Сброс сточных вод предприятий в водоемы

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК СБРОСОВ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ В ВОДОЕМЫ

Технологический цикл одного из промышленных предприятий Московской области требует потребления значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода, практически полностью возвращается в реку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компоненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концентрацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водоиспользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйственного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вредного компонента после разбавления водой реки сточной воды предприятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентрации по фарватеру реки. А также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.

Характеристика реки: скорость течения - V, средняя глубина на участке - Н, расстояние до места водопользования - L, расход воды в реке - Q1; шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки - LS.

Характеристика стока: вредный компонент, расход воды -Q2, кон центрация вредного компонента - С, фоновая концентрация -Сф, пре дельно допустимая концентрация - ПДК.

Варианты к расчету характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы:

Вредный компонент	ПДК, мг/л	Q1, м/c	Q2,м/c	V,м/с	H, м	L,м	С,мг/л	LS, м	Cф, мг/л
Cr	0,01	40	0.7	1	0.9	150	0.5	15	0.1

?=1; Lф/Lпр=1

РЕШЕНИЕ:

Многие факторы: состояние реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания.

Однако приходится считаться с тем фактором, что на некотором расстоянии ниже спуска СВ смешивание будет не полным. В связи с этим реальную кратность разбавления в общем случае следует определять по формуле:

,

где ?-коэффициент, степень полноты сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления.

Расчет ведется по формулам:

;

,

где -коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания.

L- расстояние до места водозабора.

,

где -коэффициент, зависящий от места выпуска стока в реку. =1, при выпуске у берега.

Lф/Lпр - коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой.

Исходя из того, что в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, найдем D-коэффициент турбулентной диффузии,

=

где V-средняя скорость течения, м/c;

H-средняя глубина, м.

Зная D, найдем:

0,654

=0,025

Итак, реальная кратность разбавления равна:

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

0,2 > 0.01, это значит что эта величина превышает ПДК

Необходимо также определить, какое количество загрязняющихвеществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты проводятся только для консервативных веществ по са-нитарно - токсикологическому показателю вредности. Расчет ведется поформуле:

С_{ст.пред.}= K· (ПДК - С_ф) + ПДК=2.428(0.01-0.001)+0.01=0.032 мг/л=0.000032 мг/м³

где С_{ст.пред}. - максимальная (предельная) концентрация, которая мо жет быть допущена в СВ, или тот уровень очистки СВ, при котором по сле их смешивания с водой в водоеме у первого (расчетного) пункта во допользования степень загрязнения не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток ПДС рассчитывается по формуле:

ПДС = С_ст._пред·Q2 = 0.000032 · 0.7 = 2,24·10^-5 мг/с

Построим график функции распределения кон центрации вредного компонента в зависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS = 15 м, С_в=f(L):

Выводы: Решив данную задачу, мы получили реальную концентрацию вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора, С_в=0.2, она получилась больше чем предельно допустимая концентрация вредных веществ в водоеме, а это означает, что водоем очень сильно загрязнен, и требует немедленной очистки, а предприятие, сбрасывающее в него свои сточные воды необходимо проверить на санитарные нормы.

Ответы на вопросы:

1. Сбор и очистка сточных вод

Источником загрязнения гидросферы при производстве аппаратуры связи в основном являются сточные воды с механическими и химическими вредными примесями. Для очистки сточных вод от механических примесей могут использоваться процеживание, отстаивание, отделение механических частиц в поле действия центробежных сил и фильтрование. Процеживание применяется для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей и мелких волокнистых загрязнений, препятствующих нормальной работе очистного оборудования при обработке стоков. Отстаивание основано на свойствах осаждения частиц в жидкости и пред назначено для выделения из стоков нерастворимых и частично коллоидных механических загрязнений. Высокой производительностью обладают радиальные отстойники, принцип действия которых достаточно прост. Отделение механических примесей в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Фильтрование сточных вод применяется при необходимости их очистки от тонкодиоперсионных механических загрязнений.

При загрязнении сточных вод маслосодержащими примесями, помимо отстаивания, обработки в гидроциклонах и фильтрования, применяется также процесс флотации. Очистка вод флотацией заключается в интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В зависимости от способа образования пузырьков воздуха различают несколько видов флотации: напорная пневматическая, пенная, химическая и др. Загрязненная сточная вода по трубе установки напорной флотации поступает в резервную, откуда перекачивается насосом в сатуратор. В сатураторе происходит перемешивание воды с поступающим воздухом. Из сатуратора смесь через сопла поступает в флотационную ка меру. Всплывающие в камере элементы «маслопримесь -- частицы воздуха» удаляются пеносборником, а очищенная вода вы екает по выходной трубе.

