3.6.2. Защита атмосферного воздуха от выбросов

Внешние средства защиты атмосферного воздуха от вы­бросов объектов экономики включают:

• очистку выбросов стационарных объектов экономики от примесей в специальных аппаратах и устройствах перед их поступлением в атмосферу;

• защитное зонирование территорий около объекта экономики;

• рассеивание очищенных выбросов в атмосферном воздухе;

• снижение и очистка выбросов автотранспорта.

Для очистки отходящих газов от примесей,на объектах экономики применяют следующие аппараты и устройства:

• сухие пылеуловители (циклоны, фильтры, электро­фильтры, рукавные фильтры, адсорберы);

• аппараты мокрой очистки (скрубберы Вентури, бар- ботажно-пенные пылеуловители, туманоуловители, абсор­беры, хемосорберы);

• аппараты термической и каталитической нейтрализа­ции газовых выбросов.

Некоторые из перечисленных аппаратов показаны на 2-й стр. обложки.

Для высокоэффективной очистки выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколь­ко автономных аппаратов очистки или один агрегат, вклю­чающий несколько ступеней очистки. Такие решения нахо­дят применение при высокоэффективной очистке газов от твердых примесей; при одновременной очистке от твердых и газообразных примесей.

Системы рассеивания выбросов. Процесс организованного выброса и распространения загрязняющих веществ в атмо­сферном воздухе зависит от ряда факторов. К ним прежде всего относятся параметры выбрасываемых газов.

Мощность выброса. По мощности выброса источники де­лят на мощные, крупные и мелкие. К мощным источникам относят, например, металлургические и химические заводы, заводы строительных материалов, тепловые электростанции; к мелким — небольшие котельные, предприятия местной пи­щевой промышленности, трубы печного отопления.

Температура выбрасываемых газов. Источники, у кото­рых температура выбрасываемой газовой смеси выше 50 °С, условно называют нагретыми, а при более низкой температуре — холодными.

Весьма важными являются также геометрические пара­метры системы выброса и ее расположение в пространстве.

Высота выброса. По высоте выбросов источники клас­сифицируются на высокие (выше 50 м), средней высоты (10...50 м), низкие (2...10 м) и наземные (высотой менее 2 м).

Геометрическая форма источника: точечная, линейная, плоская. Точечный источник выбрасывает загрязняющие ве­щества в атмосферу из отверстия; линейный источник — из щели или из ряда линейно расположенных отверстий; пло­ский источник — с площади. Точечные источники исполь­зуют для удаления загрязнений через выбросные трубы, шахты, крышные вентиляторы и другие при условии, что выделяющиеся из них загрязняющие вещества при рассеи­вании не накладываются одно на другое на расстоянии двух высот здания. Линейные источники — это аэрационные фо­нари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и крышные вентиляторы.

Расположение источника выброса. При расположении источники подразделяют на затененные и незатененные. Затененные, или низкие, расположены в зоне аэродинами­ческой тени, образующейся на здании или за ним на высоте меньшей, чем две с половиной высоты здания, в результате обдувания строения ветром. При этом внутри зоны созда­ется область пониженного давления и возникает циркуля­ция воздуха, вовлекающая в эту зону выбросы. Незатенен­ные, или высокие, свободно расположены в воздушном по­токе. К ним относятся трубы, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую две с половиной высоты здания.

Степень подвижности. По степени подвижности источ­ники загрязнения подразделяют на стационарные и под­вижные.

К метрологическим факторам, определяющим величину концентрации примесей в факеле выброса, относят: направ­ление господствующих ветров, их скорость, температура и влажность атмосферного воздуха, наличие инверсии, осад­ков и др. Влияние метрологических условий на процесс рас­сеивания загрязняющих веществ в атмосфере проявляется по-разному при холодных и нагретых выбросах из высоких и низких труб, а также при наличии различных форм рель­ефа, создающих локальные микроклиматические особенно­сти территории.

Н

Важным фактором, влияющим на распространение при­месей в атмосфере, является ветровой режим рассматривае­мой территории. Скорость ветра по-разному влияет на рас­сеивание примеси, поступающей в атмосферу от различных типов источников выброса примесей. В зоне высоких ис­точников выброса при слабом ветре концентрации приме­сей у земли уменьшаются за счет подъема факела выброса и уноса примеси вверх. Подъем примеси особенно значи­телен при нагретых выбросах. При сильном ветре началь­ный подъем примеси уменьшается, но происходит возрас­тание скорости переноса загрязняющих веществ по гори­зонтали.

Быстрому рассеиванию выбросов из низких источников способствуют большие скорости движения воздуха. При штиле и слабом ветре в приземном слое формируются наи­большие концентрации загрязняющих веществ. При этом зоны более высоких концентраций примесей создаются в подветренных зонах по отношению к источникам выбросов.

Влияние скорости ветра на загрязнение атмосферы имеет сложный характер, и для каждого источника существует не­которая опасная скорость ветра, при которой наблюдается максимальная концентрация примесей в приземном слое атмосферы.

