Комарова Л.Ф., Кормина Л.А. Инженерные методы защиты окружающей среды. Техника защиты атмосферы и гидросферы от промышленных загрязнений

Подождите немного. Документ загружается.

Л.Ф. КОМАРОВА

Л.А. КОРМИНА

ИНЖЕНЕРНЫЕ

МЕТОДЫ

ЗАЩИТЫ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Барнаул 2000

Л.Ф. КОМАРОВА

Л.А. КОРМИНА

ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДЫ

ЗАЩИТЫ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ТЕХНИКА ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРЫ

И ГИДРОСФЕРЫ ОТ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Учебное пособие

Издательство “Алтай”

Барнаул 2000

УДК [551.510.42+628.15/16]:(075.8)

Комарова Л.Ф., Кормина Л.А. Инженерные методы защи-

ты окружающей среды. Техника защиты атмосферы и гидросфе-

ры от промышленных загрязнений: Учебное пособие. – Барнаул,

2000. – 395 с.

Рассмотрены организационно-правовые вопросы охраны атмосферы и водных ре-

сурсов.

Даются сведения об источниках загрязнений и выбросов, содержащихся в отхо-

дящих промышленных газах, а также пути снижения их воздействия на воздушный бас-

сейн. Изложены основные закономерности очистки газов от аэрозолей и газообразных

соединений, способы очистки газов от различных соединений.

Приводится характеристика

водных ресурсов, рассматриваются схемы использо-

вания воды на предприятиях и пути уменьшения количества сточных вод и их загрязнен-

ности. Приведены различные способы очистки воды механическими, химическими,

электрохимическими, тепловыми и биохимическими методами. Рассматриваются вопро-

сы очистки загрязненных вод от различных соединений.

Рецензенты: д.г.н., проф. Винокуров Ю.И., директор института вод-

ных и экологических проблем СО РАН

д.т.н., проф. Мироненко В.Ф., зав. каф. безопасности

жизнедеятельности АлтГТУ

Рекомендовано УМО по охране ок-

ружающей среды и рациональному

использованию природных ресурсов

в качестве учебного пособия для

студентов специальности

320700

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. ПРАВОВАЯ ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО

ВОЗДУХA .................................................................................................... 9

1.1.

АКОНОДАТЕЛЬСТВО ОБ ОХРАНЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

.... 9

1.2.

ИСТЕМА ПРАВОВЫХ МЕР

НАПРАВЛЕННЫХ НА ОХРАНУ

АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

....................................................................... 10

1.3.

ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА ОХРАНОЙ АТМОСФЕРНОГО

ВОЗДУХА

.................................................................................................. 13

ГЛАВА 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОХРАНЕ

АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ............................................................. 15

2.1.

СТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

................................. 15

2.2.

ЫБРОСЫ

................................................................................. 21

2.3.

УТИ УСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ АЭРОЗОЛЕЙ .. 29

3.1.

ВОЙСТВА ПЫЛЕЙ

................................................................... 29

3.2.

СНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОСАЖДЕНИЯ ЧАСТИЦ

...................... 32

3.3.

ЕТОДЫ УЛАВЛИВАНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ

...................................... 41

ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ГАЗООБРАЗНЫХ КОМПОНЕНТОВ

..................................................................................................................... 55

4.1.

БСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ

...................................................... 55

4.2.

ДСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

.................. 66

4.3.

АТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

...................... 72

4.4.

ЕРМИЧЕСКОЕ ДОЖИГАНИЕ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

.................. 76

4.5.

ЕМБРАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГАЗОВ

.............. 79

4.6.

ЕКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

......... 80

4.7.

ИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

........................... 82

4.8.

ОНДЕНСАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ

................................................ 83

ГЛАВА 5. ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА 84

5.1.

БСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

. 84

5.2.

ЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА АДСОРБЦИЕЙ

........ 90

ГЛАВА 6. ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ОКСИДА УГЛЕРОДА ...... 93

6.1.

АТАЛИТИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ОКСИДА УГЛЕРОДА

... 93

6.2.

БСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ОКСИДА УГЛЕРОДА

..... 96

ГЛАВА 7. ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА И

СЕРООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ......................................... 99

7.1.

ИЗИЧЕСКАЯ АБСОРБЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИМИ

РАСТВОРИТЕЛЯМИ

................................................................................. 100

7.2.

КИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ

СЕРОВОДОРОДА

...................................................................................... 102

7.3.

УХИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

..................................................... 106

7.4.

АТАЛИТИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА СЕРОВОДОРОДА В СЕРУ

... 110

7.5.

ЧИСТКА ГАЗОВ ОТ СЕРООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

...... 112

ГЛАВА 8. ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА .......... 118

8.1.

КИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

.................................... 119

8.2.

АТАЛИТИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКСИДОВ АЗОТА

....... 122

8.3.

ОГЛОЩЕНИЕ ОКСИДОВ АЗОТА ЩЕЛОЧНЫМИ И

СЕЛЕКТИВНЫМИ СОРБЕНТАМИ

.............................................................. 127

8.4.

БСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА НИТРОЗНЫХ ГАЗОВ ПРОИЗВОДСТВА

КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

.......................................... 129

8.5.

ДСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ

АЗОТА

..................................................................................................... 131

ГЛАВА 9. ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА СЕРЫ ......... 132

9.1.

БСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ

SО

............. 134

9.2.

ОГЛОЩЕНИЕ ДИОКСИДА СЕРЫ ТВЕРДЫМИ

ПОГЛОТИТЕЛЯМИ

................................................................................... 152

9.3.

ЕТОДЫ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

163

9.4.

ЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

...................... 167

ГЛАВА 10. ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРАВОВЫЕ ВОПРОСЫ

ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ ....................................................... 172

10.1.

БЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

............................................................ 172

10.2.

ОСУДАРСТВЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ОБЛАСТИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

................................. 174

10.3.

СПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

................ 177

ГЛАВА 11. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И ИХ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ .............................................................................. 181

11.1.

ВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ ВОД

................................... 181

11.2.

ОТРЕБЛЕНИЕ ВОДЫ

............................................................ 183

11.3.

АРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД

....................................... 186

11.4.

УТИ УМЕНЬШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА СТОЧНЫХ ВОД И ИХ

ЗАГРЯЗНЕННОСТИ

.................................................................................. 190

11.5.

ЛАССИФИКАЦИЯ ПРИМЕСЕЙ В СТОЧНЫХ ВОДАХ

.............. 192

11.6.

АЧЕСТВО ВОДЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

................................. 195

11.7.

ПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

СТОЧНЫХ ВОД

........................................................................................ 199

11.8.

ИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

............... 202

11.9.

ХЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

.......... 205

11.10.

ОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ

.............................................. 208

11.11.

ЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

..................................... 210

ГЛАВА 12. МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД .................................................................................... 213

12.1.

РОЦЕЖИВАНИЕ

.................................................................. 213

12.2.

ТСТАИВАНИЕ

..................................................................... 217

12.3.

ИЛЬТРОВАНИЕ

................................................................... 232

12.4.

ЕНТРИФУГИРОВАНИЕ

........................................................ 243

12.5.

ХЕМА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

СТОЧНЫХ ВОД

........................................................................................ 246

ГЛАВА 13. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД .................................................................................... 247

13.1.

ЕЙТРАЛИЗАЦИЯ

................................................................. 247

13.2.

КИСЛЕНИЕ

......................................................................... 249

13.3.

ЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ВОССТАНОВЛЕНИЕМ

.................... 259

ГЛАВА 14. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД .................................................................................... 260

14.1.

ОАГУЛЯЦИЯ И ФЛОКУЛЯЦИЯ

............................................. 260

14.2.

ЛОТАЦИЯ

........................................................................... 265

14.3.

ДСОРБЦИЯ

.......................................................................... 271

14.4.

ОННЫЙ ОБМЕН

................................................................... 281

14.5.

КСТРАКЦИЯ

........................................................................ 287

14.6.

ЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ

....................................................... 292

14.7.

ЕРЕГОНКА И РЕКТИФИКАЦИЯ

............................................ 301

14.8.

