Вредные факторы-Главы-8-10 исходники (559878), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Рис 10 2 Схемы использования средств защиты атмосферы

/ — источник токсичных веществ, 2 — устройство для локализации токсичных веществ (местный отсос), 3 — аппарат очистки, 4 — устройство для забора воздуха из атмосферы, 5 — труба для рас­сеивания выбросов, 6 — устройство (воздуходувка) для подачи воздуха на разбавление выбросов

щения или от оборудования и рассеиванием в атмосфере. Если при этом концентрации вредных веществ в атмосфере превышают ПДК, то применяют очистку выбросов от вредных веществ в аппаратах очи­стки, установленных в выпускной системе. Наиболее распростране­ны вентиляционные, технологические и транспортные выпускные системы.

На практике реализуются следующие варианты защиты атмо­сферного воздуха:

• вывод токсичных веществ из помещений общеобменной вен­
  тиляцией;

• локализация токсичных веществ в зоне их образования мест­
  ной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных ап­
  паратах и его возврат в производственное или бытовое помещение,
  если воздух после очистки в аппарате соответствует нормативным
  требованиям к приточному воздуху (рис. 10.2, а);

252

t— локализация токсичных веществ в зоне их образования мест­ной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных ап­паратах, выброс и рассеивание в атмосфере (рис. 10.2, б); — очистка технологических газов выбросов в специальных аппа­ратах, выброс и рассеивание в атмосфере, в ряде случаев перед выбро­сом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом (рис. 10.2, в); — очистка отработавших газов энергоустановок, например дви­гателей внутреннего сгорания в специальных агрегатах, и выброс в ат­мосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т. п.) (рис. 10.2, г).

Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и энергетических установок.

В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.02—78 для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия уста­навливается ПДВ вредных веществ в атмосферу при условии, что вы­бросы вредных веществ от данного источника в совокупности с дру­гими источниками (с учетом перспективы их развития) не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК.

Рассеивание выбросов в атмосфере. Технологические газы и венти­ляционный воздух после выхода из труб или вентиляционных уст­ройств подчиняются законам турбулентной диффузии. На рис. 10.3 показано распределение концентрации вредных веществ в атмосфере под факелом организованного высокого источника выброса. По мере удаления от трубы в направлении распространения промышленных выбросов можно условно выделить три зоны загрязнения атмосферы:

X,

Рис 10 3 Распределение концентрации вредных веществ в атмосфере у земной

поверхности от организованного высокого источника выбросов

Л — зона неорганизованного загрязнения, Б — зона переброса факела, В — зона задымления,

Г— зона постепенного снижения уровня загрязнения

253

переброса факела выбросов Б, характеризующаяся относительно не­высоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосфе­ры; задымления В с максимальным содержанием вредных веществ и постепенного снижения уровня загрязнения Г. Зона задымления наи­более опасна для населения и должна быть исключена из селитебной застройки. Размеры этой зоны в зависимости от метеорологических условий находятся в пределах 10...49 высот трубы.

Максимальная концентрация примесей в приземной зоне про­порциональна производительности источника и обратно пропорцио­нальна квадрату его высоты над землей. Подъем горячих струй почти полностью обусловлен подъемной силой газов, имеющих более высо­кую температуру, чем окружающий воздух. Повышение температуры и момента количества движения выбрасываемых газов приводит к увеличению подъемной силы и снижению их приземной концентра­ции.

Распространение газообразных примесей и пылевых частиц диа­метром менее 10 мкм, имеющих незначительную скорость осажде­ния, подчиняется общим закономерностям. Для более крупных час­тиц эта закономерность нарушается, так как скорость их осаждения под действием силы тяжести возрастает. Поскольку при очистке от пыли крупные частицы улавливаются, как правило, легче, чем мел­кие, в выбросах остаются очень мелкие частицы; их рассеивание в ат­мосфере рассчитывают так же, как и газовые выбросы.

В зависимости от расположения и организации выбросов источ­ники загрязнения воздушного пространства подразделяют на зате­ненные и незатененные, линейные и точечные. Точечными источни­ки считают тогда, когда удаляемые загрязнения сосредоточены в од­ном месте. К ним относят выбросные трубы, шахты, крышные венти­ляторы и другие источники. Выделяющиеся из них вредные вещества при рассеивании не накладываются одно на другое на расстоянии двух высот здания Я_зд. Линейные источники имеют значительную протяженность в направлении, перпендикулярном ветру. Это аэра-ционные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и крышные вентиляторы.

Незатененные, или высокие, источники свободно расположены в недеформированном потоке ветра. К ним относят высокие трубы, а также точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, пре­вышающую 2,5 Я_зд. Затененные, или низкие, источники расположе­ны в зоне подпора или аэродинамической тени, образующейся на здании или за ним (в результате обдувания его ветром) на высоте до /i<2,5 Я_м.

Основным документом, регламентирующим расчет рассеивания и определения приземных концентраций выбросов промышленных

254

предприятий, является «Методика расчета концентраций в атмо­сферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах пред­приятий ОНД—86». Эта методика позволяет решать задачи по опре­делению ПДВ при рассеивании через одиночную незатененную тру­бу, при выбросе через низкую затененную трубу и при выбросе через фонарь из условия обеспечения ПД К в приземном слое воздуха.

При определении ПДВ примеси от расчетного источника необхо­димо учитывать ее концентрацию с_ф в атмосфере, обусловленную вы­бросами от других источников. Для случая рассеивания нагретых вы­бросов через одиночную незатененную трубу

(10.3)

Ak_F mn

где Н — высота трубы; Q — объем расходуемой газовоздушной сме­си, выбрасываемой через трубу; AT— разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч; А — коэффициент, зависящий от температурного гра­диента атмосферы и определяющий условия вертикального и гори­зонтального рассеивания вредностей; k_F— коэффициент, учитываю­щий скорость оседания взвешенных частиц выброса в атмосфере; т и п — безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода га­зовоздушной смеси из устья трубы.

Оборудование для очистки выбросов. В тех случаях, когда реальные выбросы превышают ПДВ, необходимо в системе выброса использо­вать аппараты для очистки газов от примесей.

Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу делятся на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные и высоко­скоростные); аппараты для улавливания паров и газов (абсорбцион­ные, хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы); аппара­ты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители ту­манов и твердых примесей, многоступенчатые пылеуловители). Их работа характеризуется рядом параметров. Основными из них явля­ются эффективность очистки, гидравлическое сопротивление и по­требляемая мощность.

Эффективность очистки

Ц = (4« - с_вых)/с_вх, (Ю.4)

где с_вх и с_вых — массовые концентрации примесей в газе до и после ап­парата.

255

Рис

10 5 Схема электро­фильтра

ют тем самым ускорение, направленное в сторону электрода с зарядом противопо­ложного знака. Процесс зарядки частиц за­висит от подвижности ионов, траектории движения и времени пребывания частиц в зоне коронирующего заряда. Учитывая, что в воздухе и дымовых газах подвижность от­рицательных ионов выше, чем положитель­ных, электрофильтры обычно делают с ко­роной отрицательной полярности. Время зарядки аэрозольных частиц невелико и из­меряется долями секунды. Движение заря­женных частиц к осадительному электро­ду происходит под действием аэродина­мических сил и силы взаимодействия электрического поля и заряда частицы.

Большое значение для процесса осаждения пыли на электродах имеет электрическое сопротивление слоев пыли. По величине элек­трического сопротивления различают:

1. пыли с малым удельным электрическим сопротивлением
   (< 10⁴ Ом • см), которые при соприкосновении с электродом мгно­
   венно теряют свой заряд и приобретают заряд, соответствующий зна­
   ку электрода, после чего между электродом и частицей возникает
   сила отталкивания, стремящаяся вернуть частицу в газовый поток;
   противодействует этой силе только сила адгезии; если она оказывает­
   ся недостаточной, то резко снижается эффективность процесса очи­
   стки;

2. пыли с удельным электрическим сопротивлением от 10⁴ до
   10¹⁰ Ом • см; они хорошо осаждаются на электродах и легко удаляются
   с них при встряхивании;

3. пыли с удельным электрическим сопротивлением более
   10¹⁰ Ом • см; они труднее всего улавливаются в электрофильтрах, так
   как на электродах частицы разряжаются медленно, что в значитель­
   ной степени препятствует осаждению новых частиц.

В реальных условиях снижение удельного электрического сопрО' тивления пыли можно осуществить увлажнением запыленного газа.

Определение эффективности очистки запыленного газа в трофильтрах обычно проводят по формуле Дейча:

rj = 1 -

(10.Я

258

где Щ, — скорость движения частицы в электрическом поле, м/с; F_yi — удельная поверхность осадительных электродов, равная отношению по­верхности осадительных элементов к расходу очищаемых газов, м² • с/м³. Из формулы (10.7) следует, что эффек­тивность очистки газов зависит от по­казателя степени WF

УД'

3,0 0,95

4,6 0,99

3,9 0,98

' уд

3,7 0,975

Конструкцию электрофильтров определяют состав и свойства очищае­мых газов, концентрация и свойства взвешенных частиц, параметры газо­вого потока, требуемая эффектив­ность очистки и т. д. В промышленно­сти используют несколько типовых конструкций сухих и мокрых электро­фильтров [16], применяемых для очи­стки технологических выбросов (рис. 10.6).

