Средства защиты окружающей среды от вредных факторов кратко

Обновлено: 02.07.2024

1. Экобиозащитная техника – это средства защиты человека и природной среды от опасных и вредных факторов. Например: для защиты человека в условиях производства, а также при взаимодействии с техническими средствами вне производства применяются разнообразные средства, не допускающие или снижающие до допустимого уровня воздействие опасных и вредных факторов.
2. Защита атмосферы от вредных веществ производится с помощью очистки производственных воздушных выбросов от пыли, тумана, вредных газов и паров. Для очистки от пыли сухими методами используется пылеуловители, работающие на основе гравитационных, инерционных, центробежных или электростатических механизмов осаждения, а также различные фильтры.

Содержание работы

1. Экобиозащитная техника………………………………………………………3
2.Очистка газопылевых выбросов……………………………………………….3
3. Очистка промышленных и бытовых стоков………………………………….7

Файлы: 1 файл

реферат БЖД.docx

МОСКОВСКИЙ ГУМАНИТАРНО- ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

2.Очистка газопылевых выбросов……………………………………………….3

3. Очистка промышленных и бытовых стоков………………………………….7

Для обеспечения экологической безопасности технических систем и технологий используется экобиозащитная техника.

Очистка газопылевых выбросов

Защита атмосферы от вредных веществ производится с помощью очистки производственных воздушных выбросов от пыли, тумана, вредных газов и паров. Для очистки от пыли сухими методами используется пылеуловители, работающие на основе гравитационных, инерционных, центробежных или электростатических механизмов осаждения, а также различные фильтры. Для очистки от пыли мокрыми методами используются газопромыватели-скрубберы, в которых пыль осаждается на капли, газовые пузырьки или пленку жидкости при контакте с ней. Очистка тумана производится электрофильтрами и фильтрами из различных материалов (волокна, ткань, керамика и др.). Для нерастворимых вредных газов используются реакторы, в которых газы нейтрализуются путем химических превращений, а также печи для дожигания остаточных газов. Очистка паров осуществляется путем их концентрации в конденсаторах.

В настоящее время разработано и опробовано в промышленности большое количество различных методов очистки газов от технических загрязнений: NOx, SO2, H2S, NH3, оксида углерода, различных органических и неорганических веществ.

Абсорбционный метод абсорбция представляет собой процесс растворения газообразного компонента в жидком растворителе. Абсорбционные системы разделяют на водные и неводные. Во втором случае применяют обычно малолетучие органические жидкости. Жидкость используют для абсорбции только один раз или же проводят ее регенерацию, выделяя загрязнитель в чистом виде. Схемы с однократным использованием поглотителя применяют в тех случаях, когда абсорбция приводит непосредственно к получению готового продукта или полупродукта. В качестве примеров можно назвать:

• получение минеральных кислот (абсорбция SO3 в производстве серной кислоты, абсорбция оксидов азота в производстве азотной кислоты);

• получение солей (абсорбция оксидов азота щелочными растворами с получением нитрит-нитратных щелоков, абсорбция водными растворами извести или известняка с получением сульфата кальция);

• других веществ (абсорбция NH3 водой для получения аммиачной воды и др.).

Схемы с многократным использованием поглотителя (циклические процессы) распространены шире. Их применяют для улавливания углеводородов, очистки от SO2 дымовых газов ТЭС, очистки вентгазов от сероводорода железно-содовым методом с получением элементарной серы, моноэтаноламиновой очистки газов от CO2 в азотной промышленности.

Адсорбционный метод в адсорберах осуществляется поглощение вредных газов пористыми материалами абсорбентами. При абсорбции примеси вытягиваются в воду, растворы или в органические растворители, в зависимости от растворимости вредных газов в той или иной жидкости без химического взаимодействия с нею. Адсорбционный метод являются одним из самых распространенных средств защиты воздушного бассейна от загрязнений. Только в США введены и успешно эксплуатируются десятки тысяч адсорбционных систем. Основными промышленными адсорбентами являются активированные угли, сложные оксиды и импрегнированные сорбенты. Активированный уголь (АУ) нейтрален по отношению к полярным и неполярным молекулам адсорбируемых соединений. Он менее селективен, чем многие другие сорбенты, и является одним из немногих, пригодных для работы во влажных газовых потоках. Активированный уголь используют, в частности, для очистки газов от дурно пахнущих веществ, рекуперации растворителей и т.д.

Оксидные адсорбенты (ОА) обладают более высокой селективностью по отношению к полярным молекулам в силу собственного неоднородного распределения электрического потенциала. Их недостатком является снижение эффективности в присутствии влаги. К классу ОА относят силикагели, синтетические цеолиты, оксид алюминия.

Термическое дожигание представляет собой метод обезвреживания газов путем термического окисления различных вредных веществ, главным образом органических, в практически безвредных или менее вредных, преимущественно СО2 и Н2О. Обычные температуры дожигания для большинства соединений лежат в интервале 750-1200 °C. Применение термических методов дожигания позволяет достичь 99%-ной очистки газов.

При рассмотрении возможности и целесообразности термического обезвреживания необходимо учитывать характер образующихся продуктов горения. Продукты сжигания газов, содержащих соединения серы, галогенов, фосфора, могут превосходить по токсичности исходный газовый выброс. В этом случае необходима дополнительная очистка. Термическое дожигание весьма эффективно при обезвреживании газов, содержащих токсичные вещества в виде твердых включений органического происхождения (сажа, частицы углерода, древесная пыль и т.д.).

