环境工程设计基础4

1、二、工程分析的主要内容续表水平衡4清洁生产水平分析 主要分析建设项目的国内外同类型项目按单位产品或万元产值的排放水平，对新建项目应贯彻清洁生产策略，对改扩建和新建项目应进行审计，找出清洁生产实施的可能途径。5环保方案分析l(1)分析建设项目可研阶段环保方案 l(2)分析污染物处理工艺有关技术经济参数的合理性6总图布置方案分析l(1)分析厂区与周围的保护目标之间所定卫生防护距离和安全防护距离的保证性l(2)根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间布置的合理性l(3)分析村镇居民拆迁的必要性7补充措施与建议l(1)关于合理的产品结构与生产规模的建议l(2)优化总图布置的建议l(3)节约用地的建议l(

2、4)可燃气体平衡和回收利用措施建议l(5)用水平衡及节水措施建议l(6)废渣综合利用l(7)污染物排放方式的改进l(8)环保设备选型和实用参数确定多个排放口的情况：lCij- j种污染物实测浓度，mg/L或mgm3lQi-单位时间废水或废气的排放量，m3/hTQKCGiniijj1二、物料衡算法l在生产过程中，投入某系统的物料质量必须等于该系统产出物质的质量，即等于所得产品的质量和物料流失量之和，即：l2污染物排放量的计算式中 G某污染物的排放量； K单位产品的经验排污系数。污染物的排放量可以用下式计算2污染物排放量的计算1锅炉燃料耗量计算饱和蒸汽的情况：式中 B锅炉燃料耗量，kgh或m3/h

3、 ； D锅炉每小时的产汽量，kg/h或m3/h； QyL燃料应用基的低位发热值,kJ/kg； 锅炉的热效率，可实测，也可以从有关手册或产品说明书中获取； i”锅炉工作压力下的饱和蒸汽热焓值，kJ/kg或kcal/kg； i锅炉给水热焓值，kJ/kg或kcal/kg，一般计算给水温 度为20，则i=8375kJ/kg或20kcal/kg。yLQiiDB)( 1锅炉燃料耗量计算热水锅炉的情况：式中 BW锅炉燃料耗量，kgh或m3/h ； KW锅炉每小时的产热水量，kg/h； QyL燃料应用基的低位发热值,kJ/kg； W锅炉的热效率，可实测，也可以从有关手册或产品说明书中获取； is锅炉出水热焓值

4、，kJ/kg或kcal/kg； ij锅炉给水热焓值，kJ/kg或kcal/kg，一般计算给水温 度为20，则ij=8375kJ/kg或20kcal/kg。WyLjsWWQiiKB)( ij2理论空气需要量的 计算l(1)固体和液体燃料（以1kg燃料为基准）：2理论空气需要量的 计算l(2)气体燃料（以1m3燃料为基准）：2理论空气需要量的 计算l(2)气体燃料（以1m3燃料为基准）：各种碳氢化合物燃烧的化学反应，可用下面方程表示：式中 表示气体燃料中各组分的容积百分比2理论空气需要量的 计算l(3)经验公式计算：2理论空气需要量的 计算l(3)经验公式计算：2理论空气需要量的 计算l(3)经验

5、公式计算：2理论空气需要量的 计算l(3)经验公式计算：2理论空气需要量的 计算l(3)经验公式计算：2理论空气需要量的 计算l(3)经验公式计算：3燃烧产生烟气量的计算(1)固体和液体燃料 ：式中 燃料中的碳、硫、氮、氢、水分的百分含量；WHNSCwwwww,3燃烧产生烟气量的计算l(2)气体燃料 根据化学反应方程式，对于1m3燃气可计算出烟气中各烟气成分的体积，其中产生的三原子气体体积为：3燃烧产生烟气量的计算l(2)气体燃料：3燃烧产生烟气量的计算l(3)经验公式计算 在不掌握燃料准确组成的情况下,烟气量可们以下经验公式计算：3燃烧产生烟气量的计算l(3)经验公式计算 在不掌握燃料准确组

