ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

<

061614 0210 1 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

Очистка воздуха от примесей

 

Охрана атмосферного воздуха от загрязнения пылью

промышленных предприятий

 

Несмотря на заметный прогресс в решении проблемы борьбы с промышленной пылью, во многих случаях на предприятиях запыленность воздуха рабочих местах превышает ПДК, а очистка его от пыли перед выбросом в атмосферу недостаточна. Основной причиной такого положения является то, что проблема не решается комплексно на стадии проектирования. В следствие этого инженерные решения по обеспыливанию как правило внедряются уже после ввода предприятия в действие, причем это внедрение не носит комплексного характера, а отдельные источники пылеобразования не увязаны в единую пылеаэродинамическую систему.

Для дальнейшего прогресса в решении проблемы необходим комплексный ход, основанный на фундаментальном исследовании вопросов, связанных с мнением устойчивости и разрушением пылевого аэрозоля как «исходной» дисперсной системы с помощью направленных внешних воздействий дополнительных «дисперсных систем»), что обеспечит снижение уровня запыленности воздуха рабочей зоны производственных помещений, атмосферы промышленной площадки и прилегающих территорий.

Снижение концентрации пыли в воздухе можно осуществлять по двум основным направлениям:

1. Разработка и организация технологических процессов, исключающих или существенно снижающих образование и выделение пыли.

2. Снижение запыленности воздуха путем воздействия на образовавшуюся пыль.

Для целенаправленной и последовательной борьбы с пылью необходимо следующее:

  • предотвратить распространение и обеспечить снижение устойчивости пылевого аэрозоля в воздухе рабочей зоны за счет возрастания его устойчивости в строго ограниченной, заранее выделенной области.
  • Не допустить повторного выхода а атмосферу.
  • Организовать рассеивание в атмосфере оставшейся в воздухе пыли.

    Процесс обеспылевания системы борьбы с промышленной пылью включает 3 элемента:

  • пылеулавливание (ПУ)
  • пылеочистку (ПО)
  • рассеивание пыли (РП)

     

    Пылеулавливание

     

    Один из основных источников пылеобразования на предприятии – пункт перегрузки сыпучего материала.

    Повышение эффективности обеспылевания за счет улучшения аэродинамического режима в аспирационной камере и уменьшения скорости перемещения сыпучего материал возможно при применении устройства, которое содержит:

    1– аспирационную камеру, сообщающаяся с всасывающей (3) и нагнетающей (5) насадками и течкой (4).

    6– механизм.

    7- приемная площадка.

     

     

    061614 0210 2 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    Рис. 1 Устройство для аспирации места перегрузки сыпучих материалов

     

    Для повышения эффективности пылеподавления разработан способ с применением туманообразователя. Вращение туманообразователем обеспечивает водо-воздушной смеси с высокой степенью диспергирования воды. Такое орошение можно применять в любых отраслях народного хозяйства, где источники пылеобразования имеют стационарные укрытия и по условиям технологии возможно использование воды как средства пылеподавления.

    Рабочее давление жидкости перед оросителем составляет 0,25-0,50 МПа, давление сжатого воздуха — 0,20 МПа. В качестве составов для орошения окно применять различные системы орошающей жидкости: вода, вода — ПАВ, вода-ВМС, вода-ПАВ-ВМС.

    При производстве сварочных работ приходится иметь дело с весьма тонкой пылью и газами. Поэтому решение вопроса пылеулавливания при этих работах требует другого подхода. Можно применять, например, вытяжную панель с принудительной закруткой стока, которая позволяет управлять параметрами всасывающего факела с помощью плоских приточных струй. В результате использования локализующих свойств генерируемого воздушного вихря и экранирования области стока создается равномерное распределение всасывающего факела вдоль плоского рабочего стола. Подача воздуха в панель приводит к снижению содержания в нем вредных веществ, практически исключает возможности выбивания вредностей из устройства

     

    Пылеочистка (ПУ)

     

    ПО занимает промежуточное место в комплексе ООС.

    Вредности через систему пылеулавливания при отсутствии ПО выбрасываются в атмосферу, загрязняя ее. ПО– неотъемлемая часть с БПП.

    Основным элементом системы пылеочистки является аппарат очистки воздуха от пыли (сухая очистка).

  1. Сухие механические пылеуловители

    II. Пористые фильтры.

    III. Электрофильтры.

    IV. «Мокрые» пылеулавливающие аппараты.

     

    5.1. Механические («сухие») пылеуловители

     

    Такие пылеуловители условно делятся на три группы:

    пылеосадительные
    камеры, принцип работы которых основан на действии силы тяжести (гравитационной силы);

    — инерционные пылеуловители, принцип работы которых основан на действии силы инерции;

    — циклоны, батарейные циклоны, вращающиеся пылеуловители, принцип работы которых основан на действии центробежной силы.