Рис. 10.6. Электрофильтр типа С для уланливания смол

/ — распределительные решетки, 2 — осадительные и коронирующие электро­ды, 3 — корпус, 4 — смолоулавливаю-щий зонт

Эксплуатационные характеристи­ки электрофильтров весьма чувстви­тельны к изменению равномерности поля скоростей на входе в фильтр. Для получения высокой эффективности очистки необходимо обеспечить рав­номерный подвод газа к электрофильтру путем правильной организа­ции подводящего газового тракта и применения распределительных решеток во входной части электрофильтра.

Для тонкой очистки газов от частиц и капельной жидкости при­меняют различные фильтры. Процесс фильтрования состоит в задер­жании частиц примесей на пористых перегородках при движении че-Рез них дисперсных сред. Принципиальная схема процесса фильтро-^вания в пористой перегородке показана на рис. 10.7. Фильтр пред­ставляет собой корпус 1, разделенный пористой перегородкой (фильтроэлементом) 2 на две полости. В фильтр поступают загряз-^Ненные газы, которые очищаются при прохождении фильтроэлемен-^ Частицы примесей оседают на входной части пористой перегород-

17*

259

В ряде случаев для пылей используется понятие фракционной эф­фективности очистки

Л/ V'-bxj C_BbHj,//C_BX,,

где с_вх, и с_вьш — массовые концентрации /-й фракции пыли до и после пылеуловителя.

Для оценки эффективности процесса очистки также используют коэффициент проскока веществ К через аппарат очистки:

К=с_вьа/с_вх. (10.5)

Как следует из формул (10.4) и (10.5), коэффициент проскока и эффективность очистки связаны соотношением К= 1 —л.

Гидравлическое сопротивление аппаратов очистки Ар определя­ют как разность давлений газового потока на входе аппарата р_вх и вы­ходе р_въа из него. Значение Ар находят экспериментально или рассчи­тывают по формуле

Ар = р_вх - р_вик = ^р W²/2, (Ю.6)

где 4 — коэффициент гидравлического сопротивления аппарата; р и W— плотность и скорость газа в расчетном сечении аппарата.

Если в процессе очистки гидравлическое сопротивление аппарата изменяется (обычно увеличивается), то необходимо регламентиро­вать его начальное Ар_нзч и конечное значение Ар_коа. При достижении Ар = Дркон процесс очистки нужно прекратить и провести регенера­цию (очистку) аппарата. Последнее обстоятельство имеет принципи­альное значение для фильтров. Для фильтров Ар_кон = (2...5)Ар_нач.

Мощность //побудителя движения газов определяется гидравли­ческим сопротивлением и объемным расходом Дочищаемого газа:

где А: — коэффициент запаса мощности, обычно -fc = 1,1 1,15;

г|_м — КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору; обычно г|_м = 0,92...0,95; г\_в — КПД вентилятора; обычно г\_в = 0,65...0,8. Широкое применение для очистки газов от частиц получили сухие пылеуловители — циклоны (рис. 10.4) различных типов. Газовый по­ток вводится в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса 1 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, кото­рый вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит при повороте газового пото-

256

ка в бункере на 180°. Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидаю­щему циклон через выходную трубу 3. Для нормальной работы циклона необходима гер­метичность бункера. Если бункер негермети­чен, то из-за подсоса наружного воздуха про­исходит вынос пыли с потоком через выход­ную трубу.

Рис. 10.4. Схема циклона

Многие задачи по очистке газов от пыли с успехом решаются цилиндрическими (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, ЦП-2) и конически­ми (СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М и СДК-ЦН-33) циклонами НИИОГАЗа. Цилиндрические циклоны НИИОГАЗа предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанав­ливать перед фильтрами или электрофильт­рами.

Конические циклоны НИИОГАЗа серии СК, предназначенные для очистки газа от

сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с ци­клонами типа ЦН, что достигается за счет большего гидравлического сопротивления циклонов серии СК.

Для очистки больших масс газов применяют батарейные цикло­ны, состоящие из большого числа параллельно установленных ци­клонных элементов. Конструктивно они объединяются в один кор­пус и имеют общий подвод и отвод газа. Опыт эксплуатации батарей­ных циклонов показал, что эффективность очистки у таких циклонов несколько ниже эффективности отдельных элементов из-за перетока газов между циклонными элементами. Методика расчета циклонов приведена в работе [16].

Электрическая очистка (электрофильтры) — один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних" на осади-тельных и коронирующих электродах. Для этого применяют электро­фильтры.

Аэрозольные частицы, поступающие в зону между коронирую-ЧШм / и осадительным 2 электродами (рис. 10.5), адсорбируют на своей поверхности ионы, приобретая электрический заряд, и получа-

17. Белов ²⁵⁷

Рис 10 7 Схема фильтра

ки, образуя на поверхности пе­регородки слой 3, и задержива­ются в порах. Для вновь поступающих частиц этот слой становится частью фильтровой перегородки, что увеличивает эффективность очистки фильт­ра и перепад давления на фильт-роэлементе. Осаждение частиц на поверхности пор фильтроэле-мента происходит в результате

совокупного действия эффекта касания, а также диффузионного, инерционного и гравитационного эффектов.

Классификация фильтров осно­вана на типе фильтровой перегород­ки, конструкции фильтра и его на­значении, тонкости очистки и др. По типу перегородки фильтры бывают: с зернистыми слоями (не­подвижные, свободно насыпанные зернистые материалы, псевдоожи-женные слои); с гибкими пористыми перегородками (ткани, войлоки, во­локнистые маты, губчатая резина, пенополиуретан и др.); с полужест­кими пористыми перегородками (вязаные и тканые сетки, прессован­ные спирали и др.); с жесткими по­ристыми перегородками (пористая керамика, пористые металлы и др.).

Наибольшее распространение в промышленности для сухой очистки газовых выбросов получили рукав­ные фильтры (рис. 10.8).

Рис 10.8 Рукавный фильтр рукав, 2 — корпус, 3 — выходной лат

Аппараты мокрой очистки га­зов — мокрые пылеуловители — име­ют широкое распространение, так как характеризуются высокой эф­фективностью очистки от мелкодис­персных пылей с d₄ > 0,3 мкм, а так-

рубок; 4 — устройство для регенерации 5—входной патрубок

нагретых

260

же возможностью очистки от пыли

и взрывоопасных газов.

тель.

Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения час­тиц пыли на поверхность либо капель, либо пленки жидкости. Осаж­дение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инер­ции и броуновского движения.

Среди аппаратов мокрой очистки с осаждением частиц пыли на поверхность капель на практике более применимы скрубберы Венту-ри (рис. 10.9). Основная часть скруббера — сопло Вентури 2. В его конфузорную часть подводится запыленный поток газа и через цен­тробежные форсунки 1 жидкость на орошение. В конфузорной части сопла происходит разгон газа от входной скорости (Щ= 15...20 м/с) до скорости в узком сечении сопла 80...200 м/с и более. Процесс оса­ждения пыли на капли жидкости обусловлен массой жидкости, раз­витой поверхностью капель и высокой относительной скоростью частиц жидкости и пыли в конфузорной части сопла. Эффективность очистки в значительной степени зависит от равномерности распреде­ления жидкости по сечению конфузорной части сопла. В диффузор-ной части сопла поток тормозится до скорости 15...20 м/с и подается в каплеуловитель 3. Каплеуловитель обычно выполняют в виде прямо­точного циклона.

Скрубберы Вентури обеспечивают высокую эффективность очи­стки аэрозолей при начальной концентрации примесей до 100 г/м . Если удельный расход воды на орошение составляет 0,1...6,0 л/м , то эффективность очистки равна:

d₄, мкм 1 5 10

П 0,70...0,90 0,90 ..0,98 0,94 ..0,99

Скрубберы Вентури широко используют в системах очистки газов от туманов. Эффективность очистки воздуха от тумана со средним Размером частиц более 0,3 мкм достигает 0,999, что вполне сравнимо с высокоэффективными фильтрами.

261

Рис 10 10 Схема барботажно-пенного пьшеуловителя Рис 10 11 Схема фильт-с провальной (а) и переливной (б) решетками рующего элемента низ­коскоростного тумано-уловителя

К мокрым пылеуловителям относят барботажно-пенные пыле­уловители с провальной (рис. 10.10, а) и переливной решетками (рис. 10.10, б). В таких аппаратах газ на очистку поступает под решетку 3, проходит через отверстия в решетке и, барботируя через слой жидко­сти и пены 2, очищается от пыли путем осаждения частиц на внутрен­ней поверхности газовых пузырей. Режим работы аппаратов зависит от скорости подачи воздуха под решетку. При скорости до 1 м/с на­блюдается барботажный режим работы аппарата. Дальнейший рост скорости газа в корпусе 1 аппарата до 2...2,5 м/с сопровождается воз­никновением пенного слоя над жидкостью, что приводит к повыше­нию эффективности очистки газа и брызгоуноса из аппарата. Совре­менные барботажно-пенные аппараты обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсной пыли ~ 0,95...0,96 при удельных расходах воды 0,4...0,5 л/м³. Практика эксплуатации этих аппаратов показывает, что они весьма чувствительны к неравномерности пода­чи газа под провальные решетки. Неравномерная подача газа приво­дит к местному сдуву пленки жидкости с решетки. Кроме того, решет­ки аппаратов склонны к засорению.

262

Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры — туманоуловители. Принцип их действия основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости по волокнам в нижнюю часть туманоуловителя. Осаждение капель жидкости происходит под действием броуновской диффузии или инерционного механиз­ма отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэле-ментах в зависимости от скорости фильтрации W§. Туманоуловите­ли делят на низкоскоростные( ^ < 0,15м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель, и высокоскоростные (Щ = 2...2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инерционных сил.

Фильтрующий элемент низкоскоростного туманоуловителя по­казан на рис. 10.11. В пространство между двумя цилиндрами 3, изго­товленными из сеток, помещают волокнистый фильтроэлемент 4, ко­торый крепится с помощью фланца 2 к корпусу туманоуловителя 1. Жидкость, осевшая на фильтроэлементе, стекает на нижний фланец 5 и через трубку гидрозатвора 6 и стакан /сливается из фильтра. Волок­нистые низкоскоростные туманоуловители обеспечивают высокую эффективность очистки газа (до 0,999) от частиц размером менее 3 мкм и полностью улавливают частицы большего размера. Волокни­стые слои формируются из стекловолокна диаметром 7.. .40 мкм. Тол­щина слоя составляет 5.. 15 см, гидравлическое сопротивление сухих фильтроэлементов — 200... 1000 Па.

Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие разме­ры и обеспечивают эффективность очистки, равную 0,9...0,98 при Ар = 1500...2000 Па, от тумана с частицами 3 мкм. В качестве фильт­рующей набивки в таких туманоуловителях используют войлоки из полипропиленовых волокон, которые успешно работают в среде раз­бавленных и концентрированных кислот и щелочей.

В тех случаях, когда диаметры капель тумана составляют 0,6...0,7 мкм и менее, для достижения приемлемой эффективности очистки приходится увеличивать скорость фильтрации до 4,5...5 м/с, что приводит к заметному брызгоуносу с выходной стороны фильтро-элемента (брызгоунос обычно возникает при скоростях 1,7...2,5 м/с). Значительно уменьшить брызгоунос можно применением брызго-уловителей в конструкции туманоуловителя. Для улавливания жид­ких частиц размером более 5 мкм применяют брызгоуловители из па­кетов сеток, где захват частиц жидкости происходит за счет эффектов касания и инерционных сил. Скорость фильтрации в брызгоуловите-лях не должна превышать 6 м/с.

263

Туман

10 12 Схема высокоскоростного туманоуловителя

На рис. 10.12 показана схема высокоскоростного волокнисто­го туманоуловителя с цилиндри­ческим фильтрующим элементом 3, который представляет собой перфорированный барабан с глу­хой крышкой. В барабане уста­новлен грубоволокнистый вой­лок 2 толщиной 3...5 мм. Вокру! барабана по его внешней стороне расположен брызгоуловитель / представляющий собой набор перфорированных плоских и гофрированных слоев винилпластовых лент. Брызгоуловитель и фильтроэлемент нижней частью установле­ны в слой жидкости.

Для очистки аспирационного воздуха ванн хромирования, содер­жащего туман и брызги хромовой и серной кислот, применяют волок­нистые фильтры типа ФВГ-Т. В корпусе размещена кассета с фильт­рующим материалом — иглопробивным войлоком, состоящим из во­локон диаметром 70 мкм, толщиной слоя 4...5 мм.

Метод абсорбции — очистка газовых выбросов от газов и па­ров — основан на поглощении последних жидкостью. Для этого ис­пользуют абсорберы. Решающим условием для применения метода аб­сорбции является растворимость паров или газов в абсорбенте. Так для удаления из технологических выбросов аммиака, хлоро- или фто-роводорода целесообразно применять в качест­ве абсорбента воду. Для высокоэффективного протекания процесса абсорбции необходимы специальные конструктивные решения. Они реализуются в виде насадочных башен (рис. 10.13), форсуночных барботажно-пенных и других скрубберов.

Рис 10 13 Схема наса-

дочной башни / — насадка, 2 — раэбрыз

Работа хемосорберов основана на поглоще­нии газов и паров жидкими или твердыми по­глотителями с образованием малорастворимых или малолетучих химических соединений. Ос­новными аппаратами для реализации процесса являются насадочные башни, барботажно-пен-ные аппараты, скрубберы Вентури и т. п. Хемо-сорбция — один из распространенных методов

264

очистки отходящих газов от оксидов азота и паров кислот. Эффектив­ность очистки от оксидов азота составляет 0,17.. 0,86 и от паров ки­слот -0,95

Метод адсорбции основан на способности некоторых тонкодис­персных твердых тел селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты газовой смеси. Для этого метода используют адсорбенты. В качестве адсорбентов, или поглоти­телей, применяют вещества, имеющие большую площадь поверхно­сти на единицу массы. Так, удельная поверхность активированных углей достигает 10⁵. .10⁶ м²/кг. Их применяют для очистки газов от органических паров, удаления неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в незначительных количествах в промыш­ленных выбросах, а также летучих растворителей и целого ряда дру­гих газов. В качестве адсорбентов применяют также простые и ком­плексные оксиды (активированный глинозем, силикагель, активи­рованный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекуляр­ные сита), которые обладают большей селективной способностью, чем активированные угли.

Конструктивно адсорберы выполняют в виде емкостей, запол­ненных пористым адсорбентом, через который фильтруется поток очищаемого газа. Адсорберы применяют для очистки воздуха от па­ров растворителей, эфира, ацетона, различных углеводородов и т. п.

Адсорберы нашли широкое применение в респираторах и проти­вогазах. Патроны с адсорбентом следует использовать строго в соот­ветствии с условием эксплуатации, указанным в паспорте респирато­ра или противогаза.

Несмотря на продолжающийся выпуск респираторов типа РПГ-67 [3] (ГОСТ 12.4.004—74) и большой спрос на них, они устаре­ли. К настоящему времени разработан, испытан, сертифицирован и серийно производится газозащитный респиратор РПГ-01 серии КР Сорби (ГОСТ 12.4.193—99). Он состоит из полумаски ПР—99, оголо­вья с пластмассовым наголовником и пластмассовых противогазовых фильтров. В зависимости от назначения противогазовые фильтры этого респиратора делятся на марки (обозначено буквами) и классы (обозначено цифрами) защиты (табл. 10.2).

Испытаниями (ЗАО «Сорбент — Центр Внедрение» г. Пермь) ус­тановлено, что респираторы РПГ-01 по времени защитного действия и иным показателям не уступают зарубежным аналогам.

Термическая нейтрализация основана на способности горючих га­зов и паров, входящих в состав вентиляционных или технологических выбросов, сгорать с образованием менее токсичных веществ. Для это­го метода используют нейтрализаторы. Различают три схемы терми-

265

ческой нейтрализации: прямое сжигание; термическое окисление; каталитическое дожигание.

Таблица 10.2 Показатели противогазовых фильтров респиратора РПГ-01

Прямое сжигание используют в тех случаях, когда очищаемые газы обладают значительной энергией, достаточной для поддержания горения. Примером такого процесса является факельное сжигание горючих отходов. Так нейтрализуют циановодород в вертикально на­правленных факелах на нефтехимических заводах. Разработаны схе­мы камерного сжигания отходов. Такие дожигатели можно использо­вать для нейтрализации паров токсичных горючих или окислителей при их сдувах из емкостей.

Термическое окисление находит применение в тех случаях, когда очищаемые газы имеют высокую температуру, но не содержат доста­точно кислорода или когда концентрация горючих веществ незначи­тельна и недостаточна для поддержания пламени.

В первом случае процесс термического окисления проводят в ка­мере с подачей свежего воздуха (дожигание оксида углерода и углево­дородов), а во втором — при подаче дополнительно природного газа. Схема устройства для термического окисления выбросов показана на рис. 10.14.

266

рис 10.14. Схема установки для термического окисления:

/ — входной патрубок, 2—теплооб­менник, 3— горелка, 4— камера, 5 — выходной патрубок

твердых и газообразных примесей; при очистке от твердых примесей и капельной жидкости и т. п. Многоступенчатую очистку широко применяют в системах очистки воздуха с его последующим возвратом в помещение (см. рис. 7.2, а).

Производство и применение очистного оборудования. Перечень пы­ле-, газо- и туманоочистного оборудования, разработанного НИИО-ГАЗом, приведен ниже:

Очистное оборудование НИИОГАЗа

Электрофильтр ЭГВ — Для очистки от пыли невзрывоопасных технологических газов и аспирационного воздуха с температурой до 330°С.

Электрофильтр ЭГАВ СРК — Для эффективной очистки от пыли невзрывоопасных и непожароопасных дымовых газов при температу­ре от 130 до 250°С после котлоагрегатов СРК целлюлозно-бумажной промышленности.

Электрофильтр ЭВЦТ— Для очистки от пыли фосфорсодержа­щих газов с температурой от 230 до 600°С, отходящих от электротер­мических печей.

Электрофильтр ЭТМ— Для очистки газов, содержащих до 40 % туман и капли серной кислоты со следами окислов мышьяка, селена, серы и возможных примесей фтора и его соединений.

