Гідродинамічні об’єкти та їх призначення

Для кожного населеного пункту визначено конкретний перелік п'яти  пріоритетних домішок, за котрими розраховується індекс забруднення атмосфери ІЗАГ.

Викиди характеризуються кількістю забруднюючих речовин, їхнім  хімічним складом, концентрацією, агрегатним станом.

Промислові викиди поділяються  на організовані та неорганізовані. Організовані промислові викиди — це викиди, що надходять  в атмосферу через спеціально споруджені газоходи, повітропроводи та труби.

Неорганізовані викиди надходять  в атмосферу у вигляді не напрямлених  потоків внаслідок порушення  герметизації, невиконання вимог  охорони атмосфери при навантаженні та розвантаженні, порушення технології виробництва або несправності обладнання.

За агрегатним станом викиди поділяються на IV класи: І — газоподібні  та пароподібні; II — рідкі; III — тверді; IV — змішані.

За величиною маси викиди об'єднані в 6 груп, т/доб: 1 група —  маса менше 0,01 включно; 2 група —  від 0,01 до 0,1; 3 група — від 0,1 до 1; 4 група — від 1 до 10; 5 група —  від 10 до 100; 6 група — понад 100.

Викиди підлягають періодичній  інвентаризації, під котрою слід розуміти систематизацію відомостей про розподіл джерел викидів на території об'єкта, їхню кількість та склад.

Метою інвентаризації  є: визначення викидів шкідливих речовин, що надходять в атмосферу від  об'єктів; оцінка впливу викидів на навколишнє середовище, встановлення ГДВ або ТПВ; вироблення рекомендацій з організації контролю викидів; оцінка стану очисного обладнання та екологічності технологій і виробничого  обладнання; планування черговості природоохоронних заходів.

Інвентаризація здійснюється один раз на 5 років згідно з Інструкцією  з інвентаризації викидів забруднюючих речовин в атмосферу. Джерела  забруднення атмосфери визначаються на основі схем виробничого процесу  підприємства. Для діючих підприємств  контрольні точки встановлюються по периметру санітарно-захисної зони. Заміри параметрів викидів здійснюють працівники лабораторії підприємства або лабораторії санітарно-епідеміологічної станції.

Основними параметрами, котрі  характеризують викиди забруднюючих речовин  в атмосферу, є вид виробництва, джерело виділення шкідливих  речовин, джерело викиду, число джерел викидів, координати розташування викиду, висота джерела викиду, діаметр устя труби, параметри газоповітряної суміші на виході з джерела викиду (швидкість, об'єм, температура), характеристика газоочисних  пристроїв, види та кількість шкідливих  речовин тощо.

Шкідливі речовини, що потрапляють  в атмосферу від промислових  та транспортних підприємств, енергетичних установок, транспортних засобів, розчиняються в повітрі та переносяться рухомими потоками повітря на великі віддалі. Розсіювання забруднень призводить до зниження концентрації шкідливих  речовин в зонах їхнього викиду та до одночасного збільшення площ із забрудненими повітрям.

На характер поширення  шкідливих речовин в атмосфері  та на величину зон забруднення впливають  метеорологічні умови (горизонтальний та вертикальний рух мас повітря, їх швидкість, температура, вологість, дощ, сніг, наявність хмар).

Крім метеорологічних  факторів, на розсіювання забруднень впливає рельєф місцевості, наявність  лісів, водоймищ, гір тощо. На забрудненість  міст та населених пунктів впливає  їхнє планування та озеленення.

Розрахунок забруднення  атмосфери викидами промислових  підприємств виконується згідно з Методикою розрахунку концентрацій в атмосферному повітрі шкідливих  речовин, що містяться у викидах  підприємств (ОНД-86) або за Збірником  методик розрахунку концентраційних  викидів в атмосферу забруднюючих речовин різними виробництвами.

Очищення  викидів в атмосферу

Методи  та засоби очищення викидів в атмосферу.

Однією з особливостей атмосфери є її здатність до самоочищення. Самоочищення атмосферного повітря  відбувається внаслідок сухого та мокрого  випадання домішок, абсорбції їх земною поверхнею, поглинання рослинами, переробки бактеріями, мікроорганізмами та іншими шляхами. Садіння дерев  та кущів сприяє очищенню повітря  від пилу, оксидів вуглецю, діоксидів  сірки та інших речовин. Найкращі поглинальні властивості стосовно діоксиду сірки має тополя, липа, ясен. Одне доросле дерево липи може акумулювати протягом доби десятки  кілограмів діоксиду сірки, перетворюючи його в нешкідливу речовину. Велика роль в очищенні атмосферного повітря  належить ґрунтовим бактеріям та мікроорганізмам. При температурі 15—35 °С мікроорганізми переробляють на 1 м2 до 81 т на добу оксидів та діоксидів  вуглецю. Однак можливості природи  щодо самоочищення мають обмеження, що слід враховувати при розробці нормативів ГДВ.

