Воздействие строительной индустрии на природную среду (на примере ОАО «СТРОИТЕЛЬ-43», Г. Находка)

 

Как видно в таблице, основным загрязняющим веществом является пыль неорганическая с содержанием SiO2 20-70%, выбрасываемая в атмосферу при буровзрывных работах, разработке карьера, работе спецтехники и камнедробильных установок.

Пыль оказывает неблагоприятное воздействие не только на находящиеся в непосредственной близости к предприятию территории, но и на жилые районы, отдаленные от производственной базы на 1,5 км. Одной из поставленных нами целей было выявление наиболее подходящего способа пылеподавления.

 

3.2 Меры по предотвращению вредных воздействий

 

На предприятии существует план технического развития на 2007-2014 годы. В рамках этого плана предприятие закупило циклон, но подключение к производственному циклу еще не проведено. Для уменьшения воздействия на природную среду и снижения платы за выбросы и сбросы необходимо усовершенствовать программу развития предприятия.

Проанализировав данные о предприятии, мы выявили основные источники загрязнения: буровзрывные работы, дробление, пересыпка и хранение щебня, работа спецтехники, асфальтосмесительной установки, растворбетонного узла и котельной, а также хранение инертных материалов на территории производственной базы предприятия.

В связи с тем, мы разработали комплекс мер, которые рекомендуем применить на территории производственной базы  для предотвращения вредных воздействий на окружающую среду.

Для начала рекомендуем очистить берега реки от строительного мусора: ржавые остовы техники вывезти на городскую свалку, либо на завод по утилизации отходов (например, на Муниципальное унитарное предприятие по утилизации отходов "Сан - Эко", г. Находка, ул. Пограничная, 98), отработанные аккумуляторы складировать на площадках временного хранения, оборудованные навесом; навалы металлической и древесной стружки расфасовать по бакам и перенести на площадку временного хранения и т.д.

Для предотвращения загрязнения реки нефтяными веществами рекомендуем огородить заправочную  станцию, а также не допускать  утечек дизельного топлива при заправке грузовой техники.

Существенным источником загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, является котельная, работающая круглый  год на каменном и буром угле. На котельной установлен циклон для очистки дымовых газов от золы угля, но, в связи с тем, что выбросы дымовых газов осуществляются без очистки, рекомендуем подключить циклон к системе дымоудаления, что существенно снизит выбросы таких веществ, как: сажа, сернистый ангидрид, окись углерода, окислы азота, бенз(а)пирен, пятиокись ванадия, пыль неорганическая (SiO2 20-70%) .

Циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80 – 95% от частиц пыли размером более 10 мкм. В основном их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами). В ряде случаев достигаемая эффективность циклонов оказывается достаточной для выброса газов или воздуха в атмосферу.

В результате осуществления  плана  по расширению базы предприятия было заказано и установлено следующее  пылегазоочистное оборудование – асфальтосмесительная установка ДС-117. Установка не подключена к системе дымоудаления. При подключении циклона к данной системе, дымовые газы будут проходить 2-х ступенчатую очистку:

• дымосос пылеуловитель ДП- 10А с эффективностью очистки 67%;
• групповой циклон ЦН-33 с эффективностью очистки до 95%;
• Общий КПД очистки при этом составит 98.95%.

Пылегазоочистное оборудование на момент наблюдения находилось в хорошем техническом состоянии.

При подключении циклона  к системе дымоудаления запыленный воздух будет поступать в корпус циклона со скоростью до 20 м/с, совершая вращательное движение в кольцевом пространстве между стенкой корпуса и внутренней трубой, перемещаясь далее в коническую часть корпуса. Под действием центробежной силы пылевые частицы, перемещаясь радиально, прижимаются к стенкам корпуса. Воздух, освобожденный от пыли, будет выходить наружу через внутреннюю трубу, а пыль – поступать в сборный бункер.

Для повышения производительности мы рекомендуем объединить циклоны  в группы из двух или четырех, что  улучшит степень очистки газов  от вредных примесей.

Эффективность очистки газа в циклоне определяется дисперсным составом и плотностью частиц улавливаемой пыли, а также вязкостью газа, зависящей от его температуры. При уменьшении диаметра циклона и повышении до определенного предела скорости газа в циклоне эффективность очистки возрастает.

