Механическая очистка газов

К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, в которых использованы различные механизмы осаждения: гравитационный (пылеосадительная камера), инерционный (камеры, осаждение пыли в которых происходит в результате изменения направления движения газового потока или установки на его пути препятствия) и центробежный.

Гравитационное осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без изменения направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах. Для уменьшения высоты осаждения частиц в осадительных камерах установлено на расстоянии 40-100 мм множество горизонтальных полок, разбивающих газовый поток на плоские струи. Производительность осадительных камер П = sw0, где S — площадь горизонтального сечения камеры, или общая площадь полок, м2; w0 — скорость осаждения частиц, м/с. Гравитационное осаждение действенно лишь для крупных частиц диаметром более 50-100 мкм, причем степень очистки составляет не .выше 40-50%. Метод пригоден лишь для предварительной, грубой очистки газов.

Инерционное осаждение основано на стремлении взвешенных частиц сохранять первоначальное направление движения при изменении направления газового потока. Среди инерционных аппаратов наиболее часто применяют жалюзийные пылеуловители с большим числом щелей (жалюзи). Газы обеспыливаются, выходя через щели и меняя при этом направление движения, скорость газа на входе в аппарат составляет 10-15 м/с. Гидравлическое сопротивление аппарата 100 - 400 Па (10 - 40 мм вод. ст.). Частицы пыли с d < 20 мкм в жалюзийных аппаратах не улавливаются. Степень очистки в зависимости от дисперсности частиц составляет 20-70%. Инерционный метод можно применять лишь для грубой очистки газа. Помимо малой эффективности недостаток этого метода - быстрое истирание или забивание щелей.

Данные аппараты отличаются простотой изготовления и эксплуатации, их достаточно широко используют в промышленности. Но эффективность улавливания не всегда достаточна.

Центробежные методы очистки газов основаны на действии центробежной силы, возникающей при вращении очищаемого газового потока в очистном аппарате или при вращении частей самого аппарата. В качестве центробежных аппаратов пылеочистки применяют циклоны различных типов: батарейные циклоны, вращающиеся пылеуловители (ротоклоны) и др. Циклоны наиболее часто применяют в промышленности для осаждения твердых аэрозолей. Газовый поток подается в цилиндрическую часть циклона тангенциально, описывает спираль по направлению к дну конической части и затем устремляется вверх через турбулизованное ядро потока у оси циклона на выход. Циклоны харак­теризуются высокой производительностью по газу, простотой устройства, надежностью в работе. Степень очистки от пыли зависит от размеров частиц. Для циклонов высокой производительности, в частности батарейных циклонов (производительностью более 20000 м3/ч), степень очистки составляет около 90% при диаметре частиц d > 30 мкм. Для частиц с d = 5-30 мкм степень очистки снижается до 80%, а при d == 2-5 мкм она составляет менее 40%. Диаметр частиц, улавливаемых циклоном на 50%, можно опреде­лить по эмпирической формуле

Гидравлическое сопротивление высокопроизводительных циклонов составляет около 1080 Па. Циклоны широко применяют при грубой и средней очистке газа от аэрозолей.

Другим типом центробежного пылеуловителя служит ротоклон, состоящий из ротора и вентилятора, помещенного в осадительный кожух. Лопасти вентилятора, вращаясь, направляют пыль в канал, который ведет в приемник пыли.

Циклонные аппараты наиболее распространены в промышленности, так как у них отсутствуют движущиеся части в аппарате и высокая надежность работы при температуре газов до 5000С, улавливание пыли в сухом виде, почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата, простота изготовления, высокая степень очистки.

Недостатки: высокое гидравлическое сопротивление 1250-1500 Па, плохое улавливание частиц размером меньше 5мкм.

Для очистки газов используют также фильтры. Фильтрация основана на прохождении очищаемого газа через различные фильтрующие материалы. Фильтрующие перегородки состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие типы.

Гибкие пористые перегородки – тканевые материалы из природных, синтетических или минеральных волокон, нетканные волокнистые материалы (войлоки, бумаги, картон) ячеистые листы (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры).

Фильтрация - весьма распространенный прием тонкой очистки газов. Ее преимущества - сравнительная низкая стоимость оборудования (за исключением металлокерамических фильтров) и высокая эффективность тонкой очистки. Недостатки фильтрации высокое гидравлическое сопротивление и быстрое забивание фильтрующего материала пылью.