РИСТАЛЛИЗАЦИЯ

............................................................... 306

ГЛАВА 15. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД .................................................................................... 309

15.1.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ

МЕТОДОВ ......... 309

15.2.

ЛЕКТРОКОАГУЛЯЦИЯ И ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИЯ

..................... 311

15.3.

ЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ

.. 314

15.4.

ЛЕКТРОДИАЛИЗ

.................................................................. 316

ГЛАВА 16. ТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД .................................................................................... 318

16.1.

ОНЦЕНТРИРОВАНИЕ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ СТОЧНЫХ

ВОД

........................................................................................................ 319

16.2.

ЕРМООКИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ

ОТХОДОВ

................................................................................................ 322

ГЛАВА 17. БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД .................................................................................... 325

17.1.

УЩНОСТЬ МЕТОДА БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

............... 325

17.2.

АКОНОМЕРНОСТИ РАСПАДА ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

.... 328

17.3.

ЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС

БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

.................................................................. 330

17.4.

ЭРОБНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

............................................. 332

17.5.

НАЭРОБНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

........................................ 344

17.6.

БРАБОТКА ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

.................................. 345

ГЛАВА 18. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ РАЗЛИЧНЫХ

ЗАГРЯЗНЕНИЙ ..................................................................................... 347

18.1.

ДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ РАСТВОРЕННЫХ ГАЗОВ

....................... 347

18.2.

ЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ

ПАВ ....................................... 351

18.3.

ЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ МИНЕРАЛЬНЫХ МАСЕЛ

........... 354

18.4.

ЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ

.................. 358

18.5.

ДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА И ФОСФОРА

....... 362

18.6.

ЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФЕНОЛОВ

................................ 368

18.7.

ДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ СОЛЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

.............. 372

18.8.

ЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЦИАНИДОВ И МЫШЬЯКА

......... 377

18.9.

ЕКУПЕРАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ КИСЛОТ

... 378

18.10.

СНОВЫ ОЧИСТКИ ОТ РАДИОАКТИВНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

... 381

ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ I .................................................... 385

ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ П ................................................... 386

ВЕДЕНИЕ

Чрезмерная эксплуатация природной среды резко ухудшило ее

состояние. Наиболее интенсивному антропогенному воздуйствию под-

вергаются пресные воды суши и воздушные бассейны, основным ис-

точником загрязнений является промышленное производство.

Разумная экологическая стратегия прежде всего предполагает ра-

зумную экологически обоснованную технологическую и техническую

политику: производить больше с минимальными затратами, т.е. сбере-

гать

ресурсы, использовать их с наибольшим эффектом, совершенство-

вать и быстро менять технологию, внедрять и расширять рециклы.

Должна быть обеспечена стратегия превентивных экологических мер,

заключающихся во внедрении самых совершенных технологий, обес-

печивающих энерго- и ресурсосбережение, совершенствование и быст-

рой смены технологий.

Основные цели, которые должны быть поэтапно достигнуты в ре-

зультате природоохранной

работы до 2005 г.: сокращение выбросов

вредных веществ в атмосферу более чем в 2 раза, оптимизация водопо-

требления в различных отраслях, в том числе в сельском и коммуналь-

ном хозяйстве, внедрении малоотходных технологий.

Снижение загрязнений атмосферы, прекращение сброса сточных

вод в водоемы, увеличение объема оборотного водоснабжения и мощ-

ности очистных сооружений с

обеспечением полной очистки сточных

вод возможно только на основе знаний инженерных методов обезвре-

живания и переработки газообразных и жидких промышленных отхо-

дов.

Учебное пособие «Инженерные методы охраны окружающей сре-

ды» предназначены для студентов специальности 320700 «Охрана ок-

ружающей среды и рациональное использование природных ресур-

сов», специализирующихся в области осистки промышленных газовых

выбросов

и рационального использования водных ресурсов и очистки

сточных вод.

Раздел 1 написан кандидатом технических наук, доцентом Л.А.

Корминой, раздел 2 доктором технических наук, профессором Л.Ф.

