Классификация отходов

Отходы различаются:

• по происхождению:

  • отходы производства (промышленные отходы)

  • отходы потребления (коммунально-бытовые)

• по агрегатному состоянию:

  • твердые

  • жидкие

  • газообразные

• по классу опасности (для человека и / или для окружающей природной среды)

Твёрдые бытовые отходы (ТБО, бытовой мусор) — предметы или товары, потерявшие потребительские свойства, наибольшая часть отходов потребления. ТБО делятся также на отбросы (биологические ТО) и собственно бытовой мусор(небиологические ТО искусственного или естественного происхождения)^[1], а последний часто на бытовом уровне именуются просто мусором. Ежегодно количество мусора возрастает примерно на 3 % по объёму. Количество ТБО в СНГсоставляет около 100 млн тонн/год, причём на долю России приходится более четверти этого объёма.

• Изучением способов утилизации мусора занимается наука гарбология

Твердые бытовые отходы представляют собой сложную гетерогенную смесь.

Старые автопокрышки

По морфологическому признаку ТБО в настоящее время состоит из следующих компонентов:

• Бумага — газеты, журналы, упаковочные материалы

• Пластмассы

• Пищевые и растительные отходы

• Различные металлы (цветные и чёрные)

• Стеклобой

• Текстиль

• Древесина

• Кожа, резина

• Кости

• Смёт

Фракционный состав ТБО (массовое содержание компонентов, проходящих через сита с ячейками разного размера) сказывается как на сборе и транспортировке отходов, так и на технологии их последующей переработки, сортировки.

Химический состав ТБО необходим для определения качества получаемого при переработке ТБО компоста или биогаза.

Состав ТБО отличается в разных странах, городах. Он зависит от многих факторов, включая благосостояние населения, климат и благоустройство. На состав мусора существенно влияет система сбора в городе стеклотары, макулатуры и т. д. Он может меняться в зависимости от сезона, погодных условий. Так на осень приходится увеличение количества пищевых отходов, что связано с большим употреблением овощей и фруктов в рационе питания. А зимой и весной сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета).

С течением времени состав ТБО несколько меняется. Увеличивается доля бумаги и полимерных материалов. А с переходом на централизованное теплоснабжение практически исчезает в ТБО уголь и шлак.

Отходы производства

Промышленные отходы — твердые отходы производства, полученные в результате химических и термических преобразований материалов природного происхождения.^[1]

Отходы определенной продукции — неупотребимые остатки сырья и/или возникающие в ходе технологических процессов вещества и энергия, не подвергающиеся утилизации.

Часть отходов, которая может быть использована в том же производстве, называется возвратными отходами. Сюда входят остатки сырья и других видов материальных ресурсов, образовавшиеся в процессе производства товаров (выполнения работ, оказания услуг). Из-за частичной утраты некоторых потребительских свойств, возвратные отходы могут использоваться в условиях со сниженными требованиями к продукту, или с повышенным расходом, иногда они не используются по прямому назначению, а лишь в подсобном производстве (например, автомобильные отработанные масла — для смазки неответственных узлов техники). При этом остатки сырья и др. материальных ценностей, которые передаются в другие подразделения в качестве полноценного сырья, в соответствии с технологическим процессом, а также попутная продукция, получаемая в результате осуществления технологического процесса, не относятся к возвратным отходам.

Отходы, которые в рамках данного производства не могут быть использованы, но могут применяться в других производствах, именуются вторичным сырьём.

Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО), представляют огромную угрозу экологическому равновесию природе и в тоже время являются бесплатными экономически значимыми с хозяйственной точки зрения видами сырья для получения черных и цветных металлов, для энергетики, для получения природного экологически чистого биохимического удобрения, товаров быта, а также продуктами для отделочных и строительных работ, для отраслей, связанных с текстильными производствами, для металлургии, машиностроения и т.п.

Проблема отходов может быть эффективно решена только при активном участии местных властей и местного населения. Поскольку решение не сводится к выбору и приобретению «адекватной» технологии, а требует комплексного вмешательства во все социальные и экономические аспекты проблемы, то участие властей не должно сводиться лишь к принятию «руководящих решений».

