Teoretiska grunder för tekniska processer för miljöskydd

1. Allmänna egenskaper hos skyddsmetoder miljö från industriella föroreningar

Miljöskydd är en integrerad del av begreppet hållbar utveckling av det mänskliga samhället, vilket innebär en långsiktig kontinuerlig utveckling som möter behoven hos människor som lever idag utan att kompromissa med tillfredsställelsen av kommande generationers behov. Begreppet hållbar utveckling kan inte förverkligas om inte specifika handlingsprogram utvecklas för att förebygga miljöföroreningar, som även omfattar organisatorisk, teknisk och teknisk utveckling för utveckling av resurs-, energibesparande och lågavfallsteknologier, minskning av gasutsläpp och vätskeutsläpp, bearbetning och bortskaffande av hushållsavfall, minskning av energipåverkan på miljön, förbättring och användning av miljöskyddsmedel.

Organisatoriska och tekniska metoder för miljöskydd kan delas in i aktiva och passiva metoder. Aktiva metoder för miljöskydd är tekniska lösningar för att skapa resursbesparande och lågavfallsteknologier.

Passiva metoder för miljöskydd är indelade i två undergrupper:

rationell placering av föroreningskällor;

lokalisering av föroreningskällor.

Rationellt läge innebär en territoriellt rationell lokalisering av ekonomiska anläggningar, vilket minskar belastningen på miljön, och lokalisering är i huvudsak en flegmatisering av föroreningskällor och ett sätt att minska deras utsläpp. Lokalisering uppnås genom att använda olika miljötekniker, tekniska system och enheter.

Många miljötekniker är baserade på fysiska och kemiska omvandlingar. I fysikaliska processer förändras endast formen, storleken, aggregationstillståndet och andra fysikaliska egenskaper hos ämnen. Deras struktur och kemisk sammansättningär sparade. Fysiska processer dominerar i processerna för dammuppsamling, processerna för fysisk absorption och adsorption av gaser, rening av avloppsvatten från mekaniska föroreningar och i andra liknande fall. Kemiska processer förändrar den behandlade strömmens kemiska sammansättning. Med deras hjälp omvandlas giftiga komponenter i gasutsläpp, flytande och fast avfall, avloppsvatten till giftfritt.

Kemiska fenomen i tekniska processer utvecklas ofta under påverkan av yttre förhållanden(tryck, volym, temperatur etc.) där processen genomförs. I det här fallet finns det omvandlingar av vissa ämnen till andra, en förändring i deras yta, gränsytegenskaper och ett antal andra fenomen av blandad (fysisk och kemisk) natur.

Helheten av inbördes relaterade kemiska och fysikaliska processer som förekommer i en materiell substans kallas fysikalisk-kemiska, gränsen mellan fysikaliska och kemiska processer. Fysiska och kemiska processer används i stor utsträckning inom miljöteknik (damm- och gasuppsamling, avloppsvattenrening, etc.).

En specifik grupp består av biokemiska processer - kemiska omvandlingar som sker med deltagande av levande varelser. Biokemiska processer utgör grunden för livet

alla levande organismer av flora och fauna. En betydande del av jordbruksproduktionen och livsmedelsindustrin, såsom bioteknik, bygger på deras användning. Produkten av biotekniska omvandlingar som sker med deltagande av mikroorganismer är ämnen av livlös natur. I de teoretiska grunderna för miljöskyddsteknik, baserad på de allmänna lagarna för fysikalisk och kolloidal kemi, termodynamik, hydro- och aerodynamik, studeras den fysikalisk-kemiska essensen av miljöteknikens huvudprocesser. Sådan system tillvägagångssätt till miljöprocesser gör det möjligt för oss att göra generaliseringar om teorin om sådana processer, att tillämpa ett enhetligt metodologiskt tillvägagångssätt på dem.

Beroende på de huvudsakliga mönstren som kännetecknar förloppet av miljöprocesser, delas de senare in i följande grupper:

mekanisk;

hydromekaniska;

massöverföring,

kemisk;

fysikaliska och kemiska;

termiska processer;

biokemiska;

processer komplicerade av en kemisk reaktion.

Processerna för skydd mot energipåverkan, huvudsakligen baserade på principerna för reflektion och absorption av överskottsenergi från de viktigaste tekniska processer naturvård.

Till mekaniska processer, vars grund är mekanisk påverkan på fasta och amorfa material, inkluderar malning (krossning), sortering (klassificering), pressning och blandning av bulkmaterial. Drivkraften för dessa processer är mekaniska tryckkrafter eller centrifugalkraft.

Till hydromekaniska processer, vars grund är hydrostatisk eller hydromekanisk påverkan på media och material,

inkluderar blandning, sedimentering (fällning), filtrering, centrifugering. Drivkraften bakom dessa processer är hydrostatiskt tryck eller centrifugalkraft.

Massöverföring (diffusion) processer, där, tillsammans med värmeöverföring, övergången av ett ämne från en fas till en annan på grund av diffusion spelar en viktig roll, inkluderar absorption, adsorption, desorption, extraktion, rektifikation, torkning och kristallisering. Drivkraften för dessa processer är skillnaden i koncentrationerna av det överförande ämnet i de interagerande faserna.

Kemiska processer som sker med förändring fysikaliska egenskaper och den kemiska sammansättningen av utgångsämnena, kännetecknas av omvandlingen av vissa ämnen till andra, en förändring i deras yta och gränssnittsegenskaper. Dessa processer inkluderar processerna neutralisering, oxidation och reduktion. Drivkraften bakom kemiska processer är skillnaden i kemiska (termodynamiska) potentialer.

Fysikalisk-kemiska processer kännetecknas av en sammankopplad uppsättning kemiska och fysikaliska processer. Fysiska och kemiska separationsprocesser baserade på fysikaliska och kemiska omvandlingar av ämnen inkluderar koagulering och flockning, flotation, jonbyte, omvänd osmos och ultrafiltrering, deodorisering och avgasning, elektrokemiska metoder, i synnerhet rening av elektrisk gas. Drivkraften för dessa processer är skillnaden mellan de separerade komponenternas fysiska och termodynamiska potentialer vid fasgränserna.

Termiska processer, vars grund är en förändring i det termiska tillståndet hos interagerande medier, inkluderar uppvärmning, kylning, förångning och kondensation. Drivkraften för dessa processer är temperaturskillnaden (termiska potentialer) hos de interagerande medierna.

Biokemiska processer, som är baserade på katalytiska enzymatiska reaktioner av biokemisk omvandling av ämnen under mikroorganismernas liv, kännetecknas av förekomsten av biokemiska reaktioner och syntesen av ämnen på nivån av en levande cell. Drivkraften för dessa processer är energinivån (potentialen) hos levande organismer.

Denna klassificering är inte stel och oförändrad. I verkligheten kompliceras många processer av flödet av angränsande parallella processer. Till exempel är massöverföring och kemiska processer ofta åtföljda av termiska processer. Således kan rektifikation, torkning och kristallisation tillskrivas kombinerade värme- och massöverföringsprocesser. Processerna för absorption och adsorption åtföljs ofta av kemiska omvandlingar. De kemiska processerna för neutralisation och oxidation kan samtidigt betraktas som massöverföringsprocesser. Biokemiska processer åtföljs samtidigt av värme- och massöverföring, och fysikalisk-kemiska processer åtföljs av massöverföringsprocesser.

Katalytiska gasreningsmetoder

Katalytiska gasreningsmetoder är baserade på reaktioner i närvaro av fasta katalysatorer, dvs på lagarna för heterogen katalys. Som ett resultat av katalytiska reaktioner omvandlas föroreningar i gasen till andra föreningar ...

Metoder för att rena bort gaser och utsläpp från produktion av foderjäst

Dammuppsamlingsmetoder Rengöringsmetoder enligt deras grundläggande princip kan delas in i mekanisk rengöring, elektrostatisk rengöring och rengöring genom ljud- och ultraljudskoagulering...

Ransonering, certifiering och standardisering inom miljöskyddsområdet

Ransonering inom miljöskyddsområdet utförs för att statlig reglering effekterna av ekonomiska och andra aktiviteter på miljön ...

Huvudfunktioner för miljöövervakning naturlig miljö

Orsaker till förorening av biosfären

Föroreningar har blivit ett vanligt ord som antyder förgiftat vatten, luft, jord. Men i verkligheten är detta problem mycket mer komplicerat. Föroreningar kan inte enkelt definieras eftersom det kan involvera hundratals faktorer...

Problem med miljölagstiftningen i Kirgizistan

Systemet med miljölagstiftning består av två delsystem: miljö- och naturresurslagstiftningen. Delsystemet för miljölagstiftning inkluderar lagen om miljöskydd ...

Föroreningar är en förändring i den naturliga miljön (atmosfär, vatten, jord) som ett resultat av närvaron av föroreningar i den. Samtidigt särskiljs föroreningar: antropogena - orsakade av mänskliga aktiviteter och naturliga - orsakade av naturliga processer ...

Kloroplaster är centra för fotosyntes i växtceller.

De främsta källorna till luftföroreningar är koleldade kraftverk, kol, metallurgisk och kemisk industri, cement, kalk, oljeraffinaderier och andra anläggningar ...

Kinas miljöpolitik

Miljöskydd i Kina är en av de grundläggande utvecklingsriktningarna nationell politik. Den kinesiska regeringen ägnar stor uppmärksamhet åt lagstiftningsarbetet på detta område. För att stimulera samordningen av ekonomisk...

