Пылеподавление

Некоторые промышленные предприятия и целые отрасли народного хозяйства (например, добыча полезных ископаемых) генерируют большое количество твёрдых частиц различных веществ, которые попадая в воздушную среду, долго присутствуют там во взвешенном состоянии. 

На таких предприятиях обязательны мероприятия по снижению воздействия промышленной пыли на персонал и окружающую среду, с учетом того, что пылевые облака способны перемещаться на  десятки километров (в зависимости от размеров частиц).

Пушки от пыли

Примеры предприятий, где требуется система пылеподавления:

1. складирование и погрузка сыпучих материалов;
2. добыча, переработка и перевалка угля;
3. добыча рудных и нерудных полезных ископаемых;
4. металлургия;
5. производство цемента;
6. снос зданий и демонтаж сооружений;
7. строительство и возведение высотных зданий;
8. деревообработка;
9. мусороперерабатывающие предприятия и захоронение отходов;
10. устройство и обслуживание хвостохранилищ;
11. и пр.

В степных и засушливых регионах пылевые облака формируются без участия промобъектов и являются природным явлением. Они представляют даже большую угрозу, т.к. купировать их теми же методами пылеподавления, что для промышленной пыли, невозможно. Требуются глобальные решения на государственном уровне, чтобы исправить результат антропологического воздействия на окружающую среду.

Нормы и классификация пыли в воздухе рабочей зоны

Методики по измерению, оценке и классификации пыли в воздухе приведены в ГОСТ Р 54578-2011. Воздух рабочей зоны. Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (АПФД). Общие принципы гигиенического контроля и оценки воздействия.

Степень негативного воздействия АПФД определяется концентрацией пылевых частиц в воздухе (мг/м3), размерами и физико-химическими свойствами твёрдых частиц, а также длительностью воздействия на человека.

Пылевое облако представляет собой аэродисперсную систему, то есть аэрозоль. Она состоит из твёрдых частиц (дисперсная фаза) распределённых в воздухе (дисперсная среда).

Классы чистоты воздуха в помещениях

Нормативы по допустимой концентрации пылевых аэрозолей содержащих твёрдые частицы различной фракции, приведены в Межгосударственном стандарте ГОСТ ИСО 14644-1-2002. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть I. Классификация чистоты воздуха.

В Стандарте определены 9 классов чистоты воздуха, исходя из того, сколько взвешенных твёрдых частиц и какого размера нахядится в 1м3 окружающей среды. Классификация по шести фракциям частиц: 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1,0 и 5,0 мкм. Для каждой из фракций указано предельно допустимое количество взвешенных частиц в воздухе, тобы идентифицировать класс чистоты. Например:

Самый чистый воздух по классу 1 ИСО: не более десяти частиц с размерами 0,1мкм и двух частиц с размерами 0,2мкм.

Самый загрязненный воздух по классу 9 ИСО: 35200000 частиц с размерами 0,5мкм; 8320000 частиц с размерами 1,0мкм; 293000 частиц с размерами 5,0мкм

Для каждого производственного помещения или рабочей зоны устанавливается класс чистоты воздуха. Если при проверке окажется, что количество частиц в воздухе превышает допустимую концентрацию, то проводятся различные мероприятия по исправлению ситуации.

ПДК пыли в воздухе рабочей зоны

Предыдущий документ нормирует содержание количества частиц и предлагает методики, как их определить. Следующий документ нормирует уже массу всех взвешенных частиц в 1м3 (вне зависимости от размеров частиц) воздуха городских и сельских поселений.

Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.3492-17.  В разделе I приведены предельно допустимые концентрации (ПДК) для 658 различных веществ. В таблице на poliuretan.ru указаны лишь те, которые касаются пыли.

Примечания по таблице:

Номер вещества приведен согласно нумерации раздела I ГН 2.1.6.3492-17.

Названия веществ приведены (где это было возможно) в соответствии с правилами международного союза теоретической и прикладной химии, ИЮПАК (international union of pure and Applied chemistry, iupac).

CAS - это регистрационный номер (chemical abstracts service, cas) для облегчения идентификации вещества.

ПДК м.р., мг/м3 - это максимальная разовая предельно допустимая концентрация.

ПДУ с.с., мг/м3 - это среднесуточная предельно-допустимая концентрация.