Г лавной проблемой переработки ТБО является их несортированность, высокая влажность, низкая теплотворность и, как следствие, невозможность соблюдения экологически безопасной технологии складирования на полигонах, компостирования, сжигания мусора (поскольку технологии его сжигания рассчитаны на стандарты западного мусора). Сложность применения иностранных технологий для сжигания другого по составу мусора наглядно видна по быстрому выходу из строя Бескудниковского мусоросжигательного завода (г. Москва). Отходы – материалы, сырье и полуфабрикаты, оставшиеся в результате жизнедеятельности человека и всех других сфер.

Термический метод обезвреживания.

Если концентрации примесей в газовоздушных выбросах незначительна, улавливание их экономически и технически нецелесообразно. В этих случаях необходимо их обеззараживать.

Одним из современных способов обезвреживание нефтяных газообразных отходов с низкими концентрациями органических соединений является каталитический способ обезвреживания, при котором происходит глубокое их окисление до углекислого газа и воды.

Кататлитическое обезвреживание основано на каталитических реакциях, в результате которых находящиеся в газе вредные примеси окисляются и превращаются в безвредные соединения. Степень конверсии газов может достигать 99,9%.

1-каталитический реактор, 2-вентиляторы, 3-источник загрязнения.

Э ффективным методом обезвреживания нейтральных газов является каталитическое восстановление оксидов до элементарного состояния. Например, процесс восстановления оксидов азота протекает на поверхности катализатора в присутствии газа-восстановителя. Катализаторами служит платина, палладий, а также никель, хром, железо, медь. В качестве восстановителей применяют метан, водород, оксид углерода, нефтяные и природные газы. В качестве носителей для катализаторов используют оксид алюминия, керамику и т.д.

Реакция восстановления происходит по схеме:

4NO + = 2 + + 2 O

2NO + 2CO = N2 + 2 .

Термический метод обезвреживания получил наиболее широкое распространение, так как некоторые вредные примеси трудно или невозможно нейтрализовать другими методами из-за сложности их состава, низкой концентрации и отсутствия эффективного метода улавливания. Он заключается в том, что все органические вещества полностью окисляются кислородом воздуха при высокой температуре нетоксичных соединений. В результате выделяются диоксид углерода, вода, а так же теплота, к\е требуют дальнейшей их утилизации.

1-термический реактор, 2-вентилятор, 3-источник загрязнения, 4-рекуператор тепла.

Наиболее экономичным приёмом из выбросов является их использование вместо дутьевого воздуха при сжигании попутного нефтяного газа в действующих тепловых агрегатах.При этом для обеспечения надёжного и качественного горения минимальное содержание кислорода в газовых выбросах должна быть около 17%. К приемуществам термического метода обезвреживания отходящих газов относятся отсутствие шламового хозяйства,небольшиеабаритыустановок,простотаобслуживания,высокаяэффективность,возможность обезвреживания горючих выбросов сложного состава.

Чаще всего отходящие назы сжигаются с твёрдыми отходами,с целью экономия затрат! Одним из термометрических устройств является установка типа «вихрь» для сжигания нефтепродуктов, подлежащих вторичному использованию.

Техносфера. Ноосфера. Техносфера - это часть биосферы в прошлом, преобразованная человеком посредством прямого или косвенного воздействия технических средств с целью наибольшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям. Или Техносфера - это искусственная оболочка Земли, воплощающая человеческий труд, организованный научно-техническим разумом.

Ноосфе́ра (греч. νόος — «разум» и σφαῖρα — «шар») — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»)^[1].

Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного»^[

Требования к санитарно-защитным зонам предприятии.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) — специальная территория с особым режимом использования, которая устанавливается вокруг объектов и производств, являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека. Размер СЗЗ обеспечивает уменьшение воздействия загрязнения на атмосферный воздух (химического, биологического, физического) до значений, установленных гигиеническими нормативами.

По своему функциональному назначению санитарно-защитная зона является защитным барьером, обеспечивающим уровень безопасности населения при эксплуатации объекта в штатном режиме. Ориентировочный размер СЗЗ определяется СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 в зависимости от класса опасности предприятия (всего пять классов опасности, с I по V).

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 устанавливают следующие ориентировочные размеры санитарно-защитных зон:

• промышленные объекты и производства первого класса — 1000 м;

• промышленные объекты и производства второго класса — 500 м;

• промышленные объекты и производства третьего класса — 300 м;

• промышленные объекты и производства четвертого класса — 100 м;

• промышленные объекты и производства пятого класса — 50 м.

