Охрана труда
 Скачать 5.35 Mb.
|
|
Рассредоточенные выпуски стоков осуществляют через трубы, проложенные поперек сечения русла реки, тем самым увеличивая интенсивность перемешивания и кратность разбавления. Методы очистки сточных вод можно подразделить на механические, физико-химические и биологические. Для очистки сточных вод от взвешенных частиц (механических частиц, частиц жиро- масло- и нефтепродуктов) применяют процеживание, отстаивание, обработку в поле центробежных сил, фильтрование и флотацию. Процеживание применяют для удаления из сточной воды крупных и волокнистых включений. Процесс реализуют в вертикальных и наклонных решетках, ширина зазоров которых 15…20 мм, и волокноуловителях в виде ленточных и барабанных сит. Очистка решеток и волокноулавителей осуществляется вручную или механически. Отстаивание основано на свободном оседании (всплытии) примесей с плотностью большей (меньшей) плотности воды. Процесс отстаивания реализуют в песколовках, отстойниках, жироуловителях. Песколовки применяют для отделения частиц металла и песка размером более 250 мкм. Отстойники применяют для гравитационного выделения из сточных вод более мелких взвешенных частиц или жировых веществ. Очистка сточных вод в поле центробежных сил реализуется в гидроциклонах. Механизм действия гидроциклонов аналогичен механизму действия газоочистных циклонов. Фильтрование используют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей как на начальной, так и конечной стадиях очистки. Наиболее часто используют зернистые фильтры из несвязанных или связанных (спеченных) между собой частиц фильтроматериала. В зернистых фильтрах в качестве фильтроматериала используют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит и т. п. Метод флотации заключается в адсорбировании примесей мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на поверхность, где образуется слой пены, который удаляют. 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. Как правило, физико-химическим методам предшествует стадия очистки от взвешенных веществ. Применяются разнообразные физико-химические методы, из которых наиболее распространены электрофлотационные, коагуляционные, реагентные (разновидность реагентного метода — нейтрализация), электрохимические, электродиализные, ионообменные. Электрофлотация находит широкое применение наряду с пневматической флотаций для удаления маслопродуктов и мелкодисперсных взвесей. Осуществляется путем пропускания через сточную воду электрического тока, между парами электродов (железных, стальных, алюминиевых). В результате электролиза воды образуются пузырьки водорода и кислорода, которые обво- лакивают частички взвесей и способствуют их быстрому всплытию на поверхность. Электрофлотация осуществляется в электрофлотационных установках. Коагуляция — это физико-химический процесс агломерации мельчайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В результате коагулирования устраняется мутность воды. В качестве веществ-коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, прежде всего сульфат алюминия, а также неочищенный сернокислый глинозем, алюминат натрия, хлорное железо, сульфат железа и др., для интенсификации процесса хлопьеобразования применяют синтетические высокомолекулярные вещества- флокулянты, основным из которых является полиакриламид. Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами в хлопьеобразующих камерах, откуда вода направляется в отстойники, где хлопья отделяются отстаиванием. 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, удаляемые затем одним из описанных выше методов 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 реагенты-окислители, прежде всего содержащие активный хлор: хлорная известь, гипохлориты кальция или натрия, хлорная вода. Для очистки от шестивалентного хрома применяют натриевые соли сернистой кислоты (Na 2 S0 3 , NaHS0 3 ,), гидросульфит Na 2 S 2 0 5 . Для очистки фторсодержащих сточных вод применяют гидроокиси кальция (известковое молоко), хлорид кальция. В результате химической реакции с токсичными соединениями фтора образуется плохорастворимый фторид кальция (CaF 2 ), который можно удалить из воды, например 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 характеризуются величиной pH = 6,5...8,5. В том случае, если pH сточных вод соответствует кислой (pH < 6,5) или щелочной (pH > 8,5) реакции, сточные воды подлежат нейтрализации, под которой понимают снижение концентрации в них свободных Н или ОН-ионов до установленных в указанном интервале значений pH. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых в воде щелочных реагентов (оксида кальция, гидрооксидов натрия, кальция, магния и др.). Нейтрализация щелочных стоков — добавлением минеральных кислот — серной, соляной и др. В процессе нейтрализации важно добавить ровно столько реагента, чтобы осуществить нейтрализацию, не изменив при этом показатель pH в противоположную сторону. Кислые стоки часто содержат ионы железа и других тяжелых металлов. Поэтому при нейтрализации таких стоков одновременно идет процесс превращения ионов металлов в труднорастворимые гидрооксиды, выпадающие в осадок. Реагентная очистка осуществляется в емкостях, снабженных устройствами для перемешивания реагентов со сточными водами. Сущность ионообменной очистки сточных вод заключается в пропускании сточных вод через ионообменные смолы, которые различаются на катионитовые — имеющие подвижные и способные к обмену катионы (чаще всего водорода Н), и анионитовые — имеющие подвижные и способные к обмену анионы (чаше всего гидроксильную группу ОН ). При прохождении сточной воды подвижные ионы смолы заменяются на ионы соответствующего знака токсичных примесей. Например, катион тяжелого металла заменяет катион водорода, а токсичный анион соли металла — анион ОН , происходит сорбирование токсичных ионов смолой. Регенерация смолы (восстановление сорбирующей способности при насыщении смолы токсичными ионами) осуществляется промывкой ее кислотой (катионитовая смола) или щелочью (анионитовая смола). При этом токсичные ионы замещаются соответствующими катионами или ионами (Н + , ОН - ), а токсичные примеси выделяются в концентрированном виде как щелочные или кислые стоки, которые взаимно нейтрализуются и подвергаются реагентной очистке или утилизации. В электрокоагуляционных установках может быть реализован метод электрохимической очистки сточных вод. Таким методом можно очищать от ионов тяжелых металлов, цианидов. При электролизе железный (стальной) анод растворяется с образованием двухвалентных катионов железа Fe 2+ который восстанавливает очень токсичный шестивалентный хром до менее токсичного трехвалентного. В результате электрохимических процессов на катоде происходит также восстановление шестивалентного хрома до двухвалентного. Последний, так же как ионы железа, реагирует с гидрооксильной группой ОН с образованием нерастворимых гидроокисей хрома и железа [Сг(ОН) 3 Fe(OH) 2 ], которые затем удаляются как взвеси, например отстаиванием. Электродиализный метод очистки используют для удаления из малоконцентрированных сточных минеральных солей (в том числе солей тяжелых металлов), а также при переработке высококонцентрированных сточных вод (отработанных технологических растворов) с целью выделения из них ценных продуктов для последующего использования. Электродиализом называют процесс переноса ионов через мембрану под действием приложенного к ней электрического поля. Для очистки сточных вод используют электрохимически активные ионитовые мембраны. Наиболее распространены гетерогенные ионитовые мембраны, представляющие собой тонкие пленки, изготовленные из размельченной в порошок ионообменной смолы. В зависимости от того, из какой смолы сделана мембрана, различают катионитовые и анионитовые мембраны. Первые способны пропускать через себя лишь катионы, а вторые — анионы вредных примесей. Суть процесса электродиализа ясна из представленной на рис. 3.92 схемы элекродиализного опреснения воды. Рисунок 3.92 Схема процесса электродиализа: I — катод; II — анод; 1 — присоединение к отрицательному полюсу выпрямителя; 2 — выход газообразного водорода; 3—6 — подача воды соответственно на промывку катодной камеры, в опреснительные камеры на промывку анодной камеры; 7 — выход газообразных кислорода и хлора; 8 — присоединение к положительному полюсу выпрямителя; 9 — отвод опресненной воды; 10 — отвод концентрированного рассола Процесс осуществляется в многокамерных аппаратах, в которых плоские мембраны расположены параллельно. Обессоливаемая вода поступает в четные камеры, а