ТЗОС_мой курсач («Технология защиты окружающей среды» курсовая), страница 3

Итак, IV этап очистки проводим на рамном фильтре тонкой очистки:

С₄ = 2,33 мг/м³* (1-0,99) = 0,023 мг/м³ < ПДК.

Необходимая концентрация пыли достигнута, в дальнейшей очистке от пыли нет необходимости.

2.1.2 Очистка отходящих газов от загрязняющих веществ, выделяющихся при работе шлифовальных станков при охлаждении эмульсией и содовым раствором

При работе шлифовальных станков при охлаждении эмульсией и содовым раствором выделяется туман эмульсола, концентрация составляет 2,065 мг/м³, применяется местная вентиляционная система.

Для очистки отходящих газов будем использовать фильтры с вращающимися элементами. Они обеспечивают эффективную и непрерывную регенерацию слоя от уловленного масла. Производительность таких фильтров от 500 до 1500 м³/час, эффективность очистки составляет 85 – 94%.

Входящая концентрация тумана эмульсола составляет 1,65 мг/м³. Нам необходимо дочистить до ПДК = 0,05 мг/м³. Для фильтра с вращающимися элементами= 90%.

I этап очистки:

С₁ = 1,65 мг/м³* (1-0,9) = 0,165 мг/м³

При первичной очистке отходящих газов от тумана эмульсола полученная концентрация больше предельно допустимого значения. Значит, необходима дальнейшая очистка.

II этап очистки:

С₂ = 0,165 мг/м³* (1-0,9) = 0,0165 мг/м³ < ПДК.

Итак, отходящие газы очищены от тумана эмульсола за 2 этапа.

2.1.3 Очистка отходящих газов от загрязняющих веществ, выделяющихся при работе шлифовальных станков при масляном охлаждении

При работе шлифовальных станков при масляном охлаждении выделяется масляный туман, его концентрация составляет 375 мг/м³, применяется местная вентиляционная система. Для очистки отходящих газов будем использовать высокоскоростные 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 фильтроэлементах в зависимости от скорости фильтрации W_ф. Туманоуловители делят на низкоскоростные (W_ф ≤ 0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель, и высокоскоростные (W_ф = 2...2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инер­ционных сил.

 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. Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие размеры и обеспечивают эффективность очистки, равную 0,85...0,99 от ту­мана с частицами менее 3 мкм. В качестве фильтрующей набивки в таких туманоуловителях используют войлоки из полипропиленовых волокон.

Рис. 2.1.3 Схема высокоскоростного туманоуловителя

 На рис. 2.1.3 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. Вокруг барабана по его внешней стороне расположен брызгоуловитель 1, представляющий собой набор перфорированных плоских и гофри­рованных слоев винипластовых лент. Брызгоуловитель и фильтроэлемент нижней частью установлены в слой жидкости.

Входящая концентрация масляного тумана составляет 300 мг/м³. Нам необходимо дочистить до ПДК = 0,05 мг/м³. Для высокоскоростного туманоуловителя= 95%.

I этап очистки:

С₁ = 300 мг/м³* (1-0,95) = 15 мг/м³

При первичной очистке отходящих газов от масляного тумана полученная концентрация больше предельно допустимого значения. Значит, необходима дальнейшая очистка.

II этап очистки:

С₂ = 15 мг/м³* (1-0,95) = 0,75 мг/м³

Проводим дальнейшую очистку.

III этап очистки:

С₂ = 0,75 мг/м³* (1-0,95) = 0,0375 мг/м³ < ПДК.

Итак, отходящие газы очищены от тумана эмульсола за 3 этапа.

1. Очистка отходящих газов от загрязняющих

веществ, выделяющихся при работе металлорежущих и заточных станков

При работе металлорежущих станков при масляном и эмульсионном охлаждении выделяются туманы эмульсола и масел, а при работе заточных станков происходит выброс пыли с медианным диаметром частиц dч = 38 мкм. Применяется общеобменная система вентиляции.

Вначале будем очищать отходящие газы от пыли. Так как размер частиц dч = 38 мкм, то оптимальным будет использовать батарейный циклон, эффективность очистки = 95%.

Б атарейный циклон (рис.1.2.4) – объединение большого числа малых циклонов (рис.6.4) в группу. 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

Рис. 1.2.4

Схема батарейного циклона

1 – корпус; 2 – распределительная камера; 3 – решетки; 4 – циклонный элемент.

слой, который вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит при повороте газового потока 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.

Входящая концентрация пыли составляет 5 мг/м³. Нам необходимо дочистить до ПДК = 0,05 мг/м³. Для батарейного циклона= 90%.

I этап очистки:

С₁ = 5 мг/м³* (1-0,9) = 0,5 мг/м³

При первичной очистке отходящих газов от пыли полученная концентрация больше предельно допустимого значения. Значит, необходима дальнейшая очистка.

II этап очистки:

С₂ = 0,5 мг/м³* (1-0,9) = 0,01 мг/м³ < ПДК..

Итак, очистка от пыли завершена за 2 этапа.

Теперь необходимо очистить отходящие газы от туманов масел и эмульсолов. Суммарная концентрация составляет 47,27 мг/м³, для очистки будем использовать фильтр с вращающимся фильтрующим элементом, = 90%.

