4.Основные процессы и методы инженерной защиты окружающей среды

Итак, рассмотрев основные виды загрязнений, изучим процессы инженерной защиты окружающей среды.

Существует множество методов защиты окружающей среды в рамках организационно-технических мероприятий. Их можно разделить на две группы: активные – технологические решения по созданию ресурсосберегающих и малоотходных технологий и пассивные:

-рациональное размещение – территориальное размещение объектов экономики, снижающее нагрузку на окружающую среду

-локализация источников загрязнения – нейтрализация источников загрязнения и снижение их выбросов.

В зависимости от основных закономерностей, характеризующих протекание средозащитных процессов, последние подразделяют на:

-физические – изменяются лишь форма, размеры, агрегатное состояние и другие физические свойства веществ, химический состав и структура сохраняются (дробление, измельчение, обработка давлением);

-механические – механическое воздействие на твердые и аморфные материалы (измельчение, сортирование, прессование, смешивание), движущая сила в данных процессах – давление и центробежная сила;

-гидромеханические – гидростатическое и гидромеханическое воздействие на среды и материалы (перемешивание, отстаивание, фильтрование, центрифугирование);

-массообменные – переход вещества из одной фазы в другую за счет диффузии;

-химические – изменение физических свойств и химического состава исходных веществ. превращение одних веществ в другие(катализ, окисление, восстановление, нейтрализация);

-физико-химические – взаимосвязанная совокупность химических и физических процессов, происходящих в вещественной субстанции;

-тепловые – нагревание, охлаждение. выпаривание, конденсация;

-биохимические – химические превращения, протекающие с участием субъектов живой природы и составляющие основу жизнедеятельности всех живых организмов растительного и животного мира;

-процессы, осложненные химической реакцией – принципы отражения и поглощения избыточной энергии основных технологических процессов природопользования (защита от акустического шума, вибрационных колебаний, инфразвука, ультразвука, электромагнитных полей и излучений). [6]

4.1 Инженерные методы защиты атмосферы

Атмосферное загрязнение – наличие в воздухе газов, твердых и жидких частиц, тепла, колебаний, излучений, паров.

Технологический процесс очистки промышленных выбросов включает следующие стадии:

1. Отбор газов или воздуха от источника выделения вредных веществ. Эта стадия определяет количество выбросов, содержание в них вредных ве­ществ и в определенной мере приведенные затраты на очистку выбросов. Действительно, если на этой стадии удается эффективно отобрать образующиеся вредные вещества пыли от источника выделения, т. е. локализовать выбросы, с одновременным обеспечением установленных значений ПДК в рабочей зоне, то приведенные затраты на очистку будут, как прави­ло, меньшими. И наоборот, если отбор производится неэффективно и выб­росы, разбавленные воздухом, поступают на очистку в большом количестве, то для их очистки потребуется применение аппаратов больших размеров и, как следствие, приведенные затраты будут выше. Эффектив­ность отбора (отсоса) газов и воздуха зависит от степени конструктивного совершенства применяемых для этой цели укрытий открытого, полузакрытого и закрытого типов и скоростей отбора.

2. Подготовка промышленных выбросов к очистке. Обычно газообраз­ные выбросы имеют различные физико-химический состав и технологи­ческие параметры в зависимости от реализуемого процесса. Газоочистные же аппараты рассчитаны на работу в строго определенных технологических режимах (температура и влажность газов, концентрация, дисперсность, фи­зико-химические свойства вредных веществ и др.), которые колеблются в довольно узком диапазоне. Поэтому для обеспечения эффективной очист­ки газов желательно в каждом конкретном случае осуществить подготовку газов путем их предварительной обработки с таким расчетом, чтобы техно­логические параметры газов соответствовали оптимальным характеристикам газоочистных аппаратов, в которых они будут подвергаться очистке.

Только в том случае, когда каждый аппарат, входящий в состав системы очистки газов, будет работать в оптимальном режиме, на который он рас­считан, можно добиться высокой эффективности, надежности и рентабель­ности газоочистки.

Подготовка газов к очистке от взвешенных частиц обычно производится в следующих направлениях: объединение выбросов от группы оборудования, с подключением отдельных ответвлений к сборнику-коллектору; подвод очищаемых газов или воздуха к газоочистному аппарату с обеспе­чением равномерного их распределения по сечению; охлаждение газов; укрупнение частиц пыли с помощью различных механизмов коагуляции; снижение концентрации взвешенных частиц посредством предваритель­ной очистки газов в простых неэнергоемких аппаратах; увлажнение газов.

3. Выгрузка пыли, удаление и транспортирование уловленного продукта От этой стадии зависит обеспечение нормальной работы газоочистного оборудования. Например, если устройства для сухой выгрузки пыли негерметичны или ненадежны в работе, то степень очистки выбросов в правильно рассчитанной циклонной установке будет ниже расчетной, а в некоторых случаях она может снизиться практически до нуля. На степень очистки отрицательное влияние могут оказывать неправильный вы бор и эксплуатация устройств для удаления шламов и золы.

Другим важнейшим условием осуществления этой стадии является ис­ключение вторичного загрязнения воздуха и водных объектов уловленными продуктами. Вторичное загрязнение воздуха может происходить как при выгрузке, так и при транспортировке уловленного продукта.

4. Утилизация уловленного продукта. От этой стадии зависит, будет ли газоочистка комплексным технологическим процессом или в результате улавливания вредных веществ возникнет новый источник загрязнения окружающей среды. Причем для охраны окружающей среды, в конечном сче­те, не имеет особого значения, где будет использован уловленный продукт -на этом же предприятии или на предприятиях других отраслей промыш­ленности, в строительстве или в сельском хозяйстве.

На этой стадии часто возникают непреодолимые трудности. Они обусловлены следующими факторами:

- эта задача часто выступает как межотраслевая, а в региональном мас­штабе отсутствуют межотраслевые связи в отношении возможности ис­пользования отходов;

- для ее решения требуются более высокие капиталовложения;

- сочетание широкой номенклатуры производственных отходов с не­большим количеством каждого отдельного вида отходов;

- отсутствие площадей на действующих предприятиях;

- недостаточные экономические рычаги для побуждения к утилиза­ции отходов, фактически по доизвлечению компонентов;

- недостаточный учет отходов на предприятиях.

При разработке вопросов по использованию отходов газоочистных си­стем специалисты должны хорошо знать технологические процессы, реа­лизуемые на родственных предприятиях и предприятиях других отраслей. Если не удается вернуть уловленный продукт в свой технологический про­цесс, необходимо подобрать другой процесс, где этот продукт будет слу­жить в качестве исходного сырья для получения нового продукта с иными потребительскими свойствами.

Примером оптимального решения проблемы утилизации уловленно­го продукта является система очистки выбросов электролизера, применяемого в производстве алюминия. В качестве адсорбента при сорбционной очистке от фтористого водорода используется глинозем, служащий сырьем для алюминия. После насыщения улавливаемым компонентом фторированный глинозем отправляется на производство алюминия.

Не утилизируемые твердые отходы являются источником загрязнения почвы и вторичного загрязнения воздуха. Поэтому в соответствии с сани­тарными требованиями такие отходы должны собираться на предприятии и вывозиться в специально отведенные места для захоронения.