1. Общая характеристика взаимоотношений Человека и Природы, их эволюция после начала «промышленной революции» (1750-2000 г)

Вид материала

Документы

Содержание Защита атмосферы от промышленных выбросов Очистка сточных вод промышленных предприятий 49. Экологический паспорт предприятия.

Подобный материал:

• Итоги развития советской психологии в предвоенные годы (в конце 30-х гг.) 13 Общая, 1927.8kb.
• Эрик хобсбаум. Век революции. Европа 1789-1848, 5544.43kb.
• Философские аспекты взаимоотношений человека и природы в условиях глобального экологического, 317.37kb.
• 1 Экологическая доктрина Российской Федерации, 739.58kb.
• Экологическая доктрина российской федерации, 271.42kb.
• Власть и мусульмане среднего поволжья: эволюция взаимоотношений. 1945 2000, 896.56kb.
• Преподаватель Титов Владимир Николаевич, 65.81kb.
• Колониальная политика Англии после буржуазной революции, 66.65kb.
• А. В. Чудинов 200 лет Великой французской революции, 301.1kb.
• Общая характеристика работы актуальность темы исследования, 1181.69kb.

48. Основные требования и технические средства очистки воздушных и водных загрязнений в пределах СЗЗ.

Защита атмосферы от промышленных выбросов

Развитие и внедрение в практику хозяйственной деятельности различных идей рационального природопользования и наметившийся переход от преобразования (покорения) природы к созданию природно-технических систем отчетливо проявляются в последнее десятилетие в различных отраслях промышленности и строительства. Для обеспечения экологического равновесия в зонах влияния создаваемых природно-технических систем на окружающую среду необходима разработка современных норм и требований.

Важными направлениями экологизации промышленного производства следует считать:

• совершенствование традиционных технологий – введение новых конструктивных элементов с использованием экологически безопасных материалов;
  
• разработку нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду;
  
• разработку ресурсосберегающих технологий;
  
• замену токсичных отходов на нетоксичные;
  
• разработку технологий утилизации экологически опасных отходов производства;
  
• широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды;
  
• экологическую экспертизу всех видов производств и промышленной продукции, составление экологических паспортов.
  

Наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам. В защите окружающей среды важную роль играют мероприятия по рациональному размещению источников загрязнений:

• вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселенные районы с непригодными и малопригодными для сельскохозяйственного использования землями;
  
• расположение промышленных предприятий с учетом топографии местности и розы ветров;
  
• установление санитарно-защитных зон (ССЗ) вокруг промышленных предприятий;
  
• рациональная планировка городской застройки.
  

В системе охраны атмосферного воздуха весьма значимы плановые мероприятия, позволяющие при постоянстве валовых выбросов существенно снизить воздействие загрязнения окружающей среды на человека.

Взаимное расположение предприятий и населенных пунктов определяется по средней розе ветров теплого периода года. Промышленные объекты как источники выделения вредных веществ в окружающую среду должны располагаться за чертой населенных пунктов и с подветренной стороны от жилых массивов, чтобы выбросы уносились в сторону от жилых кварталов.

Здания и сооружения промышленных предприятий обычно размещаются по ходу производственного процесса. При недостаточном расстоянии между корпусами загрязняющие вещества могут накапливаться в межкорпусном пространстве, которое оказывается в зоне аэродинамической тени. Цехи, выделяющие наибольшее количество вредных веществ, следует располагать на краю производственной территории со стороны, противоположной жилому массиву.

Требованиями «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН 245-71» предусмотрено, что объекты, являющиеся источниками выделения в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ, следует отделить от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Размеры СЗЗ до границы жилой застройки устанавливаются в зависимости от мощности предприятия, условий осуществления технологического процесса, характера и количества выделяемых в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ. В соответствии с классификацией промышленных предприятий в зависимости от выделяемых ими вредных веществ установлено пять классов санитарно-защитных зон для предприятий:

Класс I 1000 м

Класс II 500 м

Класс III 300 м

Класс IV 100 м

Класс V 50 м

Машиностроительные предприятия по степени воздействия на окружающую среду в основном относят к классам IV и V.

