Охрана водной среды воздушного бассейна

Мероприятия по охране воздушного бассейна

Борьба за чистоту воздуха в городах ведется в нескольких направлениях и многими методами, которые условно можно разделить на пассивные и активные. К пассивным методам относятся те, которые обеспечивают относительную чистоту воздушного бассейна в данной местности (главным образом в местах концентрации людей), но не исключают выброс вредных веществ в атмосферу в целом. К активным относят способы, которые направлены на то, чтобы вообще не допускать выброс в атмосферу загрязняющих веществ или же существенно уменьшить их концентрацию в про­изводственных выбросах. Вследствие несовершенства или недостатков тех или иных приемов обычно применяют комбинацию нескольких методов, что обеспечивает наиболее эффективное ре­шение задачи.

Пассивные методы.К пассивным методам относят учет при размещении источников загрязнения особенностей местности, устройство санитарно-защитных зон, повышение высоты труб и др.

Учет конкретных особенностей местности(метеорологических, орографических и др.) при размещении промышленности может привести к меньшему загрязнению воздуха над городами, хотя и не гарантирует чистоту воздушного бассейна в целом. Основные задачи в этом отношении состоят в том, чтобы в районах с высоким, а тем более с опасным метеорологическим потенциалом загрязнения не размещать промышленные предприятия высокого класса санитарной вредности; размещать промышленные предприятия с наветренной стороны по отношению к городу; выбирать для городов хорошо проветриваемые склоны, свободные от явления инверсии и кумуляции загрязнений в приземном слое воздуха, избегая размещения застройки в котловинах и межгорных понижениях, и т.д. Особенно важное значение имеет размещение производственных объектов относительно селитебных территорий. Так, зоны, предназначенные для размещения наиболее благоприятных в экологическом отношении предприятий (I и II классы санитарной вредности), следует удалять от селитебной территории независимо от грузооборота промышленных предприятий. В непосредственной близости от селитебных территорий допустимо размещать пред­приятия III—V классов санитарной вредности независимо от их грузооборота и V класса санитарной вредности, требующих устройства железнодорожных подъездных путей; в пределах селитебных зон целесообразно размещать промышленные предприятия, не выделяющие санитарных вредностей, и предприятия V класса санитарной вредности, не создающие сильного шума и имеющие небольшой грузооборот (не более 40 грузовых автомобилей в сутки в одном направлении).

Соблюдение всех этих условий в значительной мере способствует более эффективному проведению и конкретных локальных мероприятий по очистке воздушного бассейна.

Устройство санитарно-защитных зон.Суть организации санитарно-защитных зон состоит в том, что путем устройства разрыва между промышленным предприятием и селитебной территорией создаются условия рассеивания загрязняющих веществ при попадании их в атмосферу вместе с выбросами из труб предприятия. Разработаны показатели предельно допустимых концентраций (ПДК) и предельно-допустимых выбросов (ПДВ) для многих загрязняющих веществ, ширину зенитных зон рассчитывают таким образом, чтобы на их внешней границе (в непосредственной близости к селитебной территории) уровень загрязнений не был бы выше ПДК. Санитарным законодательством установлены санитарно-защитные зоны различной ширины для предприятий I класса санитарной вредности — 1000 м; II класса — 500 м; III класса — 300 м; IV класса — 100 м и V класса — 50 м.

При особо больших масштабах производства, ограниченной возможности очистки выбросов и неблагоприятных условиях взаимного размещения промышленных и селитебных зон ширина санитарно-защитных зон может быть увеличена (в практике известны санитарно-защитные зоны шириной 6—8 км и более). В пределах санитарно-защитных зон допускается размещать пожарные депо, бани, прачечные, гаражи, склады, предприятия более низкого класса вредности с аналогичными выбросами. Санитарно-защитные зоны должны быть хорошо озеленены в соответствии с рекомендуемым для каждого природно-климатического района ассортиментом газоустойчивых древесно-кустарниковых пород и конструкциями лесозащитных полос.

Устройство санитарно-защитных зон применяется весьма широко и в определенной степени обеспечивает защиту населения от вредных выбросов. Вместе с тем это пассивный и, безусловно, временный прием, не обеспечивающий охрану воздушного бассейна в целом. Кроме того, устройство санитарно-защитных зон крайне неэкономично, так как связано с прокладкой транспортных коммуникаций и инженерных сетей по пустой, по существу, территории.