    Пылеуловительная камера представляет собой пустотелый или с горизонтальными полками во внутренней полости прямоугольный короб, в нижней части которого имеется отверстие или бункер для сбора пыли (рис. 2).

     

    061614 0210 3 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    Рис. 2. Пылеосадительные камеры

    а — полая; б — с горизонтальными полками; в, г — с вертикальными перегородками; I- запыленный газ; II — очищенный газ; III — пыль; 1 — корпус; 2 — бункер; 3 — штуцер для удаления; 4 — полки; 5 — перегородки.

     

    Скорость газа в камерах составляет 0,2-1,5 м/с, гидравлическое сопротивление 50-150 Па. Пылеосадительные камеры пригодны для улавливания крупных частиц размером не менее 50 мкм. Степень очистки газа в камерах не превышает 40-50%. Продолжительность прохождения t (с) газами осадительной камеры при равномерном распределении газового потока по ее сечению составляет:

    Циклоны:

    Пылегазовый поток с большой скоростью поступает в корпус циклона и совершает движение по нисходящей спирали (рис. 3.).

    КПД определяется формулой:

     

    hэфф.=(Смах – С выбр.)/С мах

     

    Физический смысл его: отношение уловленных примесей к подведенной к ним примесям.

     

     

    061614 0210 4 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 5 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    061614 0210 6 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    061614 0210 7 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 8 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 9 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 10 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 11 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 12 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 13 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 14 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 15 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

     

     

    061614 0210 16 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 17 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

     

    061614 0210 18 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 19 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 20 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 21 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 22 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

     

     

    Рис. 3. Циклон.

     

    Применяют батарейные циклоны (мультисекционные –более 50) из литых чугунных элементов D 100, 150, 250 мм, в общем корпусе с единым подводом и отводом газа и общим бункером.

    Более эффективны электрические пылеуловители (фильтры), работающие с использованием постоянного тока высокого напряжения (до 60КВ).

    Методы электроосаждения (улавливания пыли в электрическом поле заключается в следующем. Частицы пыли (или капельки влаги) сначала получают заряд от ионов газа, которые образуются в электрическом поле высокого напряжения, а затем движутся к заземленному осадительному электрозаряду. Попав на заземленный уловитель, частицы прилипают и разряжаются. Когда соединительный электрод обрастает слоем частиц, они стряхиваются под воздействием вибрации и собираются в бункере. Схема электрического осаждения пыли представлена на рис. 4.

    Электрофильтры применяются там, где необходимо очищать очень большие объемы газа и отсутствует опасность взрыва. Эти установки (рис.5) используются для улавливания пыли в цементной промышленности, а также металлургии в мощных системах улавливания дыма, для пылеулавливания в системах кондиционирования воздуха и других смежных отраслях.

     

     

    061614 0210 23 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    Рис. 4. Схема электрического осаждения пыли:

    1– источник электропитания; 2– коронирующий электрод; 3– соединительный электрод;

    4– ион газа; 5– частица пыли.

    061614 0210 24 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 25 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 26 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 27 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 28 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 29 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 30 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 31 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 32 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 33 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 34 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 35 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 36 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 37 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 38 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 39 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 40 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 41 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 42 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 43 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 44 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

     

    061614 0210 45 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 46 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 47 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 48 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 49 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    061614 0210 50 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 51 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 52 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 53 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 54 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 55 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 56 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 57 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    Рис.5. Электроустановка для очистки больших объемов

     

    hэл.фÞ99%

     

     

    Для высокоэффективной очистки от тонкой пыли разработан циклонный аппарат с оросительной системой.

    При всех результатах эффективность очистки воздуха в циклонных аппаратах, как правило, недостаточна. Поэтому необходимо применять вторую степень очистки, которая реализуется преимущественно аппаратами мокрой очистки различных конструкций. Целая группа таких аппаратов реализует способ, основанный на увеличении объема активной зоны факела орошения и концентрации пылевых частиц у стенок воздуховода, которые в активной зоне факела орошения перфорируют, закрывают герметичным кожухом, подсоединяют к вакуум-системе и создают у стенок воздуховода в указанной зоне пониженное давление . Способ может быть реализован в различных технических решениях.

