Защита атмосферы на предприятиях строительной индустрии

Таким образом, пыль строительных материалов и конструкций по своим физико-химическим и механическим свойствам очень разнообразна, поэтому при определении концентрации пыли и принятии мер по снижению запыленности требуется тщательное ее исследование.

 

1.2 Влияние пылевых выбросов на окружающую среду

 

Вредное действие пыли не ограничивается влиянием на здоровье человека. Атмосфера способна в некоторой мере самоочищаться от промышленных загрязнений пылью в результате осаждения твердых частиц, вымывания их из воздуха осадками, растворения и поглощения вредных веществ растениями. В настоящее время процессы самоочищения уже не всегда способны справиться с возрастающим промышленным загрязнением. Загрязняющие атмосферу вещества накапливаются, и в некоторых районах их концентрация уже теперь является недопустимо высокой. Исследования показали, что общая запыленность атмосферного воздуха за полвека значительно возросла. Запыленность атмосферы оказывает сложное влияние на климат. Крупнейшие ученые пришли к выводу, что часть выбрасываемой в воздух промышленной пыли (около 10%) не выпадает из атмосферы, а воздушными течениями выносится в заоблачное пространство. Пыль, вынесенная выше облаков, не очищается осадками и способствует замутнению атмосферы. Она создает как бы экран солнечного света и изменяет отражательную способность земли. Загрязнение атмосферы городов аэрозолями и газами приводит к резкому уменьшению солнечной радиации. Ультрафиолетовая радиация, обладающая бактерицидным действием, уменьшается до 30%, а видимая составляющая солнечной радиации - более чем на 50%. При этом снижается видимость, увеличиваются повторяемость туманов, количество осадков и облачность, изменяется циркуляция воздушных потоков. Над центром города образуется конвективная струя, вызывающая движение воздушных потоков из периферийных, нередко промышленных, районов к центру города, что ведет к повышению концентрации вредных веществ в центральной его части.

Содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается на 0,02% за каждые 10 лет. Углекислый газ обладает специфическими свойствами: он прозрачен для большей части солнечного спектра, но не полностью пропускает инфракрасные лучи, солнечная энергия видимой части спектра проходит через него, а тепловая энергия от поверхности земли в диапазоне инфракрасных волн поглощается и отражается им. Чем выше концентрация углекислого газа, тем большая часть солнечной радиации усваивается землей. Это способствует повышению средней температуры земли. С другой стороны, при увеличении количества аэрозолей в атмосфере уменьшается количество солнечной энергии, поступающей к земле [3].

Загрязнение воздушной среды наносит огромный материальный ущерб и экономике, обусловленный ускоренным разрушением строительных материалов, металлов, резины, тканей, бумаги, красок и т. п. Скорость коррозии железа в промышленных городах в 3 раза выше, чем в городах со слаборазвитой промышленностью, и в 20 раз, чем в сельской местности. Содержание вредных веществ в воздухе городов сокращает срок службы покрытий из цинка в 5-6 раз. Дерево, хлопок, кожа в загрязненном воздухе разрушаются значительно быстрее, чем в чистом. Требует больших расходов постоянная очистка и окраска различных сооружений и ограждающих конструкций, а также реставрация памятников архитектуры. Загрязнение приводит к гибели сельскохозяйственных растений и животных. Ущерб от загрязнения во всем мире исчисляется огромными суммами.

Пыль, выделяющаяся в производственных помещениях, приводит к быстрому износу оборудования. Пыль, содержащаяся в воздухе, разрушающе действует на поршни и цилиндры двигателей внутреннего сгорания. Очень чувствительны к пыли электрические машины. Незащищенные обмотки электродвигателей покрываются коркой, уменьшается их охлаждение, и вследствие их перегрева двигатель может выйти из строя. Различные приборы в запыленной атмосфере быстрее выходят из строя. Защита от пыли в таких производствах, как радио- и электропромышленность, является частью технологического процесса.

