Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника и методы защиты окружающей среды

Для очистки применяют  различные конструкции аппаратов. По способу улавливания пыли их подразделяют на аппараты механической (сухой и  мокрой) и электрической очистки  газов. В сухих аппаратах (циклонах, фильтрах) используют гравитационное осаждение под действием силы тяжести, осаждение под действием центробежной силы, инерционное осаждение, фильтрование. В мокрых аппаратах (скрубберах) это достигается промывкой запыленного газа жидкостью. В электрофильтрах осаждение на электроды происходит в результате сообщения частицам пыли электрического заряда. Выбор аппаратов зависит от размеров пылевых частиц, влажности, скорости и объема поступающего на очистку газа, необходимой степени очистки.

Для очистки газов от вредных  газообразных примесей используют две  группы методов — некаталитические и каталитические. Методы первой группы основаны на выведении примесей из газообразной смеси с помощью  жидких (абсорберов) и твердых (адсорберов) поглотителей. Методы второй группы заключаются  в том, что вредные примеси  вступают в химическую реакцию и  превращаются в безвредные вещества на поверхности катализаторов.

8.1Методы очистки

Все методы очистки делятся  на регенеративные и деструктивные. Первые позволяют возвращать в производство компоненты выбросов, вторые трансформируют эти компоненты в менее вредные.

Методы очистки газовых  выбросов можно разделить по типу обрабатываемого компонента (очистка от аэрозолей – от пыли и тумана, очистка от кислых и нейтральных газов и так далее).

• Электрические методы очистки.

При этом способе очистки  газовый поток направляется в  электрофильтр, где проходит в пространстве между двумя электродами –  коронирующим и осадительным. Частицы  пыли заряжаются, движутся к осадительному  электроду, разряжаются на нем. Таким  методом можно очищать пыли с  удельным сопротивлением от 100 до 100 млн. Ом*м. Пыли с меньшим удельным сопротивлением сразу же разряжаются и улетают, а с большим – образуют плотный  изолирующий слой на осадительным электроде, резко уменьшая степень очистки. Методом электрической очистки  можно удалять не только пыли, но и туманы. Очистка электрофильтров  производится путем смыва пыли водой, вибрацией или с помощью ударно-молоткового  механизма.

• Различные мокрые методы.

Использование пенных аппаратов, скрубберов.

Для очистки от газов применяют  следующие методы:

 

• Адсорбция.

То есть поглощение твёрдым  веществом газового (в нашем случае) компонента. В качестве адсорбентов (поглотителей) применяют активные угли различных марок, цеолиты, силикагель и другие вещества. Адсорбция –  надёжный способ, позволяющий достигать  высоких степеней очистки; кроме  того, это регенеративный метод, то есть уловленный ценный компонент можно  вернуть обратно в производство. Применяется периодическая и  непрерывная адсорбция. В первом случае по достижении полной адсорбционной  емкости адсорбента газовый поток  направляют в другой адсорбер, а  адсорбент регенерируют – для  этого используется отдувка острым паром или горячим газом. Затем  ценный компонент можно получить из конденсата (если для регенерации  использовался острый пар); для этой цели используется ректификация, экстракция или отстаивание (последнее возможно в случае взаимной нерастворимости  воды и ценного компонента). При  непрерывной адсорбции слой адсорбента постоянно перемещается: часть его  работает на поглощение, часть –  регенерируется. Это, конечно, способствует истиранию адсорбента. В случае достаточной  стоимости регенерируемого компонента использование адсорбции может  быть выгодным. Например, недавно (весной 2001 года) проведенный для одного из кабельных заводов расчёт участка  рекуперации ксилола показал, что  срок окупаемости составит менее  года. При этом 600 т ксилола, которые  ежегодно попадали в атмосферу, будут  возвращены в производство.

• Абсорбция.

То есть поглощение газов  жидкостью. Этот метод основан либо на процессе растворения газовых  компонентов в жидкости (физическая адсорбция), либо на растворении вместе с химической реакцией – химическая адсорбция (например, поглощение кислого  газа раствором с щелочной реакцией). Этот метод также является регенеративным, из полученного раствора можно выделить ценный компонент (при использовании  химической адсорбции это не всегда возможно). В любом случае вода очищается  и хотя бы частично возвращается в  систему оборотного водоснабжения.

