Защита от загрязнения воздушной среды

Задачей защиты воздушной среды от вредных выбросов и выде­лений является обеспечение концентраций вредных веществ в воз­духе не выше предельно допустимых концентраций.

Эта цель достигается применением следующих методов и средств:

• рациональное размещение источников вредных выбросов по отношению к рабочим местам;

• удаление вредных выделений от источника их образования по­средством вентиляции;

• применение средств очистки воздуха от вредных веществ;

• применение индивидуальных средств защиты.

Для того чтобы уменьшить загрязнение территории выбросы загряз­ненного воздуха, удаляемого вентиляцией, осуществ­ляют через высокие трубы с целью их лучшего рассеивания в атмо­сфере и снижения концентрации вредных веществ.

Рациональное размещение предусматривает максимально возмож­ное удаление источников загрязнения воздуха химическими и биологическими веществами от рабочих мест, локализация источников вредных выделений в отдельных производственных помещениях.

Удаление вредных выделений, образующихся в технологическом процессе, осуществляется с использованием средств вентиляции и местных отсосов.

Вентиляция

Система вентиляции представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих воздухообмен в помещении, т. е. удаление из по­мещения загрязненного, нагретого, влажного воздуха и подача в по­мещение свежего, чистого воздуха. Системы вентиляции разнооб­разны, и их классификация представлена на рис. 3.55.

При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется бла­годаря возникающей разницы давлений снаружи и внутри здания. В результате более теплый воздух помещения поднимает­ся вверх и удаляется из помещения через вытяжные трубы, а его место занимает свежий, более прохладный и чистый воздух, посту­пающий в помещение через окна, двери, форточки, фрамуги, щели. На рис. 3.56 показана схема естественной вентиляции в помещении. Тепловой напор можно определить по формуле

∆Ρ_т=gh(p_н-p_вн),

Где g — ускорение свободного падения, м/с²; И — расстояние между центрами приточного и вытяжного отверстий, м; р_н и р_вн — плот­ность наружного и внутреннего воздуха, кг/м³.

 

Рис. 3.55. Классификация вентиляционных систем

 

 

Рис. 3.56. Схема естественной приточно-вытяжной вентиляции помещений

 

 

Как видно из формулы, если снаружи помещения воздух более теплый, чем в помещении, удаления воздуха из помещения за счет теплового напора происходить не будет. Удаление воздуха в этом случае будет происходить за счет ветрового напора, возникающего в результате обдувания здания, в частности торца вытяжной трубы, расположенной, как правило, на крыше здания. Значение ветрового напора можно определить по формуле

∆Ρ=k_т(v_в²/2)p_н

где v _в — скорость ветра, м; k_т — коэффициент, определяемый фор­мой трубы.

Организованная общеобменная вентиляция, при которой в по­мещение подается и из помещения удаляется заданное количество воздуха, называется аэрацией. Для того чтобы улуч­шить естественную вентиляцию, на конце вытяжной трубы часто устанавливается дефлектор. Схема дефлектора показана на рис. 3.57. Он представляет собой ци­линдрический патрубок, расположенный на конце трубы. При обте­кании этого патрубка на его торцах создается разряжение и улучша­ется естественная тяга за счет ветрового напора.

Для ориентировочного под­бора дефлекторов определяют диаметр вентиляционной трубы 4 по формуле

d=0,0188√L/v_в, м,

где L — необходимая произво­дительность вентиляции, м³/ч; _в — принимается равной поло­вине средней скорости ветра в наиболее жаркий месяц (напри­мер, для Москвы средняя ско­рость ветра равна 3,4 м/с, поэ­тому у_в= 1,7 м/с).

 

Рис. 3.57. Схема дефлектора: 1 — ко­зырек защиты от осадков; 2 — цилин­дрический патрубок; 3 — крепление патрубка; 4 — вентиляционная труба

 

 

Таким образом, эффектив­ность естественной вентиляции зависит от разницы температур снаружи и внутри помещения, высо­ты расположения вытяжных отверстий и скорости ветра снаружи помещения. Достоинством естественной вентиляции является от­сутствие затрат энергии на передвижение масс воздуха в помещение и из него. Однако естественная вентиляция имеет очень существен­ный недостаток, а именно: в теплый период года и в безветренную погоду ее эффективность может существенно падать. Кроме того, при естественной вентиляции воздух поступающий в помещение и воздух, удаляемый из помеще­ние не проходит очистку и предварительную подготовку.