Комаровой. Общее редактирование осуществлено доктором техниче-

ских наук, профессором Л.Ф. Комаровой.

ЗАЩИТА

ВОЗДУШНОГО

БАССЕЙНА

ОТ

АНТРОПОГЕННОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ

ГЛАВА 1. ПРАВОВАЯ ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО

ВОЗДУХA

1.1.

АКОНОДАТЕЛЬСТВО ОБ ОХРАНЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важ-

ных компонентов окружающей среды, благоприятное состояние кото-

рого составляет естественную основу устойчивого социально-

экономического развития страны. Он выполняет биологические, про-

изводственные, транспортные и иные функции. Атмосферный воздух

более, чем другие природные объекты, в силу присущих ему свойств,

связан с жизненными интересами людей

: его качество непосредствен-

но влияет на здоровье человека, продолжительность жизни, а также на

качественное состояние других элементов окружающей среды, в осо-

бенности животного и растительного мира.

Воздухоохранное законодательство объединяет нормативные

акты бывшего СССР, акты, принятые высшими органами представи-

тельной и исполнительной власти РФ, ее субъектов, органами местного

самоуправления, федеральными ведомствами

и другими органами.

Основным законодательным актом является Федеральный Закон

РФ «Об охране атмосферного воздуха», принятый Государственной

Думой 2.04.99. В соответствии с ним изданы иные акты законодатель-

ства РФ и субъектов РФ. Ими регулируются компетенция государст-

венных и иных органов в области охраны атмосферного воздуха, госу-

дарственный учет вредных воздействий на него,

наблюдение, кон-

троль, разрешение споров и ответственности в области охраны атмо-

сферного воздуха.

В Законе «Об охране атмосферного воздуха» закреплены положе-

ния об охране атмосферного воздуха от загрязнений и шумов, от элек-

тромагнитного, радиационного и иного воздействия, предотвращения

истощения кислородных запасов, рационального использования возду-

ха в хозяйственных целях, воспроизводства его запасов

; содержатся

нормы о запрещении эксплуатации любых производственных объек-

тов, если они не оснащены очистными устройствами и сооружениям, а

также о запрещении эксплуатации транспортных средств, в выбросах

которых содержание загрязняющих веществ превышает установленные

нормы.

В Законе получили дальнейшее развитие правила о нормировании

предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмо-

сфере, предусмотрен разрешительный порядок выбросов загрязняю-

щих веществ и других воздействий, включая воздействие на погоду и

климат. Специальные разделы Закона посвящены государственному

контролю в области охраны атмосферного воздуха и ответственности

должностных лиц и граждан за нарушения

воздухоохранного законо-

дательства.

Нормы законов, регулирующие вопросы воздухопользования, де-

тализируются и конкретизируются в указах Президента РФ, постанов-

лениях Правительства РФ. Федеральными ведомствами разработаны

многочисленные государственные стандарты, санитарные нормы и

правила; методические рекомендации по определению токсичных ве-

ществ и их концентраций в атмосфере, а также по определению вреда и

ущерба, причиненного

в результате выбросов загрязняющих веществ в

атмосферу.

Анализируя воздухоохранное законодательство, можно выделить

следующие виды воздухопользования:

• пользование воздухом для жизнеобеспечения людей и других

организмов;

• пользование воздухом для производственных нужд в качестве

сырья;

• пользование атмосферой для выброса загрязняющих веществ и

поглощения вредных физических воздействий;

• пользование атмосферой в целях искусственного

изменения

климата, предотвращения природных катаклизмов.

Законодательством установлен разрешительный порядок пользо-

вания воздухом, за исключением первого вида, который реализуется в

силу самого существования людей и других организмов.

1.2.

ИСТЕМА ПРАВОВЫХ МЕР

НАПРАВЛЕННЫХ НА ОХРАНУ

АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

В целях сохранения благоприятного качества атмосферного воз-

духа государством устанавливаются нормативы воздействия на него в

виде:

- производственных нормативов: предельно допустимых выбро-

сов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух; нормативов

шумового, теплового, вибрационного, радиационного, электромагнит-