- •Ю.С. Рыбаков процессы и аппараты защиты окружающей среды
- •280202 – Инженерная защита окружающей среды Екатеринбург
- •Оглавление
- •Глава 1. Научные основы технологических процессов . . . 10
- •1.2.1. Теплопроводность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
- •1.4. Процессы разделения неоднородных и гетерогенных систем . . . . . . . . . 35
- •Глава 2. Защита атмосферного воздуха от загрязнения . . . 61
- •Глава 3. Защита водного бассейна от загрязнения . . . . . . . . . 102
- •Глава 4. Утилизация и ликвидация бытовых
- •Глава 5. Защита окружающей среды от энергетического
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Научные основы технологических процессов
- •1.1. Основные понятия и законы природоохранных технологий
- •1.1.1. Два вида переноса вещества и энергии
- •Это уравнение будем называть материальным балансом. Из уравнения (1.1) видно, что в процессе производства происходит перенос массы из одних компонентов, входящих в аппарат, в другие.
- •1.1.2. Движущая сила технологического процесса
- •1.1.3. Закономерности переноса массы и энергии
- •1.1.4. Классификация и принципы оптимизации основных
- •Классификация основных процессов природоохранных технологий
- •1.2. Теплообменные процессы
- •1.2.1. Теплопроводность
- •1.2.2. Конвекция
- •1.2.3. Тепловое излучение
- •1.2.4. Теплоносители и их свойства
- •1.2.5. Теплоотдача при конденсации пара
- •1.2.6. Теплопередача при кипении жидкостей
- •1.2.7. Процессы выпаривания
- •1.3. Массообменные процессы
- •1.3.1. Массопередача, массоотдача и массопроводность
- •1.3.2. Абсорбция
- •1.3.3. Ректификация
- •1.3.4. Адсорбция
- •1.3.5. Ионный обмен
- •1.3.6. Экстракция
- •1.3.7. Сушка
- •1.3.8. Кристаллизация
- •1.4. Процессы разделения неоднородных и гетерогенных систем
- •1.4.1. Классификация неоднородных и гетерогенных систем
- •Классификация неоднородных и гетерогенных систем
- •1.4.2. Процессы осаждения под действием силы тяжести
- •1.4.3. Фильтрование
- •1.4.4. Коагуляция и флокуляция
- •1.4.5. Флотация
- •1.5. Химические и биохимические процессы, протекающие при очистке вод
- •1.5.1. Химические процессы
- •1.5.2. Сущность отдельных химических процессов и их роль
- •1.5.3. Биохимические процессы
- •1.6. Воздействие транспорта на окружающую среду
- •1.6.1. Влияние предприятий железнодорожного транспорта
- •1.6.2. Основные процессы, протекающие при воздействии
- •1.6.3. Характеристика топлив, используемых на объектах транспорта
- •1.6.4. Характеристика основных токсичных веществ, содержащихся
- •Глава 2. Защита атмосферного воздуха от загрязнения
- •2.1. Общие вопросы защиты атмосферы от загрязнения
- •2.1.1. Источники загрязнения атмосферы
- •2.1.2. Нормирование качества атмосферного воздуха
- •Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в воздухе, мг/м3
- •2.1.3. Классификация источников загрязнения
- •2.2. Пассивные методы защиты атмосферы от загрязнения
- •2.2.1. Стадия проектирования предприятия
- •2.2.2. Инвентаризация и расчет предельно допустимых выбросов
- •2.2.3. Установление санитарно-защитной зоны вокруг предприятия
- •2.2.4. Расчет высоты трубы для рассеивания газовоздушных выбросов
- •2.3. Методы очистки отходящих газов от аэрозолей
- •2.3.1. Сухие пылеуловители
- •2.3.2. Мокрые пылеуловители
- •2.3.3. Электрофильтры
- •2.3.4. Фильтры
- •3.6. Туманоуловители
- •2.4. Очистка промышленных выбросов от токсичных газовых примесей
- •2.4.1. Метод абсорбции
- •2.4.2. Метод хемосорбции
- •2.4.3. Адсорбционные методы
- •2.4.4. Методы каталитической очистки газов
- •2.4.5. Метод термической очистки газов
- •2.5. Методы и устройства для очистки выхлопных газов карбюраторных и дизельных двигателей
- •2.5.1. Нейтрализаторы отработавших газов
- •2.5.2. Фильтры для улавливания дисперсных частиц
- •2.5.3. Использование новых рабочих процессов и видов энергоресурсов
- •2.5.4. Очистка отработавших газов при реостатных
- •Глава 3. Защита водного бассейна от загрязнения