Kinas miljöpolitik

Rättssystem Kina, designat för att skydda miljön, skapades relativt nyligen. Skapandet av miljölagar är ofta lokala myndigheters ansvar...

Ekologi: grundläggande begrepp och problem

Grunden för den hållbara utvecklingen av Ryska federationen är bildandet och konsekvent genomförande av en enhetlig allmän ordning inom ekologi...

Energiföroreningar

Atmosfären innehåller alltid en viss mängd föroreningar som kommer från naturliga och antropogena källor. Bland de föroreningar som släpps ut från naturliga källor inkluderar: damm (grönsaker, vulkanisk ...

STATLIG UTBILDNINGSINSTITUTION FÖR HÖGRE YRKESUTBILDNING

MOSKVA STATE TEKNOLOGISKA UNIVERSITET "STANKIN"

TEKNISK FAKULTET

AVDELNINGEN FÖR MILJÖTEKNIK OCH LIVSSÄKERHET

Doktor i fysik och matematik. vetenskaper, professor

M.YU.KHUDOSHINA

TEORETISK GRUND FÖR MILJÖSKYDD

FÖRELÄSNINGSANMÄRKNINGAR

MOSKVA

Introduktion.

Miljöskyddsmetoder. Grönare industriproduktion

Metoder och medel för miljöskydd.

Miljöskyddsstrategin bygger på objektiv kunskap om funktionslagarna, sambanden och utvecklingsdynamiken för miljöns beståndsdelar. De kan erhållas genom vetenskaplig forskning inom ramen för olika kunskapsområden - naturvetenskap, matematisk, ekonomisk, social, offentlig. På basis av de erhållna regelbundenheterna utvecklas metoder för att skydda miljön. De kan delas in i flera grupper:

Propagandametoder

Dessa metoder ägnas åt att främja skyddet av naturen och dess individuella element. Syftet med deras ansökan är att skapa en ekologisk syn. Former: muntligt, tryckt, visuellt, radio och tv. För att uppnå effektiviteten i tillämpningen av dessa metoder används vetenskaplig utveckling inom området sociologi, psykologi, pedagogik etc.

Lagstiftningsmetoder

De grundläggande lagarna är grundlagen, som fastställer en medborgares huvudsakliga uppgifter och skyldigheter i förhållande till miljön, samt lagen om ... Lagligt skydd mark tillhandahålls av marklagstiftning (Fundamentals ... Rättsskydd av undergrund (undergrundslagstiftning, Undergrundsbalken) fastställer statligt ägande av undergrund, ...

Organisatoriska metoder

Dessa metoder inkluderar statliga och lokala organisatoriska åtgärder som syftar till ändamålsenliga, ur miljöskyddssynpunkt, placering på företagens territorium, produktion och avräkningar, samt på lösningen av enstaka och komplexa miljöfrågor och frågor. Organisatoriska metoder säkerställer genomförandet av mass-, statlig eller internationell ekonomisk och annan verksamhet som syftar till att skapa effektiva miljöförhållanden. Till exempel överföringen av avverkning från den europeiska delen till Sibirien, ersättning av trä med armerad betong och besparing av naturresurser.

Dessa metoder bygger på systemanalys, styrteori, simuleringsmodellering m.m.

Tekniska metoder

De bestämmer graden och typen av påverkan på skyddsobjektet eller dess omgivande förhållanden för att stabilisera objektets tillstånd, inklusive:

• Upphörande av påverkan på skyddsobjekt (ordning, bevarande, användningsförbud).

Minska och minska exponeringen (reglering), användningsvolym, skadliga effekter genom att rena skadliga utsläpp, miljöreglering m.m.

· Reproduktion av biologiska resurser.

· Återställande av utarmade eller förstörda skyddsobjekt (naturmonument, populationer av växter och djur, biocenoser, landskap).

· Förstärkning av användningen (användning för att skydda snabbt växande kommersiella populationer), sällsynta populationer för att minska dödligheten i infektionssjukdomar.

· Ändrade användningsformer för skydd av skog och mark.

Domesticering (Przewalskis häst, ejder, bison).

· Stängsel med staket och nät.

· Olika metoder för markskydd mot erosion.

Metodutvecklingen bygger på grundläggande och vetenskapliga och tillämpade utvecklingar inom det naturvetenskapliga området, inklusive kemi, fysik, biologi m.m.

Tekniska och ekonomiska metoder

• Utveckling och förbättring av behandlingsanläggningar.
• Implementering av industrier och tekniker som inte är avfall och lågavfall.
• Ekonomiska metoder: obligatoriska betalningar för miljöföroreningar; betalningar för naturresurser; böter för brott mot miljölagstiftningen; budgetfinansiering av statliga miljöprogram; system för statliga miljöfonder; miljöförsäkring; en uppsättning åtgärder för ekonomisk stimulering av miljöskydd .

Sådana metoder utvecklas utifrån tillämpade discipliner, med hänsyn till tekniska, tekniska och ekonomiska aspekter.

Avsnitt 1. Fysiska grunder för rening av industrigaser.

Ämne 1. Anvisningar för skydd av luftbassängen. Svårigheter att rena gaser. Funktioner av luftföroreningar

Skyddsanvisningar för luftbassänger.

Sanitära - tekniska åtgärder.

Installation av gas- och dammrengöringsutrustning,

Installation av ultrahöga rör.

Kriteriet för miljökvaliteten är den högsta tillåtna koncentrationen (MAC).

2. Teknisk riktning .

Skapande av nya metoder för framställning av råvaror, rening av det från föroreningar innan de involveras i produktionen,

Skapande av ny teknik baserad helt eller delvis
slutna cykler

Ersättning av råmaterial, ersättning av torra metoder för att bearbeta dammiga material med våta,

Automatisering av produktionsprocesser.

planeringsmetoder.

Installation av sanitära skyddszoner, som regleras av GOST och byggregler,

Den optimala platsen för företag, med hänsyn till vindrosen,
- avlägsnande av giftiga produktionsanläggningar utanför stadens gränser,

Rationell stadsplanering,

Landskapsarkitektur.

Kontroll och förbudsåtgärder.

Högsta tillåtna koncentration,

Högsta tillåtna utsläpp,

Utsläppskontrollautomation,

Förbud mot vissa giftiga produkter.

Svårigheter att rena gaser

Problemet med rening av industrigaser beror främst på följande skäl:

· Gaser har olika sammansättning.

Gaserna har hög temperatur och mycket damm.

· Koncentrationen av ventilations- och processemissioner är varierande och låg.

Användningen av gasreningsanläggningar kräver att de kontinuerligt förbättras

Funktioner av luftföroreningar

Först och främst inkluderar de koncentrationen och spridningssammansättningen av damm. Vanligtvis är 33-77% av volymen av föroreningar partiklar upp till 1,5 i storlek ... Atmosfäriska inversioner Normal temperaturskiktning bestäms av förhållandena när en ökning i höjd motsvarar en minskning ...

Ämne 2. Krav på behandlingsanläggningar. Struktur av industrigaser

Krav på avloppsreningsverk. Rengöringsprocessen kännetecknas av flera parametrar. 1. Total rengöringseffektivitet (n):

Strukturen av industrigaser.

Industriella gaser och luft som innehåller fasta eller flytande partiklar är tvåfassystem som består av ett kontinuerligt (kontinuerligt) medium - gaser och en dispergerad fas (fasta partiklar och vätskedroppar), sådana system kallas aerodisperse eller aerosoler. Aerosoler är indelade i tre klasser : damm, rök, dimma.

Damm.

Består av fasta partiklar dispergerade i ett gasformigt medium. Bildades som ett resultat mekanisk slipning fasta ämnen till pulver. Dessa inkluderar: aspirationsluft från krossning, slipning, borrenheter, transportanordningar, sandbläsare, maskiner för bearbetning produkter, avdelningar för pulverförpackningar. Dessa är polydispersa och instabila system med partikelstorlekar på 5-50 µm.

Röker.

Dessa är aerodispergerade system som består av partiklar med lågt ångtryck och låg sedimentationshastighet.De bildas vid sublimering och kondensation av ångor som ett resultat av kemiska och fotokemiska reaktioner. Partikelstorleken i dem är från 0,1 till 5 mikron och mindre.

dimma.

Består av vätskedroppar dispergerade i ett gasformigt medium, som kan innehålla lösta ämnen eller suspenderade fasta ämnen. De bildas som ett resultat av kondensering av ångor och när en vätska sprutas in i ett gasformigt medium.

Ämne 3. Huvudriktningar för gasflödeshydrodynamiken. Kontinuitetsekvation och Navier-Stokes ekvation

Grunderna i gasflödeshydrodynamik.

Betrakta verkan av huvudkrafterna på den elementära volymen av gas (Fig. 1).

Ris. 1. Krafternas inverkan på en elementär gasvolym.

Teorin om gasflödesrörelse är baserad på två grundläggande hydrodynamiska ekvationer: kontinuitetsekvationen (kontinuitetsekvationen) och Navier-Stokes ekvation.

Kontinuitetsekvation

∂ρ/∂τ + ∂(ρ x V x)/∂x + ∂(ρ y V y)/∂y + ∂(ρ z V z)/∂z = 0 (1)

där ρ är mediets (gasernas) densitet [kg/m3]; V - gashastighet (medium) [m/s]; Vx, Vy, Vz är komponenthastighetsvektorerna längs X, Y, Z-koordinataxlarna.