Предприятия с технологическими процессами, не выделяющими в атмосферу вредных веществ, допускается размещать в пределах жилых районов. При неблагоприятных аэрологических условиях для рассеивания производственных выбросов в атмосфере, при отсутствии или недостаточной эффективности очистных устройств СЗЗ может быть увеличена. Размеры СЗЗ могут быть уменьшены при изменении технологии, совершенствовании технологического процесса или внедрении высокоэффективных и надежных в эксплуатации очистных устройств.

Санитарно-защитную зону нельзя рассматривать как резервную территорию предприятия и использовать для расширения промышленной площадки. На территории СЗЗ можно размещать объекты с производствами меньшего класса вредности, чем производство, для которого установлена СЗЗ, а также пожарное депо, гаражи, склады, административные здания, магазины, предприятия общественного питания, научно-исследовательские лаборатории, поликлиники, водопроводные и канализационные насосные станции, стоянки для общественного и индивидуального транспорта, линии электропередач, нефте- и газопроводы, объекты технического водоснабжения. На территории СЗЗ нельзя размещать: детские учреждения, школы, лечебно-профилактические и оздоровительные учреждения, стадионы и спортивные площадки, жилые здания.

Для максимального ослабления влияния на население производственных загрязнений атмосферного воздуха территория СЗЗ должна быть благоустроена и озеленена газоустойчивыми породами деревьев и кустарников. Со стороны жилого массива ширина полосы древесно-кустарниковых насаждений должна быть не менее 50 м, а при ширине зоны до 100 м -не менее 20 м.

В качестве дополнительных средств защиты окружающей среды, в частности атмосферы, применяют аппараты и системы для очистки газовых выбросов от загрязнений (табл. 7.12). При выбросе отходящих промышленных газов, для технологической подготовки газов и извлечения из газов полезных материалов проводится пылеулавливание с помощью пылеуловителей, встроенных в основное оборудование или выносных.

Очистка газов, выбрасываемых из термических цехов, производится абсорбционными, адсорбционными и каталитическими методами.

В кузнечно-прессовых цехах для уменьшения выделений вредных веществ в производственное помещение цеха и через аэрационные фонари в окружающую среду штампы смазывают негорючими бездымными смазочными материалами.

Для уменьшения образования окалины на поверхности заготовок автоматизируют управление тепловым режимом, совершенствуют сжигание топлива, скоростной и безокислительный нагрев в плазменных печах. Безокислительный нагрев осуществляется в продуктах неполного сгорания с дожиганием топлива в другой камере, с применением обмазок и покрытий типа эмалей; в контролируемых атмосферах и парах солей лития, в стекломассе и расплавах солей (30% ВаС1₂ и 70% NaCl), в электролите (15%-ный водный раствор Na₂CO₃, 15...30%-ный раствор К₂СО₃ и 30%-ный раствор СН₂СООН) или в вакууме.

Для очистки газовых выбросов от вредных примесей применяют пылеулавливающие (например, рукавные фильтры) и газоочистные установки (например, абсорберы, орошаемые моноэтаноламином, диэтаноламином или раствором аммиака).

Защита атмосферы от вредных выделений гальванических цехов осуществляется очисткой вентиляционных выбросов и рассеиванием остаточных загрязнений. При этом загрязненный воздух должен выбрасываться в атмосферу на 2 м и выше самой высокой части крыши цеха и не должен попадать в здания, расположенные вблизи него. При низких выбросах наибольшая концентрация вредных веществ будет на территории предприятия. Если количество вентиляционных выбросов превышает ПДВ, обеспечивающий ПДК вредных веществ в приземном слое, то перед выбросом в атмосферу воздух должен подвергаться очистке.

Воздух, удаляемый от шлифовальных, полировальных и крацевальных станков, очищают с помощью циклонов, отстойников, промывных камер, а также мокрых фильтров с песком или гравием.