Пыль, образующаяся при выгрузке транспорта и переработке сыпучих навалочных грузов, загрязняет территорию, примыкающую к месту выгрузки, и производственные помещения и для ее уборки требуются дополнительные непроизводительные затраты труда.

 

1.3 Нормирование содержания вредных веществ в атмосфере воздуха и в воздухе производственных помещений

 

Чистота атмосферного воздуха в населенных пунктах нашей страны оценивается двумя показателями: максимальными разовыми и среднесуточными предельно допустимыми концентрациями (ПДК) вредных веществ. В основу нормирования положено предотвращение последствий кратковременного и постоянного действия токсичных веществ на организм человека. Значения ПДК вредных веществ в воздухе населенных пунктов приведены в санитарных нормах проектирования промышленных предприятий (СН 245-71).

В воздухе рабочей зоны производственных помещений также установлены ПДК вредных веществ, превышение значений которых недопустимо. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это концентрации, которые при ежедневной работе (41 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений. Предельно допустимые концентрации вредных веществ и аэрозолей преимущественно фиброгенного действия приведены в ГОСТ 21.1.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».

Из сказанного следует, что эффективная очистка воздуха от пыли, выбрасываемой предприятиями строительной индустрии; представляет собой важную народнохозяйственную задачу.

Очистка воздуха, выбрасываемого в атмосферу, установками пылеулавливания

В нашей стране действуют Государственные стандарты системы «Охрана природы. Атмосфера». Стандарты учитывают современные гигиенические, экологические и экономические требования защиты атмосферы от промышленных выбросов. Они регламентируют правила установления и контроля допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу промышленными предприятиями, обеспечивая сохранение чистоты воздушного бассейна.

Промышленные производства и технологическое оборудование, являющиеся источниками загрязнения атмосферы, разделяются на четыре группы: 1) имеющие условно чистые выбросы, в которых концентрация вредных веществ не превышает гигиенических норм; 2) имеющие дурнопахнущие выбросы; 3) содержащие нетоксичные вещества; 4) имеющие выбросы, содержащие канцерогенные токсичные или ядовитые вещества.

Различают неорганизованные промышленные выбросы, поступающие в атмосферу в виде ненаправленных загрязненных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта, и организованные промышленные выбросы, поступающие в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы.

Выбросы в зависимости от состава вредных веществ классифицируются по их агрегатному состоянию. В зависимости от агрегатного состояния вредных веществ выбросы подразделяются на следующие классы:

I - газообразные и парообразные; II - жидкие; III - твердые; IV - смешанные.

Выбросы по химическому составу делятся на группы, а в зависимости от размера частиц - на подгруппы. Твердые выбросы подразделяются на четыре подгруппы с размерами частиц, мкм: менее 1; 1-10; 10-50 и свыше 50.

При выбросе вентиляционного воздуха концентрация вредных веществ в приземном слое атмосферы не должна превышать значений, установленных санитарными нормами. Для обеспечения этого условия СНиП 11-33-75 устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) выбросов в зависимости от объемов воздуха, удаляемого от технологического оборудования.

Предельно допустимая концентрация пыли С1, мг/м3, в очищенных вентиляционных выбросах при объеме воздуха более 15000 м3/ч определяется по формуле:

 

С1 = 100 К (1)

 

Значение коэффициента К зависит от ПДК пыли в рабочей зоне производственных помещений:

 

ПДК, мг/м3 ...<2 >2 и<4 >4и<6 >6 и<10

К 0,3 0,6  0,8  1

 

При объеме очищенных вентиляционных выбросов L менее 15000 м3/ч предельное остаточное содержание пыли С2 мг/м3 в них определяется по формуле:

 

С2 = (160-4L)ґК. (2)

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений принимаются в соответствии с ГОСТ 12.1.005 - 76. ПДК наиболее часто встречающихся в строительной индустрии аэрозолей преимущественно фиброгенного действия приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. Предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочей зоны

