<<
>>

10.2. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных материалов

  При нанесении лакокрасочных материалов (ЛКМ) загрязняющие вещества выделяются в виде красочного аэрозоля (при пневматическом способе) и компонентов летучей части.

Массовое выделение красочного аэрозоля (только при пневматическом способе нанесения), г/с, определяется по формуле

(10.3)

где g - массовый расход ЛКМ, используемого для покрытия, г/с; 8а - доля ЛКМ, потерянного в виде аэрозоля, процентов (табл.

10.2).

Массовое выделение всей совокупности компонентов летучей части при нанесении ЛКМ находят по формуле

(10.4)

где- доля растворителя в ЛКМ, выделяющегося при данном способе нанесения покрытия, % (табл. 10.2);- доля летучей

части (растворителя) в ЛКМ, процентов (табл. 10.3).

Таблица 10.2

Выделение ЗВ при нанесении лакокрасочных покрытий

Способ нанесения ЛКМ

Доля ЛКМ, потерянного в виде аэрозоля 5„,%

Доля летучей части ЛКМ, выделяющейся при нанесении покрытия Ър, %

Электростатический

0,3

50

Горячее распыление

20

22

Пневматический

30

25

Безвоздушный

2,5

23

Г идроэлектростатический

1,0

25

Пневмоэлектростатический

3,5

20

Окунание

-

28

Струйный облив

-

35

Электроосаждение

-

10

Массовое выделение г-го компонента летучей части ЛКМ определяется с помощью табл.

10.3 по формуле

M,m=M7hr Ю-2,              (10.5)

где Л, - содержание компонента в летучей части ЛКМ, %.

Коэффициент эффективности местных отсосов принять равным 1,0.

Результаты расчётов следует представить в виде итоговой таблицы (табл. 10.4).

Состав лакокрасочных материалов

Доля

летучей

Содержание ком-

Марка

ЛКМ

Наименование компонентов

понентов в летучей части ЛКМ

части fp, %

к %

Ацетон

7

Спирт н-бутиловый

10

НЦ-1125

60

Спирт этиловый Толуол

15

50

Бутилацетат

10

Этилцеллозольв

8

Ацетон

8

Бутилацетат

8

Спирт н-бутиловый

15

НЦ-132П

80

Спирт этиловый

20

Этилцеллозольв

8

Толуол

41

Спирт н-бутиловый

10

Спирт этиловый

15

НЦ-211

65

Бутилацетат

Толуол

10

50

Этилцеллозольв

8

Ацетон

7

Таблица 10.4

Итоговая таблица

Наименование загрязняющего вещества

Величина массового выброса, г/с

Задача

В деревообрабатывающем цехе изготавливают филеночные двери из сосны.

Для этого смонтирована общая система аспирации, имеющая единственный источник загрязнения атмосферы.

Исходные данные. 1. Задействовано следующее технологическое оборудование в столярном участке:

Круглопильный станок ЦКБ-4;

Фуговальный станок СФ-5;

Рейсмусовый станок С2Р16;

Фрезерный станок, Ф4;

Шлифовальный станок ШЛПС-6.

2. Операции с дверями в окрасочном участке.

Задействована окрасочная кабина для пневматического нанесения нитролака.

Расход ЛКМ (например, нитролака НЦ-211) составляет 250 кг в месяц.

Тогда в смену (8 ч) при 22-х рабочих днях в месяц расход нитролака составит:

250 : 22= 11,4 кг.

Отсюда массовый расход составит:

11400/(8 • 3600) = 0,4 г/с.

Оцените величину массового выброса в атмосферу ЗВ из этого источника, учитывая, что пылегазоочистные устройства не работают или отсутствуют.

Решение. Рассчитаем величину выбросов ЗВ по участкам.

Столярный участок. С учетом задействованного технологического оборудования и известных удельных выделений пыли q (см. табл. 10.1), при условии одновременной работы станков, величина выделения древесной пыли на участке будет представлена итоговой суммой (табл. 10.5).