Электрофильтр ЭГАЛТ— Для очистки высокозапыленных (до 1000 г/м³) высокотемпературных (до 500°С) агрессивных газов авто­генных процессов цветной металлургии.

Электрофильтровентиляционный агрегат ЭФВА —Для отсоса и высокоэффективной очистки невзрывоопасной и непожароопасной смеси воздуха с аэрозолем, образующимся при сварке и холодной штамповке металлов при температуре очищаемой смеси до 60°С, раз­режении не более 0,6 кПа.

Рукавный фильтр ФРОС — Для очистки от пыли высокотемпера­турных газов в химической, нефтехимической и других отраслях про­мышленности.

Рукавный фильтр ФРИД-Б — Для очистки запыленных газов, не являющихся токсичными, агрессивными, пожаро- и взрывоопасными в линиях высоконапорного пневмотранспорта химической, цемент­ной и других отраслей промышленности.

Рукавный фильтр ФРИ-ЗО — Для очистки высокозапыленных газов, не являющихся токсичными, агрессивными, пожаро- и взры­воопасными, в системах аспирации и линиях пневмотранспорта хи­мической, цементной, машиностроительной и других отраслей про­мышленности.

268

Рукавные фильтры ФРИ-Б, ФРИ- 72 — Для очистки запыленного воздуха на предприятиях мукомольной, комбикормовой, пищевой промышленности.

Рукавный фильтр ФРБИ — Для улавливания мелкодисперсных взрывоопасных красителей, пигментов и других пылей из воздуха и негорючих газов.

Рукавный фильтр ФРМ — Для очистки от пыли аспирационного воздуха технологического оборудования и дымовых газов сушильных печей на предприятиях асбестовой промышленности.

Фильтры бумажные патронные ФБПИ— Для улавливания сви-нецсодержащих аэрозолей из вентиляционных выбросов, а также для очистки неагрессивных, нетоксичных, невзрывоопасных газов от хи­мически неактивных, сухих нецементирующих пылей.

Волокнистый фильтр ФВГ-П— Для санитарной очистки аспира­ционного воздуха от аэрозольных растворимых в воде примесей в гальванических производствах машиностроительных предприятий.

Волокнистый фильтр ФВГ-М — Для санитарной очистки аспира­ционного воздуха от аэрозольных растворимых в воде примесей в гальванических производствах машиностроительных предприятий.

Волокнистый фильтр ФВЦ—180 — Для очистки воздуха или не­агрессивных газов от масляного тумана, выбрасываемого вакуумны­ми насосами в атмосферу.

Фильтры ротационные масляные вертикальные — Для отсоса и очистки воздуха от масляного тумана, выделяющегося при работе ме­таллообрабатывающих станков с применением минеральных масел в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей.

Агрегат АВЦР-2000 — Для отсоса и очистки воздуха от масляного тумана в цехах, оснащенных металлообрабатывающим оборудовани­ем, работающим с применением смазочно-охлаждающих жидкостей на основе нефтяных минеральных масел.

Скруббер с шаровой насадкой СДК — Для очистки газов от фтори­стого водорода, тетрафторида кремния, фосфорного ангидрида на предприятиях по производству минеральных удобрений. Для очист­ки газов в цветной металлургии, энергетике, химической и других от­раслях промышленности.

Скруббер центробежный вертикальный полый СЦВП — Для очист­ки воздуха, удаляемого вытяжными вентиляционными системами, от пыли средней дисперсности.

Скруббер полый СП — Для очистки технологических и вентиляци­онных выбросов от пыли и газообразных соединений фтора, хлора, сернистого ангидрида.

Скруббер полый СПК-Б — Для очистки технологических и венти­ляционных выбросов производств по переработке сырья биологиче­ского происхождения от дурнопахнущих веществ, а также для улавли-

269

вания пыли, газообразных соединений хлора, серы различных произ­водств.

Центробежный скруббер батарейного типа СЦВБ-20 — Для мок­рой очистки нетоксичных и невзрывоопасных газов от пыли в раз­личных отраслях машиностроения, например в литейных производ­ствах.

Скруббер Вентури СВ-Кк — Для охлаждения и тонкой очистки не­токсичных и невзрывоопасных газов от частиц пыли, не склонных к образованию отложений.

Труба Вентури ГВПВ — Для установки в системах охлаждения и тонкой очистки запыленных технологических газов в черной и цвет­ной металлургии, химической и нефтяной промышленности, про­мышленности строительных материалов, энергетике и др.

Каплеуловитель КЦТ— Для улавливания капель жидкости с осев­шими на них частицами пыли. Устанавливаются в технологической линии за трубами Вентури.

Конъюнктуру спроса и использования пылегазоочистного обору­дования в различных отраслях промышленности можно проследить на примере рынка США. Расход (млн дол.) компаний США на защиту атмосферного воздуха в отдельных отраслях промышленности соста­вили:

Теплоэнергетика

Нефтеперерабатывающая

Химическая

Горнодобывающая

Целлюлозно-бумажная

Металлургическая (черная и цветная)

Автомобильная

Машиностроение (общее)

Электротехническое машиностроение
Приборостроение

10.2. ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ 10.2.1. Состав и расчет выпусков сточных вод в водоемы

Основными источниками загрязнений водоемов являются произ­водственные, бытовые и поверхностные сточные воды.

Производственные сточные воды образуются в результате ис­пользования воды в технологических процессах. Типовой состав при­месей сточных вод представлен в табл. 10.3. Сточные воды сварочных,

270

монтажных, сборочных, испытательных цехов содержат механиче­ские примеси, маслопродукты, кислоты и тому подобные вещества в значительно меньших концентрациях, чем в рассмотренных видах цехов и участков. Наибольшую опасность в машиностроении пред­ставляют стоки гальванического производства.

271

Продолжение табл. ]Qj

Состав загрязнений сточных вод других видов производств опре­деляется, в основном, исходными материалами и видами технологи­ческих процессов, в которых используется вода. Например, сточные воды целлюлозно-бумажных предприятий содержат, в основном, ор­ганические вещества, кислоты, щелочи и их соли. Сточные воды неф­теперерабатывающих предприятий характеризуются большим содер­жанием нефтепродуктов и других видов органических веществ, вклю­чая трудноразлагаемые органические составляющие и т. п.

Бытовые сточные воды, образующиеся в раковинах, санитарных узлах, душевых и т. п., содержат крупные примеси (остатки пищи,

272

тряпки, песок, фекалии и т. п.); примеси органического и минераль­ного происхождения в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях; различные, в том числе болезнетворные бактерии. Кон­центрация указанных примесей в бытовых сточных водах зависит от степени их разбавления водопроводной водой.

Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания дождевыми, снеговыми и поливочными водами загрязнений, имею­щихся на поверхности грунтов, на крышах и стенах зданий и т. п. Ос­новными примесями поверхностных сточных вод являются механи­ческие частицы (земля, песок, камень, древесные и металлические стружки, пыль, сажа) и нефтепродукты (масла, бензин, керосин, ис­пользуемые в двигателях транспортных средств).

При выборе схемы станции очистки и технологического оборудо­вания необходимо знать расход сточных вод и концентрацию содер­жащихся в них примесей, а также допустимый состав сточных вод, сбрасываемых в водоемы. Допустимый состав сточных вод рассчиты­вают с учетом «Правил охраны поверхностных вод». Эти правила предназначены для предупреждения избыточного загрязнения сточ­ными водами водных объектов. Правила устанавливают нормы на ПДК веществ, состав и свойства воды водоемов.

Расчет допустимой концентрации примесей в сточных водах, сбрасываемых в водоемы, проводят в зависимости от преобладающе­го вида примесей сточных вод и характеристик водоема.

При преобладающем содержании взвешенных веществ их допус­тимая концентрация в очищенных сточных водах

со < с_в + «ПДК,

где с_в — концентрация взвешенных веществ в воде водоема до сброса в него сточных вод, кг/м³; п — кратность разбавления сточных вод в воде водоема, характеризующая часть расхода воды водоема, участ­вующую в процессе перемешивания и разбавления сточных вод; ПДК — предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в воде водоема, кг/м³.

При преобладающем содержании растворенных веществ допус­тимая концентрация каждого из них в очищенных сточных водах

с₀, < п(с_т, - с_ш) + с_ш,

где с_т — концентрация /-го вещества в воде водоема до сброса в него сточных вод, кг/м³; с_т — максимально допустимая концентрация того же вещества в воде водоема с учетом максимальных концентра­ций и ПДК всех веществ, относящихся к одной группе лимитирую­щих показателей вредности, кг/м³:

18 Белов 273

Кратность разбавления сточных вод в воде водоема п = (со - с_в)/(с - с_в),

где с₀ — концентрация загрязняющих веществ в сбрасываемых сточ­ных водах, кг/м³; с_впс — концентрации тех же веществ в воде водоема до и после сброса в них сточных вод, кг/м³.