Физико-химические методы очистки выбросов газообразных веществ

1 Метод абсорбции – заключается в поглощении отдельных компонентов газообразной смеси абсорбентом (поглотителем) в качестве которого выступает жидкость.

В качестве абсорбентов применяют воду, растворы аммиака, едких и карбонатных щелочей, солей марганца, этаноламины, масла, суспензии гидроксида кальция, оксидов марганца и магния, сульфат магния и др. Например, для очистки газов от аммиака, хлористого и фтористого водорода в качестве абсорбента используют воду, для улавливания водяных паров – серную кислоту, для улавливания ароматических углеводородов – масла.

Абсорбционная очистка - непрерывный и, как правило, циклический процесс, так как поглощение примесей обычно сопровождается регенерацией поглотительного раствора и его возвращением в начале цикла очистки.

Для реализации процесса очистки применяют абсорберы различных конструкций (пленочные, насадочные, трубчатые и др.). Наиболее распространен насадочный скруббер, применяемый для очистки газов от диоксида серы, сероводорода, хлороводорода, хлора, оксида и диоксида углерода, фенолов и т. д.

Абсорбционные методы характеризуются непрерывностью и универсальностью процесса, экономичностью и возможностью извлечения больших количеств примесей из газов. Недостаток этого метода в том, что насадочные скрубберы, барботажные и даже пенные аппараты обеспечивают достаточно высокую степень извлечения вредных примесей (до ПДК) и полную регенерацию поглотителей только при большом числе ступеней очистки. Поэтому технологические схемы мокрой очистки, как правило, сложны, многоступенчаты и очистные реакторы (особенно скрубберы) име­ют большие объемы.

2. Метод хемосорбции – основан на поглощении газов и паров твердыми и жидкими поглотителями, в результате чего образуются мало летучие и малорастворимые соединения. Большинство хемосорбционных процессов газоочистки обратимы, т. е. при повышении температуры поглотительного раствора химические соединения, образовавшиеся при хемосорбции, разлагаются с регенерацией активных компонентов поглотительного раствора и с десорбцией поглощенной из газа примеси. Хемосорбция в особенности применима для тонкой очистки газов при сравнительно небольшой начальной концентрации примесей.

3. Метод адсорбции - основан на улавливании вредных газовых примесей поверхностью твердых тел, высокопористых материалов, обладающих развитой удельной поверхностью.

Адсорбционные методы применяют для различных технологических целей — разделение парогазовых смесей на компоненты с выделением фракций, осушка газов и для санитарной очистки газовых выхлопов. В последнее время адсорбционные методы выходят на первый план как надежное средство защиты атмосферы от токсичных газообразных веществ, обеспечивающее возможность концентрирования и утилизации этих веществ.

Промышленные адсорбенты, чаще всего применяемые в газоочистке, — это активированный уголь, силикагель, алюмогель, природные и синтетические цеолиты (молекулярные сита). Основные требования к промышленным сорбентам — высокая поглотительная способность, избирательность действия (селективность), термическая устойчивость, длительная служба без изменения структуры и свойств поверхности, возможность легкой регенерации. Известны различные конструкции адсорбентов (вертикальные, используемые при малых расходах, горизонтальные, при больших расходах, кольцевые). Очистку газа осуществляют через неподвижные слои адсорбента и движущиеся слои. После очистки адсорбер переключается на регенерацию. Адсорбционная установка, состоящая из нескольких реакторов, работает в целом непрерывно, так как одновременно одни реакторы находятся на стадии очистки, а другие — на стадиях регенерации, охлаждения и др.

Общие достоинства адсорбционных методов очистки газов:

1) глубокая очистка газов от токсичных примесей;

2) сравнительная легкость регенерации этих примесей с превращением их в товарный продукт или возвратом в производство; таким образом осуществляется принцип безотходной технологии. Адсорбционный метод особенно рационален для удаления токсических примесей (органических соединений, паров ртути и др.), содержащихся в малых концентрациях, т. е. как завершающий этап санитарной очистки отходящих газов.