- •3.1. Общие вопросы защиты водных объектов от загрязнения
- •3.1.1. Характеристика водопользования и водопотребления
- •3.1.2. Критерии качества воды
- •Критерии оценки загрязненности воды по пдк вредных веществ
- •3.1.3. Качество вод, используемых в промышленности
- •3.2. Пассивные методы защиты гидросферы от загрязнения
- •3.2.1. Особенности канализования сточных вод
- •3.2.2. Условия выпуска производственных сточных вод
- •3.2.3. Расчет предельно допустимого сброса вредных веществ
- •3.2.4. Установление водоохранных зон и прибрежных защитных полос
- •3.3. Классификация сточных вод
- •3.3.1. Классификация по принципу допустимости
- •3.3.2. Классификация сточных вод по дисперсному составу примесей
- •3.3.3. Классификация сточных вод в зависимости
- •4. Механические (физические) методы очистки сточных вод
- •3.4.1. Процеживание и отстаивание примесей
- •4.2. Осветление сточных вод, улавливание жиров и нефтепродуктов
- •4.3. Фильтрование
- •4.4. Гидроциклонирование
- •3.5. Химические, физико-химические и биологические методы очистки и обезвреживания сточных вод
- •3.5.1. Химическая очистка сточных вод
- •3.5.2. Физико-химические методы очистки
- •3.5.3. Методы биологической очистки сточных вод
- •3.5.4. Методы биологической очистки сточных вод
- •3.5.5. Доочистка сточных вод
- •Глава 4. Утилизация и ликвидация твердых отходов
- •4.1. Опасность отходов для окружающей природной среды
- •4.1.1. Источники возникновения твердых отходов
- •4.1.2. Классификация отходов
- •4.1.3. Нормирование допустимого количества отходов
- •Классификация опасности отходов производства
- •4.2. Основные технологические принципы утилизации, обезвреживания и захоронения отходов
- •2.1. Размещение отходов
- •4.2.2. Переработка отходов на месте складирования
- •4.2.3. Переработка отходов пластических масс
- •4.2.4. Сжигание отходов
- •4.2.5. Обезвреживание и захоронение радиоактивных отходов
- •4.3. Утилизация и ликвидация осадков сточных вод
- •4.3.1. Технологический цикл обработки осадков сточных вод
- •4.3.2. Уплотнение, стабилизация и кондиционирование осадков
- •4.3.3. Обезвоживание и ликвидация осадков сточных вод
- •Глава 5. Защита окружающей среды от энергетического воздействия
- •5.1. Защита окружающей среды от шума и вибраций
- •5.1.1. Шум и его характеристики
- •5.1.2. Нормирование шума
- •5.1.3. Расчет шумовых характеристик
- •5.1.4. Меры борьбы с шумовым загрязнением
- •5.2. Защита от электромагнитного загрязнения
- •5.2.1. Электромагнитное загрязнение среды и его источники
- •5.2.2. Предельно допустимые уровни электромагнитных полей
- •5.2.3. Защита от электромагнитных полей
- •Заключение
- •Библиографический список
- •620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66 УрГупс
- •Ю.С. Рыбаков
- •Процессы и аппараты защиты
- •Окружающей среды
- •Екатеринбург
2.1.2. Нормирование качества атмосферного воздуха
В России существует Закон «Об охране атмосферного воздуха», который регламентирует порядок установления нормативных величин, лимитирующих вредное воздействие на атмосферный воздух химических, физических и биологических факторов. Для его выполнения разработаны государственные стандарты, одним из которых является ГОСТ 17.2.3.01-78 «Охрана природы. Атмосфера», который включает нормативы по контролю качества воздуха населенных пунктов, установлению допустимых выбросов.
Закон также регламентирует размещение, проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию предприятий и других объектов, влияющих на атмосферный воздух.
Для оценки же санитарного состояния воздушной среды применяются следующие показатели:
- предельно допустимая концентрация (ПДК) химических веществ в воздухе рабочей зоны и населенных мест (табл. 2.3);
- временная допустимая концентрация (ориентировочный безопасный уровень воздействия) химических веществ в воздухе рабочей зоны и в атмосферном воздухе (ВДК);
- предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в атмосферу (ПДВ);
- временно согласованные выбросы (ВСВ).