Повышение высоты труб.На предприятиях теплоэнергетики широко практикуется строительство высотных труб. Мощные дымовые трубы не только обеспечивают более дальний выброс пыли и газов, но и позволяют сократить число более низких труб, что экономически выгодно. Переход от труб высотой 25 м к высоте 250 м приравнивают иногда к очистке дымовых газов на 99 %. В то же время практика показывает, что к сооружению высотных труб (в том числе высотой 400— 500 м) в плотно заселенных районах, городских агломерациях следует подходить очень осторожно, а в ряде случаев вообще его избегать, так как максимальная концентрация выбросов, нередко превышающая 5—10 ПДК, наблюдается и за 6—8 км от источника выбросов, поскольку подобные трубы строят на очень мощных энергетических предприятиях с ежесуточным выбросом до 200 т пыли, 600—700 т сернистого газа и 100—200 т оксидов азота. В незаселенных местностях сооружение высотных труб оправдано, поскольку позволяет при размещении поселка при ТЭС отказаться от устройства санитарно-защитной зоны.

Активные методы.К активным методам охраны воздушного бассейна относят очистку производственных выбросов от пыли, аэрозолей и вредных газов; предварительную очистку топлива от примесей серы и других токсичных веществ, так называемое облагораживание топлива; совершенствование технологических циклов; переход к безотходным и малоотходным производствам.

Очистка производственных выбросов.Большое развитие получили физико-химические методы очистки газов, физические методы извлечения взвесей и жидких примесей с помощью циклонов, электрофильтров, скрубберов мокрой очистки, газов, матерчатых фильтров, вакуумных и других устройств. Имеющиеся очистные сооружения позволяют обеспечить на 95—97 % очистку выбросов от пыли и некоторых аэрозолей. Стоимость газоочистных сооружений весьма высока. Так, на современном сталелитейном заводе с технологией кислородного дутья она составляет 5—8 % общей стоимости производства.

В целом задачи по улавливанию пыли из отходящих газов успешно решаются. Однако большой проблемой остается очистка промышленных выбросов от других загрязняющих веществ и, прежде всего, от сернистого газа. Разработаны методы, но связыванию сернистого газа, в том числе аммиачный, известковый, магнезитовый, содовый и др. Однако скрубберы обладают целым рядом недостатков — они дороги, не вполне надежны, производят большое количество отходов, которые трудно использовать. Весьма перспективны новые тканевые фильтры из термостойких материалов, а также метод высокотемпературной очистки газов.

Облагораживание топлива.Альтернативой очистке отходящих газов является предварительная очистка топлива от серы, которая служит причиной образования одного из основных и наиболее вредных загрязнителей воздушного бассейна — сернистого газа, трудно поддающегося улавливанию. После пульверизации (измельчения) угля с высоким содержанием серы физическими методами можно удалить из топлива значительную ее часть (путем флотации угольного порошка). Очищенный уголь или превращают в брикеты и в таком виде направляют в топку, или распыляют в топке посредством форсунки непосредственно высушенный угольный порошок. В лю­бом случае сера минует топку, а следовательно, и воздушный бассейн. Поддается очистке от серы и жидкое топливо, например мазут и газовый конденсат. Стоимость подобного «облагораживания» топлива вполне конкурентоспособна с затратами на устройство современных фильтров и скрубберов и в среднем может составить 5—12 % расходов на основное производство.

Малоотходные технологии.Все перечисленные приемы и методы, осуществляемые в тех или иных комбинациях, способны значительно уменьшить вредные выбросы в атмосферу, но оконча­тельное решение этой проблемы возможно лишь при переводе промышленности и энергетики на замкнутые технологические циклы, при переходе к безотходной и малоотходной технологии. Такие методы особое значение имеют в отраслях, потребляющих особенно большое количество сырья и характеризующихся токсичными, слабо поддающимися улавливанию выбросами — химии, черной и цветной металлургии, нефтеперерабатывающей промышленности и т.д.

Дата добавления: 2015-08-11 ; просмотров: 1836 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Охрана — водный бассейн

Охрана водного бассейна , № 2-тп ( воздух) Охрана воздушного бассейна и приложение к формам № 2-кс Отчет о капитальных вложениях на мероприятия по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов, руководителям предприятий и организаций, начиная с отчета за первое полугодие 1974 г. ( для формы № 2-тп ( водхоз) и с 1974 г. по остальным формам, обеспечить качественное и своевременное представление отчетов в адреса, указанные в форме. [1]

Охрану водных бассейнов осуществляют путем создания эффективных способов очистки загрязненных производственных стоков и создания оборотного водоснабжения. Сброс сточных вод в водоемы производят только в тех случаях, когда вредных примесей в них содержится ниже предельно допустимых концентраций. Для удаления грубодисперсных примесей применяют отстаивание, фильтрацию. [2]

