Глава 12. Применение биотехнологии для защиты

ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ОТ ТЕХНОГЕННЫХ

ЗАГРЯЗНЕНИЙ

12.1. Характеристика и методы очистки

газовоздушных выбросов

В настоящее время большое количество производственных процессов сопровождается выбросом в атмосферу твердых частиц и отходящих газов. Химический состав и концентрация загрязнений определяются особенностями производства.

В воздухе крупных промышленных городов можно идентифицировать до 150 соединений, среди которых углеводороды, в том числе ароматические, галогенсодержащие; кислоты; альдегиды; кетоны; оксиды серы, азота, углерода; восстановленные соединения серы; аммиак; галогены и др. Основной вклад в загрязнение воздушного бассейна вносят предприятия химической, целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей промышленности, животноводческие комплексы, отстойники сточных вод, установки по обезвреживанию отходов.

Под влиянием газопылевых выбросов загрязняется атмосферный воздух, повышается кислотность почв, увеличивается загрязненность почвенно-грунтовых вод и вод водоемов, наблюдается нарушение биоценозов. Проблема усугубляется тем, что загрязнения могут быть токсичными, аллергенными, порой имеют дурной запах, как например восстановленные соединения серы (меркаптаны, сероводород, тиосульфаты). Вследствие этого они доставляют неприятности уже в малых концентрациях (табл. 28). Основными источниками восстановленных соединений серы являются фотопромышленность, нефтеперегонные установки, целлюлозно-бумажная промышленность, установки по очистке природного газа, отходы животноводства.

Таблица 28. Значения пороговой концентрации соединений,

Имеющих дурной запах

Соединение	Концентрация с∙1010, %
Этантиол	0,19
Метантиол	1,10
Масляная кислота	1,00
Валерьяновая кислота	0,60
Диаллилсульфид	0,14

Выбросы вредных веществ в атмосферу только по Республике Беларусь составляют около 1200 т в год.

Разумеется, наиболее радикальным методом является экологизация технологических процессов, применение чистых технологий. Однако нынешний уровень развития производства не достаточен для полного предотвращения загрязнения атмосферы.

Как правило, на предприятиях для отвода газов используются высокие трубы (200–350 м). Их применение позволяет распределять загрязняющие вещества на большие площади, снижая их концентрацию в атмосфере. Рассеяние вредных веществ в атмосфере не является эффективным средством ее защиты, необходима очистка атмосферных выбросов от токсичных компонентов. Обычно затраты на очистные сооружения достигают 15–20% от капиталовложений на технологическую установку. При этом наблюдается закономерность: чем ниже содержание примеси в смеси, тем сложнее ее выделение.

Для выделения твердых частиц из газовой фазы используется пылеуловительное оборудование, классификация которого основана на особенностях механизма отделения твердых частиц от газовой фазы. В соответствии с этими особенностями различают следующие виды оборудования: аппараты «сухой» очистки (циклоны, пылеосадительные камеры, жалюзийные пылеуловители, ротационные пылеуловители); аппараты «мокрой» очистки (полые и насадочные скрубберы, скруббер Вентури, барботажные и пенные аппараты, ударно-инер-ционные аппараты); аппараты фильтрационной очистки (фильтры волокнистые, тканевые, зернистые); аппараты электрофильтрационной очистки.

Для улавливания примесей, находящихся в газовом и паровом состоянии, могут быть использованы физические и химические методы: адсорбция на активированном угле, абсорбция жидкостями, прокаливание, каталитическое дожигание, озонирование, хлорирование.

Оборудование, которое применяют для реализации этих методов, делят на 3 группы:

– аппараты абсорбционной очистки (насадочные абсорберы, скрубберы Вентури, другие скрубберы);

– аппараты адсорбционной очистки периодического и непрерывного действия;

– аппараты термической нейтрализации (аппараты прямого сжигания, аппараты термического окисления, аппараты каталитического действия).

Однако эти способы требуют больших капитальных вложений и энергозатрат. Следует также отметить неэкономичность применения таких способов для небольших объемов газа с низкой концентрацией загрязнений. Большие же концентрации приводят к быстрой «усталости» катализаторов или требуют значительных реакционных объемов. На­пример, адсорбционный способ не позволяет проводить полную дезодорацию отработанного воздуха из-за некоторой селективности адсорбирующего вещества. Кроме того, образующиеся при дан­ных процессах промышленные золы, газообразные продукты горения и другие отходы вторич­но загрязняют окружающую среду.