Очищення газів від аміаку.
Аміак - токсичний газ, вихідна сировина у виробництві азотної кислоти. ГДК аміаку в повітрі населених пунктів 0,2 мг / м 3. Промислові гази можуть містити аміак в широкому інтервалі концентрацій. Очищення газів від аміаку заснована на його хорошою розчинності у воді і лужних властивості.
Аміак легко видаляється із забруднених газів промиванням водою, іноді додають додатковий щабель доочищення розчином сірчаної або фосфорної кислоти:
Адсорбцію аміаку водою проводять в системі, що складається з послідовно включених насадок і тарілчастих колон при тиску 1,6 МПа і температурі 60 Про З з отриманням товарного продукту - аміачної води.
Найбільш екологічним є метод каталітичного розкладання аміаку при підвищених температурах:
Утворений при цьому газ містить таку кількість водню, що може згоряти з виділенням великої кількості теплоти.
Очищення газів від аміаку при невеликому вмісті цього компонента в газових сумішах можна проводити, використовуючи активоване вугілля або великопористі іоніти. На активованих вугіллі має місце процес адсорбції аміаку. На ионитах - процес ионообменной адсорбції, в якому бере участь гідроксид амонію, що утворюється в присутності вологи в очищаемом газі:
HR - катионит в Н-формі.
Катіоніт регенерують, промиваючи водою або слабким розчином кислоти.
ТЕМА 3. Розсіювання в атмосфері викидів промислових
підприємств.
3.1. Контроль якості атмосферного повітря в зоні впливу викидів про
промислових підприємств. ПДВ.
3.2. Способи викиду забруднених промислових газів в атмосферу. рас
сеіваніе викидів в атмосфері.
3.3. Санітарно-захисна зона підприємства. Формування фітофільтра в
санітарно-захисній зоні.
Аеродісперсние системи, гази, пари, які утворюються в технологічному процесі підприємства у вигляді відходів, як правило, містять компоненти, здатні чинити негативний вплив на біоту і людини в певних концентраціях. При існуючих технологіях отримання цільових продуктів і існуючих способах очищення викидів зменшення концентрацій небезпечних забруднень в навколишньому середовищі забезпечують шляхом розсіювання забруднених газовчерез високі трубина великих відстанях від джерел викиду. При цьому припускають, що досягається тільки такий рівень аеротехногенного забруднення навколишнього середовища, при якому ще можливо природне самоочищення всіх природообразующих сфер (води, повітря, грунту). Як критерій якості атмосферного повітря встановлюються ГДК - максимальна концентрація домішок в атмосферному повітрі, віднесена до певного часу осереднення, яка при періодичному впливі або протягом усього життя людини не надає на нього шкідливого впливу, включаючи віддалені наслідки.
Максимальна разова ГДК встановлюється для короткочасного впливу шкідливих речовин на людину (до 30 хв). ГДК середньодобова встановлюється для попередження прямого або непрямого впливу на організм людини при невизначено тривалому впливі шкідливої речовини.
ГДК максимальна разова
ПДКзагрязняющіх речовин
в повітрі населених місць
ГДК забруднюючих речовин
в повітрі робочої зони
Найбільша концентрація кожного шкідливої речовини См (мг / м 3) в приземному шарі атмосфери не повинна перевищувати максимальної разової гранично допустимої концентрації ПДКМР:
(1)
Якщо до складу викиду входять кілька шкідливих речовин, то повинна виконуватись нерівність:
(2)
С1 - Сn - концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі в одній і тій же точці
місцевості, мг / м 3,
ГДК - гранично допустимі концентрації забруднюючих речовин (МР).
Найбільша концентрація кожного шкідливої речовини См не повинна перевищувати 0,8 ГДК для атмосферного повітря населених пунктів, на територіях санітарних охоронних зон курортів, в місцях розміщення великих санаторіїв і будинків відпочинку, в зонах відпочинку міст з населенням понад 200 тис.чол.
З метою обмеження забруднення атмосферного повітря для підприємств встановлюється ПДВ (гранично допустимий викид) - максимальний викид забруднюючих речовин для конкретного джерела, що встановлюється з умови, що викиди від даного джерела і всієї сукупності джерел викидів даної території (міста, др.населенного пункту) з урахуванням їх розсіювання і перетворення в атмосфері. а також перспектив розвитку регіону, не створять в приземному шарі атмосфери концентрацій забруднень, що перевищують нормативи ПДКМР. Якщо з яких-небудь причин на деякому етапі неможливо виконати норматив ПДВ, то за погодженням з Комітетом з природних ресурсів і охорони ОС може бути встановлений ВДВ-тимчасово узгоджений викид. Норматив ПДВ переглядається не рідше, ніж раз в 5 років.
Забруднення навколишнього середовища при розсіюванні викидів підприємств через високі труби залежить від багатьох факторів: висоти труби, швидкості викидається газового потоку, відстані від джерела викиду, наявності декількох близько розташованих джерел викидів, метеорологічних умов і ін.
