环境工程设计2第三章污染源强度计算

环境工程设计2第三章污染源强度计算目录2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign污染物排放量的计算方法1废气排放计算2用水量和废水排放量计算3固体废弃物排放量计算43.1污染物排放量的计算方法2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.1.1物料衡算法式中：Mi为某种产品生产过程中投入一种物料i的总量；

Pi为经过工艺过程进入产品中的量；

Ri为回收的量；Bi为转化为副产品的量；

Wi为进入废水、废气、废渣中成为污染物的量；

G为产品的产量。3.1污染物排放量的计算方法2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.1.1物料衡算法

单位产品的总排污量是进入废水（wiw）、废气（wia）和废渣（wis）中的该物料的总和，即

如果废水、废气、废渣经过一定的处理后排放，其处理过程的去除率分别为ηw、ηa和ηs，则生产单位产品排入环境中的该污染物量为：3.1污染物排放量的计算方法2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.1.2排放系数法式中：Di——i污染物的排放量（kg/a）；

Mip、Mim、Mir——单位产品的排污系数（kg/t）、万元产值的排污系数（kg/万元）和单位原料消耗的排污系数（kg/t）；

Gi、Yi、Ri——产品年产量（t/a）、年总产值（万元/a）和原材料年消耗量（t/a）。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.1.3实测法式中：diw、dia——水污染物、大气污染物的排放量，（t/a）；

ciw、cia——水污染物、大气污染物浓度（mg/L，mg/m3）；

Qiw、Qia——废水、废气排放量。3.2废气排放计算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算（1）锅炉燃料消耗量计算

对产生饱和蒸汽的锅炉，可以用下式计算：式中:B为锅炉燃料消耗量，kg/h或m3/h；

D为锅炉每小时的产汽量，kg/h或m3/h；

I1为在锅炉工作压力下饱和蒸汽的热焓，kJ/kg或kCal/kg；

I2为锅炉给水的热焓值，kJ/kg或kCal/kg，一般取20℃水的热焓计算，即83.75kJ/kg或20kCal/kg；QL为燃料应用基的低位发热值，kJ/kg；

η为锅炉的热效率，%。3.2废气排放计算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算（1）锅炉燃料消耗量计算

对热水锅炉的燃料消耗量，可以用下式计算：式中:

BW为热水锅炉的燃料消耗量，kg/h或m3/h；

KW为锅炉每小时的出水量，kg/h；

IC为锅炉出水的热焓，kJ/kg；

IJ为锅炉进水的热焓，kJ/kg。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算（2）理论空气需要量的计算A、固体和液体燃料的理论空气需要量

根据以上式可以求得1Kg燃料完全燃烧时的理论空气需要量V0:式中:WC、WH、WS、WO分别表示燃料中碳、氢、硫和氧元素的重量百分含量，%.2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign

燃料燃烧产生的废气量计算（2）理论空气需要量的计算B、气体燃料的理论空气需要量各种碳氢化合物燃烧的化学反应，可用下面化学反应方程式表示：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign

燃料燃烧产生的废气量计算（2）理论空气需要量的计算B、气体燃料的理论空气需要量

因此，1m3气体燃料燃烧所需理论空气量V0为：式中:φCO、φH、φH2S、φCmHn、φO2分别表示气体燃料中CO、H2、H2S、碳氢化合物和氧气的容积百分比，%；2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算（2）理论空气需要量的计算C、经验公式法计算理论空气需要量对于QL＜12546kJ/kg的每千克劣质煤：

对于燃料应用基的挥发分Vy＞15%的每千克烟煤：

对于燃料应用基的挥发分Vy﹤15%的每千克烟煤：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算（2）理论空气需要量的计算C、经验公式法计算理论空气需要量对于QL

＞14637kJ/m3的1m3气体燃料：

对于每千克液体燃料：

对于QL＜10455kJ/m3的1m3气体燃料：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算（3）燃烧产生烟气量的计算A、固体和液体燃烧产生的烟气量1Kg固体和液体完全燃烧时产生的烟气体积Vy为：式中:WN、WW分别为燃料中氮和水的重量百分含量，%;Gm为使用1kg雾化燃油的蒸汽量，kg；

