2.3. Устройства очистки воздуха от вредных веществ

Абсорбционные методы очистки отходящих газов. При абсорбции происходит взаимодействие между газом и раствором, в котором содержится вещество, реагирующее с этим газом. В зависимости от особенностей взаимодействия поглотителя и извлекаемого из газовой смеси компонента абсорбционные методы подразделяются на методы, базирующиеся на закономерностях физической абсорбции, и методы абсорбции, сопровождаемой химической реакцией в жидкой фазе.(рисунок 2.18,2.19,2.20)

а – морской водой: 1 – электрофильтр, 2, 3 – абсорберы,

4 – водонагреватель, 5 – реактор,

б – суспензией известника: 1 – абсорбер, 2 – сборник, 3 – вакуум-фильтр

Рисунок 2.18.Схемы установки абсорбции диоксида серы

Очистка газов от галогенов и их соединений.Концентрация фтористых соединений в отходящих газах промышленных предприятий колеблется в широких пределах. Например, в производстве удобрений она составляет 30- 200 Мг/м³, а при получении алюминия может достигать 200 г/м³. Абсорбционные приемы очистки позволяют снижать концентрацию соединений фтора в отходящих газах до 10- 50 мг/м³. Конкурентную и более глубокую очистку могут обеспечивать хемосорбционные и ионообменные методы.(рисунок 2.21,2.22)

1 – секция очистки газа, 2 – форсунка, 3 – контактные тарелки,

4 – секция брызгоудаления

Рисунок 2.19.Абсорбер типа СМ:

1 – вентилятор, 2 – калориферы,3 – адсорберы, 4 – конденсатор, 5 – разделитель фаз, 6 – расслаиватель

Рисунок 2.20. Схема адсорбционного отделения установки улавливания паров органических растворителей из паровоздушных смесей процессов окраски кож нитроэмалями

1 – бункер, 2 – корпус контактного аппарата, 3 – газораспределительное

устройство, 4 – пневматический эжектор.

Рисунок 2.21. Схема установки для хемосорбции фторида водорода известняком

1 – пылеуловитель, 2 – реактор, 3 – бункер, 4 – питатель, 5 – сушилка,

6 – элеватор, 7 – отделение промывки, 8 – отделение экстрации серы (из бака поступает раствор (NH₄)₂S), 9 – баллон, 10 – воздуходувка, 11 – бак.

Рисунок 2.22. Схема установки очистки газа от сероводорода в псевдоожиженном слое активного угля

Методы каталитической и термитермической очистки отходящих газов. Суть каталитических процессов газоочистки заключается в реализации химических взаимодействий, приводящих к конверсии подлежащих обезвреживанию примесей в другие продукты в присутствии специальных катализаторов.(рис.2.23,2.24)

Рис.2.23. Схема установки каталитического дожигания отходящих газов

1 – сушильная камера, 2,7 – вентиляторы, 3 – брызгоотбойник,

4 – теплообменник, 5 – подогреватель, 6 – реактор

Рис.2.24. Схема термических нейтрализаторов промышленных газовых отходов

а- без теплообменника

б- с теплообменником

3. Защита гидросферы

3.1. Источники загрязнения гидросферы и их классификация

Несмотря на неуклонный рост потребления воды из-за быстрого увеличения численности народонаселения, главной проблемой стала не нехватка питьевой воды в большинстве стран мира, а прогрессирующее загрязнение рек, озер и подземных вод. Значительный рост промышленности привел к резкому увеличению объемов технических отходов, сбрасываемых в виде неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в водоемы. В настоящее время загрязнение воды в бассейнах крупных рек практически на всей территории России достигло критических показателей. Так, крупнейшая река Обь с притоками транспортирует ежегодно более 500 млн. кубометров сточных вод. Еще более загрязнена главная водная артерия европейской части России – Волга. Некоторые реки практически превращены в сточные канавы. Выносами рек загрязнены прибрежные воды морей.

По данным Всемирной организации здравоохранения, в речных водах содержатся тысячи органических веществ. Однако отечественные службы контроля качества воды имеют возможность контролировать не более трех–пяти десятков веществ, загрязняющих водоемы. В то же время номенклатура загрязняющих веществ, обнаруженных в воде реки Томь, одной из самых грязных рек России, превышает 300 наименований, среди которых имеются высокотоксичные, в том числе канцерогенные вещества, а в крупнейшем озере Европы – Ладоге выявлено более пяти сотен загрязняющих веществ.

Источники загрязнения водоемов. Основными источниками загрязнения водоемов являются:

1) атмосферные осадки, содержащие загрязняющие вещества промышленного происхождения, которые вымываются из атмосферы;

2) городские сточные воды (бытовые, канализационные стоки, содержащие вредные для здоровья синтетические моющие средства и др.);

3) промышленные сточные воды;

4) сельскохозяйственные сточные воды (отходы животноводческих комплексов, смыв с полей удобрений и пестицидов дождями и весенними талыми водами и др.).

Наиболее значимую долю загрязнения водоемов составляют промышленные сточные воды, половина объема которых (по данным отечественных природоохранных служб) сбрасывается в водоемы без очистки, а большая часть второй половины – в недостаточно очищенном виде. Поэтому почти все реки загрязнены нефтепродуктами, тяжелыми металлами, органическими и минеральными соединениями. Сельскохозяйственные сточные воды несут в реки и озера огромное количество удобрений и пестицидов. Сброс сточных вод в водоемы сопровождается накоплением загрязняющих веществ в донных осадках в больших концентрациях, что может приводить к резкому повышения уровня загрязнения в паводковых водах и к вторичному загрязнению, связанному с образованием новых (часто более вредных, чем исходные) химических соединений.

В каждой стране имеется своя специфика в номенклатуре загрязняющих водные системы веществ. Так, в Японии со сточными водами в водоемы в большом количестве попадают соединения ртути, меди, цинка, хлора, пестициды. В Финляндии почти 90% загрязняющих веществ поступает в водоемы со сточными водами от предприятий лесохимической промышленности и предприятий по производству удобрений. В США реки и прибрежные воды морей и океанов загрязнены нефтепродуктами и тяжелыми металлами; сильно загрязнена также система Великих озер.

Воздействие загрязнения водоемов на природные экосистемы. Очень опасны как для человека, так и биоты природных экосистем поступающие с бытовыми стоками синтетические моющие средства, которые благодаря вспениванию препятствуют поступлению кислорода в воду. Экологически опасны не только токсичные вещества, содержащиеся в сточных водах. Мелкодисперсные волокна, выбрасываемые предприятиями по производству строительных и других материалов, способны забивать дыхательные системы водных организмов и вызывать их гибель. Большую опасность для экосистем водоемов со стоячей водой представляет накопление в них органики, поступающей с сельскохозяйственными (и особенно животноводческими) стоками, содержащими биогенные элементы, в том числе азот и фосфор. В результате в водоеме развивается процесс эвтрофикации, т.е. повышения биологической продуктивности водных объектов вследствие накопления биогенных элементов, сопровождающейся так называемым цветением воды из-за массового размножения фитопланктона, сине-зеленых водорослей и высших водных растений. В результате вода становится непригодной для жизни. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ некоторых ионов в питьевой воде.(таблица 3.1,3.2)

Таблица 3.1. Предельно допустимые концентрации ионов в питьевой воде

Ион	ПДК, г/м3
Катион алюминия	0,2
Катион железа	0,2
Катион меди	0,01
Катион ртути	0,01
Катион цинка	0,01
Нитрат-ион	0,5
Сульфат-ион	20
Хлорид-ион	20

Таблица 3.2. Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в питьевой воде

Вещество	ПДК, мкг/л
Гидрохинон	200
Дихлорфенол	2
Крезол	4
Пентахлорфенол	10
Трихлорфенол	4
Трихлорэтилен	70
Фенол	1
Хлороформ	60
Четыреххлористый углерод	6