Термокаталитические методы газоочистки отличаются универсальностью. С их помощью можно освобождать газы от оксидов серы и азота, различных органических соединений, монооксида углерода и других токсичных примесей. Каталитические методы позволяют преобразовывать вредные примеси в безвредные, менее вредные и даже полезные. Они дают возможность перерабатывать многокомпонентные газы с малыми начальными концентрациями вредных примесей, добиваться высоких степеней очистки, вести процесс непрерывно (стационарный метод, нестационарный метод (реверс-процесс).

Озонные методы применяют для обезвреживания дымовых газов от SO2(NOx) и дезодорации газовых выбросов промышленных предприятий. Введение озона ускоряет реакции окисление NO до NO2 и SO2 до SO3. После образования NO2 и SO3 в дымовые газы вводят аммиак и выделяют смесь образовавшихся комплексных удобрений (сульфата и нитрата аммония).

Биохимические методы очистки основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение веществ происходит под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами в среде очищаемых газов. При частом изменении состава газа микроорганизмы не успевают адаптироваться для выработки новых ферментов, и степень разрушения вредных примесей становится неполной. Поэтому биохимические системы более всего пригодны для очистки газов постоянного состава.

Плазмохимический метод основан на пропускании через высоковольтный разряд воздушной смеси с вредными примесями. Используют, как правило, озонаторы на основе барьерных, коронных или скользящих разрядов, либо импульсные высокочастотные разряды на электрофильтрах.

Плазмокаталитический метод это довольно новый способ очистки, который использует два известных метода – плазмохимический и каталитический. Установки, работающие на основе этого метода, состоят из двух ступеней. Первая – это плазмохимический реактор (озонатор), вторая - каталитический реактор. Газообразные загрязнители, проходя зону высоковольтного разряда в газоразрядных ячейках и взаимодействуя с продуктами электросинтеза, разрушаются и переходят в безвредные соединения, вплоть до CO2 и H2O.

Фотокаталитический метод сейчас широко изучается и развивается фотокаталитический метод окисления органических соединений. В основном при этом используются катализаторы на основе TiO2, которые облучаются ультрафиолетом.

Очистка промышленных и бытовых стоков

Защита гидросферы осуществляется с помощью очистки сточных вод от загрязняющих их примесей.

Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод всех ценных веществ и их переработку. Деструктивные методы позволяют проводить разрушение вредных веществ окислением или восстановлением, затем удалением их в виде газов и осадков. Последовательно сточные воды очищаются сначала механическими методами: отстаиванием, фильтрованием, удалением частиц центробежными силами. Затем сточные воды подвергаются воздействию комплекса физико-химических методов. При коагуляции происходит укрупнение дисперсных частиц примеси для ускорения их осаждения добавлением специальных веществ-коагулянтов, в результате образуются хлопья, оседающие на дно.

При флотации жидкость взбалтывается и примеси захватываются пузырьками воздуха. Используется также адсорбция примесей на угле, золе, шлаке, опилках и т.п., экстракция масел, фенолов, ионов металлов из воды путем смешивания ее с нерастворимыми в воде органическими растворителями, которые отделяются затем вместе с примесями.

При дезодорации удаляются дурно пахнущие вещества, при дегазации удаляются агрессивные газы (например, аммиак удаляется продувкой воздуха). Используются электрохимические и химические методы – нейтрализация, окисление хлором. При этом удаляются фенолы, сероводород, цианиды и др. Высокая окислительная способность озона используется для озонирования. В процессе озонирования вода обесцвечивается, устраняются привкусы, запахи, производится обеззараживание воды. На завершающей стадии применяются биохимические методы. Процесс биохимической очистки основан на способности микроорганизмов использовать для питания в процессе жизнедеятельности загрязняющие воду органические и некоторые неорганические вещества, превращаю их в биомассу и летучие газы. Ускорить процесс биохимического окисления помогают ферменты. Для реализации указанных методов используются очистные сооружения, через которые должны пропускаться все сточные воды промышленных предприятий и городской канализации.

Рецензент – В.А. Подобед, док. техн. наук, профессор кафедры управления судном и промышленного рыболовства МГТУ

Вредные факторы технических систем, технологических и производственных процессов различных объектов экономики неблагоприятно влияют не только на работающих, но и на окружающую среду современных городов. Активной формой защиты окружающей среды и населения от вредного воздействия промышленных предприятий являются переход к малоотходным и безотходным технологиям, а в условиях сельскохозяйственного производства – к биологическим метода борьбы с сорняками и вредителями.

В месте с тем в качестве дополнительных и достаточно эффективных средств защиты в настоящее время широко применяются как различное очистное оборудование, так и специальные технические устройства по уменьшению интенсивности различных энергетических воздействий техногенного происхождения.

Основной физической характеристикой примесей атмосферы является концентрация – масса (мг) вещества в единице объема (м3) воздуха при нормальных условиях. Концентрация примесей (мг/м3) определяет физическое, химическое и другие воздействия веществ на окружающую среду и человека и служит основным параметром при нормировании содержания примесей в атмосфере.

Процесс очистки газов от твердых и капельных примесей в различных аппаратах характеризуется несколькими параметрами, в частности общей эффективностью очистки. Если очистка ведется в системе последовательно соединенных аппаратов, то общая эффективность очистки

Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принципиальных особенностях механизма отделения твердых частиц от газовой фазы. Пылеулавливающее оборудование разнообразно и может быть разделено на четыре типа.

