7 Охрана окружающей среды

С развитием цивилизации за последние десятилетия резко возросла нагрузка на окружающую среду. Это загрязнение основных компонентов экосистемы: атмосферы, гидросферы и литосферы. Перед охраной окружающей среды встают всё новые и новые вопросы, в частности, проблема сохранения человеческого здоровья на производстве, поэтому приходится бороться с опасными и вредными факторами на промышленных объектах.

По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естественными, часто аномальными процессами в природе, и антропогенные, связанные с деятельностью человека. С развитием производственной деятельностью человека всё большая доля загрязнения атмосферы приходится на антропогенные загрязнения.

Чтобы ограничить выбросы в атмосферу вредных веществ промышленным предприятиям для различных категорий веществ были установлены нормы предельно-допустимых концентраций (ПДК) в рабочей зоне и населенном пункте. По ПДК понимают такую концентрацию химически активного вещества в воздухе (воде, почве и т.д.), которая при ежедневном воздействии на организм человека не вызывает в нем каких-либо патологических изменений или болезней.

Максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест (ПДК_м.р, мг/м³_.) – это та концентрация вредного вещества, которая не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека[17].

Чем более опасным для человеческой жизнедеятельности является то или иное вещество, тем в меньшей его концентрации оно должно находится в окружающей среде. Таким образом, основным направлением работы по охране окружающей среды должно быть создание и внедрение безотходных или малоотходных технологических процессов или производств. Однако эту задачу следует отнести к разряду стратегических, рассчитанных на длительный период времени. В настоящее время наиболее распространенным методом решения этой проблемы является разработка эффективных очистных сооружений для улавливания и переработки газообразных, жидких и твердых веществ (отходов) [17].

В основе дипломного проекта лежит процесс плазменной сварки.

Электромагнитное загрязнение плазменных установок незначительно, хотя и этим нельзя пренебрегать. Так частота тока потребляемой от сети и частота тока используемого в обработке совпадают, и является промышленной частотой, при сравнительно небольшой величине тока и напряжения. Как видно разница существенная. Тем не менее, на современных плазменных технологических комплексах существует защита от электромагнитного воздействия, изолирующего и даже поглотительного принципа работы.

При плазменной сварке так же, используется охлаждающая вода; она используется для охлаждения элементов плазменного технологического комплекса (ПТК) во время сварки. Хотя при охлаждении плазмотронов вода не так насыщается вредными ионами, тем не менее, она нуждается в очистке.

В промышленности в целом для охлаждения используется 10-15% воды. Наиболее перспективный путь сокращения потребления воды – это создание замкнутых систем водоснабжения. Их применение позволяет в 10-50 раз уменьшить затраты на потребление воды. При оборотном водоснабжении значительно уменьшаются капитальные вложения в эксплуатационные затраты. Во всех отраслях промышленности доля использования оборотного водоснабжения неуклонно возрастает.

В теплообменной среде оборотная вода многократно нагревается до 40-45⁰С и охлаждается в специальных устройствах или бассейнах. Её значительная часть теряется в результате испарения, сопровождающих работу системы. Кроме того, она загрязняется до определенного предела, после чего, с целью предотвращения коррозии, и биологического обрастания часть оборотной воды выводят, и добавляют, свежую воду из источника или очищенную сточную воду.

Для очищение воды обычно используют разнообразные фильтры. Как правило, фильтры с различной степенью очистки используют в комплексе. То есть на первой стадии очистки используются фильтры, фильтрующие крупные включения (частицы металла). На всех последующих стадиях фильтрации фильтруют все более мелкие частицы, и в конечном итоге чистота воды доводится до нужного значения, и эта вода по мере необходимости снова добавляется в охлаждающую систему.

Процесс плазменной сварки предусматривает испарение металлических компонентов, оксидов металла в воздух. Кроме этого при сварке образуется грат, который удаляется механической обработкой, образуя металлическую пыль. Мелкие частицы, вместе с парами минеральных масел (минеральные масла присутствуют на всех рабочих механических узлах оборудования), образуют газопылевую смесь, находящуюся в воздухе во взвешенном состоянии. С целью предотвращения этого рекомендуется использовать местную вытяжную вентиляцию с гибкими местными отсосами, пылеуловителями и туманоуловителями. То есть перед выбросом в окружающую среду, воздух должен пройти очистку. Для этого можно использовать различные системы очистки.

В осуществления процесса сварки в атмосферу выделяются следующие загрязняющие вещества (табл.7.1).

Удельные показатели выделения загрязняющих веществ.

при плазменной сварки Таблица.7.1

Наименование загрязняющего вещества	Удельное кол-во выделяемого загрязняющего вещества г/ч (т/г)
Сварочный аэрозоль	10.0 (0,0119)
Оксид железа	0.4 (0,00074)
Марганец и его соединения	0.01 (0,0000119)
Пыль неорганическая, содержащая Si (20-70%)	0.43 (0,00051)

Для очистки воздуха применяется электростатический фильтр LF – 1000 фирмы “Plymoth”. Он улавливает частицы размером от 0,01мкм. Степень очистки зависит от числа электрических полей и может достигать 99,9% и более, производительность - 2000 куб. м ./ ч [18].

Принцип работы фильтра основан на ионизации взвешенных частиц при прохождении газа через область коронного разряда и последующего осаждения на электродах. В фильтре осуществляется трехступенчатая очистка воздуха. В первой ступени - частицы заряжаются в электромагнитном поле с напряжением 8000В, пройдя через вольфрамовые нити ячейки ионизатора, и оседают на отрицательно заряженных пластинах ячейки осадителя. Третьей ступенью - фильтр из активированного угля, в котором отчищается загрязняющие атмосферу газы. В результате, из фильтра выходит чистый воздух в соответствии с нормами и требования к чистоте воздушной среды (табл. 7.2).

Удельные показатели выделения загрязняющих веществ Таблица 7.2