Комарова Л.Ф. и др. Экологическая безопасность хозяйственной деятельности

Подождите немного. Документ загружается.

151

для всех технологических процессов, связанных с получением

энергии, материалов, переработкой продуктов и сырья, основой для

естественного круговорота веществ и средой, в которую сбрасыва-

ются отходы технологических процессов производства и жизнедея-

тельности, продуктов сгорания топлива.

Защита воздушного бассейна от загрязнения – одна из важ-

нейших проблем охраны окружающей среды, поскольку находя-

щиеся

в атмосферном воздухе вредные примеси не только оказы-

вают неблагоприятное воздействие на человека, животный и расти-

тельный мир, но и весьма интенсивно переходят из атмосферы в

другие природные среды.

Воздухоохранное законодательство объединяет нормативные

акты бывшего СССР, акты, принятые высшими органами предста-

вительной и исполнительной власти РФ, ее субъектов, органами

местного

самоуправления, федеральными ведомствами и др.

Основным законодательным актом является Федеральный За-

кон РФ «Об охране атмосферного воздуха» №96-ФЗ от 04.05.1999

г. В соответствии с ним изданы иные акты законодательства РФ и

ее субъектов. Ими регулируются компетенция государственных и

иных органов в области охраны атмосферного воздуха, государст-

венный учет вредных воздействий

на него, наблюдение, контроль,

разрешение споров и ответственности в области охраны атмосфер-

ного воздуха.

В Законе «Об охране атмосферного воздуха» закреплены по-

ложения об охране атмосферного воздуха от загрязнений и шумов,

от электромагнитного, радиационного и иного воздействия, пре-

дотвращения истощения кислородных запасов, рационального ис-

пользования воздуха в хозяйственных целях, воспроизводства его

запасов; содержатся нормы о запрещении эксплуатации любых

производственных объектов, если они не оснащены очистными

устройствами и сооружениям, а также о запрещении эксплуатации

транспортных средств, в выбросах которых содержание загряз-

няющих веществ превышает установленные нормы.

В Законе получили дальнейшее развитие правила о нормиро-

вании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ

в атмосфере,

предусмотрен разрешительный порядок выбросов за-

грязняющих веществ и других воздействий, включая на погоду и

климат. Специальные разделы Закона посвящены государственно-

му контролю в области охраны атмосферного воздуха и ответст-

152

венности должностных лиц и граждан за нарушения воздухоохран-

ного законодательства.

Нормы законов, регулирующие вопросы воздухопользования

детализируются и конкретизируются в указах Президента и поста-

новлениях Правительства РФ. Федеральными ведомствами разра-

ботаны многочисленные государственные стандарты, санитарные

нормы и правила; методические рекомендации по определению

токсичных веществ и их концентраций в атмосфере, а также

по оп-

ределению вреда и ущерба, причиненного в результате выбросов

загрязняющих веществ в атмосферу.

Анализируя воздухоохранное законодательство, можно выде-

лить следующие виды воздухопользования:

– для жизнеобеспечения людей и других организмов;

– производственных нужд в качестве сырья;

– для выброса загрязняющих веществ и поглощения вредных

физических воздействий;

– в целях искусственного изменения климата,

предотвращения

природных катаклизмов.

Законодательством установлен разрешительный порядок поль-

зования воздухом, за исключением первого вида, который реализу-

ется в силу самого существования людей и других организмов.

В целях сохранения благоприятного качества атмосферного

воздуха государством устанавливаются нормативы воздействия на

него в виде:

– производственных нормативов - предельно допустимых вы-

бросов (ПДВ) загрязняющих веществ в

атмосферный воздух; нор-

мативов шумового, теплового, вибрационного, радиационного,

электромагнитного и других физических воздействий; временно

согласованных выбросов (лимитов) загрязняющих веществ;

– территориальных нормативов - величин критических сово-

купных нагрузок на атмосферный воздух от различных хозяйствен-

ных и иных объектов, как стационарных, так и передвижных, с уче-

том трансграничного и межрегионального переноса загрязняющих

веществ

в пределах территориально - административного образова-

ния.