Выделение пыли в столярном участке

Наименование станка

Массовое выделение пыли, г/с

ЦКБ-4

4,4

СФ-4

2,3

С2Р16

34,0

Ф4

1,4

ШЛПС-6

5,05

Общая оценка

47,2

Исходя из формулы (10.2), принимаем эффективность местного отсоса 8 = 0,9 и отсутствие ПТУ (г| = 0), рассчитаем величину массового выброса древесной пыли

Мт = 0,9 • 47,2 (1 - 0) = 42,5 г/с.

Окрасочный участок.

С учетом эффективности местного отсоса 8 = 1,0 величина массового выделения (выброса) красочного аэрозоля по формуле (10.3):

= 0,4-30-0,01 = 0,12 г/с.

Далее по формуле (10.4) рассчитаем величину выделения (выброса) летучей части ЛКМ:

М™ =0,4 -25 -65 0,0001 = 0,065 г/с.

Зная марку ЛКМ, с помощью табл. 10.3 и уравнения (10.5) можно рассчитать покомпонентный массовый выброс ЗВ (табл. 10.6).

Итоговая величина массового выброса складывается из трех переменных: пыли древесной, доли ЛКМ, потерянного в виде аэрозоля при покраске, и долей летучей части ЛКМ (табл. 10.7).

Таблица 10.6

Выброс ЗВ летучей части ЛКМ по компонентам

Наименование компонента нитролака НЦ-211

Величина массового выделения (выброса), г/с

Спиртн-бутиловый

0,065- 10 - 0,01 = 0,0065

Спирт этиловый

0,065 -15 -0,01 =0,0095

Бутилацетат

0,065 • 10 - 0,01 =0,0065

Толуол

0,065-50-0,01 =0,0330

Этилцеллозольв

0,065 • 8 • 0,01 =0,0052

Ацетон

0,065 • 7 - 0,01 =0,0046

Таблица 10.7

Общая оценка величины массового выброса ЗВ по двум участкам цеха

Наименование ЗВ

Величина массового выброса, г/с

Пыль древесная

42,5

Красочный аэрозоль

0,12

Спирт н-бутиловый

0,0065

Спирт этиловый

0,0095

Бутилацетат

0,0065

Толуол

0,033

Этилцеллозольв

0,0052

Ацетон

0,0046

В табл.

10.8 представлены исходные данные для расчета общей величины выделения (выброса) древесной пыли, аэрозолей и летучей части ЛКМ в цехе по 10 вариантам.

Таблица 10.8

Общая оценка величины массового выброса ЗВ по 10 вариантам при пневматическом способе покраски

Вари

ант

Деревообрабатывающие станки

Марка

ЛКМ

1

УН, СФ-3, С2Р8, КПА-20-1, Ф4, ШЛПС-6

НЦ-1125

2

Ц6-2, СФ-4, КРЕ-4, Е161М, Ф5, ШЛПС-7

НЦ-132П

3

Ц2КА12, СФ-5, С2Р16, Е161М, Ф6, ШЛПС-6

НЦ-121

4

ЦКБ-4, СФ-6, С2Р8, КПА-20-1, ФШ-4, ШЛПС-7

НЦ-1125

5

ЦПА-40, СФА-4, КРЕ-4, Е161М, ФА-4, ШЛПС-6

НЦ-132П

6

УН, СФА-4, КРЕ-4, Е161М, ЦФ-2, ШЛПС-7

НЦ-121

7

ЦПА-40, СФ-3, С2Р16, КПА-20-1, Ф4, ШЛПС-6

НЦ-1125

8

Ц6-2, СФ-5, С2Р8, Е161М, Ф5, ШЛПС-7

НЦ-121

9

ЦКБ-4, СФ-4, КРЕ-4, КПА-20-1, ФА-4, ШЛПС-6

НЦ-132П

0

Ц6-2, СФ-6, С2Р16, Е161М, Ф6, ШЛПС-7

НЦ-1125

Типовые задачи по курсу «Промышленная экология»

Задача 1

При пассивных методах очистки отходящих пылегазовых выбросов используют дымовые трубы. При этом степень рассеивания выбросов находится в обратно квадратичной зависимости от высоты трубы:

См = 1/Н2,

где См - максимальная концентрация вредных веществ в выбросах, мг/ м3; Н- высота трубы, м.

Так, при Н = 20 м, См = 1/400, а при Н = 200 м значение См = 1/40000.

