Методы очистки воздушного бассейна

Алексей Юрьевич

Наиболее эффективная мера защиты от загрязнения воздушного бассейна — экологизация технологических процессов, и в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Экологизация технологических процессов предусматривает, в частности, замену местных котельных установок на централизованное теплоснабжение, предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей, замену угля и мазута на природный газ, применение гидрообеспыливания, перевод машин на электропривод и др. Одной из первоочередных проблем является создание экологически чистых видов транспорта. При этом ведется активный поиск более чистого топлива, чем бензин. В качестве его заменителя рассматриваются экологически чистое газовое топливо, метиловый спирт (метанол), малотоксичный аммиак и самое идеальное топливо — водород. Продолжаются интенсивные разработки по замене карбюраторного двигателя на более экологические типы — дизельный, паровой, газотурбинный и др. Уже созданы опытные модели автомобилей, работающих в черте города на электрической энергии (аккумуляторах), а за его пределами переходящих на двигатели внутреннего сгорания.

Однако современный уровень развития экологизации технологических процессов, внедрения замкнутых технологических циклов недостаточен для полного предотвращения выбросов токсичных веществ в атмосферу. Поэтому широко используются различные методы очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли, золы, сажи) и токсичных газо- и парообразных примесей (NOx, S02, S03, СО и др.). Для очистки выбросов от аэрозолей применяют различные типы устройств в зависимости от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки.

Сухие пылеуловители — циклоны, пылеосадительные камеры — предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупных и тяжелых частиц пыли. Принцип работы таких аппаратов заключается в выделении из загрязненного воздуха твердых частиц под действием гравитационных и центробежных сил. Для повышения эффективности работы применяют групповые и батарейные циклоны.

Мокрые пылеуловители — скрубберы, турбулентные газопромыватели и др. — требуют подачи в них воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции и броуновского движения. Наибольшее практическое применение получили скрубберы Вентури, которые обеспечивают 99% очистки от частиц размером более 2 мкм.

Фильтры тканевые и зернистые способны задерживать мелкодисперсные частицы пыли размером до 0,05 мкм. Особенно эффективны рукавные фильтры с тканями из синтетических волокон повышенной термостойкости.

Электрофильтры предназначены для очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0-99,5%). Принцип работы электрофильтра основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов, приобретение отрицательного заряда частицами пыли, которые движутся затем к осади-тельному положительно заряженному электроду, где и накапливаются. При встряхивании электродов осажденные на них частицы пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли.

Наиболее эффективны комбинированные методы очистки от пыли, сочетающие, например, очистку агломерационных газов в батарейных циклонах с последующей доочисткой в скрубберах Вентури, а также в электрофильтрах.

Источник

Основные направления охраны воздушного бассейна. Методы и средства очистки воздуха от загрязнений.

Мероприятия, направленные на предупреждение загрязнения атмо­сферного воздуха и снижение вредных примесей в нем, можно свести в че­тыре группы:

1. Группа технологических мероприятий: улуч. существ. и внедрение новых технологич.процессов, исключ. выделе­ние опасных веществ в самом источнике их образования. Это создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, предварительная очистка сырья до вовлечения его в производ­ство, замена исходного сырья, замена сухих способов переработки пы­лящих материалов мокрыми, автоматизация производственных про­цессов.

2. Группа санитарно-технических мероприятий: уменьшение или устранение попадания выбросов в атмосферу с помощью газопылеочистного оборудования, герметизация технологического и транспортного оборудования, сооружение сверхвысоких дымовых труб.

3. Группа планировочных мероприятий: оптимальное размещение промышленных предприятий с учетом розы ветров, вынос наиболее токсичных производств за черту города, создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий, рациональная планировка городской застройки, расширение площадей зеленых насаждений.

4. Группа контрольно-запретительных мероприятий: установление ПДК загрязнителей, ПДВ, запрещение производства отдельных ток­сичных продуктов, автоматизация контроля за выбросами.

Для обеспечения наибольшей эффективности необходимо сочетание всех групп мероприятий.

Очистка газов может быть механической (очистка от твердых частиц и капелек жидкости), сорбционной и основанной на химическом превращении вредных газов в безвредные (каталитическое окисление, термическое разложение и т. д.).

Для очистки воздуха от пыли и аэрозолей широко применяют пыле­уловители следующих типов: пылеосадительные камеры, осаждение пыли в которых происходит преимущественно под действием сил грави­тации; циклоны, в которых твердые частицы осаждаются под действием центробежных сил, возникающих в результате быстрого спирально-по­ступательного движения газового потока вдоль ограничивающей поверх­ности аппарата; промыватели, в которых твердые частицы выделяются в результате инерционного осаждения на каплях и пленках промываю­щей жидкости; фильтры с перегородками, в которых используются эф­фекты касания, инерции и ситовой; электрофильтры, в которых на взве­шенные частицы действуют в основном электростатические силы.