Для очистки сточных вод от металлов и их солей применяют реагентные, ионообменные, сорбционные, электрохимические методы, биохимическую очистку, а для удаления кислото-щелочяых включений -- химические методы нейтрализации.

2. Источники загрязнения воды

Источником загрязнения гидросферы при функционировании предприятий связи могут быть производственные, бытовые и атмосферные сточные воды, сбрасываемые в канализационную сеть. Вода широко используется для охлаждения различных элементов радиооборудования и хозяйственно-бытового обслуживания работающих. Атмосферные сточные воды образуются в результате смывания дождевыми, снеговыми и поливочными водами загряз нений, имеющихся на территории объектов связи, крышах и стенах зданий. Поэтому необходимо не допускать загрязнения канализационных стоков вредными примесями. Так, на предприятиях связи в качестве источников гарантированного питания постоянным током приборов и аппаратов, автоматического пуска дизель-генераторов широко используются стационарные аккумуляторные батареи (кислотные, щелочные). При эксплуатации аккумуляторных батарей неизбежна периодическая замена электролита. Со гласно существующим правилам, для предотвращения загрязнения окружающей среды заменяемый электролит необходимо сливать не в канализацию, а в специальные сосуды для последую щей его утилизации.

3. Условия спуска сточных вод промышленных предприятий в водоемы

Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи);на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.) ;изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д.

Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако, это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.

Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями.

Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользования: к первому виду относятся участки водоемов, используемые в качестве источника для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности ; ко второму виду - участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также находящиеся в черте населенных пунктов.

Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.

Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам, расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1км в обе стороны от пункта водопользования.

Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранения загрязнений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к району водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологическому, общесанитарному и органолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор.

Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем. В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние на качество воды.

Самоочищение воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта.

В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

Промышленное предприятие находится в одном из регионов России, который характеризуется ототратификационным коэффициентом - А, определяющим условия горизонтального и вертикального рассеивания примеси в атмосфере. Местность характеризуется уклонами, определяющими добавку на рельеф - r. Средняя температура наружного воз духа в 13 часов самого жаркого месяца - Тв. Температура выбросов газовоздушной смеси - Тг. Разность этих температур - ?Т. Ежесекундный выброс газовоздушной смеси - Vг. Наиболее опасный компонент (фенол) в выбрасываемой газовоздушной смеси имеет концентрацию в устье трубы - Ст. Для этого компонента определена среднесуточная пре дельно допустимая концентрация - Спдк. F - характеризует скорость оседания данного компонента газовоздушной смеси. В данной задаче следует ограничиться среднесуточным осреднением. При этом показатель вытянутости розы ветров Р/Ро = 2, а коэффициент осреднения ? = 0,5. Диаметр трубы в устье - D.

Задача состоит из двух частей.

В первой части необходимо:

Определить максимальную концентрацию заданного компонента в приземном слое См и сравнить ее с предельно допустимой С.

Определить расстояние Хм от источника выброса до места, где максимальная концентрация будет наблюдаться с наибольшей вероятностью.

3. Сформулировать выводы.

Во второй части необходимо:

Построить график наиболее вероятного распределения концен трации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника.

Определить размеры санитарно-защитной зоны вокруг про мышленного предприятия.

Определить ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ ВЫБРОС (ПДВ).

Варианты к расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу:

Исходные данные	r	Тв, 0C	Тг, 0C	Vг, м3/с	Н, м	D, м	Регион	А,	Компонент
	2	24	80	0	60	3	Урал	160	Фенол
Исходные данные	Ст, мг/м3	F	С, мг/м3
	0.45	1	0.003

РЕШЕНИЕ:

Предварительная оценка характеристик выбросов газовоздушной смеси в атмосферу

Условия метеорологического рассеивания газовоздушной смеси, выбрасываемой предприятием в атмосферу, в значительной степени зависят от того, являются ли выбросы "холодными" или "нагретыми". Критерием "нагретости" выбросов является вспомогательный фактор

где ?₀ - средняя скорость выхода смеси из устья трубы, м/с,

, найдем f:

,

f > 100, значит выбросы в атмосферу являются «холодными»

Часть I

1. Коэффициент метеорологического разбавления:

Коэффициент n определяют в зависимости от вспомогательного пара метра V_m:

, V_м<0.3, значит n=3

Коэффициент k вычисляется по формуле:

с/м²

Теперь мы можем посчитать Kp:

Определим максимальную концентрацию вредного компонента в приземном слое

С_м:

3. При расчетах рассеивания газообразных компонентов расстояние Хм при F<2 определяется по формуле:

где d=11.4, т.к. V_m<2: X_m= 11.4 · 60 = 684

Часть II

1. Построение графика наиболее вероятного распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника выброса.

