環(huán)境工程設計2第三章污染源強度計算

環(huán)境工程設計2第三章污染源強度計算目錄2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign污染物排放量的計算方法1廢氣排放計算2用水量和廢水排放量計算3固體廢棄物排放量計算43.1污染物排放量的計算方法2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.1.1物料衡算法式中：Mi為某種產(chǎn)品生產(chǎn)過程中投入一種物料i的總量；

Pi為經(jīng)過工藝過程進入產(chǎn)品中的量；

Ri為回收的量；Bi為轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)品的量；

Wi為進入廢水、廢氣、廢渣中成為污染物的量；

G為產(chǎn)品的產(chǎn)量。3.1污染物排放量的計算方法2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.1.1物料衡算法

單位產(chǎn)品的總排污量是進入廢水（wiw）、廢氣（wia）和廢渣（wis）中的該物料的總和，即

如果廢水、廢氣、廢渣經(jīng)過一定的處理后排放，其處理過程的去除率分別為ηw、ηa和ηs，則生產(chǎn)單位產(chǎn)品排入環(huán)境中的該污染物量為：3.1污染物排放量的計算方法2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.1.2排放系數(shù)法式中：Di——i污染物的排放量（kg/a）；

Mip、Mim、Mir——單位產(chǎn)品的排污系數(shù)（kg/t）、萬元產(chǎn)值的排污系數(shù)（kg/萬元）和單位原料消耗的排污系數(shù)（kg/t）；

Gi、Yi、Ri——產(chǎn)品年產(chǎn)量（t/a）、年總產(chǎn)值（萬元/a）和原材料年消耗量（t/a）。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.1.3實測法式中：diw、dia——水污染物、大氣污染物的排放量，（t/a）；

ciw、cia——水污染物、大氣污染物濃度（mg/L，mg/m3）；

Qiw、Qia——廢水、廢氣排放量。3.2廢氣排放計算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算（1）鍋爐燃料消耗量計算

對產(chǎn)生飽和蒸汽的鍋爐，可以用下式計算：式中:B為鍋爐燃料消耗量，kg/h或m3/h；

D為鍋爐每小時的產(chǎn)汽量，kg/h或m3/h；

I1為在鍋爐工作壓力下飽和蒸汽的熱焓，kJ/kg或kCal/kg；

I2為鍋爐給水的熱焓值，kJ/kg或kCal/kg，一般取20℃水的熱焓計算，即83.75kJ/kg或20kCal/kg；QL為燃料應用基的低位發(fā)熱值，kJ/kg；

η為鍋爐的熱效率，%。3.2廢氣排放計算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算（1）鍋爐燃料消耗量計算

對熱水鍋爐的燃料消耗量，可以用下式計算：式中:

BW為熱水鍋爐的燃料消耗量，kg/h或m3/h；

KW為鍋爐每小時的出水量，kg/h；

IC為鍋爐出水的熱焓，kJ/kg；

IJ為鍋爐進水的熱焓，kJ/kg。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算（2）理論空氣需要量的計算A、固體和液體燃料的理論空氣需要量

根據(jù)以上式可以求得1Kg燃料完全燃燒時的理論空氣需要量V0:式中:WC、WH、WS、WO分別表示燃料中碳、氫、硫和氧元素的重量百分含量，%.2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign

燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算（2）理論空氣需要量的計算B、氣體燃料的理論空氣需要量各種碳氫化合物燃燒的化學反應，可用下面化學反應方程式表示：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign

燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算（2）理論空氣需要量的計算B、氣體燃料的理論空氣需要量

因此，1m3氣體燃料燃燒所需理論空氣量V0為：式中:φCO、φH、φH2S、φCmHn、φO2分別表示氣體燃料中CO、H2、H2S、碳氫化合物和氧氣的容積百分比，%；2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算（2）理論空氣需要量的計算C、經(jīng)驗公式法計算理論空氣需要量對于QL＜12546kJ/kg的每千克劣質(zhì)煤：

對于燃料應用基的揮發(fā)分Vy＞15%的每千克煙煤：

對于燃料應用基的揮發(fā)分Vy﹤15%的每千克煙煤：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算（2）理論空氣需要量的計算C、經(jīng)驗公式法計算理論空氣需要量對于QL

＞14637kJ/m3的1m3氣體燃料：

對于每千克液體燃料：

對于QL＜10455kJ/m3的1m3氣體燃料：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算（3）燃燒產(chǎn)生煙氣量的計算A、固體和液體燃燒產(chǎn)生的煙氣量1Kg固體和液體完全燃燒時產(chǎn)生的煙氣體積Vy為：式中:WN、WW分別為燃料中氮和水的重量百分含量，%;Gm為使用1kg霧化燃油的蒸汽量，kg；