Для очистки воздуха, отсасываемого от пескоструйных аппаратов, может быть использована установка, схема которой приведена на рис. 7.1. Воздух, пройдя через циклон 1, где осаждаются крупные частицы пыли, поступает в увлажнительную камеру 2, а из нее в мокрый фильтр 3 с насыпкой из гравия и с помощью

эксгаустера 4 выбрасывается наружу. В отстойной камере 5 происходит отстаивание шлама, стекающего из увлажнителя гравийного фильтра. При толщине слоя гравия 200...300 мм минимально необходимая площадь фильтрующей поверхности гравия определяется из расчета 1500...2000 м³ воздуха в час на 1 м² фильтра. Расход воды на орошение фильтра составляет от 0,2 до 0,6 л на 1 кг воздуха. Вместо орошаемых гравийных фильтров могут быть установлены барьеры либо встряхивающиеся матерчатые зигзагообразные или рукавные фильтры

Для улавливания хромового ангидрида, серной, фосфорной и соляной кислот применяют воду или щелочной раствор, для эффективного улавливания окислов азота - щелочной раствор перманганата калия, для газообразных цианистых соединений -5%-ного раствора железного купороса, а для фтористого водорода - раствор технической соды.

При выборе очистного оборудования необходимо учитывать агрегатное состояние и физико-химические свойства улавливаемых веществ, эффективность очистки, капитальные затраты, эксплуатационные расходы, надежность работы, простоту обслуживания, занимаемую площадь, расход электроэнергии и воды. В табл. 7.13 перечислены наиболее распространенные устройства для очистки вентиляционного воздуха гальванических цехов. Для обеспечения бесперебойности очистки выбросов в вытяжной системе устанавливают не менее двух очистных аппаратов.

Для защиты вентиляционных систем от коррозии и трудно-удаляемых наростов осаждающихся аэрозолей используют фильтрующие элементы, встраиваемые в местные отсосы (рис. 7.2). Фильтрующая перегородка 5, изготовленная из слоя иглопробивного войлока или пакета винипластовых сеток в виде прямоугольной кассеты 4, вставляется через люк 3 в корпусе бортового отсоса 1. Отделенные капли раствора стекают в карман 7, откуда через штуцер 8 выводятся наружу. Начальное сопротивление фильтра - 100...120 Па. По достижении сопротивления 250 Па в корпус отсоса через промывное отверстие 2 при отключенном вентиляторе и открытой поворотной заслонке 6 подают воду для промывки фильтра. Ресурс работы войлочного фильтра от 7 до 10 суток, а фильтра из винипластовых сеток - 1 5 суток. Эффективность улавливания сернокислого тумана войлоком достигает 1,0, а винипластовыми сетками - колеблется от 0,79 до 0,997.

Для очистки вентиляционных выбросов от сварочного аэрозоля могут быть использованы пластинчатые электрофильтры, обеспечивающие эффективность очистки до 0,95. Такими фильтрами целесообразно оборудовать крупные вентиляционные установки, к которым должны подключаться небольшие системы местной вытяжной вентиляции. Эти фильтры необходимо периодически очищать от осаждаемой сварочной пыли.

Основными направлениями защиты окружающей среды от вредных примесей (красочного аэрозоля и паров растворителей), поступающих от окрасочных цехов, являются:

• совершенствование технологического процесса нанесения покрытий для уменьшения потерь на туманообразование;
  
• полная или частичная замена высокотоксичных растворителей менее токсичными или водой;
  
• применение сухих порошковых красок или высоковязких составов с малым содержанием токсичных растворителей;
  
• очистка вентиляционного воздуха в гидрофильтрах и установках дожигания;
  
• проведение архитектурно-планировочных мероприятий в целях рационального размещения окрасочных цехов на территории предприятия исходя из условия наилучшего естественного проветривания межкорпусного пространства во избежание накопления вредных веществ в межкорпусной зоне;
  
• применение систем рассеяния вредных примесей в атмосфере.
  

Для снижения концентрации красочного аэрозоля в вентиляционных выбросах применяют отстойные ванны, заполненные водой, гидрофильтры и т. п.

