Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Часть 1. Курс лекций
.pdf
171
электрический заряд. Заряженные частицы двигаются в электрическом поле в
сторону осадительных электродов и оседают на них. Осевшая пыль удаляется
из электрофильтров встряхиванием электродов в сухих электрофильтрах или
промывкой в мокрых [2].
Для тонкой очистки газов от частиц и капельной жидкости применяют
различные фильтры. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц
примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных
сред. В зависимости от типа фильтровой перегородки, конструкции фильтра
и его назначения, тонкости очистки основана и классификация фильтров.
По типу перегородки фильтры бывают: с зернистыми слоями
(неподвижные свободно насыпанные зернистые материалы,
псевдоожиженные слои); с гибкими пористыми перегородками (ткани,
войлоки, волокнистые маты, губчатая резина, пенополиуретан и др.); с
полужесткими пористыми перегородками (вязаные и тканые сетки,
прессованные спирали и стружка); с жесткими пористыми перегородками (
пористая керамика, пористые металлы и др.)
Наибольшее распространение в промышленности для сухой очистки
газовых выбросов получили рукавные фильтры. Такие фильтры могут
состоять из одной или нескольких секций, в каждой из которых может быть
от 4-6 до нескольких сотен рукавов.
Большинство промышленных фильтрующих установок работают в двух
режимах – фильтрации и регенерации, т.е. очистки от уловленной пыли.
Регенерация повышает степень использования фильтрационных материалов
и удешевляет процесс очистки. Она производится путем встряхивания,
периодической продувкой или промывкой. В результате пары материалов
освобождаются от уловленной пыли и материал можно использовать
повторно.
Аппараты мокрой очистки газов – мокрые пылеуловители – находят
широкое распространение, так как имеют высокую эффективность очистки
от мелкодисперсных пылей с d2 0.3 мкм, а также возможность очистки от
пыли нагретых и взрывоопасных газов. Принцип действия основан на
осаждении частиц пыли на поверхности капель или пленки жидкости, в
качестве которой используется либо вода (при очистке от пыли), либо
химический раствор (при улавливании одновременно с пылью вредных
газообразных компонентов). Комплексная очистка газов – это достоинство
аппаратов мокрой очистки – полых форсуночных скрубберов. Вместе с тем,
мокрые пылеуловители обладают рядом недостатков, ограничивающих
область их применения: образование в процессе очистки шлама, что требует
специальных систем для его переработки; вынос влаги в атмосферу и
172
образование отложений в отводящих газоходах при охлаждении газов до
температуры точки росы; необходимость создания оборотных систем подачи
воды в пылеуловитель.
Для очистки воздуха от туманов, кислот, щелочей, масел и других
жидкостей используют волокнистые фильтры – туманоуловители. Принцип
их действия основан на осаждении капель на поверхности пор с
последующим стеканием жидкости по волокнам в нижнюю часть
туманоуловителя. Осаждение капель жидкости происходит под действием
броуновской диффузии, или инерционного механизма отделения частиц
загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлементах в зависимости от
скорости фильтрации Wф. Туманоуловители делят на низкоскоростные (Wф
0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузионного осаждения
капель, и высокоскоростные (Wф = 2,0 – 2,5 м/с), где осаждение происходит
главным образом под воздействием инерционных сил. Очистку газовых
выбросов от газа и парообразных загрязнителей производят в специальных
установках. В настоящее время существует два типа газо и
пароулавливающих установок. Первый тип установок обеспечивает
санитарную очистку выбросов без последующей утилизации уловленных
примесей, количество которых невелико, но которые даже в малых
концентрациях опасны для здоровья человека. Второй тип предназначен для
промышленной очистки выбросов от больших количеств вредных примесей с
последующей их концентрацией и дальнейшим использованием в качестве
исходного сырья в различных технологических процессах. Установки
второго типа являются составляющими элементами разрабатываемых
перспективных малоотходных и безотходных технологий.
Методы очистки промышленных выбросов от газообразных и
парообразных загрязнителей по характеру протекания физико-химических
процессов подразделяются на пять основных групп: промывка выбросов
жидким поглотителем (абсорбция); промывка выбросов растворами
реагентов, связывающими примеси химически (хемосорбция); поглощение
газообразных примесей твердыми активными веществами (адсорбция);
термическая нейтрализация отходящих газов и поглощение примесей с
помощью католического превращения.