α为空气过剩系数，α=α0+Δα，α0为炉膛空气过剩系数，Δα为烟气流程上各段受热面处的漏风系数，见下表。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃烧产生烟气量的计算燃烧方式烟煤无烟煤重油煤气手烧炉及抛煤机炉1.3-1.51.3-2.01.15-1.21.05-1.10链条炉1.3-1.41.3-1.5煤粉炉1.21.25沸腾炉1.23-1.3漏风部位炉膛对流管束过热器省煤器空气预热器除尘器钢烟道（每10m）砖烟道（每10m）Δα值0.10.150.050.10.10.050.010.05漏风系数Δα炉膛空气过剩系数α0A、固体和液体燃烧产生的烟气量3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃烧产生烟气量的计算B、气体燃料产生的烟气量

理论烟气中的氮气体积为：

对于1m3燃气,其中产生的三原子气体体积为：式中:φCO、φCO2、φH2S、φCmHn分别为气体燃料中各成份的百分比，%.式中:VN2为理论烟气中氮气体积，m3/m3；φN2

为燃料中氮气百分比，%。3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃烧产生烟气量的计算B、气体燃料产生的烟气量

因此，1m3气体燃料燃烧产生的烟气体积为：

水蒸汽的体积为：式中:d为气体燃料的湿度，g/m3。3.2.1燃料燃烧产生的废气量计算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃烧产生烟气量的计算C、经验公式计算烟气产生量对于QL＜12546kJ/kg的每千克劣质煤：

对于1kg无烟煤、烟煤或贫煤：

对于1kg液体燃料：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃烧产生烟气量的计算C、经验公式计算烟气产生量

对于1m3的气体燃料，当QL＞14637kJ/m3时：

对于1m3的气体燃料，当QL＜10455kJ/m3时：

对于小型锅炉，可采用下面简化公式计算1kg燃料的烟气量。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）燃烧产生烟气量的计算系数K0的取值表燃料烟煤无烟煤油褐煤（水分≤30%）褐煤（30%＜水分＜40%）K0值1.11.111.11.141.18D、烟气总量的计算C、经验公式计算烟气产生量式中:

Vyt为烟气总量，m3/h或m3/a；B为燃料消耗量，kg/h或kg/a，m3/h；Vy为实际烟气量，m3/kg或m3/m3。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃烧产生的气态污染物量计算（1）二氧化硫排放量的计算

燃煤产生的二氧化硫的计算公式如下：式中:GSO2为二氧化硫的产生量，kg；B为燃煤量，kg；S为煤的含硫量，%。

燃油产生的二氧化硫计算公式与燃煤基本相似，可用下式计算：式中:B0为燃油量，kg；WS为油中的硫含量，%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃烧产生的气态污染物量计算（1）二氧化硫排放量的计算

天然气燃烧产生的二氧化硫可用下列公式计算：式中:

V气体燃料的消耗量，m3；CH2S为气体燃料中硫化氢的体积含量，%；系数2.857是每立方米二氧化硫的质量，kg/m3。

如果没有脱硫装置，二氧化硫的排放量等于产生量。如果有脱硫装置，二氧化硫的排放量为：

式中:GP为二氧化硫的排放量，kg；η为脱硫装置的脱硫效率，%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃烧产生的气态污染物量计算（2）氮氧化物排放量的计算

燃料燃烧产生的氮氧化物可用下式计算：式中:

GNOX为燃料产生的氮氧化物量，kg；B为煤或重油消耗量，kg；n为燃料中氮的含量，%；

β为燃料氮向燃料型NO的转化率，%，其值与燃料含氮量有关，一般燃烧条件下，燃煤层燃炉为25%-50%，粉煤炉为20%-25%，n≥0.4%时，燃油锅炉的

β值为32%-40%；Vy为1kg燃料生成的烟气量，m3/kg；CNOX为燃烧时生成的温度型氮氧化物的浓度，mg/m3，通常取93.8mg/m3。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃烧产生的气态污染物量计算（2）氮氧化物排放量的计算锅炉用燃料的含氮量燃料名称含氮质量百分比，%数值范围平均值煤0.5-2.51.5劣质重油0.2-0.40.2一般重油0.08-0.40.14优质重油0.005-0.080.032024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）一氧化碳的计算