Простыми и широко распространенными являются аппараты сухой очистки воздуха и газов от крупной неслипающейся пыли. К их числу относятся разнообразные по конструкции циклоны, принцип действия которых основан на использовании центробежной силы, воздействующей на частицы пыли во вращающемся потоке воздуха. Газы, подвергаемые очистке, вводятся через патрубок по касательной к внутренней поверхности корпуса. За счет тангенциального подвода происходит закрутка газопылевого потока. Частицы пыли отбрасываются к стенке корпуса и по ней ссыпаются в бункер. Газ, освободившись от пыли, поворачивает на 180º и выходит из циклона через трубу. Циклон такой конструкции разработан нииогазом и предназначен для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами или электрофильтрами. Для очистки газа от пыли используются цилиндрические (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, ЦП-2) и конические (СК-ЦН-34, СКЦН-34 М и СДК-ЦН-33) циклоны.

Для очистки больших масс газов используются батарейные циклоны, состоящие из большого числа параллельно установленных циклонных элементов, расположенных в одном корпусе и имеющих общий подвод и отвод газов. Эффективность работы батарейных циклонов на 20–25% ниже, чем у одиночных, что объясняется перетоком газов между циклонными элементами.

Аппараты мокрой очистки газов, или скрубберы, широко распространены, так как отличаются высокой эффективностью очистки от частиц мелкодисперсной пыли с размером более 0,3–1,0, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Принцип действия основан на осаждении частиц пыли на поверхности капель или пленки жидкости, в качестве которой используется либо вода, либо химический раствор. Комплексная очистка газов – это достоинство аппаратов мокрой очистки – полых форсуночных скрубберов.

Наряду с полыми скрубберами широко используются насадочные скрубберы, представляющие собой колонны, заполненные специальными насадками в виде колец или шариков, изготовленных из пластмассовых или керамических элементов или крупного шлака и щебеня. Насадка может распределяться в виде отдельных регулярных слоев или беспорядочно.

Для мокрой очистки нетоксичных или невзрывоопасных газов от пыли применяют центробежные скрубберы, в которых частицы пыли отбрасываются на пленку жидкости центробежными силами, возникающими при вращении газового потока в аппарате за счет тангенциального расположения входного патрубка в корпусе. Пленка жидкости толщиной не менее 0,3 мм создается подачей воды через распределительное устройство и непрерывно стекает вниз, увлекая в бункер частицы пыли. Эффективность очистки газа от пыли в аппаратах такого типа зависит главным образом от диаметра корпуса аппарата, скорости газа во входном патрубке и дисперсности пыли.

К мокрым пылеуловителям относятся барботажно-пенные пылеуловители с провальной и переливной решетками. В таких аппаратах очищаемый газ подается под решетку и проходит через слой жидкости, очищаясь от частиц пыли.

Наиболее распространенными аппаратами мокрой очистки газов являются скрубберы Вентури .

Аппараты фильтрационной очистки предназначены для тонкой очистки газов за счет осаждения частиц пыли на поверхности пористых фильтрующих перегородок. Осаждение частиц в порах фильтрующих элементов происходит в результате совокупного действия эффекта касания, а также диффузионного, инерционного и гравитационного процессов. Классификация фильтров основана на типе фильтровальной перегородки, конструкции фильтра и его назначении, тонкости очистки и т. Д.

Аппараты электрофильтрационной очистки предназначены для очистки больших объемных расходов газа от пыли и тумана, в частности дымовых газов содорегенерационных котлоагрегатов. Конструкция таких агрегатов отличается большим разнообразием, но принцип действия одинаков и основан на осаждении частиц пыли в электрическом поле.

ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ И БЫТОВЫХ СТОКОВ

Исторически сложившееся размещение производственных комплексов в районах жилой застройки населенных мест не оптимально. Системы водоснабжения и водоотведения в таких агломерациях также являются совместными для жилой и промышленной зон. На крупных предприятиях, как правило, имеется собственная система водного хозяйства с полным технологическим циклом от забора воды до ее очистки, обезвреживания и утилизации твердой фазы.

Основные элементы системы водного хозяйства населенного пункта и ее взаимодействие с окружающей природной средой представлены в следующем описании его.

Водозаборные сооружения забирают природную воду из поверхностного водоисточника. Насосная станция первого подъема по напорным трубопроводам подает ее на очистные сооружения. Здесь вода очищается до питьевого качества и из резервуаров насосной станцией второго подъема подается в населенный пункт, как правило, имеющий кольцевую водопроводную сеть. Вода используется на питьевые, хозяйственные нужды, полив улиц и насаждений, на предприятиях местной промышленности.

Использованную воду (сточные воды) по закрытой канализационной сети отводят за пределы города и главной канализационной насосной станцией подают на городские очистные сооружения.

Здесь сточные воды проходят механическую и биологическую очистку, дезинфицируются и подаются на биологические пруды, где очищаются в естественных условиях. После прудов вода по своим качествам незначительно отличается от воды естественного водоема, может сбрасываться в реку, озеро и т. Д.

Атмосферные воды, которые отводятся дождевой сетью, проходят очистку от взвешенных веществ и нефтепродуктов на сооруженниях, также сбрасываются в биологических пруды или непосредственно в приемник вод (водоем).

Город может также снабжаться питьевой водой и из подземных источников – артезианских скважин.

Промышленное предприятие потребляет питьевую и техническую воду. Техническая вода чаще всего применяется в водооборотных циклах. Для охлаждения вода используется повторно после снижения температуры в охладителях.

Сточные воды от промпредприятий, содержащие специфические загрязнения, а также дождевые и талые воды с территорий промплощадок могут сбрасываться в систему водоотделения населенного пункта и подвергаться биологической очистке совместно с городскими сточными водами после прохождения локальных очистных сооружений.

