С ПДК
    1 км
   Створ
сброса конт-
   рольный
Зона разбавления створ
Створ водо-
  L,км пользования
Нормирование загрязняющих веществ в воде непроточного водоема
Пункт водопользования
    
 1 км 1 км
  
  1 км
  С ПДК
   С ПДК С ПДК
  С ПДК
  
  
Состав и свойства воды в водных объектах должны соответствовать нормативам в створе или поперечном сечении, заложенном на водотоках - в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (хозяйственно- питьевое водоснабжение, местного купания, организованного отдыха, территория населенного пункта), а на непроточных водоемах – в радиусе 1 км от пункта водопользования.
Экологические последствия загрязнения гидросферы
Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и для человека.
Пресноводные экосистемы. Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других неблагоприятных процессов.
Эвтрофирование водоемов – это естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты. Протекает очень медленно и постепенно, но в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась.
Ускоренная или антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ – азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т.д.
Антропогенное эвтрофирование отрицательно влияет на пресноводные экосистемы.
Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросло. Морские экосистемы подвергаются большому антропогенному воздействию посредством химических токсикантов. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды, пестициды и тяжелые металлы.
Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражается в следующих процессах и явлениях:
нарушении устойчивости экосистем;
прогрессирующей эвтрофикации;
появлении «красных приливов»;
накоплении химических токсикантов в биоте;
снижении биологической продуктивности;
возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;
микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.
Инженерная защита окружающей среды Л-11
Природоохранные мероприятия классифицируются по двум направлениям:
мероприятия, проводимые с целью предотвращения негативных воздействий на ОС;
мероприятия, направленные на ликвидацию последствий вредных воздействий.
Инженерные природоохранные мероприятия делят на две группы:
мероприятия, снижающие выброс загрязняющих веществ и уровень вредных воздействий:
совершенствование технологических процессов и внедрение малоотходных технологий;
изменение состава и улучшение качества используемых ресурсов (удаление серы из топлива, переход с угля на нефть или газ, с бензинового топлива – на водородное);
установка очистных сооружений с последующей утилизацией улавливаемых отходов;
комплексное использование сырья и снижение потребления ресурсов, производство которых связано с загрязнением среды;
научно- исследовательские и научно- технические разработки, результаты которых делают возможным и стимулируют внедрение перечисленных выше мер;
разработка стандартов на качество ОПС, оценка экологической аккумулирующей емкости экосистем, проектирование новых технологий, создание системы эколого- экономических показателей и нормативов хозяйственной деятельности и др.
мероприятия, позволяющие снижать степень распространения сбрасываемых загрязняющих веществ и других вредных воздействий:
строительство высоких и сверхвысоких труб для выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, выпусков сточных вод различных конструкций для оптимизации условий их разбавления и др.;
нейтрализация выбросов, их захоронение и консервация;
доочистка используемых ресурсов перед поступлением потребителю (установка кондиционеров и воздуховодов для очистки воздуха в помещениях, метро, очистка водопроводной воды и др.);
устройство санитарных охранных зон вокруг промышленных предприятий и на водных объектах, озеленение городов и поселков;
оптимальное расположение промышленных предприятий и автотранспортных магистралей (с учетом гидрометеорологических факторов) для минимизации их отрицательных воздействий;
рациональная планировка городской застройки с учетом розы ветров, шумовых нагрузок и др.
Очистка газовых выбросов в атмосферу
1. Для очистки газовых выбросов от пыли используют: фильтры или осаждение в гравитационном, центробежном, электрическом или акустическом полях.
2. Для удаления других веществ – методы: абсорбции, хемосорбции, реагентные.
Очистка газовых выбросов от пылиосуществляется в циклонах и с помощью фильтров.
Циклоны – это аппараты, в которые газовый поток вводится через входной патрубок внутрь корпуса и совершает там вращательно- поступательное движение к бункеру.
Под действием центробежной силы на стенке образуется пылевой слой. Отделение пыли происходит за счет поворота потока на 1800.
Очищенный газовый поток выбрасывается из циклона через выходную трубу в атмосферу (рис.1).
Выходная труба
    
 Выходной патрубок
    
 Корпус
Бункер
Рис. 1. Цилиндрический циклон
Скорость осаждения зависит от скорости вращения газа, диаметра частиц и диаметра циклона. Диаметр циклона определяется допустимой запыленностью газов.
-
Диаметр циклона, мм
|
800
|
600
|
500
|
400
|
300
|
200
|
100
|
Допустимая концентрация частиц, кг/м3
|
2,5
|
2,0
|
1,5
|
1,2
|
1,0
|
0,8
|
0,6
|
Для фильтрования газов от пыли используют различные фильтры: тканевые, с набивкой или с насыпным фильтрующим слоем, электрофильтры.
Тканевые фильтры составляют основную группу.
Основное
волокно
|
Средний диаметр частиц, мм
|
Термостойкость, 0С
|
Устойчивость
к воздействию
|
Удлинение при разрыве, %
|
Пористость, %
|
кислот
|
щелочей
|
Хлопок
|
20
|
65 - 80
|
Низкая
|
Высокая
|
7-8
|
60
|
Шерсть
|
27
|
80 - 100
|
Невысокая
|
Низкая
|
30-40
|
86
|
Капрон
|
-
|
65
|
--- // ---
|
Высокая
|
20-25
|
-
|
Нитрон
|
24
|
130
|
Высокая
|
Невысокая
|
16-22
|
83
|
Лавсан
|
20
|
140
|
--- // ---
|
--- // ---
|
20-25
|
75
|
Стекло
|
8
|
250 - 300
|
--- // ---
|
--- // ---
|
2-3
|
55
|
Электрофильтры – наиболее совершенные аппараты для очистки газов от частиц пыли и тумана.
Процесс очистки основан на ударной ионизации газа в зоне разряда. Загрязненные газы, поступающие в электрофильтр, частично ионизированы за счет внешних воздействий. При достаточно большом напряжении, подаваемом на электроды, в электрическом поле движение ионов и электронов настолько ускоряется, что, сталкиваясь с молекулами газа, они ионизируют их, расщепляя на положительные ионы и электроны. Образовавшийся поток ионов ускоряется электрическим полем, и реакция повторяется. Наступает лавино-образный процесс - ударная ионизация.
Электрофильтры обычно делают с отрицательными электродами, при этом положительно заряженные частицы под действием электростатических, аэродинамических сил и силы тяжести осаждаются. Периодическая очистка фильтра достигается встряхиванием электродов.
В промышленности используют несколько типов конструкций сухих и мокрых электрофильтров.
В зависимости от формы электродов различают электрофильтры (рис.2): трубчатые и пластинчатые.
Встряхивающий механизм
 
