采用数值风洞模型对热电厂烟塔合一大气污染扩散的研究

随着城市的快速建设,城市建筑的高度和体量不断增加,同时大气污染源的排放方式和排放状态也与从前发生了很大的变化,特别是热电厂采用烟塔合一排放方式的出现,对常规应用的稳态远距离以统计学为基础理论的高斯大气预测方法提出了挑战。目前国内外广泛使用的大气污染物预测模式——德国模式在烟塔合一排放方式的预测上存在着许多关键性问题,如大风下洗条件下,冷却塔附近空腔区的大小和范围、空腔区污染物最高地面浓度等无法给出准确的预测结果。为准确预测烟塔合一排放方式的大气污染物扩散情况,采用一种新的大气污染物扩散的预测模式——数值风洞模型进行模拟预测研究,预测结果表明,在烟塔合一排放方式下,大气污染物最高地面浓度随风速增加而增加,同时在冷却塔下风向存在负压区,污染物在该区域高浓度聚集。且在夏季6.0m/s风速下,冷却塔下风向最高地面浓度出现峰值,属于最不利的气象条件。数值风洞模型可利用图形化手段实现对空腔区产生、变化、破碎至再生成的全过程描述,从而建立了一种大气污染预测的重要手段。     

高架连续点源落地浓度预测中风速的确定

高架连续点源污染物排放落地浓度是大气环境影响预测的主要内容。由于大气污染物扩散明显受气象条件尤其是风速的影响,而现有预测模型中对于风速的取值都是按经验值来确定的。通过分析在不同气象和烟源条件下,平均风速的计算方法对烟羽抬升高度以及最大落地浓度产生的影响,与实测值相比较确定了风速取值的合理方法,缩小了预测偏差。     

小风条件下工业园区无组织VOCs溯源方法

为在小风条件下对工业园区周边监测点的无组织VOCs来源进行溯源解析,建立了以烟团积分扩散模型为基础的工业园区无组织VOCs排放溯源模型。通过小风条件下烟团积分扩散模型,计算有组织VOCs排放源对园区下风向监测点的VOCs质量浓度贡献;并结合上风向监测点背景值（VOCs）及下风向监测点质量浓度值（TVOCs）,计算无组织排放源对下风向监测点的质量浓度贡献。根据无组织VOCs排放面源的位置坐标,利用小风条件下烟团积分扩散模型,建立无组织排放源与下风向监测点之间的响应模型;再利用最小二乘法反演出各无组织面源的VOCs排放强度,最后得到VOCs从各无组织排放源到下风向监测点的质量浓度和各监测点的浓度贡献比。在此基础上,推断出各监测点的无组织VOCs来源。溯源结果说明：在监测点S₁,无组织排放源D₁的污染物贡献率为25.71%,D₂的污染物贡献率为5.24%,D₃的污染物贡献率为3.81%;在监测点S₄,无组织排放源D₁的污染物贡献率为14.59%,D₂的污染物贡献率为36.31%,D₃的污染物贡献率为4.83%;在监测点S₁₂,无组织排放源D₁的污染物贡献率为20.17%, D₂的污染物贡献率为0.33%,D₃的污染物贡献率为0.39%。统计结果表明,工业园区无组织VOCs的理论计算值与实际值的误差平方和 R为0.001 5。本研究结果可为小风条件下工业园区无组织VOCs排放溯源解析提供参考。     

杭州市风、逆温的气候特征与大气污染

影响大气污染物扩散和稀释的主要因素有两方面。1.气象的动力因子——风和湍流。两者对污染物在大气中的扩散与稀释起决定作用。大气湍流是气流作无规则运动。风包括风向、风速。风向决定污染物迁移方向,风速大     

气象条件对点源排放二噁英模拟的影响规律研究

为了对点源排放的固相颗粒物上二噁英大气扩散规律进行认识,选择周边为复杂地形的杭州某危险废物处置设施为研究对象。使用AERMOD模型,人为设置一系列风速、风向条件,并假定二噁英均在PM2.5上,进而分析PM2.5上二噁英在这些设定的气象条件下的扩散规律,从而认识其扩散规律。结果显示:(1)风速风向对最大落地浓度、最大落地浓度点距离排放源的距离(简称最大落地点距离)的影响较大,而地貌的不同也会有一定影响。(2)3.0m/s的风速时最大落地点距离达到最大(约800m),5.0m/s的风速时最大落地浓度达到最大。(3)地形的改变对最大落地点距离的影响有限。(4)在特定风速情况下,沿风向方向,二噁英落地浓度会出现双峰现象。     