Denna ekvation är lagen om energibevarande, enligt vilken en förändring i massan av en viss elementär volym gas kompenseras av en förändring i densitet (∂ρ/∂τ).

Om ∂ρ/∂τ = 0 - stadig rörelse.

Navier-Stokes ekvation.

– ∂px/∂x + μ(∂2Vx/∂x2 + ∂2Vx/∂y2 + ∂2Vx/∂z2) = ρ (∂Vx/∂τ +… – ∂py/ ∂y + μy/∂2 x2 + ∂2Vy/∂y2 + ∂2Vy/∂z2) =...

Gränsförhållanden

. Fig.2 Gasflöde runt cylindern.

Initiala förhållanden

Initiala villkor är inställda för att karakterisera systemets tillstånd vid den initiala tiden.

Gränsförhållanden

Gräns- och initialvillkoren utgör gränsvillkoren. De lyfter fram rum-tidsregionen och säkerställer lösningens enhet.

Ämne 4. Kriterieekvation. Turbulent flöde av vätska (gas). gränsskikt

Ekvationerna (1) och (2) bildar ett system med två okända - V r (gashastighet) och P (tryck). Det är mycket svårt att lösa detta system, så förenklingar införs. En sådan förenkling är användningen av likhetsteori. Detta gör det möjligt att ersätta system (2) med en kriterieekvation.

kriterieekvationen.

f(Fr, Eu, Re r) = 0

Dessa kriterier Fr, Eu, Re r är baserade på experiment. Typen av funktionell koppling upprättas empiriskt.

Froude kriterium

Det karakteriserar förhållandet mellan tröghetskraften och tyngdkraften:

Fr \u003d Vg 2 / (gℓ)

där Vg 2 - tröghetskraften; gℓ- tyngdkraften; ℓ - definierar linjär parameter, bestämmer skalan för gasrörelser [m].

Froude-kriteriet spelar en viktig roll när det rörliga flödessystemet påverkas avsevärt av gravitationskrafter. När man löser många praktiska problem degenererar Froude-kriteriet, eftersom gravitationen beaktas.

Euler kriterium(sekundär):

Eu = Δp/(ρ g V g 2)

där Δp - tryckfall [Pa]

Euler-kriteriet karakteriserar förhållandet mellan tryckkraften och tröghetskraften. Den är inte avgörande och betraktas som sekundär. Dess form hittas genom att lösa ekvation (3).

Reynolds kriterium

Det är den huvudsakliga och kännetecknar förhållandet mellan tröghetskrafter och friktionskraft, turbulent och rätlinjig rörelse.

Re r = V g ρ g ℓ / μ g

där μ är gasens dynamiska viskositet [Pa s]

Reynolds-kriteriet är den viktigaste egenskapen hos gasflödesrörelsen:

• vid låga värden av Reynolds-kriteriet Re dominerar friktionskrafter och ett stabilt rätlinjigt (laminärt) gasflöde observeras. Gasen rör sig längs väggarna som bestämmer flödesriktningen.
• när Reynolds-kriteriet ökar, förlorar det laminära flödet stabilitet och, vid ett visst kritiskt värde av kriteriet, övergår det till turbulent regim. I den rör sig turbulenta gasmassor i vilken riktning som helst, inklusive väggens och kroppens riktning i ett flöde.

Turbulent vätskeflöde.

Automodellläge.

Turbulenta pulsationer - bestäms av hastigheten och rörelsens skala. Rörelseskalor: 1. De snabbaste pulsationerna har den största skalan 2. Vid rörelse i ett rör sammanfaller skalan av de största pulsationerna med rördiametern. Storleken på krusningen bestäms ...

Pulsationshastighet

Vλ = (εnλ / ρg)1/3 2. En minskning av pulsens hastighet och skala motsvarar en minskning av antalet ... Reλ = Vλλ / νg = Reg(λ/ℓ)1/3

Automodellläge

ξ = A Reg-n där A, n är konstanter. Med en ökning av tröghetskrafterna minskar exponenten n. Ju intensivare turbulensen är, desto mindre n...

gränsskikt.

1. Enligt Prandtl-Taylors hypotes är rörelsen i gränsskiktet laminär. På grund av frånvaron av turbulent rörelse, överföring av materia ... 2. I gränsskiktet avtar turbulenta pulsationer gradvis, närmar sig ... I det diffusa underskiktet z<δ0, у стенки молекулярная диффузия полностью преобла­дает над турбулентной.

Ämne 5. Partiklars egenskaper.

Grundläggande egenskaper hos suspenderade partiklar.

I. Densitet av partiklar.

Partiklarnas täthet kan vara sann, bulk, uppenbar. Bulkdensiteten tar hänsyn till luftgapet mellan dammpartiklar. Vid kakning ökar den med 1,2-1,5 gånger. Skenbar densitet är förhållandet mellan massan av en partikel och volymen den upptar, inklusive porer, hålrum och ojämnheter. En minskning av den skenbara densiteten i förhållande till den sanna observeras i damm som är utsatt för koagulering eller sintring av primära partiklar (sot, icke-järnmetalloxider). För släta monolitiska eller primära partiklar sammanfaller den skenbara densiteten med den sanna.

II. Dispersion av partiklar.

Partikelstorleken bestäms på flera sätt: 1. Klar storlek - den minsta storleken på siktöppningarna genom vilka mer ... 2. Diametern på sfäriska partiklar eller den största linjära storleken på partiklar av oregelbunden form. Den tillämpas i…

Distributionstyper

Olika verkstäder har olika sammansättning av emitterade gaser, olika sammansättning av föroreningar. Gasen ska undersökas för innehåll av damm, bestående av partiklar av olika storlek. För att karakterisera den dispersa sammansättningen används den procentuella fördelningen av partiklar per volymenhet med talet f(r) och med massan g(r) - räkning respektive massfördelning. Grafiskt kännetecknas de av två grupper av kurvor - differential- och integralkurvor.

1. Differentialfördelningskurvor

A) räknarbar fördelning

De fraktioner av partiklar vars radier är i intervallet (r, r+dr) och lyder funktionen f(r) kan representeras som:

f(r)dr=1

Fördelningskurvan som kan beskriva denna funktion f(r) kallas differentialfördelningskurvan för partiklar enligt deras storlek enligt antalet partiklar (fig. 4).

Ris. 4. Differentialkurva för aerosolpartikelstorleksfördelning enligt deras antal.

B) Massfördelning.

På liknande sätt kan vi representera partikelmassfördelningsfunktionen g(r):g(r)dr=1

Det är mer bekvämt och populärt i praktiken. Formen på fördelningskurvan visas i grafen (fig. 5).

0 2 50 80 µm

Ris. Fig. 5. Differentialkurva för fördelningen av aerosolpartiklar efter storlek genom deras massa.

Integralfördelningskurvor.

D(%) 0 10 100 µm Fig. 6. Integralkurva för passager

Dispersionens inverkan på partiklarnas egenskaper

Dispersionen av partiklar påverkar bildandet av ytans fria energi och graden av stabilitet hos aerosoler.

Ytans fri energi.

onsdag

Ytspänning.

Aerosolpartiklar, på grund av sin stora yta, skiljer sig från utgångsmaterialet i vissa egenskaper som är viktiga för utövandet av dammavskiljning.

Ytspänningen för vätskor i gränsytan mot luft är nu exakt känd för olika vätskor. Det är till exempel för:

Vatten -72,5 N cm 10-5 .

För fasta ämnen är det signifikant och numeriskt lika med det maximala arbetet som går åt för att bilda damm.

Det finns väldigt få gaser.

Om molekylerna i en vätska interagerar med molekylerna i ett fast ämne starkare än med varandra, sprids vätskan över ytan av det fasta ämnet och väter det. Annars samlas vätskan till en droppe, som skulle ha en rund form om inte gravitationen verkade.

Schema för rektangulära partiklars vätbarhet.

Diagrammet (fig. 11) visar:

a) nedsänkning av en blöt partikel i vatten:

b) nedsänkning i vatten av en icke-vätbar partikel:

Fig. 11. Vätningsschema

Partiklarnas vätningsomkrets är gränsen för interaktionen mellan tre medier: vatten (1), luft (2), fast kropp (3).

Dessa tre miljöer har avgränsande ytor:

Vätske-luftyta med ytspänning δ 1,2

Luftfast yta med ytspänning δ 2,3

Yta "flytande - fast" med ytspänning δ 1,3

Krafterna δ 1,3 och δ 2,3 verkar i en fast kropps plan per längdenhet av vätningsperimetern. De är riktade tangentiellt mot gränssnittet och vinkelrätt mot vätningsperimetern. Kraften δ 1,2 är riktad i en vinkel Ө, kallad kontaktvinkeln (vätningsvinkeln). Om vi ​​försummar tyngdkraften och vattnets lyftkraft, så balanseras alla tre krafterna när en jämviktsvinkel Ө bildas.

Jämviktstillståndet bestäms Youngs formel :

5 2,3 = 5 1,3 + 5 1,2 cos Ө

Vinkel Ө varierar från 0 till 180°, och Cos Ө varierar från 1 till –1.

Vid Ө >90 0 är partiklarna dåligt blöta. Fullständig icke-vätning (Ө = 180°) observeras inte.

