1、 .PAGE17 / NUMPAGES17 .環(huán)境系統(tǒng)分析A課程設(shè)計姓 名學(xué) 號專業(yè)名稱提交日期 2016年1月12日 TOC o 1-5 h z u HYPERLINK l _Toc440113721第一章任務(wù)書 PAGEREF _Toc440113721 h 3HYPERLINK l _Toc4401137221.1課程設(shè)計目的 PAGEREF _Toc440113722 h 3HYPERLINK l _Toc4401137231.2課程設(shè)計要求 PAGEREF _Toc440113723 h 3HYPERLINK l _Toc4401137241.2.1環(huán)境質(zhì)量要求 PAGEREF _T

2、oc440113724 h 3HYPERLINK l _Toc4401137251.2.2報告主要研究容 PAGEREF _Toc440113725 h 3HYPERLINK l _Toc440113726第二章課程設(shè)計容 PAGEREF _Toc440113726 h 4HYPERLINK l _Toc4401137272.1總論 PAGEREF _Toc440113727 h 4HYPERLINK l _Toc4401137282.1.1設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc440113728 h 4HYPERLINK l _Toc4401137292.1.2評價因子 PAGEREF _Toc

3、440113729 h 4HYPERLINK l _Toc4401137302.2項目 PAGEREF _Toc440113730 h 4HYPERLINK l _Toc4401137312.2.1熱電廠 PAGEREF _Toc440113731 h 4HYPERLINK l _Toc4401137322.2.1.1背景介紹 PAGEREF _Toc440113732 h 4HYPERLINK l _Toc4401137332.2.1.2模型運用 PAGEREF _Toc440113733 h 6HYPERLINK l _Toc4401137342.2.1.3分析模型 PAGEREF _To

4、c440113734 h 8HYPERLINK l _Toc44011373522.2污水廠 PAGEREF _Toc440113735 h 8HYPERLINK l _Toc4401137362.2.2.1背景介紹 PAGEREF _Toc440113736 h 8HYPERLINK l _Toc4401137372.2.2.2模型運用 PAGEREF _Toc440113737 h 9HYPERLINK l _Toc440113738污水廠處理前水質(zhì) PAGEREF _Toc440113738 h 9HYPERLINK l _Toc440113739污水廠處理后 PAGEREF _Toc4

5、40113739 h 11HYPERLINK l _Toc4401137402.2.2.3分析模型 PAGEREF _Toc440113740 h 11HYPERLINK l _Toc440113741第三章應(yīng)對措施 PAGEREF _Toc440113741 h 12HYPERLINK l _Toc4401137423.1對熱電廠所采取的措施 PAGEREF _Toc440113742 h 12HYPERLINK l _Toc4401137433.1.1增加煙囪物理高度 PAGEREF _Toc440113743 h 12HYPERLINK l _Toc4401137443.1.2使用除硫除

6、塵設(shè)備: PAGEREF _Toc440113744 h 12HYPERLINK l _Toc4401137453.1.3其他措施 PAGEREF _Toc440113745 h 13HYPERLINK l _Toc4401137463.2對污水處理采取的措施 PAGEREF _Toc440113746 h 13HYPERLINK l _Toc440113747第四章課程設(shè)計總結(jié) PAGEREF _Toc440113747 h 14HYPERLINK l _Toc440113748第五章附錄 PAGEREF _Toc440113748 h 15HYPERLINK l _Toc440113749

7、5.1小組分工 PAGEREF _Toc440113749 h 15HYPERLINK l _Toc4401137505.2大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（部分） PAGEREF _Toc440113750 h 15HYPERLINK l _Toc4401137515.3地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（部分） PAGEREF _Toc440113751 h 16第一章 任務(wù)書1.1課程設(shè)計目的環(huán)境系統(tǒng)分析以模型化為手段描述環(huán)境系統(tǒng)的特征，模擬和揭示環(huán)境系統(tǒng)分析的發(fā)展與變化規(guī)律，并通過最優(yōu)化對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與運行做出最佳選擇。而本課程設(shè)計是環(huán)境系統(tǒng)分析課程學(xué)習(xí)之后的設(shè)計訓(xùn)練，目的在于讓學(xué)生們把理論運用于實踐。設(shè)計容主要在以前