Одним з основних показників очищення викидів є ступінь їхнього  очищення від шкідливих речовин :

Ступінь очищення повинен  визначатися за кожною забруднюючою речовиною. Ступінь очищення поділяється  на проектний та фактичний, а за рівнем — на максимальний та експлуатаційний.

Для оцінки забезпеченості підприємств очищенням в часі використовується коефіцієнт забезпеченості технологічних процесів газоочищенням

За несприятливих метеорологічних  умов, коли викиди із забрудненнями  можуть бути шкідливими для здоров'я  населення, підприємства повинні знизити  викиди шкідливих речовин за рахунок  технічних засобів або повної (часткової) зупинки джерел забруднення.

Сучасні вимоги до якості та ступеня очищення викидів досить високі. Для їхнього дотримання необхідно  використовувати технологічні процеси  та обладнання, котрі знижують або  повністю виключають викид шкідливих  речовин в атмосферу, а також  забезпечують нейтралізацію утворених  шкідливих речовин; експлуатувати  виробниче та енергетичне обладнання, котре виділяє мінімальну кількість  шкідливих речовин; закрити невеликі котельні та підключити споживачів до ТЕЦ; застосовувати антитоксичні присадки, перевести теплоенергетичні установки  з твердого палива на газ.

Способи очищення викидів  в атмосферу від шкідливих  речовин можна об'єднати в такі групи:

— очищення викидів від  пилу та аерозолів шкідливих речовин;

— очищення викидів від  газоподібних шкідливих речовин;

— зниження забруднення  атмосфери вихлопними газами від  двигунів внутрішнього згоряння транспортних засобів та стаціонарних установок;

— зниження забруднення  атмосфери при транспортуванні, навантаженні і вивантаженні сипких вантажів.

Для очищення викидів від  шкідливих речовин використовуються механічні, фізичні, хімічні, фізико-хімічні  та комбіновані методи.

Механічні методи базуються  на використанні сил ваги (гравітації), сил інерції, відцентрових сил, принципів  сепарації, дифузії, захоплювання тощо.

Фізичні методи базуються  на використанні електричних та електростатичних полів, охолодження, конденсації, кристалізації, поглинання.

У хімічних методах використовуються реакції окислення, нейтралізації, відновлення, каталізації, термоокислення.

Фізико-хімічні методи базуються  на принципах сорбції (абсорбції, адсорбції, хемосорбції), коагуляції та флотації.

Гравітаційні пилоочисні камери працюють за принципом зниження швидкості руху газів до рівня, коли пил та частинки рідини осідають під  впливом сил ваги. Ефективність роботи пилоочисних камер

Гравітаційні  пилоосаджувальні камери — це порожнинна або з полицями коробка з листової сталі з бункером для збирання пилу. Довжина коробки:

При зниженні висоти камери процес очищення поліпшується, тому порожнину  камери розділяють полицями, котрі  проектуються під кутом або з  можливістю регулювання. Гравітаційні пилоосаджувальні камери придатні для  осадження частинок пилу діаметром  понад 50 мкм. Гідравлічний опір гравітаційних  камер лежить в межах 50—150 Па. Швидкість  газу — 0,2—1,5 м/с. Камери забезпечують ступінь очищення не більше 50 %, тому їх використовують як попередній ступінь  пиловловлювання.

Інерційні сепаратори працюють на принципі різкої зміни напрямку потоку газів. У місцях зміни напрямку відбувається осідання твердих частинок забруднюючих речовин. Сепаратори дозволяють осаджувати частинки діаметром 25—  ЗО мкм. Інерційні газоочисники мають  продуктивність від 45 до 582 м3/год. До цього  типу можна віднести і жалюзійні  пиловловлювачі, котрі мають гідравлічний опір 100—400 Па, допускають температуру  газу, що очищається, до 450 °С, швидкість  на підході до решітки — 15—25 м/с.