• Термические методы.

Являются деструктивными. При достаточной теплотворной способности  выбросного газа его можно сжечь  напрямую (все видели факелы, на которых  горит попутный газ), можно применить  каталитическое окисление, или (при  малой теплотворной способности  газа) использовать его в качестве дутьевого газа в печах. Получающиеся в результате термического разложения компоненты должны быть менее опасными для окружающей среды, чем исходный компонент (например, органические соединения можно окислить до углекислого газа и воды – если нет других элементов, кроме кислорода, углерода и водорода). Этот метод позволяет добиться высокой степени очистки, но может стоить дорого, особенно если используется дополнительное топливо.

• Различные химические методы очистки.

Как правило связанные  с использованием катализаторов. Таковым, например, является каталитическое восстановление оксидов азота из выхлопных газов  автотранспорта (в общем виде механизм этой реакции описывается схемой:

 

C_nH_m + NO_x + CO----->CO₂ + H₂O +N₂,

Kt

 

где в качестве катализатора kt используется платина, палладий, рутений или другие вещества). Методы могут требовать  применения реагентов и дорогих  катализаторов.

• Биологическая очистка.

Для разложения загрязняющих веществ  используются специально подобранные  культуры микроорганизмов. Метод отличается низкими затратами (реагентов используется мало и они дешевые, главное - микроорганизмы живые и размножаются сами, используя  загрязнения как пищу), достаточно высокой степенью очистки, но в нашей  стране, в отличие от Запада, широко распространения, к сожалению, пока не получил.

• Аэроионы - мельчайшие жидкие или твердые частицы, заряженные положительно или отрицательно. Особенно благоприятно действие отрицательных (легких аэроионов). Их справедливо называют витаминами воздуха.

Механизм действия отрицательных  аэроионов на взвешенные в воздухе  частицы состоит в следующем. Отрицательные аэроионы воздуха  заряжают (или перезаряжают) пыль и  микрофлору, находящиеся в воздухе, до определенного потенциала, пропорционально  их радиусу. Заряженные пылевые частицы  или микроорганизмы начинают двигаться  вдоль силовых линий электрического поля по направлению к противоположно (положительно) заряженному полюсу, т.е. к земле, к стенам и потолку. Если выразить в длинах силы гравитации и силы электрические, действующие  на тонкодисперсную пыль, то легко  можно увидеть, что электрические  силы превосходят силы гравитации в  тысячи раз. Это дает возможность  по желанию строго направлять движение облака тонкодисперсной пыли и очищать, таким образом воздух в данном месте. При отсутствии электрического поля и диффузном движении отрицательных  аэроионов между каждым движущимся аэроионом и положительно заряженной землей (полом) возникают силовые линии, вдоль которых движется данный аэроион вместе с частичкой пыли или бактерией. Осевшие на поверхности пола, потолка и стен микроорганизмы могут периодически удаляться.

 

9. Реализация экологических программ по охране ОС.

 Около 120 млн рублей направлено Гайским ГОКом на реализацию экологических программ в 2010 году, что позволило выполнить 24 мероприятия по защите окружающей среды от техногенного воздействия производства. В частности, на различных участках обогатительной фабрики проведены ремонты системы приточно-вытяжной вентиляции. В цехе хвостового хозяйства внедрена система пылеподавления, позволяющая максимально подавлять пыль в процессе её возникновения на песчаных пляжах плотины. Для этой цели было проложено более четырех километров трубопроводов, а по гребню плотины на девяти распределительных секциях установлено более 650 специальных форсунок. В течение года специалисты комбината вели контроль над соблюдением установленных нормативов выбросов в атмосферный воздух, сбросов вредных веществ в поверхностные воды и почву, за обращением с опасными отходами. Реконструкция трех аспирационных технологических установок и замена части воздуховодов на дробильно-сортировочной фабрике позволили на 57% снизить негативные выбросы в атмосферу .