Våta (Ө >0°) partiklar är kvarts, talk (Ө =70°) glas, kalcit (Ө =0°). Icke-vätbara partiklar (Ө = 105°) är paraffin.

Våta (hydrofila) partiklar dras in i vattnet av kraften från ytspänningen som verkar vid gränsytan mellan vatten och luft. Om en partikels densitet är mindre än vattentätheten läggs gravitationen till denna kraft och partiklarna sjunker. Om partikelns densitet är mindre än vattnets densitet, minskar den vertikala komponenten av ytspänningskrafterna med vattnets flytkraft.

Icke-vätbara (hydrofoba) partiklar stöds på ytan av ytspänningskrafter, vars vertikala komponent adderas till lyftkraften. Om summan av dessa krafter överstiger tyngdkraften, blir partikeln kvar på vattenytan.

Vattenvätbarhet påverkar prestandan hos våta dammsamlare, särskilt när man arbetar med recirkulation - släta partiklar vätas bättre än partiklar med en ojämn yta, eftersom de är mer täckta med ett absorberat gasskal, vilket gör vätning svår.

Beroende på vätningens natur särskiljs tre grupper av fasta ämnen:

1. hydrofila material som är väl fuktade av vatten är kalcium,
de flesta silikater, kvarts, oxiderbara mineraler, alkalihalider
metaller.

2. hydrofoba material dåligt fuktade av vatten - grafit, svavelkol.

3. absolut hydrofoba kroppar är paraffin, teflon, bitumen (Ө~180 o)

IV. Vidhäftningsegenskaper hos partiklar.

Fad = 2δd där δ är ytspänningen vid gränsen mellan det fasta ämnet och luften. Vidhäftningskraften är direkt proportionell mot diameterns första potens, och kraften som bryter aggregatet, till exempel gravitation eller ...

V. Slipande egenskaper

Slipande egenskaperär intensiteten av metallslitage, vid samma gashastigheter och dammkoncentrationer.

De nötande egenskaperna hos partiklarna beror på:

1. hårdheten hos dammpartiklar

2. form av dammpartiklar

3. dammpartikelstorlek

4. Dammpartiklars täthet

Partiklarnas nötande egenskaper beaktas när du väljer:

1. Hastigheten för dammiga gaser

2. väggtjocklek på apparater och rökgaser

3. beklädnadsmaterial

VI. Hygroskopicitet och löslighet av partiklar.

Beror på:

1. kemisk sammansättning av damm

2. Dammpartikelkammare

3. form av dammpartiklar

4. Graden av ytjämnhet hos dammpartiklar

Dessa egenskaper används för att fånga upp damm i apparater av våt typ.

VII. Elektriska egenskaper hos damm.

Elektrisk förorening av partiklar.

Beteende i avfallsgaser Uppsamlingseffektivitet i gasreningsanordningar (elektriskt filter) … Explosionsrisk

IX. Dammets förmåga att självantända och bilda explosiva blandningar med luft.

Det finns tre grupper av ämnen, beroende på antändningsorsaker: 1. Ämnen som antänds spontant när de utsätts för luft. Orsaken till branden är oxidation under påverkan av atmosfäriskt syre (värme frigörs vid låg ...

självantändningsmekanism.

På grund av den högt utvecklade kontaktytan av partiklar med syre, är brännbart damm kapabelt till spontan förbränning och bildandet av explosiva blandningar med luft. Intensiteten av en dammexplosion beror på:

Termiska och kemiska egenskaper hos damm

Storlek och form på dammpartiklar

Dammpartikelkoncentrationer

Sammansättning av gaser

Dimensioner och temperaturer på antändningskällor

Relativt innehåll av inert damm.

När temperaturen stiger kan antändning ske spontant. Produktivitet, brinnintensitet kan vara olika.

Intensitet och varaktighet av bränningen.

Täta massor av damm brinner långsammare, eftersom tillgången av syre till dem är svår. Lösa och små dammmassor antänds i hela volymen. När syrekoncentrationen i luften är mindre än 16 % exploderar inte dammmolnet. Ju mer syre, desto mer sannolikt är explosionen och desto större är dess styrka (på företaget vid svetsning, vid skärning av metall). Minsta explosiva koncentrationer av luftburet damm - 20-500g / m 3, maximalt - 700-800 g / m 3

Ämne 6. Huvudmekanismer för partikelavsättning

Funktionen av alla dammuppsamlingsapparater är baserad på användningen av en eller flera mekanismer för avsättning av partiklar suspenderade i gaser. 1. Gravitationsavsättning (sedimentation) sker som ett resultat av ... 2. Sedimentering under verkan av centrifugalkraft. Det observeras under den kurvlinjära rörelsen av ett aerodispergerat flöde (flöde ...

Gravitationsavsättning (sedimentation)

F= Sch, där är luftmotståndskoefficienten för partikeln; S h är partikelns tvärsnittsarea, vinkelrätt mot rörelsen; Vh -...

Centrifugalpartikelavsättning

F=mch, V=tm – partikelmassa; V är hastigheten; r är rotationsradien; t-relaxationstid Sedimenteringstiden för suspenderade partiklar i centrifugaldammuppsamlare är direkt proportionell mot kvadraten på partikeldiametern.…

Inverkan av Reynolds-kriteriet på tröghetssättning.

2. Med en ökning av Reynolds-kriteriet, i övergången till turbulent rörelse, bildas ett gränsskikt på ytan av den strömlinjeformade kroppen. Som... 3. För värden för kriteriet som är större än det kritiska värdet (500), är strömlinjerna starkare... 4. Med utvecklad turbulens som närmar sig den självliknande regimen, kan Reynolds-kriteriet ignoreras. PÅ…

Engagemang.

Således är avsättningseffektiviteten för denna mekanism högre än 0, och när det inte finns någon tröghetsavsättning kännetecknas ingreppseffekten av ... R = dh / d

Diffusionsavsättning.

där D är diffusionskoefficienten, kännetecknar effektiviteten av Browns ... Förhållandet mellan inre friktionskrafter och diffusionskrafter kännetecknas av Schmidt-kriteriet:

Avsättning under inverkan av elementära laddningar

Elementär laddning av partiklar kan utföras på tre sätt: 1. Under alstring av aerosoler 2. På grund av diffusion av fria joner

Termofores

Detta är avstötning av partiklar av uppvärmda kroppar. Det orsakas av krafter som verkar från sidan av den gasformiga fasen på de ojämnt uppvärmda i den ... Om partikelstorleken är mer än 1 mikron, förhållandet mellan processens sluthastighet och ... Obs: en negativ bieffekt uppstår när fasta partiklar sedimenterar från heta gaser till kalla ...

Diffusiofores.

Denna rörelse av partiklar orsakas av koncentrationsgradienten hos komponenterna i gasblandningen. Manifesteras i processerna av avdunstning och kondensation. Vid avdunstning med...

Sedimentering av partiklar i ett turbulent flöde.

Hastigheterna för turbulenta fluktuationer ökar, virvlarnas diametrar minskar och småskaliga fluktuationer vinkelrätt mot väggen uppträder redan på...

Användning av ett elektromagnetiskt fält för sedimentering av suspenderade partiklar.

När gaser rör sig i ett magnetfält påverkas en partikel av en kraft riktad i rät vinkel och i fältets riktning. Som ett resultat av sådan exponering... Den totala effektiviteten av partikelfångning under påverkan av olika avsättningsmekanismer.

Ämne 7. Koagulering av suspenderade partiklar

Närmar sig partiklar kan uppstå pga brownisk rörelse(termisk koagulering), hydrodynamisk, elektrisk, gravitation och andra ... Hastigheten för minskning av den räknarbara koncentrationen av partiklar

Avsnitt 3. Mekanismer för spridning av föroreningar i miljön

Ämne 8. Massöverföring

Spridningen av föroreningar i miljön (Fig. 13) sker huvudsakligen på grund av naturliga processer och beror på ämnens fysikalisk-kemiska egenskaper, fysikaliska processer förknippade med deras överföring, biologiska processer involverade i globala processer cirkulation av ämnen, cykliska processer i enskilda ekosystem. Ämnes tendens att spridas är orsaken till den okontrollerade regionala ansamlingen av ämnen.

A - atmosfär

G - hydrosfär

L - litosfär

F - djur

H - man

P - växter

Ris. 13. Schema för massöverföring i biosfären.

I ekosfären, i överföringsprocessen, spelar i första hand molekylernas fysikalisk-kemiska egenskaper, ångtryck och löslighet i vatten en roll.

Massöverföringsmekanismer

Diffusion kännetecknas av diffusionskoefficienten [m2/s] och beror på det lösta ämnets molekylära egenskaper (relativ diffusion) och... Konvektion är den påtvingade rörelsen av lösta ämnen genom vattenflödet.... Dispersion är omfördelningen av lösta ämnen som orsakas av inhomogenitet hos flödeshastighetsfältet.

Markvatten

Spridningen av föroreningar i marken sker främst på grund av naturliga processer. De beror på ämnens fysikaliska och kemiska egenskaper, fysiska ... Gränssnittet mellan jord och vatten spelar en viktig roll i överföringsprocessen. Grundläggande…

Langmuirs ekvation

x/m är förhållandet mellan massan av den adsorberade substansen och massan av adsorbenten; och - konstanter som kännetecknar det betraktade systemet; är jämviktskoncentrationen av ett ämne i en lösning.