Метод абсорбции обеспечивает очистку газовых выбросов путем
разделения газовоздушной смеси на составные части за счет поглощения
одной или нескольких вредных примесей (абсорбатов), содержащихся в этой
смеси, жидким поглотителем (абсорбентом), с образованием раствора [12].
Для удаления из технологических выбросов таких газов, как аммиак,
хлористый, или фтористый водород, в качестве жидкого поглотителя
173
применяется вода. В качестве абсорбентов используются и другие жидкости,
например, раствор сернистой кислоты для улавливания водяных паров, или
вязкие масла для улавливания ароматических углеводородов из коксового
газа.
Метод хемосорбции заключается в поглощении вредных газовых и
паровых примесей, содержащихся в газовых выбросах, твердыми или
жидкими поглотителями с образованием малолетучих, или малорастворимых
химических соединений. Этот метод применяют при небольших
концентрациях вредных примесей в отходящих газах. Методом хемосорбции
осуществляют очистку газовоздушной смеси от сероводорода с
использованием мышьяково-щелочного, этанол-аминового и других
растворов. Сероводород при этом связывается с соответствующей
хемосорбенту соли, находящейся в водном растворе, регенерация которого
осуществляется кислородом, содержащимся в очищенном воздухе, с
образованием серы, которая может быть использована как сырье [12].
Адсорбционный метод очистки газов основан на поглощении
содержащихся в них вредных примесей поверхностью твердых пористых тел
с ультрамикроскопической структурой, называемых адсорбентами.
Эффективность процесса адсорбции зависит от пористости адсорбента,
скорости и температуры очищаемых газов. Чем больше пористость
адсорбента и выше концентрация примеси, тем интенсивней протекает
процесс адсорбции. В качестве адсорбентов для очистки газов от
органических паров, поглощения неприятных запахов и газообразных
примесей, содержащихся в небольших количествах промышленных
выбросов, широко применяют активированный уголь, удельная поверхность
которого составляет 102 – 103 м2/г. Кроме активированного угля используется
активированный глинозем, селикагель, активированный оксид алюминия,
синтетические цеолиты или молекулярные сита, которые наряду с
активированным углем обладают высокой адсорбционной способностью и
избирательностью поглощения определенных газов, механической
прочностью и способностью к регенерации.
Термическая нейтрализация обеспечивает окисление токсичных
примесей в газовых выбросах до менее токсичных при наличии свободного
кислорода и высокой температуры газов. Этот метод применяется при
больших объемах газовых выбросов и концентрациях загрязняющих
примесей, превышающих 300 частей на миллион.
Существует три схемы термической нейтрализации газовых выбросов:
прямое сжигание в пламени; термическое окисление при температуре 600-
800оС; каталитическое сжигание при 250 - 450о С.
174
Прямое сжигание используют в тех случаях, когда отходящие газы
содержат достаточно тепла, необходимого для осуществления процесса и
составляющего более 50% общей теплоты сгорания. Примером такого
процесса является факельное сжигание горючих отходов. Так нейтрализуют
циано- водород в вертикально направленных факелах на нефтехимических
заводах. Разработаны также схемы камерного сжигания отходов.
Термическое окисление применяется, когда отходящие газы имеют
высокую температуру, но в них нет достаточного количества кислорода, либо
когда концентрация горючих примесей настолько низка, что не обеспечивает
подвод теплоты, необходимый для поддержания пламени.
Каталитический метод предназначен для превращения вредных
примесей, содержащихся в отходящих газах промышленных выбросов, в
вещества безвредные, или менее вредные для окружающей среды с
использованием специальных веществ – катализаторов. Катализаторы
изменяют скорость и направление химической реакции. В качестве
катализаторов используют платину, палладий и другие благородные металлы
или их соединения (окиси меди, марганца). Каталитические методы широко
используют для очистки от вредных примесей, содержащихся в
газовоздушных выбросах цехов окраски, а также для нейтрализации
выхлопных газов автомобилей.
Для высокоэффективной очистки выбросов применяются аппараты
многоступенчатой очистки, в которых очищаемые газы последовательно
проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат,
включающий несколько ступеней очистки. Многоступенчатую очистку
широко применяют в системах очистки воздуха с его последующим
возвратом в помещение.
1.2 Средства защиты гидросферы.
Источниками загрязнений сточных вод являются производственные,
бытовые и поверхностные стоки.
Производственные сточные воды образуются в результате
использования воды в технологических процессах.