ЛПВ - это лимитирующий показатель вредности. «Рез» или / и «рефл». Характеризует направленность биологического действия вещества: рефлекторное (рефл.) и резорбтивное (рез.).

• Рефлекторно реагируют рецепторы верхних дыхательных путей: ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т.п. Рефлекторная реакция возникает при кратковременном воздействии вредных веществ и нормируется максимальной разовой ПДК (ПДКм.р.).
• Резорбтивное воздействие определяет общетоксические, гонадотоксические, эмбриотоксические, мутагенные, канцерогенные и другие эффекты. Их возникновение которых зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но и длительности ее вдыхания. С целью предупреждения развития резорбтивного действия устанавливается среднесуточная ПДК (ПДКс.с.).

Класс - это класс опасности. 1 класс - чрезвычайно опасные. 2 класс - высокоопасные. 3 класс - умеренно опасные. 4 класс - малоопасные.

Взвешенные частицы РМ10 и РМ2,5 наиболее опасные, т.к. из-за их малых размеров, они не задерживаются слизистой и фильрами средств индивидуальной защиты. Чем меньше размеры частиц, тем болше вероятность, что она окажется в лёгких. Аэрозоль, образованная такими частицами будет долго «висеть» в воздухе. Частицы РМ2,5 немного не дотягивают, чтобы их можно было отнести к тонкодисперсным (верхний порог 1мкм).

Так как воздействие резорбтивное, негативный эффект зависит от совокупности факторов:

• химический состав частиц;
• физические свойства частиц;
• количество частиц в единице объема воздуха (концентрация);
• размер частиц;
• время нахождения в зоне поражения взвешенными частицами.

Уменьшение негативного воздействия даже одного из вышеперечисленных факторов, способно оказать позитивное влияние. 

Средства и способы пылеподавления

Для пылеподавления на промышленных объектах, в том числе аэрозолей, состоящих из взвешенных частиц РМ 2,5 и РМ 10, требуется комплекс мероприятий, образующих единую систему пылеподавления.

Для управления этой системой следует организовать противопылевую службу, задачами которой являются:

1. использование передвижных и стационарных пушек для пылеподавления (например, Установку НСТ ПТНД-1 или Аппарат НСТ ПТНД-2);
2. расстановка на объекте оборудования для пылеподавления в необходимом количестве и в необходимых местах.
3. предварительное увлажнение источников пыли;
4. соблюдение графика проведения работ, при которых выделяется пыль;
5. обеспечение водой участков, где проводятся пылевые работы;
6. обеспечение персонала средствами индивидуальной защиты от взвешенных частиц;
7. контроль соблюдения персоналом графика нахождения на участке проведения пыльных работ;
8. организация проветривания помещений и рабочих зон;
9. герметизация кабин транспорта, передвигающегося в местах, где содержание пыли превышает ПДК;
10. проведение влажных уборок и орошение помещений и рабочих зон;
11. организация медицинского осмотра персонала с целью выявления заболеваний, вызванных воздействием пыли на ранних стадиях;
12. и пр.

Типовая система пылеподавления и рекомендации по средствам пылеподавления приведены в «Руководстве по борьбе  с пылью и пылевзрывозащите на угольных и сланцевых разрезах». Документ утвержден Министерством угольной промышленности СССР 26 апреля 1990 . Актуален по состоянию на май 2022 года.

Принцип пылеподавления влагой из тумана

Взвешенные частицы РМ 10 и РМ 2,5 могут месяцами парить в воздухе и не оседать. Чтобы сбить их, необходим снег. Обычного дождя недостаточно. И орошение водой не работает против мелкодисперсной пыли.

Размеры капель воды при разбрызгивании поливальными установками, в среднем, 500мкм, то есть в 50-200 раз больше, чем диаметр частиц РМ 10 и РМ 2,5, из пыльного облака.

Для того, чтобы «приземлить» дисперсную фазу из аэрозоли, необходимо укрупнить частицы пыли,  что позволит увеличить их вес и они осядут вниз. Но сами по себе частицы не притягиваются друг к другу, образуя равновесную систему, в данном случае: пыльно-воздушную дисперсию (пыль - фаза, воздух - среда).

Очевидным способом разрушения равновесия этой системы является введение в неё нового ингредиента. Так как речь о воздушной среде, то направшивается мелкодисперсное опрыскивание объёма, где распределена пыль.