Системы водоснабжения промышленных предприятий в зависимости от водных и технологических процессов могут быть прямоточного, повторного и оборотного водоснабжения. В зависимости от технологического назначения вода в системе оборотного водообеспечения может быть подвергнута различной обработке. В системах оборотного водоснабжения безвозратные потери воды компенсируют дополнительным, т.е. Подпиточным, количеством свежей воды из источника.

Балансовые схемы расходования воды, сырья, загрязнений служат единым из исходных материалов при составлении экологических паспортов предприятия по ГОСТ 17.0.04

– 90 в разделе характеристики водопотребления, водоотведения и очистки вод, а также паспорта водного хозяйства населенных пунктов.

Современные схемы водообеспечения и водоотделения промышленных предприятий и населенных мест разрабатываются при проектировании на основе техникоэкономического сравнения вариантов с целью комплексного решения водохозяйственных проблем района, города или региона.

Система водного хозяйства, включающая насосные станции, трубопроводы, очистные сооружения, исполненная и эксплуатируемая даже в самом образцовом виде, по сути своей является природоохранной, создает определенную антропогенную нагрузку на окружающую среду и потребляет при этом ресурсы. К ним относятся следующие факторы: потребление энергии, химических реагентов и материалов, в частности металлов, выделение газовых и твердых отходов, сброс очищенных сточных вод, тепловое загрязнение среды.

Оценивая экономическую значимость всей системы водного хозяйства, отметим, что система канализации является приемником огромного количества загрязнений, сопровождающих жизнедеятельность человека в быту и на производстве. Какой бы совершенной ни была система очистки сточных вод, все равно остаются осадки, выделяются газы в атмосферу, потребляется энергия на очистку воды, выводятся из сельскохозяйственного оборота земли на накопители, новые площадки и т. Д. Очень тяжело переносит природа сброс в канализацию вредных микропримесей – солей тяжелых металлов, нефтепродуктов, поверхностно-активных средств, ксенобиотиков.

Технологичный цикл антропогенного круговорота вещества и энергии, в том числе и для систем водного хозяйства, может быть сведен к минимуму при рациональном, экологически обоснованном природопользовании.

Водопользование – это использование человеком водных объектов в социальной, хозяйственной и бытовой деятельности. Водохозяйственный комплекс представляет собой совокупность различных отраслей народного хозяйства, совместно использующих ресурсы одного водного бассейна.

СОВРЕМЕННЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Биотехнологии как направления науки и практики являются пограничной областью между биологией и техникой отраслей человеческой деятельности. Они представляют собой совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов, явлений и эффектов с помощью организмов. Применительно к охране окружающей человека природной среды биотехнологию можно рассматривать как разработку и создание технологических процессов, основанных на продуктах жизнедеятельности биологических объектов, микробных культур, сообществ, их метаболитов и препаратов, путем включения их в естественные круговороты веществ, элементов, энергии и информации. Методами и приемами биотехнологии являются фундаментальные и прикладные наработки микробиологии, биохимии, биофизики, клеточной и генной инженерии, их сочетание.

История биотехнологии насчитывает тысячелетия (производство хлебопечения, виноделия, сыроделия и т. Д.). Однако ежегодно появляются новые прикладные направления биотехнологии, общим для которых является искусственное создание условий для эволюционных биогеохимических процессов на Земле в виде характерных биореакторов, реализующихся с большими скоростями, оставаясь совместимыми по своим продуктам с окружающей природной средой.

На протяжении столетий человечество добывало металлы из богатых и относительно простых по химическому составу руд. По мере истощения запасов таких руд стали использовать полиметаллические и более бедные руды. Традиционные способы добычи металлов загрязняли окружающую среду отходами, шлаками. При этом извлекался только один элемент, а сопутствующие накапливались в отвалах.

Более совершенен и менее антропогенен гидрометаллургический метод, основанный на использовании водных растворов, одной из разновидностей которого является бактериально-химическое выщелачивание металлов. Основу этого процесса составляет окисление содержащихся в рудах сульфидных минералов тионовыми бактериями. К таким минералам относят: сульфиды железа, меди, никеля, цинка, кобальта, свинца, молибдена, серебра, мышьяка. Металлы переходят из нерастворимой сульфидной формы в растворимую сульфатную. Полученные концентрированные (до 50 г/л) железосодержащие растворы отправляются на экстракцию и электрохимическую обработку.

Для метаноокисляющих бактерий метан служит одновременно источником углерода и энергии. Метаноокисляющие бактерии выращивают в ферментерах, концентрируют и непосредственно в щахте приготавливают рабочую суспензию с добавками азота и фосфора, которая закачивается в пласт из расчета 30–40 л на 1 т угля. Необходимый для развития бактерий кислород подают в пласт компрессорами. Содержание метана в этом случае снижается более чем в 2 раза и в 1,5 раза повышается отдача угольного пласта.

Защита окружающей среды — это комплекс мер, направленных на сохранение богатства природных ресурсов, уменьшение негативного влияния человеческих факторов на экологию и предотвращение загрязнения воздуха, воды, почвы.

Поддержка экологии в России нуждается в дополнительном финансировании для обновления очистных сооружений заводов, фабрик, промышленных предприятий, для информирования об авариях, утечках, массовых выбросах вредных веществ. Если не предпринять мер по защите, рациональному использованию, восстановлению природных ресурсов, то бездумная трата природных богатств приведет к катастрофическим последствиям.

Виды и причины загрязнений

Массовая вырубка лесов, выброс выхлопных газов в атмосферу, непрерывная добыча полезных ископаемых, вооруженные конфликты, различные виды загрязнений имеют одну причину — человеческий фактор.