固体和液体燃料燃烧产生的一氧化碳可用下式计算：式中:GCO为一氧化碳产生量，g/kg；q为不完全燃烧值，%，见下表；WC为燃料中碳的质量百分含量，%，见下表。

对于天然气和人造气体燃料，一氧化碳的产生量为：式中:

V1、V2、…、Vn分别为CO、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C4H10、C5H12和H2S等的质量百分含量，%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（3）一氧化碳的计算燃料种类不完全燃烧值，%碳含量，%燃料种类不完全燃烧值，%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烟煤370-80人造煤气215-20无烟煤380-90天然气270-75燃料含碳量和不完全燃烧值2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.3工业生产过程产生的气态污染物量计算（1）水泥熟料烧成过程中SO2的排放量计算

水泥熟料烧成过程中排放的SO2量可用下式计算：式中:

GSO2为水泥熟料烧成过程中排放的SO2量，t；

B水泥熟料烧成过程中的耗煤量，t；

WS为煤的含硫量，%；M为水泥熟料的产量，t；

f1水泥熟料的含量，%；

Gd为水泥熟料烧成过程中产生的粉尘量，t，回转窑产生的粉尘一般占熟料量的20%-30%；

f2粉尘中的含量，%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign（2）氟化物（以F-计）排放量的计算电解铝生产中气态氟化物排放量可用下式计算：式中:

GF电解铝生产过程中气态氟化物的排放量，t；M为电解铝的产量，t；H1为生产每吨铝冰晶石的消耗量，kg/t铝；FH1为冰晶石的含氟量，%；H2为生产每吨铝氟化铝的消耗量，kg/t铝；FH2为氟化铝的含氟量，%；fF气态氟的逸出率，一般可取56.6%；η为氟化物净化系统的净化效率，%。磷肥与制磷工业氟化物产生量：式中:

GF为以磷矿粉为原料产品的产量，t；H为磷矿石的消耗定额，kg/t产品；FH为磷矿石的含氟量，%；fH为磷矿在生产工艺过程中气态氟的逸出率，一般取20%-40%。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.2.3工业生产过程产生的气态污染物量计算（3）高炉炼铁一氧化碳排放量计算

高炉CO排放量可用下式计算。式中:

GCO为高炉炼铁CO的排放量，kg；n为泄漏气量占总炉气量的比例，%；V为高炉废气量，m3/t铁；f废气中CO含量，%；

ρCO废气的密度，其值为1.25kg/m3；M为高炉生铁产量，t。3.3用水量和废水排放量的计算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.1用水量计算（1）总用水量的计算式中:

W为用水总量，t；W1为工业重复用水量，t；W2为厂区新鲜用水量，t；W3为工业用新鲜用水量，t；W4为厂区生活用水量，t。（2）新鲜用水量的计算式中:

Wp企业自备水源供水量，t；We为来自城市自来水的供水量，t；Wv为厂家属区生活用水量，t，可按人均用量与用水天数和人数计算。若厂区供水系统与家属区供水系统各自独立，则Wv=0。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.1用水量计算（3）重复用水量的计算式中:

WS未采用重复用水措施时所须的新鲜水量，t；WC采用重复用水措施时所需的新鲜水量，t。（4）厂区生活用水量的计算式中:q1为生活饮用水定额，可按25-36L/(人·d)计算；N1为企业职工人数，人；q2为沐浴用水标准，可按50-60L/(人·d)计算；N2为每天沐浴人数，人。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2废水排放量的计算（1）废水排放量实测法式中:Q为排水流量，m3/s；S为过水断面面积，m2；R水力半径，m，指过水断面面积与其湿周之比；i为水力坡度；C为与管渠粗糙度有关的系数，n为人工管渠粗糙系数，见表；Y为n与R和