    Длля получения возможности вмонтирования в вентсистему аппарата очистки разработано устройство еще одного типа (рис. 6), вмонтированное внутри воздуховода 2. Сопряженно с его стенками установлен конфузор 1, отношение диаметра сопла которого к диаметру воздуховода 2 составляет 0,5-0,7, а на выходе конфузора 1 соосно размещен перфорированный цилиндр 3 длиной 2,5–3,5 диаметра воздуховода. Задняя кромка 4 просечек 5 отогнута вовнутрь цилиндра. Таким образом, происходит рециркуляция части пылежидкостного потока во внутреннюю полость цилиндра 3 через просечки 5 из полости воздуховода за счет эжекционного эффекта, что обеспечивает интенсификацию процесс очистки. По оси воздуховода спутно пылевоздушному потоку установлен ороситель 6, факел которого находится в зоне перфорации цилиндра. За цилиндром по ходу потока расположен каплеуловитель 7, состоящий из сетчатых…

    061614 0210 58 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    Рис. 6. Устройство для очистки воздуха.

     

    Аппараты мокрого пылегазоулавливания

     

    При очистке газов от частиц пыли и для переработки газообразных отходов с целью извлечения из них полезных компонентов или их обезвреживания успешно применяются методы и оборудование, основанные на принципах мокрого пылеулавливания.

    Целесообразно сочетание сухой и последующей мокрой очистки, которая в свою очередь может сочетаться с адсорбционной доочисткой.

    Развитая поверхность контакта фаз способствует увеличению эффективности пылеулавливания. В промышленности используют мокрые пылеуловители (промыватели) капельного, пленочного и барботажного типов.

    Конструктивно аппараты могут быть полыми, тарельчатыми, механического и ударно-инерционного действия (ротоклоны), а также скоростного типа (трубы Вентури и другие инжекторы).

    Необходимо стремиться к созданию мокрых промывателей с минимальным гидравлическим сопротивлением, работоспособных при низких расходах воды. Эффективность очистки пыли зависит от размеров улавливаемых частиц и от других свойств пыли. Необходимость концентрирования системы жидкость — твердое тело с возвратом очищенной воды на пылеулавливание, накопление в орошаемой жидкости растворимых компонентов пыли усложняет систему мокрого пылеулавливания.

    В общем виде процесс улавливания пыли мокрым методом представляется как перенос твердой фазы из газовой среды в жидкую и удаление последней из аппарата вместе с твердой фазой [2,3]. В зависимости от формы контактирования фаз способы мокрой пылеочистки можно разделить на: 1 — улавливание в объеме (слое) жидкости; 2 — улавливание пленками жидкости; 3 — улавливание распыленной жидкостью в объеме газа (рис. 7).

     

    061614 0210 59 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    Рис.7. Схемы основных способов мокрого пылеулавливания:

    а- в объеме жидкости; б- пленками жидкости; в- распыленной жидкостью;

    1-пузырки газа; 2- капли жидкости; 3- твердые частицы.

     

     

    Скрубберы (газопромыватели).

    При объемно-жидкостном способе поток запыленного газа пропускают через определенный объем жидкости. Для этой цели используют пенные пылеуловители с провальными тарелками или тарельчатые скрубберы, эффективность которых может достигать 90-95%. На рис. 8 представлен тарельчатый скруббер.

    Улавливание пыли пленками жидкости характеризуется тем, что контакт газа и жидкости происходит на границе двух сред без перемешивания. Захват (собственно улавливание) твердых частиц тонкими пленками жидкости происходит на поверхностях конструктивных элементов. К этой группе устройств относятся скрубберы с насадкой, мокрые циклоны, ротоклоны и т.п. На рис.9 показана схема пылеуловителя вентиляционного мокрого (ПВМ),

    Улавливание пыли распыленной жидкостью заключается в том, что орошающая жидкость вводится в запыленный объем (поток) газа в распыленном или дисперсном виде. Распыление орошающей жидкости производится с помощью форсунок под давлением или за счет энергии самого потока газа. Первый способ распыления используется в полых скрубберах (рис. 10), второй –в турбулентных промывателях и скруберрах Вентури (рис. 11).

    061614 0210 60 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 61 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 62 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

     

     

     

    061614 0210 63 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 64 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 65 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

     

     

     

    Скрубберы Вентури (сочетание трубы с каплеуловителем центробежного типа) обеспечивают очистку газов от частиц пыли практически любого дисперсного состава. В зависимости от физико-химических свойств улавливаемой пыли, состава и температуры газа выбирают режим работы скруббера Вентури. Скорость газа в горловине может быть 30-200 м/с, а удельное орошение 0,1-6 м3/м3. Эффективность очистки от пыли зависит от гидравлического сопротивления. Скрубберы Вентури эффективно работают при допустимой запыленности очищаемых газов 30 г/м3, предельной температуре очищаемого газа 400 °С, удельном орошении 0,5-2,5 м3/м3и гидравлическом сопротивлении 6-12 кПа.