α為空氣過剩系數(shù)，α=α0+Δα，α0為爐膛空氣過剩系數(shù)，Δα為煙氣流程上各段受熱面處的漏風系數(shù)，見下表。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃燒產(chǎn)生煙氣量的計算燃燒方式煙煤無煙煤重油煤氣手燒爐及拋煤機爐1.3-1.51.3-2.01.15-1.21.05-1.10鏈條爐1.3-1.41.3-1.5煤粉爐1.21.25沸騰爐1.23-1.3漏風部位爐膛對流管束過熱器省煤器空氣預熱器除塵器鋼煙道（每10m）磚煙道（每10m）Δα值0.10.150.050.10.10.050.010.05漏風系數(shù)Δα爐膛空氣過剩系數(shù)α0A、固體和液體燃燒產(chǎn)生的煙氣量3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃燒產(chǎn)生煙氣量的計算B、氣體燃料產(chǎn)生的煙氣量

理論煙氣中的氮氣體積為：

對于1m3燃氣,其中產(chǎn)生的三原子氣體體積為：式中:φCO、φCO2、φH2S、φCmHn分別為氣體燃料中各成份的百分比，%.式中:VN2為理論煙氣中氮氣體積，m3/m3；φN2

為燃料中氮氣百分比，%。3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃燒產(chǎn)生煙氣量的計算B、氣體燃料產(chǎn)生的煙氣量

因此，1m3氣體燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣體積為：

水蒸汽的體積為：式中:d為氣體燃料的濕度，g/m3。3.2.1燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量計算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃燒產(chǎn)生煙氣量的計算C、經(jīng)驗公式計算煙氣產(chǎn)生量對于QL＜12546kJ/kg的每千克劣質(zhì)煤：

對于1kg無煙煤、煙煤或貧煤：

對于1kg液體燃料：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃燒產(chǎn)生煙氣量的計算C、經(jīng)驗公式計算煙氣產(chǎn)生量

對于1m3的氣體燃料，當QL＞14637kJ/m3時：

對于1m3的氣體燃料，當QL＜10455kJ/m3時：

對于小型鍋爐，可采用下面簡化公式計算1kg燃料的煙氣量。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃燒產(chǎn)生煙氣量的計算系數(shù)K0的取值表燃料煙煤無煙煤油褐煤（水分≤30%）褐煤（30%＜水分＜40%）K0值1.11.111.11.141.18D、煙氣總量的計算C、經(jīng)驗公式計算煙氣產(chǎn)生量式中:

Vyt為煙氣總量，m3/h或m3/a；B為燃料消耗量，kg/h或kg/a，m3/h；Vy為實際煙氣量，m3/kg或m3/m3。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃燒產(chǎn)生的氣態(tài)污染物量計算（1）二氧化硫排放量的計算

燃煤產(chǎn)生的二氧化硫的計算公式如下：式中:GSO2為二氧化硫的產(chǎn)生量，kg；B為燃煤量，kg；S為煤的含硫量，%。

燃油產(chǎn)生的二氧化硫計算公式與燃煤基本相似，可用下式計算：式中:B0為燃油量，kg；WS為油中的硫含量，%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃燒產(chǎn)生的氣態(tài)污染物量計算（1）二氧化硫排放量的計算

天然氣燃燒產(chǎn)生的二氧化硫可用下列公式計算：式中:

V氣體燃料的消耗量，m3；CH2S為氣體燃料中硫化氫的體積含量，%；系數(shù)2.857是每立方米二氧化硫的質(zhì)量，kg/m3。

如果沒有脫硫裝置，二氧化硫的排放量等于產(chǎn)生量。如果有脫硫裝置，二氧化硫的排放量為：

式中:GP為二氧化硫的排放量，kg；η為脫硫裝置的脫硫效率，%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃燒產(chǎn)生的氣態(tài)污染物量計算（2）氮氧化物排放量的計算

燃料燃燒產(chǎn)生的氮氧化物可用下式計算：式中:

GNOX為燃料產(chǎn)生的氮氧化物量，kg；B為煤或重油消耗量，kg；n為燃料中氮的含量，%；

β為燃料氮向燃料型NO的轉(zhuǎn)化率，%，其值與燃料含氮量有關，一般燃燒條件下，燃煤層燃爐為25%-50%，粉煤爐為20%-25%，n≥0.4%時，燃油鍋爐的