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 классифицирует промышленные объекты и производства тепловые электрические станции, складские здания и сооружения и размеры ориентировочных санитарно-защитных зон для них.

Размеры и границы санитарно-защитной зоны определяются в проекте санитарно-защитной зоны. Проект СЗЗ обязаны разрабатывать предприятия, относящиеся к объектам I—III классов опасности, и предприятия, являющиеся источниками воздействия на атмосферный воздух, но для которых СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 не устанавливает размеры СЗЗ.

В санитарно-защитной зоне не допускается размещать: жилую застройку, включая отдельные жилые дома, ландшафтно-рекреационные зоны, зоны отдыха, территории курортов, санаториев и домов отдыха, территорий садоводческих товариществ и коттеджной застройки, коллективных или индивидуальных дачных и садово-огородных участков, а также других территорий с нормируемыми показателями качества среды обитания; спортивные сооружения, детские площадки, образовательные и детские учреждения, лечебно-профилактические и оздоровительные учреждения общего пользования.

Допускается размещать в границах санитарно-защитной зоны промышленного объекта или производства здания и сооружения для обслуживания работников указанного объекта и для обеспечения деятельности промышленного объекта (производства): нежилые помещения для дежурного аварийного персонала, помещения для пребывания работающих по вахтовому методу (не более двух недель), здания управления, конструкторские бюро, здания административного назначения, научно-исследовательские лабора­тории, поликлиники, спортив­но-оздоровительные сооружения закрытого типа, бани, прачечные, объекты торговли и общественного питания, мотели, гостиницы, гаражи, площадки и сооружения для хранения общественного и индивидуального транспорта, пожарные депо, местные и транзитные коммуникации, ЛЭП, электроподстанции, нефте- и газопроводы, артезианские скважины для технического водоснабжения, водоохлаждающие со­оружения для подготовки технической воды, канализационные на­сосные станции, сооружения оборотного водоснабжения, автозаправочные станции, станции технического обслуживания автомобилей.

Условия сброса сточных вод с одинаковыми лимитирующими признаками вредности

Лимитирующий признак вредности (ЛПВ) – санитарно-гигиенический показатель, характеризующий предельно-допустимую концентрацию вещества с основной качественной стороны. ЛПВ указывает, в каком направлении (при наименьших концентрациях) прежде всего появится неблагоприятное влияние производственного загрязнения. В настоящее время величины ПДК веществ в воде водного объекта устанавливаются по тому признаку вредного воздействия (влияние на здоровье населения, на органолептические свойства воды или общее санитарное состояние водоема), который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией. Так как этот признак вредности определяет характер наиболее вероятного неблагоприятного действия наименьших концентраций каждого вещества, он получил название лимитирующего признака вредности. В нашей стране принята классификация загрязнений по следующим видам ЛПВ: общесанитарному, органолептическому, санитарно-токсикологическому, токсикологическому и рыбохозяйственному.  Когда в общем стоке производственные загрязнения относятся к одной группе по лимитирующему признаку вредности, но характеризуется различной величиной ПДК и содержатся в стоке в разных концентрациях, учет особенности комбинированного действия должен осуществляться по уравнению   (7)  Если   то рассматриваются возможные способы уменьшения концентрации каждого из веществ в воде. При этом в процессе проектирования стараются выбрать те вещества, концентрацию которых в стоках можно уменьшить наиболее доступными способами. Затем снова выполняют расчет и проверяют условие  Тогда эффект очистки по каждой группе ЛПВ находят, используя формулу  

Учение о почвооброзовании.

Учение В.В. Докучаева о факторах почвообразования, как научная основа почвоведения и картографии. Почва - это верхний плодородный слой земли, который видоизменен и изменяется под действием факторов почвообразования. Факторы почвообразования: почвообразующая порода, климат, растительность, рельеф, хозяйственная деятятельность человека. Докучаев развил учение о происхождении почвы, определяющая взаимосвязь факторов почвообразования. Почвообразования (материнская) - поверхностная толща горных пород, из которой образовалась почва. В РБ почвы формировались на четвертичных антропогенных отложениях, связанных с деятельностью ледников. Мореные отложения - характеризуются неоднородным механическим. составом, размеры от илистых частиц до волунов-отторженцов (в северной части РБ). Водно-ледниковые отложения - формировались при таянии ледников (в центральной и южной части РБ). Древнеаллювиальные - наносы в долинах рек при стоке ледниковых вод (крупноземы, мелкоземы, слоистость). Озерно-ледниковые. Лессы и лессовидные отложения. Аллювиальные отложения - слагают пойменные и надпойменные террасы, отличаются слоистостью, размерами сложенных материалов. Погребены древние отложения торфа. Эоловые – распространены, где много песков (полесье). Болотные отложения представлены торфом. В РБ сельскохозяйственные земли имеют в большой степени распространение легкосуглинистые, связносупесчаные, рыхлосупесчаные. Климат - фактор определяющий интенсивность и цикличность круговорота обмена веществ.