Для водоемов с направленным течением кратность разбавления

где Q_v — объемный расход сточных вод, сбрасываемых в водоем с объемным расходом Q_p, м³/ч; т — коэффициент смешения, показы вающий долю расхода воды водоема, участвующей в процессе смеше ния:

т =■

где к = v)/

т /Q_p — коэффициент, характеризующий гидравличе

ские условия смешения, м~^|/3, ц/ — коэффициент, характеризующии месторасположение выпуска сточных вод (для берегового выпуск< \|/ = 1; для выпуска в сечении русла у = 1,5); ф = L/L_a — коэффици ент извилистости русла; L — длина русла реки от сечения выпуска дс расчетного створа, м, L_a — расстояние между этими же параллельны ми сечениями в нормальном направлении, м, D_T — коэффициент турбулентной диффузии в водоеме, м²/с; Д. = gHW/MC_m (g — уско­рение свободного падения, м/с²; И — средняя глубина водоема по длине смешения, м; W — средняя по сечению водоема скорость те­чения на расстоянии L от места выпуска сточных вод, м/с, С_ш = 40.. 44 м^О5/с — коэффициент Шези [7.16]; М — функция коэф­фициента Шези, равная 22,3).

Условия смешения сточных вод с водой озер и водохранилищ су­щественно отличаются от условий их смешения в реках и каналах Концентрация примесей сточных вод в начальной зоне смешения уменьшается более существенно, однако полное их перемешивание происходит на значительно больших расстояниях от места выпуска, чем в реках и каналах. Расчет разбавления сточных вод в озерах и во­дохранилищах приведен в [16].

274

Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека нераз­рывно связано с выполнением гигиенических требований к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения

Существующие санитарные нормы применяют к воде, предназна­ченной для потребления населением в питьевых и бытовых целях, для использования в процессах переработки продовольственного сырья и производства пищевых продуктов, их хранения и торговли, а также для производства продукции, требующей применения воды питьево­го качества.

Качество питьевой воды, подаваемой системой водоснабжения, должно соответствовать требованиям СанПиН 2 1 4 559—96.

Основными параметрами качества питьевой воды являются: за­пах, привкус, цветность, мутность, рН, общая жесткость, общая ми­нерализация, окисляемость перманганатная, допустимая концентра­ция взвешенных и растворенных веществ, а также эпидемиологиче­ские и радиационные показатели

Для примера в табл 10 4 приведены основные эпидемиологиче­ские показатели качества питьевой воды

Таблица 104 Эпидемиологические показатели качества питьевой воды

18*

Вышеуказанные Санитарные правила регламентируют также и организацию производственного контроля качества питьевой воды. В соответствии с этими правилами организация, осуществляющая эксплуатацию систем водоснабжения, контролирует качество воды в местах водозабора, перед поступлением в распределительную сеть, а также в точках водозабора наружной и внутренней водопроводной сети

275

10.2.2. Средства защиты гидросферы

Рассматриваемые в данном разделе методы и средства защиты гидросферы могут использоваться для очистки всех видов воды: пить­евой, технической, а также производственных, бытовых и поверхно­стных сточных вод. Вид очищаемой воды определяет выбор схемы и конкретного технологического оборудования, используемого для очистки.

Тем не менее для очистки любого вида воды, как правило, первой стадией очистки является механическая, второй — физико-химиче­ская и третьей — биологическая. При этом на многих стадиях физи­ко-химической и биологической очистки воды применяют сооруже­ния вторичной механической очистки (как правило, вторичные от­стойники) для выделения из воды нерастворимых примесей, образо­вавшихся в процессах физико-химической или биологической очистки.

Методы и технологическое оборудование для очистки сточных вод можно выбрать, зная допустимые концентрации примесей в очи­щенных сточных водах. При этом необходимо иметь в виду, что тре­буемые эффективность и надежность любого очистного устройства обеспечиваются в определенном диапазоне значений концентрации примесей и расходов сточных вод. С этой целью применяют усредне­ние концентрации примесей или расхода сточных вод, а в отдель­ных случаях и по обоим показателям одновременно. Для этого на входе в очистные сооружения устанавливают усреднители, выбор и расчет которых зависит от параметров изменяющихся по времени сбросов сточных вод. Выбор объема усреднителя концентрации примесей сточной воды зависит от коэффициента подавления К — (Апах — ^сср)/(с_д — Сер), где Сщах — максимальная концентрация при­месей в сточной воде, кг/м³; с_ср — средняя концентрация примесей в сточной воде на входе в очистные сооружения, кг/м³; с_д — допусти­мая концентрация примесей в сточной воде, при которой обеспечи­вается нормальная эксплуатация очистных сооружений, кг/м³.

При к_п > 5 объем усреднителя (м³)

V= k_nAQi₃,

где AQ — превышение расхода сточной воды при переменном сбросе, м³/с; т₃ — продолжительность переменного сброса, с; k_n<5;V~ = А&,/Щк_п/(к_п - 1)].

После расчета объема усреднителя выбирают необходимое число секций, исходя из условия AQh/V<, W_a, где h — высота секции усреД-276

нителя, м; W_a = 0,0025 м/с — допустимая скорость движения сточ­ной воды в усреднителе.

В соответствии с видами процессов, реализуемых при очистке, целесообразно существующие методы классифицировать на механи­ческие, физико-химические и биологические.

Механическая очистка. Для очистки сточных вод от взвешенных веществ используют процеживание, отстаивание, обработку в поле действия центробежных сил и фильтрование.

Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. В вертикальных или наклонных решетках ширина прозоров обычно составляет 15...20 мм. Для удаления осадка веществ с входной поверх­ности решеток используют ручную или механическую очистку. По­следующая обработка удаленного осадка требует дополнительных за­трат и ухудшает санитарно-гигиенические условия в помещении. Эти недостатки устраняются при использовании решеток-дробилок, ко­торые улавливают крупные взвешенные вещества и измельчают их до 10 мм и менее. В настоящее время используют несколько типоразме­ров таких решеток, например РД-200 производительностью 60 м^э/ч и диаметром сетчатого барабана 200 мм.

Для выделения волокнистых веществ из сточных вод целлюлоз­но-бумажных и текстильных предприятий используют волокноуло-вители, например с использованием перфорированных дисков или в виде движущихся сеток с нанесенным на них слоем волокнистой массы.

Отстаивание основано на свободном оседании (всплывании) примесей с плотностью больше (меньше) плотности воды. Процесс отстаивания реализуют в песколовках, отстойниках и жироуловите-лях. Для расчета этих очистных устройств необходимо знать скорость свободного осаждения (всплывания) примесей (м/с):

где g — ускорение свободного падения, м/с²; d₄ — средний диаметр частиц, м; р_ч и р_в — плотности частицы и воды, кг/м³; \х — динамиче­ская вязкость воды, Па/с.

Песколовки используют для очистки сточных вод от частиц метал­ла и песка размером более 0,25 мм. В зависимости от направления Движения сточной воды применяют горизонтальные песколовки с Прямолинейным и круговым движением воды, вертикальные и аэри­руемые. На рис. 10.15 показана схема горизонтальной песколовки, ее Длина (м):

L = ahJV/W₀,

277

Рис 10 15 Схема горизонтальной песколовки

1 — входной патрубок, 2 — корпус песколов­ки, 3—шламосборник, 4— выходной патру­бок

Рис. 10.16 Расчетная схема горизон­тального отстойника

где W — скорость движения воды в песколовке, W= 0,15...0,3 м/с; а — коэффициент, учитывающий влияние возможной турбулентно­сти и неравномерности скоростей движения сточной воды в песко­ловке, а = 1,3...1,7.

Рабочую глубину песколовки h выбирают из условия h/W₀< т„_р, где т_пр — время пребывания воды в песколовке, т_пр = 30... 100 с. Ши­рина песколовки (м)

B=Q/(nhw),

где Q — расход сточной воды, м³/с; я — число секций в песколовке.

Отстойники используют для очистки сточных вод от механиче­ских частиц размером более 0,1 мм, а также от частиц нефтепродук­тов. В зависимости от направления движения потока сточной воды применяют горизонтальные, радиальные или комбинированные от­стойники. При расчете отстойников определяют, как правило, его длину и высоту. Существуют различные методики расчета длины от­стойников. На рис. 10.16 представлена расчетная схема горизонталь­ного отстойника. В первой зоне длиной 1_Х (м) имеет место неравно­мерное распределение скоростей по глубине отстойника:

где Н— рабочая высота отстойника, м; h₀ = 0,25 Н — высота движу­щегося слоя сточной воды в начале отстойника, м; Р' = (0,018...0,02) W_x; W_x — горизонтальная составляющая скорости движения воды, м/с.

Во второй зоне длиной /₂ (м) скорость потока сточной воды посто­янна. В этой зоне основная часть примесей должна осесть (всплыть)^в иловую часть (на поверхность) отстойника, поэтому

278

_где /z, — максимально возможная высота подъема частицы в первой зоне, м. В третьей зоне длиной /₃ (м) скорость потока увеличивается и условия осаждения частиц ухудшаются:

/з = H/tga,

где а — угол сужения потока воды в выходной части отстойника; а = 25...3O⁰.

Для расчета общей длины отстойника / = k + /₂ + h задают расход сточной воды и размеры поперечного сечения отстойника.