β值為32%-40%；Vy為1kg燃料生成的煙氣量，m3/kg；CNOX為燃燒時生成的溫度型氮氧化物的濃度，mg/m3，通常取93.8mg/m3。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃燒產(chǎn)生的氣態(tài)污染物量計算（2）氮氧化物排放量的計算鍋爐用燃料的含氮量燃料名稱含氮質(zhì)量百分比，%數(shù)值范圍平均值煤0.5-2.51.5劣質(zhì)重油0.2-0.40.2一般重油0.08-0.40.14優(yōu)質(zhì)重油0.005-0.080.032024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）一氧化碳的計算

固體和液體燃料燃燒產(chǎn)生的一氧化碳可用下式計算：式中:GCO為一氧化碳產(chǎn)生量，g/kg；q為不完全燃燒值，%，見下表；WC為燃料中碳的質(zhì)量百分含量，%，見下表。

對于天然氣和人造氣體燃料，一氧化碳的產(chǎn)生量為：式中:

V1、V2、…、Vn分別為CO、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C4H10、C5H12和H2S等的質(zhì)量百分含量，%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）一氧化碳的計算燃料種類不完全燃燒值，%碳含量，%燃料種類不完全燃燒值，%碳含量，%木材430-35木碳3-泥煤430-60焦炭375-85褐煤440-70重油285-90煙煤370-80人造煤氣215-20無煙煤380-90天然氣270-75燃料含碳量和不完全燃燒值2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.3工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的氣態(tài)污染物量計算（1）水泥熟料燒成過程中SO2的排放量計算

水泥熟料燒成過程中排放的SO2量可用下式計算：式中:

GSO2為水泥熟料燒成過程中排放的SO2量，t；

B水泥熟料燒成過程中的耗煤量，t；

WS為煤的含硫量，%；M為水泥熟料的產(chǎn)量，t；

f1水泥熟料的含量，%；

Gd為水泥熟料燒成過程中產(chǎn)生的粉塵量，t，回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的粉塵一般占熟料量的20%-30%；

f2粉塵中的含量，%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（2）氟化物（以F-計）排放量的計算電解鋁生產(chǎn)中氣態(tài)氟化物排放量可用下式計算：式中:

GF電解鋁生產(chǎn)過程中氣態(tài)氟化物的排放量，t；M為電解鋁的產(chǎn)量，t；H1為生產(chǎn)每噸鋁冰晶石的消耗量，kg/t鋁；FH1為冰晶石的含氟量，%；H2為生產(chǎn)每噸鋁氟化鋁的消耗量，kg/t鋁；FH2為氟化鋁的含氟量，%；fF氣態(tài)氟的逸出率，一般可取56.6%；η為氟化物凈化系統(tǒng)的凈化效率，%。磷肥與制磷工業(yè)氟化物產(chǎn)生量：式中:

GF為以磷礦粉為原料產(chǎn)品的產(chǎn)量，t；H為磷礦石的消耗定額，kg/t產(chǎn)品；FH為磷礦石的含氟量，%；fH為磷礦在生產(chǎn)工藝過程中氣態(tài)氟的逸出率，一般取20%-40%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.3工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的氣態(tài)污染物量計算（3）高爐煉鐵一氧化碳排放量計算

高爐CO排放量可用下式計算。式中:

GCO為高爐煉鐵CO的排放量，kg；n為泄漏氣量占總爐氣量的比例，%；V為高爐廢氣量，m3/t鐵；f廢氣中CO含量，%；

ρCO廢氣的密度，其值為1.25kg/m3；M為高爐生鐵產(chǎn)量，t。3.3用水量和廢水排放量的計算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.1用水量計算（1）總用水量的計算式中:

W為用水總量，t；W1為工業(yè)重復用水量，t；W2為廠區(qū)新鮮用水量，t；W3為工業(yè)用新鮮用水量，t；W4為廠區(qū)生活用水量，t。（2）新鮮用水量的計算式中:

Wp企業(yè)自備水源供水量，t；We為來自城市自來水的供水量，t；Wv為廠家屬區(qū)生活用水量，t，可按人均用量與用水天數(shù)和人數(shù)計算。若廠區(qū)供水系統(tǒng)與家屬區(qū)供水系統(tǒng)各自獨立，則Wv=0。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.1用水量計算（3）重復用水量的計算式中:

WS未采用重復用水措施時所須的新鮮水量，t；WC采用重復用水措施時所需的新鮮水量，t。（4）廠區(qū)生活用水量的計算式中:q1為生活飲用水定額，可按25-36L/(人·d)計算；N1為企業(yè)職工人數(shù)，人；q2為沐浴用水標準，可按50-60L/(人·d)計算；N2為每天沐浴人數(shù)，人。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算（1）廢水排放量實測法式中:Q為排水流量，m3/s；S為過水斷面面積，m2；R水力半徑，m，指過水斷面面積與其濕周之比；i為水力坡度；C為與管渠粗糙度有關的系數(shù)，n為人工管渠粗糙系數(shù)，見表；Y為n與R和