8、布置的水環(huán)境質(zhì)量模式與大氣環(huán)境質(zhì)量模式大作業(yè)的工作基礎(chǔ)上展開。通過課程設(shè)計，可以了解求“水環(huán)境污染物”與“大氣環(huán)境污染物”的污染貢獻估算所需的主要資料、應(yīng)做的主要工作、所用的主要模式、工作的一般步驟等等，并鍛煉在微機上求解的實際工作能力。1.2課程設(shè)計要求1.2.1環(huán)境質(zhì)量要求某城郊區(qū)域（假設(shè)原來無任何大氣和水污染物）要進行國家級經(jīng)濟開發(fā)示建設(shè)，先行開發(fā)項目有污水處理廠和熱電廠，為保證開發(fā)區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量和水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)，必須對該二廠排放的大氣污染物和水污染物進行控制。控制標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）大氣環(huán)境質(zhì)量控制在國家一級標(biāo)準(zhǔn)（2）水環(huán)境質(zhì)量控制在地表水III類標(biāo)準(zhǔn)1.2.2報告主要研究容（1）調(diào)查、

9、統(tǒng)計水、大氣環(huán)境資料。（2）使用相應(yīng)的河流/水質(zhì)模型以與大氣質(zhì)量模型進行水環(huán)境質(zhì)量、大氣環(huán)境質(zhì)量（污染狀況）分析，并做出相應(yīng)的計算過程。（3）列舉污染預(yù)測結(jié)果為保證達(dá)標(biāo)需要采取的相應(yīng)的措施手段。 （4）課程設(shè)計的結(jié)果分析、結(jié)論與討論。第二章 課程設(shè)計容2.1總論2.1.1設(shè)計依據(jù) （1）環(huán)境影響評價，陸書玉編著，高等教育，2013年。（2）環(huán)境系統(tǒng)分析教程，程聲通主編第二版，化學(xué)工業(yè)，2012年。 （下簡稱教程）（3）地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 38382002）（4）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 89781996）（5）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 30951996）2.1.2評價因子水污染物國家與省規(guī)定

10、的總量控制因子：COD、SS、TN、TP四項；大氣污染物國家與省規(guī)定的總量控制因子：煙塵、粉塵、SO2三項。2.2項目2.2.1熱電廠熱電廠中煙囪的初步設(shè)計高度為35米，出口處截面積為10平方米，煙氣溫度為105度，煙氣排放量為20立方米每秒，設(shè)計燃煤量為120噸每天，燃煤含硫量2%，含塵量18%。該地主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)，年均溫15攝氏度，平均氣壓為1000hPa，地面風(fēng)速為2米每秒。大氣穩(wěn)定度為D級。電廠正南方3000米處有一處中學(xué)，學(xué)校主教學(xué)樓高22米。2.2.1.1背景介紹（1）已知條件：燃煤量W=120t/d=5t/h；燃煤含硫量S=2%；煙塵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)S=18%；煙囪出口處的煙氣溫度T

11、S=105。C+273K=378K；煙囪出口處環(huán)境中的大氣溫度Ta=15。C +273K=288K。（2）假設(shè)條件：煤的灰分A=80%。（3）模型依據(jù)a燃燒的二氧化硫排放源強一般預(yù)測模型 （教程公式6-2）為二氧化硫排放源強，kg/h或t/h；W為燃煤量，kg/h或t/h;為二氧化硫的去除效率，%；S為煤中的全硫分含量，%。b燃煤的煙塵排放源強一般預(yù)測模型 （教程公式6-3）為煙塵排放源強；W為燃煤量，kg/h或t/h;A為煤的灰分，%；B為煙氣中煙塵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；為煙塵的去除效率，%。c高架連續(xù)排放點源模型（高斯模型） （教程公式6-25） （教程公式6-26）其中 （教程公式6-57）表示坐

12、標(biāo)為x,y,z處的污染物濃度；為煙囪的有效高度；Q表示煙囪源強。d 煙氣抬升高度的計算方 （教程公式6-109）為煙氣抬升公式，m；為煙囪出口的煙氣流速，m/s;d為煙囪出口的徑，m；為煙囪出口的平均風(fēng)速，m/s;為煙囪出口處的煙氣溫度，K；為煙氣出口處環(huán)境的大氣溫度，K。e最大落地點濃度，距離 （教程公式6-30）， （教程公式6-31）2.2.1.2模型運用（1）源強預(yù)測燃燒的二氧化硫排放源一般預(yù)測模型：QSO2=1.6WS(1-1),當(dāng)未加除煤設(shè)備時，即1=0時：QSO2=1.652%=0.16t/h燃煤煙塵排放源一般預(yù)測模型：Qdust=WAB(1-2) 當(dāng)未加除塵設(shè)備時，即2=0時：