Зная величины С_м и Х_m, можно рассчитать приземную концентрацию вредных веществ - Сх в атмосферном воздухе по оси факела источника выбросов на различных расстояниях X от этого источника.

Предварительно рассчитаем безразмерный коэффициент S, зависящий от отношения Х/Хм и определяемый по формулам:

а) если X/X_m=0.2; 0.4; 0.8, то

S=3(X/X_m)⁴-8(X/X_m)³+6(X/X_m)²=3

Затем определяют Сх по формуле:

Cx = Cm-S.

По первой части:

1. Коэффициент метеорологического разбавления - Кр.

2. Максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое - См.

3. Расстояние, на котором наиболее вероятна концентрация См, - Хм.

По второй части:

Предельно допустимый выброс - ПДВ.

Максимальная концентрация в устье трубы - См.т. "_f

График функции Сх = Ф(Х).

Варианты к расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Основные вещества, загрязняющие атмосферу.

Очистка выбросов в атмосферу от примесей.

Источники загрязнения и стратегия борьбы с загрязнениями;

Кислотные осадки.

Парниковый эффект.

6. Нарушение озонового слоя.

РАСЧЕТ ДОПУСТИМОГО ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (УФ-ДИАПАЗОН) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТОЛЩИНЫ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

Содержание озона в атмосфере - важный фактор в формировании интенсивности и спектрального распределения УФ - солнечной радиации в области В (280-320 нм). Даже относительно небольшое изменение концентрации озона в атмосфере ведет к значительным изменениям интенсивности жесткой составляющей УФ-радиации вблизи поверхности Земли. В настоящей задаче необходимо: а) установить зависимость уровня УФ-радиации от толщины озонового слоя; б) рас считать допустимое время пребывания человека под воздействием солнечной радиации.

Разделив К(Л, Т) на площадь сферы с радиусом, равным расстоянию от Солнца до Земли ( Ron ⁼ 150 * 10^ч м), получим Q(я,Т) спектральную плотность потока лучистой энергии Солнца в ультрафиолетовой области, достигающей верхних слоев атмосферы Земли:

Таким образом,

(при расчетах ! = 6000 К).

Излучение с длиной волны 280-320 нм (по медицинской терминологии - область В) - наиболее важное для изучения повреждающего действия солнечной радиации, полностью определяется содержанием озона в атмосфере Земли, без учета влияния молекулярного и аэрозольного рассеивания. С учетом же этих факто ров солнечную радиацию на поверхности Земли (ультрафиолетовая область) будем определять из соотношения:

где ад - коэффициент поглощения озона, 1/см;

Р - коэффициент молекулярного рассеивания;

о - коэффициент аэрозольного рассеивания;

X - толщина озонового слоя, см. Следует заметить, что ц, m, z - коэффициенты, зависящие от утла между нормалью к поверхности Земли и направлением распространения ультра фиолетового излучения, при у < 65°, nsm = z = secy

Чтобы определить эффективную энергетическую освещенность, создаваемую широкополосным источником излучения, по сравнению с действием источника излучения с длиной волны 270 им, обладающим максимальной эффективностью, воспользуемся формулой:

где: Y эфф - спектральная плотность потока энергии УФ - радиации (УФР) ( для каждой длины волны); Ъх~ относительная спектральная эффективность излучения, безразмерная величина ( табл. 3.1 ); АХ. - интервал длин волн ,

ЛХ=10"⁸м.

Допустимое время облучения УФИ можно определить, разделив 30 Дж/м (предельно допустимая энергетическая доза облучения УФИ для К = 270 нм) на эффективную энергетическую освещенность:

Задача №1

Контрольные вопросы

1. Источники загрязнения воды.

Загрязнения можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию - нерастворимые, коллоидные и растворимые. По составу - минеральные, органические, бактериальные и биологические.

Минеральные представлены песком, глиной, минеральными солями, растворами кислот, щелочей и др.

Органические - могут быть растительного, животного происхождения, а также содержать нефть и продукты, из нее получаемые, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВы).