Следовательно, увеличение высоты трубы в 10 раз позволяет достигнуть такого эффекта рассеивания, что его можно условно считать равным 98-99 % очистки выбросов. Росгидрометом РФ не рекомендуется сооружение труб высотой более 150 м.

Рассчитать степень рассеивания вредных веществ в выбросах по данным в табл. 10.9.

Исходные данные

Номер варианта

Высота трубы

1

5

2

15

3

25

4

35

5

55

6

70

7

90

8

120

9

145

0

145

Задача 2 По исходным данным определить класс предприятия, размер санитарно-защитной зоны. Пользуясь Руководством Р 2.2.2006-05, установить наличие в выбросах вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, и по формуле суммации действия

С, /ПДК, +С2/ПДК2 + ... + С„/ПДК„lt; 1

определить кратность превышения ПДК вредных веществ на границе санитарно-защитной зоны: по среднесуточным и максимально разовым фактическим концентрациям. Для трех наиболее загрязняющих воздух вредных веществ определить фактический и максимально допустимый выброс, фактическую и необходимую для соблюдения санитарных норм ПДК, эффективность их рассеивания или очистки. Составить план мероприятий по охране воздушного бассейна для данного предприятия. План должен включать следующие разделы:

а)              характеристика и оценка загрязнения атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны и жилой застройки (селитебной зоны);

б)              описание действия на организм человека и окружающую среду одного из вредных веществ смеси, наиболее интенсивно загрязняющего воздушный бассейн;

в)              обоснование величины максимально допустимого выброса для трех наиболее загрязняющих воздух вредных веществ и размера санитарно-защитной зоны;

г)              обоснование применения конкретных типов очистных аппаратов для каждого вредного вещества в соответствии с необходимой для него эффективностью очистки;

д)              обоснование ассортимента деревьев и кустарников для высадки в санитарно-защитной зоне предприятия.

Исходные данные (общие)

Завод по производству портландцемента проектируется в Томском районе (А = 140). Предприятие будет выпускать цемент разных марок и, следовательно, выбрасывать в атмосферный воздух через трубу горячие отходящие газы, пыль и аэрозоли. Средняя скорость выхода газовоздушной смеси Wo. Температура отходящих пыле-газо-аэрозольных выбросов - t (табл. 10.10). Средняя расчетная температура атмосферного воздуха для января Тв = -24 °С.

Таблица 10.10

Исходные данные (по вариантам)

Вариант

Проектная мощность, т/г

Высота трубы, м

W0, м3/с

t,°C

1

5000

15

600

60

2

10000

20

800

70

3

100000

40

900

80

4

150000

50

950

85

5

200000

70

1000

80

Ва

ри

ант

Вещество

Максимальная разовая

Среднесуточная

Фактическая

пдк

по СанПин

Кратность

Фактическая

пдк

Кратность

превышения

8

Сернистый газ

0,8

0,23

Сероводород

0,07

0,03

Оксид углерода

5,0

1,95

Пыль нетоксичная

2,8

1,00

Сажа

0,3

0,05

Диоксид азота

0,2

0,10

9

Сернистый газ

1,2

0,52

Оксид углерода

6,0

2,75

Соляная кислота

4,0

0,20

Диоксид азота

0,08

0,06

Серная кислота

0,5

0,38

Пыль нетоксичная

4,0

2,85

10

Сернистый газ

0,4

0,02

Сероводород

0,2

0,10

Акролеин

0,08

0,04

Изопропилбензол

0,04

0,04

Сажа

4,0

1,73

Свинец сернистый

0,05

0,02

Задача 3

Распространение поллютантов в атмосферном воздухе

Система мониторинга в рамках экологической экспертизы позволяет проводить анализ эффектов воздействия различных техногенных факторов на окружающую среду. Результаты анализа необходимы для определения различных видов ущерба, выявления критических факторов воздействия и предельно до

пустимой нагрузки на биоту, включая человека, и другие компоненты экосистем.

Произошел залповый выброс загрязняющих веществ в атмосферу на предприятии стройиндустрии (табл. 10.12). Рассчитать среднее смещение границы загрязнения атмосферы загрязняющим веществом за 1-10 суток при 20 °С за счет механизма молекулярной диффузии.