有關的指數(shù)，一般取1/6。A、明渠流流量測算層流直道明渠，可用下式測算其流量：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算（1）廢水排放量實測法A、明渠流流量測算人工管渠粗糙系數(shù)管渠類別及壁面性質(zhì)n管渠類別及壁面性質(zhì)n缸瓦管（帶釉）0.013砂漿塊石管道（不抹面）0．011混凝土管0.013干砌塊石管道0.020-0.025鋼筋混凝土管0.014土明渠0.025-0.030石棉水泥管0.012木槽0.012-0.014鑄鐵管0.013磚砌管道（不抹面）0.015水泥砂漿抹面管道0.013人砌石管道0.030-0.0352024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算（1）廢水排放量實測法式中:Q為過堰的廢水流量，m3/s；μ為流量系數(shù)，約為0.6；θ為堰口夾角，度；g為重力加速度，9.8m/s2；H為堰的幾何水頭，m。A、明渠流流量測算對于不同夾角的三角堰流量可用下式計算：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算（1）廢水排放量實測法式中:為測流斷面的平均流速，m/s；Vi為第i個測量點的流速，每次測量應不少于100s；n測量點個數(shù)。A、明渠流流量測算還可以采用尾葉流速儀測量廢水流速，進而計算廢水流量。B、管流流量測算

管流也叫壓流，測量管流流量的儀器儀表很多，比較適于測量廢水流量的有皮托管、文丘里管等壓差式流速儀以及電磁式流量計等。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算（2）廢水排放量的衡算法式中:為工業(yè)廢水排放量，t；為工業(yè)生產(chǎn)新鮮用水量，t；為產(chǎn)品帶走的水量，t；為漏失量，t；為鍋爐用水量，t；為其他損失量，t。水衡算法即根據(jù)水平衡來計算廢水排放量，其計算式為：3.4固體廢棄物排放量的計算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.1城市垃圾產(chǎn)生量計算1981年部分國家垃圾產(chǎn)量及年增長率國名垃圾總量104t/a年增長率%單位產(chǎn)量Kg/人·d國名垃圾總量104t/a年增長率%單位產(chǎn)量Kg/人·d美國1600003.52.39荷蘭5203.00.57英國2003.20.87瑞士3782.00.66日本113655.02.46瑞典2592.50.82法國12002.90.75意大利21003.00.592024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.1城市垃圾產(chǎn)生量計算

根據(jù)已知的或者利用計算估算的垃圾人均年產(chǎn)量（kg/人·a）及增長率和人口預測數(shù)，就可以預測未來垃圾平均年產(chǎn)量：式中:W為預測年份的垃圾平均年產(chǎn)量，104t/a；W0為基準年份人均垃圾產(chǎn)量，kg/人·a；

r1人均垃圾產(chǎn)生量的平均遞增率；P0為預測區(qū)域基準年份的人口數(shù)量，人；r2人口年均增長率；n預測年份與基準年份的差值，a。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量計算式中:為礦渣類固體廢棄物產(chǎn)量，t；為排放系數(shù)，t/t；為礦石產(chǎn)量，t。（1）礦渣類固體廢棄物

礦渣類固體廢棄物一般指礦山工業(yè)排出的固體廢棄物，包括露天和地下開采的剝離廢石、掘進廢石等。該類固體廢棄物的計算公式為：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量計算式中:m尾為尾礦排放量，t；mj為原礦產(chǎn)量，t；a為原礦品位，%；b為精礦品位，%；

ε為選礦回收率，%。（2）尾礦類固體廢棄物

尾礦是指在選礦過程中廢棄的脈石類礦物，根據(jù)選礦工藝的不同，選礦廠排放的固體廢棄物有塊狀、粉狀和泥漿狀三種，其排放量計算公式如下：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量計算式中:m渣為高爐渣產(chǎn)生量，t；K鐵為渣鐵比，t/t；m鐵為生鐵產(chǎn)量，t。（3）冶金廢渣高爐渣產(chǎn)生量：式中:m渣為鋼渣產(chǎn)生量，t；K鋼為渣鋼比，t/t；m鋼為鋼鐵產(chǎn)量，t。鋼渣產(chǎn)生量：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量計算式中:m渣為鋼渣產(chǎn)生量，t；K合金為渣鋼比，t/t；m合金為鋼鐵產(chǎn)量，t。（3）冶金廢渣鐵合金渣產(chǎn)生量：2024/2/26En