Бактериальное и биологическое загрязнения - стоки предприятий пищевой и легкой промышленности, хозяйственно-бытовые стоки (стоки из туалетов, кухонь, душевых, прачечных, столовых и т.д.). На многих промышленных предприятиях вода используется как теплоноситель, растворитель, входит в состав продукции, применяется для мойки, обогащения, очистки сырья и продукции.

Кроме того во многих технологических процессах используются синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВы). В настоящее время это один из самых распространенных химических загрязнителей, с которым трудно бороться. СПАВы могут оказывать отрицательное влияние на качество воды, самоочищающую способность водоемов, организм человека, а так же усиливать неблагоприятное действие других веществ.

Немаловажным источником загрязнения являются пестициды, которые попадают в водоемы с дождевыми и талыми водами с поверхности почвы. При авиаобработке полей препараты сносятся потоками воздуха и осаждаются на поверхности водоема.

Значительным источником загрязнения водоемов нефтью и нефтепродуктами является нефтяная промышленность. Попадание нефти в водоемы происходит при смывах дождевыми и талыми водами разлитых на поверхность земли нефтепродуктов, при прорывах нефтепроводов, со сточными водами предприятий и др.

Большую опасность для водоемов представляют кислотные дожди.

1. Опасность неочищенных сточных вод.

Неочищенные канализационные стоки - один из главных источников угрозы для здоровья человека, так как люди и животные бывают заражены патогенами (болезнетворными бактериями и другими паразитами). Зараженные люди или животные могут выделять с экскрементами огромное количество патогенов или их яиц. Иногда человек служит переносчиком инфекции, даже не ощущая симптомов заболевания. Если зараженные канализационные стоки попадут в питьевую воду, на источники пищи или в места для купания, паразиты могут инфицировать многих людей. В некоторых случаях инфекция передается через пищевые цепи. Например, устрицы, могут заглатывать паразитов, которые передаются человеку, когда он употребляет в пищу устриц. В большинстве случаев патогенные организмы выживают вне хозяина не более нескольких дней, а их число, попавшее в его тело, определяет вероятность развития инфекции. Следовательно, когда плотность населения низка, перенос патогенов происходит относительно редко, так как уровень их распространения невелик и проходит довольно много времени между выделением их во внешнюю среду одним хозяином и встречей с другим. Однако, чем выше плотность населения, тем вероятнее заражение. Живя и работая в густозаселенных городах, люди становятся чрезвычайно уязвимыми для патогенных организмов. Прежде чем в середине XIX в. была установлена связь между заболеваниями и наличием в отбросах патогенов, в городах часто случались опустошительные эпидемии. В настоящее время в большинстве стран приняты санитарно-гигиенические правила, которые предотвращают такой «круговорот» патогенов, в том числе: (1) дезинфекция запасов воды для населения хлорированием или другими методами; (2) личная санитария и гигиена, особенно во время приготовления и раздачи пищи; (3) сбор и очистка канализационных стоков.

2. Условия спуска сточных вод промышленных предприятий в водоемы.

В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

Контрольные вопросы

Основные вещества, загрязняющие атмосферу.

Природа загрязнения	Источник загрязнения
Углекислый газ	Газы Вулканическая деятельность Дыхание живых организмов Сжигание ископаемого топлива
Оксид углерода	Вулканическая деятельность Работа двигателей внутреннего сгорания
Углеводороды	Растения, бактерии Работа двигателей внутреннего сгорания
Органические соединения	Химическая промышленность Сжигание отходов Сжигание топлива
Сернистый газ и другие производные серы	Вулканическая деятельность Морские бризы Бактерии Сжигание ископаемого топлива
Производные азота	Бактерии Горение
Радиоактивные вещества	Атомные электростанции Ядерные взрывы Частицы Вулканическая деятельность, космическая пыль
Тяжелые металлы	Ветровая эрозия, водяная пыль
Минеральные соединения	Промышленное производство Работа двигателей внутреннего сгорания
Органические вещества естественные и синтетические	Лесные пожары Химическая промышленность Сжигание топлива Сжигание отходов Сельское хозяйство (пестициды)

1. Очистка выбросов в атмосферу от примесей.

Техника газоочистки располагает разнообразными методами и аппаратами удаления пыли и вредных газов. Выбор метода для очистки газообразных примесей определяется в первую очередь химическими и физико-химическими свойствами этой примеси. Большое влияние на выбор метода оказывает характер производства: свойства имеющихся в производстве веществ, их пригодность в качестве поглотителей для газа, возможность рекуперации (улавливание и использование продуктов отходов) или утилизации уловленных продуктов.