    Характеристика труб типа ГВПВ (газопромыватель Вентури прямоточный высоконапорный) приведена в табл. 1. Конструкция часто дополняется каплеуловителем циклонного типа (КЦТ}, который обеспечивает улавливание капель при содержании жидкости не более 1 м3/м3, температуре не выше 80°С, концентрации капельной влаги после сепарации 70 мг/м3. Гидравлическое сопротивление 350 Па и производительность КЦТ 1700-82500 м3/ч.

    Существуют еще некоторые другие установки для улавливания пыли из выбросов: пылеосадочные камеры, ротационные пылеуловители, инерционные пылеуловители, вихревые пылеуловители, зернистые фильтры. Они не находят широкого применения и поэтому здесь не рассмотрены.

     

    Таблица 1

     

    Тип пылеулавливающей установки 

    Размеры улавливаемых частиц, мкм 

    Эффективность очистки, % 

    Осадительные камеры

    >100 

    40-50 

    Циклоны 

    2 –40 

    50-99 

    Мультициклоны 

    2 –20 

    60-95 

    Тканевые фильтры 

    <0,5 

    до 99

    <

    Скрубберы оросительные 

    >0,5 

    75 –85 

    Электрофильтры 

    <0,1 

    до 99 

    Скрубберы пенные 

    >0,5 

    90–95 

     

     

    В табл. 1 даны некоторые обобщающие данные, характеризующие типы пылеулавливающих установок размер улавливаемых ими частиц и эффективность очистки.

    Для очистки выбросов от вредных газов применяют адсорберы и абсорберы. В адсорберах очищаемый поток пронизывает слой адсорбента, состоящего из зернистого вещества с развитой поверхностью, например, активированного угля, силикагеля, окиси алюминия, пиролюзита и т.п. При этом вредные газы и пары связываются с абсорбентом и впоследствии могут быть выделены из него. Имеются адсорберы и неподвижным слоем адсорбента (рис. 12.), который обновляет после насыщения уловленным веществом, а также адсорберы непрерывного действия, в которых адсорбент медленно перемещается и одновременно очищает проходящий через него поток. Промышленность выпускает также адсорберы с псевдоожиженным (кипящим) слоем, в которых очищаемый поток подается снизу вверх с большой скоростью и поддерживает слой адсорбента во взвешенном состоянии. Площадь соприкосновения очищаемого потока с поверхностью адсорбента при этом значительно увеличивается, но могут произойти истирание адсорбента и запыление очищаемого потока, поэтому за адсорбером в ряде случаев приходится устанавливать пылевой фильтр.

    В абсорберах (рис. 13) для очистки применяют, как правило, жидкие вещества, например воду или растворы солей (абсорбенты), поглощающие вредные газы и пары. При этом одни вредные вещества растворяются абсорбентом, другие вступают с ним в реакцию. Конструкции абсорберов весьма разнообразны. В качестве абсорберов могут применяться рассмотренные выше скрубберы, ротоклоны. ленные аппараты, пылеуловители Вентури и другое оборудование.

    061614 0210 66 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 67 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    061614 0210 68 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ061614 0210 69 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

     

     

     

     

    Отработавший в адсорберах и абсорберах сорбент желательно использовать. Так из пиролюзитовой руды после насыщения ее парами ртути выплавляют ртуть, при этом восстанавливаются первоначальные свойства руды.

    Распространенным способом очистки газов и органических соединений от газообразных вредных веществ, в том числе обладающих неприятным запахом, является дожигание.

    Для дезодорации неприятно пахнущих веществ применяют озонирование — метод, основанный на окислительном разложении образующих неприятный запах веществ и нейтрализации запаха.

     

     

    ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ВОДНОЙ СРЕДЫ

     

     

    Водная среда:

    мировой океан 94%

    пресная вода 27%

    подземные 4,1%

     

    Существенное загрязнение водной среды дает сброс сточных вод предприятий.

    Наносят ущерб окружающей водной среде различные гидротехнические сооружения: гидроэлектрические станции, дамбы, предотвращающие нежелательное повышение уровня воды и др., а также недопустимо большой водоразбор из некоторых рек, например, впадающих в Аральское море.

    В результате неблагоприятною воздействия человека на водные объекты концентрации вредных веществ в них превысили ПДК иногда в несколько раз, стали исчезать отдельные виды животных, упала рыбопродуктивность, но санитарным соображениям -закрылись некоторые пляжи, ухудшилось качество питьевой воды: в Европе, например, отвечают стандарту на питьевую воду сейчас только .