Рассеяние загрязнителей в газовой фазе (атмосфере) и жидкой фазе (водной среде) при отсутствии перемешивания фаз (ветра, течений и т. п.) происходит за счет молекулярной диффузии. В таких задачах используется уравнение Эйнштейна и Смолуховского. С его помощью можно приближенно рассчитать среднее смещение (Ах) загрязняющих веществ:

где D - коэффициент диффузии; t - время, с.

Таблица 10.12

Исходные данные для расчета смещения границы загрязнения атмосферы

Вариант

Загрязнитель

D,см2/с

t, сут

1

Rn

0,120

10

2

J2

0,081

1

3

S02

0,122

5

4

NH3

0,227

10

5

ССЬ

0,138

10

6

СОС12

0,095

10

7

Бензин

0,091

3

8

Ацетон

0,109

1

9

HCN

0,173

10

0

С12

0,124

10

Задача 4

Расчет интегральных экологических показателей

техногенных воздействий

В настоящее время в практике мониторинговых наблюдений используются преимущественно две группы нормативных показателей: санитарно-гигиенические (частные прямые критерии - ПДК с учетом токсичности и эффекта суммации действия, ГТДВ и т. п.); экологические, применяемые для более общей (комплексной) оценки состояния природных и природно-техногенных экосистем, их способности к самоочистке и процессу обмена веществ и энергии.

Критерии оценки экологических опасностей геодинамических деформаций и изменений геологической среды иллюстрируются в табл. 10.13. Исходные данные для оценки состояния геологической среды территории, проектируемой под строительство, представлены в табл. 10.14.

Таблица 10.13

Критерии оценки экологических опасностей геологической среды

п/п

Показатели

Нормативные параметры*

Относительно удовлетворительная ситуация

Зона чрезвычайной ситуации (ст. 58)***

Зона экологического бедствия (ст. 59)***

1

Техногенно индуцированная сейсмичность и деформация горных пород (более 0, 00001 **)

2-3

20-40

Более 40-50

2

Механические нарушения горного массива при возведении фундаментов зданий и других видах недропользования. Аномальные деформации горных пород, н отн. ел.

lt;0,000001

0,00001

0,0001

п/п

Показатели

Нормативные параметры*

Относительно удовлетворительная ситуация

Зона чрезвычайной ситуации (ст. 58)***

Зона экологического бедствия (ст. 59)***

3

Просадки земной поверхности, оползни, сели, карсты, обусловленные техногенными нагрузками, % территории

lt;5

20-30

gt;30

* Действующие нормативные градации критериев оценки состояния экосистем достаточно условны, так как они разработаны по результатам эмпирических обобщений (глубокого научного обоснования для них не существует). Они ориентированы главным образом для предварительной оценки изменений рельефа и геологической среды на стадии предпроектных проработок.

** Для любых твердых тел существует порог механического разрушения - 0,0001 отн. ед. Исходя из этого, в качестве предельного (критического) уровня геодинамического воздействия для всех типов горных пород принята величина деформации в 0,00001 отн. ед. Именно она применяется при оценке аномальных техногенных деформаций. По результатам анализа пространственно-временного изменения геодинамического состояния геологической среды установлено, что в природно-техногенных геосистемах предельный (критический) уровень деформации в 0,00001 отн. ед. достигается в течение 15—30 лет. Примечательно, что эти сроки соизмеримы с минимальными сроками эксплуатации особо ответственных строительных объектов и сооружений. Нарушение их функционирования может привести (и в настоящее время это происходит все чаще) к критическим экологическим последствиям. Уровень деформации в 0,0001 отн. ед. вызывает самые серьезные геодинамические нарушения в геологической среде и необратимые изменения природных ландшафтов, которые соответствуют зонам экологического бедствия.

*** В федеральном законе «Об охране окружающей среды» выделены две (из многих) зоны высокого экологического риска, для которых разработаны нормативные экологические критерии. Отнесение исследуемой территории к зоне чрезвычайной экологической ситуации или зоне экологического бедствия осуществляется по одному или нескольким показателям, отражающим более высокую степень экологического неблагополучия.