基于大气环境监测数据的工业园区污染物排放总量实时反演核算方法

工业园区既是重要的社会经济发展单元,也是主要的大气污染排放单元。综合利用环境监测数据和数值模拟方法,开展工业园区污染排放的动态精准管控,有助于提升工业园区大气环境管控效果,统筹园区经济发展与环境优化。以某工业园区为例,探索了基于环境监测数据,利用高斯大气扩散模型和源参数反演技术,实现小时级别的园区大气污染物排放总量反演核算的技术可行性。结果表明：1) 监测站点布设方案显著影响反演核算精度,网格化布点方案有效提高了反演核算精度;2) 监测数据的随机误差显著影响反演核算精度,在简化布点方案下,园区监测站点对VOCs质量浓度监测误差应控制在0.1 mg∙m⁻³以下;3) 园区总排放强度对反演核算精度存在一定影响,总排放量大的园区反演核算精度较高;4) 反演核算精度与实时气象条件有关,当气象条件不适宜模型模拟污染物扩散或不适宜监测站点对污染物分布进行有效采样时,可能造成反演精度的下降。以上结果表明,在工业园区开展基于环境监测数据的大气污染物排放总量核算研究具有可行性,但需要在监测站点布设方案比选、监测站点数据质量控制等方面进行精细化管理,以达到最优反演核算效果。     

广州市机动车排放污染三维仿真模拟研究

基于三维的对流一扩散方程,采用50 m× 50 m× 20 m的高分辨率网格对广州市机动车排放污染扩散的宏观分布状况进行了数值模拟研究,应用有限体积法数值求解上述方程.模拟过程综合考虑了广州市的路网结构、交通流和路网线源排放强度等因素,进行了均匀风速的简单气象条件试算.结果表明,机动车排放污染物浓度随交通流量而变化,随高度增加而下降,上风向污染物浓度大于下风向,模拟结果与实际污染情况具有较好的一致性.     

全过程除臭工艺在北京某再生水厂的应用及其中气液两相污染物的削减过程

全过程除臭是一种以微生物法为核心的低碳除臭方式。为评估其应用效果,分析了北京市某再生水厂的产排污关键环节中的气液两相污染物削减情况。结果表明：初始污水中[NH₄⁺-N]高于H₂S的质量浓度,分别为55 mg·L⁻¹和6 mg·L⁻¹,二者随污水反应进程呈逐渐降低的趋势,分别在生化段和粗格栅处去除效果最好;气相污染物主要为NH₃和H₂S,其中NH₃在粗格栅处排放通量较高,质量浓度为0.4 mg·m⁻³,化学浓度贡献率为71%~91%,H₂S在污泥储池处质量浓度较高,为0.16 mg·m⁻³;对粗格栅处进行模拟换气实验,H₂S、NH₃和臭气的浓度分别为 0.027~0.036 mg·m⁻³、0.023~0.031 mg·m⁻³和10~15;厂界的NH₃和H₂S质量浓度在上风向的检测值均低于下风向,最高值为0.100和 0.007 mg·m⁻³,臭气 (无量纲) ,甲烷体积分数为1.7×10⁻⁶,粗格栅模拟换气和厂界排放浓度均达到北京市《大气污染物综合排放标准》 (DB11/501-2017) 和《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002) 。该研究结果对北京某再生水厂进行气液两相污染物削减分析,证明了全过程除臭工艺应用的有效性,可为同类水厂的除臭问题提供参考。     

城市大气污染物长期平均浓度计算方法的研究

本文根据风速、大气稳定度联合频率表及各种稳定度条件下的混合层高度用箱式模式计算各种气象条件下大气污染物的浓度,按其联合频率的大小进行加权取和后得到长期平均浓度.用此方法计算了石家庄市春、夏、秋、冬,特征因子SO_2的长期平均浓度,并与实测结果进行比较其相关性较好.从而验证了本方法在大气环境预测及城市环境规划中的实用性.     