     

     

     

     

    Анализ природных и сточных вод

     

    Для определения загрязненности сточных вод проводят их санитарноэпидемический анализ. В водах, поступающих на очистную станцию, определяют температуру, окраску, запах, прозрачность, рН, осадок по времени (от 5 до 1 мин), стабильность по обесцвечиванию метиленовой сини, взвешенные вещества (летучие и нелетучие), сухой остаток, биохимическую потребность порода. (БПК5 и БПКполн), общую кислотность и щелочность, частичную окисляемость, химическое потребление кислорода (ХПК).

    Водно-санитарное законодательство в нашей стране в настоящее время содержит около 650 нормативов ПДК. Чтобы оценить качество природных вод, их подвергают физико-химическому анализу. Установлены физические и химические показатели качества воды. К физическим относятся температура, запах, вкус, прозрачность, мутность, цветность и т.д. Оптимальная температура воды для питья должна быть не выше 11 °С и не ниже 7 °С, такая вода приятно освежает. Запах определяется органолептически по пятибалльной системе. Вкусовые качества разделяют по четырем видам: соленый, горький, кислый, сладкий. Прозрачность и мутность воды устанавливают с помощью приборов — мутномеров и нефелометров при содержании взвешенных частиц менее 3 мг/л. Если таких частиц в воде много,ее прозрачность определяют по кресту в специальном цилиндре. Требования к питьевой воде строго регламентированы. (табл. 2)

     

    Таблица 2

    Требования к поверхностным водам

     

     

    Показатели состава и свойств воды водоема 

    Для хозяйственно-питьевого водоснабжения 

    Для купания, спорта, отдыха, для водосливов в черте населенных мест

    Взвешенные вещества 

    Увеличение <0,25 мг/л 

    <0,75 мг/л 

    Плавающие смеси (вещества) 

    Не должно быть плавающих пленок, пятен

    минеральных масел и др. 

    Запахи, привкусы 

    Не должна приобретать запахи интенсивностью

    > 2 баллов, сообщать их мясу рыб

    Окраска 

    Не должна обнаруживаться в столбике

    20 см 10см 

    Температура 

    Летом не > 3С по сравнению со среднемесячной 

    Реакция 

    Минеральный состав 

    Сухой остаток < 10000 мг/л Нормы по «привкусу»

    Растворимый кислород 

    4 мг/л в пробе, отобранной до 12 ч. дня 

    БПК  

    При 20С > 3,0 мг/л 

    При 20С > 0,6 мг/л 

    Возбудители заболеваний 

    Не должны содержать возбудителей заболеваний 

    Ядовитые вещества 

    Ограничения по концентрациям 

     

    Инженерная защита водной среды состоит в обеспечении ее чистоты, пригодной для существования в ней животного и растительного мира и возможности использования ее в хозяйственной и производственной деятельности человека, в частности в качестве питьевой воды, к которой предъявляются особенно жесткие требования.

     

    Контрольные вопросы

     

    1. Характеристика водной среды планеты и неблагоприятное воздействие на нее человека.

     

    Классификация сточных вод, их загрязнения, состав, ПДК и сброс в водоемы

     

    Все сточные воды подразделяются на 4 категории; хозяйственнобытовые (от жилых домов, бань, прачечных, предприятий питания и т.п.); производственные загрязненные; производственно-условно чистые (участвовавшие в производстве, но не загрязнившиеся) и атмосферные (ливневые, чалые, и от поливки улиц).

    Загрязнения в производственных сточных водах подразделяется на три группы:

    — преимущественно минеральные примеси (предприятия машиностроительной, металлургической, угледобывающей промышленности, строительных изделий и материалов);

    — преимущественно органические примеси (предприятия пищевой, мясомолочной, целлюлозо-бумажной, микробиологической промышленности);

    — минеральные и органические примеси (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, фармацевтической промышленности).

    Хозяйственно бытовые сточные воды преимущественно имеют органическое загрязнение, оно особенно неприятно, т.к. может нести в себе инфекционное начало.

    ПДК в водоемах может быть разной в зависимости от их назначения: водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей. В табл. 3 приведены ПДК некоторых вредных веществ первой группы этих объектов.

    В тех случаях, когда вредные вещества имеют однонаправленное действие (обладают эффектом суммации), их ПДК устанавливаются также как для воздушной среды по формуле 2.1.

    С целью оптимизации производства сокращения расхода воды и ее количества сбрасываемого в водостоки на основании научно-обоснованных расчетов и передового опыта разработаны СЭВиВНИИ ВОДГЭО укрупненные нормы водопотребления и водоотведения: количество потребляемой или отводимой воды на единицу готовой продукции или использованного сырья (Стройиздат. М.: 1982). Снижение этих норм говорит о прогрессивности предприятия.

    При этом сброс сточных вод в водоемы, получающийся в результате водоотведения, не должен нарушить его биогеоценоз при неблагоприятных гидрологических условиях смешения сброса с водой водоема.

