Очистка загрязнений воздушного бассейна

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.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник

Современные методы очистки воздушного бассейна нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий

Дата публикации: 29.01.2018 2018-01-29

Статья просмотрена: 1126 раз

Библиографическое описание:

Андриадис, В. Ю. Современные методы очистки воздушного бассейна нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий / В. Ю. Андриадис, В. М. Кузнецова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 4 (190). — С. 10-14. — URL: https://moluch.ru/archive/190/48055/ (дата обращения: 10.06.2021).

В статье описываются проблемы состояния загрязнения воздушного бассейна и методы, необходимые для снижения вредных выбросов предприятий в атмосферу.

Ключевые слова: загрязнение, воздушный бассейн, атмосфера, ПДК, оценка риска.

На сегодняшний день вопросы состояния воздушного бассейна привлекают всё больше и больше внимания. Всё это связано с основными факторами, влияющими на рост загрязнений, такими как: увеличение численности населения, строительство новых промышленных предприятий, увеличение количества транспортных средств.

Самой значимой характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как для нормальной жизнедеятельности людей нужен непросто воздух, а воздух требуемой чистоты.

Безусловно, наша страна укрепилась в списке стран с плохой экологией. Только лишь 15 городов нашей страны воздушный бассейн соответствует санитарным нормам, а в 125 городах ежегодно фиксируются в 5–10 раз превышающие ПДК концентрации загрязнения атмосферы. На следующей таблице можно увидеть какие загрязнения характерны для самых грязных городов России.

Города России смаксимальным уровнем загрязнения воздушного бассейна

Город

Вещества, определяющие высокий уровень загрязнения воздушного бассейна

Диоксид азота, бензапирен, сероуглерод, формальдегид

Бензапирен, взвешенные вещества, формальдегид, фенол

Бензапирен, диоксид азота, оксид азота, формальдегид, хлорид водорода

Формальдегид, бензапирен, диоксид азота

Бензапирен, диоксид азота, оксид азота, формальдегид, хлорид водорода

Формальдегид, бензапирен, диоксид азота

Формальдегид, бензапирен, диоксид азота

Взвешенные вещества, формальдегид, бензапирен, диоксид азота, фенол

Формальдегид, бензапирен, сажа

Бензапирен, формальдегид, взвешенные вещества, диоксид азота

Бензапирен, формальдегид, взвешенные вещества, диоксид азота, фторид водорода

Формальдегид, бензапирен, фенол

Формальдегид, бензапирен, диоксид азота, взвешенные вещества

Бензапирен, формальдегид, фторид водорода

Формальедгид, бензапирен, диоксид азота, взвешенные вещества

Формальдегид, бензапирен, диоксид азота, взвешенные вещества, сажа

Самый опасный углеводород, который поступает в атмосферу при горении топлив, является 3,4 — бензапирен. Он канцерогенен. Он не растворяется в воде, не окисляется микроорганизмами, поэтому необратимо загрязняет атмосферу, водоёмы, почву. Его содержание увеличивается в крупных городах в зимнее время, когда сжигается больше всего топлива.

Все вещества, загрязняющие воздушный бассейн, имеют конкретные источники выбросов. Многие из них под воздействием природных факторов нейтрализуются или разрушаются за определённый промежуток времени. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят предприятия нефтехимической и химической промышленности, энергетики, котельные. Для определения степени загрязнения атмосферного воздуха применяются нормативы, как — предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДК СС) — для оценки осреднённых концентраций за определённый период, от суток до года, и предельно допустимая концентрация максимально разовых (ПДК МР) — для оценки измеренных максимальных разовых концентраций химического вещества, содержащегося в воздухе населённых пунктов. ПДК были установлены для большинства химических веществ государственным санитарным законодательством только для атмосферного воздуха. [4]

Нужно задуматься над тем, что газообразные выбросы промышленных предприятий образуют в атмосферном воздухе аэродисперсные системы, которые за счёт могут турбулентного движения могут достаточно долго удерживаться в воздухе. [3] Диапазон распространения здесь зависит продолжительности их нахождения в воздухе, но также от метеорологических условий, например, осадков или направления потоков. Время пребывания в атмосфере углекислого газа составляет от 1 до 5 лет, сернистого газа — несколько дней, твёрдых частиц — от нескольких секунд до нескольких месяцев или даже лет. По данным Госкомстата России, нефтеперерабатывающими предприятиями ежегодно выбрасывается в атмосферу огромное количество загрязняющих веществ. Их можно увидеть в таблице 2. [5] Объем выбросов загрязнющих веществ в атмосферный воздух приведено на рисунке 1.

