книги / Расчёт и проектирование систем обеспечения безопасности.-1
.pdfврагов. Кролики размножились в огромных количествах и стали основными вредителями сельского хозяйства. Другой пример – борьба с воробьями в Китае в 1950-х годах. Было замечено, что воробьи поедают высаженные зерна риса, что, очевидно, приводит к снижению урожая. Как следствие, было организовано их истребление. Но в результате урожай риса не увеличился. Его почти полностью съели различные насекомые, безмерно расплодившиеся после уничтожения их естественных врагов – воробьев. В настоящее время большие неприятности доставляют врачам штаммы микробов, устойчивых к антибиотикам. Они распространились из-за неумеренного употребления антибиотиков.
Тепловые загрязнения – это выбросы тепла в окружающую среду. Известно, что в центрах крупных городов температура воздуха обычно на 2–3 градуса выше, чем за их пределами. Промышленная и бытовая деятельность человека приводит к повышению температуры в планетарном масштабе – за ХХ век на 1–2 градуса. Очевидно, это влияет на климат, причем не вполне пока ясно каким образом. Во всяком случае, следует ожидать усиленного таяния ледников, в том числе в Антарктиде, подтопления прибрежных городов, изменения океанических и морских течений, атмосферных потоков, в итоге – колебаний климата.
Шумовые загрязнения – промышленный и бытовой шум, отрицательно влияющий на психическое и физическое здоровье работников предприятий и окружающего населения. Такие шумовые загрязнители, как аэропорты, транспортные магистрали, должны быть вынесены за пределы мест отдыха, в том числе мест сна. Другими словами, жилые дома должны быть защищены от шума либо расстоянием, либо специальными сооружениями, либо, наконец, снабжены не пропускающими шум окнами. Анализ шумовой нагрузки – составная часть экологической экспертизы действующих предприятий и инвестиционных проектов.
Вибрационные загрязнения порождены работой различных инструментов, устройств, механизмов. Примером является влияние работы отбойного молотка на окружающих или прохождение поездов на жителей стоящих рядом с железной дорогой домов.
Другие волновые загрязнения обычно вызваны электромагнитным воздействием. Примером является влияние линий электропередач. Если встать под такой линией и в раскинутых руках зажать концы проводов, присоединенных к электрической лампочке, то лампочка загорится. Это показывает величину электромагнитного поля в подобном месте. Поэтому рядом и тем более под линиями электропередач запрещено строить дома и проводить какие-либо работы.
21
В современном мире человек постоянно подвергается электромагнитным воздействиям. Телевизор, компьютер, радиоприемник, мобильный телефон, холодильник, пылесос, электробритва, любое устройство с электромотором, любая лампочка порождают такие воздействия. Напомним про рентгеновские лучи, флюорографию и иные виды медицинских обследований. Аналогичные волновые воздействия используются и для контроля качества в промышленности.
Степень наносимого вреда не вполне ясна. Время от времени громко провозглашается вред активного использования телевизора, компьютера или – сейчас, в 2012 году – мобильного телефона, затем возражения против соответствующего технического устройства постепенно стихают. Бесспорно совершенно, что жизнь человека в море электромагнитных волн – это новое явление по сравнению с прошлыми веками.
Радиационные загрязнения порождены использованием радиоактивных веществ в военных, промышленных, медицинских целях, для выработки электроэнергии. После Чернобыльской катастрофы 1986 года этот вид экологических загрязнений наиболее известен общественности. Целесообразно отметить, что в результате контроль за радиационными загрязнениями стал гораздо более жестким, чем за любыми иными видами экологических загрязнений [1].
Жизненный цикл инженерного сооружения – хронологически выраженная последовательность этапов создания (добыча и переработка сырья, производство дорожно-строительных, эксплуатационных и конструкционных материалов), производства (строительства, реконструкции), использования, восстановления работоспособности и утилизации [4].
Можно выделить следующие этапы жизненного цикла техногенного объекта:
1. Прединвестиционный этап:
–выбор площадки (оформляется акт выбора площадки);
–разработкапредпроектнойдокументации(обоснованиеинвестиций). 2. Инвестиционный этап:
–разработка проектно-сметной документации;
–получение разрешения на строительство;
–строительно-монтажные работы;
–приемка в эксплуатацию законченного строительством объекта (акт сдачи-приемки законченного строительством объекта).
3. Эксплуатационный этап – эксплуатация объекта.
4. Рекультивационный этап – консервация, реконструкция, ликвидация объекта, рекультивация земельного участка:
22
–принятие решения о консервации, реконструкции ликвидации объекта, обоснование ликвидации предприятия
–разработка проекта, согласование проекта, экспертиза;
–комплекс работ строительно-монтажного характера, техническая
ибиологическая рекультивация земельного участка;
–приемка – сдача объекта или земельного участка;
–производственный экологический контроль, экологический мониторинг.