    В зависимости от вида пользования водоема содержание растворенного кислорода в его воде после смешения со сточными водами должно быть не менее 4 мг/л; БПК — не более 3 и 6 мг/л, концентрации взвешенных веществ не должна увеличиваться после спуска более чем на 0,25 и 0,75 мг/л, активная реакция воды (рН) в пределах 6,5—8,5, а концентрация вредных веществ в пределах ПДК.

    Для того, чтобы при выпуске сточных вод в водоемы ослабить их вредное влияние, необходимо, чтобы такие, воды возможно быстрее перемешались с водой водоема; выпускать сточную жидкость можно лишь на некотором расстоянии от берега реки.

    Лучшее смешивание сточной жидкости с водой водоема обеспечивают рассеивающие выпуски (производимые через несколько расположенных на выпускной трубе патрубков), располагаемые в том фарватере реки, где скорости течения наибольшие. По высоте выпуск должен быть размещен ниже горизонта талой воды. Через 2 недели – осуществляется воссстановление водоема.

     

     

     

     

     

     

     

    Таблица 4.2

    ПДК некоторых вредных веществ в водных объектах хозяйственно-

    питьевого и культурно бытового водопользования, мг/л

     

    Ингредиент

    ПДК 

    Ингредиент 

    ПДК 

    По санитарно-токсикологическому лимитирующему показателю вредных веществ 

    Анилин 

    0,1 

    Стронций 

    2 

    Бензол 

    0,5 

    Тетраэтилсвинец 

    Отсутствие 

    ДДТ 

    0,1 

    Формальдегид 

    0,05 

    Метанол 

    3 

    Хлорбензол 

    0,02 

    Нитраты (по азоту) 

    10 

    Флокулянты

    0,5 

    По общесанитарному лимитирующему показателю вредного вещества 

    Аммиак 

    2 

    Метилпирролидон 

    0,5 

    Бутилацитат 

    0,1 

    Стрептоцид 

    0,5 

    Капролактам 

    1 

    Тринитротолуол 

    0,5 

    По органолептическому лимитирующему показателю вредных веществ 

    Бензин 

    0,1 

    Диметилфенол

    0,25 

    Бутибензол 

    0,1 

    Динитробензол 

    0,5 

    Бутиловый спирт 

    1 

    Динитрохлорбензол 

    0,5 

    Гексахлоран 

    0,02 

    Дихлорметан 

    7,5 

     

    Если выпускная труба и патрубки могут повредиться проходящими судами, место выпуска ограждают сигнальными устройствами.

    Сточные воды спускают в водоемы возможно дальше вниз по течению от мест водозабора и использования водоема для купания, спортивных или других культурных мероприятий.

    Контрольные вопросы

     

    1. Классификация сточных вод и их загрязнения.

    2. Основные физико-химические показатели сточных вод, понятие о БПК.

    3. Условия сброса сточных вод в водоемы, ПДК в них.

     

    Понятие об очистке сточных вод

     

    Очистка загрязненных сточных вод, сбрасываемых в водоемы, является главным направлением, обеспечивающем их относительную чистоту, в частности, не допускающим превышение концентраций вредных веществ в воды водоема более ПДК.

    Существуют два вида очистки: местная (локальная), когда очистные сооружения располагают на предприятии общая, когда сточные воды от предприятия спускаются в канализацию, где они смешиваются с городскими сточными водами, и очистные сооружения ставят для очистки смешанных сточных вод. перед сбросом их в водоемы. В первом случае очистные сооружения, как правило, находятся в ведении предприятия, во втором случае — в ведении коммунальных органов.

    Местная очистка производится обязательно, если сброс предприятия может нарушить работу городской канализации: оказать разрушающее действие на материал труб и элементы очистных сооружений, содержать более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ, содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенке труб, горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси, вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоемы, иметь температуру более 40 °С. Такая очистка может быть от одного цеха или даже от отдельных видов технологического оборудования и процессов. Причем лишь после ее производства сточные воды сбрасывают в городскую сеть.

    В последнее время значительно расширилось применение местной очистки. Дело в том, что с высокими концентрациями, которые могут быть в местных сточных водах дешевле их чистить от вредных веществ, чем после смешения и разбавления городскими сточными водами Поэтому администрация, эксплуатирующая городскую канализацию поставила перед производственными предприятиями подкрепленные экономическими санкциями требования о спуске ими в канализацию сточных вод с меньшим содержанием вредных веществ Принцип действия у местных и общих очистных сооружении, идентичен. Последние отличаются большими размерами, часто конфигурацией, применением механизации для их обслуживания.