Вещество	ПДК	Класс опасности
Пыли, содержащие кремний двуокись кристаллическую пыль, %: свыше 70 (кварцит, динас и др.) 10 - 70 (гранит, шамот, слюда-сырец, углепородная пыль и др.) 2 - 10 (углепородная и угольная пыль, глина и др.) Доломит Диатомит Известняк Силикаты и силикатсодержащие пыли: асбест природный и искусственный, а также смешанные асбестопородные пыли при содержании в них асбеста более 10% асбестоцемент гальк, стеклянное и минеральное волокно цемент, оливин, апатит, фостерит	1 2 4 6 1 6 2   6 4 6 6	3 4 4 4 4 3 4 4   4 4 4

 

1.4 Основные направления и перспективы борьбы с загрязнением атмосферы предприятиями строительной индустрии

 

Дальнейшее сокращение вредных выбросов предприятиями строительной индустрии может быть достигнуто в результате создания и внедрения технологических процессов и оборудования, отвечающих требованиям научно-технического прогресса, а также вводом в действие новых эффективных газоочистных установок и аппаратов, технического усовершенствования действующих пылеулавливающих систем, внедрения в промышленность современных эффективных методов очистки [4].

Научно-исследовательские и проектные институты постоянно работают над усовершенствованием технологических процессов, снижающих до минимума выделение вредных веществ, над созданием безотходных производств, работающих в замкнутом цикле, а также над созданием новых и модернизацией действующих видов технологического оборудования в соответствии с требованиями системы стандартов безопасности труда. При этом необходимо продолжить дальнейшие исследования в области создания новых эффективных газоочистных аппаратов и систем.

С повышением требований к защите атмосферы от вредных выбросов в последние годы наметилась тенденция к увеличению применения тканевых фильтров, обеспечивающих высокую эффективность улавливания различных пылей. Это стало возможным благодаря созданию специальных синтетических тканей, способных выдерживать высокую температуру фильтруемого газа. Экономичными и перспективными могут считаться рукавные фильтры с импульсной продувкой, обеспечивающие повышенные скорости фильтрации. Для этих фильтров характерны высокая эффективность (около 99,9%), использование регулируемого устройства для регенерации, более длительные сроки службы рукавов, относительно простое техническое обслуживание, возможность работы при высокой запыленности газов на входе (без предварительной грубой очистки от пыли) . В частности, такие фильтры, созданные НИИОГАЗом (например, фильтры ФРКДН), успешно прошли промышленные испытания на ряде предприятий.

Из мокрых пылеуловителей перспективными являются аппараты, требующие незначительного расхода воды и работающие по замкнутому циклу. В них отработавшая вода после осветления подается снова в пылеуловитель, а сгущенный шлам используется в технологическом процессе. К таким аппаратам может быть отнесен получивший широкое распространение пылеуловитель вентиляционный мокрый (ПВМ) струйного типа, допускающий повышенное содержание взвешенных пылевых частиц в повторно используемой воде. Пример возможного использования ПВМ в замкнутом технологическом цикле приведен на рис. 1.

В ближайшие годы прогнозируется все более широкое внедрение зернистых фильтров для обеспыливания удаляемого воздуха при производстве цемента, гипса, извести и других материалов. Они просты конструктивно, компактны и надежны в эксплуатации. В качестве фильтрующего слоя в них применяются гравий и шлак, а также могут использоваться отходы производства (бой кирпича, стекла, керамики и т. п.). Особенно успешно зернистые фильтры могут применяться при очистке газов с высокой температурой, наличии агрессивных компонентов, высокой абразивности пыли. Зернистые фильтры являются наиболее универсальными из всех известных пылеуловителей. Одним из факторов, сдерживающих широкое применение зернистых фильтров в настоящее время, является неудовлетворительная работа узлов регенерации.