Freundlich isotermisk adsorptionsekvation

K är adsorptionskoefficienten; 1/n - karakteristisk för graden av adsorption Den andra ekvationen används främst för att beskriva fördelningen ...

Ämne 9. Mottagande och ansamling av ämnen i levande organismer. Andra typer av överföringar

Alla ämnen absorberas och assimileras av levande organismer. Den stationära koncentrationen är mättnadskoncentrationen. Om det är högre än i ... Processerna för ackumulering av ämnen i kroppen: 1. Biokoncentration - anrikning med kemiska föreningar i kroppen som ett resultat av direkt påfyllning från miljön ...

Ämne 10. Modeller för förökning av föroreningar i media

Modeller av föroreningsfördelning i vattenmiljön

Fördelning av föroreningar i atmosfären.

Beräkning av spridning i atmosfären av skadliga ämnen som ingår i utsläpp ... Kriterier för bedömning av luftföroreningar.

Metoder för rening av industriella utsläpp från gasformiga föroreningar.

Det finns följande huvudmetoder:

1. Absorption- spolning av utsläpp med lösningsmedel av föroreningar.

2. Kemisorption- spolning av utsläpp med lösningar av reagens som binder vid
blandas kemiskt.

3. Adsorption- absorption av gasformiga föroreningar av fasta aktiva ämnen.

Termisk neutralisering av avgaser.

biokemiska metoder.

Inom gasreningsteknik kallas adsorptionsprocesser för skrubberprocesser. Metoden består i att destruera gas-luftblandningar i dess beståndsdelar genom att... Organisera kontakten av en gasström med ett flytande lösningsmedel: ... · Att föra gas genom en packad kolonn.

fysisk adsorption.

Dess mekanism är som följer:

Gasmolekyler fastnar på ytan av fasta ämnen under inverkan av intermolekylära krafter ömsesidig dragkraft. Värmen som frigörs i detta fall beror på attraktionskraften och sammanfaller med värmen från ångkondensation (når upp till 20 kJ / m 3). I det här fallet kallas gasen ett adsorbat, och ytan är en adsorbent.

Fördelar Denna metod är reversibel: med ökande temperatur desorberas den absorberade gasen lätt utan att ändra den kemiska sammansättningen (detta sker också med minskande tryck).

Kemisk adsorption (kemisorption).

Nackdelen med kemisorption är att den i detta fall är irreversibel, den kemiska sammansättningen av adsorbatet förändras. Som adsorbat, välj ... Adsorbenter kan vara både enkla och komplexa oxider (aktiverade ...

Avsnitt 4. Teoretiska grunder för skydd av hydrosfären och marken

Ämne 11. Teoretiska grunder för skyddet av hydrosfären

Industriellt avloppsvatten

Beroende på föroreningens karaktär delas industriavloppsvatten in i surt-alkaliskt, innehållande tungmetalljoner, krom-, fluor- och cyanhaltigt. Surt-alkaliskt avloppsvatten bildas från processerna för avfettning, kemisk etsning, applicering av olika beläggningar.

Reagensmetod

Vid förbehandlingsstadiet av avloppsvatten används olika oxidationsmedel, reduktionsmedel, syror och alkaliska reagens, både färska och ... Efterbehandling av avloppsvatten kan utföras på mekaniska och kolfilter. …

Elektrodialys.

Med denna metod behandlas avloppsvatten elektrokemiskt med kemiska reagenser. Kvaliteten på renat vatten efter elektrodialys kan vara nära destillerat. Det är möjligt att rena vatten med en mängd olika kemiska föroreningar: fluorid, krom, cyanider, etc. Elektrodialys kan användas före jonbyte för att upprätthålla en konstant salthalt i vattnet, under regenerering av avfallslösningar och elektrolyter. Nackdelen är en betydande förbrukning av el. Kommersiellt tillgängliga elektrodialysenheter som EDU, ECHO, AE etc. används. (kapacitet från 1 till 25m 3 /h).

Vattenrening från oljeprodukter

internationell konvention 1954 (som ändrat 1962, 1969, 1971) för förebyggande av marin förorening av olja fastställt ett förbud mot utsläpp av läns- och barlastvatten som innehåller oljeprodukter överbord inom kustzonen (upp till 100-150 miles) med en koncentration på mer än 100 mg / l. I Ryssland har följande högsta tillåtna koncentrationer (MPC) av oljeprodukter i vatten fastställts: oljeprodukter med hög svavelhalt - 0,1 mg/l, icke-svavelhaltiga oljeprodukter - 0,3 mg/l. I detta avseende är utvecklingen och förbättringen av metoder och medel för vattenrening från oljeprodukter som ingår i det av stor betydelse för miljöskyddet.

Metoder för rening av oljigt vatten.

_Koalescens. Detta är processen för partikelförstoring på grund av deras sammansmältning. Grovhet av oljepartiklar kan ske spontant när de ... Viss ökning av koalescenshastigheten kan erhållas genom upphettning ... Koagulering. I denna process förgrovas partiklar av petroleumprodukter när olika ...

Ämne 12. Teoretiska grunder för markskydd

De teoretiska grunderna för markskydd inkluderar bland annat frågorna om föroreningars förflyttning i marken för regioner med olika... Modellen för fördelningen av föroreningar i marken

Ris. 14. Typer av avfallshantering

a - dumpningstyp av begravning; b - begravning på sluttningarna; i - begravning i gropar; G - begravning i en underjordisk bunker; 1 - avfall; 2 - vattentätning; 3 - betong

Nackdelar med nedgrävningar av tipptyp: svårigheter att bedöma stabiliteten hos sluttningar; höga skjuvspänningar vid basen av sluttningar; behovet av att använda speciella byggnadsstrukturer för att öka stabiliteten i begravningen; estetisk belastning på landskapet. Begravningar på sluttningarna i motsats till de övervägda begravningarna av tipptypen kräver de ytterligare skydd av begravningskroppen från att halka och från att sköljas bort av vatten som rinner nedför sluttningen.
Begravning i gropar har mindre påverkan på landskapet och utgör inte en hållbarhetsrisk. Det kräver dock borttagning av vatten med hjälp av pumpar, eftersom basen ligger under jordens yta. Sådan bortskaffande skapar ytterligare svårigheter för att vattentäta sidosluttningarna och basen på avfallshanteringsplatsen, och kräver också konstant övervakning av dräneringssystem.
Begravningar i underjordiska bunkrar i alla avseenden mer bekväma och miljövänliga, men på grund av de höga kapitalkostnaderna för deras konstruktion kan de endast användas för att ta bort små mängder avfall. Underjordisk begravning används ofta för isolering radioaktivt avfall, eftersom det under vissa förhållanden möjliggör radioekologisk säkerhet under hela den erforderliga perioden och är den mest ekonomiska effektivt sätt hantera dem. Avfall bör deponeras på deponin i lager som inte är tjockare än 2 m, med obligatorisk packning för att säkerställa största kompakthet och frånvaro av tomrum, vilket är särskilt viktigt vid nedgrävning av grovavfall.
Komprimering av avfall under bortskaffande är nödvändigt inte bara för att maximera användningen av ledigt utrymme, utan också för att minska den efterföljande sättningen av begravningskroppen. Dessutom gör en lös gravkropp med en densitet under 0,6 t/m det svårt att kontrollera lakvattnet, eftersom många kanaler oundvikligen dyker upp i kroppen, vilket gör det svårt att samla upp och ta bort det.
Emellertid, ibland, främst av ekonomiska skäl, fylls lagret avsnitt för avsnitt. De främsta anledningarna till sektionsfyllning är behovet att separera olika typer avfall inom samma deponi, samt önskemål om att minska den yta som lakvattnet bildas på.
Vid bedömning av en gravkropps stabilitet bör man skilja på yttre och inre stabilitet. Inre stabilitet förstås som tillståndet för själva gravkroppen (stabilitet på sidorna, motståndskraft mot svullnad); yttre stabilitet förstås som gravplatsens stabilitet (sättningar, krossning). Brist på stabilitet kan skada avloppssystemet. Kontrollobjekten vid deponierna är luft och biogas, grundvatten och lakvatten, jord och gravkroppen. Övervakningens omfattning beror på typ av avfall och deponiets utformning.

Krav på deponier: förebyggande av påverkan på kvaliteten på grund- och ytvatten, på kvaliteten på luftmiljön; förebyggande av de negativa effekterna i samband med migration av föroreningar till det underjordiska utrymmet. I enlighet med dessa krav är det nödvändigt att tillhandahålla: ogenomträngliga jord- och avfallstäckningar, läckagekontrollsystem, underhåll och kontroll av deponin efter stängning och andra lämpliga åtgärder.

Grundläggande delar av en säker deponi: ett lager av ytjord med vegetation; dräneringssystem längs kanterna på deponin; ett lättgenomsläppligt lager av sand eller grus; ett isolerande lager av lera eller plast; avfall i fack; fin jord som grund för ett isolerande ord; ventilationssystem för att ta bort metan och koldioxid; dräneringsskikt för vätskedränering; lägre isoleringsskikt för att förhindra att föroreningar läcker ut i grundvattnet.

Bibliografi.

1. Eremkin A.I., Kvashnin I.M., Junkerov Yu.I. Ransonering av utsläpp av föroreningar till atmosfären.: handledning- M., red. ASV, 2000 - 176 sid.