Капли воды абсорбируют частицы пыли. Чем больше твёрдых частиц собирает капля воды, тем больше становится её масса и на неё воздействует гравитация. Капля с абсорбированной пылью оседает на землю.

Такое происходит, при выполнении двух условий:

1. размеры водяных капель и частиц пыли отличаются не более, чем в 4-5 раз. Если же размеры капель больше в 50 раз, как при орошении водой, то частицы пыли не притягиваются к жидкости и остаются во взвешенном состоянии в воздухе.
2. Собственная скорость водяных капель близка к нулю. То есть капли воды, как и пыль, должны парить в воздухе (их движение обусловлено лишь перемещением потоков воздуха), образуя вторую равновесную систему: капельно-воздушную дисперсию (капли воды - фаза, воздух - среда).

Обеспечить выполнение этих двух условий можно, если в заданном объеме пространства выпадет туман, т.к. размеры капель в таком случае от 1 до 5мкм. 

Научно-производственная компания «Новые Строительные Технологии» предлагает две модели аппаратов для пылеподавления искусственным туманом:

1. Установка НСТ ПТНД-1 формирует туман по принципу охлаждения (снята с производства).
2. Установки НСТ ПТНД-2 и ПТНД-4 формирует туман по принципу испарения.

Если капли воды крупные, то их масса не позволяет им парить в воздухе. Они пролетают (с высокой скоростью) через пыльное облако и собирают на себя мало взвешенных частиц. Но, если водяные капли будут парить в воздухе, медленно оседая, то соберут и посадят на землю все частицы сопоставимых размеров (не меньше, чем 0,2...0,25 диаметра капли).

На скорость и качество абсорбции влияют и физико-химические свойства частиц (электрический заряд, химический состав, присутствие гидрофобных добавок, температура, влажность и пр.), в зависимости от того, из какого вещества они получены. 

Принцип пылеподавления туманом заключается в том, что происходит объединение двух дисперсных систем, вследствие чего нарушается равновесие их обеих.

Типовые задачи системы пылеподавления

Задачи пылеподавления укрупненно можно сгруппировать следующим образом:

1. Пылеподавление на карьерах, рудниках и хвостохранилищах. В большинстве своём, это объекты, расположенных на открытом пространстве, за исключением отдельных элементов инфраструктуры.
2. Пылеподавление на стройплощадках. Здесь требуется изолировать очаги, как на улице, так и внутри помещений при проведении пыльных работ.
3. Пылеподавление на промышленных предприятиях. Здесь речь о цеховых помещениях и закрытых корпусах, где производятися различные технологические процессы (механическая и химическая обработка), при проведении которых выделяется большое количество взвеси.
4. Пылеподавление природной пыли. Учитывая масштабы природных очагов пыли, здесь речь идёт о минимизация вредного воздействия природной пыли на городских и сельских территориях.

Способ пылеподавления направленным искусственным туманом наиболее эффективный. При этом следует учитывать особенностей источника выброса дисперсной фазы и природу взвешенных частиц. Поэтому имеются отличия по пылеподавлению на открытом воздухе и в закрытых помещениях (особенно в технологических цехах, связанных с химическими процессами).

Своя специфика, когда речь идёт о природных пыльных бурях. Бороться с ними постановкой искусственного тумана невозможно. Туманомёт позволяют быстрее вернуться к нормальной жизни после пыльной бури. Используются на локальной территории: рядом с домом, участком, садом. Искусственный туман не поможет победить источник проблемы, но минимизирует негативные последствия природного бедствия.

Во многих случаях постановка искусственного тумана является безопасным способом купировать и погасить источник формирования АПФД.

Чтобы задать вопрос про пылеподавление туманом, выберите удобный способ общения:

тел. 8 800 250-11-05 звонок бесплатный для России

+7 965 250-11-26, здесь есть Telegram, Viber, WhatsApp

e-mail: nst@poliuretan.ru

Устройства постановки искусственного тумана - это лишь одно из направлений деятельности компании «Новые Строительные Технологии».

Помимо туманомётов для борьбы с АПФД, фирма НСТ производит технологическое оборудование: для различных газонаполненных пластмасс, композитных материалов, гидроизоляционных покрытий, компаундов, двухкомпонентных полимеров, перистальтические насосы и пневматические вибраторы.