 

Рисунок 6 – Принцип работы циклоны

Эффективность очистки, указанная  в технических характеристиках, может быть достигнута лишь при условии  соответствия между типоразмером циклона  и его производительностью.

Типоразмер циклона выбирают исходя из производительности с учетом оптимальной скорости в цилиндрической части циклона.

Для внедрения на базе предприятия  ОАО «Строитель-43» рекомендуем  циклоны, производимые фирмой «Стройкомплектсервис»,  г. Уфа, а также системы дымоудаления для циклонов, производимые компанией ООО «Юнистаб», г. Нижний Новгород.

Как было сказано выше, основным загрязнителем  на производственной базе ОАО «Строитель-43»  является пыль неорганическая с содержанием  SiO2 20-70%, поэтому для снижения её выбросов мы разработали комплекс мер, способствующих наиболее эффективному пылеподавлению.

Под пылеподавлением понимается комплекс способов и средств предупреждения загрязнения атмосферы пылью, происходящего в результате ведения горных работ. В основе пылеподавления — снижение пылевыделения и осаждение пыли непосредственно в местах её образования.

Одним из средств эффективного пылеподавления являются водовоздушные эжекторы — специальные устройства для отсоса пыли и проникающего орошения, с подачей воды под давлением 1,5-2 МПа в зону действия режущей коронки. Для снижения пылевыделения на стадии бурильных работ на карьере предприятия ОАО «Строитель-43» рекомендуем применить предварительное увлажнение массива через короткие и длинные скважины.

Эжектор — устройство, в котором происходит преобразование кинетической энергии  от одной среды (рабочей), движущейся с большой скоростью, в потенциальную  энергию смешанного потока (рабочего и всасываемого — эжектируемого). Энергия передаётся в процессе смешения сред, причём кинетическая энергия рабочей среды частью сообщается подсасываемой, частью теряется вследствие значительного вихреобразования. Энергия образовавшейся смеси используется для её подъёма или транспортирования по трубам [11].

Рисунок 7 - Принцип работы водовоздушного эжектора:

1 – форсунка; 2 – вода; 3 – запыленный воздух; 4 – шламовидная смесь.

 

Отличаясь предельно простой конструкцией, эжекторы получили распространение  как средство интенсификации грунтозабора при работе землесосных снарядов на глубинах, превышающих 15-18 м (с 80-х годов в этой области эжекторы постепенно вытесняются грунтовыми насосами).

Эжекторы, используемые в горном деле, классифицируются по способу подачи рабочего потока в приёмную камеру: с цилиндрической насадкой (соплом) и кольцевой насадкой. В зависимости от агрегатного состояния взаимодействующих сред различают эжекторы равнофазные (газо-, паро- и водоструйные), разнофазные (газоводяные, водогазовые) и изменяющейся фазности (парожидкостные, водопарогазовые). Эжектор состоит из рабочего сопла (насадки), приёмной и смесительной камер и диффузора. Поток рабочей среды поступает из сопла в приёмную камеру эжектора с большой скоростью, за счёт образующегося вакуума увлекает за собой среду низкого давления. В смесительной камере происходит выравнивание скоростей (давлений) потоков сред. Затем смешанный поток направляется в диффузор, где происходит преобразование его кинетической энергии в потенциальную энергию и скоростного напора в статическую, под действием которого осуществляется дальнейшее перемещение смеси.

Достоинства эжектора — отсутствие движущихся частей, простота конструкции и обслуживания. КПД эжектора не превышает 30%.  
Совершенствование эжектора сводится в основном к отысканию в целях повышения КПД оптимальной формы и размеров их проточной части.

На территории производственной базы ОАО «Строитель-43»  рекомендуем для внедрения водовоздушные эжекторы на стадии проведения бурильных работ на карьере по добыче щебня. Беря в расчет КПД эжектора, его эксплуатация уменьшит пыление на 30%. Производит водовоздушные эжекторы компания «Аква-Венчур», располагающаяся в г. Санкт-Петербург.

Также при бурении шпуров и скважин на карьере пылеподавление осуществляется подачей воды в забой шпура или скважины.

