Файл: Тема Введение в безопасность. Вредные и опасные производственные факторы Цель получение практических навыков идентификации опасных и вредных производственных факторов, профессиональных рисков на рабочем месте.docx

Рис. 4.7.Пример насадочного скруббера
Абсорбция –поглощение газа жидкостью с помощью растворения или же избирательной химической реакции.

Абсорбция бывает полной (газ растворяется полностью) или частичной (растворяется только часть газа). На уровень абсорбции влияют как химические факторы –тип поглощающей жидкости и газа, так и физические факторы –площадь соприкосновения газа и жидкость, температура и давление в рабочей камере.

Процесс абсорбции протекает в специальных устройствах – абсорберах, которые представляют из себя вертикальный корпус, внутри него – тарелкообразные насадки, на которые поступает жидкость. Газ, контактируя с жидкостью, абсорбируется, после чего очищенный воздух выводится в атмосферу.



Рис. 4.8. Пример абсорбера

Адсорбция–процесс поглощения газа из воздушного потока твердым веществом (адсорбентом). На сегодняшний день самыми популярными адсорбентами являются активированный уголь и оксидные адсорбенты. Как и в случае с абсорбцией, качество очистки зависит от исходного материала, применяемого адсорбента, а также от физических показателей –температуры и давления (идеальные условия –низкая температура и высокое давление в рабочей камере).

Адсорбционная установка –аппарат для очистки воздуха путем адсорбции – представляет из себя емкость, заполненную адсорбентом. Загрязненный поток газа подается под давлением на рабочую поверхность, очищенный газ выводится через патрубок в верхней части аппарата. Стоит отметить, что поглощающая способность адсорбера ограничена, тут можно провести аналогию с фильтром, который со временем забивается. Для достижения непрерывной работы существуют сдвоенные адсорбционныеустановки, которые состоят из двух емкостей, работающих поочередно, пока в одной емкости очищается газ, в другой регенерирует адсорбент, и наоборот.


Рис. 4.9.Пример сдвоенной адсорбционной установки

Сжигание– способ очистки газа путем термической обработки. Очень эффективен для удаления горючих органических компонентов из газовой среды (например, попутного газа). Способ простой и действенный, но имеющий свои недостатки, так как в процессе горения выделяются углекислый газ, оксид серы, хлористый водород и оксид азота, поэтому для полной очистки исходного материала потребуются дополнительные очистные средства.

---

Сжигание газа происходит в специальных печах, температура в рабочей камере примерно 600–800 градусов Цельсия. Для предотвращения образования сажи в рабочую камеру подают водяной пар, который улавливает мелкодисперсные частицы.



Рис. 4.10. Пример печи для сжигания

Конденсация– метод очистки воздуха путем конденсирования необходимой газовой фракции. В основе метода – свойство вещества менять свое агрегатное состояние под воздействием температуры (самый простой пример – вода, которая в зависимости от температуры существует в трех агрегатных состояниях – лед, жидкость, пар).

Способ не является универсальным в силу своей специфичности – необходимо, чтобы температура конденсации отделяемого газа была ниже, чем температура конденсации газа-носителя. Если же температура конденсации газов близка, то их разделение с помощью конденсации невозможно.

Очистка происходит в специальных конденсаторах, внутри которых располагаются охлаждающие трубки, заполненные хладагентом. Поток воздуха проходит через конденсатор, газ конденсируется на трубках, а очищенный воздух выводится из аппарата.



Рис. 4.11. Пример конденсата

«Катализация– процесс очистки воздуха, путем использования катализаторов – активных веществ, которые при взаимодействии с газами в воздушном потоке в ходе химической реакции преобразуют вещество в менее вредное или же полностью безвредное. К примеру, на предприятиях используют окись хрома для превращения опасной окиси углерода (угарный газ) в менее вредную двуокись углерода (углекислый газ)» [4].

«Каталитическая очистка происходит в катализационных реакторах, которые представляют из себя вертикальные емкости, внутри которых находится тарелкообразная насадка, где располагается химический катализатор. Реактор также может быть оснащен дополнительными устройствами для нагрева или охлаждения газа (если каталитическая реакция проходит при определенной температуре), отвода тепла (если каталитическая реакция – экзотермическая) и т.д.» [4].
2. Методы очистки воды
Для очистки сточных вод применяют механические, химические, физико-химические и биологические методы. Выбор метода зависит от множества факторов

---

, в частности, от требований к качеству очищенных сточных вод, от места расположения предприятия и т. д.