6、成的情况下,烟气量可们以下经验公式计算：3燃烧产生烟气量的计算3燃烧产生烟气量的计算除水分很高的劣质煤，一般情况取Ko为11二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算1烟尘量的计算二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算1烟尘量的计算二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算 2二氧化硫的计算 煤炭中的全硫分包括有机硫、硫铁矿和硫酸盐，前两者为可燃性硫、燃烧后生成二氧化硫，第三者为不可燃硫，燃烧后的产物常列入灰分。通常情况下，可燃性硫占全硫分的70一90，计算时可取80。在燃烧过程中，可燃性硫和氧气反应生成二氧化硫。每干克硫燃烧将产生2kg二氧化硫。因此，燃煤产生的二氧化硫可以用下式进行计算：二、燃料燃烧过程产生污

7、染物量的计算二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算3氮氧化物的计算 燃料含氮量的大小对烟气中氮氧化物浓度的高低影响很大，而温度是影响温度型氮氧化物量的主要因素。天然化石燃料燃烧过程中生成的氮氧化物中，一氧化氮约占90，二氧化氮约占l0。因此，对于燃料燃烧产生的氮氧化物量可用以下公式计算：二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算3氮氧化物的计算 二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算二、燃料燃烧过程产生污染物量的计算4一氧化碳的计算 三、生产过程产生的气体污染物量的计算 除了燃煤、燃油等燃料燃烧过程产生的大气污染物外。不同行业的生产过程也会产

8、生大量的各种气态污染物。由于行业不同、同一行业中生产工艺不同，生产水平不同，各个不同污染源所排放的污染物量也不同。对于这类污染源在生产过程中排放气体污染物的计算可以采用实测法，或采用前面介绍的排放系数法，也可以采用以下将介绍的经验估算方法。在经验估算法中，公式中的各种排放因子应在对工艺过程仔细分析、全面了解后进行选择。 下面介绍几种常见的对环境影响较大的污染物的计算方法。三、生产过程产生的气体污染物量的计算l1水泥熟料烧成过程中二氧化硫排放量的计算l 水泥熟料烧成过程中，燃料中的硫一部分进入水泥熟料和窑灰中，如煤中的硫酸盐；燃烧中生成的二氧化硫将与生料或料浆中碳酸钙、氧化钙等反应生成亚硫酸盐或

9、硫酸盐，一部分以二氧化硫形式排人大气。l水泥熟料烧成中排放的二氧化硫量可用4-48式计算三、生产过程产生的气体污染物量的计算l 2氟化物(以F计)排放量的计算l 氟化物主要是指HF，这是一种对环境影响很强的气体 产生氟化物污染的行业主要有炼铝业、磷酸(肥)业和建材业等等。l (1)炼铝过程 电解铝生产中气态氟化物(以F计)排放量可用公式4-49计算l (2)磷肥与制磷工业 l以磷矿Ca5 (P04)3F为原料的工业，包括磷肥、磷酸、黄磷及洗衣粉制造等工业，排出的气体中含有氟化氢HF与四氟化硅SiF4等化合物l其排放量可用4-50式计算三、生产过程产生的气体污染物量的计算l 3高炉炼铁中一氧化碳

10、排放量的计算l 高炉炼铁是在还原气氛中进行的。炉气中CO高达26-32，高炉炉顶一般会发生漏气排入大气。通常废气泄漏量占总量的5左右。l高炉CO排放量可以用式4-51计算三、生产过程产生的气体污染物量的计算l 4工业粉尘排放量计算l 工业粉尘是指工业生产工艺中破碎、筛选等过程排放的固体微粒，在水泥、耐火、钢铁(矿石粉碎及煅烧机)、石棉等行业都可能排出大量粉尘废气。l工业粉尘的排放量可用式4-52计算三、生产过程产生的气体污染物量的计算l 5燃烧电站烟尘和二氧化硫排放量的计算l烟尘排放量可用式4-53计算l二氧化硫可用式4-54计算第五节 用水量和废水排放量的计算l 一、用水量的计算l 1给水系