Для очистки газов от сернистого ангидрида, сероводорода и метилмеркаптана используется нейтрализация их раствором щелочи. В результате получают соль и воду.

Для очистки газов от незначительных концентраций примесей (не более 1 % по объему) применяют прямоточные компактные абсорбционные аппараты.

Наряду с жидкими поглотителями--абсорбентами--для очистки, а также для сушки (обезвоживания) газов могут быть применены твердые поглотители. К ним относятся различные марки активных углей, силикагель, алюмогель, цеолиты.

В последнее время для удаления из газового потока газов с полярными молекулами стали применять иониты. Процессы очистки газов адсорбентами осуществляют в адсорберах периодического или непрерывного действия.

Для очистки газового потока могут быть использованы сухие и мокрые окислительные процессы, а также процессы каталитического превращения, частности, для обезвреживания серосодержащих газов сульфатно-целлюлозного производства (газов варочного и выпарного цехов и др.) используют каталитическое окисление. Этот процесс осуществляется при температуре 500--600 °С на катализаторе, в состав которого входят оксиды алюминия, меди, ванадия и других металлов. Сероорганические вещества и сероводород окисляются до менее вредного соединения--сернистого ангидрида (ПДК для сернистого ангидрида 0,5 мг/м³, а для серо водорода 0,078 мг/м³).

На киевском комбинате «Химволокно» действует уникальная комплексная система очистки вентиляционных выбросов вискозного производства. Это сложный комплекс механизмов, компрессорных агрегатов, трубопроводов, огромных абсорбционных емкостей. Каждые сутки через машинные «легкие» проходит 6 млн. м³ отработанного воздуха, причем производится не только очистка, но и регенерация.

До сих пор на вискозном производстве комбината значительная часть сероуглерода уходила в атмосферу. Система очистки позволяет не только уберечь от загрязнения окружающую среду, но и сэкономить ценный материал.

Для удаления пыли из выбросов тепловых электростанций широко применяют электрофильтры. Это сооружения высотой с 10--15-этажный дом. Они улавливают летучую золу, образующуюся при сжигании твердого топлива. Специалисты работают над совершенствованием конструкций этих аппаратов, повышением их эффективности и надежности. Последний образец рас считан на производительность более миллиона кубометров газа в час, который используется в качестве сырья для производства строительных материалов.

4. Кислотные осадки

Дождь, снег или дождь со снегом, имеющие повышенную кислотность. Кислотные осадки возникают главным образом из-за выбросов оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа). Растворяясь в атмосферной влаге, эти оксиды образуют слабые растворы серной и азотной кислот и выпадают в виде кислотных дождей.

Относительная кислотность раствора выражается индексом рН (кислотность определяется наличием свободных ионов водорода Н+; рН - это показатель концентрации ионов водорода). При рН = 1 раствор представляет собой сильную кислоту (как электролит в аккумуляторной батарее); рН = 7 означает нейтральную реакцию (чистая вода), а рН = 14 - это сильная щелочь (щелок). Поскольку рН измеряется в логарифмической шкале, водная среда с рН = 4 в десять раз более кислая, чем среда с рН = 5, и в сто раз более кислая, чем среда с рН = 6.

Обычная незагрязненная дождевая вода имеет рН = 5,65. Кислотными называются дожди с рН менее 5,65. Главными источниками оксидов серы (SO2 и SO3), обусловливающих образование серной кислоты, являются тепловые электростанции, работающие на нефти и угле, а также металлургические заводы. Оксид азота (NO) и диоксид азота (NO2), из которых образуется азотная кислота, поступают в атмосферу примерно в равных количествах от тепловых электростанций, работающих на нефтепродуктах и угле, и с выхлопными газами автомобильных двигателей. Сравнительно небольшое количество соляной кислоты в атмосферных осадках образуется в результате аккумуляции газообразного хлора от различных природных и промышленных источников. Кислотные дожди могут также выпадать при поступлении в атмосферу серной кислоты и азотсодержащих газов (диоксида азота NO2 и аммиака NH3) от естественных источников (например, при извержении вулканов).

Разные природные обстановки различным образом реагируют на повышение кислотности. Кислотные осадки могут привести к изменению химических свойств почвы и воды. Там, где вода в реках и озерах стала довольно кислой (рН менее 5), например, в горах Адирондак (шт. Нью-Йорк, США) или в южных районах Норвегии и Швеции, исчезает рыба. При нарушении трофических цепей сокращается число видов водных животных, водорослей и бактерий. В городах кислотные осадки ускоряют процессы разрушения сооружений из мрамора и бетона, памятников и скульптур.