Недостатки большинства адсорбционных установок — периодичность

4. Метод каталитического окисления

Действие катализаторов проявляется в промежуточном химическом взаимодействии катализатора с реагирующими веществами, в результате чего образуется промежуточные соединения. В результате каталитических реакций примеси, находящиеся в газе, превращаются в другие соединения, т. е. в отличие от рассмотренных методов примеси не извлекаются из газа, а трансформируются в безвредные соединения, присутствие которых допустимо в выхлопном газе, либо в соединения, легко удаляемые из газового потока.

В качестве катализаторов применяют металлы и их соединения (оксиды меди, марганца и др.) Катализаторы имеют вид шаров, колец или другую форму Если образовавшиеся вещества подлежат удалению, то тре­буются дополнительные операции (например, извлечение жидкими или твердыми сорбентами).

Каталитические методы получают все большее распространение благодаря глубокой очистке газов от токсичных примесей (до 99,9%) при сравнительно невысоких температурах и обычном давлении, а также при весьма малых начальных концентрациях примесей. Каталитические методы позволяют утилизировать реакционную теплоту, т.е. создавать энерготехнологические системы. Установки каталитической очистки просты в эксплуатации и ма­логабаритны.

Недостаток многих процессов каталитической очистки — образование новых веществ, которые подлежат удалению из газа другими методами (абсорбция, адсорбция), что усложняет установку и снижает общий экономический эффект.

5.Термический метод заключается в очистке газов перед выбросом в атмосферу путем высокотемпературного дожигания.

Термические методы обезвреживания газовых выбросов применимы при высокой концентрации горючих органических загрязнителей или оксида углерода. Простейший метод — факельное сжигание — возможен, когда концентрация горючих загрязнителей близка к нижнему пределу воспламенения. В этом случае примеси служат топливом, температура процесса 750—900 °С и теплоту горения примесей можно утилизировать.

Когда концентрация горючих примесей меньше нижнего предела воспламенения, то необходимо подводить некоторое количество теплоты извне. Чаще всего теплоту подводят добавкой горючего газа и его сжиганием в очищаемом газе. Горючие газы проходят систему утилизации теплоты и выбрасываются в атмосферу. Такие энерготехнологические схемы применяют при достаточно высоком содержании горючих примесей, иначе возрастает расход добавляемого горючего газа.

 

Рассеивание пылегазовых выбросов в атмосферу.

При любом способе очистке, часть пыли и газов остается в воздухе, выбрасываемом в атмосферу. Рассеивание газовых выбросов используют для снижения опасных концентраций примесей до уровня соответствующего ПДК. Используют различные технологические средства для осуществления процесса рассеивания: трубы, вентиляционные устройства.

На процессы рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы, расположение предприятий и источников выбросов, характер местности и т. д. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное – распределением температур в вертикальном направлении.

При распределении концентрации вредных веществ в атмосфере над факелом организованного высокого источника выброса выделяют 3 зоны загрязнения атмосферы:

Рис.

1. Переброс факела выбросов, характеризующийся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы.

2. Зона задымления с максимальным содержанием вредных веществ и постепенное снижение уровня загрязнения. Эта зона является наиболее опасной для населения. Размеры этой зоны в зависимости от метеорологических условий находятся в пределах 10-49 высоты трубы.

3. Зона постепенного снижения уровня загрязнения.

При невозможности достигнуть ПДК очисткой иногда применяют многократное разбавление токсичных веществ или выброс газов через высокие дымовые трубы для рассеивания примесей в верхних слоях атмосферы.

Метод достижения ПДК с помощью «высоких труб» служит лишь паллиативом, так как не предохраняет атмосферу, а лишь переносит загрязнения из одного района в другие.

 

Устройство санитарно-защитных зон

Санитарно-защитная зона устанавливается для источников загрязнения атмосферного воздуха и неблагоприятного воздействия физических факторов.

Санитарно-защитная зона отделяет территорию промышленной площадки от жилой застройки ландшафтно-рекреационной зоны отдыха с обязательным обозначением границ специальными информационными знаками.

Гигиенические требования к размеру СЗЗ и требования к организации и благоустройству регламентируется САНПиН 2.2.1/2.1.1.1.200-03 «Санитарно-защитная зона и санитарная классификация предприятий, сооружений и других объектов».

Границей жилой застройки является линия, ограничивающая размещение жилых зданий и отстоящая от красной линии на расстоянии, определенной Градостроительными нормативами.

