Защита атмосферы. Нормирование антропогенных воздействий на атмосферу. Санитарно-защитные зоны предприятий. Классификация методов очистки газов от аэрозольных примесей.

Нормирование антропогенных воздействий на атмосферу.

Санитарно-защитные зоны предприятий

Регламентация загрязнений атмосферного воздуха введена в нашей стране в 1951 г. Критерием качества атмосферного воздуха установлена предельно-допустимая концентрация примеси в атмосфере - ПДК. Предельно-допустимая концентрация - это такая максимальная концентрация данного токсичного вещества, при которой не ухудшается здоровье, работоспособность, самочувствие и настроение человека. В основу выделения ПДК положены исследования влияния токсичных веществ на животных и людей, а также на растительность, климат, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения.

Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу производится по наиболее чувствительному показателю (принцип лимитирующего показателя). Так, если запах ощущается при концентрациях, не оказывающих вредного влияния на человека и окружающую среду, то нормирование ведется по показателям обоняния (порог обоняния). Если вещество оказывает на окружающую среду вредное действие в меньших концентрациях, нежели на человека, то при гигиеническом нормировании учитывают порог действия этого вещества на внешнюю среду.

Главной санитарной инспекцией устанавливаются два норматива: максимальнаяразовая ПДК_м.р, при которой обнаруживаются рефлекторные реакции у человека при 20-минутном воздействии вещества, и среднесуточная ПДК_с.сут, которая не оказывает вредного воздействия на человека при неограниченно длительном вдыхании.

Санитарные нормы качества воздуха, содержащиеся в СН 245-71 («Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий»), устанавливают ПДК вредных веществ

а) для рабочей зоны;

б) для воздуха, выбрасываемого из систем вентиляции;

в) для населенных пунктов.

В последнем случае во внимание принимается воздух, находящийся на уровне от земли до верхних этажей самых высоких зданий.

Для каждого источника загрязнения атмосферы нормы устанавливают по предельно допустимым выбросам (ПДВ). ПДВ - это максимальное количество вредных веществ, которое можно выбрасывать в атмосферу в единицу времени, чтобы концентрации загрязняющих компонентов на границе санитарной зоны предприятия не превышали ПДК.

Для предприятий в зависимости от мощности, характера технологических процессов, вида и количества выделяемых в атмосферу вредных веществ в соответствии с СН 245-71 установлены следующие размеры санитарно-защитных зон:

¨ для предприятий 1 класса - 1000 м;

¨ для предприятий 2 класса - 500 м;

¨ для предприятий 3 класса - 300 м;

¨ для предприятий 4 класса - 100 м;

¨ для предприятий 5 класса - 50 м.

Классификация предприятий строительной индустрии по размерам санитарно-защитных зон следующая:

Класс 1 - предприятия по производству портландцемента, шлакопортландцемента и пуццоланового цемента в количестве более 150000 т/год. Производство магнезита, доломита, шамота с обжигом в печах.

 

Класс 2 – предприятия по производству гипса, асбеста, извести (известковые заводы с шахтными и вращающимися печами). Производство портландцемента и других вышеназванных цементов в количестве до 150000 т/год.

Класс 3 – предприятия по производству искусственных заполнителей, стеклянной ваты и шлаковой шерсти, толя и рубероида.

Класс 4 - предприятия по производству искусственных камней и бетонных изделий, строительных материалов из отходов ТЭЦ, асбестоцементных изделий, полимерных строительных материалов, фарфоровых и фаянсовых изделий, красного и силикатного кирпича, стекла.

Класс 5 - предприятия по добыче камня невзрывным способом, производство гипсовых и глиняных изделий, фибролита.

Если в соответствии с принятыми в проекте техническими решениями и расчетами рассеивания в атмосфере вредных веществ размер санитарно-защитной зоны для предприятия получается больше нормативного, то необходимо пересмотреть проект предприятия и обеспечить снижение выбросов вредных веществ в атмосферу.