Механическая вентиляция лишена недостатков естественной вентиляции. Механической называется вентиляция, в которой воз­дух подается в помещения и (или) удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием специальных механиче­ских побудителей — вентиляторов. Механическая вентиляция мо­жет быть приточной, при которой воздух вентилятором подается в помещение; вытяжной, при которой воздух удаляется из помеще­ния, и приточно-вытяжной, при которой свежий воздух подается в помещение, а загрязненный воздух удаляется из помещения.

Если воздух снаружи помещения слишком загрязнен (по норма­тивным требованиям концентрация вредного вещества в приточном воздухе не должна превышать 30 % от ПДК_рз), а в помещении в ре­зультате проведения работ в воздух выделяются вредные вещества, то в приточную или вытяжную систему встраиваются очистные устройства. В приточную систему устанавливаются, как правило, тканевые или волокнистые фильтры, а в вытяжную могут устанав­ливаться разнообразные очистные устройства в зависимости от вида образующихся в помещении загрязняющих воздух веществ.

Механическая вентиляция бывает общеобменной и местной.

Общеобменная вентиляция предназначается для создания и под­держания необходимых параметров воздушной среды во всем объе­ме рабочей зоны помещений.

Производственные помещения, как правило, имеют одновре­менно и естественную и механическую вентиляцию, т. е. комбиниро­ванную вентиляцию.

Расчет производительности Q общеобменной вентиляции, необ­ходимой для обеспечения требуемого качества воздуха рабочей зоны по содержанию вредных веществ, может быть выполнен с использо­ванием следующего соотношения:

Q_ПРC_ПР+Z_Т=Q_ВЫТC_ВЫТ

где Q_пр, Q_вьп. — соответственно производительность приточной и вытяжной вентиляции, м³/ч, Z _Т — масса выделяемого в единицу времени в технологическом процессе вредного вещества, мг/ч, С_выт — концентрация вредного вещества в рабочей зоне, мг/м³.

Если приточный воздух не загрязнен вредным веществом (С_пр = 0),то

Q_выт=Z_т/С_выт

Минимально необходимая производительность Q общеобмен­ной вентиляции для обеспечения нормативного качества воздуха ра­бочей зоны определяется при С_выт = ПДК_рз.

Если в помещении выделяется несколько вредных веществ, об­ладающих независимым действием, необходимо выполнить расчет необходимой производительности вентиляции для каждого вещест­ва и для обеспечения нормативного качества воздуха по всем веще­ствам принять наибольшую производительность.

Если в помещении выделяются несколько вредных веществ, об­ладающих эффектом суммации, для обеспечения нормативного ка­чества воздуха необходимо принять сумму производительностей, рассчитанных по каждому веществу независимо.

При выделении в помещении большой массы вредных веществ расчеты по формуле (3.11) могут дать очень большую необходимую производительность общеобменной вентиляции. Это может быть не­выгодно с экономических соображений, т. к. потребует больших за­трат электроэнергии для питания мощных вентиляторов. Кроме того, в помещении могут создаваться большие скорости движения воздуха, что может быть недопустимо для организации технологического про­цесса и обеспечения установленных гигиенических требований.

В таких случаях широко применяется местная вентиляция, ко­торая позволяет существенно сократить затраты энергии для обес­печения нормативного качества воздушной среды в рабочей зоне.

Местная вентиляция характеризуется тем, что с ее помощью за­грязненный воздух удаляется непосредственно из зоны выделения вредных веществ.

Система местной вытяжной вентиляции предназначается для лока­лизации и предотвращения распространения по всему помещению вредных веществ, образующихся на отдельных участках производства. Устройства местной вытяжной вентиляции очень разнообразны и за­висят от метода удаления загрязненного воздуха из зоны за­грязнения. Классификация местных отсосов представлена на рис. 3.58.

По степени изоляции зоны образования вредных веществ отсо­сы подразделяются на отсосы открытого типа и отсосы от полных укрытий.