Розділ 2 екологічний стан повітря у районі розташування підприємства

2.1. Основні джерела забруднення

Викиди забруднювальних речовин в атмосферне повітря від діяльності підприємств машинобудівного комплексу становлять приблизно 1-2% від загального обсягу промислових забруднень – це, переважно, викиди газів металургійної складової машинобудівного комплексу [4,8,10 ].

Ливарне виробництво. До основних джерел забруднення атмосферного повітря у ливарному виробництві відносять:

• плавильні агрегати ливарних цехів;

• дільниці ливарних цехів, що пов’язані із складуванням, переробкою та використанням шихтових та формівних матеріалів;

• шихтові подвір’я;

• сумішоприготувальні дільниці;

• дільниці формування та приготування стержнів та ін.

3 тонн відходів, які містять відпрацьовану та невикористану суміш, шлаки, пил, гази. Хоча основна частина відходів – відпрацьовані суміші та шлаки, але відносно забруднення навколишнього середовища найбільшу небезпеку мають пил та гази у зв’язку з тим, що їх важко вловлювати та відводити.

У закритих печах-вагранках для виливків чавуну виробничою здатністю 5-10 т/год в середньому на одну тонну виливків викидається в атмосферне повітря: пилу – 11,5 кг/т; СО – 193 кг/т; SO₂ – 0,4 кг/т; CmHn – 7,7 кг/т.

У відкритих печах-вагранках для виливків чавуну виробничою здатністю 2-25 т/год. в середньому на одну тонну виливків викидається в атмосферне повітря: пилу – 17,0-20 кг/т; СО – 185-200 кг/т; SO₂ –1,3-1,5 кг/т; CmHn – 2,1-2,6 кг/т; NOx – 0,012 кг/т.

Хімічний склад пилу вагранки становить: SiO₂ – 20-50%; СаО – 2-12%; Al₂O₃ – 0,5-6 %; Fe₂O₃ + FeO – 10-36%; С – 30-45%. Розмір частинок пилу становить 5-150 мкм. Під час розливу з вагранок у ковші однієї тони чавуну в атмосферу викидається близько 130 г СО та 18-22 г графітового пилу. Питомі викиди на одну тонну готової продукції забруднювальних речовин в електродугових печах під час виплавляння однієї тонни сталі становлять: пилу 7,6-9,5 кг/т; СО – 1,5 кг/т; SO₂ – 1,4 г/т; NOx – 0,25 кг/т; ціаніди – 28,4 г/т; фториди – 0,56 г/т.

У газах, які відводяться від ливарного виробництва та викидаються в атмосферу, пил складається переважно з дрібнодисперсних часток, а вміст вільного діоксиду кремнію доходить до 80 відсотків.

На дільниці розвантаження сипучих матеріалів (ливарного коксу, вапняку, піску тощо) в приймальні ванни виділяється у середньому до 2–2,5кг/год пилу на одиницю працюючого обладнання. Зі сушильних апаратів виділяються 0,2-0,5 кг/год оксиду вуглецю, 0,10-0,15 кг/год окису сірки, до 0,2 кг/год оксиду азоту та інші речовини, таких як акромін, формальдегід та ін. Запиленість газів, які відводяться від сушильних апаратів, становить 10-15 г/м3.

З токсичних газів перше місце посідає оксид вуглецю. Основний спосіб зменшення його кількості, що потрапляє в навколишнє середовище, це – його доокиснювання до діоксиду вуглецю (IV) – СО₂.

Ковальсько-пресове виробництво. В процесі нагрівання та обробки металів у цехах виділяються пил, кислоти і масляні аерозолі (туман), оксид вуглецю, діоксид сірки та ін. Під час використання у ковальсько-пресових цехах для нагрівання металу полум’яних печей в атмосферу викидаються оксиди вуглецю, сірки, азоту та інші продукти згоряння. Для визначення валових викидів шкідливих речовин в атмосферу від нагрівальних печей доцільно користуватися питомими показниками щодо викидів, приведених до одиниці маси (т) або об'єму (м³ або тис. м³) спаленого палива.

Механічна обробка металів. Механічна обробка металів на верстатах супроводжується виділенням пилу, стружки, туманів мастил та емульсій, які викидаються через вентиляційні установки в атмосферу.

Обробка неметалевих виробів. Значне виділення пилу спостерігається під час механічної обробки склопластиків, графіту та інших неметалевих матеріалів. Так, наприклад, під час обробки текстоліту, склотканини, карболіту та органічного скла пил виділяється у значній кількості. Під час механічної обробки полімерних матеріалів одночасно з пилоутворенням можуть виділятися пари різних хімічних речовин і сполук (фенол, формальдегід, стирол та ін.), які входять до складу оброблюваних матеріалів.

Термічні цехи. Суттєво забруднюють середовище термічні цехи підприємств. Щоб надати деталі певних фізичних характеристик, їх піддають термічній обробці (наприклад гартуванню). Суть цього процесу зводиться до того, що металеву заготовку спочатку нагрівають до високої температури, до того ж відбувається вже достатньо обговорене забруднення довкілля внаслідок спалювання палива, або інших засобів нагрівання.