Висота викиду і швидкість газового потоку. Зі збільшенням висоти труби і швидкості викидається газового потоку ефективність розсіювання забруднень збільшується, тобто розсівання викидів відбувається в більшому обсязі атмосферного повітря, над більшою площею поверхні землі.
Графік залежності С (загр) = f (відстані від джерела)
Приземний шар атмосфери
Зона перекидання факела зона задимлення зона поступового
(Найбільшого забруднення) зниження рівня
Схема розсіювання і розподілу концентрацій шкідливих речовин в приземному
шарі атмосфери під факелом високого і потужного джерела викидів.
Викиди рекомендується робити на ефективної висотеНЕ.
Н - висота підйому струменя
над гирлом труби
Труби будують якомога вище (180 - 250 м і більше). Для підвищення швидкості витікання газів з гирла труби застосовують факельний спосіб викиду, який передбачає наявність на кінці труби спеціального пристрою (конфузора з направляючими насадками). Ці пристрої дозволяють збільшити далекобійність виходить струменя газу. Значення величини Н знаходять за формулою (5):
(5)
- початкова швидкість газоповітряної суміші в гирлі труби,
- різниця температур газів і атмосферного повітря,
- діаметр гирла труби, м
- швидкість вітру, м / с
Швидкість вітру. Вітер - турбулентний рух повітря над поверхнею землі. Напрямок та швидкість вітру не залишаються постійними, швидкість вітру зростає при збільшенні перепаду атмосферного тиску. Найбільше забруднення атмосфери можливо при слабких вітрах 0-5 м / с при розсіюванні викидів на малих висотах у приземному шарі атмосфери. При викидах з високих джерел найменше е розсіювання забруднень має місце при швидкостях вітру 1-7 м / с (в залежності від швидкості виходу струменя газу з гирла труби).
Температурна стратифікація. Здатність поверхні землі поглинати або випромінювати тепло впливає на вертикальний розподіл температури в атмосфері. У звичайних умовах при підйомі вгору на 1 км температура зменшується на 6,50. градієнт температури дорівнює 6,50 / км. У реальних умовах можуть спостерігатися відхилення від рівномірного зменшення температури з висотою - температурна інверсія. Розрізняють приземні і підняті інверсії. Приземні характеризуються появою більш теплого шару повітря безпосередньо біля поверхні землі, підняті - появою більш теплого шару повітря (инверсионного шару) на деякій висоті. В інверсійних умовах погіршується розсіювання забруднень, вони концентруються в приземному шарі атмосфери. При викиді забрудненої газового потоку з високого джерела найбільше забруднення повітря можливо при піднятою інверсії, нижня межа якої знаходиться над джерелом викиду і найбільш небезпечною швидкості вітру 1 - 7 м / с. Для низьких джерел викидів найбільш несприятливим є поєднання приземної інверсії зі слабким вітром.
Рельєф місцевості. Навіть при наявності порівняно невеликих височин істотно змінюється мікроклімат в окремих районах і характер розсіювання забруднень. Так в понижених місцях утворюються застійні, погано провітрюваних зони з підвищеною концентрацією забруднень. Якщо на шляху забрудненого потоку знаходяться будівлі, то над будівлею швидкість повітряного потоку збільшується, відразу за будівлею - знижується, поступово збільшуючись у міру віддалення, і на деякій відстані від будівлі швидкість потоку повітря приймає початкове значення. Аеродинамічна тінь - погано провітрюваних зона, що утворюється при обтіканні будівлі потоком повітря. Залежно від типу будівель і характеру забудови утворюються різні зони із замкнутою циркуляцією повітря, що може робити істотний вплив на розподіл забруднень.
Широке, окремо розташована будівля
Група будівель: перше - вузьке
підвітряного боку будівлі
Ширина межкорпусной циркулярної зони дорівнює 8НЗД. якщо перша будівля широке
Тільки низькі джерела викидів, висота яких не перевищує висоти даху будівлі, забруднюють циркуляційні зони будівель.
Висота джерел викидів НЗАГР. при якій вони забруднюють циркуляційні зони, визначається з формул (5-7):
для вузького окремого будинку НЗАГР = 0,36 ВЗ + 2,5 НЗД (8)
ВЗ - відстань від джерела викиду до підвітряного боку будівлі.
Методика розрахунку розсіювання в атмосфері шкідливих речовин. що містяться у викидах, заснована на визначенні концентрацій цих речовин (мг / м 3) в приземному шарі повітря. Ступінь небезпеки забруднення приземного шару атмосферного повітря викидами шкідливих речовин визначається за найбільшою розрахованим значенням концентрації шкідливих речовин, яке може встановитися на деякій відстані від джерела викиду при найбільш несприятливих метеоумов (швидкість вітру досягає небезпечного значення, спостерігається інтенсивний турбулентний вертикальний обмін та ін.). Розрахунок розсіювання викидів проводиться по ОНД-86. (ОНД - основний нормативний документ).