При взрывных работах на территории предприятия для предупреждения пылевыделения в атмосферу выработок рекомендуем использовать внутреннюю и внешнюю водяную забойку, при которой при взрыве вода под большим давлением внедряется в массив и смачивает его [7].

Рисунок 8 – Конструкции гидрозабойки скважин на карьере

 

Забойка  — процесс заполнения инертным материалом части зарядной полости; под забойкой понимают также инертный материал, применяемый для изоляции заряда взрывчатых веществ. Используется забойка для "запирания" продуктов детонации, повышения коэффициента полезного действия взрыва, снижения радиуса разлёта осколков. Наибольшее сопротивление выталкивающему действию продуктов детонации оказывают сыпучие материалы, обладающие достаточно высокой плотностью, сжимаемостью и высоким коэффициентом внутреннего трения, а также пластичные, жидкие и быстротвердеющие вещества и смеси.

Для уменьшения фильтрации продуктов детонации через забойку из крупнозернистого материала пустоты между его частицами заполняют водой или мелкозернистым песком. 

Забойку выполняют после размещения в  зарядной полости или на поверхности  разрушаемого объекта заряда взрывчатых веществ и средств его взрывания. Механизация забойки шпуров и скважин осуществляется забоечными машинами.

Необходимую длину забойки удлинённых зарядов  выбирают в зависимости от горнотехнических условий и максимально допустимого  радиуса разлёта осколков (обычно от 15 до 24 диаметров скважины или  шпура). Забойка наружных зарядов эффективна, если её масса не менее чем в 3-5 раз превышает массу взрывчатых веществ. 

Для подавления пыли в момент взрыва рекомендуем  применять оросители (туманообразователи) различных типов и наполненные водой полиэтиленовые мешки, подвешенные в выработке, которые взрываются одновременно со взрывом массива.

Оросители — устройства для распыления воды, используемые в горной практике с целью пылеподавления.

Рисунок 9 – Схема оросителя: 1) каркас тележки; 2) резурвуар для жидкости; 3) эластичный шланг; 4) нагнетатель давления; 5) краник регулирования расхода и величины капли; 6) диффузор; 7) корпус; 8) эл. турбины; 9) туманообразователь; 10) крышка; 11) выключатель.

 

По форме факела оросители делятся  на насадки, зонтичные, конусны, плоскоструйные. Оросители характеризуются величиной угла раствора факела. Каждый тип оросителя имеет целевое назначение.

В зависимости от носителя энергии, затрачиваемой на диспергирование жидкости, оросители делятся на механические и пневматические.

Механические, в которых жидкость подается под давлением и дробится либо благодаря неустойчивости струи, либо в результате соударения с другой струей или с неподвижной пластинкой. Носителем энергии, идущей на распыление воды, является сама жидкость. По принципу действия они делятся на оросители вихревого, ударного и комбинированного действия.

Механические оросители бывают с полым конусом (вихревое и ударное  распыление жидкости) и со сплошным конусом распыла (вихревое и ударное  распыление, комбинация вихревого движения жидкости с осевым), с плоским  факелом (взаимодействие двух струй  жидкости или ударное распыление). К механическим оросителям относятся также насадки.

Производительность механических оросителей пропорциональна диаметру спрыска и корню квадратному  из давления жидкости перед форсункой. Оросители, рекомендованные для работы на предприятии ОАО «Строитель-43», должны соответствовать специфическим техническим требованиям: не должны засоряться примесями мельче 0,5— 1 мм и должны быть устойчивыми против коррозии, механически крепкими, конструктивно простыми. Режим работы оросителя (за исключением насадок) должен быть таким, чтобы размер капель в факеле лежал в пределах 30—200 мк, а давление воды (не менее 4—5 кгс/см²) перед форсункой должно обеспечивать указанную дисперсность капель при требуемом расходе.

Пневматические оросители, иногда называемые туманообразователями из-за возможности получения капель весьма малого размера — струя жидкости разбивается на капли при соприкосновении с высокоскоростным потоком воздуха, который является носителем энергии в оросителе. Вода подается либо под небольшим давлением, либо за счет инжектирующего действия воздушного потока.

Форму факела и степень распыла  воды можно менять, меняя давление воздуха и смещая выходное отверстие  воздухоподающего сопла относительно выходного отверстия оросителя.