Сорбцией называют поглощение твердым телом (адсорбция) или жидкостью (абсорбция) вещества из окружающей среды.

Каталитическая очистка газов заключается в обезвреживании газо­вых выбросов путем химического превращения вредных веществ, со­держащихся в газе, в безвредные в присутствии катализатора.

Биохимические методы газоочистки основаны на способности мик­роорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения.

Охрана воздушного бассейна путем дальнейшего совершенствования газопылеочистного оборудования необходима, но она не может полно­стью решить проблему.

13. Эколого-экономическое значение водных ресурсов. Водные ресурсы мира и Респуб­лики Беларусь. Антропогенное влияние на гидросферу и его последствия.

Гидросфера — прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твер­дой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность вод океанов, морей и поверхностных вод суши. Гидросфера покрывает 70,8 % земной поверхности.

Общий объем воды на Земле составляет почти 1,5 млрд км 3 , а объем воды в Мировом океане – 1 476 000 тыс. км 3 (97,2 %). На одного жите­ля планеты приходится примерно 6 млн м 3 пресной воды, однако 70 % ее находится в ледниках.

Важнейшее свойство гидросферы — единство всех видов природных вод (Мирового океана, вод суши, водяного пара в атмосфере, подзем­ных вод), которое осуществляется в процессе круговорота воды в при­роде.

Воде принадлежит ведущая роль в жизни биосферы. Для огромной массы организмов она является средой жизни и эволюции. В водной среде протекает значительная часть химических реакций, через воду идет миграция химических элементов, от водного режима зависит про­дуцированное количество теплоты, что оказывает существенное влия­ние на формирование климата Земли.

В процессе фотосинтеза вода расщепляется на кислород и водород (кислород поступает в атмосферу, а водород соединяется с диоксидом углерода, образуя углеводороды). Таким образом, вода является един­ственным источником поступления кислорода в атмосферу.

Вода необходима для биохимических и биофизических процессов, происходящих в живых организмах. Она входит в состав клеток и тка­ней растений и животных; потеряв 10-20 % воды, организм погибает.

Вода играет большую роль в геологическом преобразовании плане­ты. Без нее Земля представляла бы собой голый каменный шар, лишен­ный атмосферы и почвы.

Назначение воды как природного ресурса — поддержание жизнен­ной потребности человека, животного и растительного мира.

Водные ресурсы Республики Беларусь представлены совокупно­стью рек, озер, водохранилищ, грунтовых и подземных вод.

В республике зарегистрировано около 21 тыс. рек и ручьев общей протяженностью 90,6 тыс. км. Средняя густота речной сети республики составляет 0,44 км/км 2 . Из общего количества рек и ручьев абсолютное большинство водотоков (93 % их количества) составляют малые рав­нинные реки, длина которых не превышает 10 км. Статус достаточно крупных рек, длина которых более 500 км, имеют только семь рек — За­падная Двина, Неман, Вилия, Днепр, Березина, Сож и Припять. Озер на территории Беларуси зарегистрировано 11 тысяч. Общая пло­щадь озер около 2 тыс. км 2 , общий объем воды в озерах примерно 7 км 3 . Самые крупные озера — Нарочь, Освейское, Лукомское, Дривяты, Нещердо, Снуты, Свирь. Самое глубокое озеро — Долгое — 53,7 м.

На территории Беларуси имеется более 140 водохранилищ, соору­женных для целей рекреации, водоснабжения, гидроэнергетики, рыб­ного хозяйства и комплексного использования. Суммарный объем воды, которая задерживается водохранилищами, достигает 3 км 3 , а по­лезный — 1,24 км 3 .

Естественные ресурсы пресных подземных вод оцениваются в 15,9 км 3 в год (43,5 млн м 3 в сутки). Они распространены по всей территории Беларуси на глубинах от 100 до 450 м.

В целом возобновляемые ресурсы пресных поверхностных и подзем­ных вод Беларуси оцениваются как достаточные для удовлетворения потребностей страны в воде.

Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время приоб­рело глобальный характер и существенно уменьшило доступные для использования ресурсы пресной воды на планете.

Загрязнение вод проявляется в изменении физич. и органиче­ских свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), уве­личении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяже­лых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и дру­гих загрязнителей.

Основные виды загрязнения вод. Наиболее часто встречается химиче­ское и бактериальное загрязнение. Значительно реже наблюдается ра­диоактивное, механическое и тепловое загрязнение.

Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и да­леко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеиновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, ки­слоты, щелочи); токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кад­мия и др.) и нетоксичным.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патоген­ных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Радиоактивное загрязнение происходит при сбрасывании в поверхно­стные воды радиоактивных продуктов и отходов и последующего про­сачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду раз­личных мех. примесей (песок, шлам, ил и др.). Мех. примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в ре­зультате их смешивания с более нагретыми поверхностными или техно­логическими водами. При повышении температуры происходит измене­ние газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий.

Одни из главных загрязнителей поверхности океана — нефть и неф­тепродукты. Они препятствуют газообмену между океаном и атмосфе­рой, что ведет к дефициту кислорода в воде, экранируют солнечные лучи, практически лишая организмы биологически активных инфра­красных и ультрафиолетовых лучей.

В настоящее время более 1,2 млрд человек не имеют доступа к чис­той питьевой воде. Вдвое большее число людей не имеет надлежащих систем водоочистки. Уже сейчас 26 государств мира ис­пытывают проблемы с нехваткой питьевой воды. Всемирная продо­вольственная программа (FAO) предполагает, что к 2050 году страдать от нехватки чистой воды будут как минимум 70 государств.

14. Основные направления охраны водных ресурсов от загрязнения и истощения. Мето­ды очистки сточных вод.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения их вредными веществами предусматривает койплекс мер:

♦ организация мониторинга водных объектов;

♦ организационные и технические мероприятия: очистка сточных вод, улучшение работы очистных сооружений, внедрение замкнутого цикла водоснабжения, контрольно-запретительные мероприятия (уста­новление ПДК и ПДС).

Водный кадастр — систематизированный свод сведений о водных объектах страны, водных ресурсах, режиме, качестве и использовании вод, о также о водопользователях.

Для обоснования мероприятий по удовлетворению потребности в воде тех или иных территорий, отраслей хозяйства разрабатываются водохозяйственные балансы (ВХБ).

ВХБ составляются на месячный, сезонный, годовой периоды, любой многолетний интервал времени. ВХБ состоит из двух сопоставляемых частей — приходной и расходной. В приходную входят все водные ре­сурсы региона, а в расходную — потребности в воде различных отраслей народного хозяйства, потери на фильтрацию и испарение, отдача воды в нижележащий бассейн.

Государственный мониторинг водных объектов является составной частью системы национального мониторинга окружающей среды. Он включает мониторинг поверхностных водных объектов, подземных водных объектов, мониторинг водохозяйственных систем и сооруже­ний. Мониторинг предусматривает: 1) постоянные наблюдения за со­стоянием поверхностных и подземных вод, их качественными и коли­чественными показателями; 2) сбор, хранение и обработку данных наблюдений; 3) создание и ведение банков данных; 4) оценку, состав­ление прогнозов изменения состояния водных объектов.

Нормирование качества воды проводится по категориям в зависимо­сти от их назначения (хозяйственно-питьевого или культурно-бытово­го). Нормы качества воды (установленные значения показателей соста­ва и качества воды по видам ее использования) водных объектов включают общие требования к составу и свойствам воды для различ­ных видов водопользования, а также величины ПДК нормированных веществ в воде.

ПДК — максимальные концентрации, при которых вещества не ока­зывают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения (при воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшают гигиенические условия водопользования. В Беларуси ис­пользуются нормативы ПДК более 400 вредных веществ в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения, а также более 100 вред­ных веществ в водоемах рыбнохозяйственного назначения.

Предельно допустимый сброс представляет собой массу веще­ства в сточных водах, максимально допустимую к отведению с установ­ленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Ввиду огромного разнообразия состава сточных вод существуют раз­личные способы их очистки: механический, химический, физико-хи­мический, биологический.

Механическая очистка применяется для извлечения из сточных вод нерастворимых органических и неорганических примесей путем их от­стаивания, процеживания, фильтрации, центрифугирования.

Химическая очистка применяется для выделения из сточных вод рас­творимых неорганических примесей. Основными методами химической очистки производственных сточных вод являются нейтрализация и окис­ление.

Биологические методы применяются для очистки от растворенных органических соединений. По характеру процесс биологической очи­стки аналогичен природным процессам.

При физико-химической очистке используются: коагуляция, сорбция.

Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от за­грязнения их сточными водами является разработка и внедрение безвод­ной и безотходной технологии производства, начальным этапом которой является создание оборотного водоснабжения. Оборотное водоснабже­ние — это техническая система, при которой предусмотрено многократ­ное использование в производстве отработанных вод (после их очистки и обработки) при очень ограниченном их сбросе (до 3 %) в водоемы.

Важную защитную функцию на любом водном объекте выполняют водоохранные зоны.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Источник