2. Hygienstandarder "Maximala tillåtna koncentrationer (MPC) av föroreningar i den atmosfäriska luften i befolkade områden" (GN2.1.6.1338-03), med tillägg nr 1 (GN 2s.1.6.1765-03), Tillägg och ändringar nr 2 (GN 2.1.6.1983-05). Antogs av dekreten från Ryska federationens chefshygienläkare nr 116 av den 30 maj 2003, nr 151 av den 17 oktober 2003, nr 24 av den 3 november 2005 (registrerad av Rysslands justitieministerium i juni 9, 2003, reg.nr 4663; 10.21.2003 reg.nr 5187; 02.12.2005 reg.nr 7225)

3. Mazur I.I., Moldavanov O.I., Shishkov V.N. Teknisk ekologi, allmän kurs i 2 volymer. Under den allmänna redaktionen. MI. Masurien. - M.: Högre skola, 1996. - v.2, 678 sid.

4. Metod för att beräkna koncentrationerna i atmosfären av skadliga ämnen som ingår i företagens utsläpp (OND-86). Dekret från USSR State Committee for Hydrometeorology daterat 04.08.1986 nr 192.

5. CH 245-71. Sanitära standarder design av industriföretag.

6. Uzhov V.I., Valdberg A.Yu., Myagkov B.I., Reshidov I.K. Rening av industrigaser från damm. -M.: Kemi, 1981 - 302 sid.

7. den federala lagen"On the Protection of Atmospheric Air" (som ändrat den 31 december 2005) daterad 4 maj 1999 nr 96-FZ

8. Federal lag "Om miljöskydd" av den 10.01.2002 nr. 7-FZ (som ändrat den 18 december 2006)

9. Khudoshina M.Yu. Ekologi. Laboratorieverkstad UMU GOU MSTU "STANKIN", 2005. Elektronisk version.

Vad ska vi göra med det mottagna materialet:

Om det här materialet visade sig vara användbart för dig kan du spara det på din sida på sociala nätverk:

1. Allmänna principer för spridning av föroreningar i atmosfären.

2. Mekanism för beräkning av spridningen av skadliga utsläpp från industriföretag.

3. Teori om NO x-bildning vid förbränning av fossila bränslen.

4. Teorin om bildning av sotpartiklar vid förbränning av fossila bränslen.

5. Teorin om bildandet av gasformad underbränning i pannugnar.

6. Teorin om SO x-bildning vid förbränning av fossila bränslen.

7. Minskade NOx-utsläpp.

8. Minska utsläppet av SO x.

9. Minskade aerosolutsläpp.

10. Grundläggande principer för överföring av föroreningar i atmosfären.

11. Inverkan av termofysiska och aerodynamiska faktorer på processerna för värme- och massöverföring i atmosfären.

12. Grundläggande bestämmelser i turbulensteorin från klassisk hydrodynamik.

13. Tillämpning av teorin om turbulens på atmosfäriska processer.

14. Allmänna principer för spridning av föroreningar i atmosfären.

15. Spridning av föroreningar från röret.

16. Grundläggande teoretiska ansatser används för att beskriva processerna för spridning av föroreningar i atmosfären.

17. Beräkningsmetod för spridning av skadliga ämnen i atmosfären, utvecklad i GGO dem. A.I. Voeikov.

18. Allmänna mönster för utspädning av avloppsvatten.

19. Metoder för beräkning av utspädning av avloppsvatten för vattendrag.

20. Metoder för beräkning av utspädning av avloppsvatten för reservoarer.

21. Beräkning av högsta tillåtna utsläpp för strömmande vattenförekomster.

22. Beräkning av maximalt tillåtet utsläpp för magasin och sjöar.

23. Rörelsen av aerosolföroreningar i strömmen.

24. Teoretiska grunder för att fånga upp fasta partiklar från avgaser.

25. Teoretiska grunder för miljöskydd mot energipåverkan.

Litteratur

1. Kulagina T.A. Teoretiska grunder för miljöskydd: Lärobok. bidrag / T.A. Kulagin. 2:a uppl., reviderad. Och extra. Krasnoyarsk: IPTs KSTU, 2003. - 332 sid.

Sammanställd av:

T.A. Kulagina

Avsnitt 4. MILJÖKONSEKVENSER OCH Ekologisk expertis

1. Systemet för miljöbedömning, kursens ämne, mål och huvudmål samt kursens koncept, typer av miljöbedömningar. Skillnader mellan miljöexpertis (EE) och miljökonsekvensbeskrivning (MKB).

2. Utveckling av systemet för miljöstöd för projektet, projektets livscykel, ESHD.

3. Miljöstöd ekonomisk aktivitet investeringsprojekt (skillnader i tillvägagångssätt, kategorier).

4. Juridiska och reglerande - metodologisk bas miljöexpertis och MKB i Ryssland.

5. Klassificering av EE- och MKB-objekt efter typer av naturbruk, efter ämnestyp och energiutbyte med miljön, efter grad miljöfara för naturen och människan, beroende på ämnens toxicitet.

6. Teoretiska grunder för miljöexpertis (mål, mål, principer, typer och typer av statlig miljöexpertis, interaktionsmatris).

7. Ämnen och föremål för statlig miljöexpertis.

8. Metodiska bestämmelser och principer för miljödesign ..

9. Förfarandet för att organisera och genomföra miljöförfaranden (grunder, fall, villkor, aspekter, förfarande för statens miljöexpertis och dess föreskrifter för genomförande).

10. Lista över dokumentation som lämnats in för statlig miljöexpertis (exempelvis Krasnoyarsk-territoriet).

11. Förfarandet för preliminär prövning av dokumentation som lämnats till SEE. Registrering av slutsatsen av statens ekologiska expertis (sammansättning av huvuddelarna).

13. Offentlig ekologisk expertis och dess stadier.

14. Principer för miljöbedömning. Ämnet för miljöbedömning.

15. Regelverk för miljöbedömning och särskilt auktoriserade organ (deras funktioner). Deltagare i miljöbedömningsprocessen, deras huvudsakliga uppgifter.

16. Stadier av miljöbedömningsprocessen. Metoder och system för att välja projekt.

17. Metoder för att identifiera betydande effekter, matriser för att identifiera effekter (scheman).

18. Strukturen för MKB:n och metoden för att organisera materialet, de viktigaste stegen och aspekterna.

19. Miljökrav för utveckling av regelverk, miljökriterier och standarder.

20. Standarder för miljökvalitet och tillåten påverkan, användning av naturresurser.

21. Ransonering av sanitära och skyddszoner.

22. Informationsbas för ekologisk design.

23. Allmänhetens deltagande i MKB-processen.

24. Bedömning av den undersökta ekonomiska anläggningens inverkan på atmosfären, direkta och indirekta kriterier för bedömning av luftföroreningar.

25. Procedur för att genomföra MKB (stadier och förfaranden för MKB).

Litteratur

1. Ryska federationens lag "Om skydd av miljön" daterad 10 januari 2002 nr 7-FZ.

2. Ryska federationens lag "Om ekologisk expertis" daterad 23 november 1995 nr 174-FZ.

3. Förordning "Om miljökonsekvensbedömning i Ryska federationen". / Godkänd Order från ministeriet för naturresurser i Ryska federationen från 2000 nr.

4. Riktlinjer för miljögranskning av förprojekt och projektdokumentation. / Godkänd. Chef för Glavgosekoekspertiza daterad 10.12.93. Moskva: Ministeriet för naturresurser. 1993, 64 sid.

5. Fomin S.A. "Statlig ekologisk expertis". / I boken. Ryska federationens miljölagstiftning. // Ed. Yu.E. Vinokurov. - M.: MNEPU:s förlag, 1997. - 388 sid.

6. Fomin S.A. "Ekologisk expertis och MKB". / I boken. Ekologi, naturskydd och ekologisk säkerhet. // Under den allmänna redaktionen. IN OCH. Danilova-Danilyana. - M.: Publishing House of MNEPU, 1997. - 744 sid.

Sammanställd av:

Kandidat för tekniska vetenskaper, docent vid Institutionen för teknisk ekologi

och livssäkerhet"

Människan har haft en inverkan på miljön sedan urminnes tider. Den ständiga ekonomiska utvecklingen i världen förbättrar mänskligt liv och utökar det naturlig miljö livsmiljöer, men tillståndet för begränsade naturresurser och fysiska förmågor förblir oförändrat. Skapandet av särskilt skyddade områden, jaktförbud och avskogning är exempel på restriktioner för sådana effekter som har införts sedan urminnes tider. Det var dock först på 1900-talet som det vetenskapliga belägget för denna påverkan, såväl som de problem som uppstod som ett resultat, och utvecklingen av en rationell lösning, med hänsyn till nuvarande och framtida generationers intressen, föddes .

På 1970-talet ägnade många forskare sitt arbete åt frågorna om begränsade naturresurser och miljöföroreningar, och betonade deras betydelse för människors liv.

För första gången användes termen "ekologi" av biologen E. Haeckel: "Med ekologi menar vi den allmänna vetenskapen om förhållandet mellan organismen och miljön, där vi inkluderar alla" vid mening det här ordet." ("Allmän morfologi för organismer", 1866)

Den moderna definitionen av begreppet ekologi har en bredare innebörd än under de första decennierna av utvecklingen av denna vetenskap. Den klassiska definitionen av ekologi är vetenskapen som studerar förhållandet mellan levande och icke-levande saker. http://www.werkenzonderdiploma.tk/news/nablyudaemomu-v-nastoyaschee-83.html

Två alternativa definitioner av denna vetenskap:

· Ekologi är kunskapen om naturens ekonomi, den samtidiga studien av alla relationer mellan levande varelser och organiska och oorganiska komponenter i miljön ... Med ett ord, ekologi är en vetenskap som studerar alla komplexa samband i naturen, betraktat som av Darwin som förutsättningar för kampen för tillvaron.

