Окончание табл. 3.22

Примечание. Вещества, отмеченные в перечне значком А, относятся к аллергенам, значком К — к канцерогенам, и по медицинскому заключению работники осматриваются соответственно аллергологом или онкологом.

3.9.5.Средства индивидуальной защиты

На погрузке и выгрузке хлорной извести работники должны обеспечиваться противогазами с поглощающими хлор фильтрами при этом должно быть организовано надлежащее обслуживание и содержание этих противогазов. Работающие с едкими веществами должны обеспечиваться спецодеждой с соответ-

399

ствующей пропиткой, защитными очками и соответствующими средствами защиты органов дыхания. Работы по погрузке и выгрузке извести и обожженного доломита должны выполняться работниками, обеспеченными средствами индивидуальной защиты органов дыхания. Работники, занятые на работах с этилированным бензином, должны обеспечиваться хлорвиниловыми фартуками, перчатками, резиновыми сапогами. Работники без спецодежды и средств защиты (брезентовые куртки, брюки, резиновые сапоги, рукавицы) к работам с лесоматериалом, обработанным антисептиками, допускаться не должны. Запрещается переносить на плечах лесоматериалы сразу после их обработки антисептиком.

При отсутствии технических и организационных возможностей снизить в воздухе рабочей зоны концентрации вредных и опасных химических веществ до безопасного уровня условия труда оцениваются по гигиеническим критериям. Классы условий труда устанавливаются в зависимости от содержания в воздухе рабочей зоны вредных веществ химической природы, превышающих ПДК (Приложении Г-6).

При аварийных ситуациях человек может подвергаться кратковременному, но со значительными превышениями ПДК, воздействию вредных и опасных химических веществ. Поэтому о допустимых концентрациях в местах проведения аварийных работ говорить не приходится. Защита членов восстановитель-

400

ных бригад осуществляется нормированием допустимого времени работы при использовании средств индивидуальной защиты. Разработано «Положение о допустимых одноразовых воздействиях химических веществ на организм человека в аварийных ситуациях» (АПДК).

3.9.6.Экобиозащитная техника обезвреживания сбросов, содержащих химически вредные вещества

Крупные промышленные и транспортные предприятия, имеющие различные производства (механообрабатывающие, гальванические, литейные, окрасочные, кузнечные), моечные и очистные объекты, открытые склады навалочных грузов и др., должны иметь собственные специфичные очистные сооружения. Достаточно часто эти предприятия сбрасывают в канализацию загрязненную воду после недостаточной очистки. Характер технологических процессов, применяемые химически вредные вещества определяют различный состав загрязнения сточных вод. Объекты железнодорожного транспорта используют в производствах большое количество кислот, щелочей и других химикатов, которые отработав, попадают в стоки, а затем после недостаточной очистки — в сбросы. Особо загрязняющими являются промывочно-пропароч- ные пункты, шпалопропиточные заводы, ремонтные заводы с гальваническими

401

Рис. 3.25. Типовая схема установки по очистке воды:

1 — трубопровод подачи загрязненной воды; 2 — аэрация разбрызгиванием; 3 — хлорирование; 4 — смесительная камера; 5 — резервуар для коагуляции; 6 — отстойник; 7 — фильтр; 8 — конечное хлорирование; 9 — раздача чистой воды

и окрасочными цехами, локомотивные и вагонные депо. В воду могут попадать ядовитые и вредные вещества от сточных вод (промышленных растворов), а также различные болезнетворные микробы. Из водоемов, в которые регулярно поступают сбросы (бывает, что и ниже по течению), осуществляется водозабор как для производственных нужд, так и для водоснабжения населения. Недостаточно разбавленные незагрязненными водами воды сброса поступают на обработку по типовой схеме в установку по очистке воды (рис. 3.25). Здесь осуществляется осветление, обесцвечивание, обеззараживание воды. В ряде случаев прибегают к специальным методам обработки для удаления конкретных химических веществ. Но и такая обработка не всегда достаточна. Поэтому

402

предприятия обязывают (и они несут за это ответственность) производить в установленном порядке эффективную очистку собственных сточных вод.