Красная линия отделяет территорию улично-дорожной сети. За пределы красной линии в сторону улицы или площадки не должны выступать здания и сооружения.

СЗЗ является обязательным элементом любого объекта, который является источником воздействия на среду обитания, здоровье человека.

При разработке санитарно-защитной зоны (СЗЗ) принимается следующий ряд понятий:

· зона загрязнения;

· зона влияния выбросов предприятия;

· разрыв от источников производственных выбросов;

· санитарно-защитная зона.

Под понятием «зона загрязнения» имеется в виду территория вокруг источника загрязнения, в пределах которой приземный слой атмосферы загрязнен вредными веществами, содержащимися в производственных выбросах, в концентрациях превышающих допустимые нормы.

Под понятием «зона влияния выбросов предприятия» понимается территория в пределах которой приземный слой атмосферы загрязнен вредными веществами, содержащимися в производственных выбросах предприятия, в концентрациях до 0,01 ПДК включительно.

Под понятием «разрыв от источников производственных выбросов» имеется в виду расстояние от источника выбросов, на котором достигается уровень допустимой концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы.

Под понятием СЗЗ имеется в виду часть зоны загрязнения в пределах между границей промышленного предприятия и границей селитебной зоны (заселенной территории населенного пункта).

Применительно к предприятиям, выделяющим в атмосферу вредные и неприятно пахнущие вещества, санитарно-защитная зона определяется как часть зоны загрязнения атмосферы промышленного предприятия и условной границей, на которой содержание загрязнений не превышает допустимых для селитебных территорий норм.

СЗЗ предназначена для:

· обеспечения требуемых гигиенических норм содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ, уменьшения отрицательного воздействия предприятий, транспортных коммуникаций, линий электропередач на окружающее население, факторов физического воздействия – шума, повышенного уровня вибрации, инфразвука, электромагнитных волн и статического электричества;

· создания архитектурно-эстетического барьера между промышленной и жилой частью при соответствующем её благоустройстве;

· организации дополнительных озелененных площадей с целью усиления ассимиляции и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха, а также повышения активности процесса диффузии воздушных масс и локального благоприятного влияния на климат.

Санитарно-защитная зона должна иметь последовательную проработку ее территориальной организации, озеленения и благоустройства на всех этапах разработки всех видов градостроительной документации, проектов строительства, реконструкции и эксплуатации отдельного предприятия и/или группы предприятий.

В санитарно-защитной зоне не допускается размещение коллективных или индивидуальных дачных и садово-огородных участков, размещение спортивных сооружений, парков, образовательных и детских учреждений, лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений общего пользования.

Не допускается размещать объекты по производству лекарственных веществ, лекарственных средств и (или) лекарственных форм, склады сырья и полупродуктов для фармацевтических предприятий; объекты пищевых отраслей промышленности, оптовые склады продовольственного сырья и пищевых продуктов, комплексы водопроводных сооружений для подготовки и хранения питьевой воды, которые могут повлиять на качество продукции

В границах санитарно-защитной зоны допускается размещать:

· сельхозугодья для выращивания технических культур, не используемых для производства продуктов питания;

· предприятия, их отдельные здания и сооружения с производствами меньшего класса вредности, чем основное производство. При наличии у размещаемого в СЗЗ объекта выбросов, аналогичных по составу с основным производством, обязательно требование - не превышение гигиенических нормативов на границе СЗЗ и за ее пределами при суммарном учете;

Различают 3 типа зон:

Круговые, при полном окружении предприятия жилой застройкой;

Секторные, при частичном окружении предприятия жилой застройкой и примыкания завода к естественной природной преграде.

Трапециидальные, при отрыве предприятия от селитебной зоны.

Устройство сан-защитных зон – вспомогательное средство защиты, так как очень дорогостоящее мероприятие, это увеличение протяженности дорог, коммуникаций и т.д.

Архитектурно-планировочные мероприятия включают правильное взаимное размещение источников выброса в населенных пунктах с учетом направления ветра, выбор под застройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами, сооружение автомобильных дорог в обход населенных пунктов и др.