· Ekologi är en biologisk vetenskap som studerar strukturen och funktionen hos superorganismsystem (populationer, samhällen, ekosystem) i rum och tid, under naturliga och mänskligt modifierade förhållanden.

Ekologi i vetenskapliga arbeten flyttade logiskt in i begreppet hållbar utveckling.

Hållbar utveckling - ekologisk utveckling- innebär att möta dagens behov och strävanden utan att undergräva framtida generationers förmåga att möta sina behov. Övergång till en era av hållbar utveckling., R.A. flygning, s. 10-31 // Ryssland i omvärlden: 2003 (Analytisk årsbok). - M.: Förlaget MNEPU, 2003. - 336 sid. http://www.rus-stat.ru/index.php?vid=1&id=53&year=2003 I takt med att denna miljöoro har blivit större under de senaste decennierna har oron för framtida generationers öde och en rättvis fördelning av naturresurser mellan generationerna blivit mer och mer uppenbar.

Begrepp biologisk mångfald- biologisk mångfald - tolkas som en mängd olika livsformer, uttryckta genom miljontals arter av växter, djur och mikroorganismer, tillsammans med deras genetiska fond och ett komplext ekosystem.

Att upprätthålla biologisk mångfald är för närvarande ett globalt behov av minst tre skäl. Det främsta skälet är att alla arter har rätt att leva under de förhållanden som är speciella för dem. För det andra, Pluralformer liv upprätthåller den kemiska och fysiska balansen på jorden. Slutligen visar erfarenheten att upprätthållandet av en maximal genetisk pool är av ekonomiskt intresse för Lantbruk och den medicinska industrin.

Idag står många länder inför problemet med miljöförstöring och behovet av att förhindra vidareutveckling av denna process. Ekonomisk utveckling leder till miljöproblem, orsakar kemisk förorening och skadar naturliga livsmiljöer. Det finns ett hot mot människors hälsa, liksom förekomsten av många arter av flora och fauna. Problemet med begränsade resurser blir mer och mer akut. Framtida generationer kommer inte längre att ha de naturresurser som tidigare generationer hade.

För att lösa ett antal miljöproblem i europeiska unionen energibesparande teknik tillämpas, i USA ligger tyngdpunkten på bioteknik. Samtidigt har utvecklingsländer och länder med omställningsekonomier inte insett vikten av miljöpåverkan. Ofta sker lösningen av problem i dessa länder under inflytande av yttre krafter, snarare än regeringens politik. Denna inställning kan leda till en ytterligare vidgning av klyftan mellan utvecklade länder och utvecklingsländer och, inte mindre viktigt, till ökad miljöförstöring.

Sammanfattningsvis bör det noteras att med ekonomisk utveckling och utvecklingen av ny teknik förändras också ekologins tillstånd, och hotet om miljöförstöring ökar. Samtidigt skapas ny teknik för att lösa miljöproblem.

NOVOSIBIRSK STATENS TEKNISKA UNIVERSITET

Institutionen för tekniska problem i ekologi

"JAG GODKÄNNER"

Dekanus vid fakulteten

flygplan

"__" ______________200

ARBETSPROGRAM för den akademiska disciplinen

teoretiska grunder för miljöskydd

BEP i riktning mot att utbilda en examen

656600 - Miljöskydd

specialitet 280202 "Engineering miljöskydd"

Behörighet - miljöingenjör

Fakulteten för flygplan

Kurs 3, termin 6

Föreläsningar 34 timmar.

Praktiska lektioner: 17 timmar.

RGZ 6 termin

Självständigt arbete 34 timmar

Tenta 6 termin

Totalt: 85 timmar

Novosibirsk

Arbetsprogrammet är sammanställt på grundval av den statliga utbildningsstandarden för högre yrkesutbildning i riktning mot att utbilda en examen - 656600 - Miljöskydd och specialitet 280202 - "Environmental Protection Engineering"

Registreringsnummer 165 tech \ ds daterat 17 mars 2000

Disciplinkod i statens utbildningsstandard - SD.01

Disciplinen "Teoretiska grunder för miljöskydd" hänvisar till den federala komponenten.

Kod för disciplin enligt läroplanen - 4005

Arbetsprogrammet diskuterades vid ett möte med Institutionen för tekniska problem inom ekologi.

Protokoll från mötet i avdelningen nr 6-06 den 13 oktober 2006

Programmet utvecklades

professor, doktor i tekniska vetenskaper, professor

Avdelningschef

Professor, doktor i tekniska vetenskaper, docent

Ansvarig för huvuddelen

professor, doktor i tekniska vetenskaper, professor

1. Externa krav

Allmänna krav på utbildning anges i tabell 1.

bord 1

GOS-krav för det obligatoriska minimumet

discipliner	"Teoretiska grunder för miljöskydd"
	Teoretiska grunder för miljöskydd: fysiska och kemiska grunder för avloppsvatten och avfallsgasbehandlingsprocesser och bortskaffande av fast avfall. Processer för koagulering, flockning, flotation, adsorption, vätskeextraktion, jonbyte, elektrokemisk oxidation och reduktion, elektrokoagulering och elektroflotation, elektrodialys, membranprocesser (omvänd osmos, ultrafiltrering), sedimentering, deodorisering och avgasning, katalys, kondensering, pyrolys, återsmältning, återsmältning rostning, brandavfall, agglomeration vid hög temperatur. Teoretiska grunder för miljöskydd från energipåverkan. Principen för screening, absorption och undertryckning vid källan. Diffusionsprocesser i atmosfären och hydrosfären. Dispergering och utspädning av föroreningar i atmosfären, hydrosfären. Dispergering och utspädning av föroreningar i atmosfären, hydrosfären. Beräknings- och utspädningsmetoder.

2. Mål och mål med kursen

Huvudmålet är att bekanta eleverna med de fysiska och kemiska grunderna för neutralisering av giftigt antropogent avfall och behärska de initiala färdigheterna i tekniska metoder för att beräkna utrustning för neutralisering av dessa avfall.

3. Krav på disciplinen

De grundläggande kraven för kursen bestäms av bestämmelserna i State Educational Standard (SES) i riktningen 553500 - miljöskydd. I enlighet med GOS för den angivna riktningen ingår följande huvudavsnitt i arbetsprogrammet:

Avsnitt 1. Miljöns huvudsakliga föroreningar och metoder för deras neutralisering.

Avsnitt 2. Grunder för beräkning av adsorption, massöverföring och katalytiska processer.

4. Disciplinens omfattning och innehåll

Disciplinens volym motsvarar den läroplan som godkänts av vicerektor vid NSTU

Namnet på föreläsningsämnena, deras innehåll och volym i timmar.

Sektion 1. De viktigaste miljöföroreningarna och metoderna för deras neutralisering (18 timmar).

Föreläsning 1. Antropogena föroreningar från industricentra. Föroreningar av vatten, luft och jord. Bildning av kväveoxider i förbränningsprocesser.

Föreläsning 2. Grunder för att beräkna spridningen av föroreningar i atmosfären. Koefficienter som används i modeller för spridning av föroreningar. Exempel på beräkning av föroreningsspridning.

Föreläsningar 3-4. Metoder för rening av industrigasutsläpp. Konceptet med rengöringsmetoder: absorption, adsorption, kondensation, membran, termiska, kemiska, biokemiska och katalytiska metoder för att neutralisera föroreningar. Användningsområden. Huvudsakliga tekniska egenskaper och processparametrar.

Föreläsning 5. Rening av avloppsvatten baserad på separeringsmetoder. Rening av avloppsvatten från mekaniska föroreningar: sedimenteringstankar, hydrocykloner, filter, centrifuger. Fysikalisk-kemiska baser för användning av flotation, koagulering, flockning för att avlägsna föroreningar. Metoder för intensifiering av avloppsvattenreningsprocesser från mekaniska föroreningar.

Föreläsning 6. Regenereringsmetoder för avloppsvattenrening. Konceptet och fysikaliska och kemiska baser för metoder för extraktion, strippning (desorption), destillation och rektifikation, koncentration och jonbyte. Användning av omvänd osmos, ultrafiltrering och adsorption för vattenrening.

Föreläsningar 7-8. Destruktiva metoder för vattenrening. Begreppet destruktiva metoder. Användningen av kemiska metoder för vattenrening baserade på neutralisering av sura och alkaliska föroreningar, reduktion och oxidation (klorering och ozonering) av föroreningar. Rening av vatten genom att överföra föroreningar till olösliga föreningar (fällning). Biokemisk rening av avloppsvatten. Funktioner och mekanism för rengöringsprocessen. Aerotankar och rötkammare.

Föreläsning 9. Termisk metod för neutralisering av avloppsvatten och fast avfall. Teknologiskt schema för processen och typer av utrustning som används. Konceptet med brandhantering och pyrolys av avfall. Vätskefasoxidation av avfall - konceptet med processen. Funktioner för bearbetning av aktiverat slam.

