14. Виды радиоактивных выбросов в атмосферу и методы их очистки.
Выбросы: слабоактивные, среднеактивные, высокоактивные.
Слабоактивные выбросы от радионуклидов не очищаются, выбрасываются без очистки. Среднеактивные: очистка производится в специальных камерах выдержки (в емкостях, резервуарах). Вещества разлагаются и переходят в слабоактивные. Допускается очистка на тонкослойных фильтрах (высокоэффективные фильтры для работы с эффективностью больше 90%, d<1мкм, концентрация д.б. <1мг/м3 ,скорость фильтрации <10см/с). Высокоактивные: очистка в адсорберах с активированным углём. Активированный уголь не регенерируют, а утилизируют (сжигают).
15. Рассеивание вредных выбросов в атмосфере- основные теории, методы расчета.
Рассеивание - процесс, осуществляемый с помощью высоких труб, где загрязняющее вещество разбавляется в чистом воздухе до безопасной концентрации.
Технологические газы и вентиляционный воздух после выхода из труб или вентиляционных устройств подчиняются законам турбулентной диффузии. По мере удаления от трубы в направлении распространения промышленных выбросов можно условно выделить три зоны загрязнения атмосферы: переброса факела выбросов Б, характеризующаяся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземистом слое атмосферы; задымления В с максимальным содержанием вредных веществ о постепенного снижения уровня загрязнения Г. Зона задымления наиболее опасна для населения и должна быть исключена из селитебной застройки. Размеры этой зоны в зависимости от метериологических условий находятся в пределах 10... .49 высот трубы.
Максимальная концентрация примесей в приземной зоне прямо пропорциональна производительности источника и обратно пропорциональна квадрату его высоты над землей. При определении ПДВ примеси от расчетного источника необходимо учитывать ее концентрацию сф в атмосфере, обусловленную выбросами от других источников. Для случая рассеивания нагретых выбросов через одиночную незатененную трубу:
где
Н- высота трубы: Q-
объем расходуемой газовоздушной смеси,
выбрасываемой через трубу;
'-разность
между температурой выбрасываемой
газовоздушной смеси и температурой
окружающего атмосферного воздуха,
равной средней температуре самого
жаркого месяца в 13 ч; А- коэффициент,
зависящий от температурного градиента
атмосферы и определяющий условия
вертикального и горизонтального
рассеивания вредностей; kF
- коэффициент, учитывающий
скорость оседания взвешенных частиц выброса в атмосфере; m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы.
16. Системы очистки сточных вод от основных видов загрязнений. Контроль и показатели качества воды.
Очистка СВ. Все методы очистки делятся на рекуперационные и деструктивные.
Рекуперационные – предусматривают извлечение из СВ загрязняющих веществ.
Деструктивные – предусматривают разрушения ЗВ в СВ, путем окисления, восстановления, выделения газов и т.д.
Методы:
• механическая очистка – применяутся для удаления нерастворимых грубодисперсных примесей, масел, жиров, нефтепродуктов (процеживание, отстаивание, фильтрование, центробежные методы очистки);
• физико-химическая очистка – в зависимости от применяемого способа используется для удаления из воды тонкодисперсных частиц (0,5-100мкм), а также для обессоливания воды (флотация, коагуляция и флокуляция, ионный обмен, адсорбция, анодное окисление и катодное восстановление, электродиализ, электрофлотация и электрокоагуляция, обратный осмос и ультрафильтрация);
• химические и реагентные методы (нейтрализация, окисление, восстановление);
• биохимические методы – основаны на способности некоторых микроорганизмов использовать ЗВ СВ для своего питания (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды, аэротенки, биофильтры);
• термические методы – применяются для уничтожения особо опасных примесей и для очистки сильно минерализованных СВ (огневой метод, жидкофазное окисление (t до 300°C, Р до 300атм.), испарительные установки (опреснители));
•захоронения высокотоксичных или высокоминерализованных СВ (закачка в глубокие скважины, применение прудов-накопителей, могильники радиоактивных отходов – спец. контейнеры-хранилища).
Основные показатели качества воды:
1. Физические (температура воды, прозрачность и мутность, цветность воды, привкусы и запахи (естественное или искусственное происхождение));
2. Химические
- ионный состав (наличие хлоридов, сульфидов);
- солесодержание по сухому остатку (ультрапресные (до 100мг/л), пресные (100-1000мг/л), слабосоленые (1000-3000мг/л), соленые (3000-10000мг/л),сильносоленые (10000-50000мг/л), рассолы (50000-300000мг/л), ультрарассолы (>300000мг/л));
-жесткость –обусловленна наличием солей Са и Mg;
- щелочность – общее содержание гидрооксидых ионов;
- окисляемость – количество кислорода (мг/л) эквивалентное расходу окислителя, необходимого для окисления примесей в данном объекте;
- рН;
- свободная углекислота.