Бытовые сточные воды, образующиеся в раковинах, санитарных узлах,
душевых и тому подобном, содержат крупные примеси (остатки пищи, песок,
фекалии и т.п.); примеси органического и минерального происхождения в
нерастворенном виде, коллойдном и растворенном состояниях; различные, в
том числе болезнетворные бактерии. Концентрация указанных примесей в
175
бытовых сточных водах зависит от степени их разбавления водопроводной
водой.
Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания
дождевыми, снеговыми и поливочными водами загрязнений, имеющихся на
поверхности грунтов, на крышах и стенах зданий и т.п. Основными
примесями поверхностных сточных вод являются механические частицы
(земля, песок, камень, древесные и металлические стружки, пыль, сажа и
нефтепродукты (масла, бензин, керосин, используемые в двигателях
транспортных средств).
Системы водоснабжения промышленных предприятий в зависимости от
водных и технологических процессов могут быть прямоточного, повторного
(последовательного) и оборотного водоснабжения. При выборе схемы
станций очистки и технологического оборудования необходимо знать расход
сточных вод и концентрацию содержащихся в них примесей, а также
допустимый состав сточных вод, сбрасываемых в водоемы. Допустимый
состав сточных вод рассчитывают с учетом «Правил охраны поверхностных
вод». Эти правила предназначены для предупреждения избыточного
загрязнения сточными водами водных объектов. Правила устанавливают
нормы на ПДК веществ, состав и свойства воды водоема.
В зависимости от технологического назначения вода в системах
водоснабжения может быть подвергнута различной обработке:
механической, физико-химической и биологической.
Механическая очистка сточных вод от взвешенных частиц проводится
путем процеживания, отстаивания, обработки в поле действия центробежных
сил и фильтрования.
Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. В
вертикальных или наклонных решетках ширина прозоров обычно составляет
15-20 мм. Для выделения волокнистых веществ из сточных вод
целлюлознобумажных и текстильных предприятий используют
волокноуловители, например, с использованием перфорированных дисков
или в виде движущихся сеток с нанесенным на них слоем волокнистой
массы.
Отстаивание основано на свободном оседании (всплывании) примесей с
плотностью больше (меньше) плотности воды. Процесс отстаивания
реализуют в песколовках, отстойниках и жироуловителях. Песколовки
используют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером
более 0,25 мм. Отстойники используют для очистки сточных вод от
механических частиц размером более 0,1 мм, а также от частиц
нефтепродуктов.
176
Очистку сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляют
в гидроциклонах и центрифугах.
Фильтрование применяют для очистки сточных вод от
тонкодисперсных примесей с малой их концентрацией. Его используют как
на начальной стадии очистки сточных вод, так и после некоторых методов
физико- химической или биологической очистки.
Физико-химические методы очистки используют в основном для
очистки от растворенных примесей, основными из них являются флотация,
экстракция, нейтрализация, сорбция, ионообменная и электрическая очистка,
гиперфильтрация, эвапорация, выпаривание, испарение и кристаллизация.
Флотация предназначена для интенсификации процесса всплывания
маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками газа, подаваемого
в сточную воду.
Экстракция сточных вод основана на перераспределении примесей
сточных вод в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей (сточной воды
и экстрагента).
Нейтрализация сточных вод предназначена для выделения из них
кислот, щелочей, а также солей металлов на основе кислот и щелочей.
Нейтрализация кислот и их солей осуществляют щелочами или солями
сильных щелочей: едким натром, едким кали, известью, известняком,
доломитом, мрамором, мелом, магнезитом, содой, отходами щелочей.
Наиболее дешевым и доступным реагентом для нейтрализации кислых
сточных вод является гидроокись кальция (гашеная известь). Для
нейтрализации сточных вод с содержанием щелочей и их солей можно
использовать серную, соляную, азотную, фосфорную и другие кислоты.
Сорбцию применяют для очистки сточных вод от растворимых
примесей, в качестве сорбентов используют любые мелкодисперсные
материалы (золу, торф, опилки, шлаки, глину); наиболее эффективный
сорбент - активированный уголь.
Ионообменную очистку применяют для обессоливания и очистки
сточных вод от ионов металлов и других примесей. Очистку осуществляют
ионитами - синтетическими ионообменными смолами изготовленными в
виде гранул размером 0,2-2 мм. Иониты изготовляют из нерастворимых в
воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион
(катион или анион), который при определенных условиях вступает в реакцию
обмена с ионами того же знака, содержащимися в сточной воде.