    Для того чтобы качественно, полностью очистить воду от всех примесей применяются следующие способы:

    — удаление грубо- и мелкодисперсных примесей;

    — экстрагирование загрязняющих веществ;

    — адсорбция загрязняющих веществ;

    — отгонка их с водяным паром (эвалорация);

    — нейтрализация кислот и оснований;

    — флотация загрязняющих воду веществ;

    — хлорирование — дезинфекция сточных вод;

    — химическая очистка;

    — кристаллизация;

    — биохимическая очистка;

    — сбраживание осадка сточных вод.

    Для удаления примесей, находящихся во взвешенном, грубодисперсном состоянии, используют механические методы очистки, удаляя вещества, механического и органического происхождения (глинистые, кварцевые, известковые частицы, вещества животного и растительного происхождения).

    Более часто для местной очистки сточных вод на предприятиях сооружают песколовки и жироуловители.

    Песколовка (рис. 14.) представляет собой емкость, в которой сточная жидкость движется со скоростью 0,1-0,3 м/с в зависимости от крупности и плотности осаждаемых частиц, а также типа песколовки, извещенные частицы выпадают на дно песколовки, откуда их удаляют периодически. Освобожденная от взвешенных частиц сточная жидкость переливается с поверхности в «карман» выпуска, откуда она поступает в канализационную сеть. Песколовки выполняют из металла бетона и железобетона.

     

    061614 0210 70 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

    Рис.14. Песколовка:

    1 — впуск сточной жидкости; 2 — съемная плита перекрытия песколовки; 3- люк для удаления отстоя: 4 — выпуск сточной воды в канализационную сеть; 5 — карман выпуска; 6 -отстой песка или грязи

     

    Жироуловители (рис. 15) изготовляют из тех же материалов. Их применяют, например, для улавливания жира из сточной жидкости мясокомбинатов, столовых, ресторанов и фабрик-кухонь, с целью последующей его утилизации. Поэтому в трубы, подводящие сточную жидкость к жироуловителю, хозяйственно-фекальная сточная жидкость поступать не должна.

     

    061614 0210 71 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    Рис. 15. Жироуловитель:

    1 — выпуск сточной жидкости; 2 — съемный настил (снимается для удаления уловленной массы); 3 — клапан для опорожнения жироловки; 4 — заборное отверстие для выпуска очищенной от жира сточной жидкости; 5 — выпуск сточной жидкости

     

    Разница между песколовкой и жироуловителем состоит в том, что в последнем улавливаемая масса не осаждается, а всплывает кверху, откуда ее удаляют ручную или механическим способом. Поэтому заборное отверстие для выпуска очищенной от жира сточной жидкости располагают в нижней части емкости жироуловителя.

    Наибольшая глубина жидкости в жироуловителе не должна превышать 1 м, объем для всплываемой массы должен составлять не менее 25% от полного его объема. Время пребывания сточной жидкости в жироуловителе следует принимать 10—15 мин. При большом количестве улавливаемой в песколовках и жироуловителях массы ее удаляют из емкостей механизированным способом

    В случае залповых выбросов предусмотрены накопительные и запасные емкости.

    Химическая очистка сточной жидкости заключается в выделении загрязнений путем химических реакций между отдельными загрязняющими веществами и реагентами. В результате реакций окисления и восстановления эти вещества переходят в новые соединения, выпадающие в осадок или выделяющиеся в виде газов. Особенно часто применяют реакцию нейтрализации, иногда в сочетании с коагуляцией.

    Нейтрализация сточной жидкости происходит при ее химическом взаимодействии с веществами, придающими воде нейтральную реакцию. Для этого смешивают кислые и щелочные сточные воды или последние с нейтрализующим реагентом в нужных пропорциях, а так же фильтруют сточные воды через нейтрализующие материалы и др.

    При нейтрализации сточной жидкости фильтрацией в качестве фильтрующего материал применяют известняк, мрамор и доломит. Этот способ используют при соляно-азотных и сернистых водах.

    Для перемешивания кислых и щелочных сточных жидкостей устраивают резервуары-усреднители. В этих целях можно использовать пруды, рассчитанные не менее чем на суточное нахождение в них смешиваемых жидкостей. Нейтрализацию добавлением реагента производят в специальных камерах — нейтрализаторах, причем нейтрализатор может быть совмещен с отстойником.

    Физико-химическая очистка вод основана на процессах коагуляции веществ, их флокуляции, экстракции, сорбции, эвапорации, кристаллизации, флотации, электролизе и др. Коагулянты применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей, а также эмульгированных смол. Коагуляцию целесообразно проводить в тех случаях, когда простое отстаивание или фильтрование не дает удовлетворительных результатов. В качестве коагулянта добавляют в воду сульфат алюминия, алюминат натрия и др.

