Илья Кутырин - Охрана воздуха и поверхностных вод от загрязнения

При инерционной сепарации осаждение взвешенных твердых частиц происходит благодаря их инерции, возникающей при изменении направления или скорости аэродисперсного потока в аппаратах, называемых циклонами (рис. 2). Эффективность осаждения частиц здесь тем выше, чем крупнее частицы и больше возникающие ускорения.

Рис. 1. Схема скруббера для очистки газа от загрязняющих веществ

А — газ; Б — очищенный газ; В — раствор газа в жидкости

Рис. 2. Циклон — аппарат для осаждения взвешенных частиц

А — газ; Б — очищенный газ; В — пыль

Мокрая очистка (промывка) газов является разновидностью инерционного осаждения. Промывная жидкость используется для удаления частиц из газового потока.

Очистка газа от твердых или жидких взвесей осуществляется путем просасывания его через ту или иную твердую пористую среду, образованную из нитей, волокон, зерен и самой осажденной пыли. Кроме инерции, здесь могут играть роль броуновская диффузия частиц, эффект касания, иногда ситовой эффект. Особое место занимают фильтрационные устройства, использующие ультратонкие полимерные волокна с электростатическим зарядом (ткани Петрянова). Эти фильтры приближаются к абсолютным, однако, к сожалению, не регенерируются и поэтому применяются в основном для фильтрации очень слабо запыленных газов.

Рис. 3. Электрофильтр

А — газ; Б — очищенный газ; В — пыль; 1 — осадочный электрод; 2 — коронирующий электрод; 3–4 — провода

Электрическое осаждение основано на электрическом притяжении к заряженной осадительной поверхности частиц. Электрическое осаждение реализуется в различных электрофильтрах, в которых, как правило, зарядка и осаждение частиц происходят совместно (рис. 3).

Аппаратами газоочистки, электрическими и рукавными фильтрами ежедневно улавливается огромное количество обогащенных руд черных и цветных металлов, обожженного клинкера, цемента и золы. Вот один из характерных примеров. Пыль, казалось бы, — непременный спутник цементного производства. На заводе «Большевик» в г. Вильске были усовершенствованы пылеулавливающие фильтры; коэффициент их полезного действия возрос с 65 до 99 %. Прежде на заводской территории не приживались ни деревья, ни цветы. Сейчас корпуса утопают в зелени.

Применяются и многие другие технические приемы, позволяющие заметно оздоровить воздух городов. В этом направлении огромное значение имеет внедрение на предприятиях новых технологических процессов, исключающих загрязнение атмосферного воздуха. Так, в Москве такая работа ведется на многих промышленных предприятиях.

Существенное значение в решении проблемы снижения загрязнения атмосферы городов имело также установление санитарных предельно допустимых концентраций более чем для 160 вредных веществ. Предельно допустимые концентрации для некоторых из них приведены в табл. 4.

В стране осуществляется санитарный контроль за эффективностью работы газоочистных сооружений путем отбора санитарно-эпидемиологическими станциями проб атмосферного воздуха и последующего их анализа на загрязняющие ингредиенты. В случае выявления загрязнения атмосферного воздуха, превышающего предельно допустимые концентрации, санитарно-эпидемиологические станции предъявляют предприятиям требования для устранения загрязнения атмосферы.

Таблица 4

На ряде производств выбросы в атмосферу носят нерегулярный, иногда «залповый», т. е. кратковременный, характер. Это особенно опасно при неблагоприятных метеорологических условиях. Сейчас разработана методика прогноза опасных условий загрязнения воздуха. В тех городах, где прогнозирование осуществляется сравнительно длительное время, уже заметно эффективное снижение загрязнения воздуха. Так, в Дзержинске предприятия систематически регулируют выброс в соответствии с прогнозами погоды, и повторяемость повышенных концентраций хлора в течение года уменьшилась почти в 2 раза. Здесь снизились максимальные концентрации и двуокиси азота.

Кроме того, Государственным комитетом гидрометеорологии и контроля природной среды СССР в широком плане ведутся работы по изучению загрязнения селитебной части городов. За сравнительно короткий срок было организовано регулярное наблюдение за загрязнением воздуха во многих городах страны и создана в каждом из них сеть наблюдательных пунктов. Здесь установлены специальные павильоны, в которых проводятся систематические измерения (по три-четыре раза в сутки) концентрации основных примесей и метеорологических элементов. В некоторых городах, с помощью оборудованных для этой цели автомашин, организованы и регулярные маршрутные наблюдения.

Новые возможности открываются в связи с разработкой ряда автоматических газоанализаторов — на сернистый газ, окись углерода. Использование газоанализаторов обеспечивает непрерывную регистрацию концентрации загрязняющих веществ, что при применении обычных методов практически невозможно осуществить.

Следует остановиться также на автоматической системе, которая создана в Ленинграде и Москве для контроля за состоянием воздушного бассейна. Автоматическая система контроля состоит из регистрирующих станций, устанавливаемых в различных районах города. Полученные от станций сведения о состоянии воздуха позволяют оперативно принимать необходимые меры. В ближайшие годы опытными автоматическими системами будут оснащены Киев, Липецк, Кемерово, Запорожье, Жданов.

В результате проводимой работы в крупных городах запыленность и загрязненность атмосферы за последние годы снизилась в несколько раз, а в Москве, как правило, она не превышает допустимых норм.