Оказывает влияние на тепловой, воздушный, водный, окислительно-востоновительный, питательный режимы. Оказывает влияние на протекание и развитие эрозии. Северная зона умеренная теплая и влажная, Центральная - теплая, умеренная, влажная. Южная - теплая, неустойчиво влажная. Растительность. Зеленым растениям принадлежит ведущая роль в почвообразовании, они извлекают из породы зольные элементы и азот, синтезирует органическое вещество в процессе фотосинтеза, которое через опад попадает в почву, в результате чего происходит накопление. Состав разложившихся растений влияет на различные процессы протекающие в почве. В настоящее, время природный растительный покров составляет около 67%, леса 34...41%. РБ делится на 3 подзоны: дубово-темнохвойные леса, переходная зона грабаво-дубово-темнохвойная подзона, широколиственно-сосновые леса. Под лиственными породами - буроземообразование. 17% территории занимают луга, большинство внепойменные, 12% болотная растительность. Рельеф - совокупность различных по форме, размерам и происхождению неровностей поверхности. Влияние рельефа: - является главным фактором перераспределения солнечного света и осадков, оказывает влияние на питательный, водный, тепловой, окислительно-востоновительные режимы, - на развитие эрозионных процессов (в условиях склонных форм проявляется водная эрозия, а на равнинах ветровая) - фактор развития растительности (на разных склонах разная растительность). На территории РБ антропогенные процессы осуществляются в следующих направлениях: - извлечение из недр Земли полезных ископаемых (нарушение естественно-сложившихся горизонтов почвенного профиля, исчезновение целых горизонтов, изменение геологического строение, загрязнение поверхности почвы.) Сельскохозяйственная деятельность приводит к изменению строения почвенного профиля. Исчезают горизонта Ad, А1, А2 а появляется Ап. Изменяются физико, физико-химические, биологические свойства, изменяется водный, питательный режимы. Деятельность человека вызывает развитие эрозии (ветровая). Происходят изменения и с водоемами - инженерно-техническое направление (строение городов изменяется, рельеф, гидросеть, растительный покров; строение производственных сооружений, фабрик, заводов, электростанций). Используя методы экстраполяции (предположение) и генерализации (объединение) - вырисовывают почвы, контура по рельефу. Есть связь между почвообразующими породами, деятельностью ледника и рельефом.

Физико- химическая очистка сточных вод

Физико-химический метод очистки промышленных стоков  используется для очистки стоков от коллоидных и мелкодисперсных загрязнений примесей. Данный метод может также быть эффективен при очистке сточных вод от некоторых типов ионов, кислот, щелочей.

Нейтрализация - один из методов данного метода  очистки стоков. Обычно нейтрализации подвергают промышленные сточные воды, содержащие кислоты. Нейтрализующими веществами при обработке сточных вод в данном случае может быть аммиак, известь и прочие щелочные реагенты.

Коагуляция и флокуляция - это другие, принципиально близкие способы физико-химической очистки производственных сточных вод и стоков другого происхождения. Во время этих процессов происходит реакция загрязняющих стоки веществ  1. с минеральными соединениями - данный процес очистки сточных вод называется коагуляция 2. с высокомолекулярными агентами - данный процес очистки стоков называется флокуляция.

В качестве веществ, способствующих коагуляции загрязнений сточных вод используются в основном соли железа и алюминия. Данные коагулянты в результате химической реакции с загрязнениями промышленных сточных вод превращаются в нерастворимые формы гидроксидов этих металлов. При своем образовании эти гидроксиды захватывают органические и неорганические примеси из стоков. При этом в обрабатываемых сточных водах формируются рыхлые хлопья. Данные хлопья затем могут быть легко удалены из очищаемой воды. Необходимо отметить, что при использовании процесса коагуляции для очистки промышленных стоков образуются высоковлажные объемные осадки. Данные осадки, после очистки производственных сточных вод  необходимо в дальнейшем утилизировать.