Электрохимическая очистка реализуется двумя путями: окисление
веществ путем передачи электронов непосредственно на поверхности анода
177
или через вещество - переносчика, а также в результате взаимодействия с
сильными окислителями образовавшимися в процессе электролиза.
Гиперфильтрация реализуется разделением растворов путем
фильтрования их через мембраны, поры которых размером около 1нм
пропускают молекулы воды, задерживая гидратированные ионы солей или
молекулы недиссоциированных соединений.
Эвапорация реализуется обработкой паром сточной воды с
содержанием летучих органических веществ, которые переходят в паровую
фазу и вместе с паром удаляются из сточной воды.
Выпаривание, испарение и кристаллизацию используют для очистки
небольших объемов сточной воды с большим содержанием летучих веществ.
Биологическая очистка применяется для выделения тонкодисперсных и
растворенных органических веществ. Она основана на способности
микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах
органические вещества (кислоты, спирты, белки, углеводы и т.д.). Процесс
реализуется в две стадии, протекающие одновременно, но с различной
скоростью: адсорбция из сточных вод тонкодисперсных и растворенных
примесей органических веществ и разрушение адсорбированных веществ
внутри клетки микроорганизмов при протекающих в них биохимических
процессах (окислении или восстановлении). Биохимическую очистку
осуществляют в природных и искусственных условиях.
Сточные воды в природных условиях очищают на полях фильтрации,
полях орошения и в биологических прудах.
Биологические фильтры широко используют для очистки и бытовых, и
производственных сточных вод. В качестве фильтровального материала для
загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, керамзит, пластмассу,
гравий. Существуют биофильтры с естественной подачей воздуха, которые
применяют для очистки сточных вод с суточным расходом не более 1000 м3.
Для очистки производственных сточных вод больших расходов и сильно
концентрированных используют биофильтры с принудительной подачей
воздуха.
Для реализации указанных методов используются очистные
сооружения, через которые должны пропускаться все сточные воды
промышленных предприятий и городской канализации.
Основанием для выдачи разрешений на сброс производственных
сточных вод в систему канализации населенного пункта для действующих
предприятий является паспорт водного хозяйства, представляющий один из
разделов экологического паспорта предприятия.
178
Паспорт водного хозяйства разрабатывает предприятие по
установленной форме и представляет для согласования в водопроводноканализационное управление, где уточняют места выпусков в системы
канализации бытовых сточных вод населенных пунктов; нормы сброса и
состав сбрасываемых сточных вод до и после очистных сооружений на
выпусках по среднему и максимальному количеству загрязняющих веществ.
Разрешение на сброс производственных сточных вод, может быть
аннулировано в случае изменения условий канализации населенных пунктов,
или несоблюдения промышленным предприятием условий, в том числе по
расходу вод и массе загрязнений. Расчет допустимых концентраций
загрязняющих веществ в сточных водах учитывает их степень очистки на
станции аэрации.
II.СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
Номенклатура средств индивидуальной защиты (СИЗ) включает
обширный перечень средств, применяемых в производственных условиях
(СИЗ повседневного использования), а также средств, используемых в
чрезвычайных ситуациях (СИЗ кратковременного использования). В
зависимости от назначения средства индивидуальной защиты включают:
специальную одежду и обувь, изолирующие костюмы, средства защиты
органов дыхания, глаз, рук, головы, лица, органов слуха, предохранительные
приспособления и защитные дерматологические средства.
Специальная одежда служит для предохранения тела работающих от
неблагоприятного воздействия механических и химических факторов
производственной среды. Она должна надежно защищать человека от
вредных воздействий, не нарушать нормальной терморегуляции организма,
обеспечивать
свободу движений, удобство ношения и хорошо очищаться от
загрязнений, не изменяя при этом своих свойств.
Специальная обувь должна защищать ноги работников от воздействия
опасных и вредных производственных факторов. Спецобувь изготовляют из
кожи и кожзаменителей, плотных хлопчатобумажных тканей с
полихлорвиниловым покрытием, резины. В химических производствах, где
применяют кислоты, щелочи и другие агрессивные среды, пользуются
резиновой обувью. Широко применяют также пластмассовые сапоги из
смеси поливинилхлоридных смол и синтетических каучуков.
179
Для защиты стопы от повреждений, связанных с падением на ноги
отливок и поковок, обувь снабжают стальным носком, выдерживающим удар
до 20 кг. Находит применение и специальная виброзащитная обувь.