через нечетные циркулирует рассол. Под действием электрического поля катионы двигаются к катоду (отрицательному электроду I), а анионы — к аноду II. Из нечетных камер ни анионы, ни катионы в соседние камеры не прони- кают, т. к. на пути их движения расположены препятствия в виде непроницаемых для катионов анионитовых мембран со стороны катода и непроницаемых для анионов катионитовых мембран со стороны анода. В результате соли переносятся током из четных камер в нечетные, вода в четных камерах опресняется, а в нечетных рассольных камерах концентрируются отделяемые соли. В настоящее время распространены электродиализные установки типа ЭДУ, имеющие от 100 до 300 камер. Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические соединения в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности. При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа. Биологическим путем очищаются многие виды органических соединений городских и производственных сточных вод. Бактерии находятся в активном иле, представляющем собой темно-коричневую или черную жидкую массу, обладающую землистым запахом. С биологической точки зрения активный ил — это скопление аэробных бактерий в виде зоогелей. Кроме микробов в иле могут присутствовать простейшие (в аэротенках), в биопленке (биофильтры) — черви, личинки насекомых, водные клещи. При очистке многих видов сточных вод используют бактерии рода Pseudomonas — грамотрицательные палочки. Биологическую очистку ведут или в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) или в специальных сооружениях: аэротенках, биофильтрах. Аэротенки представляют собой открытые 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 очистное сооружение, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается биологическая пленка, состоящая из закрепленных на загрузочном материале различных форм микроорганизмов. Крупные промышленные предприятия имеют различные производства (механообрабатывающее, гальваническое, литейное, окрасочное, кузнечное и т. д.), которые дают различный состав загрязнения сточных вод. Поэтому водоочистные сооружения таких предприятий выполнены следующим образом. Отдельные производства имеют свои локальные очистные сооружения, аппаратурное обеспечение которых учитывает специфику загрязнения и полностью или частично удаляет их, затем все локальные стоки направляются в емкости-усреднители, а из них в централизованную систему, где производится дальнейшая очистка стоков до достижения концентрации вредных веществ уровня предельно допустимых значений, установленных для предприятия. Возможны и иные варианты системы водоочистки в зависимости от конкретных условий на предприятии. Как видно, методов и средств аппаратного обеспечения очистки сточных вод много и они разнообразны, причем очистка от одного и того же загрязнения может быть обеспечена различными методами, выбор которого зависит от опыта разработчика, эксплуатационных, финансовых и других требований и возмож- ностей. 2.2.2 Обеспечение качества питьевой воды Трудовой коллектив предприятия, организации должен быть обеспечен качественной питьевой водой. Требования к качеству питьевой воды определяются СанПиН 2.1.4.1074—01. Качество питьевой воды зависит от источника водоснабжения — городской водопровод, открытый водоем, артезианская скважина. Качество водопроводной воды может быть неудовлетворительным по причине плохой водоподготовки, изношенности водопроводных труб. Подземные воды из артезианских скважин могут также не удовлетворять требованиям к питьевой воде, например содержать много железа и т. д. Если предприятие удалено от населенных мест, люди трудятся в автономных условиях (геологи, строители, вахтовики на нефте- и газопромыслах и т. д.) может использоваться либо привозная вода, либо вода из открытых водоемов — рек, озер. Вода открытых водоемов может не соответствовать, что чаще всего бывает, требованиям к качеству питьевой воды. Во всех случаях несоответствия качества питьевой воды нормативам она должна дополнительно очищаться и подготавливаться до требований СанПиН 2.1.4.1074—01. Конструкция и тип установок или устройств для подготовки питьевой воды определяется составом загрязнений и объемом используемой воды. Водоподготовка для снабжения питьевой водой отдельных зданий, рабочих