Водоочистные сооружения таких предприятий выполнены следующим образом: отдельные производства внутри предприятия имеют свои локальные очистные сооружения, аппаратурное обеспечение которых учитывает специфику загрязнений и частично или полностью удаляет их, затем все локальные стоки направляются в емкости-усреднители, а из них промышленные растворы — на централизованную систему очистки до значений предельно-допустимых концентраций вредных веществ в сбросах, установленных для предприятия.

Средства защиты водных бассейнов от вредных и загрязнённых сточных вод

ипромышленных растворов можно свести в следующие основные группы:

•нормирование и контроль предельно допустимых концентраций и предельно допустимых сбросов;

•организация санитарно-защитных и заповедных зон вокруг природных водоемов;

•применение технических средств снижения загрязнения и очистки сточных вод и промышленных растворов.

Технические средства снижения загрязнений и очистки сточных вод и промышленных растворов включают:

403

•организацию и применение систем замкнутого водопользования, рекуперацию водных промышленных растворов;

•очистку сточных вод.

Методы очистки подразделяются на механические, физико-химические и биологические.

Механическая очистка предназначена для удаления из сточных вод взвешенных частиц (твердых минеральных частиц, частиц жиромасло- и нефтепродуктов). Она является методом предварительной очистки и осуществляется процеживанием, отстаиванием, обработкой в поле центробежных сил, фильтрованием, флотацией.

К устройствам механической очистки относятся: отстойники (рис. 3.26.а), фильтры (рис 3.26.б), песколовки (рис 3.26.в), нефтеловушки (рис 3.26.г), усреднители, гидроциклоны.

Процеживание применяют для удаления из сточных вод крупных и волокнистых включений. Процесс реализуют на вертикальных и наклонных решетках с шириной зазоров 15... 20 мм и на волокноуловителях в виде ленточных и барабанных сит. Очистка решеток и волокноуловителей от осадков осуществляется вручную или механически.

Отстаивание основано на свободном оседании (всплытии) примесей с плотностью, большей (меньшей) плотности воды. Процесс отстаивания реали-

404

Рис. 3.26. Схемы устройств механической водоочистки:

а — радиальный отстойник: 1 — грязная вода; 2 — скребки; 3 — чистая вода; 4 — осадок; б — пес- чано-гравийный фильтр: 1 — грязная вода; 2 — чистая вода; 3 — песок; 4 — гравий; 5 — щебень; в — песколовка: 1 — грязная вода; 2 — чистая вода; 3 — осадок; г — нефтеловушка: 1 — грязная вода; 2 — нефть и маслаˆ; 3 — чистая вода

зуют в песколовках, отстойниках, жироуловителях. Песколовки применяют для отделения частиц металла и песка размером более 250 мкм. Песколовки бывают с горизонтальным, вертикальным и круговым движениями воды.

Отстойники применяют для гравитационного выделения из сточных вод более мелких взвешенных частиц или жировых веществ. По направлению движе-

405

ния основного потока воды различают отстойники вертикальные, горизонтальные, диагональные и радиальные. Сточная вода поступает (рис 3.26, а) через центральную трубу 1 в цилиндрический отстойник. Жировые вещества всплывают на поверхность, откуда отводятся по жиропроводу. Тяжелые взвешенные частицы оседают в конической части отстойника и отводятся по трубе 4. Очищенная (осветленная) вода 3 отводится на следующие ступени очистных аппаратов.

Очистка сточных вод в поле центробежных сил реализуется в гидроциклонах. Механизм действия гидроциклонов аналогичен механизму действия газоочистных циклонов. Под действием центробежной силы, возникающей во вращающемся потоке, происходит более интенсивное отделение взвешенных частиц от потока воды.

Фильтрование используют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей как на начальной, так и на конечной стадиях очистки. Часто используют зернистые фильтры из несвязанных или связанных (спеченных) между собой частиц. В зернистых фильтрах в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит. Схема засыпного фильтра показана на рис. 3.26, б. Регенерация фильтра осуществляется обратной промывкой и продувкой сжатым воздухом.