    Способ флокуляции применяют для ускорения процессов коагуляции и осаждения взвешенных частиц. С этой целью широко используют органические природные и синтетические реагенты.

    При экстракции (рис. 16) сточную жидкость смешивают с растворителем (зкстрагентом), в котором основная масса улавливаемого загрязнения растворяется. Например, для улавливания фенола из сточной жидкости и в нее добавляют бензол. Вследствие того, что плотность его меньше плотности сточной жидкости, при подаче снизу бензол поднимается вверх, встречает на своем пути загрязнения, соединяется с ними и отводится с ними сверху. Очищенную от уловленных загрязнений жидкость отводят снизу.

     

     

    061614 0210 72 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

    Рис. 16. Схема экстрактора (физико-химическая очистка сточных вод):

    — сточная вода; 2 — воздушная труба; 3 —экстрагент загрязненный;

    4 — очищенная вода; 5 — экстрагент чистый.

     

    При сорбции загрязняющие жидкость частицы оседают на поверхности сорбентов — специальных веществ, например активизированных углей. Эвапорация заключается в отгонке загрязняющих сточную жидкость летучих веществ (например, фенола) пропусканием через нее острого водяного пара. Летучие загрязнения сточной жидкости переходят в пар. который поступает далее в поглотительную колонку, где очищается от загрязнений.

    С точные полы очищают также путем выделения из них загрязнений в виде кристаллов. Кристаллизация происходит обычно в водоемах, причем процесс ускоряется при повышенной концентрации загрязнений.

    Способом электролиза и электродиолиза расщепляют молекулы загрязняющих веществ и преобразуют их. Электрогидравлический эффект, возникающий при разряде токов высокого напряжения, можно использовать для разрушения сложных молекул загрязнителей (например, красителей).

    Химической и физико-химической очистке подвергают в основном промышленные сточные воды. Способ биологической очистки сточной жидкости применяют в случае загрязнения ее органическими веществами. Он основан на свойстве микроорганизмов использовать для питания находящихся в сточных водах органические вещества в качестве источника углерода. В результате сложного биохимического окисления, происходящего при наличии кислорода, происходит минерализация органических загрязнений, а в процессе жизнедеятельности микроорганизмов (аэробных бактерий) увеличивается их масса.

    Биологическую очистку вод ведут почвенную в условиях, близких к естественным (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды), либо в искусственных условиях (аэротенки, окислительные каналы с механическим орошением, биологические фильтры и т. п.).

    В крупных очистных сооружениях биологическую очистку производят в аэротенких (рис. 17), представляющих собой емкости с очищаемой сточной жидкостью, через которую снизу вверх пропускается мелкими пузырьками воздух (иногда кислород). В связи с увеличением массы микроорганизмов после азротенков их выделяют в виде активного ила обычно во вторичных отстойниках.

    В очистных сооружениях с аэротенками большая часть активного ила возвращается из вторичного отстойника в аэротенк, а избыточный ил сбрасывается и обрабатывается с осадком из первичных отстойников. Таким образом, потребность в активном иле, которая удовлетворяется извне, нужна только при запуске сооружений биологической очистки, в дальнейшем же нужен только контроль процесса.

     

    061614 0210 73 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

     

     

    Рис. 17. Принципиальная схема устройства аэротепка:

    а — разрез; б — план; 1 — загрязненный поток; 2 — активный ил;

    3 — окисленный поток; 4 — перфорированные трубы, через которые нагнетается воздух;

    5 — фильтровые пластины

     

    Микроорганизмы могут жить при наличии в сточных водах азота, фосфора и калия. Поэтому при отсутствии этих элементов в некоторых производственных сточных водах их вводя в виде соответствующих минеральных солей.

    Степень загрязнения сточной жидкости органическими веществами характеризуется биохимической потребностью кислорода (БПК), необходимого для окисления имеющихся в жидкости органических загрязнений. Она может достигать нескольких тысяч мг/л.

    При биологической очистке из очистных сооружений выходит вода с БПК до 20 мг/л (полная очистка) или более 20 мг/л (неполная).

    В воде, используемой из водоемов для водоснабжения, БПК может достигать 2 мг/л. Загрязненную жидкость после очистки и отстаивания сбрасывают в водоемы, а хозяйственно-бытовые стоки дезинфицируют.

    На канализационных очистных станциях хозяйственно-бытовые и производственные воды, как правило, очищаются совместно, для чего применяют комбинированную очистку с использованием механического, биологического и химического методов.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     


     

<

Комментирование закрыто.

WordPress: 22.57MB | MySQL:120 | 2,133sec