Загрязнение почвы

Результатом такого пагубного воздействия является:

эрозия земли, возникающая в результате исчезновения растений,
негативное воздействие промышленных отходов,
попадание в почву вредных химических элементов,
добыча нефти,
природного газа, угля, драгоценных металлов.

Таким образом происходит уничтожение плодородного слоя почвы, территорий, пригодных для сельскохозяйственных работ.

Загрязнение воды

Загрязнение пресной воды несет большую опасность для всех живых существ, в том числе для людей.

К массовой гибели животных, растений, микроорганизмов приводит:

незаконный слив промышленных отходов,
размещение бытового мусора вблизи рек и озер,
инсектициды,
пестициды,
интоксикация водных ресурсов,

Еще один фактор негативного воздействия на реки, озера и грунтовые воды — эвтрофикация, то есть бесконтрольное смывание химических удобрений с поверхности почвы.

Загрязнение воздуха

Разрушение озонового слоя грозит серьезными изменениями климатических условий на планете.

На первом месте по загрязнению находятся транспортные отходы:

вредные автомобильные выхлопы,
углекислый газ.

Повышенное содержание диоксида серы является причиной:

возникновения кислотных дождей,
глобального потепления,
засухи,
чрезмерных осадков.

Уничтожение лесных угодий усугубляет ситуацию, как и дым от фабрик, заводов, сжигание угля или деревьев.

Радиация

Патологии новорожденных, бесплодие, раковые опухоли, врожденные генетические заболевания — это лишь неполный список пагубного воздействия радиации на организм человека.

Сбои на атомных электростанциях, хранение или уничтожение ядерных отходов, аварии, взрывы — радиоактивное загрязнение окружающей среды несет опасность всему живому.

Горы пластика и мусора

Загрязнение окружающей среды не всегда вызвано антропогенными факторами. Природа страдает:

от извержения вулканов,
песчаных бурь,
лесных пожаров,
наводнений,
землетрясений,
разложения органических веществ.

Защита человека от окружающей среды — это обязательный минимум. Ведь плохой воздух, снижение уровня пресной воды, уничтожение плодородных почв — причины частых заболеваний сердца, сосудов, легких, кожного покрова. Эти вредные факторы негативно влияют на здоровье.

Эстетическое нарушение целостности природы:

долговечные изделия из пластика, выброшенные в окружающую среду,
большое количество проводов, антенн, зданий, рекламных щитов,
мусорные кучи,
свалки бытовых отходов.

Это неблагоприятно воздействует на почву, водные ресурсы, живые организмы.

Экология и политика

В нашей стране проводятся мероприятия по защите природы от воздействия человека. Нормы и правила прописаны Конституцией РФ. Существует свод законов об использовании ресурсов из недр земли и кодексы (лесной, водный, земельный).

Охрана окружающей среды — это меры для обеспечения благоприятных условий жизнедеятельности, направленные на уменьшение негативного влияния человека на природу. На современном этапе — это самый эффективный вид деятельности в поддержку экологии.

создать благоприятные условия для жизни и здоровья человека,
рационально использовать природные ресурсы земли,
повлиять на сознание людей с целью повышения экологической культуры.

Защита природы отводится специальным службам:

они контролируют качество окружающей среды,
собирают информацию об источниках загрязнений,
ведут наблюдения за состоянием почвы, воды, атмосферы.

Причины нарушений устраняют с помощью комплексных мер.

Мероприятия в защиту экологии

Снизить уровень негативного воздействия человека и улучшить экологическую обстановку помогут методы защиты окружающей среды:

Безотходные технологии. Сокращение количества вредных производственных выбросов за счет комплекса мер в технологических процессах обработки сырья и готовой продукции.
Создание специальной техники и природоохранных предприятий для контроля и ограничения отходов.
Химико-технологические методы. Система устройств с установленными между ними потоками связей, для переработки исходного сырья в продукты.

Методы классифицируются, как пассивные и активные. Направлены на защиту от загрязнений.

очистка водных ресурсов,
меры для снижения уровня шума, вибраций, ультразвука, инфразвука,
очистка воздуха от вредных газов,
правильное хранение токсичных и радиационных отходов,
разделение мусора при утилизации для вторичной переработки.

Активные методы устраняют источник негативного воздействия. Прежде чем свести к минимуму образование вредных отходов, необходимо оценить их уровень, концентрацию, объем.

Вмешательства со стороны государства и правительства недостаточно. Острая проблема негативного влияния на экологию — ответственность всего населения земли. Человек должен помнить о принципах переработки и повторного использования производственных отходов. Уметь применять простые способы сохранения и защиты окружающей среды — посадку деревьев, правильную утилизация отходов, отказ от автомобильного транспорта.

Активной формой защиты окружающей среды населенных мест от вредного воздействия промышленных предприятий является переход к малоотходным и безотходным технологиям, а в условиях сельскохозяйственного производства — к биологическим методам борьбы с сорняками и вредителями.

Вместе с тем в качестве дополнительных и достаточно эффективных средств защиты в настоящее время широко применяются как различное очистное оборудование (аппараты и системы очистки пылевых и газовых выбросов, сточных вод и др.), так и специальные технические устройства по уменьшению интенсивности различных энергетических воздействий техногенного происхождения.

3. 1. Очистка газопылевых выбросов

Основной физической характеристикой примесей атмосферы является концентрация — масса (мг) вещества в, единице объема (м') воздуха при нормальных условиях. Концентрация примесей (мг/м') определяет физическое, химическое и другие воздействия веществ на окружающую среду и человека и служит основным параметром при нормировании содержания примесей в атмосфере.

Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принципиальных особенностях механизма отделения твердых частиц от газовой фазы. Пылеулавливающее оборудование разнообразно и может быть разделено на 4 типа (рис. 7).

Простыми и широко распространенными являются аппараты сухой очистки воздуха и газов от крупной неслипающейся пыли. К их числу относятся разнообразные по конструкции циклоны, принцип действия которых основан на использовании центробежной силы, воздействующей на частицы пыли во вращающемся потоке воздуха (рис. 8).

Газы, подвергаемые очистке, вводятся через патрубок по касательной к внутренней поверхности корпуса.

За счет тангенциального подвода происходит закрутка газопылевого потока. Частицы пыли отбрасываются к стенке корпуса и по ней ссыпаются в бункер. Газ, освободившись от пыли, поворачивает на 180' и выходит из циклона через трубу. Циклон рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами или электрофильтрами.

Для разделения газового потока на очищенный и обогащенный пылью газ используют жалюзийные пылеотделители (рис. 9).

На жалюзийной решетке поток газа, подаваемого на очистку, с расходом Q разделяется на два потока: очищенный с расходом Q, = (0,8 — 0,9) Q и обогащенный пылью Q, = (0,1 — 0,2) Q. Отделение частиц пыли от основного газового потока на жалюзийной решетке происходит под действием инерционных сил, которые заставляют частицы пыли двигаться вдоль жалюзийной решетки, а также за счет отражения частиц от поверхности решетки.

с пылью вредных газообразных компонентов). Комплексная очистка газов — это достоинство аппаратов мокрой очистки — полых форсуночных скрубберов (рис. 11).

Простыми по конструкции являются полые или форсуночные скрубберы, в которых запыленный газовый поток по патрубку направляется на зеркало жидкости, на котором осаждаются наиболее крупные частицы пыли. Затем запыленный газ, равномерно распределенный по сечению корпуса, поднимается навстречу потоку капель жидкости, подаваемой в скруббер через форсуночные пояса, которые образуют несколько завес из распыленной на капли орошающей жидкости. Аппараты этого типа работают по принципу противотока.

Очищаемый газ движется навстречу распыляемой жид-. кости. Эффективность очистки, достигаемая в форсуночных

скрубберах, невысока и составляет 0,6 — 0,7 для частиц с размером более 10 мкм. Одновременно с очисткой газ, проходящий через полый форсуночный скруббер, охлаждается и увлажняется до состояния насыщения.

Наряду с полыми скрубберами широко используются насадочные скрубберы (рис. 12), представляющие собой колонны, заполненные специальными насадками в виде колец или шариков, изготовленных из пластмассовых или керамических элементов или крупный шлак и щебень.

За счет насадки скруббер обладает хорошо развитой поверхностью контакта между газом и орошающей жидкостью, пленка которой образуется на элементах насадки и постоянно разрушается, перетекая с одного элемента насадки на другой.

Насадочные скрубберы используются в основном для предварительного охлаждения газа, улавливания тумана или хорошо растворимой пыли, например сульфата натрия, присутствующего в дымовых газах содорегенерационных котлоагрегатов.

Для мокрой очистки нетоксичных или невзрывоопасных газов от пыли применяют центробежные скрубберы (рис. 13), в которых частицы пыли отбрасываются на пленку жидкости центробежными силами, возникающими при вращении газового потока в аппарате за счет тангенциального расположения входного патрубка в корпусе. Пленка жидкости толщиной не менее О,З мм создается подачей воды через распределительное устройство и непрерывно стекает вниз, увлекая в бункер частицы пыли. Эффективность очистки газа от пыли в аппаратах такого типа зависит главным образом от диаметра корпуса аппарата, скорости газа во входном патрубке и дисперсности пыли.

Наиболее распространенными аппаратами мокрой очистки газов являются скрубберы Вентури (рис. 14), которые состоят из орошающей форсунки, трубы Вентури и капле уловителя. Труба Вентури состоит из сужающегося участка (конфузора), в который подается очищаемый газ, и из расширяющегося участка (диффузора), Орошающая жидкость подается при помощи форсунок, распыляющих ее на капли, движущиеся со скоростью 30 — 40 м/с. Этот поток капель увлекает очищаемые газы. В трубе Вентури происходит осаждение частиц пыли на каплях жидкости, которое зависит от поверхности капель и скорости частиц жидкости и пыли в диффузорной части. Степень очистки в значительной мере зависит от равномерности распределения капель жидкости по сечению конфузорной части трубы Вентури. В диффузорной части скорость потока снижается до 15 — 20 м/с и подается в каплеуловитель.

Каплеуловитель представляет собой прямоточный циклон. Скрубберы Вентури обеспечивают высокую эффективность очистки аэрозолей

(до 99%) со средним размером частиц 1 — 2 мкм при начальной концентрации примесей до 100 г/м'.

К мокрым пылеуловителям относятся барботажно-пенные пылеуловитель с провальной и переливной решетками (рис. 15). В таких аппаратах очищаемый газ подается под решетку и проходит через слой жидкости, очищаясь от частиц пыли. При скоростях очищаемого воздуха или газа, не превышающих 1 м/с, последний пробулькивает через слой орошающей жидкости в виде отдельных пузырьков. Такой режим работы аппарата называется барботажным. Увеличение скорости очищаемого газа в корпусе аппарата до 2 — 2,5 м/с приводит к возникновению пенного слоя над слоем жидкости, что повышает эффективность очистки газа за счет более интенсивного перемешивания газовой и жидкой фаз. Современные барботажно-пенные пылеуловителя обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсвой пыли до 0,95 — 0,96.