406

Флотация заключается в обволакивании частиц примесей мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии этих частиц на поверхность, где образуется слой пены. В зависимости от способа образования пузырьков различают флотацию пневматическую, химическую, вибрационную, биологическую, электрофлотацию. На практике наибольшее распространение получила пневматическая флотация, которая основана на уменьшении растворимости газа в воде при снижении его давления. При резком снижении давления происходит выделение из воды излишнего воздуха в виде пузырьков.

Физико-химические методы очистки применяют для удаления из сточной воды растворимых примесей (солей тяжелых металлов, цианидов, фторидов и др.), а в ряде случаев и для удаления взвесей. Эти методы представляют собой достаточно сложные технологические процессы, однако при этом получили наибольшие распространение. Физико-химические методы очистки обеспечивают быстрый запуск процесса и его автоматизацию, характеризуются нечувствительностью к температурным колебаниям и простотой применяемых в большинстве случаев материалов и оборудования. В то же время они имеют и серьезные недостатки: большие объемы образующихся неутилизируемых осадков и высокую стоимость оборудования и химических реагентов.

Как правило, физико-химическим методам предшествует стадия очистки взвешенных веществ, что снижает затраты на проведение процесса.

407

Из физико-химических наиболее распространены: реагентные методы в том числе нейтрализация и окисление, коагуляция, сорбция, электрофлотация, экстракция, ионный обмен, диализ.

Сущность реагентного метода заключается в обработке сточных вод химическими веществами-реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные или нерастворимые соединения. Последние, затем, могут быть удалены одним из описанных выше методов удаления взвесей и осветления воды. Этот метод находит применение для очистки сточных вод от солей металлов, цианидов, хрома, фторидов и т.д. Например, для удаления цианидов используют различные реа- генты-окислители, содержащие активный хлор: хлорную известь, гипохлориты кальция или натрия, хлорную воду. Для очистки от хрома применяют натриевые соли сернистой кислоты. Для очистки фторсодержащих вод применяют гидроксид кальция, хлорид кальция. В результате химической реакции с токсичными соединениями фтора образуется плохо растворимый фторид кальция, который можно удалить из воды отстаиванием.

Разновидностью реагентного метода является процесс нейтрализации сточных вод. Согласно действующим нормативным документам, сбросы сточных вод в системы канализации населенных пунктов и в водные объекты допустимы только в случаях, если они имеют кислотность рН = 6,5...8,5. Нейтрализа-

408

ция кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых в воде щелочных реагентов (оксида кальция, гидроксидов натрия, кальция, магния и др.). Нейтрализация щелочных стоков осуществляется добавлением растворов кислот (серной, соляной и др.), негашеной извести, кальцинированной соды, аммиака и фильтрованием через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, магнезит, мел и др.).

Реагентная очистка осуществляется в емкостях, снабженных устройствами для перемешивания.

Окислительный метод применяют для обеззараживания токсичных примесей (цианидов меди и цинка). В качестве окислителей используют хлор, гипохлорит кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и кислород воздуха.

Коагуляция — это физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и мелкодисперсных частиц вещества размером до 10 мкм под действием сил молекулярного притяжения. В результате коагулирования устраняется мутность воды и образуются крупные хлопья вещества, подлежащие механическому удалению. В качестве веществ-коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа, сульфат железа и др. Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами в камерах, откуда вода направляется в отстойники.

409

Сорбция — метод извлечения из растворов, как правило, ценных растворенных веществ с помощью пористых материалов — сорбентов (активированный уголь, зола, коксовая мелочь, торф, селикагель, активные глины и др.).

Электрофлотация находит широкое применение для удаления маслопродуктов и мелкодисперсных взвесей. Она осуществляется путем пропускания через сточную воду электрического тока, возникающего между паˆрами электродов (используются железные, стальные, алюминиевые). В результате электролиза воды образуются пузырьки газа, прежде всего, легкого водорода, а также кислорода, которые обволакивают частички взвесей и способствуют их быстрому всплытию на поверхность. Электрофлотация осуществляется в электрофлотационных установках.