В    ыходной
п   атрубок Входной патрубок
  
 
 
     
 Бункер
Электроды
 
Рис. 2. Пластинчатый электрофильтр
Очистка выбросов от газообразных вредных примесей осуществляется с использованием:
абсорбции(лат. – всасывание, растворение) – растворения выбросов в жидких растворителях;
хемосорбции – химического связывания примесей растворами реагентов;
адсорбции (лат. – поглощение) – поглощения примесей твердыми активными веществами;
каталитических методов – химических превращений в присутствии катализаторов.
Абсорбция проводится в термических или вакуумных десорберах. Узлы абсорбции и десорбции могут быть разных конструкций (рис.3).
 Очищенный Выделенный газ газ на утилизацию
     
Исходный газ
 
 
Отработанный
абсорбент
Абсорбент
Рис.3. Схема абсорбции и десорбции.
Абсорбция зависит от растворимости в поглощающей жидкости удаляемого газа, температуры и его парциального давления.
Например, для удаления из тех нологических выбросов аммиака ( NH3 ), хлорводорода ( HCl ) или фторводорода ( HF ) целесообразно в качестве абсорбента применять воду, т.к. растворимость этих газов в воде велика – сотые доли грамма на 1 кг воды.
Для улавливания водяных паров можно применять раствор серной кислоты, а для улавливания ароматических углеводородов – вязкие масла.
Регенерация растворителя, т.е. десорбция из него газов, проводится путем повышения температуры или понижения давления.
Хемосорбция основана на поглощении газов реагентами с образованием малолетучих или малорастворимых соединений.
Примером может служить очистка газо-воздушной смеси от сероводорода с применением мышьяково-щелочного реагента:
H2S + Na4As2S5O2 = Na4As2S6O + H2O
Регенерация раствора производится окислением его кислородом, содержащимся в очищенном воздухе:
2 Na4 As2 S6 O + O2 = 2 Na4 As2 S5O2 + 2S
В этом случае побочным продуктом является сера. Могут применяться и другие реагенты и иониты. Иониты – это твердые вещества, способные обмениваться ионами с фильтруемыми через них жидкими или газообразными смесями. Это или природные материалы (глины), или синтетические полимеры (смолы).
Например, при фильтровании газовой смеси, содержащей аммиак ( NH3 ), через влажный ионит катионного типа (катионит) происходит присоединение аммиака к катиониту:
R-H + NH3 → R-NH4
Подобные реакции происходят и при удалении диоксида серы из газовой смеси с помощью ионитов анионного типа (анионитов):
R-CO3 + SO2 → R-SO3 + CO2
Регенерация ионитов осуществляется промывкой их водой, слабыми растворами кислот (для катионов), щелочей или содой ( Na2CO3 ) (для анионитов).
Последние два метода называют мокрыми. Основной их недостаток – резкое понижение температуры газов, что приводит к снижению эффективности их рассеивания в атмосфере.
Адсорбция – процесс избирательного поглощения компонентов газовой смеси твердыми веществами.
При физической адсорбции молекулы адсорбента не вступают в химическое взаимодействие с молекулами газовой смеси. Требования к абсорбентам: большая адсорбционная способность, селективность (отбор), химическая инертность, механическая прочность, способность к регенерации, низкая стоимость. Наиболее распространенные адсорбенты – активированные угли, силикагели, алюмосиликаты.
С увеличением температуры адсорбционная способность снижается. На этом свойстве основан процесс регенерации, которую осуществляют либо нагревом насыщенного адсорбента до температуры выше рабочей, либо продувкой его горячим паром или воздухом.
Каталитические методы очистки газов основаны на использовании катализаторов, ускоряющих химические реакции. Каталитические методы применяются для нейтрализации выхлопных газов автомобилей, т.е. превращения токсичных оксидов азота NOи углерода COв нетоксичные вещества: газообразный азот N2 и диоксид углерода CO2.
При этом используют различные катализаторы: медно-никелевый сплав, платину на глиноземе, медь, никель, хром и др.:
кат
2NO + 2 CO → N2 + 2CO2
кат
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O
кат
2CO + O2 → 2CO2
|
Скачать 1.08 Mb.