表稳定度地区ABCDE.F城市0.10.150.200.250.30乡村0.070.070.100.150.25已知大气稳定度为D，属于乡村地区，所以p=0.15所以由模型可得u1=2.6734m/sQh的确定已知：P=1000hpaTt=100k Ta=15kQv=20m /s用模型:在有风时 Qh=0,35PaQvT/Tt T= Tt-Ta得到Qh=1594

9、.53KJ/s有效源高He的确定已知Qh=1594.53KJ/s21OOKT/su=2.6734m/s,D=3.569,Vs=2采用模型H=2*（1.5*Vs*D+0.01*Q*h）/u得H=19.9388m由烟气抬升高度公式：He=H+Hs ,Hs=50m, H=19.9388m得到有效源高：He=69.9388m扩散参数：z，y的确定已知：Qso2=100*1000*1.5*2*80Kg/天=2.778g/sQ烟尘=10*1000*15Kg/天=1.736g/s=22.5x=2000cos=1847.76my=2000sin=765.37m查表得参数：D稳定度时，1=0.，1=0.2=0.

10、，2=0.用模型z=2*x2, y=1*x1分别得到扩散参数：z=69.25，y=149.517 不做脱硫除尘时的S02，烟尘的最大落地浓度已知：z=69.25，y=149.52即z/y为常数Qso2=2.7778*10 4g/sQ烟尘=1.736*105g/sHe=72.88mu1=2.33m/s1=0.，2=0.2=0.建立模型：max=2*Q/(*u*e*He2)* z/yXmax=(He/2)(1/2)得到SO2，烟尘的最大落地浓度分别为：max（So2）=0.2305mg/m max（烟尘）=1.4407 mg/m 坐标是：Xmax（So2）= Xmax（烟尘）=1236.868m

11、环境重点保护点学校的S02，烟尘浓度评估：已知：Qso2=2.778g/s，Q烟尘=1.736g/sz=69.25，y=149.517y=765.37mHe=72.88m选取高斯点源模型（连续点源烟羽扩散公式）：C（x,y,z,He）=Q/(2*u*y *z) e (-y /2y )e-(z-He) /2/z +e-(z+He) /2/z 由模型可求得：C（x,y,z,He）(So2)=3.9209*10(-7)mg/mC（x,y,z,He）(烟尘)=2.4504*10(-6) mg/m三环境标准环境空气质量标准（GB3095-1996）（部分）污染物名称取值时间浓度限值单位一级标准二级标准三

12、级标准mg/m（标准状况）二氧化硫（So2）年平均0.020.060.10日平均0.050.150.251h平均0.150.500.70总悬浮颗粒物（TSP）年平均0.080.200.30日平均0.120.300.50要求大气环境质量控制在二级标准，即日平均值max（So2）=0.15, max（TSP）=2*2.7778*104*69.25/(3.1415*e*u*He)*149.52所以 U*He=2.0095*104 -对于烟尘来说：同理可得：1.4407*(1-79.18)=2*1.736*105*69.25/(3.1415*e*u*He)*149.52所以 U*He=6.2809*1

13、04 -已知U*He =u*x+2*(1.5*Vs*D+0.01Qh)/u 烟囱高度为x=126时，代入公式检验恰好满足条件方案三：煤质不变，烟囱的高度为x2=133m 同方案二的求法，可得：烟囱高度为x2=133m时，代入公式检验,满足条件方案四：煤质提高，同时也降低含尘量为y=5，提高烟囱高度为x=70m对于S02来说：0.2305*(1-34.92)=2*2.7778*104*69.25/(3.1415*e*u*He)*149.52所以 U*He=2.0095*104 -对于烟尘来说：1.4407*（1-79.18）=2*1.736*105/15*y*69.25/(3.14*e*u*He

14、*149.52)所以 y/(u*He)7.0mg/l。2 参数Ka与Kd的估计由：实测时起点处的BOD浓度为20mg/l,溶解氧为10mg/l,当时的水流流速4km/h,实测数据如下表。X（公里）011304260DO(mg/l)10976.27.5根据excle参数规划求解可得Ka=3.,Kd=0.91494模型参数Ka 、Kd 的误差计算：使用中值误差（概率误差）所以，带入数据得E0.5=0.（三）模型的选择1、已知条件为：河流中：断面面积S=50，河流流量Q=100m3/s，水温T=15，来水BOD浓度BOD=1.2/lDO为饱和溶解氧（Cs）：在标准大气压力、淡水中，饱和溶解氧的浓度为

15、： 所以DO=468/(31.6+T)=10.04/l处理厂的收集污水：污水流量Q=10m3/s，污水水温T=150C，污水进水BOD浓度为1500mg/l，溶解氧浓度为0.5mg/l2、选用SP模型：其中混合浓度公式：解析解为：3、污水达标排放效率：环评结果为：污水处理厂若要达标排放，处理效率必须达到=96以上原因分析：城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）表1 基本控制项目最高允许排放浓度(日均值) 单位 mg/L序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准A标准B标准1化学需氧量（COD）5060100120（1）2生化需氧量（BOD5）10203060（1）城镇污水处理厂

16、的排放标准采用三级排放标准即BOD=60 mg/l.处理效率=（污水进水BOD-排放标准BOD）/污水进水BOD =(1500-60)/1500=96此时的合流后的BOD、DO浓度BODo=( BOD1* Q1+ BOD2* Q2)/(Q1+Q2)=6.545 mg/lDOo=( DO1* Q1+ DO2* Q2)/(Q1+Q2)=9.173 mg/l4.若不建污水处理厂，水质最差点求算：污水排入河流后河流流速V=(Q1+Q2)/S=2.2m/s污水BOD2=1500mg/l，污水流量Q2=10 m3/s，来水BOD浓度BOD1=1.2/l，河流流量Q1=100m3/s，污水溶解氧0.5/l，

17、河流溶解氧10.04/l混合后初始断面处：Lo=（BOD2* Q2+ BOD1* Q1）/( Q2+ Q1) =(1500*10+1.2*100)/(100+10)=137.45/lDO=(0.5*10+10.04*100)/(100+10)=9.173/l初始点氧亏：Do=DOs-9.173=0.867/l水质最差点计算 选用模型经计算得tc=0.49859d水质最差点距离L=V*tc=94771.99m水质最差点溶解氧：所选模型经计算得：DOc=21.81/l该地DO=DOs-DOc=10.04-21.81=-11.77/l(即实际该处溶解氧为0)水质最差点处BOD 由公式计算得L=87.

18、10/l5.水质达标评价（污水经污水处理厂处理后） 处理后的BOD=60 mg/l. DO=0.5/l 与河流混合后的BODo= Lo=6.545/l DOo= 9.173/l氧亏Do=0.867/l 由公式计算得 tc=0.3211d故此时水质最差点的BOD，DO浓度分别为 =4.879/l =1.2215/l DO= DOs-DOc=8.8185/l由地表水环境质量标准（GB3838-2002）要求三类水标准，所以标准BOD为4/l，标准溶解氧DO为5/l所以评价结果为：处理后的水质最差点处BOD超标，溶氧达标6、下游1500处取水口处水质评价（污水经污水处理厂处理后） a、 取水口BOD浓度为：其中 Lo=6.545/l t=1500/2.2=681.82s=7.89*10(-3)d 代入计算得L=6.498/l b、 取水