Помимо этого устанавливаются нормативы предельно допус-

тимых концентраций (ПДК) различных загрязняющих веществ в

атмосферном воздухе и нормативы предельно допустимых уровней

вредных физических воздействий.

153

Оздоровлению воздушного бассейна в определенной мере спо-

собствует закрепленный в законодательстве институт платы за

вредное воздействие на атмосферный воздух. Так, взимается плата

за загрязнение атмосферного воздуха стационарными источниками:

за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных ли-

митов и в повышенных размерах - за выбросы этих веществ сверх

установленных лимитов. Рациональному использованию

воздуха

способствует установленная законодательством плата за его поль-

зование в производственных целях. Внесение платы за загрязнение

воздуха и его потребление не освобождает природопользователя от

выполнения воздухоохранных мероприятий и возмещения ущерба,

причиненного нарушением экологических требований.

Состояние атмосферного воздуха во многом зависит от того,

как природопользователями соблюдаются установленные государ-

ством экологические требования

при организации и ведении хозяй-

ственной и иной деятельности. Природопользователь, в частности,

обязан:

– обеспечить соблюдение установленных нормативов выбро-

сов загрязняющих веществ и других вредных воздействий;

– организовать улавливание, утилизацию, обезвреживание

вредных веществ или полное исключение их выбросов;

– оснастить предприятия оборудованием для очистки выбросов

в атмосферу вредных веществ, а также средствами

контроля за ко-

личеством и составом выбрасываемых веществ;

– предусмотреть организацию санитарно-защитных зон вокруг

хозяйственного объекта;

– обеспечить вывоз загрязняющих атмосферный воздух отхо-

дов на предприятия, использующие их в качестве сырья, или на

специализированные свалки;

– разработать и осуществить комплекс мероприятий по пре-

дотвращению и сокращению выбросов в атмосферу загрязняющих

веществ

от передвижных средств и установок;

– представлять органам, осуществляющим государственный

контроль за использованием и охраной атмосферного воздуха,

своевременную, полную и достоверную информацию по вопросам

охраны атмосферного воздуха и выполнять предписания по устра-

нению нарушений воздухоохранного законодательства.

154

Охране атмосферного воздуха призваны способствовать ус-

тановленные законодательством запреты. Природопользователю

запрещается:

– осуществление выбросов загрязняющих веществ без соответ-

ствующего разрешения специально уполномоченного органа в об-

ласти природопользования;

– превышение установленных нормативов выбросов загряз-

няющих веществ и иных вредных воздействий;

– осуществление действий, направленных на искусственное

изменение состояния атмосферного воздуха, если

они приводят к

неблагоприятному воздействию на погоду и климат;

– производство и использование химических веществ и отхо-

дов производства, вредно воздействующих на озоновый слой Зем-

ли;

– сжигание различных видов мусора и отходов производства и

потребления, в том числе токсичных, открытым способом и без

очистки отходящих газов в специальных установках;

– эксплуатация

транспортных и иных передвижных средств с

превышением установленных нормативов выбросов загрязняющих

веществ;

– размещение в населенных пунктах терриконов, отвалов,

складирование промышленных отходов, бытового мусора и других

отходов, являющихся источниками загрязнения атмосферного воз-

духа.

В целях поддержания качества атмосферного воздуха на

безопасном для людей уровне органами специализированного кон-

троля осуществляется государственный учет

(инвентаризация) не-

благоприятных воздействий на него, а также наблюдение (монито-

ринг) за состоянием атмосферного воздуха и источников его за-

грязнения.

Предупреждению загрязнения атмосферного воздуха служит

право органов представительной и исполнительной власти, органов

специализированного контроля принимать решения о приостановке

эксплуатации или даже о закрытии предприятий, цехов, участков и

передвижных средств, загрязняющих

атмосферу.

Законодательством предусматривается также создание зеленых

зон вокруг предприятий-загрязнителей, проведение лесопосадок в

целях нейтрализации вредных выбросов.