Наилучшим путем решения проблемы охраны водного бассейна является создание замкнутых водооборотных систем. В этом случае полностью отсутствует сброс сточных вод в водоемы. Важную роль в решении этой проблемы играет химия, так как с помощью химических реакций и физико-химических процессов удается удалить до необходимых пределов примеси из сточных вод, которые после обработки снова поступают на производство. При создании замкнутых водооборотных систем проводят регенерацию отработанных растворов с извлечением солей, чтобы сократить до минимума расход воды. [3]

В числе мероприятий по охране воздушного и водного бассейна указывают ввод в действие сухих инерционных и мокрых пылеуловителей, аппаратов электрической очистки газов, установок химической очистки газов, печей и установок дезодорации дурнопахнущих веществ, каталитического разложения и дожигания абгазов, мусороперерабатывающих заводов, установок по улавливанию ценных веществ и утилизации отходов газоочистки. [4]

Экологической проблемой крупного масштаба является охрана водного бассейна . Частые осложнения объясняются прежде всего хищническим и неразумным его использованием, которое особенно проявилось в случае с Аральским морем, а также при строительстве гидроэлектростанций. [5]

Одним из важнейших вопросов защиты окружавшей среды является охрана водного бассейна от загрязнения. [6]

Одним из важнейших вопросов защиты окружающей среды является охрана водного бассейна от загрязнения. К важным мероприятиям по охране источников питьевой воды относятся до-очистка промышленных и городских сточных вод и дальнейшее их использование для промышленного водоснабжения предприятий. Повторное использование очищенных сточных вод для технического водоснабжения позволит в ряде районов нашей страны полностью ликвидировать существующий дефицит ресурсов пресной воды. [7]

Среди организаций и предприятий, игравших и играющих ключевую роль в охране водного бассейна , следует отметить: ВНИИводгео, бывшую систему предприятий Союз-водоканалпроект, и в первую очередь МосводоканалНИИпроект, НИ-ПИОТстром и ряд других. [8]

Новые законы, принятые Верховным Советом СССР, и постановления Совета Министров СССР и ЦК КПСС об охране водных бассейнов , особенно Каспийского, Азовского и Черного морей, ставят перед теплоэнергетиками новые и все более сложные задачи по дальнейшему совершенствованию процессов водоподго-товки, сокращению потребления свежей воды и предотвращению загрязнения источников воды сбросными водами энергообъектов, в том числе водоподготовительных установок. [9]

Разработана методология анализа и синтеза водных ресурсосберегающих химико-технологических систем промышленных предприятий, обеспечивающих значительное сокращение удельных норм водопотребления и водоотведения, охрану водного бассейна за счет существенного снижения сброса загрязняющих веществ со сточными водами и повышение технико-экономической эффективности предприятий. Данная методология базируется на одновременном учете законов химической термодинамики, основных экологических принципов ( системности, комплексности, цикличности, рациональной организации, экологической безопасности), а также реальных технических, экономических и организационных возможностей предприятий. [10]

Источник

Экология

Промышленная экология

Оценка загрязнения воздуха и его влияние на человека

Чистым считается такой воздух , в котором соединения основных компонентов находятся в пределах норм, а концентрация вредных примесей не превышает допустимых пределов.

Для каждой из таких примесей устанавливается предельно допустимая концентрация (ПДК).

ПДК – максимальное содержание вредных веществ, которое при действии на организм человека в течение заданного промежутка времени не вызывает необратимых изменений в нем, включая последующие поколения.

ПДК – это интегрированный показатель. Различают ПДК рабочей зоны, в воздухе населенных мест, максимально разовую, среднесуточную.

ПДК в воздухе населенных мест установлена для максимального разового и среднесуточного значений.

ПДК рабочей зоны (ПДК_р.з) – это такая максимальная концентрация вредного вещества, которая при ежедневной работе в течение 8 ч (но не более 41 ч в неделю) всего рабочего стажа не может вызвать заболевания или отклонения в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и будущего поколений.

ПДК максимально разовая (ПДК_м.р) – это максимальное количество вредных выбросов в атмосферу в течение 30 мин, которое не приводит к превышению их концентрации в населенном пункте среднесуточной ПДК.

Среднесуточная ПДК (ПДК_с.с) – это максимальная концентрация вредного вещества в атмосфере, которая при воздействии на организм человека в течение всей его жизни не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия.

По величине эти показатели располагаются в ряд следующим образом:

ПДК_с.с ПДВ – максимальные выбросы в единицу времени для данного природопользователя по данному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества С_i, не превышающую ПДК с учетом фонового загрязнения С_ф и эффекта суммации веществ однонаправленного действия.