Очистку сточных вод в поле действия центробежных сил осущест­вляют в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах. От­крытые гидроциклоны применяют для выделения из сточной воды крупных твердых примесей со скоростью осаждения более 0,02 м/с. Такие гидроциклоны имеют большую производительность и малые потери напора, не превышающие 0,5 м. Эффективность очистки сточных вод от твердых частиц в гидроциклонах зависит от состава примесей (материала, размера, формы частиц и др.), а также от конст­руктивных и геометрических характеристик гидроциклона.

Открытый гидроциклон (рис .10.17) состоит из входного патрубка /, кольцевого водослива 2, патрубка Зддя отвода очищенной воды и шламоотводящей трубы 4. Существуют открытые гидроциклоны с нижним отводом очищенной воды, а также гидроциклоны с внутрен­ней цилиндрической перегородкой.

Производительность (м /с) открытого гидроциклона Q =
= 0,785qlf, где q — удельный расход воды; для гидроциклона с внут­
ренней цилиндрической перегородкой
?= 7,15w₀ (w₀ — скорость свободного оса- ₂

ждения частиц в воде, м/с); D — диаметр /_

Цилиндрической части гидроциклона, м. А—

D

Д ля проектирования открытых гидро- LJ
Циклонов рекомендуются следующие его а? з
геометрические характеристики: D= , \У

*2...Ю м; Н= D; d= 0,lD при одном от- ,_:

Третий п d= 0,0707D при двух входных °тверстиях; а = 60°.

Конструктивная схема напорного гид-
^Циклона аналогична схеме циклона для
Чистки газов от твердых частиц. Произво- _{Рис 10 ]7 Схеш открытого}
Стельность напорного гидроциклона гидроциклона

279

где К — коэффициент, зависящий о условий входа воды в гидроциклон, для гидроциклонов с D — 0,125...0,6 м и а = 30° К = 0,524; Ар — перепад давле­ний воды в гидроциклоне, Па; р — плотность очищаемой сточной воды, кг/м³.

Рис 10 18 Схема координиро­ванного гидроциклона

На рис. 10.18 представлена схема напорного гидроциклона, обеспечи­вающего очистку сточной воды и от твердых частиц, и от маслопродуктов Сточная вода через установленный тангенциально по отношению к корпу­су гидроциклона входной трубопровод 1 поступает в гидроциклон. Вследствие закручивания потока сточной воды твердые частицы отбрасываются к стенкам гидроциклона и стекают в

шламосборник 7, откуда они периодически удаляются. Сточная вода с содержащимися в ней маслопродуктами движется вверх. При этом вследствие меньшей плотности маслопродуктов они концентрируют­ся в ядре закрученного потока, который поступает в приемную каме­ру 3, и через трубопровод 5маслопродукты выводятся из гидроцикло­на для последующей утилизации. Сточная вода, очищенная от твер­дых частиц и маслопродуктов, скапливается в камере 2, откуда через трубопровод 6 отводится для дальнейшей очистки. Трубопровод 4 с регулируемым проходным сечением предназначен для выпуска воз­духа, концентрирующегося в ядре закрученного потока очищаемой сточной воды.

Такие гидроциклоны используют для очистки сточных вод про­катных цехов с концентрацией твердых частиц и маслопродуктов со­ответственно 0,13 .0,16 и 0,01...0,015 кг/м³ и эффективностью их очи­стки около 0,7 и 0,5. При расходе очищаемой сточной воды 5 м³/ч ^п6' репад давлений в гидроциклоне составляет 0,1 МПа.

Фильтрование применяют для очистки сточных вод от тонкодис­персных примесей с малой их концентрацией. Его используют как на начальной стадии очистки сточных вод, так и после некоторых мето­дов физико-химической или биологической очистки. Для очистки сточных вод фильтрованием применяют в основном два типа фильт­ров: зернистые, в которых очищаемую сточную воду пропускают чб'

280

рез насадки несвязанных пористых материалов, и микрофильтры, фильтроэлементы которых изго­товляют из связанных пористых материалов (сеток, натуральных и синтетических тканей, спеченных металлических порошков и т. п.).

9

10 19 Схема зернистого фильтра

Рис

Для очистки больших расходов сточных вод от мелкодисперсных твердых примесей применяют зер­нистые фильтры (рис. 10.19). Сточ­ная вода по трубопроводу 4 посту­пает в корпус / фильтра и проходит через фильтровальную загрузку 3 из

частиц мраморной крошки, шунгизита и т. п., расположенную между пористыми перегородками 2 и 5. Очищенная от твердых частиц сточ­ная вода скапливается в объеме, ограниченном пористой перегород­кой 5, и выводится из фильтра через трубопровод 8. По мере осажде­ния твердых частиц в фильтровальном материале перепад давлений на фильтре увеличивается и при достижении предельного значения перекрывается входной трубопровод 4 и по трубопроводу 9 подается сжатый воздух. Он вытесняет из фильтровального слоя .?воду и твер­дые частицы в желоб 6, которые затем по трубопроводу /выводятся из фильтра. Достоинством конструкции фильтра является развитая по­верхность фильтрования, а также простота конструкции и высокая эффективность.

В настоящее время для очистки сточных вод от маслопродуктов широко используют фильтры с фильтровальным материалом из час­тиц пенополиуретана. Пенополиуретановые частицы, обладая боль­шой маслопоглощающей способностью, обеспечивают эффектив­ность очистки до 0,97...0,99 при скорости фильтрования до 0,01 м/с. При этом насадка из пенополиуретана легко регенерируется при ме­ханическом выжимании маслопродуктов.

На рис. 10.20 представлена схема фильтра-сепаратора с фильтро­вальной загрузкой из частиц пенополиуретана, предназначенного Для очистки сточных вод от маслопродуктов и твердых частиц. Сточ­ную воду по трубопроводу 5 подают на нижнюю опорную решетку 4. Затем вода проходит через фильтровальную загрузку в роторе 2, верх­нюю решетку 4и очищенная от примесей переливается в приемный Кольцевой карман 6 и выводится из корпуса /. При концентрации Маслопродуктов и твердых частиц до 0,1 кг/м³ эффективность очист-^ составляет соответственно 0,92 и 0,9; а время непрерывной экс-

281

Рис. 10.20. Схема фильтра-сепаратора

плуатации фильтра —16...24 ч. Дос­тоинствами данной конструкции являются простота и большая эф­фективность регенерации фильтра. При включении электродвигателя 7 вращается ротор 2 с фильтроваль­ной загрузкой. В результате частицы пенополиуретана под действием центробежных сил отбрасываются к внутренним стенкам ротора, выжи­мая из него маслопродукты, кото­рые поступают в карманы 3 и на­правляются на регенерацию. Время полной регенерации фильтра 0,1ч.

Физико-химические методы очи­стки. Данные методы используют для очистки от растворенных при месей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие мето­ды физико-химической очистки требуют предварительного глубоко­го выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.

В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-хи­мических методов очистки сточных вод, основными из которых явля­ются флотация, экстракция, нейтрализация, сорбция, ионообменная и электрохимическая очистка, гиперфильтрация, эвапорация, выпа­ривание, испарение и кристаллизация.

Флотация предназначена для интенсификации процесса всплы-вания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками газа, подаваемого в сточную воду. В основе этого процесса имеет место молекулярное слипание частиц масла и пузырьков тонкодис-пергированного в воде газа. Образование агрегатов «частица — пу­зырьки газа» зависит от интенсивности их столкновения друг с дру­гом, химического взаимодействия содержащихся в воде веществ, из­быточного давления газа в сточной воде и т. п.

В зависимости от способа образования пузырьков газа различают следующие виды флотации: напорную, пневматическую, пенную, химическую, вибрационную, биологическую, электрофлотацию и ДР-В настоящее время на станциях очистки широко используют электрофлотацию, так как протекающие при этом электрохимиче­ские процессы обеспечивают дополнительное обеззараживание сточ­ных вод. Кроме того, применение для электрофлотации алюминие­вых или стальных электродов обусловливает переход ионов алюми-

282

ния или железа в раствор, что способствует коагулированию мельчай­ших частиц механических примесей сточной воды.

Образование дисперсной газовой фазы в процессе электрофлота­ции происходит вследствие электролиза воды. Основной составляю­щей электролизных газов является водород; при этом выделяется не­значительное количество кислорода, хлора, оксидов углерода и азота.

При расчете электрофлотатора определяют расход газа, необходи­мого для обеспечения заданной эффективности очистки, q_T = = 100Q(c_q — с_к)6М, где с₀ и с_к — концентрации маслопродуктов в ис­ходной очищенной сточной воде, кг/м³; М—удельная адсорбция маслопродуктов газовой фазой, л/кг. Затем находят силу тока для по­лучения требуемого количества электролизного газа /= q_r/a_r, где <х_г — выход газа по току; а_г = 0,0076 дм³/(л • мин).

Расход водорода (дм³/мин) в смеси электролизного газа

q_Hl = 22,4д_га_н/(а_гМн₂),

где а_н — электрохимический эквивалент водорода, а_н = 0,627 мгДАмин); М_н — молекулярная масса водорода.

Задают расход воздуха, подаваемого под границу раздела «сточная вода — воздух рабочей зоны» в камере флотации, исходя из соотно­шения q_B > 50qu₂, и определяют суммарный расход газовоздуцкой смеси, выходящей через открытую поверхность флотатора q_CM — = q_r + q_B. Выбирают удельный расход газовоздушной смеси через по­верхность пенообразования ш = 300...600 дм³/(м³- мин) и определяют площадь поверхности пенообразования /= q_CM/(o.