13、Q塵=580%18%=0.72t/h。（2）距學(xué)校距離計算45444 將學(xué)校向風(fēng)向方向投影,建立x,y軸Y=3000cos45=2121.3mX=3000sin45=2121.3m（3）標(biāo)準(zhǔn)偏差y和z計算因為已知大氣能見度為D，所以：1（y）=0.189396 1（y）=0.886942（z）=0.235667 2（z）=0.75641y=11=0.1893962121.30.88694=169.0z=22=0.2356672121.30.75641=77.4（4）煙囪高度計算Uz(35m)=uZ0 (z/z。)p=2 (35/10)0.25=2.73m/s.p經(jīng)查表得等于0.25d=2=3.

14、568m因為Qm=20M3/S,VS=Qm/A=20/10=2m/s=9.91mHe=H1+=35+9.91=44.91m （5）最大落地濃度因為得=3.86所以對于二氧化硫?qū)τ跓焿m（6）學(xué)校點濃度對于SO2 ：0mg/m3對于煙塵：0 mg/m32.2.1.3分析模型采用高架連續(xù)排放點源模型，經(jīng)計算得出計算結(jié)果分析得出，學(xué)校附近污染物濃度趨近于零，但污染物的最大濃度超標(biāo)。22.2污水廠污水處理廠設(shè)計收集污水流量為8立方米每秒，污水水溫為20度，進水COD為1650mg/L，溶解氧濃度為0.65mg/L。該地一河流斷面面積為60m2，常年上游來水流量為120 m3/s，水溫20度。入水COD濃

15、度為1.5mg/L，溶解氧達(dá)到飽和。污水處理廠的排放口下游1800m處有一單位的取水口，取水水質(zhì)除要求達(dá)到三類水標(biāo)準(zhǔn)外，還需溶解氧濃度6.0mg/L。2.2.2.1背景介紹（1）已知條件：實測時起點處的BOD濃度為20mg/L，溶解氧為9mg/L，水流流速為4km/h，具體數(shù)據(jù)有兩組，如下：第一組：X（公里）08203542DO（mg/l）9.08.67.36.47.8第二組：X（公里）010244258DO（mg/l）9.08.27.27.16.9（2）模型依據(jù)S-P模型 （教程公式3-88）（教程公式3-89）BOD起始濃度 ，河流的氧虧值，起始氧虧值，河流BOD衰減速度常數(shù)kd，河流的復(fù)

16、氧速度常數(shù)ka,河流的BOD值為L臨界點的氧虧值和臨界點距污水排放點的時間 （公式教程3-92） （教程公式3-93）溶解氧 （教程公式3-90）初始混合時COD濃度初始混合時溶解氧濃度=初始混合時=-2.2.2.2模型運用污水廠處理前水質(zhì)（1）飽和溶解氧(2)計算混合起始BOD 的值L。(3)參數(shù)估計Cs9.071/hux4Ka0.207954L020Kd0.027547Ka-Kd0.180407xDODO測(DO-DO測）2099088.1484128.60.20393215207.4639817.30.02688972357.1538916.40.568351572427.1192927

17、.80.463363399SUM=1.26253684經(jīng)規(guī)劃求解，可知Kd=0.0275/h，ka=0.207954.驗證：模型誤差檢驗所需監(jiān)測數(shù)據(jù)（第二組）：x010244258DO98.27.27.16.9=0.099710%,則認(rèn)為該模型的精度可以滿足要求。而Ka=0.2080/h已達(dá)到優(yōu)值，但其與實際不相符，故假設(shè)Ka=0.10/h（4）初始混合時溶解氧濃度(5)臨界點距污水排放點的時間和距離和的計算=-=9.07-8.54=0.62=17.5hx=17.5=126km（6）水質(zhì)最差點溶解氧和水質(zhì)最差點COD濃度污水廠處理后（1）污水廠處理污水效率和處理后的COD濃度(查標(biāo)準(zhǔn)可知，三類

