Методические указания студентам по изучению профессионального модуля “Основы обеспечения безопасности на производствах электронной промышленности” (стр. 31 )

Термическое окисление (рис. 5.8) находит применение в тех случаях, ког-

Рис. 5.8. Схема установки для термического окисления:

1- входной патрубок; 2 - теплообменник; 3 - горелка; 4 - камера; 5 - выходной патрубок

гда 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.

Каталитическое дожигание используют для превращения токсичных компонентов, содержащихся в отходящих газах, в нетоксичные или менее токсичные путем их контакта с катализаторами. Для реализации процесса необходимо кроме катализаторов поддержание таких параметров газового потока, как температура и скорость газов.

В качестве катализаторов используют платину, палладий, медь и др. Температуры начала каталитических реакций газов и паров изменяются в широких пределах - 200…400 °С. Объемные скорости процесса каталитического дожигания обычно устанавливают в пределах 2000…6000 ч-1 (объемная скорость - отношение скорости движения газов к объему катализаторной массы).

Каталитические нейтрализаторы применяют для обезвреживания оксида углерода, летучих углеводородов, растворителей, отработавших газов и т. п.

Термокаталитические реакторы с электроподогревом типа ТКРВ разработаны Дзержинским филиалом НИИОГАЗа. Они предназначены для очистки газовых выбросов сушильных камер окрасочных линий от органических веществ и других технологических производств.

Каталитическая нейтрализация отработавших газов ДВС на поверхности твердого катализатора происходит за счет химических превращений (реакции окисления или восстановления), в результате которых образуются безвредные или менее вредные для окружающей среды и здоровья человека соединения.

Для высокоэффективной очистки выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки. В системе последовательно соединенных аппаратов общая эффективность очистки η = (1 – η1)(1 – η2)…(1 – ηn), где η1, η2, …, ηn - эффективность очистки 1-, 2- и n-го аппаратов.

Такие решения находят применение при высокоэффективной очистке газов от твердых примесей; при одновременной очистке от твердых и газообразных примесей, при очистке от твердых примесей и капельной жидкости и т. п.

Л.1 – стр.176-179, л.3 – стр. 241-251.

5.2. Защита гидросферы

5.2.1. Состав и расчет выпусков сточных вод

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 таких сточных вод включает взвешенные вещества, маслопродукты, кислоты, щелочи и т. д.

Бытовые сточные воды содержат крупные примеси (остатки пищи, ветошь, песок 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», которые 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 [5].

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

,

где св - концентрация взвешенных веществ в воде водоема до сброса в него сточных вод, кг/м3; n - 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

,

где свi - концентрация i-го вещества в воде водоема до сброса в него сточных вод, кг/м3; сmi - 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:

Кратность разбавления сточных вод в воде водоема

,

где c0 - концентрация загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах, кг/м3; cв и c - 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 Qв - объемный расход сточных вод, сбрасываемых в водоем с объемным расходом Qр, м3/ч; m - коэффициент смешения, показывающий долю расхода воды водоема, участвующей в процессе смещения.

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.

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.

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.

5.2.2. 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 [6, 7].

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 требуемая 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.

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

К механическим видам очистки сточных вод от взвешенных веществ относятся процеживание, отстаивание, обработка 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 устраняют при использовании решеток-дробилок, которые улавливают крупные взвешенные вещества и измельчают их до 10 мм и менее.