 

 

Охрана гидросферы

В зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей) сточные воды подразделяются на 3 основных категории:

Производственные — использованные в технологическом процессе производства (для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.). Производственные сточные воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут находиться ядовитые вещества (напр., синильная кислота, фенол, содержание мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырье). Воду, используемую в промышленности подразделяют на: охлаждающую, технологическую и энергетическую.

Вода часто служит для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах, в этом случае она лишь нагревается.

В промышленности 65-80% расхода воды используют для охлаждения.

Технологическая вода непосредственно контактирует с продуктами и изделиями.

Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагревания оборудования, помещений, продуктов.

Бытовые – сточные воды, образующиеся в процессе жизнедеятельности людей. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами.

Атмосферные - дождевые и талые воды.

Для защиты гидросферы от загрязнения сточными водами используют такие мероприятия как:

- очистка сточных вод;

- использование оборотного водоснабжения.

 

Очистка сточных вод

При выборе способа очистки примесей учитывают не только их состав в сточных водах, но и требования, которым должны удовлетворять очищенные воды: при сбросе в водоем – ПДС и ПДК, а при использовании очищенных сточных вод в производстве - те требования, которые необходимы для осуществления конкретных технологических процессов.

 

Механические способы очистки сточных вод

Процеживание

Это первичная стадия очистки сточных вод – предназначена для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей размером до 25мм. Процеживание осуществляется пропусканием воды через решетки и волокноуловители.

Решетки изготавливаются из металлических стержней с зазорами между ними 5-25 мм, устанавливают в коллекторах сточных вод вертикально или под углом 60-700 к горизонту. Скорость движения сточных вод в зазоре между стержнями решетки не должна превышать значений 0,8-1 м/с при максимальном расходе сточных вод.

Отстаивание.

Основано на особенностях осаждения твердых частиц в жидкости и осуществляют в песколовках и отстойниках.

Песколовки применяют для выделения частиц песка. В зависимости от направления движения сточной воды песколовки делятся на горизонтальные с прямолинейным и круговым движением воды, вертикальные и аэрируемые. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки.

Удаление осадка из шламосборника осуществляют, как правило, ежесуточно. Глубина песколовки 0,25 –1 м.

Отстойники используют для выделения из сточных вод твердых частиц, размером менее 0,25 мм. По направлению движения сточных вод делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные и комбинированные.

Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные резервуары, имеющие два и более одновременно работающих отделения.

Глубина отстойников равна Н = 1,5 – 4 м, длина 8 – 12Н, ширина коридора 3 – 6м.

Равномерное распределение сточной воды достигается при помощи поперечного лотка, эффективность отстаивания достигает 60%, применяют при расходах воды свыше 15000 м3/сут.

Фильтрование.

Применяют для выделения из сточных вод тонкодисперсных твердых или жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу.

В процессе очистки сточных вод приходится иметь дело с большим количеством воды, поэтому применяют фильтры, для работы которых не требуется высоких давлений, то есть фильтры с сетчатыми элементами (микрофильтры и барабанные сетки) и фильтры с фильтрующим зернистым слоем.

В зернистых фильтрах широко используют в качестве фильтроматериалов кварцевый песок, дробленный шлак, гравий и т. д. Их изготавливают однослойными и многослойными.

Поступает сточная вода по коллектору, равномерно распределяясь по сечению фильтра. И поток воды проходит через слои гравия и песка и через перфорированное днище через трубопровод выводится из фильтра. Регенерацию фильтра осуществляют продувкой сжатого воздуха, подаваемого в фильтр по трубопроводу и с последующей обратной промывкой водой через вентиль.

 

Физико-химические методы очистки сточных вод

К физико-химическим методам очистки сточных вод относят коагуляцию, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, ректификацию, выпаривание, дистиляцию и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких), растворимых газов, минеральных и органических веществ.

Коагуляция – процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей.

Для этого в сточной воде добавляют специальные вещества - коагулянты. Коагулянты образуют в воде хлопья гидрроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси.

Флотация. Суть метода заключается в том, что при сближении поднимаются в воде пузырька воздуха с твердой гидрофобной частицей происходит процесс слипания. Затем комплекс пузырек – частица поднимается на поверхность воды, где пузырьки собираются, и возникает пенный слой с более высокой концентрацией частиц.