Завершена работа по созданию проекта  санитарно-защитной зоны предприятия. Была произведена реконструкция  системы очистки воздуха в  подземной механической мастерской по ремонту вагонеток на дренажной  шахте, заменены вытяжные вентиляторы  аспирационных установок в ремонтно-строительном цехе, реконструирована приточно-вытяжная вентиляция в энергоцехе. На керамзитовом заводе произведена замена футеровки  вращающихся печей, что позволило  снизить выбросы в атмосферу.

Интегрированная система менеджмента  экологии и качества Гайского ГОКа признана соответствующей требованиям международных стандартов ISO 14001:2004 и ISO 9001:2008. Проведенный в 2010 году специалистами сертификационного общества Det Norske Veritas ресертификационный аудит подтвердил, что она не только поддерживается на предприятии на требуемом уровне, но и постоянно улучшается.

Однако природоохранные мероприятия  не улучшают кардинально экологическое  состояние природной среды, т.к. до сих пор отсутствуют комплексные  исследования причин прогрессирующего развития процессов деградации ОС. Нет также в области единого независимого экологического центра, который мог бы координировать работы специалистов различного профиля и в конечном итоге объективно оценить природу и масштабы проявления негативных процессов, разработать программу оздоровления ОС и определить условия сбалансированного подхода к решению задач по расширению объемов добычи и переработки минерального сырья при смягчении противоречий между факторами сырьевой и продовольственной безопасности области. Работы центра позволяли бы заложить Фундамент более экологичных, чем существующие, технологий разработки полезных ископаемых КМА и тем самым сохранить от уничтожения уникальные черноземные почвы, а также улучшить здоровье и медико-демографическое состояние населения.

 

Заключение

В Белгородской области и  в нашем городе продолжается загрязнение  и разрушение окружающей среды. На фоне планетарных экологических проблем  в Белгородской области все заметнее проявляются признаки глобального  экологического кризиса: выпадение  кислотных дождей, учащение аномальных гидрометеорологических явлений, изменение  климата, истощение природных ресурсов. Наибольшее техногенное влияние  испытывает район Курской магнитной  аномалии. Основными загрязнителями окружающей среды остаются предприятия  горнодобывающей, металлургической и  химической отраслей, промышленности стройматериалов, транспорт. Объем  выбросов загрязняющих веществ увеличился в Старом Осколе: с 42 до 43 тысяч тонн. Установлено превышение среднегодовых  концентраций по оксидам серы и азота  в Старом Осколе.

В целях улучшения экологической  обстановки в области нужно усиливать  природоохранные мероприятия на предприятиях, совершенствовать технологические  процессы и способы очистки отходящих  газов и сточных вод.

Определенные шаги в этом направлении уже сделаны:

• по подавлению оксидов азота применяется двухступенчатое сжигание на объектах "Белэнерго";
• на обжигах печах цемзаводов Белгорода и Старого Оскала установлены дополнительные устройства на электрофильтрах, позволяющие снизить выбросы пыли до 200 тысяч тонн;
• в акционерном обществе "Осколцемент" смонтирована система возврата пыли в производство, что позволило снизить выбросы в атмосферу на 50 тысяч тонн в год;
• в акционерном обществе "Гайского ГОК" проводятся ежегодные мероприятия по рекультивации пылящих отвалов на площади 50 гектаров.

Чистый, прозрачный воздух, настоянный на ароматах трав или наполненный  морозной свежестью, бодрящий, которым  хочется дышать, остается мечтой для  горожан. Но нельзя ждать, когда органы власти решат все экологические  проблемы. Каждый из нас не только может, но и обязан внести свои вклад в  оздоровление природной среды. Как? Прежде всего, нельзя забывать, что  естественными фильтрами, очищающими воздух, являются растения. За вегетативный период дерево с массой листьев 10 кг поглощает из воздуха до 500 мг ядовитого  оксида серы. Сохранение зеленых насаждений, посадка саженцев в наших дворах сделает воздух чище. Еще одним  путем, как сделать воздух чище, является снижение содержания в нем пыли.