Отстойные ванны располагают под напольными решетками с просветом не менее 0,7...0,8 (рис. 7.3). Размеры ванн в плане должны соответствовать размерам решетки, а отношение площадей принимается F_l/F₂ ≥ 2. При этом площадь F₃ вертикального поперечного сечения канала, равная произведению глубины h₁, подрешеточного пространства на один из размеров решетки, должна обеспечивать скорость движения воздуха над уровнем воды не более 3 м/с.

Гидрофильтр с S-образным воздухопромывным каналом (рис. 7.4) состоит из корпуса 2, нескольких полуцилиндров 1, системы подачи воды 4, ванны 5 и брызгоуловителей 3. Очистка воздуха от красочного аэрозоля происходит при его контакте с водой в канале гидрофильтра. Пропускная способность гидрофильтров по воздуху определяется средней скоростью движения воздуха в его канале, которая равна 5...6 м/с, и размерами проходного сечения канала. Обычно принимают следующие размеры канала: длина 2,2; 3,2; 4,2 м; ширина 0,8; 1,0 и 1,2 м.

Для очистки вентиляционных выбросов сушильных камер от паров растворителей с повышенной концентрацией вредных веществ (толуол, фенол, формальдегид, эпихлоргидрин и т.п.) применяют каталитическое дожигание, а для очистки газовых выбросов из сушильных камер окрасочных линий - термокаталитические реакторы типа ТКРВ.

При невозможности использовать описанные методы допускается уменьшать концентрации вредных веществ в воздухе населенных пунктов, рационально рассеивая вредные выбросы в атмосфере, для чего увеличивают высоту выхлопных шахт (без колпаков) или повышают скорость выброса (факельный выброс).

В деревообрабатывающих цехах воздух от древесной пыли очищают циклонами и тканевыми фильтрами. Для выбора типа пылеуловителя необходимы исходные сведения об условиях его эксплуатации: концентрации пыли в воздухе, поступающем для очистки; фракционном составе пыли; плотности ее;

количестве очищаемого воздуха; его плотности, температуре, влажности.

На рис. 7.5 показана схема двухступенчатой очистки воздуха от пыли в циклоне 3 (первая ступень) и фильтре 4 (вторая ступень). В качестве первой ступени наиболее распространены циклоны типа ЦН-15. В качестве второй ступени очистки рекомендуется использовать рукавные

фильтры типа ФРКН. Затем очищенный воздух обычно выбрасывается в атмосферу или подается в цех на рециркуляцию.

Очистка сточных вод промышленных предприятий

На машиностроительных заводах в основном применяют оборотные системы водоснабжения отдельных цехов и участков, сточные воды которых имеют стабильный состав примесей. В некоторых случаях используют двухступенчатую очистку: сточные воды предварительно очищают в локальных очистных сооружениях от примесей, присущих данным участкам и цехам, а затем на общезаводских очистных сооружениях. Выбор конкретных методов и средств очистки определяется типом предприятия, его мощностью, характеристиками источников водоснабжения и т.п.

При разработке оборотных систем водоснабжения промышленных предприятий необходимо планировать очистку и повторное использование поверхностных сточных вод с учетом следующих требований:

• обеспечение локализации стока с отдельных участков территории предприятия и его отвода либо в общезаводские очистные сооружения, либо (после предварительной очистки) в общую схему очистки поверхностных сточных вод;
  
• создание раздельной организации стоков с водосборных участков, отличающихся по составу и количеству примесей, поступающих в поверхностные сточные воды;
  
• обеспечение очистки поверхностного стока совместно с производственными сточными водами;
  
• применение локальных очистных сооружений для поверхностных сточных вод.
  

Для примера рассмотрим схему оборотного водоснабжения цеха холодной прокатки (рис. 7.6). Образующиеся при работе стана 8 сточные воды, содержащие в основном частицы металлической окалины и масла, попадают в отстойник 1, где и выделяются твердые частицы и наиболее легкие фракции масла, а затем направляются в промежуточный отстойник 2, где осаждаются мелкие фракции частиц. Из отстойника 2 сточные воды отбираются насосом 3, в который через трубопровод 4 подается сжатый воздух.