Достоинствами флотации является непрерывность процесса, широкий диапазон применения, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, высокая степень очистки (95-98%), возможность рекуперации удаляемых веществ. Флотация сопровождается аэрацией сточных вод. Различают следующие способы флотационной обработки сточных вод:

1. С выделением воздуха из растворов. За счет уменьшения давления.

2. С механическим диспергированием воздуха. За счет вращения импеллера в жидкости возникает большое число мелких вихревых потоков, которые разбиваются на пузырьки определенной величины.

3. С подачей воздуха через пористые материалы. При пропускании воздуха через пористые керамические пластины получаются мелкие пузырьки.

4. Электрофлотацию.

5. Химическая флотация. При введении в сточные воды некоторых веществ протекают химические процессы с выделением газов: О2, СО2, .

Адсорбция.

Адсорбционные методы очистки широко применяют для глубокой очистки сточных вод. Она может быть регенеративной (то есть с извлечением вещества из адсорбента и его утилизацией) и деструктивной (с уничтожением адсорбентов вместе с извлеченными веществами из сточных вод).

Эффективность очистки 80-95% в зависимости от химической природы адсорбента, величины адсорбционной поверхности и ее доступности. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, синтетические сорбенты и некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки и др.).

Процесс адсорбционной очистки сточных вод ведут при интенсивном перемешивании адсорбента с водой, при фильтровании воды через слой адсорбента.

Биохимические методы очистки

Биохимические методы применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических веществ. Процесс основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности, органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода. Микроорганизмы культивируются в активном иле или биопленке.

Активный ил состоит из живых организмов и твердого субстрата. Живые организмы представлены скоплениями бактерий, простейшими червями, плесневыми грибами, дрожжами, редко – личинками насекомых, рачков, а также водорослями. Биопленка растет на наполнителях биофильтра, она имеет вид слизистых обрастаний толщиной 1-3 мм и более.

Очистка в природных условиях

Аэробные процессы биохимической очистки могут протекать в природных условиях и в искусственных сооружениях. На полях орошения, фильтрации и биологических прудах.

Поля орошения.

Это специально подготовленные земельные участки, используемые одновременно для очистки сточных вод и агрокультурных целей. Очистка сточных вод идет под действием почв микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений.

Если на полях не выращивается с/х культуры и они предназначены только для биологической очистки сточных вод, то они называются полями фильтрации.

Достоинства полей орошения:

1. Снижаются капитальные и эксплуатационные затраты.

2. Обеспечивается получение высоких и устойчивых урожаев с/х растений.

3. Вовлекается в с/х оборот малопродуктивной земли.

Биологические пруды.

Представляют собой каскад прудов, состоящий из 3-5 ступеней, через которые с небольшой скоростью протекает сточная вода. Пруды предназначены для биологической очистки и для доочистки сточных вод в комплексе с другими очистными сооружениями. Различают пруды с естественной или искусственной аэрацией.

Пруды с естественной аэрацией имеют небольшую глубину (0,5 – 1 м), хорошо прогреваются солнцем и заселены водными организмами. В зимнее время пруды не работают.

 

Очистка в искусственных сооружениях

Искусственными сооружениями является аэротенки и биофильтры разной конструкции. В искусственных сооружениях процессы очистки протекают с большей скоростью.

Аэротенками называются ж/б аэрируемые резервуары. Процесс очистки в аэротенках идет по мере протекания через него аэрированной смеси сточных вод и активного ила. Аэрация необходима для насыщения воды кислородом и поддержания ила во взвешенном состоянии.

Аэротенк – это открытый бассейн, оборудованный устройствами для принудительной аэрации. Они бывают 2, 3, 4 – коридорными. Глубиной 2-5 м.

Биофильтры – это сооружения, в корпусе которых размещается кусковая насадка (загрузка). Сточная вода фильтруется через слой загрузки, покрытой пленкой из микроорганизмов, которые окисляют органические вещества, используя их как источники питания и энергии. И масса активной пленки увеличивается. Отработанная (омертвевшая) биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.

В качестве загрузки используют: щебень, гравий, шлак, керамзит, керамические кольца, кубы и т.д.

 

 

Оборотное водоснабжение

Наиболее перспективный путь снижения потребления свежей воды – это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения. Схемы оборотного водоснабжения показаны на рис. 1. При оборотном водоснабжении следует предусмотреть необходимую очистку сточной воды, обработку и использование сточной воды.