Сущность метода флокуляции для очистки сточных вод заключается в том, происходит адсорбция (прилипание) флокулянта  на поверхности нескольких твердых частиц-загрязнителей стоков. В данном процессе также образуются хлопья.  Самыми эффективными веществами-флокулянтами для очистки сточных вод являются органические полимеры и активированная кремниевая кислота. К недостатку данного метода очистки стоков  можно отнести отсутствие единого вещества-флокулянта для очистки стоков от большинства загрязнителей.

Для глубокой очистки загрязненных промышленных сточных вод используется так называемые мембранные методы очистки стоков. Одним из таких методов очистки  является обратный осомс. При этом сточные воды по давлением подаются на специальную полупроницаемую (обратноосмотическую) полимерную мембрану. При этом мембрана пропускает чистую воду, а загрязняющие агенты стоков эффективно задерживаются. Мембранными методами возможно выделять из сточных вод и утилизировать низкомолекулярные вещества, например  соли, кислоты и т.д. При мембранных методах  очистки сточных вод рекомендуется проведения предварительной очистки стоков.

Ионообменный метод очистки промышленных сточных вод заключается в фильтрации стоков в так называемых ионообменных смолах. Ионообменные смолы подразделяются на сильнокислотные и слабокислотные катиониты и сильноосновные и слабоосновные аниониты.  Кроме того, существуют аниониты, содержащие специальные комплексообразующие группы. При прохождении через ионобменную смолу, загрязнения сточных вод  катионного типа, вступают в реакцию обмена с катионитом ионита и оседает на нем. И наоборот, загрязнения сточных вод  анионного типа, вступают в реакцию обмена с анионитом ионита с последующим оседанием. Достоинство ионообменного метода очистки сточных вод состоит в том, что данный метод способствует целенаправленному выделению определенные вещества из сточной воды.

В том случае, если из сточных вод загрязняющее вещество невозможно извлечь, обычно используют деструктивные методы очистки стоков. При использовании данных методов очистки сточных вод  загрязненная вода разлагается до неопасных компонентов. Можно выделить  термоокислительные и электрохимические способы деструкции загрязнений сточных вод, а также методы очистки стоков с использованием сильных окислителей.

Фильтрационная очистка сточных вод. (80)

Основная причина загрязнения поверхностных водных объектов - сброс в водоемы сточных вод промышленных предприятий, коммунальным и сельским хозяйством. Разработка и выбор высокоэффективных методов очистки промышленных стоков является достаточно сложной инженерной задачей.

Метод фильтрации наиболее часто используется во многих технологических схемах очистки сточных промышленных вод для снижения содержания взвешенных дисперсных частиц и извлечения ряда загрязнителей, а эффективность его зависит от типа фильтрующей загрузки. Все применяемые фильтрующие материалы должны удовлетворять следующим требованиям: обладать высокой механической прочностью, химической и термической стойкостью, высокой пористостью, хорошими адгезионными свойствами по отношению к удаляемым загрязнениям. Кроме того они должны легко регенерироваться и иметь относительно низкую стоимость.

На современных сооружениях очистки сточных вод осуществляются последовательные многостадийные технологические процессы удаления загрязняющих веществ из сточных вод и обработки осадка. Очистка сточных вод может протекать в три этапа: механическая очистка, биологическая очистка, доочистка и обеззараживание. Классическая двухступенчатая (механическая и биологическая) очистка сточных вод происходит на решетках, в песколовках, первичных отстойниках, аэротенках и вторичных отстойниках. Результатом механической очистки является освобождение сточных вод от отбросов, грубодисперсных примесей, песка и взвешенных (минеральных и органических) веществ. Результат биологической очистки - освобождение осветленных вод от оставшихся минеральных и органических загрязняющих веществ, находящихся во взвешенном, коллоидном и растворенном состоянии.

Для доочистки могут быть применены фильтры, предназначенные для удаления из сточных вод, прошедших биологическую очистку, взвешенных веществ. Очищенные сточные воды после фильтров по коллектору поступают в водный объект. [1]

Для улучшения качества доочистки сточных вод нами были использован метод фильтрации с применением различных фильтрующих материалов: угля и полимерной ваты.