Определяют объемную плотность тока (А/м³), обеспечивающую необходимую величину газонаполнения./= (ср + 0,261 Кф + 0,1)/(0,022 — — 0,011Кф), где ф — степень газонаполнения сточной воды в процессе флотации; <р = 1...5 дм³/м³; Кф = 0,3...1,2 — коэффициент формы флотационной камеры.

Находят объем и площадь поперечного сечения флотационной камеры V—I/j; F=(K$ \Jvf и затем ее основные размеры.

Экстракция сточных вод основана на перераспределении приме­сей сточных вод в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей (сточной воды и экстрагента). Количественно интенсивность пере­распределения оценивается коэффициентом экстракции К_э = с_э/с_в, где с_э и с_в — концентрации примеси в экстрагенте и сточной воде по окончании процесса экстракции. В частности, при очистке сточных вод от фенола с использованием в качестве экстрагента бензола или бутилацетата К_э составляет соответственно 2,4 и 8... 12. Для интенси­фикации процесса экстракции перемешивание смеси сточных вод с

283

экстрагентом осуществляют в экстракционных колоннах, заполнен­ных насадками из колец Рашига.

Нейтрализация сточных вод предназначена для выделения из них кислот, щелочей, а также солей металлов на основе кислот и щелочей Процесс нейтрализации основан на объединении ионов водорода и гидроксильной группы в молекулу воды, в результате чего сточная вода приобретает значение рН » 6,7 (нейтральная среда). Нейтрали­зацию кислот и их солей осуществляют щелочами или солями силь­ных щелочей: едким натром, едким кали, известью, известняком, до­ломитом, мрамором, мелом, магнезитом, содой, отходами-щелочей и т. п. Наиболее дешевым и доступным реагентом для нейтрализации кислых сточных вод является гидроокись кальция (гашеная известь) Для нейтрализации сточных вод с содержанием щелочей и их солей (сточные воды целлюлозно-бумажных и текстильных заводов) можно использовать серную, соляную, азотную, фосфорную и другие кисло-ты.Теоретический расход щелочей (кислот) для нейтрализации со­держащихся в сточных водах кислот (щелочей) определяют в соответ­ствии с уравнениями реакций нейтрализации по формуле q = сМ_э/М_к, где с — концентрация кислоты (щелочи) или их солей в сточной воде; М_эи М_к — молекулярные массы щелочи (кислоты) и кислоты (щело­чи) или их солей

На практике используют три способа нейтрализации сточных вод

• фильтрационный — путем фильтрования сточной воды через
  насадки кусковых или зернистых материалов;

• водно-реагентный — добавлением в сточную воду реагента в
  виде раствора или сухого вещества (извести, соды или шлака); ней­
  трализующим раствором может быть и щелочная сточная вода,

• полусухой — перемешивание высококонцентрированных
  сточных вод (например, отработанного гальванического раствора) с
  сухим реагентом (известью, шлаком) с последующим образованием
  нейтральной тестообразной массы.

Сорбцию применяют для очистки сточных вод от растворимых примесей. В качестве сорбентов используют любые мелкодисперс­ные материалы (золу, торф, опилки, шлаки, глину); наиболее эффек­тивный сорбент — активированный уголь. Расход сорбента т = ⁼ Q(cq — с_к)/а, где Q — расход сточной воды, м³/с; с₀ и с_к — концен­трации примесей в исходной и очищенной сточной воде, кг/м; а — удельная сорбция, характеризующая количество примесей, по­глощаемых единицей массы сорбента, кг/с.

Ионообменную очистку применяют для обессоливания и очистки сточных вод от ионов металлов и других примесей. Очистку осущест­вляют ионитами — синтетическими ионообменными смолами, изго-

284

товленными в виде гранул размером 0,2...2 мм. Иониты изготовляют из нерастворимых в воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион (катион или анион), который при опре­деленных условиях вступает в реакцию обмена с ионами того же зна­ка, содержащимися в сточной воде.

Различают сильно- и слабокислотные катеониты (в Н⁺- или Na⁺-форме) и сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН"- или солевой форме), а также иониты смешанного действия.

Ионообменную очистку реализуют последовательным фильтро­ванием сточной воды через катиониты и аниониты. При контакте сточной воды с катионитом в водородной форме имеет место обмен катионов растворенных в воде солей на Н⁺-ионы катионита в соот­ветствии с уравнением реакции

л[К]Н + Ме"⁺ «* [К]„Ме + иН⁺

где К — «скелет» (радикал) катионита; Me — извлекаемый из сточ­ной воды катион металла; п — заряд катиона. При этом имеет место увеличение кислотности сточной воды.

При контакте сточной воды с анионитом в гидроксильной форме происходит обмен анионов кислот на ОН~-ионы анионита в соответ­ствии с уравнением реакции

т[А„]ОН + А""^± [А_п]Л

где А„ — «скелет» (радикал) анионита; А — извлекаемый из сточной воды анион; т — заряд аниона.

В зависимости от вида и концентрации примесей в сточной воде, требуемой эффективности очистки используют различные схемы ионообменных установок. Для очистки сточных вод от анионов силь­ных кислот применяют технологическую схему одноступенчатого Н-катионирования и ОН-анионирования с использованием сильно­кислотного катионита и слабоосновного анионита (рис. 10.21, а). Для более глубокой очистки сточных вод, в том числе от солей, применя­ют одно- или двухступенчатое Н-катионирование на сильнокислот­ном катионите с последующим двухступенчатым ОН-анионировани-ем на слабо-, а затем на сильноосновном анионите (рис. 10.21,6).

При содержании в сточной воде большого количества диоксида углерода и его солей происходит быстрое истощение емкости силь­ноосновного анионита. Для уменьшения истощения сточную воду после катионитового фильтра дегазируют в специальных дегазаторах с насадкой из колец Рашига или в других аппаратах (рис. 10.21, в).

При необходимости обеспечивать значение рН « 6,7 и очистки сточной воды от анионов слабых кислот вместо анионитовых фильт-

285

Рис. 10.21. Технологическая схема

ионообменной очистки сточных

вод:

а — одноступенчатая очистка, б — очистка с двуступенчатым анионированием; в — очистка с промежуточной дегазацией и дву­ступенчатым анионированием, К— катио-нитовый фильтр; А — анионитовый фильтр, Д — декарбонизатор, ПБ — промежуточ­ный бак

ров второй ступени используют фильтр смешанного действия, загру­жаемый смесью сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита.

Электрохимическая очистка, в частности электрохимическое окисление, осуществляется электролизом и реализуется двумя путя­ми: окислением веществ путем передачи электронов непосредствен­но на поверхности анода или через вещество — переносчика, а также в результате взаимодействия с сильными окислителями, образовав­шимися в процессе электролиза.

Наличие в сточной воде достаточного количества хлоридионов обусловливает появление в ней при электролизе активного хлора (С1₂, НОС1, С1₂О, С1СГ, СЮ₃), который является сильнейшим окислителем и способен вызывать глубокую деструкцию многих органических ве­ществ, содержащихся в сточных водах.

Электрохимическое окисление применяют для очистки сточных вод гальванических процессов, содержащих простые цианиды (КСС1, NaCCl) или комплексные цианиды цинка, меди, железа и других металлов. Электрохимическое окисление осуществляют в электролизерах (обычно прямоугольной формы) непрерывного или периодического действия. На аноде происходит окисление цианидов в малотоксичные и нетоксичные продукты (цианаты, карбонаты, ди­оксид углерода, азот), а на катоде — разряд ионов водорода с образо­ванием газообразного водорода и разряд ионов меди, цинка, кадмия, образующихся при диссоциации комплексных анионов с содержани­ем CN-группы.

На рис. 10.22 показана технологическая схема установки для элек­трохимического окисления сточных вод. В ее состав входят сборный резервуар 1, бак 2 для приготовления концентрированного раствора NaCl, электролизер Зс источником постоянного напряжения 7. Очи-

286

Р ис. 10.22. Технологическая схема установки электрохимического окисления циансодержащих сточных вод

щенная от цианидов сточная вода выходит по трубопроводу 4, а при необходимости ее доочистки по трубопроводу 5 вновь направляется в сборный резервуар 7. Для интенсификации процесса окисления в электролизер 3 по трубопроводу 6 подают сжатый воздух.

Гиперфильтрация (обратный осмос) реализуется разделением рас­творов путем фильтрования их через мембраны, поры которых разме­ром около 1 нм пропускают молекулы воды, задерживая гидратиро-ванные ионы солей или молекулы недиссоциированных соединений. По сравнению с другими методами очистки гиперфильтрация требует малых энергозатрат: установки для очистки конструктивно просты и компактны, легко автоматизируются; фильтрат имеет высокую сте­пень чистоты и может быть использован в оборотных системах водо­снабжения, а сконцентрированные примеси сточных вод легко ути­лизируются или уничтожаются.