Циклонні сепаратори працюють за принципом використання відцентрового  ефекту. Відокремлення твердих частинок в них відбувається під дією відцентрових сил:

При роботі електростатичних установок очищуванні гази пропускають  через електростатичне поле високої  напруги (до 50 кВ), створюване спеціальними електродами. При проходженні через  електричне поле частинки набувають  негативного заряду і притягуються до електродів, котрі з'єднані із землею, тому мають позитивний заряд відносно частинок. Для очищення електродів передбачена спеціальна механічна  система. Електростатичний метод очищення газів дозволяє вловлювати частинки розміром до 0,1 мкм. Початкові видатки  на створення електростатичних фільтрів вищі, ніж для апаратів інших типів, однак експлуатаційні видатки нижчі. Споживання енергії цими пристроями складає 0,8—0,6 кВт на 10 000 м3 газу.

У пористих фільтрах забруднені гази пропускають через тканину, сукно, повсть, синтетичні матеріали (нітрон, лавсан, хлорин), металеві сітки, гравій тощо. Ці фільтри забезпечують високу якість очищення. Основний їхній недолік  — зниження тиску газу після фільтрації, висока вартість експлуатації, часта  заміна фільтрувальних елементів.

Найбільш поширеними апаратами  для очищення газів від механічних частинок е рукавні фільтри, основним елементом котрих є рукавоподібний мішок, натягнений на трубчасту раму. При проходженні газів через мішок пилові частинки залишаються на тканині. Видалення пилу з мішків здійснюється механічним витрушуванням, продуванням його в зворотному напрямку, очищенням струменями повітря, використанням низькочастотних акустичних генераторів для відокремлення твердих частинок від мішка.

Використовуються також  зернисті фільтри, в тому числі з  металокераміки, а також тканинні рулонні фільтри, котрі забезпечують високу якість очищення. Однак їхнім  недоліком є невисока пилоємність  та швидке засмічування.

У технологічних вентиляційних  та енергетичних викидах на підприємствах  найбільш часто зустрічаються діоксид  сірки, оксиди азоту, оксиди та діоксиди вуглецю, мінеральні речовини від виробництва  будівельних матеріалів, сполуки  металів, феноли, синтетичні матеріали, лакофарбові матеріали тощо.

Методи очищення викидів  від газоподібних речовин за характером фізико-хімічних процесів з очищуваними  середовищами поділяються таким  чином:

— промивання викидів розчинниками, що не сполучаються із забруднювачами (метод абсорбції);

— промивання викидів розчинами, що вступають в хімічне з'єднання  з забруднювачами (метод хемосорбції);

— поглинання газоподібних забруднювачів твердими активними  речовинами (метод адсорбції);

— поглинання та використання каталізаторів;

— термічна обробка викидів;

— осаджування в електричних  та магнітних полях;

— виморожування.

Метод абсорбції базується  на розділенні газоповітряної суміші на складові частини шляхом поглинання шкідливих компонентів абсорбентом. В якості абсорбентів вибирають  рідини, здатні поглинати шкідливі домішки. Для видалення з викидів  аміаку, хлористого та фтористого водню  використовується вода. Один кілограм води здатен розчинити сотні грамів хлористого водню та аміаку. Сірчисті гази у воді розчиняються погано, тому витрата води у цьому випадку  дуже велика. Для видалення з викидів  ароматичних вуглеводнів, водяної пари та інших речовин застосовується сірчана кислота. Для здійснення процесу очищення газових викидів методом абсорбції застосовуються плівкові, форсункові, трубчасті апарати — абсорбери.

При згорянні 1 тонни бензину  в атмосферу викидається, кг: оксидів  вуглецю — 39,5; вуглеводнів — 34; окисів азоту — 20; діоксид у сірки  — 1,55; альдегідів — 0,93. При згорянні 1 тонни дизельного пального в атмосферу  викидається, кг: оксиду вуглецю — 21; вуглеводнів — 20, окисів азоту — 34; альдегідів — 6,8; сажі — 2.

Масовий склад викидів  значною мірою залежить від режимів  експлуатації та справності систем ДВЗ  і своєчасності проведення регулювань.

На збільшення витрати  пального та шкідливих речовин у  вихлопних газах карбюраторних  двигунів найістотніше впливають зношеність жиклерів карбюратора, порушення регулювання  системи холостого ходу та регулювання  рівня пального в карбюраторі, зношеність деталей прискорювального насоса, підвищення гідравлічного опору повітряного  фільтра, неправильна установка  запалювання, неправильна величина зазору в контактах переривача та їхнього забруднення, нагар на свічках  запалювання, знижена температура  охолоджувальної рідини, зношеність деталей кривошипно-шутунного механізму, порушення регулювання між клапанами  та штовханами тощо.

Згадані несправності збільшують витрату пального на 10 %, а кількість  шкідливих речовин у викидах  — на 15—50 %.