поселков, предприятий может осуществляться в универсальных модульных компактных системах, серийно выпускаемых промышленностью и позволяющих получать питьевую воду высокого качества из подземных и открытых водоемов. Установки для подготовки питьевой воды используют методы, аналогичные применяемым при очистке сточных вод. Например, в модульных фильтровальных установках серии УПВ очистка питьевой воды осуществляется следующим образом: исходная вода обеззараживается и последовательно проходит пять ступеней очистки — аэрацию, реагентную обработку, осветление, фильтрование и окончательную доочистку на активных углях. Такая комплексная очистка исходной воды гарантирует высокую степень очистки от всех видов загрязнений — взвесей, микроорганизмов, химических веществ (аммиака, марганца, железа, солей тяжелых металлов, фенолов, хлорорганических и канцерогенных соединений). Установки обеспечивают производительность от 5 до 100 м 3 /ч. В зависимости от состава исходной воды часть ступеней очистки может быть исключена. Для получения питьевой воды при заборе из подземных и открытых водоемов, подвергшихся химическому загрязнению и бактериальному заражению, может применяться комплекс «Каскад», состоящий из модулей обеззараживания, химической обработки, фильтрования и адсорбции. Такой комплекс автономен, имеет свою электросиловую установку и очень удобен для снабжения водой питьевого качества крупных автономных предприятий, строек, поселков и т. д. Для обессоливания воды применяются опреснительные электродиализные установки (см. 2.2.1). Для обеззараживания воды все шире находят применение установки ультрафиолетового обеззараживания, в которых под действием жесткого бактерицидного ультрафиолетового излучения уничтожаются опасные и болезнетворные бактерии и микроорганизмы. Для обеспечения питьевой водой небольших трудовых коллективов и коллективов, работающих в автономных условиях, могут применяться небольшие компактные устройства очистки типа фильтров «Турист-2М» (очищает воду от механических загрязнений, соединений железа, фенола, ядохимикатов, гуминовых кислот), «Мечта», «Коттедж» (удаляют те же вещества, что и «Турист-2М», и дополнительно устраняют неприятный привкус и запах), «Аква- 14» (очищает от ржавчины, окалины, песка и т. д.), «Водолей» (улучшает качество питьевой воды, очищая от хлорорганических соединений, фенолов, остаточного хлора, тяжелых металлов, бактериальных и вирусных загрязнений, устраняя неприятные запахи, привкусы, мутность и цветность), «Родник» (в зависимости от количества модулей — от 2 до 5 — может очищать от ионов тяжелых металлов, диоксинов, радионуклидов и других опасных для здоровья веществ). 2.3 Средства индивидуальной защиты человека от химических и биологических негативных факторов В системе мероприятий по охране труда большое значение имеет обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты (СИЗ) от проникновения в организм человека вредных и опасных химических веществ и микроорганизмов ингаляционным (через органы дыхания), пероральным (через рот и органы пищеварения) путем и через кожу, а также защиты кожных покровов и глаз от вредного воздействия. При наличии в воздухе вредных веществ и микроорганизмов в количестве, превышающем ГТДК, а также при вероятности их появления в ходе производственных процессов в результате неисправностей оборудования и аварий необходимо пользоваться СИЗ органов дыхания, а в случае наличия веществ, действующих через кожу, также СИЗ кожи. СИЗ органов дыхания подразделяются на два основных класса: фильтрующие и изолирующие. Фильтрующие СИЗ наиболее просты, надежны и не ограничивают работающему свободу передвижения. К фильтрующим СИЗ относятся: респираторы, противогазы, фильтрующие самоспасатели. Условия применения фильтрующих СИЗ ограничены. Запрещается их использование в следующих случаях: объемная доля кислорода в воздухе менее 18 %; в воздухе содержатся вещества, защита от которых не предусмотрена инструкцией по эксплуатации; концентрация вредных веществ в воздухе превышает максимальные значения, предусмотренные инструкцией по эксплуатации; в воздухе содержатся неизвестные вредные вещества, а также низкокипящие и плохо сорбирующиеся органические вещества, такие как, метан, этан, бутан, этилен, ацетилен и пр. |