В качестве фильтровального материала для очистки сточных вод ЗАО «Сибкабель » были выбраны полипропиленовые волокна, полученные по технологии [2]. Плотность укладки материала в фильтровальной колонке составляла 148 - 154 кг/м³ , что обеспечивало начальную скорость фильтрации на уровне 3,0 -3,5 м/час при безнапорном режиме фильтрования через слой полимерной волокнистой загрузки высотой 190 мм в фильтровальной колонке внутренним диаметром 75 мм.

 Процесс очистки сточных вод исследовали в режиме безнапорной фильтрации, причем одна колонка использовалась для предварительного определения степени очистки от присутствующих в стоках загрязнений, вторая использовалась для изучения влияния начальной концентрации загрязнения на степень очистки и определения сорбционной емкости полипропиленового волокнистого материала по отдельным видам загрязнений. В третью колонку помещали модифицированное гидроксидом железа (3+) полипропиленовое волокно. Свежеосажденный гидроксид железа (3+) наносился на волокно таким образом, что высота модифицированного слоя составляла 20 -25 мм от общей высоты слоя фильтровального волокнистого материала 190 мм.

Для фильтрационной очистки были взяты сточные воды коллектора, собирающего стоки цеха по производству кабельной продукции, стоки предприятия химической чистки, бытовые стоки электроцеха, а также хозстоки.

В процессе работы фильтрующего материала в результате накопления загрязнений в поровом пространстве фильтрующего материала происходит "закупорка" ячеек порового пространства фильтра, что приводит к уменьшению доли свободного сечения волокнистого материала, к снижению скорости фильтрации сточных вод и повышению гидравлического сопротивления фильтра, что ухудшает технико-эксплуатационные характеристики фильтрующего элемента.

В фильтр с полипропиленовым волокном массой 7,5 кг с диаметром волокон от 10 до 300 мкм, 50% волокон с диаметром 100 мкм, с плотностью укладки волокна 147 кг/ м³, вода подавалась снизу вверх, что снижало вероятность забивки волокна плавающими и иловыми частицами загрязнений.

Химическое потребление кислорода

ХПК- количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием окислителей (ГОСТ 17403-72). Правила охраны поверхностных вод (1991) устанавливают норматив ХПК для водоемов и водотоков в местах хозяйственно-питьевого водопользования - не более 15 мг О₂/л и в местах коммунально-бытового водопользования - не более 30 мг О₂/л. ХПК не должно быть больше биологического потребления кислорода в 2,5 раза, если не соблюдается такое условие, то сточная вода подвергается очистке.

Циклоны. Принцип работ циклонов.

Циклоны являются наиболее распространенными аппаратами газоочистки, широко применяемыми для отделения пыли от газов и воздуха (в том числе аспирационного) в самых различных отраслях промышленности: в черной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетики и др.

Очистка газов в циклонах позволяет эффективность очистки от 80-90%, при дисперсности примесей газов свыше 10мкр(микрон).

Недостатками циклонного метода очистки газов явл-ся высокое гидравлическое сопротивление, очистка осуществляется при скорости подаваемых газов в циклоны, не менее 20 м/с быстрый абразивный износ оборудования.

Преимущество: простота аппарата и простота обслуживания, высокая эффективность при низкой дисперсности.

Т.к. использование повышенной скорости течения газов приводит к повышенным расходам энергии, на практике применяют мультициклоны, т.е. несколько циклонов используют одновременно.

Ш ироко распространенными устройствами для очистки газов являются циклоны, действие которых основано на использование центробежной силы. В циклон пылегазовая смесь

Поступает тангенциально через штуцер и приобретает направленное движение вниз по спирали. При этом частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке циклона, опускаются в приемном бункере. Из бункера пыль периодически выгружается через затвор, называемой мигалкой.

Для нормальной работы циклона подача в него газа должна осуществляться со скоростью не менее 20 м/сек. Поэтому для получения возможности снижения скорости подаваемого газа, используют спаренные циклоны. При этом без потери эффективности очистки газа можно снизить скорость подачи газов до 5 м/сек. Такие установки называют батарейными циклонами. Такие циклоны обеспечивают очистку газов до 85-90%, при крупности пылей ниже 5 мкм. К недостаткам циклонов относится сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление (400-700 Па) значительный абразивный износ стенок аппарата, вероятность вторичного уноса осевшей пыли. Преимуществом установки является высокая эффективность очистки газа при мелкой дисперсности пыли и простая конструкция.