Таблица 10.14

Исходные (

gt;актические данные

Вариант

1 показатель

2 показатель

3 показатель

1

10

0,00001

4

2

20

0,00001

5

Вариант

1 показатель

2 показатель

3 показатель

3

30

0,00001

25

4

40

0,00001

30

5

50

0,0001

40

6

60

0,0001

35

7

70

0,0001

31

8

40

0,0001

34

9

30

0,00001

28

0

1

0,000001

3

По результатам сравнения исходных фактических показателей своего варианта с нормативными (табл. 10.13) дайте оценку экологического состояния объекта и составьте план мероприятий по уменьшению влияния исследуемых показателей на геодинамическое состояние территории. При разработке мероприятий исходим из того, что именно техногенные факторы усиливают и убыстряют развитие экзогенных геодинамических процессов, доводя их активизацию до катастрофических уровней.

Контрольные вопросы и задания Что общего и чем отличаются выделения и выброс в атмосферу ЗВ? Назовите основные технологические операции при механической обработке древесины. Какая технологическая операция с деревом отличается самым высоким выделением древесной пыли? Из чего складывается общая оценка выделения (выброса) ЗВ в атмосферу при деревообработке? В чем заключается суть санитарно-гигиенических критериев, используемых в качестве показателей воздействия техногенных факторов?

Что понимается под экологическими критериями? Назовите основные показатели экологических критериев. Чем отличается зона чрезвычайной ситуации от зоны экологического бедствия?

Список рекомендуемой литературы

Основная литература Калыгин, В.Г. Промышленная экология : учеб, пособие/ В.Г. Калыгин. - М. : Академия, 2004. - 432 с. Родионов, А.И. Защита биосферы от промышленных выбросов. Основы проектирования технологических процессов/ А.И. Родионов, Ю.П. Кузнецов, Г.С. Соловьев. - М. : Химия, Колос, 2005. - 392 с.

Дополнительная литература Анализ объектов окружающей среды. Инструментальные методы / под ред. Р. Сониасси. - М. : Мир, 1993. - 80 с.

А.              Афанасьев, Ю.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды : учеб, пособие. Ч. 1 / Ю.А. Афанасьев, С.А. Фомин. - М. : Изд-во МНЭГ1У, 1998. - 208 с. Безопасные уровни содержания вредных веществ в окружающей среде. - М.: ВНИИТБХП, 1990. - 301 с. Временные методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух предприятиями деревообрабатывающей промышленности. - Петрозаводск, 1992.-53 с. Экологические основы строительного производства / А.Я. Гаев, В.Е. Нарижная [и др.]. - Свердловск, 1990.- 180 с. Зайцев, В.А. Промышленная экология / В.А. Зайцев.- М., 2000,- 130 с. Макаров, С.В. Сборник задач по курсу «Основы проектирования и экологическая экспертиза». В 2-х ч. / С.В. Макаров, Д.В. Жаворонков. - М. : Изд-во «Дели», 2000 - 107 с. Методика расчета выделений и выброов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при нанесении лакокрасочных материалов. — СПб. : НИИ «Атмосфера», 1997. — 120 с. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. - Л. : Гид- рометеоиздат, 1986. - 135 с.

<< | >>
Источник: Мананков А.В.. Геоэкология. Промышленная экология. 2010

Еще по теме 10.2. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных материалов:

  1. 8 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОИ СРЕДЕ
  2. 8.2 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
  3. 8.2.4 Методы определения загрязняющих веществ
  4. Источники загрязняющих веществ, их состав и пути распространения
  5. Метеорологические условия и распространение загрязняющих веществ. Потенциал загрязнения атмосферы
  6. Экологические и ресурсные налоги: насколько в России применим опыт развитых стран? (ролевая игра)
  7. 8.3. Правовой режим природопользования и охраны окружающей среды
  8. § 5. Урбанизация и климат
  9. Общая характеристика и масштабы поступления газовых выбросов в атмосферу
  10. Химические изменения газовых выбросов в атмосфере
  11. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
  12. Распространение загрязняющих веществ атмосферным воздухом  
  13. Метеорологические условия и распространение загрязняющих веществ
  14. Поведение загрязняющих веществ в атмосфере
  15. РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ СУММАРНОГО ВЫБРОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ИЗ СТОЛЯРНОГО ЦЕХА
  16. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ (ЗВ) при механической обработке древесины
  17. 10.2. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных материалов