Підприємства, що викидають в навколишнє середовище шкідливі речовини, повинні бути відокремлені від житлової забудови санітарно-захисними зонами. Відстань від підприємства до житлової забудови (розміри санітарно-захисної зони) встановлюються в залежності від кількості та виду що викидаються в навколишнє середовище забруднюючих речовин, потужності підприємства, особливостей технологічного процесу.
Підприємство (клас) розміри санітарно-захисної зони
5 клас 50 м.
При певних умовах межі санітарно-захисної зони можуть бути збільшені, але не більше, ніж в 3 рази.
Одна з функцій санітарно-захисної зони - біологічна очистка атмосферного повітря засобами озеленення. Деревно-чагарникові насадження газопоглотітельного призначення (фітофільтри) здатні поглинати газоподібні забруднюючі речовини. Наприклад, встановлено, що лугова і деревна рослинність може пов'язувати 16-90% сірчистого газу. Роль окремих компонентів біоценозу в зв'язуванні забруднень залежить від періоду вегетації і фотосинтетичної активності, температури, освітленості, вологості повітря. Розрахунок поглинальної здатності насаджень розраховується за формулою (11):
Р - поглинальна здатність 1 га насаджень за вегетацію, кг / га
U - суха фитомасса листя і хвої, кг
К - коефіцієнт фізіологічно допустимого накопичення сірки
(Листяні породи - 0,002; хвойні - 0,001)
ТU - час видалення сірки з листя і хвої (10 днів)
ТВ - тривалість вегетації, днів.Для насаджень з фитомассой листя і хвої 5 т / га рівень накопичення сірки становить (в кг на 1 га насаджень):
фізіологічно допустимий - 150 кг (для листяного лісу), 36 кг (для хвойного лісу),
при слабких пошкодженнях (до 20%) - 300 кг і 83 кг відповідно,
при середніх пошкодженнях (40%) - 412 кг і 145 кг відповідно,
при сильних пошкодженнях - 720-800 кг і 260 кг відповідно,
фізіологічний (неприпустимі некрози і зниження фотосинтетичної продуктивності),
біологічний (допускається певна ступінь пошкодження листя і хвої, зниження продуктивності і можлива загибель особливо чутливих видів),
максимальний (потенційний) (можлива загибель рослинності і засолення або отруєння ґрунтів).
Відповідно до рівнів поглинальної здатності коефіцієнт К у формулі (11) набуває таких значень:
Рівень поглинальної здатності рослинності
Структура і функції зеленого фільтра
Фронтальна частина середня частина тилова частина
F F F
Руйнування зниження повне очищення
газових концентрацій газових потоків
потоків забруднень від забруднень
виконання функцій досягається підбором високогазоустойчівих видів рослин з максимально вираженою назопоглотітельной здатністю, що володіють значною біомасою листя і різними термінами облиственими
Фронтальна частина зеленого фільтра повинна бути представлена груповими і лінійними посадками з коридорами, що утворюють організовану аеродинамічну систему. Середня і тилова частини фільтра повинні сприяти повному перехоплення газоподібних забруднень. Для цієї мети рекомендуються семірядние триярусні лісові полосис зростаючої густотою зелених насаджень. Площа насаджень в санітарно-захисних зонах залежить від класу промислового підприємства. Асортимент рослин підбирають відповідно до кліматичних і грунтовими умовами, складом і кількостями забруднень, відстанями від джерел викидів. Зазвичай поблизу промислових підприємств за станом рослинності виділяють кілька характерних зон. В радіусі 100-500 м гинуть багато деревних (в першу чергу хвойні) породи. У цій зоні слід висаджувати найбільш стійкі види трав'янистих рослин і деяких чагарників. В радіусі 500 - 1000 м можливе створення стійких газонів, захисних смуг та інших форм насаджень з стійких чагарників і деревних порід. В радіусі 1-2 км для озеленення використовують Середньостійка і навіть газочутливі види. Стійкість фітофільтра в деяких випадках можна підвищити шляхом промивання листяної маси (полив).
Деякі види рослин, які використовуються для озеленення санітарно-захисних зон
при різних забрудненнях
Асортимент рослин (приклади)
ТЕМА4. Техногенне забруднення гідросфери.
4.1. Способи водозабезпечення і водовідведення промислових підприємств.
Освіта стічних вод.
4.2. Склад і властивості стічних вод.
Пріпрямоточномводообеспеченіі промислових підприємств вода, що забирається з природного джерела, після участі в технологічному процесі повертається у водойму у вигляді стічної (відпрацьованою) води за винятком тієї кількості, яке безповоротно витрачається у виробництві. Утворені на підприємстві стічні води перед скиданням у водойму повинні проходити через очисні споруди, однак не всі підприємства їх мають і стічні води можуть без очищення скидатися у водойму. При такому способі водозабезпечення виробництва з природних джерел забираються великі кількості чистої води. яка повертається в природні середовища в кілька меньшемоб'еме, але містить токсичні для гідробіонтів забруднюючі речовини.
Схема прямоточного водопостачання промислових