3. Санитарно-бактериологические
- коли-индекс – количество кишечных палочек в единице V воды;
- коли-титр - это минимальный объем воды приходящийся на одну кишечную палочку;
- бактерии и вирусы.
Требования к качеству:
1. Хозяйственно-питьевая вода должна соответствовать ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования и методы контроля качества», СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения».
Состав и свойства воды поверхностных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения регламентируется СанПиН 2.1.5.980-00 «Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод ». Он устанавливает требования: к качеству водных объектов для 2х категорий водопользования – хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования; к условиям отведения СВ в вод.объекты; к размещению, проектированию, строительству и эксплуатации объектов, способных оказать влияние на состояние поверхностных вод.
Содержание химических веществ в поверхностных водных объектах должны соответствовать требованиям ГН 2.1.5.689-98 «ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».
2. Охлажденная вода не должна давать отложений в трубах и аппаратах, содержать большое количество ионов железа, химических веществ, не должны вызывать коррозию и т.д.
3. Энергетическая вода не должна вызывать коррозию, вспениваться, не д.образовывать накипи, всегда контр-ся газы в воде
4. качество технологической воды нормируется условиями ее применения
5. основным требованием к поливочной воде является недопущение засоления почв после испарения воды
6. вода для нужд рыбного хозяйства должна отвечать строгим требованиям. Требования регламентируются «Перечень ПДК и ОБУВ (ориентировочно безопасные уровни воздействия) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов» (правила охраны поверхностных вод 1993 года).
17. Методы и основные технические показатели аппаратов механической очистки воды. Механическая очистка применяется для подготовки воды к использованию в производственном водоснабжении или при необходимости подготовки к другим методам очистки. Выбор метода зависит от размеров удаляемых частиц, их концентрации, физико-химических свойств, расхода СВ и необходимой степени очистки.
Под размером частиц
понимают эквивалентный диаметр частиц:
.
Происходит очистка от взвешенных частиц на 60-80%, снижение органических загрязнений на 20-25% (биохимическая потребность в кислороде БПКполн.). Более высокий эффект мех.очистки достигается интенсификацией – преаэрацией, биокоагуляцией (укрупнение частиц), осветлением во взвешенном слое (осветлителя) или в тонком слое (тонкослойные отстойники).
Метод мех.очистки выбирается с учетом кинетики процесса, т.е. размер взвешенных частиц в воде может колебаться.
Закон Стокса:
R – сила сопротивления среды
d – диаметр частиц
-
к-т динамической вязкости
-
скорость осаждения частицы – гидравлическая
крупность (Uo),
мм/с
Основные способы механической очистки:
1. Процеживание- процесс пропускания сточных вод через решетки (прозоры <16мм) или сита. Металлические решетки устанавливаются под углом 60-70 градусов. Решетки улавливают примеси с размерами частиц не менее 1,5-2,0 мм. Эффективность работы не более 70%. Расчетом осуществляется подбор решетки и определяются потери напора в ней.
2. Отстаивание - осаждение грубодисперсных примесей под действием сил тяжести. Для этого используют песколовки, отстойники и осветители. Песколовки удаляют минеральные частицы и песок размерами 0.15-0.25мм и имеют степень очистки 95%. Скорость движения воды в нем д.б. 0,15-0,3 м/с. Нормируют Н,L,В. Длина рабочей части песколовки Отстойники позволяют улавливать частицы менее 0.2 мм и имеют степень очистки менее 95%. Нормируются Н,В,L,Q,υ.
3. Фильтрование - способ удаления нерастворимых тонкодисперсных частиц при помощи фильтров. Основные виды аппаратов: сетчатые и зернистые фильтры. Процесс фильтрования состоит из 3 стадий: перенос частиц на поверхность вещества, прикрепление частиц к поверхности, отрыв от поверхности. Применяются скоростные, напорные фильтры. Рассчитывается удельная гидравлическая нагрузка, общая площадь фильтра.
4. Флотация - процесс, применяемый для удаления из сточных вод нерастворимых, трудноотстаиваемых примесей. Процесс флотации заключается в следующем : через СВ пропускается воздух и частицы примеси прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются на поверхность воды. На поверхности пузырьки образуют пенный слой с концентрацией примесей более чем в СВ. Затем слой пены убирается. Степень очистки до 98%.
5. Центробежное фильтрование. Аппараты: гидроциклоны и центрифуги. Гидроциклоны - принцип действия как у обычных циклонов, но подается не газ, а вода, удаляется шлам. Они имеют невысокую стоимость, легки в обслуживании, обладают большой производительностью, но происходит истирание корпуса твердыми частицами, имеют не высокую стоимость очистки.
Рассмотрим действие центрифуг: сточные воды помещаются в специальный барабан, обтянутый фильтровальной тканью или сеткой. Барабан вращается с высокой скоростью и под действием сил инерции вода проходит сквозь фильтровальную ткань и оставляет там примеси. Этот способ используют тогда, когда необходимо получить продукт с наименьшей влажностью и когда требуется промывка осадка. Обладает низкой степенью очистки.