Концентрацию (мг/м 3 ) принимают по данным центра санитарно эпидемиологического надзора (ЦСЭН). Величину (мг/м 3 ) для данного природопользования рассматривают по определенным методикам, учитывая условия рассеивания и массу выбросов (г/с). Та максимальная масса, при которой выполняется условие по ПДК и будет ПДВ_i. При расчете веществ однонаправленного действия используют специальные таблицы и методики.

Однонаправленными вредными веществами являются окислы серы и азота и различные соединения серы.

В случае, если данный природопользователь не может достичь величины ПДВ, назначаются временно согласованные выбросы (ВСВ) с обязательным установлением графика их постепенного снижения до ПДВ и разработкой конкретных мероприятия для этого. Не назначаются ПДВ только для веществ, действие которых недостаточно изучено и для которых вместо ПДК временно вводится ориентировочно безопасный уровень воздействия – ОБУВ.

1. Классификация методов для обезвреживания газовых выбросов от различных примесей

Выбор метода очистки воздуха от промышленных выбросов зависит от многих факторов:

• вида выбрасываемой примеси;
• дисперсного состава примесей при выбросах, представляющих собой гетерогенные системы;
• концентрации извлекаемого компонента в выбросе;
• объема и температуры выброса;
• требуемой степени очистки;
• возможности использования продуктов рекуперации.

Выбор воздухоочистного аппарата или сооружения проводят на основании результатов расчетов их экономической эффективности.

Физические методы очистки газов

Как правило, пылеулавливающие аппараты условно делят на следующие группы:

1. Сухие или механические пылеуловители, в которых частицы пыли отделяются из газового потока при помощи механических сил. Чаще всего используются циклоны различных конструкций и инерционные пылеуловители. Улавливание в циклонах происходит за счет центробежных сил, а в инерционных аппаратах за счет инерции частиц пыли при резком изменении направления газового потока. Эти аппараты могут быть использованы или самостоятельно, если частицы пыли достаточно крупные, или в качестве первой ступени очистки перед более эффективными аппаратами для снижения на них нагрузки;
2. аппараты мокрой очистки, в которых производится промывка запыленного газа жидкостью или осаждение частиц пыли на жидкую пленку. Для осуществления первого варианта мокрой очистки запыленный поток промывают диспергированной жидкостью. Во время промывки частицы пыли захватываются каплями жидкости и выводятся из газового потока. В зависимости от способа диспергирования жидкости мокрые пылеуловители делят на три группы:

• форсуночные скрубберы, в которых диспергирование жидкости осуществляется с помощью форсунок, за счет энергии насоса;
• скрубберы Вентури, в которых дробление жидкости осуществляется за счет энергии турбулентного потока;
• динамические газопромыватели, где разбрызгивание жидкости осуществляется за счет механической энергии вращающегося ротора.

Аппараты мокрой очистки желательно применять на производствах, имеющих систему очистки воды, если же такой нет, то лучше по возможности использовать аппараты сухой очистки;

1. фильтры, которые задерживают пыль при прохождении через них очищаемого газа.

• Фильтрация аэродисперсных систем через пористые перегородки является одним из наиболее совершенных способов выделения взвешенных твердых и жидких частиц из газового потока.

В пылеулавливании применяются тканевые, волокнистые, зернистые и другие фильтры. Осаждение происходит за счет непосредственного касания частиц пыли волокон (нитей) или зерен фильтрующей перегородки, действия сил инерции, диффузии и электростатического притяжения;

1. электрофильтры, в которых отделение частиц пыли происходит под действием электрических сил (в коронном разряде). Запыленный газовый поток проходит через сильное электрическое поле, частицы пыли получают электрический заряд и ускорение, что заставляет их двигаться вдоль силовых линий поля с последующим осаждением на электродах. Электрофильтры для очистки газов от пыли работают обычно при постоянном напряжении, могут быть сухими и мокрыми, иметь одну зону, в которой происходит зарядка и осаждение частиц пыли, или несколько зон, где зарядка и осаждение осуществляются в разных зонах. Кроме того, электрофильтры бывают пластинчатые и трубчатые.

Эффективность работы электрофильтров достаточно велика и обеспечивает степень улавливания более 90%, причем эффективность улавливания частиц пыли размером 1 мкм достигает 88%.

Физико-химические методы очистки газов

Газообразные загрязнители удаляют из промышленных выбросов при помощи физико-химических или химических методов. Существует пять основных методов удаления газообразных загрязнителей: абсорбция, адсорбция, конденсация, сжигание горючих загрязнителей и химическая обработка.