2.2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Формирование инженерных систем обеспечения экологической безопасности, как правило, осуществляется на этапе проектирования техногенного объекта.
Проектирование – разработка, согласование и утверждение предпроектной и проектной документации (и других материалов: моделей, макетов), предназначенной для осуществления строительства предприятий, зданий и сооружений.
Проект– совокупность исчерпывающей информации в виде расчетов, чертежей, моделей, макетов, регламентов, инструкций и других материалов, необходимыхдлястроительствапредприятий, зданийисооружений.
Участники проектирования (разработки, согласования, утверждения предпроектной и проектной документации для строительства):
–предприятие-заказчик;
–НИИ (головная организация) + соисполнители (разработчики исходных данных на проектирование);
–генеральный проектировщик (организация, ответственная за проект в целом);
–специализированные проектные организации (в том числеОВОС);
–генеральный подрядчик (строительная организация) и субподрядчики;
–ГЭЭ (участник процесса проектирования).
Нормативная база: законы, указы президента, решения СМ, система нормативно-технической документации по проектированию и строительству (стандарты, нормы технологического и строительного проектирования, каталоги, инструкции, указания и т.д.).
Основные методы обеспечения экологической безопасности на техногенных объектах представлены насхемах (рис. 2.2–2.4, табл. 2.1–2.2).
23
24
25
26
Таблица 2.1 Классификация и основные характеристики методов очистки пылегазовых выбросов
Вид |
Метод |
Газоочистное |
Очищаемые |
Степень |
|
Принципочистки |
|
загрязнения |
очистки |
оборудование |
ингредиенты |
очистки, % |
|
||
|
|
|
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
6 |
Газообразные |
Абсорбционные |
Абсорберы: |
SO2 |
85–99 % |
Абсорбцияводой, растворимость мала |
||
примеси |
методы |
– тарельчатые |
|
|
SO2 + H2O → |
H+ + HSO3– |
|
|
|
– насадочные |
|
|
Растворыизвестняка, извести |
||
|
|
– пленочные |
|
|
CaCO3 + SO2 + H2O → H2O + CO2 + CaSO3 |
||
|
|
– распыливающие |
|
|
Растворсоды |
|
|
|
|
– Вентури |
|
|
|
||
|
|
|
|
Na2CO3 + SO2 → |
Na2SO3 + CO2 |
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Поглощение аммиачнойводой |
||
|
|
|
|
|
NH4OH + H2SO3 → (NH4)2SO3 + H2O |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
H2S, меркаптаны |
90–99 % |
Поглощение водным раствором Na2CO3 |
||
|
|
|
|
|
илиK2CO3 |
|
|
|
|
|
|
85–90 % |
Аммиачныйраствор |
||
|
|
|
|
|
Щелочныерастворы(рН> 8) |
||
|
|
|
NOX |
До 97 % |
Поглощение водой |
||
|
|
|
Галогенноеокис- |
|
NO2 + H2O → HNO3 + NO + Q |
||
|
|
|
лениеО2 илидру- |
|
Поглощение растворомщелочи |
||
|
|
|
гимиокислителями: |
|
NO2 + Na2CO3 → |
NaNO3 + CO2 + Q |
|
|
|
|
NO + O2 → NO2 |
|
Селективные абсорбенты – FeSO 4, FeCl2 – |
||
|
|
|
NO – плохораство- |
|
|||
|
|
|
|
для очисткиотNO |
|||
|
|
|
римвводе, |
|
|||
|
|
|
|
Гомогенноевосстановлениеаммиаком |
|||
|
|
|
NO2 – хорошорас- |
|
|||
|
|
|
|
приt > 200 °С |
|
||
|
|
|
творим |
|
|
||
|
|
|
|
|
NH3 + NO → |
N2 + H2O |
27
28
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 2.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
|
|
|
Галогены |
90–95 % |
Очисткаводой |
|
|
|
|
|
иихсоединения |
70–90 % |
Поглощение водой, водныерастворы |
|
|
|
|
|
F |
90–98 % |
щелочей(NaOH, Ca(OH)2) |
|
|
|
|
|
Cl иHCl |
|
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaOCl + H2O |
|
|
Адсорбционные |
Адсорберы |
Пары растворителей |
98–99 % |
– активныеугли |
|
|
|
ихемосорбцион- |
|
NOX |
96–99 % |
– активныеугли, силикагели |
||
|
ныеметоды: |
|
SOX |
~90 % |
– хемосорбенты |
|
|
|
– |
активныеугли |
|
Галогеныиих |
