Защита воздушного бассейна от вредных выбросов предприятий

Для охраны воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используют следующие меры защиты:

· экологизацию технологических процессов;

· очистку газовых выбросов от вредных примесей;

· рассеивание газовых выбросов в атмосфере;

· устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения, и др.

Наиболее радикальная мера охраны воздушного бассейна от загрязнения - экологизация технологических процессов и в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ.

Экологизация технологических процессов предусматривает, в частности, создание непрерывных технологических процессов, предварительную очистку топлива или замену его более экологичными видами, применение гидрообеспыливания, перевод на электропривод различных агрегатов, рециркуляцию газов и др.

Первоочередная задача - борьба с загрязнением атмосферного воздуха отработанными газами (ОГ) автомобилей. В настоящее время ведется активный поиск более «чистого» топлива, чем бензин. Рассматриваются его заменители: газовое топливо, метиловый спирт (метанол), малотоксичный аммиак и идеальное топливо - водород. Продолжаются разработки по замене карбюраторного двигателя на более экологичные типы - дизельный, паровой, газотурбинный и др. В опытно-конструкторских бюро созданы пробные модели автомобилей, работающих на энергии электрических аккумуляторов и на солнечных батареях.

Нынешний уровень экологизации технологических процессов еще недостаточен для полного предотвращения газовых выбросов в атмосферу. Поэтому повсеместно используются различные методы очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли) и токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO₂, SO₂ и др.).

Для очистки выбросов от аэрозолей применяют различные типы устройств в зависимости от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки. Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры) предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжелой пыли.

Принцип работы - оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Мокрые пылеуловители (скрубберы, турбулентные, газопромыватели и др.) требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции и броуновского движения. Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать мелкодисперсные частицы пыли до 0,05 мкм. Особенно эффективны рукавные фильтры с тканями из синтетических волокон повышенной термостойкости (250-300°С). Электрофильтры - наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0-99,5%). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов. Очень эффективны комбинированные методы очистки, т.е. когда они используются в комплексе, в различных комбинациях между собой. Для современного производства требуется, как правило, многоступенчатая очистка. При широкой номенклатуре примесей (от пыли до соединений меди и ртути) используются сухие и мокрые пылеуловители, адсорбенты и абсорбенты, рукавные фильтры и электрофильтры и т. д.

Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей подразделяют на три основные группы: 1) поглощение примесей путем применения каталитического превращения; 2) промывка выбросов растворителями примеси (абсорбционный метод) и 3) поглощение газообразных примесей твердыми телами с ультрамикроскопической структурой (адсорбционный метод).

Каталитический метод - это введение в систему веществ-катализаторов с целью превращения токсичных компонентов промышленных выбросов в вещества, безвредные или менее вредные для окружающей среды. Палладиевые и ванадиевые катализаторы обеспечивают досжигание оксида углерода, добавление аммиака приводит к восстановлению оксидов азота до элементарного азота. Разновидность таких методов - дожигание вредных примесей с помощью газовых горелок (факельное сжигание), используется на нефтеперерабатывающих заводах.

Абсорбционный метод основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента используют воду, растворы щелочей (соды), аммиака и др. Газообразные цианистые соединения абсорбируют, например, 5%-ным раствором железного купороса.

Адсорбционный метод - это извлечение вредных компонентов из промышленных выбросов адсорбентами - твердыми телами с ультрамикропористой структурой (активированные уголь и глинозем, силикагель, цеолиты и т.п.). Например, на АЭС широко применяется метод очистки технологических газов путем сорбции радиоактивных продуктов на угольных фильтрах - адсорбентах.

Несмотря на все успехи, достигнутые в очистке отходящих газов, необходимо создание новых, более эффективных процессов улавливания вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Однако из виду не должны упускаться главные задачи: совершенствование методов рециркуляции, уменьшение отходов, создание на производстве замкнутых газооборотных циклов и т. д.

Рассеивание газовых примесей в атмосфере - это снижение их опасных концентраций до уровня соответствующего ПДК путем рассеивания пылегазовых выбросов с помощью высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше ее рассеивающий эффект. На ряде предприятий высота дымовых труб превышает 300 м, не менее 100 м в высоту трубы на АЭС для рассеивания радиоактивных выбросов. Но, следует признать, что, как отмечает А. Гор (1993): «Применение высоких дымовых труб хотя и помогло уменьшить локальное дымовое загрязнение, осложнило в то же время региональные проблемы выпадения кислотных дождей». Чем выше труба, тем дальше от нее распространяются выбросы: за сотни километров от нее они выпадают в виде кислотных дождей и снегопадов.