Экстракционный метод очистки основан на введении в раствор нерастворимой жидкости — экстрагента, в котором растворяется загрязняющее вещество, образуя экстракт, который затем отделяется от обработанного раствора.

Метод ионного обмена основан на вытеснении ионами растворенного вещества ионов из специальных веществ — ионитов, т.е. на замене опасных растворенных ионов на безопасные с последующим извлечением веществ, ионы которых теперь находятся в ионитах (мышьяк, фосфор, хром, цинк, свинец, медь, ртуть, редкоземельные элементы).

410

Иониты — ионообменные смолы, при прохождении сточной воды через них подвижные ионы смолы заменяются на ионы токсичных примесей соответствующего знака. Например, катион тяжелого металла заменяется катионом водорода, а токсичный анион соли металла —анионом ОН. Происходит сорбирование токсичных ионов смолой. Регенерация (восстановление сорбирующей способности при насыщении смолы токсичными ионами) осуществляется промывкой кислотой (для катионитовой смолы) или щелочью (для анионитовой смолы). При этом токсичные ионы замещаются соответствующими катионами или анионами, а токсичные примеси выделяются в концентрированном виде как щелочные или кислые стоки, которые взаимно нейтрализуются и подвергаются реагентной очистке или утилизации.

Биологическая очистка сточных вод основана на способности мироорганизмов использовать в процессе своей жизнедеятельности растворенные и коллоидные органические соединения в качестве источника питания. Биологическим путем, с использованием многочисленных органических соединений, очищаются бытовые и производственные сточные воды. Бактерии находятся в активном иле, представляющем собой темно-коричневую или черную жидкую массу с землистым запахом. С биологической точки зрения активный ил — это скопление аэробных бактерий. Кроме микробов, в иле могут присутствовать простейшие черви, личинки насекомых, водные клещи.

411

Биологическую очистку проводят или в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды), или в специальных сооружениях: аэротенках, биофильтрах. Аэротенки представляют собой крупные укрытые резервуары с системой коридоров, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом. Эффект биологической очистки обеспечивается постоянным перемешиванием сточных вод с активным илом и непрерывной подачей воздуха через систему аэрации аэротенка. Активный ил затем отделяется от воды в отстойниках и вновь направляется в аэротенк. Биологический фильтр — это сооружение, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается биологическая пленка, состоящая из определенных форм микроорганизмов.

При биологической очистке к водному раствору предъявляется ряд требований: его температура должна находиться в пределах 20...30 °С; раствор должен иметь слабощелочной или нейтральный показатель кислотности (рН = 6,5...7,5); содержание растворенного кислорода должно составлять не менее 2 мг/л; биопитающая концентрация не должна превышать расчетного значения на 1 м2 площади очистного сооружения.

Недостатками существующего биологического метода являются: высокое потребление электроэнергии; потребность в подаче кислорода и добавок для питания микрофлоры; сложность работы в пусковом режиме и обязательный

412

строгий контроль условий процесса; необходимость больших площадей; образование значительного количества осадка, который необходимо в дальнейшем утилизировать.

Менее изученным, но более перспективным методом биологической очистки, является использование водной растительности. По современным представлениям использование определенных видов растительности в технологии очистки стоков является одним из самых перспективных методов биологической очистки. Этот метод экономичен и экологически безопасен. Многие органические и минеральные соединения (загрязнения) используются водной флорой для питания, что и беспечивает их извлечение из водоема, а биомасса водорослей не нуждается в дорогостоящих и экологически опасных приемах утилизации. Водным растениям свойственна избирательность в накоплении макро- и микроэлементов. Водоросли и другая водная растительность (с помощью определенных бактерий) могут использоваться для извлечения из воды солей тяжелых металлов. Исследования химического состава растений показали, что в их составе в значительных количествах содержится калий, хлор, кальций, магний, натрий, кремний. Следовательно, этот метод перспективен для очистки промышленных сточных вод, содержащих соли меди, цинка, свинца и других металлов.

413