建筑物对高架点源大气污染物扩散影响的模拟研究

运用数值方法对城市中高架点源排放大气污染物的扩散规律进行了模拟研究,在计算区域内建立了三维数学模型,并将拉格朗日法描述的颗粒轨道模型耦合到风场。本研究计算了地面风速为3 m/s时的大气流场,并模拟研究了该风场条件下气体污染物的扩散和固体颗粒污染物的运动轨迹。通过分析模拟结果,给出了高架点源中排放的气体污染物的扩散区域和固体颗粒污染物运动轨迹的变化规律。     

土壤环境下污染物运移问题的数值模拟研究

在土壤环境中,物质传输机制显著影响着污染物的运移,分析污染物运移问题的数值解,可以掌握污染物在土壤中传输的时空规律,具有重要的理论意义和实际意义。以对流扩散传输理论为依据,建立了土壤环境下污染物运移的数学模型,然后基于COMSOL对几种特定初始及边界条件下的对流扩散问题进行数值模拟,计算了稳定连续、指数变化和瞬时释放3种典型污染源排放模型,并对比了模型中的扩散、对流、吸附降解等参数对计算结果的影响,最后对污染物浓度分布的计算结果进行了相关分析和讨论。     

火电厂大气污染物排放预测模型

根据大气污染物排放浓度变化特点,将无偏GM(1,1)模型与神经网络模型组合,并以矩阵型输入方式替代传统的数列型数据输入方式,得到改进型灰色神经网络模型,称为UGMN模型。接着,采用烟囱入口烟气自动监控系统(CEMS)数据,将模型运用于贵州省某电厂白天及夜间两段时间段内大气污染物排放浓度的模拟与预测。研究结果表明UGMN模型预测精度较好,可以应用于火电厂大气污染物排放浓度预测。     

冶金企业无组织排放颗粒物影响评价

以上海市某冶金企业为例,该厂有正常运行的冶炼炉13座,每年向大气中排放大量颗粒污染物.基于高斯倾斜烟羽模式,整理了2003年上海市全年的气象资料,运用气象概率矩阵法计算了该厂直排点源及无组织面源排放颗粒物的影响,得出了厂区内无组织排放颗粒物落地浓度等值线图.计算结果表明,厂区内颗粒物污染主要来自无组织面源,污染集中在厂区中心的污染源附近;直排点源对环境的影响较小,污染主要集中在下风向.     

冬季沈阳市典型源排放PM_(10)浓度分布模拟分析

选取沈阳市7个典型的大气污染源2006年12月~2007年2月的PM10排放浓度资料,利用CALPUFF对PM10浓度月平均分布做模拟分析。模拟结果分析表明:冬季月平均PM10浓度分布的范围与风场、地形有直接的关系。地势平坦、风速大时,污染物扩散范围大,污染物浓度小;地势不平、风速小时,污染物扩散范围小,污染物浓度大。1月份是沈阳市冬季月平均大气污染最严重的月份,污染物分布主要集中在市区的北部、东部和南部地区,东部地区大气污染最为严重。     

冬季沈阳市典型源排放PM10浓度分布模拟分析

选取沈阳市7个典型的大气污染源2006年12月～2007年2月的PM10排放浓度资料,利用CALPUFF对PM10浓度月平均分布做模拟分析。模拟结果分析表明：冬季月平均PM10浓度分布的范围与风场、地形有直接的关系。地势平坦、风速大时,污染物扩散范围大,污染物浓度小;地势不平、风速小时,污染物扩散范围小,污染物浓度大。1月份是沈阳市冬季月平均大气污染最严重的月份,污染物分布主要集中在市区的北部、东部和南部地区,东部地区大气污染最为严重。     

狭长交叉山谷中污染物浓度预测分析

为更准确地预测狭长交叉山谷中大气污染物浓度,利用高斯山谷扩散模式和美国Earth Technology Incorporat-ed公司研究的中尺度空气质量扩散模型CALPUFF对某山谷工业园区所在的狭长山谷中大气污染物浓度进行了计算。计算中,CALPUFF模型考虑了山谷中地表地形的变化,融入了诊断风场模块CALMET。...     