155

9.2 ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Выбросы вредных веществ в атмосферу делятся на аэрозоль-

ные – смесь газов, несущая твердые или жидкие взвешенные части-

цы (пыль, дым, туман) и парогазовые.

Пыль возникает как в результате природных явлений, так и

деятельности человека.

Причины образования промышленной пыли зависят от типа

производственного

процесса:

- механическая обработка различных веществ (бурение, дроб-

ление, размол, полирование);

- тепловые процессы и процессы горения (сжигание, плавле-

ние, сушка, дистилляция);

- отделение веществ (отпиловка, отрыв);

- транспортировка зернистых материалов (погрузка, перегруз-

ка, смешение, просеивание и т.д.);

- соединение гранулированных веществ (брикетирование);

- износ и коррозия веществ.

Жидкие загрязнения (туманы, капли)

образуются:

- при конденсации паров;

- при распылении или разливе жидкостей;

- в результате химических или фотохимических реакций.

Образование парогазовых (газообразных) загрязнений харак-

терно для различных процессов. Прежде всего, это такие химиче-

ские реакции, как окисление, восстановление, замещение и разло-

жение, а также электрохимические (электролиз) и физико-

химические (выпаривание и дистилляция) процессы.

Наибольшую часть газообразных выбросов составляют про-

дукты окисления, образовавшиеся в процессах горения, когда при

окислении углерода образуются оксид и диоксид углерода, при

окислении серы – диоксид серы, а при высокотемпературном окис-

лении азота в печах – оксид и диоксид азота. При неполном сгора-

нии не происходит полного окисления органических веществ и мо-

гут

образовываться альдегиды, кетоны или органические кислоты.

Продукты горения из печей с восстановительной атмосферой могут

содержать сероводород.

Источниками продуктов окисления являются также некоторые

процессы цветной металлургии, особенно те, которые связаны с

обжигом серосодержащих руд, в химической промышленности –

156

сжигание серы или обжиг пирита с последующим каталитическим

окислением диоксида серы в триоксид при производстве серной

кислоты.

Источниками загрязняющих веществ, в основном сероводоро-

да, являются восстановительное процессы при производстве кокса,

карбонизации угля и получение газового угля, сульфатцеллюлозы и

др. Примером восстановительных процессов – источников загряз-

нений воздушной среды - являются также производства

соляной

кислоты из хлора, водорода и аммиака из атмосферных азота и во-

дорода.

Химическое разложение и замещение широко применяется в

химической промышленности, особенно в производстве фосфор-

ных удобрений. Выделение сероводорода происходит при разложе-

нии ксантогената целлюлозы в производстве вискозных волокон.

Источником загрязнений вредных веществ являются электро-

химические процессы в металлургии (

производство алюминия) и в

химической промышленности (производство хлора и гидроксида

натрия); выпаривание и дистилляция (выброс углеводородов,

хлорпроизводных углеводородов и других растворителей, испа-

ряющихся в процессе производства и использования этих продук-

тов). Дистилляция различных химических веществ, включая смо-

лы, а также нефтеперерабатывающие и нефтехимические процессы

– еще один существенный источник выбросов.

9.3 ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

Согласно общепринятой терминологии под источником за-

грязнения атмосферы понимается производство, технологический

процесс, операция, для которых характерно загрязнение атмосфер-

ного воздуха вредными веществами.

Источниками выделения вредных веществ называют оборудо-

вание (агрегат, аппарат, печь, станок, устройство), при работе кото-

рого образуются вредные вещества.

Источниками выбросов называют специальные устройства, с

помощью которых вредные вещества отводятся от источников вы-

деления в атмосферу.

Выбросы могут быть классифицированы по следующим прин-

ципам.

157

1. По типу систем, из которых выбрасываются вредные веще-

ства, выбросы делятся на технологические и вентиляционные. К

технологическим относятся хвостовые выбросы технологических

процессов, выбросы при продувке оборудования, из воздушек ап-

паратов, утечки через неплотности оборудования и сальники, по-

стоянно действующие дыхательные трубы, периодически дейст-

вующие предохранительные клапаны, трубы ТЭЦ, котельных

и т.п.

