Интегральная оценка качества атмосферного воздуха

1. Для решения задачи используем индекс суммарного загрязнения воздуха (Jm), который рассчитывается по формуле:
Jm=Ci∙Aiqi
где Ci - концентрация i-го вещества в воздухе;
Аi - коэффициент опасности i-го вещества, обратный ПДК этого вещества:
Аi = 1/ПДКi;
qi - коэффициент, зависящий от класса опасности загрязняющего вещества: q = 1.5; 1.3; 1.0 и 0.85 соответственно для 1- го, 2-го, 3-го и 4-го классов опасности.
2. Выпишем значения ПДК для заданных ЗВ и их класс опасности
Загрязняющие вещества, i Концентрация, Сi ПДКi Класс опасности qi
Фенол 0,007 0,003 2 1,3
Сернистый ангидрид 0,2 0,05 2 1,3
Оксид углерода 2,0 3,0 4 0,85
Аммиак 0,15 0,04 4 0,85
Индекс суммарного загрязнения воздуха будет равен
Вывод:
1. По результатам расчетов качество атмосферного воздуха не соответствует требуемым нормативам.
2. Степень опасности загрязнения воздуха - Jm>12,8 Очень опасное загрязнение
3. Для снижения загрязнения воздуха необходимо предусмотреть очистку выбросов от вредных веществ
1. Фенол, В зависимости от состояния, в котором находится обрабатываемая среда, высокую эффективность в очистке воздуха от паров фенола показывает адсорбционный метод очистки как сухих адсорбционных установках, так и в мокрых газопромывателях – скрубберах и абсорберах. Коснемся подробнее этих технологических подходов.
Адсорбционные модули показывают ≈100% КПД в улавливании множества газообразных соединений и паров, имеющих низкую влажность и не загрязненных механическим партикулятом.
Принцип работы адсорбционного блока заключается в пропускании загрязненного воздуха через плотный слой микропористого адсорбирующего вещества в форме пеллетов, гранул или таблеток, которыми заполнена рабочая камера адсорбера. Важным преимуществом сухой каталитической очистки является ее регенеративность, что подразумевает возможность последующей экстракции (десорбции) захваченных компонентов из адсорбционного субстрата.
Пары и туманы фенола в силу хорошей растворимости в воде, можно эффективно улавливать в водяных газопромывателях пенного, стационарно-насадочного и псевдокипящего действия.
2. Серный ангидрид. Среди методов очистки промышленных выбросов от сернистого ангидрида следует назвать следующие:
аммиачные методы, позволяющие одновременно с очисткой газов от SO2 получать сульфит и бисульфит аммония, которые используются как товарные продукты либо разлагаются кислотой с образованием высококонцентрированной SO2 и соответствующей соли;
методы нейтрализации сернистого ангидрида, позволяющие одновременно получать сульфиты и сульфаты, что обеспечивает высокую степень очистки газов, но получаемые продукты имеют ограниченный спрос в народном хозяйстве;
каталитические методы, основанные на окислении сернистого ангидрида в присутствии катализаторов с получением разбавленной серной кислоты.
Тот или иной метод очистки от сернистого ангидрида должен быть выбран с учетом местных условий, наличия поглотителей и потребности в получаемых продуктах.
В зависимости от природы сил, используемых в пылеулавливающих аппаратах для отделения частиц пыли от газового потока, их подразделяют на четыре основные группы:
· пылеосадительные камеры и циклоны;
· аппараты мокрой очистки газов;
· пористые фильтры;
· электрические фильтры.
3 . Оксид углерода удаляется их выбросов методом абсорбции СО медноаммиачным раствором. Данный метод используется для глубокой очистки газов от СО. Процесс основан на способности комплексного медно-аммиачного соединения поглощать СО под высоким давлением с образованием соответствующего комплексного соединения [Cu(NH3)3CO]+ . При нагревании последнего СО легко удаляется, что объясняет возможность легкой регенерации поглотительного раствора. Улавливаемый оксид углерода СО следует далее на другие ступени очистки (например, на окисление до СО2). Процесс абсорбции проводят при высоком давлении и температуре, близкой к 0ОС. Десорбцию СО проводят при атмосферном давлении и температуре 80ОС. Технологическая схема процесса обычная для абсорбционных процессов.
Таким образом для очистки выбросов оксида углерода можно использовать адсорбер.
4. Аммиак В зависимости от условий, в которых находятся очищаемые газокомпоненты в обрабатываемом потоке (концентрация, влажность, температура, давление и наличие механических / пылевых примесей), очистные процедуры и подходы к газоочистке могут значительно варьировать. Рассмотрим основные методы фильтрации, используемые в современной промышленности и быту.
Фотокаталитический метод
Фотокатализ обеспечивает высокую степень очищения от легковесных активных элементов и химсоединений и используется тогда, когда концентрации и объемы обрабатываемого загрязнителя незначительны.
Принцип действия фотокатализатора основан на ультрафиолетовой (λ ≈ 300 нанометров) бомбардировке световыми квантами твердотельного титанового катализатора (TiO2), на котором происходит поверхностная адсорбция поллютантов с их последующим окислением до CO2, воды и других безопасных соединений и элементов.
Микробиологический метод
Экспериментально эксплуатируются и биологические фильтры, «населенные» колониями специфичных бактерий, для которых аммиак является жизненно необходимым метаболитом.
Открытая в 2018 году морская бактерия-анаммокс Kuenenia stuttgartiensis способна «питаться» чистым аммиаком, превращая его в элементарный азот (с выделением тепловой энергии)