а) с охлаждением воды б)с очисткой воды в) с очисткой и охлаждением воды

Рис. 1: Схема оборотного водоснабжения.

П - производство; НС - насосная станция; OX - охлаждение воды; ОС - очистка сточной вод.

В схеме (а) вода является теплоносителем и в процессе использования не загрязняется, а нагревается, перед повторным использованием ее охлаждают в прудах. В схеме (б) воду перед повторным использованием очищают- В схеме (н) воду очищают и охлаждают. Во всех случаях свежая вода добавляется лишь на восполнение потерь.

При оборотном водоснабжении необходимо предусмотреть необходимую очистку сточных вод, охлаждение оборотной воды. Применение оборотного водоснабжения позволяет в 10-50 раз уменьшить потребление природной воды. При оборотном водоснабжении значительно уменьшаются капитальные и эксплутационные затраты. Во всех отраслях промышленности доля оборотной воды непрерывно возрастает.

Оборотную воду в основном используют в теплообменной аппаратуре для отведения избыточного тепла.

Для предотвращения инкрустации, коррозии, биологического обрастания часть оборотной воды выводят из системы (продувочная вода), добавляя свежую воду из источника или очищенные сточные воды.

 

ВОДООХРАННЫЕ ЗОНЫ

Водоохранные зоны являются одним из видов экологических зон, создаваемых для предупреждения вредного воздействия хозяйственной деятельности на водные объекты. предупреждения вредного

К полномочиям РФ относится определение порядка установления водоохранных зон, прибрежных защитных полос водных объектов, режим использования их территорий. 23 ноября 1996 г. правительство РФ утвердило Положение о водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных полосах, действующее на всей территории РФ.

Согласно Положению водоохранная зона представляет собой территорию, примыкающую к акваториям рек, озер, водохранилищ и других поверхностных водных объектов, на которой устанавливается специальный режим хозяйственной или иных видов деятельности. В ее пределах выделяется прибрежная защитная полоса с более строгим охранительным режимом, на которой вводятся дополнительные ограничения природопользования

Установление водоохранных зон направлено на обеспечение предотвращения загрязнения, засорения, заиления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира водоемов.Водоохранные зоны являются одним из

Размеры и границы водоохранных зон и прибрежных защитных полос, а также их режим определяются исходя из физико - географических, почвенных, гидрологических условий с учетом прогноза изменения береговой линии водных объектов. Они утверждаются органами исполнительной власти субъектов РФ по представлению бассейновых и других территориальных органов управления использованием и охраной водного фонда Министерства природных ресурсов РФ, согласованному со специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, органами санитарно- эпидемиологического надзора и органами Федеральной пограничной службы РФ в соответствии с их положениями.ви

Ширина водоохранных зон и прибрежных защитных полос устанавливается:

- для рек, стариц и озер - от среднемноголетнего уреза воды в летний период;создаваемых для предупреждения вредного воздействи

- для водохранилищ - от уреза воды при нормальном подпорном уровне;

- для морей - от максимального уровня прилива;хозяйственной д

- для болот - от их границы (нулевой глубины торфяной залежи)
Для болот в истоках рек, а также для других болот, формирующих сток в водосборном бассейне, водоохранные зоны устанавливаются на прилегающих к ним территориях.

Минимальная ширина водоохранных зон рек устанавливается от 50 до 500 м в зависимости от их протяженности, для истоков рек - радиусом не менее 50 м.

Минимальная ширина водоохранных зон для озер и водохранилищ принимается при площади акватории до 2 кв. км - 300 м, от 2 кв. км и более - 500 м. Те же принципы применяются для определения ширины водоохранных зон верховых болот, формирующих сток постоянных водотоков.

Границы водоохранных зон магистральных и межхозяйственных каналов совмещаются с границами полос отвода земель под эти каналы

Размеры и границы водоохранных зон на территории городов и других поселений устанавливаются исходя из конкретных условий планировки и застройки в соответствии с утвержденными генеральными планами. Для участков рек, заключенных в закрытые коллекторы, водоохранные зоны не устанавливаютсяеятельности

Минимальная ширина прибрежных защитных полос устанавливается в зависимости от видов угодий и крутизны склонов территорий, прилегающих к водному объекту, и колеблется от 15 до 100 м.