Механическая очистка. В сооружениях для механической очистки сточных вод (рис. 4.12) сначала отделяются наиболее крупные загрязнения на решетках и ситах, устанавливаемых в голове очистных сооружений, а затем в песколовках из сточных вод выпадают взвеси с размером фракции, как правило, более 0,15–0,2 мм. Основное количество взвешенных веществ удаляется в отстойниках.





Рис. 4.12. Схема механической очистки воды

Химические методы очистки. К химическим методам очистки сточных вод чаще всего относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Эти методы применяют для удаления растворенных веществ перед подачей воды на биологическую очистку.

Сточные воды, содержащие кислоты или щелочи, нейтрализуются путем смешивания кислых и щелочных стоков, добавлением реагентов, подаваемых в различных агрегатных состояниях. При этом количество добавляемого реагента определяется доведением pH сточных вод до значения 6,5–8,5.

Для проведения процесса окисления используют различные окислители, в том числе хлор, гипохлориты натрия и кальция, кислород, озон и т. п. Окисление озоном позволяет в ряде случаев успешно очищать сточные воды от фенола, нефтепродуктов, мышьяка и других токсичных веществ.

Физико-химические методы очистки. Методы физико-химической обработки сточных вод обычно включают флотацию, адсорбцию, ионный обмен и др. Схема процесса пневматической флотации показана на рис. 4.13.

В последние годы флотация широко используется для очистки вод от ПАВ. Применение пневматических флотомашин наиболее распространено при флотации тонкозернистых пульп и оборотных жидкостей. Аэрация жидкостей в этом случае осуществляется путем пропускания воздуха или какого-либо газа через различные пористые элементы, например, керамику, пористую резину.


Рис. 4.13. Схема пневматической флотационной очистки сточных вод:

1 – сточная вода; 2 – пенный продукт; 3 – очищенная вода;

4 – воздух

Биологическая очистка. Наиболее широко распространенным способом очистки сточных вод является биологический, который известен уже более 100 лет. В современных способах биологической очистки использованы все известные особенности микроорганизмов. При такой очистке сточные воды после механической и, возможно, физико-химической очистки смешивают с активным илом. Смешение осуществляют в специальных сооружениях – аэротенках, представляющих собой открытые емкости достаточно большого объема с расположенными в них аэраторами барботажного, механического, струйного или другого типа. В результате достаточно длительного контактирования (в течение 10–36 ч) микроорганизмов с водой в условиях аэрации воздухом происходит биоразложение органических примесей, не удаленных на предыдущих стадиях очистки.

---

Сооружения биологической очистки в естественных условиях подразделяют на поля фильтрации и биологические пруды. На полях фильтрации сточная вода проходит через слой почвы, содержащий в большом количестве аэробные бактерии, получающие кислород из воздуха. В процессе фильтрации через слой почвы органические загрязнения сточных вод задерживаются в нем. При этом образуется биологическая пленка с большим количеством микроорганизмов различных видов. Задержанные на биопленке органические вещества аэробными микроорганизмами разлагаются до минеральных соединений. Эти процессы наиболее интенсивно происходят в почве на глубине приблизительно 0,1–0,4 м. В результате биохимических процессов углерод органических веществ превращается в углекислоту, а азот аммонийных солей превращается в нитраты и нитриты.

В искусственных условиях применяют аэротенки, а также биофильтры. Аэротенк – это большой резервуар прямоугольного сечения, по которому медленно протекает сточная вода вместе с активным илом. С помощью пневматических или механических устройств смесь воды и активного ила барботируют воздухом, насыщая ее при этом кислородом. Все это обеспечивает интенсивное окисление органических веществ.

На рис. 4.14 изображен трехкоридорный аэротенк, в котором очищаемая вода с активным илом змейкой движется по коридорам аэротенка. Скорость движения выбирается из расчета времени пребывания сточных вод в аэротенке примерно 6–30 ч в зависимости от требуемой степени очистки.