Термічна обробка передбачає швидке охолодження розпеченої деталі. При цьому розжарена деталь занурюється в воду або в масло, яке починає горіти (а вода випаровуватися) з виділенням великої кількості шкідливих газів і оксидів металу. Після термічної обробки метал покривається окалиною (товстий шар згорілого металу), який в механічний спосіб очищають. Галтувальні барабани та піскоструйні машини є джерелами шумового забруднення середовища і великої кількості пилу.

До джерел забруднення атмосфери відносять: ванни, агрегати для термічної обробки, нагрівальні печі, що працюють на рідкому та газоподібному паливі, а також дробоструминні, дробоскидальні камери. У процесі роботи цих агрегатів та установок в атмосферу викидаються пари та продукти горіння мастил, аміак, ціанистий водень, пил тощо.

Концентрація пилу в повітрі, що виділяється від дробоструминних і дробоскидальних камер, де метал зачищається після термічної обробки, досягає 200-700 мг/м3. Під час ціанування металів виділяється до 600 мг/год ціанистого водню на один агрегат ціанування.

Гальванічні цехи. Щоб надати деталям певних хімічних властивостей (наприклад, щоб не піддавалися карозії), або просто надати деталі привабливого вигляду (нікелюванням, хромуванням, цинковим покриттям та ін.) – деталі проходять подальшу хіміко-термічну обробку у гальванічних цехах. Їх занурюють у спеціальні ванни, в які заливають найрізноманітніші хімічні сполуки – кислоти, луги, солі. Далі ці рідини нагрівають і пропускають через них струм. При цьому деталі, що обробляються, виконують роль аноду або катоду в гальванічному процесі.

Таким чином на поверхні деталі створюється необхідне покриття. При цьому утворюється велика кількість дуже шкідливих газів, та парів розчину, що знаходиться у ванні. Після певного часу він стає непридатним до подальшого використання у виробництві і тому являє собою дуже агресивну хімічну сполуку, що потребує утилізації. Для того щоб її знешкодити потрібні відповідні хімічні заходи, але знешкодити їх до кінця неможливо і вони стають дуже небезпечними забруднювачами довкілля.

Основними забруднювачами атмосфери, що виділяються під час гальванічних процесів, є пил, тонкодисперсний туман, пари та гази, особливо в процесі кислотного та лугового плавлення.

Під час нанесення гальванічних покриттів (нікелювання, хроматування тощо) утворюються різні шкідливі речовини – аерозолі важких металів. Під час фосфатування виробів виділяється фтористий водень, концентрація якого у вивідному повітрі досягає 1200-1500 мг/м³. Концентрації НСІ, Н₂SО4, НСN, Cr₂О₃, NО₂, NаОН та ін. у вивідному повітрі коливаються у значних межах, що потребує негайного очищення повітря перед викидом в атмосферу.

Зварювальні дільниці. На дільницях зварювання та різання металів склад та маса викидів шкідливих речовин залежить від виду і режимів технологічного процесу, властивостей зварювальних речовин.

У процесі ручного електродугового зварювання сталі за витрат 1 кг електродів утворюється до 40 г пилу, 2 г фтористого водню, 1,5 г оксидів вуглецю і азоту; під час зварювання чавунів – до 45 г пилу і 1,9 г фтористого водню Під час напівавтоматичного і автоматичного зварювання загальна маса шкідливих речовин, що утворюються, менша в 1,5-2 рази, а під час зварювання під флюсом – в 4-6 разів. Зварювальний пил на 99% складається з часток розміром від 103 до 1 мкм, близько 1% пилу вміщують частки розміром 1-5 мкм. Хімічний склад шкідливих речовин, які виділяються під час зварювання, зумовлений переважно складом зварювальних матеріалів (проволоки, покриття, флюсів) і практично не залежить від складу зварювальних металів.

Фарбувальні роботи. Значним забруднювачем довкілля є виробництво, спрямоване на поліпшення загального вигляду деталей це – фарбувальні цехи підприємств. Фарби крім загального вигляду виробу поліпшують його фізико-хімічні властивості, наприклад – запобігають ржавінню. Фарби разом з розчинниками під час фарбування дуже забруднюють робоче місце. Біля робітника утворюється щільна аерозольна хмара із крапель фарби і випаровувань розчинника. Ці суміші являють собою вибухонебезпечне середовище – тому необхідне їх інтенсивне відведення. З цією метою фарбовий аерозоль уловлюється водяним екраном з подальшим очищенням води. Зрозуміло, очистити воду до її природного стану неможливо і це обумовлює забруднення водного середовища. Гальванічні і фарбувальні цехи є лише малою моделлю тих процесів, що відбуваються на заводах машинобудівного комплексу.

Шкідливі речовини в цих цехах виділяються під час:

• знежирення поверхонь органічними розчинниками перед фарбуванням;

• підготовки лакофарбових матеріалів (ЛФМ);

• нанесення ЛФМ на поверхні виробів;

• сушіння лакованих і фарбованих поверхонь.

Основними джерелами загазованості повітря робочих зон та атмосфери є змішувачі ЛФМ, фарбувальні камери, сушарки, ванни з розчинами для знежирення. Під час знежирення з поверхні дзеркала ванн випаровують пари вуглеводнів (г/(м²·хв)): бензину – 67-83; гасу – 17-34; уайт-спіриту – 83-100.

Концентрація шкідливих речовин, що виділяються з фарбувальних камер, залежить від характеристики ЛФМ, витрат та способу їх нанесення