Учитывая сложность и высокую стоимость пылегазоулавливающих установок, для старых предприятий устанавливают временно согласованные выбросы (ВСВ) и определяют сроки, в течение которых эти выбросы должны быть снижены до уровня ПДВ или до полного прекращения выброса этих веществ.

В современных условиях атмосферный воздух населенных мест одновременно загрязняется несколькими веществами. Концентрация каждого из них может быть меньше предельно допустимой, но совместное их присутствие вызывает такой же эффект, как если бы их содержание было больше ПДК. Это явление называется эффектом суммации действия. Например, таким эффектом обладают следующие сочетания вредных веществ: ацетон - фенол, сернистый газ - сероводород, озон - двуокись азота - формальдегид и др.

При совместном содержании в воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией вредного действия, должно соблюдаться условие:

 

С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ +... + С_n/ПДК_n < 1,

где С₁, С₂,..., С_n - фактические концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м³;

ПДК₁, ПДК₂,..., ПДК_n - ПДК этих веществ в атмосферном воздухе, мг/м³.

Если при расчете сумма будет больше 1, то пылегазовые выбросы подлежат очистке в обязательном порядке, как и в тех случаях, когда в составе выбросов содержатся вещества, концентрации которых превышают ПДК.

Защита атмосферы. Классификация методов очистки газов от аэрозольных примесей

Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Атмосфера не является исключением. Прежде всего, в атмосфере происходят процессы самоочищения: разбавление концентраций вредных веществ, а также их удаление.

Удаление аэрозолей из атмосферы происходит путем вымывания их осадками, оседания ионов под влиянием электрического поля в атмосфере, а также вследствие гравитационного оседания.

В отсутствие атмосферных осадков самоочищение происходит в результате соприкосновения нижнего слоя воздуха с земной поверхностью и предметами, расположенными на ней. Например, воздушные потоки с загрязнениями очищаются, фильтруясь через лес. На деревьях осаждаются не только твердые частицы, но и летучие вещества, смешанные с воздухом в виде различных соединений.

До настоящего времени основным средством предотвращения вредных выбросов является разработка и внедрение эффективных систем очистки газов. При этом под очисткой газа понимают отделение от газа или превращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, поступающего от промышленного источника.

Основными технико-экономическими показателями газопылеулавливающих аппаратов являются:

1) производительность (пропускная способность) Q, определяемая объемом воздуха, который может быть очищен от загрязнений за единицу времени, м³/час, м³/с;

2) аэродинамическое сопротивление DР, определяемое разностью полных давлений на входе в аппарат и выходе из него, Па:

Р = Р_вх - Р_вых;

3) общий коэффициент очистки, определяемый отношением массы загрязнений, уловленных аппаратом G_ул., к массе загрязнений, поступивших в него с воздухом G_вх.:

 

h = (G_ул/G_вх)·100%, или

 

h = (1 - С_вых/С_вх)·100%,

где С_вых и С_вх - концентрации загрязнений соответственно на выходе из установки очистки и на входе в нее, г/м³, мг/м³.

Классификация методов и аппаратов для обезвреживания газовых выбросов от различных аэрозольных примесей представлена на рис. 35.

Рис. 35. Классификация методов очистки газов от аэрозольных примесей

В основе работы аппаратов сухой очистки лежат следующие механизмы осаждения взвешенных частиц:

- гравитационные,

- инерционные,

- центробежные,

а также фильтрационные механизмы.

В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости.

В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.

Выбор метода и аппарата для улавливания аэрозолей, прежде всего, зависит от их дисперсного состава:

Таблица 11

Рекомендуемые аппараты для очистки воздуха от аэрозольных частиц

Размер частиц, мкм	Аппараты
40...1000 20...1000 5...1000 20...100 0,9...100 0,05...100 0,01...100	Пылеосадительные камеры Циклоны диаметром 1-2 м Циклоны диаметром 1 м Газопромыватели Тканевые фильтры Волокнистые фильтры Электрофильтры