80–95 % |
– хемосорбенты(известняк) |
|
|
– |
силикагели |
|
соединения |
|
|
|
|
– |
алюмогель |
|
|
|
|
|
|
– |
цеолит |
|
|
|
|
|
|
– |
иониты |
|
|
|
|
|
|
|
Каталитические |
Реакторы |
NOX |
90–99,9 % |
Аммиак: NO + NH3 → |
N2 + H2O |
|
|
|
|
Органические |
|
Катализаторы– металлы(платина, родий, |
|
|
|
|
|
вещества |
|
палладий), основа– |
металлыиликерамика |
|
|
|
|
|
|
(сетки, спирали, ленты, соты, решетки) |
|
|
|
Высокотемпера- |
Печи, топки, |
Органические, |
|
Окисление обезвреживаемыхкомпонен- |
|
|
|
турноеобезвре- |
циклонныереак- |
легкоокисляемые, |
– |
товкислородом |
|
|
|
живание |
торы, факельные |
дурнопахнущие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
устройства |
газы |
|
|
|
Пыли |
|
Сухие методы |
Пылеосадитель- |
Пыль40–1000 мкм |
40–50 % (< 20 мкм) |
Гравитационный |
|
частицы |
|
|
ныекамеры |
|
80–90 % (50 мкм) |
|
|
5–50 мкм, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Инерционные |
Пыль> 25–30 мкм |
65–80 % |
Инерционный |
|
|
дымы |
|
|
пылеуловители |
|
90 (30 мкм) |
|
|
0,1–5 мкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Жалюзийные |
Пыль> 20 мкм |
65–80 % |
Инерционный |
|
|
|
|
|
аппараты |
|
|
|
|
|
|
|
Циклоны |
Пыль> 5 мкм |
50–80 % (10 мкм) |
Инерционный(центробежныесилы) |
|
|
|
|
|
(5–1000 мкм) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 2.1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Циклоны: |
5–1000 мкм |
90 % (5 мкм) |
Инерционный(центробежныесилы) |
|
|
|
– |
групповые |
|
|
|
|
|
– |
батарейные |
|
|
|
|
|
Вихревыепыле- |
– |
98–99 % (2 мкм) |
Центробежные силы |
|
|
|
уловители |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
Динамические пы- |
Пыль > 15 мкм |
80–90 % (2 мкм) |
– « – |
|
|
|
леуловители |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
Тканевые фильтры |
0,9–100 мкм |
|
Фильтрация газачерез пористуюперего- |
|
|
|
|
|
|
|
родку |
|
|
Волокнистые |
0,05–100 мкм |
99 % |
– « – |
|
|
|
фильтры |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
Зернистыефильтры |
|
|
Фильтрация газа |
|
|
|
Насадочные жест- |
– |
– |
|
|
|
|
кие(пористые) |
|
|
|
|
|
Мокрые |
Полыегазопромы- |
Пыль> 5 мкм |
– |
Врезультате контактазапыленного газо- |
|
|
пылеуловители |
ватели(скрубберы) |
20–100 мкм |
вогопотокас жидкостью образуется меж- |
||
|
|
Насадочные газо- |
– « – |
> 90 % (2 мкм) |
фазнаяповерхностьконтакта |
|
|
|
промыватели |
|
|
|
|
|
|
Газопромыватели |
|
|
|
|
|
|
с подвижной на- |
– |
– |
|
|
|
|
садкой |
|
|
|
|
|
|
Пенныегазопромы- |
Пыль> 10 мкм |
|
|
|
|
|
ватели(тарельча- |
|
– |
|
|
|
|
тые, барботажные) |
|
|
|
|
|
|
Газопромыватели |
|
95–97 % |
Ударгазовогопотокаоповерхность |
|
|
|
ударно-инерцион- |
|
|
жидкости |
|
|
|
ногодействия |
|
|
|
29
30
|
|
|
|
|
Окончание табл. 2.1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Газопромыватели |
|
98–99 % |
|
|
|
центробежного |
– |
|
|
|
|
действия |
|
|
|
|
|
Скоростные(скруб- |
– |
– |
|
|
|
берыВентури) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Электрофильтры |
|
0,01–10 мкм |
|
Электрические силызасчетионизации |
|
|
|
|
– |
молекулэлектрическимразрядом проис- |
|
|
|
|
|
ходитзарядсодержащихсявнихчастиц |
Туманы |
Фильтры |
Волокнистые |
Туманы |
96–99,5 % |
Захватчастицжидкостиволокнамипри |
ибрызги |
|
фильтры– тумано- |
|
|
пропускании тумановчерезволокнистый |
Втомчисле |
|
уловители |
|
|
слой |
|
Сеточныефильт- |
Туманы, брызги |
|
Сетки, уложенные впакеты, используют |
|
масла |
|
ры– туманоулови- |
|
– |
как центрысборакапель |
Туманы– |
|
тели |
|
|
|
Электрофильтры |
Мокрыеэлектро- |
|
|
Принципработы, какдля сухихэлектро- |
|
каплижидко- |
|
фильтры |
– |
– |
фильтров |
сти0,5–5 мкм |
|
|
|
|
|