Ширина прибрежных защитных полос для участков водоемов, имеющих особо ценное рыбохозяйственное значение (места нереста, зимовальные ямы, нагульные участки), устанавливается не менее 100 м независимо от уклона и характера прилегающих земельо

Для морей и горных рек ширина прибрежных защитных полос определяется в каждом конкретном случае с учетом изложенных общих.

В городах и других поселениях при наличии ливневой канализации и набережной допускается границу прибрежных защитных полос совмещать с парапетом набережной.

Проектирование водоохранных зон и прибрежных защитных полос осуществляется на основе нормативно - методических документов, утверждаемых МПР России по согласованию со специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды.ъекты

Проекты водоохранных зон утверждаются органами исполнительной власти субъектов РФ по представлению бассейновых и других территориальных органов управления использованием и охраной водного фонда Министерства природных ресурсов РФ предоставленных в установленном порядке проекты водоохранных зон проходят согласование и экологическую экспертизу. Общие требования проведения экологической экспертизы проектных материалов определены ст. 35 - 38 Закона РФ «Об охране окружающей природной среды».

Границы прибрежных полос на местности закрепляются специальными знаками. Для водохранилищ, предоставленных в обособленное пользование, это делают водопользователи, в остальных случаях - бассейновые и другие территориальные органы управления использованием и охраной водного фонда.

До утверждения проектов минимальные размеры водоохранных зон и прибрежных защитных полос должны быть нанесены на генеральные планы застройки городов, других поселений, планы землепользования, а также иные планово-картографические материалы.

Об установленных границах водоохранных зон и прибрежных защитных полос должно быть проинформировано население. До сведения населения должно быть доведено содержание режима на указанных территориях.

Положением в пределах водоохранных зон запрещено:

- проведение авиационно-химических работ;

- применение химических средств борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками;

- использование навозных стоков для удобрения почв;

- размещение складов ядохимикатов, минеральных удобрений и горюче-смазочных материалов; площадок для заправки аппаратуры ядохимикатами, животноводческих комплексов и ферм, мест складирования и захоронения промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов, кладбищ и скотомогильников, накопителей сточных вод;

- складирование навоза и мусора;

- заправка топливом, мойка и ремонт автомобилей и других машин и механизмов;

- размещение дачных и садово-огородных участков при ширине водоохранной зоны менее 100 м и крутизне склонов прилегающих территорий более 3 градусов;

- размещение стоянок транспортных средств, в том числе на территориях дачных и садово-огородных участков;

- проведение рубок главного пользования;

- проведение без согласования с бассейновыми и другими территориальными органами управления использованием и охраной водного фонда Министерства природных ресурсов РФ строительства и реконструкции зданий, сооружений, коммуникаций и других объектов, а также работ по добыче полезных ископаемых, землеройных и других работ.

На расположенных в пределах водоохранных зон приусадебных, дачных, садово-огородных участках должны соблюдаться правила их использования, исключающие загрязнение, засорение и истощение водных объектов

На территориях водоохранных зон разрешается проведение рубок промежуточного пользования и других лесохозяйственных мероприятий, обеспечивающих охрану водных объектов

В пределах прибрежных защитных полос дополнительно к указанным ограничениям запрещается:

- распашка земель;

- применение удобрений;

- складирование отвалов размываемых грунтов;

- выпас и организация летних лагерей скота (кроме использования традиционных мест водопоя), устройство купочных ванн;

- установка сезонных стационарных палаточных городков, размещение дачных и садово-огородных участков и выделение участков под индивидуальное строительство;

- движение автомобилей и тракторов, кроме автомобилей специального назначения.

Участки земель в пределах прибрежных защитных полос предоставляются для размещения объектов водоснабжения, рекреации, рыбного и охотничьего хозяйства, водозаборных, портовых и гидротехнических сооружений при наличии лицензий на водопользование, в которых устанавливаются требования по соблюдению водоохранного режима.

Прибрежные защитные полосы, как правило, должны быть заняты древесно-кустарниковой растительностью или залужены

При установлении на водных объектах зон санитарной охраны источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения минимальные размеры водоохранных зон и режим хозяйственной деятельности в них определяется санитарными правилами и нормами