Sektion 2 Grunderna för beräkning av adsorption, massöverföring och katalytiska processer (16 timmar).

Föreläsning 10. Huvudtyper av katalytiska och adsorptionsreaktorer. Hylla, rörformiga och fluidiserade bäddreaktorer. Användningsområden för neutralisering av gasutsläpp. Design av adsorptionsreaktorer. Användning av rörliga skikt av adsorbent.

Föreläsning 11. Grunder för beräkning av gasutsläppsneutraliseringsreaktorer. Begreppet reaktionshastighet. Hydrodynamik hos fixerade och fluidiserade granulära skikt. Idealiserade reaktormodeller - idealisk blandning och idealisk förskjutning. Härledning av material- och värmebalansekvationer för idealiska blandnings- och idealförskjutningsreaktorer.

Föreläsning 12. Processer på porösa adsorbent- och katalysatorgranuler. Stadier av processen för kemisk (katalytisk) omvandling på en porös partikel. Diffusion i en porös partikel. Molecular and Knudsen Diffusion. Härledning av materialbalansekvationen för en porös partikel. Konceptet med graden av användning av den inre ytan av en porös partikel.

Föreläsningar 13-14. Grunderna i adsorptionsprocesser. Adsorptionsisotermer. Metoder för experimentell bestämning av adsorptionsisotermer (vikt, volymetri och kromatografiska metoder). Langmuirs adsorptionsekvation. Mass- och värmebalansekvationer för adsorptionsprocesser. Stationär sorptionsfront. Begreppet jämvikts- och icke-jämviktsadsorption Exempel praktisk applikation och beräkning av adsorptionsprocessen för gasrening från bensenångor.

Föreläsning 15. Mekanismen för massöverföringsprocesser. Massöverföringsekvation. Jämvikt i "vätske-gas"-systemet. Henry och Daltons ekvationer. Schema för adsorptionsprocesser. Materialbalans av massöverföringsprocesser. Härledning av ekvationen för processens arbetslinje. Drivkraft massöverföringsprocesser. Bestämning av den genomsnittliga drivkraften. Typer av adsorptionsapparater. Beräkning av adsorptionsapparater.

Föreläsning 16. Rening av avgaser från mekaniska föroreningar. mekaniska cykloner. Beräkning av cykloner. Val av typer av cykloner. Uppskattad bestämning av dammuppsamlingseffektiviteten.

Föreläsning 17. Grunderna i gasrening med elektrostatiska filter. Fysiska baser för att fånga upp mekaniska föroreningar av elektrostatiska filter. Beräkningsekvationer för att utvärdera effektiviteten hos elektrostatiska filter. Grunderna för att designa elektrostatiska filter. Metoder för att förbättra effektiviteten av att fånga upp mekaniska partiklar med elektrostatiska filter.

Totalt antal timmar (föreläsningar) - 34 timmar.

Namnet på ämnena i praktiska klasser, deras innehåll och volym i timmar.

1. Metoder för rening av gasutsläpp från giftiga föreningar (8 timmar), inklusive:

a) katalytiska metoder (4 timmar);

b) Adsorptionsmetoder (2 timmar);

c) gasrening med cykloner (2 timmar).

2. Grunder för beräkning av reaktorer för gasneutralisering (9 timmar):

a) beräkning av katalytiska reaktorer baserade på modeller för ideal blandning och ideal deplacement (4 timmar);

b) beräkning av adsorptionsapparat för gasrening (3 timmar);

c) beräkning av elektrostatiska filter för att fånga upp mekaniska föroreningar (2 timmar).

________________________________________________________________

Totalt antal timmar (praktiska övningar) - 17 timmar

Namnet på ämnena bosättning och grafiska uppgifter

1) Bestämning av det hydrauliska motståndet för en fixerad granulär katalysatorbädd (1 timme).

2) Studie av fluidiseringssätten för granulära material (1 timme).

3) Studie av processen för termisk behandling av fast avfall i en reaktor med fluidiserad bädd (2 timmar).

4) Bestämning av adsorptionskapaciteten hos sorbenter för att fånga upp gasformiga föroreningar (2 timmar).

________________________________________________________________

Totalt (avräkning och grafiska uppgifter) - 6 timmar.

4. Kontrollformer

4.1. Skydd av avveckling och grafiska uppgifter.

4.2. Skydd av abstracts om kursens ämnen.

4.3. Frågor till tentamen.

1. Grunderna i absorptionsgasreningsprocesser. typer av absorbatorer. Grunderna för beräkning av absorbatorer.

2. Design av katalytiska reaktorer. Rörformig, adiabatisk, med fluidiserad bädd, med radiellt och axiellt gasflöde, med rörliga skikt.

3. Fördelning av utsläpp från föroreningskällor.

4. Adsorptionsprocesser för gasrening. Teknologiska scheman för adsorptionsprocesser.

5. Rening av avloppsvatten genom oxidation av föroreningar med kemiska reagenser (klorering, ozonering).

6. Diffusion i en porös granul. Molekylär och Knudsen diffusion.

7. Konditioneringsmetoder för gasrening.

8. Värmebehandling av fast avfall. Typer av neutraliseringsugnar.

9. Ekvationen för den ideala blandningsreaktorn.

10. Membranmetoder för gasrening.

11. Hydrodynamik hos fluidiserade granulära skikt.

12. Villkor för fluidisering.

13. Grunderna för att fånga aerosoler med elektrostatiska filter. Faktorer som påverkar deras prestation.

14. Termisk neutralisering av gaser. Termisk neutralisering av gaser med värmeåtervinning. Typer av värmebehandlingsugnar.

15. Grunderna i processerna för utvinning av avloppsvattenrening.

16. Modell av en pluggflödesreaktor.

17. Grunderna i kemiska metoder för gasrening (bestrålning av elektronflöden, ozonisering)

18. Hydrodynamik hos orörliga granulära skikt.

19. Jämvikt i systemet "vätska - gas".

20. Biokemisk rening av gaser. Biofilter och bioscrubers.

21. Biokemisk rening - grunderna i processen. Aerotanks, metatanks.

22. Idealiserade modeller av katalytiska reaktorer. Material och värme balanserar.

23. Typer av avloppsvattenföroreningar. Klassificering av rengöringsmetoder (separation, regenerativa och destruktiva metoder).

24. Framsidan av adsorption. jämviktsadsorption. Stationär adsorptionsfront.

25. Dammuppsamlingsutrustning - cykloner. Cyklonberäkningssekvens.

26. Metoder för att separera mekaniska föroreningar: sedimenteringstankar, hydrocykloner, filter, centrifuger).

27. Koncentration - som en metod för rening av avloppsvatten.

28. Framsidan av adsorption. jämviktsadsorption. Stationär adsorptionsfront.

29. Grunderna för flotation, koagulering, flockning.

30. Värme (massa) utbyte under adsorption.

31. Beräkningssekvensen för den packade absorbatorn.

32. Fysisk grund för intensifiering av avloppsvattenreningsprocesser (magnetiska, ultraljudsmetoder).

33. Omvandlingsprocesser på en porös partikel.

34. Sekvensen av beräkningar av adsorbatorer.

35. Desorption - en metod för att ta bort flyktiga föroreningar från avloppsvatten.

36. Adsorptionsrening av avloppsvatten.

37. Begreppet användningsgrad för katalysatorpartiklar.

38. Fördelning av utsläpp från föroreningskällor.

39. Destillation och rektifiering vid rening av avloppsvatten.

40. Icke-jämviktsadsorption.

41. Omvänd osmos och ultrafiltrering.

42. Isotermer för adsorption. Metoder för att bestämma adsorptionsisotermer (vikt, volym, kromatografi).

43. Grunderna för vätskefasoxidation av avloppsvatten under tryck.

44. Drivkraften för massöverföringsprocesser.

45. Rening av avloppsvatten genom neutralisering, återvinning, utfällning.

46. ​​Ekvationer för termisk och materialbalans för en adsorber.

47. Dammuppsamlingsutrustning - cykloner. Cyklonberäkningssekvens.

48. Biokemisk rening - grunderna i processen. Aerotanks, metatanks.

49. Grunderna för att fånga aerosoler med elektrostatiska filter. Faktorer som påverkar deras prestation.

1. Utrustning, anläggningar, grunderna för utformning av kemisk-tekniska processer, skydd av biosfären från industriella utsläpp. M., Chemistry, 1985. 352s.

2. . . Högsta tillåtna koncentrationer kemiska substanser i miljön. L. Chemistry, 1985.

3. B. Bretschneider, I. Kurfurst. Skydd av luftbassängen från föroreningar. L. Chemistry, 1989.

4. . Neutralisering av industriella utsläpp genom efterförbränning. M. Energoatomizdat, 1986.

5. et al. Industriell rening av avloppsvatten. M. Stroyizdat, 1970, 153s.

6. et al.. Rening av industriavloppsvatten. Kiev, Teknik, 1974, 257 s.

7. , . Rening av avloppsvatten inom den kemiska industrin. L, Chemistry, 1977, 464 s.

8. AL. Titov,. Neutralisering industriavfall: M. Stroyizdat, 1980, 79s.

nio. , . Värmekraftverkens påverkan på miljön och sätt att minska skadorna. Novosibirsk, 1990, 184 s.

tio. . Teoretiska grunder för miljöskydd (föreläsningsanteckningar). IK SB RAS - NSTU, 2001 - 97:or.