Рис. 1. Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, кг/чел

Основные вещества, загрязняющие атмосферу

Природа загрязнения

Источник загрязнения

Количество втыс.

Работа двигателей внутреннего сгорания

Работа двигателей внутреннего сгорания

Сжигание ископаемого топлива

Твёрдые частицы и прочее

Из чего следует, что такое количество вредных выбросов сильно снижает требуемые показатели воздушного бассейна и несёт вред жизни населения.

Из-за проблем загрязнения воздуха вредными примесями, сегодня существует большое количество различных методов очистки воздуха. Таких как: Абсорбционный метод, адсорбционный метод, термическое дожигание, термокаталитические методы, озонные методы, плазмохимические методы, плазмокаталитический метод, фотокаталитический метод. Но следует выделить два метода, которые на сегодняшний день являются новыми и самыми эффективными. Такие как: фотокаталитический и плазмокаталитический методы. [6]

Плазмокаталитический метод — новый метод, объединяющий в себе методы очистки воздуха от вредных веществ: каталитический и плазмохимический. Установки, работающие на основе этого метода, состоят из двух ступеней. Первая — это плазмохимический реактор (озонатор), вторая — каталитический реактор, его можно увидеть на рис. 2.

Преимуществом этого метода являются использование каталитических реакций при температурах, более низких (40–100 °C), чем при термокаталитическом методе, что приводит к увеличению срока службы катализаторов, а также к меньшим энергозатратам (при концентрациях вредных веществ до 0,5 г/м³.). [2]

Рис. 2. Принципиальная схема реактора

А фотокаталитический метод — является также одним из самых перспективных и эффективных методов очистки на сегодняшний день. Главное его преимущество — разложение опасных и вредных веществ на безвредные воду, углекислый газ и кислород. Взаимодействие катализатора и ультрафиолетовой лампы приводит к взаимодействию на молекулярном уровне загрязнителей и поверхности катализатора. Фотокаталитические фильтры абсолютно безвредны и не требуют замены очищающих элементов, что делает их использование безопасным и весьма выгодным. Любой фотокаталитический очиститель воздуха включает в себя пористый носитель с нанесенным ТiО2-фотокатализатором, который облучается светом и через который продувается воздух, это можно рассмотреть на схеме 2.

Рис. 3. Принципиальная схема фотокаталитического очистителя

Существуют значительные недостатки фотокаталитического очистителя это то, что в процессе очистки возникают засорения катализатора продуктами реакции, поэтому технология применима для ограниченного состава органических веществ, причем с низкими концентрациями.

Каждый год объем выбросов вредных веществ (газы, вредные примеси), которые вступают в реакцию с атмосферными газами (O₂, N₂) ведут к изменению состава воздуха и увеличению количества СО₂. Различные изменения в атмосфере ведут к возникновению кислотных осадков, негативно влияющих на грунты, почву, флору и фауну. Кроме этого, такие осадки ведут к постепенному разрушению архитектурных объектов, сооружений, зданий, оборудования. Из чего следует отметить, что проблема загрязнения воздушного бассейна сейчас одна из важных, ведь это может привести к существенному изменению экосистемы обитания человека, нарушению природного баланса. [1]

1. Бетшнайдер Б., Курфюрст И.. Охрана воздушного бассейна от загрязнений /. — Ленинград.-1989. 284с.
2. Богомолов А. И., Гайле А. А., Громова В. В. и др.;Под редакцией Проскурякова,. Драбкина А. Е. Химия нефти и газа: Учеб. Пособие для вузов/. — 3-е изд., и испр. — СПб: Химия, 1995. 448с.
3. Вершинина К. Ю., Стрижак П. А.. Химия нефти и газа //– 2016 № 11 с.45–49.
4. Поконова Ю. В. Экология нефти и газа /– 2009. 232с. — 2009. 232с.
5. Современные проблемы и технологии обращения с отходами производства и потребления. 2014.
6. Тетельмин В. В., Язев В. А. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе., 2009. — 352с.

Источник