Смесь воды с воздухом поступает в сатуратор 5, где интенсивно перемешивается, и затем направляется во флотатор 6 для окончательной очистки от маслопродуктов. Выделенные из сточной воды в отстойнике и флотаторе маслопродукты отводятся на участок их регенерации, а сточная вода из флотатора 6 поступает в промежуточный отстойник 2. Для очистки сточной воды от твердых частиц и частиц масла размером менее 1,5 мкм она пропускается через автоматический бумажный фильтр 7. Очищенная таким образом сточная вода собирается в промежуточном отстойнике 2 и затем с помощью насоса 3 при необходимости подается для охлаждения прокатываемых изделий, узлов стана и оборудования цеха.

Очистка сточных вод производится в отстойниках. Для очистки сточных вод кузнечно-прессовых цехов от масла помимо маслоуловителей используется отстойник периодического действия, в котором очищаемая вода перемешивается с молотой известью или известковым молоком. Перемешивание рекомендуется производить барботированием сжатым воздухом. Продолжительность отстаивания в отстойнике не менее 30 мин.

Для очистки сточных вод литейных цехов машиностроительных заводов применяют механические (отстаивание, фильтрование), химические (нейтрализация, коагуляция) и физико-химические методы.

Особое внимание следует обращать на обезвреживание сточных вод термических цехов, в которых могут содержаться цианистые соединения и другие ядовитые вещества. Для обезвреживания цианосодержащих сточных вод рекомендуется использовать щелочь (известковое молоко) и хлорсодержащие компоненты, такие, как жидкий хлор, гипохлорид натрия, гипохлорид кальция, хлорная известь и пр. Количество щелочи должно быть таким, чтобы поддерживать водородный показатель сточных вод рН в пределах 10,5...11,0. Перед отстойниками циансодержащие воды подкисляют до нейтральной среды. Для очистки от цианидов применяют также марганцево-кислый калий и перекись водорода. При значительных концентрациях цианидионов (сточные воды участков цианирования) применяют электрохимическую очистку.

После перечисленных операций: реагентной обработки, отстаивания и в некоторых случаях фильтрования сточные воды обычно сбрасывают в бытовую канализацию или водоем. Возврат очищенных реагентным методом и доочищенных на фильтрах сточных вод возможен лишь на неответственные операции процессов гальванических покрытий.

Для отстаивания сточных вод могут применяться горизонтальные и вертикальные отстойники с продолжительностью отстаивания не менее 2 ч.

Различают кислотно-щелочные, циан- и хромосодержащие сточные воды гальванических цехов, и недопустимо их смешивание. Поэтому гальванические цехи должны быть оборудованы отдельными промышленными канализационными системами для стока каждой группы электролитов и отработанных растворов. Иногда целесообразно не сбрасывать отработанные растворы в канализационную сеть, а использовать их для подкисления и подщелачивания.

Сточные воды гальванического производства можно очищать различными методами в зависимости от их количества и качественного состава, а также концентрации примесей. Основными способами очистки являются: реагентный, ионообменный, озонирование, гиперфильтрация, электрохимический. Выбор зависит от объема и характера стоков, технико-экономических показателей устройств очистки, от возможности создания оборотного цикла и утилизации химических веществ.

На рис. 7.7 приведена общая схема канализирования и очистки сточных вод цехов гальванических покрытий.

Очистка цианосодержащих сточных вод производится в основном реагентными методами и заключается в окислении комплексных и свободных цианидов в менее токсичные соединения, такие как цианиты или азот и углекислый газ. В качестве окислителей применяют жидкий хлор, хлоридную известь, гипохлориты натрия, кальция и магния, озон, перманганат калия, сернокислое железо и др. Иногда очистка циансодержащих сточных вод производится методом ионного обмена или электродиализа.