11、统l (1)直流给水系统l (2)循环给水系统l (3)循序给水系统第五节 用水量和废水排放量的计算l 2用水总量的计算l 工业用水总量等于厂区新鲜用水量和重复用水量之和厂区新鲜水量中包括厂区生活用水量。由于厂区生活用水和其他用水量较生产用水量小得多，通常末单独设表计算，可以将其他用水归入生活用水量。l企业用水总量可以用式4-55表示第五节 用水量和废水排放量的计算l 3新鲜水量的计算l 新鲜水量指企业从地下水源和地面水源或城市自来水取用的新鲜水总量。所以，新鲜水来源之一为自备水源，另一来源为城市自来水。l新鲜水量可采用水表或流量计进行测算（式4-56）第五节 用水量和废水排放量的计算l 4重

12、复用水量的计算l 通常将循环使用、循序使用的水量统称为重复用水量。在循环给水系统中，循环水是使用后经过处理重新回用的水，不再外排，在循环过程中所损耗的水量，须用新鲜水加以补充 l计算公式见式4-59第五节 用水量和废水排放量的计算l 5.厂区生活用水量的计算l 厂区生活用水量是指每一职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计算第五节 用水量和废水排放量的计算l 二、废水排放量的计算l废水排放量在生产和生活过程中，经过使用从而丧失了原来的使用价值而被废弃的水量。l合流排水系统生活污水、工业废水和地面径流都汇集在一起排出和处理的排水系统。l分流排水系统将生活污水、工业废水和雨水

13、分别汇集在两个或两个以上的排水系统排出或处理。l废水的排放量可采用实测计算法、经验计算法和水衡算法第五节 用水量和废水排放量的计算l 二、废水排放量的计算l 1废水排放量的实测法l (1)明渠流流量测算l 按流体水力条件测算 若废水在排水管渠中作无压连续均匀流动，液流处于层流状态，即所有各过水断面的面积断面的平均流速、水深及水坡度等水力因子沿流程不变。在不受下游壅水、跌水、弯道水流影响的直段l明渠流流量用流量公式4-63测算第五节 用水量和废水排放量的计算l 二、废水排放量的计算l 1废水排放量的实测法l (1)明渠流流量测算l 量水堰测流法 利用一定几何形状的插板，拦住水流形成溢流堰，通过量

14、取插板前后的水头和水位可以计算出水流的流量。它具有制作和使用方便，测流精度较高等优点。三角薄壁堰是废水测流中最常用的设备，适用于水头0.050.35m之间，流量小于01m3s的废水流量的测定。l 对于不同堰夹角的三角堰流量可以用式4-664-71或表4-19计算和查取第五节 用水量和废水排放量的计算l 二、废水排放量的计算l 1废水排放量的实测法l (1)明渠流流量测算l 量水堰测流法 l 应用量水堰测流量时，应注意以下几个问题：a.量水堰应设置在渠道平整、水流呈直线流动的直段内，堰板要垂直设置，周围不得渗漏；b.堰下水应低于堰顶，无壅水现象，水舌下空气应保持自由通路；c.测量过堰水深H时，应

15、在堰口上游大于3H处进行；d.当Q150Ls时，不宜安设临时堰板。第五节 用水量和废水排放量的计算l 二、废水排放量的计算l 1废水排放量的实测法l (1)明渠流流量测算l 浮标法 利用排水渠水面上的浮标来测定废水的流量是一种简单易行的力法，但精确度比较差，一般在无其他测试条件下采用。测量时，选择一底壁平滑、长度不小于10m的无弯曲段液面有一定的高度，经疏通后可测其平均宽度和水深。将一漂浮物放人流动的废水流中，在无外力影响下，让漂浮物流过被测距离，记录下漂浮物流过所用的时间。长度除以时间即为废水的流速。重复做10次，取其平均值，可以得到平均流速。l计算可用式4-72、4-73第五节 用水量和废水排放量的计算l 二、废水排放量的计算l 1废水排放量的实测法l (1)明渠流流量测算l 流速仪测定法 对于流量，可以采用尾叶式流速仪测量废水流速。流速仪携带方便。便于测量、精密度较高，在用流速仪测量水流流速时，应选择排水渠道较平直段测量，适用范围为水深不低于10m，流速个大于0.05ms。如果废水流经的排水渠较宽可设置测流断面，在测速断面的不同宽度、深度进行测定，测点越多结果越准确。测得各点流速后l可按式4-74、4-75计算断面的平均流速第五节 用水量