18、水BOD標(biāo)準(zhǔn)為20mg/l)（污水排放口）=20.51mg/l=（2）經(jīng)污水廠處理后的溶解氧將D=9.07-6=3.09mg/l，t=0.25h，L。=20.51mg/l代入：得出D。= 3.06mg/l 溶解氧DO=- D。=9.07-3.06=6.01mg/l2.2.2.3分析模型采用S-P模型，得出水質(zhì)最差點溶解氧小于0并且水質(zhì)最差點COD濃度超標(biāo)，若經(jīng)污水處理廠處理后，水質(zhì)可基本達(dá)標(biāo)。第三章 應(yīng)對措施3.1對熱電廠所采取的措施3.1.1增加煙囪物理高度(1)對于SO2:現(xiàn)可以假設(shè)SO2最大落地濃度正好達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)，則根據(jù)： =0.15mg/m3若此時源強不變，即：QSO2=1.652%

19、=0.16t/h，可求出此時的有效源高：108m也就是說應(yīng)該增加煙囪物理高度為：108-44.91=63.09m(2)對于煙塵：現(xiàn)可以假設(shè)煙塵最大落地濃度正好達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)，則根據(jù)： 若源強不變，即Q塵=580%18%=0.72t/h，可求出此時的有效源高：=255m也就是說應(yīng)該增加煙囪物理高度為：255-44.91=210.99m3.1.2使用除硫除塵設(shè)備:(1)對于SO2，要使排放達(dá)標(biāo)，即要使:0.15,即不變等于44.91m，可求出此時的,：,=7700.17因為：QSO2=1.6WS(1-1)所以1=0.983(2)對于煙塵，要使排放達(dá)標(biāo)，即要使:0.12即不變等于44.91m，可求出此

20、時的,：=6160因為Qdust=WAB(1-2)所以2=0.9693.1.3其他措施（1）繼續(xù)堅持源頭控制 ,即首先在源頭控制方面要加強熱電廠電力結(jié)構(gòu)和布局調(diào)整 , 減少煤電在電力結(jié)構(gòu)中的比重 （2）擴大洗煤配煤比重 ,促進電熱冷多聯(lián)產(chǎn)發(fā)展 , 提高能源利用效率, 減少污染元素進入燃煤電廠 , 促進資源的循環(huán)使用實施末端治理, 發(fā)揮污染物控制裝置的作用。（3）制定合理的污染物控制目標(biāo), 促進投入與產(chǎn)出效果的最大化 3.2對污水處理采取的措施因為臨界點的水質(zhì)最差,所以應(yīng)在臨界點處測量BOD，DO值進行水質(zhì)達(dá)標(biāo)評價。2、提高污水處理廠的處理效率,使水質(zhì)達(dá)到更高標(biāo)準(zhǔn)后再排放3、通過增加下游取水口附

21、近溶氧4、游取水口上游進行簡單的水質(zhì)處理,如添加混凝劑去除部分固體物等5、在取水口上游2000米以不允許排污口排放污水,以保證在取水口水質(zhì)不是水質(zhì)較差點6、可在排放口上游100處設(shè)置一清水排放口,來稀釋水中的COD,從而達(dá)到使排污口水質(zhì)達(dá)標(biāo)的目的第四章 課程設(shè)計總結(jié)（1）工廠排放的污染物煙塵、擴散到學(xué)校附近時，濃度基本趨向于零，所以對學(xué)?；緹o影響。但其最大落地濃度超出標(biāo)準(zhǔn)，需要采取一定的措施，例如采用高效率的除塵脫硫設(shè)備，其除塵率可達(dá)到90%以上；也可增加煙囪的物理高度，使其達(dá)到相應(yīng)的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。（2）污水廠項目中采用S-P模型，得出水質(zhì)最差點溶解氧小于0并且水質(zhì)最差點COD濃度超標(biāo)，污水廠排放口的BOD去處率需要達(dá)到80%,溶解氧濃度達(dá)到6左右mg/L，就可以使得廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。第五章 附錄5.1小組分工表1 小組分工明細(xì)表調(diào)查水、大氣環(huán)境資料使用相應(yīng)的大氣質(zhì)量模型進行大氣環(huán)境質(zhì)量（污染狀況）分析，其中主要對于總量控制因子：煙塵SO2兩項做模型分析進行煙塵、SO2源強預(yù)測，計算煙囪的高度、煙塵和SO2最大落地濃度、學(xué)校附近煙塵和SO2濃度制定熱電廠未達(dá)標(biāo)點的應(yīng)對措施，包括煙囪有效高度的估計5.2大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（部分）大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分類 單位：mg/m3污染物名稱取值時間一級標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)三級標(biāo)準(zhǔn)總懸浮微粒日平均0 .150.30 0.50 飄塵日平均0