Очистка хромосодержащих сточных вод осуществляется в основном реагентными методами и проводится в две стадии. На первой шестивалентный хром восстанавливают до трехвалентного бисульфитом, или сульфитом, или железным купоросом. На второй стадии производят осаждение гидроокиси хрома щелочью или гашеной известью. При небольших количествах сточных вод, содержащих шестивалентный хром, рекомендуется использовать метод восстановления на металлической стружке. Дальнейшая очистка стоков выполняется совместно с кислотно-щелочным стоком.

При очистке кислотно-щелочных стоков необходимо довести рН до 8,5...9 для нейтрализации и осаждения гидроокисей металлов. Нейтрализация кислотно-щелочного стока осуществляется смешением кислотных и щелочных стоков цеха, а также добавкой предварительно обработанных циансодержаших и хромосодержащих стоков. При последующем отстаивании из стока выделяются металлы в соответствии с их растворимостью. Для полного извлечения меди, никеля и цинка сточные воды необходимо дополнительно обработать методами ионного обмена, электродиализа, гиперфильтрации и др.

Очистку сточных вод можно организовывать так, чтобы обеспечить возврат воды и ценных продуктов в производство. Например, для вторичного использования регенерирующих растворов в блоке обычной реагентной очистки в качестве средства доочистки можно использовать метод ионного обмена.

В окрасочных цехах локальным очистным сооружением оборотного водоснабжения (рис. 7.8) снабжается каждая окрасочная камера.

Образующиеся в окрасочных ваннах 1 сточные воды поступают в сборную емкость 9, затем насосом 2 подаются в электрокоагулятор 3 с растворяемыми алюминиевыми электродами, которые питаются от выпрямителя 4. В электрокоагуляторе 3 образующиеся хлопья гидроксида алюминия поглощают твердые частицы и частицы краски. Поступая вместе с водой в отстойник 5, они оседают на дно и затем подаются в шламонакопитель 8. Далее очищенная таким образом сточная вода насосом 2 подается в электрокоагулятор 6 с нерастворимыми алюминиевыми электродами, где при протекании тока происходит обеззараживание сточной воды, направляемой в резервуар 7, откуда очищенная вода подается в окрасочные ванны для повторного использования.


49. Экологический паспорт предприятия.

Экологический паспорт промышленного предприятия - это комплексный документ, содержащий характеристику взаимоотношений предприятия с окружающей средой. Целью составления экологического паспорта является:

• переход от изучения следствий (состояния окружающей среды) к детальному дифференцированному анализу причин (ситуация по каждому предприятию в отдельности и группам родственных предприятий);
  
• переход от рассмотрения общего объема выбросов к удельным показателям, относимым к единице производимой продукции и сопоставляемым с наилучшими показателями, достигнутыми в мире.
  

В соответствии с этим экологический паспорт должен содержать общие сведения о предприятии, используемом сырье, технологических схемах выработки основных видов продукции, схемах очистки сточных вод и аэровыбросов, их характеристиках после очистки, данные о твердых и других отходах, а также сведения о наличии в мире технологий, обеспечивающих достижение наилучших удельных показателей по охране природы. Кроме того, в нем перечисляются планируемые мероприятия, направленные на снижение нагрузки на окружающую среду, с указанием сроков, объемов затрат, удельных и общих объемов выбросов вредных веществ до и после каждого мероприятия.

Экологический паспорт, разрабатываемый предприятием за счет собственных средств, включает:

• титульный лист;
  
• общие сведения о предприятии и его реквизиты;
  

- краткую природно-климатическую характеристику района расположения предприятия;

- краткое описание технологии производства и сведения о продукции, балансовая схема материальных потоков;

- сведения об использовании земельных ресурсов;

- характеристику сырья, используемых материальных и энергетических ресурсов;

- характеристику выбросов в атмосферу;

- характеристику водопотребления и водоотведения;

- характеристику отходов;

- сведения о рекультивации нарушенных земель;

- сведения о транспорте предприятия;

- сведения об эколого-экономической деятельности предприятия.

Особенности заполнения разделов экологического паспорта