Использовать повторно. В системах промышленной газоочистки широкое распространение нашли рукавные фильтры непрерывного действия с импульсной продувкой, с цилиндрическими рукавами из шерстяной или синтетической ткани (рис. 16). Скорость прохождения газа через поры тканей, т. е. скорость фильтрации, невысока и составляет от 0,02 до 0,2 м/с.

Очистка (регенерация) фильтрационной ткани, из которой изготовлен рукав, производится периодической импульсной продувкой сжатым воздухом каждого рукава по очереди. Такие фильтры могут состоять из одной или нескольких секций, в каждой из которых может быть от 4 — 6 до нескольких сотен рукавов. При очистке больших объемных расходов газов при небольших скоростях фильтрации поверхность фильтрующих рукавов достаточно велика, что приводит к большим габаритам таких фильтров.

Аппараты электрофильтрационной очистки предназначены для очистки больших объемных расходов газа от пыли и тумана (масляного), в частности дымовых газов содорегенерационных котлоагрегатов.

Конструкция таких агрегатов отличается большим разнообразием, но принцип действия одинаков и основан на осаждении частиц пыли в электрическом поле. На рис. 17 представлены типы электрофильтров.

Очищаемые газы проходят через систему коронирующих и осадительных электродов. К коронирующим электродам подведен ток высокого (до 60 000 В) напряжения, благодаря коронному разряду происходит ионизация частиц или, которые приобретают электрический заряд. Заряженные частицы двигаются в электрическом поле в сторону

осадительных электродов и оседают на них. Осевшая пыль удаляется из электрофильтров встряхиванием электродов в сухих электрофильтрах или промывкой в мокрых. В однозонных электрофильтрах ионизация и осаждение частиц осуществляются в одной зоне. Для тонкой очистки газов более эффективными являются двухзонные электрофильтры, в которых ионизация частиц происходит в специальном ионизаторе. Электрофильтры могут состоять из одной или нескольких секций, в каждой из которых создается свое электрическое поле.

Аппараты с последовательным расположением таких секций называются многопольными, а с параллельными — многосекционными или многокамерными

Для очистки вентиляционных выбросов от пыли, туманов минеральных масел, пластификаторов и т. п. разработаны электрические туманоуловители типа УУП (рис. 18). Они состоят из корпуса, в котором установлен блок электродов ФЭ (двухзонный электрофильтр), который питается от источника напряжением 13 кВ. Подвод питания к электродам осуществляется через высоковольтные электроизоляторы с клеммами. Загрязненный воздух через входной патрубок, распределительную решетку и сетку поступает к блоку электродов, очищается от примесей и, пройдя каплеуловитель, подается на выход. Примеси загрязнений, отделенные от воздуха, собираются в воронках и сливаются через гидрозатворы. Туманоуловители УУП отличаются высокой эффективностью и низким гидравлическим сопротивлением.

Условием эффективной работы электрофильтров является герметичность камер, исключающая подсос воздуха, приводящий к вторичному уносу загрязнений.

Достоинство электрофильтров — высокая эффективность очистки при соблюдении оптимальных режимов работы, сравнительно низкие затраты энергии, а недостаток —металла емкость и крупные габариты.

Очистка газовых выбросов от газов и парообразных загрязнителей В настоящее время существует 2 типа газов пароулавливающих установок. Первый тип установок обеспечивает санитарную очистку выбросов без последующей утилизации уловленных примесей, количество которых невелико, но которые даже в малых концентрациях опасны для здоровья человека. Второй тип предназначен для промышленной очистки выбросов от больших количеств вредных примесей с последующей их концентрацией и дальнейшим использованием в качестве исходного сырья в различных технологических процессах. Установки второго тина являются составляющими элементами разрабатываемых перспективных малоотходных и безотходных технологий.

Методы очистки промышленных выбросов от газообразных и парообразных загрязнителей по характеру протекания физико-химических процессов делят на пять основных групп: промывка выбросов растворителя примесей (абсорбция); промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически (хемосорбция); поглощение газовые

части за счет поглощения одной или нескольких вредных примесей (абсорбатов), содержащихся в этой жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием расы вора. Для удаления из технологических выбросов таких газов, как аммиак, хлористый или фтористый водород, в качестве жидкого поглотителя применяется вода. Раствори этих вредных веществ в воде составляет сотни графов на 1 кг воды. Растворимость в воде сернистого ангидрида или хлора не превышает сотых долей грамма на 1 к воды, поэтому при обработке газовых примесей, содержащих эти вредные газы, требуются большие количества воды. В качестве абсорбентов используются и другие жидкости например, раствор сернистой кислоты для улавливания водяных паров или вязкие масла для улавливания ароматических углеводородов из коксового газа.