Эффективность очистки газа в циклоне определяется дисперсным составом и плотностью частиц улавливаемой пыли, а также вязкостью газа, зависящей от его температуры. При уменьшении диаметра циклона и повышении до определенного предела скорости газа в циклоне эффективность очистки возрастает.

Эффективность очистки, указанная в технических характеристиках, может быть достигнута лишь при условии соответствия между типоразмером циклона и его производительностью.

Эффективность очистки резко снижается при подсосе атмосферного воздуха внутрь циклона, особенно через бункер. Допустимая величина подсоса 5 – 8%.

Типоразмер циклона выбирают исходя из производительности с учетом оптимальной скорости в цилиндрической части циклона.

Электрофильтры. Принципы работ электрофильтров.

Эффективность - 99%. Наиболее эффективно удаляются мелкие примеси (1 - 100 мкм). При крупности содержаний газов 0,5мкрн газ очищается почти на 100%. Эффект газоочистки достигается за счет ионизации включении газов, при высокой напряженности поля. При достижении напряженности 15 кВт/см включение газов начинают ионизироваться, приобретая заряды. На практике используют электрические, трубчатые, пластинчатые электоро- трубки. В электрофильтр подается напряжения в 100-150 В.

Основным фильтрующим элементом электрофильтра: металлические трубки 3-6 м высота, d=150-300мм, внутри которых проведены коррозирующие электроды. Корронирующие 0,7-1,5 мм- диаметр.

1-патрубок загрязненного газа(подачи)

2- токоподводящая щина

3-изолятор

4- встряхивающее устройство

5- фильтрующие трубки

6- бункер для сбора пыли

7- шнег для отвода пыли

8- клапоны регулирующие

9- потрубок для подачи сжатого воздуха

10- корродирующий электрод

Пластинчатые электрофильтры:

состоят из рядов пластин с проволоками.

Плюсы электрофильтров:

- высокая степень очистки для мелкодисперсных примесей

- низкое гидравлическое сопротивление аппарата

- возможность очистки горячих газов температурой до 6000С.

Минусы электрофильтров:

- сложность и высокая стоимость аппаратов

- высокий расход электроэнергии.

По величине электрического сопротивления пыль делится на:

с малым удельным электрическим сопротивлением (<100 Ом·см) - они легко перезаряжаются

с удельным сопротивлением (104 - 1010 Ом·см) - такая пыль лучше всего очищается электрофильтрами

с сопротивлением больше 1010 Ом·см - такая пыль хуже всего задерживается в электрофильтрах (так как они медленно разряжаются на корпусе). Можно понизить удельное сопротивление частиц пыли легким увлажнением газа.

Эффективный метод обезвреживания газов.

Таким методом является каталитический метод. При каталитическом обезвреживании можно обезвредить нейтральные газы, имеющие высокую токсичность, в элементарный вид. Таким образом можно достичь конверсии газов до 99,9%, несмотря на то, что схема обезвреживания представляет собой простые процессы: 4CO+NH₄= 2CO₂+H₂O+2N₂ 2NO+2CO=N₂+ 2CO₂

Каталитический метод. Метод каталитической очистки воздуха превращает токсичные компоненты промышленных выбросов в вещества безвредные или менее вредные для окружающей среды. Каталитическая очистка воздуха осуществляется путем введения в систему дополнительных веществ – они-то и называются катализаторами (платина, палладий, радий, никель и т.д.) Данный метод расходует большое количество дорогостоящих металлов. Методы каталитической очистки воздуха основаны на взаимодействии загрязнителей с одним из таких веществ. В результате каталитических реакций примеси, находящиеся в газе, превращаются в другие, но уже безопасные соединения (СО2 и Н2О) В этом состоит основное отличие каталитической очистки воздуха от других методов –  в том, что вредные примеси не извлекаются из газа. Они трансформируются – либо в безвредные соединения, либо в соединения, легко удаляемые из газового потока. Во втором случае требуются дополнительные операции, чтобы извлечь ненужные вещества из газовой смеси. Делается это с помощью жидких или твердых сорбентов. Таким образом, главную роль в каталитической очистке воздуха играют катализаторы.

40