Характеризуются высокими концентрациями вредных веществ при

относительно небольшом объеме газовоздушной смеси. Эти выбро-

сы, как правило, нужно очищать. Вентиляционные выбросы - вы-

бросы механической и естественной общеобменной вентиляции и

местной вытяжной вентиляции. Характеризуются большими объе-

мами и низким содержанием вредных веществ.

2. По способу вывода загрязненного воздуха в атмосферу

вы-

бросы бывают организованные и неорганизованные. К организо-

ванным относятся выбросы, отводимые от мест выделения трубами,

газоходами, воздуховодами, что позволяет применять для улавли-

вания содержащихся вредных веществ соответствующие установ-

ки. Неорганизованными являются выбросы, поступающие в атмо-

сферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения

герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворитель-

ной

работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгруз-

ки или хранения продукта.

3. По разности температур между выбросом и окружающей

средой (∆t) выбросы делятся на сильно нагретые ∆t

>100

С, нагре-

тые 20

С < ∆t < 100

С, слабо нагретые 5

С< ∆t < 20

С, изотермиче-

ские ∆t = 0, охлажденные ∆t < 0.

Источники выбросов подразделяются:

– по характеру происходящих в них технологических процес-

сов: топочные устройства, сушильные агрегаты и т.д.;

– по расположению в потоке ветра: высокие (Н>50 м), низкие

(Н=2-10 м), наземные (Н <2 м);

– по режиму работы: постоянно действующие с равномерным

валовым выбросом или меняющимся по определенному закону

(выбросы от технологического оборудования); периодические (про-

дувка аппаратов); залповые, когда за короткий промежуток времени

выбрасывается большое количество вредных веществ;

– для моделирования источника при расчетах рассеивания: то-

чечные, линейные и плоскостные.

158

Точечный – это источник в виде трубы или вентиляционной

шахты с размерами сечения, близкими друг к другу. Линейный –

источник в виде канала (щели) для прохода загрязненного воздуха с

поперечным сечением, имеющим значительную длину, в несколько

раз большую, чем ширина (аэрационный фонарь, технологические

линии из ряда близко расположенные источников). Плоскостной –

источник,

имеющий значительные геометрические размеры пло-

щадки, по которой относительно равномерно происходит выделе-

ние загрязнений, и, в том числе, как результат рассредоточения на

площадке большого числа источников (бассейн, открытая стоянка

автотранспорта).

Вредные вещества, попадающие в атмосферу, растворяются в

большом объеме воздуха и переносятся на значительные расстоя-

ния. В результате концентрация вредных веществ

в воздухе умень-

шается, но значительно возрастают объемы зон с загрязнением ат-

мосферы.

На загрязнение атмосферы и распространение в ней вредных

веществ влияют метеорологические условия (горизонтальные и

вертикальные перемещения воздуха, наличие облаков, туман,

дождь, снег, температура и влажность).

Вследствие горизонтального перемещения воздуха (ветра)

вредные вещества могут перемещаться на тысячи километров.

При

малой скорости ветра происходит скопление вредных веществ в

небольшом объеме воздуха, что может привести к опасному увели-

чению концентрации вблизи источника.

Такое же влияние может оказать температурная инверсия, свя-

занная с вертикальными перемещениями воздуха.

Облачность, дождь, снег, повышенная влажность благоприятно

влияет на воздушную среду. Под действием осадков локализуется

распространение атмосферных

загрязнителей, они вымываются из

атмосферы и выпадают на землю. В свою очередь, загрязняющие

атмосферу аэрозоли могут служить эффективными ядрами конден-

сации водяных паров, что приводит к осадкам. Под действием

осадков из атмосферы вымываются и газообразные примеси, кото-

рые растворяются в воде или взаимодействуют с ней.

Кроме перечисленных метеорологических факторов, на

рас-

пространение атмосферных загрязнителей оказывает влияние рель-

еф местности, леса и водоемы вблизи источников выброса, которые

способствуют поглощению вредных веществ из атмосферы.