Опасная скорость ветра, например, для мощных источников выбросов с большим перегревом дымовых газов относительно окружающего воздуха (таких, как ТЭС) составляет 5...7 м/с, для металлургических предприятий — 2...4 м/с. Для низких источ­ников со сравнительно малым объемом выбросов и при низкой температуре отходящих газов она близка к 0,5... 1 м/с.

В реальных условиях поступление загрязняющих ве­ществ в атмосферный воздух может носить и неорганизо­ванный характер. Неорганизованным называется выброс в атмосферу в виде потоков газа, возникающих в результате нарушения герметичности оборудования в местах загрузки, выгрузки, перегрузки или хранения продукта, при работе транспортных средств с ДВС и т. п.

Для предотвращения опасных загрязнений в приземном слое атмосферы определяют предельно допустимый выброс (ПДВ) в атмосферу. Этот норматив устанавливается для ка­ждого источника выброса так, чтобы содержание загряз­няющих веществ в приземном слое атмосферы от данного источника (или от совокупности источников с учетом пер­спективы их развития) при рассеивании вредных веществ в атмосфере не превышало норм по качеству воздуха. Нор­мативы предельно допустимых выбросов определяются для каждого вещества отдельно.

Значение ПДВ, г/с, для одиночного источника с круг­лым устьем в случаях Сф < ПДК определяется по формуле:

где А — коэффициент, зависящий от температурной стра­тификации атмосферы (определяет условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмо­сферном воздухе); Сф — фактическая приземная концен­трация загрязняющего вещества, мг/м³; F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц за­грязняющих веществ в атмосферном воздухе; m, п — без­размерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; η— без­размерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае равнинной местности равен 1; Н — вы­сота источника выброса над уровнем земли, м; А Г — раз­ность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси (Г_г) и температурой окружающего атмосферного воз­духа (Г_в), °С; V— расход выбрасываемой газовоздушной сме­си, м³/^с-

Существенно повлиять на величину предельно допусти­мых выбросов веществ при проектировании источника мо­жет высота трубы, которая определяется по формуле:

где М — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмо­сферу в единицу времени, г/с.

Если из источника выбрасывается несколько различных загрязняющих веществ, то за высоту выброса принимается наибольшее из значений Н, которые определены для каж­дого вещества в отдельности и для групп веществ с сумми­рующим вредным действием.

Увеличение высоты трубы всегда снижает уровень за­грязнения приземного слоя. Однако такие решения допус­каются только после полного использования всех доступ­ных на современном уровне технических средств по сокра­щению выбросов. Использование на энергетических объектах труб высотой более 250 м, а на других производ­ствах — более 200 м допускается только по специальному со­гласованию.

Если значение ПДВ по причинам объективного харак­тера в настоящее время не может быть достигнуто, то вво­дится поэтапное снижение выбросов загрязняющих веществ от действующих предприятий до значений, обеспечиваю­щих ПДК. На каждом этапе устанавливают лимиты на вы­бросы — временно согласованный выброс (ВСВ).

Защитное зонирование. Для ослабления негативного влия­ния источников опасностей на население, селитебные и природные зоны широко используется защитное зонирова­ние территорий и вывод предприятий из селитебных зон.

Объекты экономики, являющиеся источниками загряз­нения атмосферного воздуха, должны иметь санитарно-защитную зону (СЗЗ), отделяющую предприятие от жилой за­стройки. Территория СЗЗ предназначена для уменьшения отрицательного влияния предприятий и обеспечения тре­буемых гигиенических норм содержания загрязняющих ве­ществ в приземном слое атмосферы, для создания санитарно- защитного и архитектурно-эстетического барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и терри­торией жилой застройки и др.

Ширина санитарно-защитной зоны от контура промыш­ленной зоны до границы жилой застройки устанавливается в зависимости от класса предприятия, условий осуществле­ния технологического процесса, характера и количества вы­деляемых в окружающую среду загрязняющих веществ. Раз­мер СЗЗ устанавливается:

— для предприятий с технологическими процессами — источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными и неприятнопахнущими веществами — непосредственно от источника загрязнения атмосферы, а также от мест загрузки сырья или открытых складов;

• для тепловых электростанций, производственных и отопительных котельных — от дымовых труб.

В зависимости от класса размещаемого производства уста­новлено пять вариантов санитарно-защишых зон (табл. 3.2).

Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может быть увеличена (но не более чем в три раза):

• в случае использования неэффективных методов очи­стки выбросов в атмосферу;

• при необходимости размещения жилой зоны с под­ветренной стороны по отношению к предприятию, в зоне возможного загрязнения;

• в зависимости от розы ветров и других неблагоприятных метеорологических условий (частых штилей, туманов и др.);

• в случае строительства новых, еще недостаточно изу­ченных в санитарном отношении производств.

Санитарно-защитные зоны могут быть уменьшены при:

• изменении технологии производства;

• совершенствовании технологического процесса;

• внедрении высокоэффективных и надежных в экс­плуатации очистных устройств.

Таблица 3.2