Средства защиты глаз и лица – это очки открытого и закрытого типов,
козырьковые очки, ручные и наголовные щитки, шлемы, защищающие глаза
и органы дыхания. При механической обработке материалов применяют очки
закрытого типа с безосколочными стеклами. При разливке металлов и
сплавов, агрессивных жидкостей рекомендуют очки закрытого типа, маски с
экраном или светофильтром. Отраженный свет излучения требует
применения очков закрытого типа или масок с защитным экраном и
светофильтрами. Для защиты глаз от лучистой энергии применяют очки со
светофильтрами. Специальные очки с металлизированными стеклами
используют для защиты глаз от электромагнитных излучений в диапазонах
миллиметровых, сантиметровых, дециметровых и метровых волн.
От металлических повреждений и излучения защищают специальные
щитки и маски. Для защиты электросварщиков выпускаются щиток-маска,
щиток наголовный или маска защитная с прозрачным экраном.
Защитные дерматологические средства служат для предупреждения
заболеваний кожи при воздействии некоторых вредных производственных
факторов. Эти защитные средства выпускают в виде мазей или паст, которые
по назначению делятся на:
- мази и пасты для защиты от нефтепродуктов, растворителей
различных углеводородов, жиров, масел, лаков, красок и других
органических веществ;
- мази и пасты для защиты от воды, водных растворов кислот, щелочей,
солей, охлаждающих водомасляных эмульсий.
Средства защиты органов слуха используют в шумных производствах,
при обслуживании энергоустановок и т.п. К ним относятся беруши,
наушники и шлемы. Беруши при использовании втыкают в уши.
Одноразовые беруши следует использовать только один раз, беруши и
наушники многоразового использования требуют тщательного ухода,
содержания в чистоте и своевременного выявления дефектов.
Противошумные наушники представляют собой чаши, по форме
близкие к полусфере, из легких металлов или пластмасс, наполненные
волокнистыми или пористыми звукопоглотителями, удерживаемые с
помощью оголовья. Для удобного и плотного прилегания к околоушной
области они снабжаются уплотняющими валиками из синтетических тонких
пленок, часто заполненных воздухом или жидкими веществами с большим
внутренним трением (глицерин, вазелиновое масло и др.). Уплотняющий
180
валик одновременно демпфирует колебания самого корпуса наушника, что
существенно при низкочастотных звуковых колебаниях.
Противошумные шлемы используются при высоких уровнях шумов,
часто применяются в комбинации с наушниками или вкладышами.
Расположенный по краю шлема уплотняющий валик обеспечивает плотное
прилегание его к голове. Имеются конструкции шлемов с поддутием валика
воздухом для надежного облегания головы.
Правильное и постоянное применение средств защиты слуха снижает
шумовую нагрузку для берушей на 10-20, для наушников на 20-30 дБ.
Средства защиты органов дыхания и кожи предназначены для того,
чтобы предохранить от вдыхания и попадания в организм человека вредных
веществ (пыли, пара, газа) при проведении различных технологических
процессов или спасательных работ при химическом загрязнении атмосферы
и местности сильнодействующими ядовитыми веществами. При подборе
средств индивидуальной защиты органов дыхания необходимо знать
следующее: с какими веществами приходится работать; какова концентрация
загрязняющих веществ; сколько времени приходится работать; в каком
состоянии находятся эти вещества: в виде газа, паров или аэрозоли;
существует ли опасность кислородного голодания; каковы физические
нагрузки в процессе работы.
По принципу защитного действия средства индивидуальной защиты
органов дыхания и кожи делятся на фильтрующие и изолирующие. В
фильтрующих противогазах воздух, поступающий для дыхания, очищается
от вредных веществ. В изолирующих - дыхание осуществляется за счет
запасов кислорода, находящегося в самом противогазе. Ими пользуются в
случае, когда невозможно использовать фильтрующие, например, при
недостатке кислорода в воздухе или когда концентрация вредных веществ
очень высока или неизвестна.
Устройство и принцип действия фильтрующего противогаза.
Фильтрующие противогазы предназначены для защиты от попадания в
органы дыхания, глаза и на лицо человека химически опасных веществ
(АХОВ), бактериальных средств, радиоактивных паров и аэрозолей. Они
производятся промышленностью для рабочих и служащих химически
опасных производств (промышленные противогазы) и для населения
(гражданские противогазы).
В соответствии с действующими инструкциями по технике
безопасности промышленными противогазами обеспечиваются только
производственный персонал химически опасных производств. Более
доступными для населения являются гражданские противогазы, которых в
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]