Перенос воды и растворенного вещества через мембрану оцени­вается уравнениями: Q = к_х{р_р - Ар); F= k₂Ac, где Q — расход воды через мембрану, м³/с; к_и к₂ — коэффициенты проницаемости соот­ветственно воды и растворенного вещества через конкретную мем­брану; р_р — рабочее давление на входе в мембрану, Па; Ар — разность осмотических давлений раствора на входе в мембрану, Па; Ас — раз­ность концентраций растворенного в воде вещества на входе в мем­брану и выходе из нее, кг/мЗ; F— масса растворенного вещества, пе­реносимого через мембрану, кг.

Для гиперфильтрации используют ацетатцеллюлозные, поли­амидные и тому подобные полимерные мембраны с ресурсом работы

287

Рис. 10.23. Технологическая схема эвапорацион-ной установки:

1 — трубопровод подачи исходной сточной воды, 2 — тепло­обменник, 3 — эвапорационная колонна, 4 — трубопровод загрязненного пара, 5 — трубопровод подачи растворителя 6 — колонна с насадками из колец Рашига для очистки огра-ботанного пара, 7— вентилятор, 8 — трубопровод повторно используемого очищенного пара; 9 — трубопровод отвода загрязненного летучими примесями растворителя; 10 — тру. бопровод отвода очищенной сточной воды, 11 — трубопро­вод подачи свежего пара

1...2 г. Селективность мембран по отношению к ионам различных ве­ ^{3+ 2+ 2+ 2+}

g²⁺

>

³⁺ > Zn²⁺

ществ характеризуется следующим рядом: А1
а²⁺ > Ва²⁺ > SO²~ ^{+ +}

у р> Cd²⁺ > Mg

Са²⁺ > Ва²⁺ > SO₄²~ > Na⁺ >F~ >K⁺ > СГ > ВГ > Г > NCT₃ > Н⁺.

Эвапорация реализуется обработкой паром сточной воды с содер­жанием летучих органических веществ, которые переходят в паровую фазу и вместе с паром удаляются из сточной воды. Процесс эвапора-ции осуществляют в испарительных установках (рис. 10.23), в кото­рых при протекании через эвапорационную колонну с насадками из колец Рашига навстречу потоку острого пара сточная вода нагревает­ся до температуры 100°С. При этом содержащиеся в сточной воде ле­тучие примеси переходят в паровую фазу и распределяются между двумя фазами (паром и водой) в соответствии с уравнением cjc_b = у, где с„ и с_в — концентрации примеси в паре и сточной воде, кг/м ; Y — коэффициент распределения. Для аммиака, этиламина, диэтила-мина, анилина и фенола, содержащихся в сточной воде, коэффици­ент распределения соответственно равен 13, 20, 43; 5,5 и 2.

Концентрация примеси в сточной воде на выходе из эвапораци-онной колонны

- l)/(qye" - 1),

где с₀ — концентрация примеси в исходной сточной воде, кг/м³; q — удельный расход пара, кг/кг; х = [р<т#(?у - \)]/(Ь<ц), здесь Ьщ — эм­пирическая постоянная насадки; Ъ — плотность орошения колонны водой, м³/м²; р — эмпирическая постоянная, м/с; ст — удельная пло­щадь поверхности насадки, м³/м²; Я— высота слоя насадки, м.

Выпаривание, испарение и кристаллизацию используют для очи­стки небольших объемов сточной воды с большим содержанием лету­чих веществ.

Биологическая очистка. Ее применяют для выделения тонкодис­персных и растворенных органических веществ. Она основана на способности микроорганизмов использовать для питания содерж^а"

288

щиеся в сточных водах органические вещества (кислоты, спирты, белки, углеводы и т. п.). Процесс реализуется в две стадии, протекаю­щие одновременно, но с различной скоростью: адсорбция из сточных род тонкодисперсных и растворенных примесей органических ве­ществ и разрушение адсорбированных веществ внутри клетки микро­организмов при протекающих в них биохимических процессах (окис­лении или восстановлении). Обе стадии реализуются как в аэробных, так и в анаэробных условиях в зависимости от видов и свойств микро­организмов. Биологическую очистку осуществляют в природных и искусственных условиях.

Сточные воды в природных условиях очищают на полях фильтра­ции, полях орошения и в биологических прудах [7.5]. Очистку и быто­вых, и производственных сточных вод на полях фильтрации и полях орошения в настоящее время используют очень редко в связи с малой пропускной способностью единицы площади полей и непостоянст­вом состава производственных сточных вод, а также из-за возможно­сти попадания на поля токсичных для их микрофлоры примесей.

Биологические пруды используют для очистки и доочистки сточ­ных вод суточным расходом не более 6000 м³. Применяют пруды с ес­тественной и искусственной аэрацией.

Биологические фильтры широко используют для очистки и быто­вых, и производственных сточных вод. В качестве фильтровального материала для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, ке­рамзит, пластмассу, гравий и т. п. Существуют биофильтры с естест­венной подачей воздуха; их применяют для очистки сточных вод су­точным расходом не более 1000 м\ Для очистки производственных сточных вод больших расходов и сильно концентрированных исполь­зуют биофильтры с принудительной подачей воздуха (рис. 10.24).

Рис. 10.24. Схема биофильтра с при­нудительной подачей воздуха:

-трубопровод подачи исходной сточной ы; 2 — водораспределительные устройства, - фильтровальная загрузка; 4 — трубопровод ''ода очищенной сточной воды; 5 — гидравли-^еекий затвор; 6— трубопровод подвода сжато­го воздуха; 7 — корпус фильтра

Бе

Нормальный ход процесса биологической очистки сточных вод устанавливается после образования на загрузочном материале био­фильтра биологической пленки, микроорганизмы которой адаптиро­вались к органическим примесям сточных вод. Период адаптации обычно составляет 2. .4 недели, хотя в отдельных случаях он может достигать нескольких месяцев Для оценки состава сточных вод в процессе биологической очистки используют биологическую по­требность воды в кислороде (БПК) — количество кислорода, необхо­димое для окисления всех органических примесей, содержащихся в единице объема сточной воды.

Объем загрузочного материала V= (L_a — L,)/M, где L_an L, — БПК исходной и очищенной сточной воды, кг/м³; М — окислительная мощность биофильтра — масса кислорода, которая может быть полу­чена в сутки с единицы объема загрузочного материала биофильтра, кг/(м³ • сут)

Аэротенки, используемые для очистки больших расходов сточных вод, позволяют эффективно регулировать скорость и полноту проте­кающих в них биохимических процессов, что особенно важно для очистки промышленных сточных вод нестабильного состава. Окис­лительная мощность аэротенков составляет 0,5... 1,5 кг/м³ в сутки. В зависимости от состава примесей сточных вод и требуемой эффек­тивности очистки применяют аэротенки с дифференцируемой пода­чей воздуха, аэротенки-смесители с дифференцируемой подачей сточной воды и аэротенки с регенераторами активного ила.

При БПК > 0,5 кг/м³ используют аэротенки с дифференцируемой (сосредоточенной) подачей смеси сточной воды и активного ила в на­чале сооружения (рис. 10.25). Воздух, интенсифицирующий процесс окисления органических примесей, распределяется равномерно по всей длине аэротенка Диспергирование воздуха в очищаемой сточ­ной воде осуществляют механическими или пневматическими аэра­торами Окислительная мощность аэротенков существенным обра­зом зависит от концентрации активного ила в сточной воде. При очи-

290

с производственных сточных вод концентрация ила обычно со­ставляет 2 3 кг/м³ по сухому веществу.

Окситенки обеспечивают более интенсивный процесс окисления органических примесей по сравнению с аэротенками за счет подачи в них технического кислорода и повышения концентрации активного лла Для увеличения коэффициента использования подаваемого в объем сточной воды кислорода реактор окситенка герметизируют. Очищенная от органических примесей сточная вода из реактора по­ступает в илоотделитель, в котором происходит выделение из нее от­работанного ила. При проектировании окситенков необходимо пре­дусматривать мероприятия по обеспечению их пожаровзрывобезо-пасности с учетом вредных и опасных факторов, имеющих место при эксплуатации систем с использованием газообразного кислорода.

10.3. ЗАЩИТА ЗЕМЕЛЬ 10.3.1. Обращение с отходами

Радикальное решение проблемы защиты земель от отходов воз­можно при разработке новых технологий и малоотходных произ­водств. Для обобщения особенностей малоотходного производства можно выделить ряд взаимосвязанных принципов, лежащих в его ос­нове.

Ключевым в этом ряду является принцип системности (рис. 10.26, а). В соответствии с этим принципом каждый отдельный процесс или производство рассматриваются как элемент более сложной индуст­риальной системы. Так, например, отходы нефтехимии — шламы, теплоэнергетики — золошлаковая смесь, химической промышлен­ности — отсев извести используются для получения цемента, при этом возникающие отходы используются в промышленности строи­тельных материалов, а отходы последней в сельскохозяйственной от­расли и т. д.

Другой важнейший принцип — принцип комплексности исполь­зования сырьевых ресурсов (см. рис. 10.26, б). Практически все ис­пользуемое сырье многокомпонентно, и в среднем на 1/3'его стоимо­сти составляют сопутствующие элементы. Так, уже в настоящее вре­мя практически все серебро, висмут, платину, более 20 % золота и около 30 % серы получают «попутно» при переработке комплексных Руд. Повышение комплексности использования ресурсов, например,

19* 291

Характеристики

Список файлов книги