Рис. 4.14.Схема трехкоридорного аэротенка

Очистка поверхностных сточных вод. Для исключения загрязнения почв и грунтов и подземного водоносного горизонта на территории промышленных предприятий, в том числе предприятий энергетики (ТЭЦ, ГРЭС и т. д.) и транспорта (автотранспортные подразделения, мойки автомобилей и др.), должны быть в обязательном порядке сооружены локальные очистные установки поверхностных сточных вод. Такие установки, как правило, включают следующие части: приемную решетку, песколовку, отстойники, флотатор, фильтры доочистки. Эффективность работы локальных очистных сооружений поверхностных сточных вод во многом зависит от технического уровня устройств, с помощью которых происходит извлечение нефтепродуктов. Разработан ком­бинированный флотатор усовершенствованной конструкции, позволяющий извлечь до 95 % содержащихся в воде нефтепродуктов (рис. 4.15), в котором поверхностные сточные воды, проходя через решетку, собираются в емкости-отстойнике

---

1.


Рис. 4.15.Схема очистки поверхностных сточных вод

Сточная вода из емкости откачивается насосом 2 и подается в пневматическую флотационную машину 3 с тонкослойным блоком осветления. Во флотационной машине происходит извлечение тонкодисперсных капель нефтепродуктов при их всплывании вместе с пузырьками воздуха, образующимися при диспергировании воздуха путем подачи его под давлением через пористые аэраторы, выполненные из резины. Аэраторы в количестве 12 шт. устанавливаются по 3 шт. в каждой из четырех камер указанной флотационной машины. В дополнительной пятой камере флотационной машины установлен блок тонкослойного осветления для доизвлечения тонкодисперсных капель нефтепродуктов. Очищаемая сточная вода последовательно проходит все указанные камеры, при этом улавливаемые нефтезагрязнения в виде пенного продукта собираются в верхней части слоя очищаемой воды. Всплывающие нефтепродукты вместе с пузырьками воздуха создают пенный слой, который самотеком удаляется в сборник пенного продукта 4. Очищенная жидкость выводится из флотационной машины путем последовательного прохождения через блок тонкослойного осветления и устройство поддержания заданного уровня очищаемой жидкости во флотационной машине и самотеком поступает в промежуточный резервуар 5. С помощью поверхностного насоса 6 предварительно очищенная вода подается на доочистку в сорбционные фильтры 7. Очищенная сточная вода с содержанием нефтепродуктов не более 0,05 мг/л может быть сброшена на рельеф или в расположенный рядом водоем.

Наряду со стационарными станциями очистки сточных вод в случаях, когда имеется потребность в очистке небольших объемах или непостоянно, применяются мобильные станции водоочистки. Как правило, они состоят из барботера, угольного фильтра, емкости обеззараживания и циркуляционного насоса.

В ряде случаев механическая и химреагентная очистка не дает необходимых результатов. Альтернативой является термическая утилизация технологических сточных вод путем их сжигания в печах, горелках и различного рода установках.