Контакт очищаемых газов с абсорбентом осуществляется пропусканием газа через насадочную колонну, либо распылением поглощающей жидкости, либо через ее слой. В зависимости от способа контакта "газ- жидкость" различают следующие аппараты: насадочные башни; форсуночные и центробежные скрубберы (рис. 16, 12); скрубберы Вентури (рис. 14); барботажно-пенные (рис. 14), тарельчатые и другие типы скрубберов. Конструкция широко используемых для абсорбционной очистки противопоточных насадочных башен аналогична конструкции насадочного скруббера (рис. 12), который может иметь несколько слоев насадки, увеличивающей площадь контакта газа с абсорбентом. Очищенный газ обычно отводится в атмосферу, а жидкость, содержащую вредные растворимые примеси, подвергают регенерации для отделения вредных веществ, после чего возвращают в аппарат или отводят в качестве отхода. Методхемосорбции заключается в поглощении вредных газовых и паровых примесей, содержащихся в газовых выбросах, твердыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений. Этот метод применяют при небольших концентрациях вредных примесей в отходящих газах. Методом хемосорбции осуществляют очистку газовоздушной смеси от сероводорода с использованием мышьяково-щелочного, этаноламинового и других растворов. Сероводород при этом связывается в соответствующей хемосорбенту соли, находящейся в водном растворе, регенерация которого осуществляется кислородом, содержащимся в очищенном воздухе, с образованием серы, которая может быть использована как сырье.

Очистка газов с помощью хемосорбции осуществляется в насадочных башнях, пенных и барботажных скрубберах, распылительных аппаратах типа труб Вентури и в аппаратах с различными механическими распылителями. Широко распространены скрубберы с подвижной насадкой, аналогичные по конструкции скрубберам, представленным на рис. 29. Насадка в виде сплошных, полых и перфорированных шаров, колец, полуколец, кубиков и элементов другой формы совершает пульсационное движение, что интенсифицирует процесс взаимодействия очищаемых газов с орошающей жидкостью, а также удаляет образующийся в результате химической реакции осадок со стенок корпуса аппарата или опорной решетки. Такие аппараты эффективно очищают газовые выбросы, производительны и имеют низкое гидравлическое сопротивление.

Метод хемосорбции широко применяют для очистки отходящих газов от окислов азота, образующихся при сживании топлива, выделяющихся из ванн для травления и в

Других технологических процессах. Очистка осуществляется в скрубберах с использованием в качестве хемосорбентазвесткового раствора. Эффективность очистки от окислов составляет 0,17 — 0,86 и от паров кислот — 0,95.

Достоинство методов абсорбции и хемосорбции заключается в непрерывности ведения технологического процесса и экономичности очистки больших количеств газовых выбросов. Недостаток — громоздкость оборудования и необходимость создания систем жидкостного орошения. В процессе очистки газы подвергаются охлаждению, что снижает эффективность их рассеяния при отводе в атмосферу. В процессе работы абсорбционных аппаратов образуется большое количество отходов, состоящих из смеси пыли, поглощающей жидкости и вредных примесей, которые подлежат транспортировке и утилизации, что усложняет и удорожает процесс очистки.

Адсорбционный метод очистки газов основан на поглощении содержащихся в них вредных примесей поверхностью твердых пористых тел с ультрамикроскопической структурой, называемых адсорбентами. Эффективность процесса адсорбции зависит от пористости адсорбента, скорости и температуры очищаемых газов.

Чем больше пористость адсорбента и выше концентрация примеси, тем интенсивнее протекает процесс адсорбции. В качестве адсорбентов для очистки газов от органических паров, поглощения неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в небольших количества в промышленных выбросах, широко применяют активированный уголь, удельная поверхность которого составлял 10' — 10' м'/г. Кроме активированного угля используются активированный глинозем, силикагель, активированный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекулярные сита, которые наряду с активированным углем обладаю высокой адсорбционной способностью и избирательность поглощения определенных газов, механической прочность и способностью к регенерации. Последнее свойство важно, так как при снижении давления или повышении температуры оно позволяет удалять из адсорбента поглощуные газы без изменения их химического состава и тем повторно использовать адсорбент и адсорбируемый.Аппараты адсорбционной очистки работают периодически или непрерывно и выполняются в виде вертикальных, горизонтальных или кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом, через который проходит поток очищаемого газа. Выбор конструкции определяет расход очищаемого газа, размер частиц адсорбента, степень очистки и другие факторы. Вертикальные адсорберы отличаются небольшой производительностью. Производительность горизонтальных и кольцевых адсорберов достигает десятков и сотен тысяч м'/ч. Наиболее распространены адсорберы периодического действия, в которых период очистки газов чередуется с периодом регенерации твердого адсорбента.

Адсорберы непрерывного действия представляют вертикальную многосекционную колонну с движущимся сверху вниз адсорбентом, который проходит зоны охлаждения, поглощения, ректификации, нагрева и десорбции и вновь возвращается в исходное положение. Газ поступает в зону поглощения и движется навстречу адсорбенту.

На рис. 20 представлена схема адсорбционной установка для удаления сернистого ангидрида (SO,) из горячих точных газов. В качестве адсорбента в установке используют активированный уголь, которым заполняют адсорбер. Горячие топочные газы проходят через теплообменник, воздух, поступающий в топку и для обогрева, и подаются в нижнюю часть адсорбера, где при температуре 150 — 200'С происходит улавливание SO. Очевидный дымовой газ выбрасывают в атмосферу через трубу. Адсорбент после насыщения переводится в где с помощью нагретого в теплообменнике поддерживается температура 300 — 600'С, при адсорбента выделяется сернистый ангидрид и полезно используемый. Регенерированный адсорбент поступает в бункер, из которого подает в верхнюю часть адсорбера.

Установки периодического действия отличаются конструктивной простотой, но имеют низкие скорости газа большие энергетические затраты на его прокачку.

В установках непрерывного действия с подвижным слоем адсорбента полнее используется адсорбционная способность адсорбента, обеспечивается процесс десорбции, однако имеются значительные его потери за счет частиц адсорбента друг о друга и истирания о стенки аппарата.

Термическая нейтрализация обеспечивая окисление токсичных примесей в газовых выбросах до м

Читайте также: