Забруднення повітря і методи очищення
Під забрудненням атмосферного повітря слід розуміти будь-яка зміна його складу і властивостей, яке негативно впливає на здоров'я людини і тварин, стан рослин і екосистем.
Забруднення атмосфери може бути природним (природним) і антропогенним).
Природне забруднення повітря викликано природними процесами. До них відносяться вулканічна діяльність, вивітрювання гірських порід, вітрова ерозія, масове цвітіння рослин, дим від лісових пожеж і ін.
Антропогенне забруднення пов'язане з викидом різних забруднюючих речовин в процесі діяльності людини. За своїми масштабами воно значно перевершує природне забруднення атмосферного повітря.
По агрегатному стані викиди шкідливих речовин в атмосферу класифікуються на:
1) газоподібні (ліоксід сірки, оксид азоту, оксид вуглецю, вуглеводні і ін.);
2) рідкі кислоти, луги, розчини солей і ін .;
3) тверді (канцерогенні речовини, свинець та його сполуки, органічна і неорганічна пил, сажа, смолисті речовини та інші).
Головні забруднювачі (поллютанти) атмосферного повітря. утворюються в процесі виробничої та іншої діяльності людини - діоксид сірки (SO2), оксид азоту (NO х), оксид вуглецю (СО) і тверді частинки. На їх частку припадає близько 98% в загальному обсязі викидів шкідливих речовин. Крім головних забруднювачів, в атмосфері міст і селищ спостерігається ще более70 найменувань шкідливих речовин, серед яких - формальдегід, фтористий водень, сполуки свинцю, аміак, фенол, бензол, сірковуглець і ін. Однак саме концентрації головних забруднювачів (діоксид сірки та ін.) Найбільш часто перевищують допустимі рівні в багатьох городахУкаіни.
Найбільш небезпечне забруднення атмосфери - радіоактивне. В даний час воно обумовлено в основному глобально розподіленими довгоживучими радіоактивними ізотопами - продуктами випробувань ядерної зброї, що проводилися в атмосфері і під землею. Приземний шар атмосфери забруднюють також викиди в атмосферу радіоактивних речовин з діючих АЕС в процесі їх нормальної експлуатації та інші джерела.
Потрібно, щоб бункер герметичний, інакше пил видувається. Ефективність 80-95%. частинок розміром dч> 10 мкм. А також циклони, пилеосадітельние камери.
Схема роботи циклону:
Сухі пиловловлювачі (циклони, пилеосадітельние камери) призначені для грубої механічної очистки викидів від великої і важкої пилу. Принцип роботи - осідання частинок під дією відцентрових сил і сил тяжкості. Пилогазовий потік вводиться в циклон через патрубок, далі він робить обертально-поступальний рух уздовж корпусу; частинки пилу відкидаються до стінок циклону і потім падають вниз до збірки пилу (бункер), звідки періодично видаляються. Для підвищення ефективності роботи застосовують групові (батарейні) циклони.
# 951; = 99% d> 2 мкм.
Працює за принципом осадження частинок пилу на поверхню крапель під дією сил інерції і броунівського руху. Незамінний при очищенні від пилу вибухонебезпечних і горючих газів.
Мал. скрубер Вентурі
1. зрошуваних форсунка
2. Труба Вентурі
Фільтроелемент може бути зернистим шаром (нерухомий), з гнучкими перегородками (тканини, повсть, губчаста гума, пінополіуретан), з напівжорсткими перегородками (в'язані сітки, стружка), з жорсткими перегородками (пориста кераміка, пористі метали). Руковічние фільтри очищають повітря від пилу розміром dч> 10 мкм, ступінь очищення 97-99%. d до <0,05 мкм.
3. шар частинок домішок
4. Мокрі пиловловлювачі (барботажно-пінні).
Висока ефективність очищення частинок dч ≥ 0,3 мкм. Газ рухається через решітку, проходить шар води і піни - вони чутливі до нерівномірності подачі газу, решітка схильна до засмічення. Ефективність очищення 0,95-0,96%, а також скуббери, турбулентні, газопромивачі.
3. Переливна решітка
Осадження крапель на поверхні пір з подальшим стеканием рідини по волокнам в нижню частину туманоуловітелі. Ефективність очищення 0,999 частинок 3 мкм.
2. Кріпильний фланець
3. Циліндри з сітки
4. Волокнистий фільтроелемент
5. Нижній фланець
6. Трубка гідрозатвори
Очищення газів від газів і парів заснований на поглинанні останніх рідиною. Вирішальною умовою для застосування методу - розчинність парів і газів в абсорбенту (рідини). Так для видалення аміаку, хлору і фтороводорода застосовують воду, використовують луги, воду, аміак, залізний купорос. h = 85%.
Хемосорбери - поглинають гази і пари рідкими і твердими поглиначами з утворенням малорозчинних або малолетучих з'єднань. Очищення ефективна від оксиду азоту та парів кислот. Ефективність від оксиду азоту от0,17-0,86, від кислот - 0,95.
Адсорбенти - поглиначі, тверді тіла, що поглинають компоненти з газової суміші. Активоване вугілля, активоване глинозем, активоване оксид алюмінію, синтетичні цеоліти. Ефективний проти розчинників (парів), ацетону, углеводлородов. Застосовується в респіраторах і протигазах. (97-99%).
Від згоряння газів з утворенням менш токсичних речовин. Для цього використовують нейтралізатори: пряме спалювання, термічне окислення, каталітичне допалювання. Окислення або спалювання доходить до двоокису вуглецю і води (при температурі окислення 950-1300 ° С, каталітичного спалювання 250-450 ° С). Ефективність 99,9%.
Мал. Схема установки для термічного окислення
2. Вхідний патрубок
6. Вихідний патрубок
Найбільш досконалий спосіб очищення газів від зважених часток пилу розміром до 0,01 мкм (d <0,01), η = 99-99,5%. Принцип действия: ионизация пыле-газового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобрела отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющим положительный заряд. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии – это их основной недостаток.
Один з найбільш досконалих методів очищення від частинок пилу і туману. Він заснований на ударній іонізації газу, передача заряду іонів частинкам домішок і осадження останніх на електродах.
Ефективність очищення коливається від 0,95 до 0,99. Залежить від Wе - швидкості руху частинок в електричному полі і F уд - питома поверхня осаджувальних електродів.
Краща очищення - комбіновані методи. Наприклад, очищення газів в циклонах - струббери Вентурі - електрофільтри.
На підприємствах повсюдно використовують різні методи очищення газів, що відходять від аерозолів (пилу, золи, сажі) і токсичних газо- і пароподібні домішок (NO, NO2. SO2. SO3 і ін.), Проте, з точки зору майбутнього, апарати пилогазоочистки за вищевказаними причинами не мають перспектив.
Для очищення викидів від аерозолів в даний час застосовують різні типи пристроїв в залежності від ступеня запиленості повітря, розмірів твердих частинок і необхідного рівня очищення.
Встановлено, 400 видів речовин можуть призвести до забруднення вод. Розрізняють хімічні, біологічні та фізичні забруднювачі (Бертокс, 1980)
Хімічні забруднювачі - нафта, СПАР, пестициди, важкі метали, діоксини.
Біологічні - віруси, мікроби.
Фізичні - радіоактивні речовини, тепло.