Под ПДКрабочей зоны следует понимать такие концентрации различных токсичных химических веществ, содержащихся в воздухе в виде газов, паров и пыли, которые при ежедневном воздействии в течение рабочего дня (при 40-часовой рабочей неделе) не вызывают патологических изменений или заболеваний у работающего и его детей.
ПДКсреднесуточная – это предельная концентрация, которая на протяжении жизни человека не должна оказывать на него вредного влияния, включая отдаленные последствия на окружающую среду в целом.
ПДКмаксимально разовая определяет степень кратковременного (20-минутного) воздействия примеси на организм человека, не вызывающей у него патологических изменений и заболеваний.
Таблица 2.3
Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в воздухе, мг/м3
Вещество |
ПДК в рабочей зоне |
Среднесуточная ПДК |
Максимально разовая ПДК |
Класс опасности |
Азот диоксид |
5 |
0,04 |
0,085 |
2 |
Аммиак |
20 |
0,04 |
0,2 |
4 |
Ангидрид сернистый |
10 |
0,05 |
|
3 |
Ацетон |
200 |
0,35 |
0,35 |
4 |
Взвешенные вещества |
|
0,15 |
0,5 |
3 |
Железа оксид |
|
0,04 |
- |
3 |
Кислота азотная |
|
0,15 |
0,4 |
2 |
Кислота серная |
1 |
0,1 |
0,3 |
2 |
Медь |
0,5 |
0,001 |
- |
2 |
Мышьяк |
|
0,003 |
- |
2 |
Нафталин |
20 |
0,003 |
0,003 |
4 |
Озон |
0,1 |
0,03 |
0,16 |
1 |
Полиэтилен |
10 |
- |
- |
3 |
Ртуть металлическая |
0,005 |
0,0003 |
- |
1 |
Сажа |
4 |
0,05 |
0,15 |
3 |
Свинец |
0,007 |
0,0003 |
- |
2 |
Сероводород |
10 |
0,008 |
0,008 |
2 |
Спирт метиловый |
5 |
0,5 |
1 |
3 |
Спирт этиловый |
1000 |
5 |
5 |
4 |
Угарный газ |
20 |
3,0 |
5,0 |
4 |
Углерода оксид |
|
3 |
5 |
4 |
Фенол |
0,3 |
0,003 |
0,01 |
2 |
Хлор |
1 |
0,03 |
0,1 |
2 |
В качестве основного показателя опасности загрязнения воздуха принята весовая концентрация примесей, мг/м3.
В зависимости от ПДК в рабочей зоне все химические вещества разделены на 4 класса опасности: чрезвычайно опасные (1 класс), высокоопасные (2 класс), умеренно опасные (3 класс) и малоопасные (4 класс). В настоящее время ПДК установлены для 700 вредных веществ.
При комбинированном воздействии нескольких веществ учитывают сумму их вредного воздействия. Должно выдерживаться следующее неравенство:
(2.1)
При проектировании или строительстве предприятий в районах, где воздух уже загрязнен, необходимо выбросы предприятия нормировать с учетом присутствующих примесей, т.е. фоновых концентраций.
Фоновая концентрация – концентрация загрязняющего атмосферу вещества, создаваемая всеми источниками естественного и антропогенного воздействия, исключая рассматриваемые.
ПДВ – количество вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени, которое в сумме с выбросами других источников загрязнения не создает приземной концентрации примеси, превышающих ее ПДК. Единицы измерения – г/с, кг/ч, т/год.
Сущность введения ПДВ состоит в том, что при существующих методах сокращения отходов производства практически невозможно полностью избежать проникновения вредных веществ в атмосферу. Вместе с тем можно уменьшить их выбросы до установленного предела путем разбавления чистым воздухом. Здесь есть лазейка для так называемой технологии «высоких труб».
Если ПДК и ПДВ предприятием не могут быть достигнуты, а продукция нужна, то согласовывают ВСВ. ВСВ – утвержденный поэтапно снижаемый норматив мощности выброса вредного вещества из действующего источника загрязнения, устанавливаемый на уровне выбросов предприятий с наилучшей технологией производства или на уровне предприятий, аналогичных по мощности и технологическим процессам.