Таблица 4.1

Варианты заданий

Номер варианта	Наименования технологического процесса	Используемое оборудование	Выбросы в воздух	Выбросы в сточные воды
1	Плавка металлов и сплавов	Электродуговые и индукционные печи	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), углерода оксиды	Окалина
2	Плавка чугуна	Закрытые чугунолитейные вагранки	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), сернистый ангидрид	Окалина
3	Прокатка	Прокатный станок	Пыль (ø 10 мкм), железа оксиды	Неорганические соли тяжелых металлов (железо)
4	Ковка	Отбойный молоток	Пыль (ø 10 мкм), углерода оксиды	Неорганические соли тяжелых металлов (медь)
5	Травление	Травильные ванны	Углерода оксиды, азота оксиды	Серная кислота
6	Шлифование	Шлифовальная машинка	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), стружка	Металлические частицы
7	Фрезерование	Режущий инструмент (фреза)	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), туманы масел	Металлические частица
8	Строгание	Строгальный станок	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), эмульсии	Металлические частица
9	Пайка	Паяльник	Спирт, олова оксиды	Свинца оксиды
10	Резка	Резак	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),железа оксиды	Канцерогенные соединения хрома
11	Очистка металлов и сплавов от поверхностных примесей	Дробеструйные камеры	Масло, пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль)	Окалина
12	Нанесение гальванических покрытий	Ванна с раствором электролитов	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),тонкодисперсный туман, пары и газы	Хром
13	Анодирование изделий из металла	Ванна с раствором электролитов	Пыль(ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),кислотные и щелочные пары	Хром
14	Фосфатирование изделий из металла	Ванна с раствором электролитов	Пыль(ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),фтористый водород, гидрохлорид	Хром
15	Сжигание твердого топлива	Печь	Оксиды серы, оксиды азота, пепел, сажа	Сульфаты
16	Сжигание нефтепродуктов	Печь	Азота оксиды, пепел, сажа	Ионы металлов
17	Изготовление формы для литья	Пресс-форма	Азота оксиды, углерода оксиды	Формальдегид
18	Производство гипса	Гипсоварочный котел	Пыль(ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),газы	Неорганическая пыль гипса
19	Слесарь-сантехник	Угловая шлифовальная машинка	Кремний диоксид кристаллический, пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль)	Масло
20	Слесарь-ремонтник	Сварочный аппарат	Газы, пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль)	Керосин, масло
21	Слесарь-инструментальщик	Болгарка, шуруповерт	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),железа оксиды	СОЖ
22	Облицовщик- плиточник	Пила угловая, шуруповерт	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),озон	Припой
23	Плавка металлов и сплавов	Электродуговые и индукционные печи	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), углерода оксиды	Металлическая стружка
24	Плавка чугуна	Закрытые чугунолитейные вагранки	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), сернистый ангидрид	Пыль
25	Прокатка	Прокатный станок	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),железа оксиды	Неорганические соли тяжелых металлов (цинк)
26	Ковка	Отбойный молоток	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),углерода оксиды	Неорганические соли тяжелых металлов (никель)
27	Травление	Травильные ванны	Углерода оксиды, азота оксиды	Окалина
28	Шлифование	Шлифовальная машинка	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), стружка	Сода
29	Фрезерование	Режущий инструмент (фреза)	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), туманы масел	Масло
30	Строгание	Строгальный станок	Пыль (ø 35 мкм, крупнодисперсная), эмульсии	Мыло
31	Пайка	Паяльник	Спирт, олова оксиды	Олова оксиды
32	Резка	Резак	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль),железа оксиды	Никеля оксиды
33	Очистка металлов и сплавов от поверхностных примесей	Дробеструйные камеры	Масло, пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль)	Промывные растворы
34	Нанесение гальванических покрытий	Ванна с раствором электролитов	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль), тонкодисперсный туман, пары и газы	Цианиды
35	Анодирование изделий из металла	Ванна с раствором электролитов	Пыль(ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль), кислотные и щелочные пары	Цианиды
36	Фосфатирование изделий из металла	Ванна с раствором электролитов	Пыль(ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль), фтористый водород, гидрохлорид	Цианиды
37	Сжигание твердого топлива	Печь	Серы оксиды, пепел, сажа	Азота оксиды
38	Сжигание нефтепродуктов	Печь	Азота оксиды, пепел, сажа	Хлориды
39	Изготовление формы для литья	Пресс-форма	Азота оксиды, углерода оксиды	Фенол
40	Производство гипса	Гипсоварочный котел	Пыль(ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль), газы	Известняк (ø 50 мкм)
41	Слесарь-сантехник	Угловая шлифовальная машинка	Кремний диоксид кристаллический, пыль (ø 10 мкм)	Спирт технический
42	Слесарь-инструментальщик	Болгарка, шуруповерт	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль), железа оксиды	Масло
43	Облицовщик- плиточник	Пила угловая, шуруповерт	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль), озон	СОЖ
44	Слесарь-ремонтник	Сварочный аппарат	Газы, пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль)	Масло
45	Охлаждение стержней в литейном производстве	Сушильная камера	Углерода оксиды	Бензол
46	Сжигание твердого топлива	Печь	Оксиды серы, оксиды азота, пепел, сажа	Бензопирен
47	Добыча угля	Экскаватор	Цинка оксиды, метан	Марганца оксиды
48	Лаборант	Центрифуга	Пропанол, масло	Серная кислота
49	Дефектоскопист поверхностно-визуального контроля	Дефектоскоп	Пыль (ø 10 мкм, мелкодисперсная пыль), пенетрат	Формальдегид
50	Техник-наполнитель	Заправочная станция	Углеводороды алифатические предельные, масло	Этанол

---