火电厂周围大气环境中硫化物分布规律的探讨

由于电厂排放的污染物量大且浓度高,对周围环境影响很大。选取山西省太原第一热电厂排放的SO2作为研究对象,针对该电厂排放的SO2传输特性和空间分布规律,在电厂周围按照不同的距离进行优化布点,测定SO2及PM10中硫化物的量。SO2和PM10中硫化物的量在空间上随着距离的增大,浓度也变高,直至出现浓度最大点,然后再随着距离的加大,浓度却随之减小,并且在距离大约2 000 m处取得最大值。这与用ADMS预测的结果吻合。该结果符合电厂高架源排放污染物在下风向的浓度变化规律,说明这些硫化物浓度变化主要是由电厂引起的。在有风雨情况下,SO2和PM10中硫化物的降幅都在10%以上,雨量和风速的大小对PM10中硫化物的影响比起二氧化硫的更大。     

成都市餐饮源大气污染物排放清单研究

为全面、准确地获得成都市餐饮源大气污染物排放清单,针对成都市社会餐饮、家庭餐饮和食堂餐饮分别选择监测对象进行细颗粒物(PM2.5)、非甲烷总烃(NMHCs)、油烟、氮氧化物(NOx)、SO2和CO 6种大气污染物排放浓度监测.分别按照用油量、就餐人次和灶头风量3种核算依据计算了6种大气污染物的排放因子,并计算成都市餐饮...     

某燃煤超低排放机组非常规污染物脱除

燃煤电厂非常规污染物的排放尚未引起足够的重视。为全面表征燃煤电厂非常规污染物脱除性能,针对某1 000 MW燃煤超低排放机组,分别采用FPM和CPM一体化采样系统、安大略法(OHM)、控制冷凝法、HJ 646-2013规定的有机物测试方法,系统研究了CPM、Hg、SO₃、PAHs等非常规污染物的梯级脱除特性。结果表明：100%、75%负荷时低-低温电除尘系统对CPM脱除率分别为87.15%、92.20%,湿法脱硫分别为49.65%、45.55%,不同负荷下FPM分别为3.6、4.4 mg·m⁻³,但CPM却分别达14.2、15.3 mg·m⁻³,CPM的浓度远超FPM;低-低温电除尘系统脱Hg效率为64.81%,整个系统的脱Hg效率为75.5%,Hg^p全部被脱除,剩余的是难以脱除的Hg⁰、Hg²⁺,脱除率分别为为63.01%、64.29%,Hg⁰排放浓度为5.4 μg·m⁻³,Hg²⁺排放浓度为0.5 μg·m⁻³;SCR脱硝催化剂将SO₂氧化成SO₃的转化率约为0.7%,低-低温电除尘系统可脱除88.7%的SO₃,湿法脱硫对SO₃的脱除率为29.63%,最终SO₃排放浓度为1.9 mg·m⁻³;全系统对16种PAHs脱除率达94.25%,其中,气相、固相脱除率分别为91.61%、99.27%,最终气相、固相PAHs排放浓度分别为2.39 μg·m⁻³和0.11 μg·m⁻³。现有超低排放设备对非常规污染物均有不同程度的协同脱除效果,满负荷条件下该机组CPM、Hg、SO₃、PAHs排放浓度分别为14.2 mg·m⁻³、5.9 μg·m⁻³、1.9 mg·m⁻³、2.5 μg·m⁻³,Hg的排放浓度满足火电厂大气污染物排放标准(GB 13223-2011)中30 μg·m⁻³的要求,CPM、SO₃、PAHs尚无国家强制排放标准。本研究结果可为燃煤电厂后续非常规污染物的控制提供参考。     

炼化基地大气特征污染物的管控与减排

石化工业区的大气无组织排放是不容忽视的环境问题。以西固炼化基地为例,根据2014年特征污染物NMHC、H_2S、NH_3的区域质量浓度监测值,采用地面浓度反推法对西固炼化基地的特征污染物无组织源强进行估算,其中以炼油厂为最大,分别为NMHC 258.54 kg·h-1、H2S 4.76 kg·h-1、NH_337.18 kg·h-1。基于AERMOD模式预测特征污染物对区域敏感点的影响,根据污染物的相应环境质量标准反算出相应的管控方案,结果显示炼油厂的各项特征污染物削减量最大,分别为NMHC 1 086 t·a-1、H_2S 33 t·a-1、NH_3172 t·a-1,为主要管控对象。针对西固炼化基地特征污染物主要排放源,按近、中、长期提出相应的减排措施,为城区大型炼化基地大气无组织排放的治理工作提供一种思路。