159

Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного

воздуха вредными веществами определяется по наибольшему рас-

считанному значению приземной концентрации каждого вещества,

которая может устанавливаться на некотором расстоянии от источ-

ника выброса при наиболее неблагоприятных метеорологических

условиях. Значения наибольшей концентрации каждого вредного

вещества в приземном слое атмосферы не должно превышать мак-

симальной разовой

предельно-допустимой концентрации данного

вещества в атмосферном воздухе. Расчет рассеивания вредных ве-

ществ в атмосфере проводится согласно ОНД-86 «Методика расче-

та концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содер-

жащихся в выбросах предприятий».

9.4 ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Основные задачи технологии очистки газов:

– оценка количества и состава выбросов в атмосферу от

данно-

го источника выделения;

– определение требуемой степени очистки;

– выбор устройств для отбора (отсоса) газов или воздуха с уче-

том конструктивных и технологических условий работы оборудо-

вания;

– выбор способа очистки и типа газоочистного аппарата;

– определение параметров работы аппарата, при которых дос-

тигается требуемая эффективность очистки выбросов;

– выбор устройств для

отвода уловленных веществ (пыли,

шламов и др.) с учетом их свойств;

– разработка решений по транспортировке уловленных ве-

ществ и их последующему использованию (утилизации);

– контроль эффективности газоочистных установок.

Технология газоочистки с учетом ее задач и целей включает

следующие стадии:

1) отбор (отсос) газов или воздуха от источника выделения;

2) подготовка газов

или вентиляционного воздуха к очистке;

3) улавливание вредностей из газообразной среды (собственно

очистка газов);

4) удаление и транспортировка уловленных веществ;

5) утилизацию и захоронение уловленных веществ.

160

Первая стадия – отбор (отсос) газов или воздуха от источника

выделения – в большинстве случаев определяет количество выбро-

сов и, в определенной мере, приведенные затраты на очистку вы-

бросов. Если на стадии отбора удается эффективно отобрать обра-

зующуюся пыль или газообразные вредности от источника выделе-

ния, т.е. локализовать выбросы с одновременным

обеспечением

установленных значений предельно допустимых концентраций в

рабочей зоне, то приведенные затраты на очистку будут, как прави-

ло, меньшими. Эффективность отбора газов и воздуха зависит от

степени конструктивного совершенства применяемых для этой це-

ли укрытий открытого, полузакрытого и закрытого типов и скоро-

стей отсоса. Конструкция зонтов, бортовых отсосов, пылеприемни-

ков,

выполняющих роль укрытий, зависят от характера выбросов,

направления их движения и отличаются разнообразием исполне-

ния. Типизация устройств для отбора необходима для каждого вида

технологического оборудования, являющегося источником выделе-

ния выбросов.

Вторая стадия – подготовка выбросов к очистке – может

включать в себя:

- предварительное их охлаждение для приведения газа или воз-

духа к

условиям, соответствующим области применения выбранно-

го газоочистного аппарата;

- объединение выбросов от группы оборудования с подключе-

нием отдельных ответвлений к сборнику-коллектору;

- подвод очищаемых газов или воздуха к газоочистному аппа-

рату с обеспечением равномерного их распределения по сечению;

- предварительную очистку выбросов в простейших газоочист-

ных аппаратах в целях обеспечения оптимальных

условий для при-

менения газоочистных аппаратов тонкой ступени очистки.

Третья стадия – собственно очистка газов – определяет целе-

сообразный механизм осаждения взвешенных частиц, метод улав-

ливания газообразных вредностей, газоочистные аппараты и пара-

метры их работы, при обеспечении которых может быть достигнута

требуемая степень очистки газов или аспирационного воздуха.

При выбросе очищенных газов или

воздуха в атмосферу сте-

пень очистки должна соответствовать требованиям норм предель-

но-допустимых выбросов (ПДВ).

Требуемая степень очистки вентиляционного воздуха в схемах

газоочистки с рециркуляцией должна рассчитываться из условия,