有关的指数，一般取1/6。A、明渠流流量测算层流直道明渠，可用下式测算其流量：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2废水排放量的计算（1）废水排放量实测法A、明渠流流量测算人工管渠粗糙系数管渠类别及壁面性质n管渠类别及壁面性质n缸瓦管（带釉）0.013砂浆块石管道（不抹面）0．011混凝土管0.013干砌块石管道0.020-0.025钢筋混凝土管0.014土明渠0.025-0.030石棉水泥管0.012木槽0.012-0.014铸铁管0.013砖砌管道（不抹面）0.015水泥砂浆抹面管道0.013人砌石管道0.030-0.0352024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2废水排放量的计算（1）废水排放量实测法式中:Q为过堰的废水流量，m3/s；μ为流量系数，约为0.6；θ为堰口夹角，度；g为重力加速度，9.8m/s2；H为堰的几何水头，m。A、明渠流流量测算对于不同夹角的三角堰流量可用下式计算：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2废水排放量的计算（1）废水排放量实测法式中:为测流断面的平均流速，m/s；Vi为第i个测量点的流速，每次测量应不少于100s；n测量点个数。A、明渠流流量测算还可以采用尾叶流速仪测量废水流速，进而计算废水流量。B、管流流量测算

管流也叫压流，测量管流流量的仪器仪表很多，比较适于测量废水流量的有皮托管、文丘里管等压差式流速仪以及电磁式流量计等。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2废水排放量的计算（2）废水排放量的衡算法式中:为工业废水排放量，t；为工业生产新鲜用水量，t；为产品带走的水量，t；为漏失量，t；为锅炉用水量，t；为其他损失量，t。水衡算法即根据水平衡来计算废水排放量，其计算式为：3.4固体废弃物排放量的计算2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.1城市垃圾产生量计算1981年部分国家垃圾产量及年增长率国名垃圾总量104t/a年增长率%单位产量Kg/人·d国名垃圾总量104t/a年增长率%单位产量Kg/人·d美国1600003.52.39荷兰5203.00.57英国2003.20.87瑞士3782.00.66日本113655.02.46瑞典2592.50.82法国12002.90.75意大利21003.00.592024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.1城市垃圾产生量计算

根据已知的或者利用计算估算的垃圾人均年产量（kg/人·a）及增长率和人口预测数，就可以预测未来垃圾平均年产量：式中:W为预测年份的垃圾平均年产量，104t/a；W0为基准年份人均垃圾产量，kg/人·a；

r1人均垃圾产生量的平均递增率；P0为预测区域基准年份的人口数量，人；r2人口年均增长率；n预测年份与基准年份的差值，a。2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工业固体废弃物产生量计算式中:为矿渣类固体废弃物产量，t；为排放系数，t/t；为矿石产量，t。（1）矿渣类固体废弃物

矿渣类固体废弃物一般指矿山工业排出的固体废弃物，包括露天和地下开采的剥离废石、掘进废石等。该类固体废弃物的计算公式为：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工业固体废弃物产生量计算式中:m尾为尾矿排放量，t；mj为原矿产量，t；a为原矿品位，%；b为精矿品位，%；

ε为选矿回收率，%。（2）尾矿类固体废弃物

尾矿是指在选矿过程中废弃的脉石类矿物，根据选矿工艺的不同，选矿厂排放的固体废弃物有块状、粉状和泥浆状三种，其排放量计算公式如下：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工业固体废弃物产生量计算式中:m渣为高炉渣产生量，t；K铁为渣铁比，t/t；m铁为生铁产量，t。（3）冶金废渣高炉渣产生量：式中:m渣为钢渣产生量，t；K钢为渣钢比，t/t；m钢为钢铁产量，t。钢渣产生量：2024/2/26EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工业固体废弃物产生量计算式中:m渣为钢渣产生量，t；K合金为渣钢比，t/t；m合金为钢铁产量，t。（3）冶金废渣铁合金渣产生量：2024/2/26En