1. Абсорбция. Метод основан на подборе такой жидкости, при прохождении через которую вредная примесь переходит в жидкую фазу абсорбента, растворяясь в нем без химических взаимодействий и образования новых химических веществ – это физическая абсорбция. В тех случаях, когда абсорбенты вступают в химические реакции с очищаемым газом, например при очистке природных газов от сероводорода, диоксида углерода, диоксида серы с помощью водных растворов слабых оснований – аммиака, анилина, ксилидина, происходит процесс, называемый химической абсорбцией

Абсорбция протекает на поверхности раздела фаз в аппаратах, называемых абсорберами, поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между газом и жидкостью. По способу образования этой поверхности абсорберы можно условно разделить на поверхностные, распыливающие и барботажные.

Поверхностные абсорберы поглощают газ пленкой жидкости, образующейся на поверхностях, смачиваемых жидкостью и омываемых газом. В таких абсорберах газ проходит над поверхностью неподвижной или медленно движущейся жидкости. Примером пленочного абсорбера может служить трубчатый абсорбер, в котором жидкость стекает сверху вниз по внутренней поверхности труб, омываемых поднимающимся снизу вверх газом.

В качестве насадочных абсорберов широкое распространение получили колонны, заполненные насадкой – твердыми телами различной формы. В насадочной колонне насадка укладывается на опорные решетки, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости. Жидкость в насадочной колонне течет по элементу насадки в виде тонкой пленки, но течение жидкости происходит только по элементу насадки, а не по всей высоте аппарата. При перетекании жидкости с одного элемента на другой пленка жидкости разрушается.

Барботажные абсорберы представляют собой обычно вертикальные колонны, внутри которых размещены горизонтальные перегородки – тарелки. С помощью тарелок осуществляется направленное движение фаз и многократное взаимодействие жидкости и газа.

В распыливающих абсорберах контакт между фазами достигается путем распыливания или разбрызгивания жидкости в газовом потоке.

2. Адсорбция – это диффузный процесс, в котором повышенная концентрация отделяемого газообразного вещества образуется на границе раздела фаз в результате связывания этих веществ на поверхности твердого или жидкого соединения. Если между молекулами адсорбированного вещества и адсорбента не происходит химических реакций, то подобный процесс относится к физической адсорбции, в отличие от хемосорбции, когда происходит перенос или объединение электронов адсорбента и адсорбата, как у химических соединений.

При физической адсорбции адсорбированное вещество можно полностью удалить при обратном процессе (десорбции), например, понизив давление или увеличив температуру, а хемосорбированное вещество вернуть в газовую фазу невозможно, т.к. процесс необратим.

В промышленности в качестве поглотителей чаще всего применяют активные угли и минеральные адсорбенты (силикагель, цеолиты и др.), а также синтетические ионообменные смолы (иониты).

3. Конденсация может быть применена для обработки систем, содержащих пары веществ при температурах, близких к их точке росы. Этот метод наиболее эффективен в случае углеводородов и других органических соединений, имеющих достаточно высокие температуры кипения при обычных условиях и присутствующих в газовой фазе в относительно высоких концентрациях.

Конденсацию можно проводить при непосредственном контакте или косвенном охлаждении. В первом случае охлаждаемый пар непосредственно контактирует с охлажденной или замороженной жидкостью. При косвенном охлаждении используется поверхностный конденсатор с металлическими трубками. Трубки охлаждаются жидким хладореагентом с другой стороны стенки.

4. Очистка газов дожиганием представляет собой метод очистки газов путем термического окисления углеводородных компонентов до СО₂ и Н₂О. Это определение может быть полностью отнесено и к жидким отходам. В ходе процесса другие компоненты газовой смеси, например, галоген- и серосодержащие органические соединения, также претерпевают химические изменения и в новой форме могут эффективно удаляться или извлекаться из газовых потоков. С точки зрения охраны окружающей среды очистка газов методом дожигания обеспечивает требуемую чистоту выбросов в атмосферу с минимальным содержанием непрореагировавших углеводородов, оксидов азота и серы, галогенов и других органических соединений.

5. Химические методы очистки отходящих газов. Устранение нежелательных компонентов в газах с использованием химических методов означает, что в основе процесса лежит химическая реакция, и ее роль является преобладающей по сравнению с процессами адсорбции, абсорбции, конденсации или сжигания. В большинстве случаев, однако, технология сочетает в себе несколько операций и достаточно сложно классифицировать метод очистки в соответствии с перечисленными физико-химическими методами.

Источник