III этап очистки:

С₃ = 47,27 мг/м³* (1-0,9) = 4,727 мг/м³

Необходимая концентрация не достигнута, следовательно, необходима дальнейшая очистка.

IV этап очистки:

С₄ = 4,727 мг/м³* (1-0,9) = 0,4727 мг/м³. Это больше ПДК, значит, продолжаем очистку.

V этап очистки:

С₃ = 0,4727 мг/м³* (1-0,9) = 0,04727 мг/м³ < ПДК.

Итак, отходящие газы очистили от загрязняющих веществ, выделяющихся при работе металлорежущих и заточных станков, за 5 этапов очистки.

2.2. Очистка сточных вод от загрязняющих веществ

2.2.1. Очистка сточных вод отстаиванием

Вначале проведем очистку сточных вод от взвешенных частиц с dч = 5 мм и масел до концентрации С=10-200 мл/л, применяя метод отстаивания.

Отстаивание основано на особенностях процесса осаждения твердых частиц в жидкости. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Отстаивание масла основано на закономерностях всплывания маслопродуктов в воде по тем же законам, что осаждение твердых частиц. Различие заключается в том, что плотность всплывающих частиц меньше, чем плотность воды.

Отстаивание проводим в маслоловушках, предусматривающих также отстаивание твердых частиц.

Вода движется от одного конца маслоловушки к другому при скорости около 0,01 м/с и времени пребывания 1-3 часа.

В сплывание масла на поверхность происходит в отстойной камере. При помощи скребкового транспорта масло подают к нефтесборным трубам, через которые оно удаляется и отправляется на переработку на специализированные предприятия.

I этап очистки:

Входящая концентрация взвешенных частиц с dч = 5 мм составляет 200 мг/л (необходимо дочистить до ПДК = 0,75 мг/л), масла - 2350 мг/л (ПДК = 0,1 мг/л). Эффективность отстаивания взвешенных частиц =60%, для маслоулавливания = 80%.

С_1взв.ч, = 200 мг/л* (1-0,6) = 80 мг/л

С_1масла = 2350 мг/л* (1-0,8) = 470 мг/л

Необходимая концентрация не достигнута, значит, продолжаем очистку:

II этап очистки:

С_2взв.ч, = 80 мг/л* (1-0,6) = 32 мг/л

С_2масла = 470 мг/л* (1-0,8) = 94 мг/л

Далее будем очищать воду от взвешенных частиц и масла в гидроциклоне и применяя метод флотации.

2.2.2. Очистка сточных вод в гидроциклоне

В гидроциклоне очищаем воду от масла и взвешенных веществ с dч = 2;10;60 мкм; краски 5 мкм.

в гидроциклонах и центрифугах проводят осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы. Для очистки сточных вод используют напорные и открытые (низконапорные) гидроциклоны. Напорные гидроцик­лоны применяют для осаждения твердых примесей, а открытые­ для удаления осаждающих и всплывающих примесей. Гидроциклоны просты по устройству, компактны, их легко обслуживать. Они отличаются высокой производительностью и небольшой стоимостью.

При вращении жидкости в гидроциклоне на частицы действу­ют центробежные силы, отбрасывающие тяжелые частицы к пери­ферии потока, силы сопротивления движущегося потока, гравита­ционные силы и силы инерции. Силы инерции незначительны, и ими можно пренебречь. При высоких скоростях вращения центробежные силы значительно больше сил тяжести.

Сточную воду тангенциально подают внутрь гидроциклона. При вращении жидкости под действием центробежной силы внутри гид­роциклона образуется ряд потоков. Жидкость, войдя в цилиндричес­кую часть, приобретает вращательное движение и движется около стенок по винтовой спирали вниз к сливу. Часть ее с крупными час­тицами удаляется из гидроциклона. Другая часть (осветленная) по­ворачивает и движется вверх около оси гидроциклона. Кроме того, возникают радиальные и замкнутые циркуляционные токи. В цент­ре образуется воздушный столб, давление которого меньше атмос­ферного. Он оказывает влияние на эффективность гидроциклонов.

О тделение маслопродуктов в поле действия центробежных сил осуществляют в напорных гидроциклонах. При этом целесообраз­нее использовать напорный гидроциклон для одновременного выде­ления и твердых частиц и маслопродуктов.

Исходная сточная вода (рис.2.10) через установленный тангенциально по отношению к корпусу гид­роциклона входной трубопровод поступает в гидроциклон. Вслед­ствие закручивания потока сточной воды твердые частицы отбра­сываются к стенкам гидроциклона и стекают в шламосборник, откуда 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 и через трубопровод выво­дятся из гидроциклона для последую­щей утилизации. Сточная вода, очи­щенная от твердых частиц и масло­продуктов, скапливается в камере, откуда через трубопровод отводится для дальнейшей очистки. Регулируемое гидравлическое сопротивление пред­назначено для выпуска воздуха, кон­центрирующегося в ядре закрученно­го потока очищаемой сточной воды.

Входящая концентрация взвешенных частиц с dч = 2;10;60 мкм; краски 5 мкм составляет 1300 мг/л (необходимо дочистить до ПДК = 0,75 мг/л), масла - 94 мг/л (ПДК = 0,1 мг/л). Эффективность гидроциклонов находится на уровне 70%.

III этап очистки: