Корзина
1 отзыв
КазахстанЮжно-Казахстанская областьШымкентул. Акпан Батыра 70
+77252975434
+77761688584
+77018902240
ALFA TRUST
Корзина
  • ALFA TRUST
  • Статьи
  • Очистка воздуха озонированием в системах вентиляции

Очистка воздуха озонированием в системах вентиляции

Очистка воздуха озонированием в системах вентиляции

Очистка воздуха озонированием в системах вентиляции

        Обеспечение производственных помещений чистым воздухом является самым важным мероприятием в работе вентиляционного оборудования, поскольку способствует снижению риска и предупреждению заболеваний, хорошего самочувствия и работоспособности.

         При работе в цехах, где воздух загрязнен химическими веществами и запахами, риск заболевания такими болезнями, как онкологические, ишемическая болезнь сердца, гипертония, бронхит, бронхиальная астма, эмфизема легких, кожные болезни, многократно увеличивается ( по сравнениями с чистыми помещениями). По данным Американского агентства охраны окружающей среды, работа в условиях загрязнения воздуха рабочей зоны фенолом и формальдегидом на уровне даже 0,01 мг/м3 (ПДК для непроизводственных помещений) повышает риск онкологических заболеваний кроветворных органов и легких в 3-5 раза.

         Запахи являются факторами стресса влияющие на психику и иммунные функции организма, что не менее опасно, чем отравление химическими веществами.

         Однако в промышленных системах вентиляции и кондиционирования воздуха отсутствует специальное оборудование, обеспечивающее химическую и бактерицидную очистку подаваемого в помещения воздуха. Хотя для бытовых целей в настоящее время применяются приборы - ионизаторы, электро и фотокаталитические фильтры, озонаторы, дезодоранты, которые выпускаются разными фирмами для очистки воздуха, но они не могут быть использованы в производственных условиях в силу своей маломощности и малой эффективности.

         Химическая очистка воздуха рабочей зоны от таких загрязнителей, как ароматические углеводороды (например, фенол, формальдегид, ксилол, толуол, ацетон, амины и пр.), до значений ПДК и ниже является сложнейшей технической задачей. Даже увеличение производительности приточно-вытяжной вентиляции с целью уменьшения концентраций загрязнителей в воздухе рабочей зоны малоэффективно, хотя и сопряжено с большими энергозатратами на нагрев и транспортирование воздуха, а также на очистку вентиляционных выбросов.

             В природе бактерицидная и химическая очистка воздуха осуществляется путем окисления загрязняющих веществ атомарным кислородом или озоном в малых дозах, которые образуются вследствие влияния космических и электрических явлений (радиация и ультрафиолетового излучения солнца, грозы) в атмосфере на молекулу кислорода. Концентрации озона в приземном слое земли меняются (в зависимости от времени дня или ночи, времен года, погодных условий, географических особенностей и пр.) от нескольких микро грамм до 100-300 мкрограмм (хорошо знакомое ощущение озона в воздухе после грозы в хвойном лесу, морской прибой и пр.). Процессы образования озона и его конверсии в молекулу кислорода в воздухе непрерывны, поэтому жизнь человека и его здоровье зависят от наличия озона в воздухе.

         Идея искусственного создания чистого атмосферного воздуха в закрытых помещениях послужила поводом для разработки новой экологической техники, позволяющей осуществлять его очистку методами деструктивного окисления, когда на молекулы органических веществ действует озон, получаемый из кислорода воздуха.

Область применения

Очистка воздуха вентвыбросов и рабочей зоны от таких загрязнителей, как ароматические углеводороды (например, фенол, формальдегид, ксилол, толуол, трикрезол, меркаптаны, аммиак, пары ртути и пр.) находящиеся в воздухе в концентрациях 2-12 ПДК.

-        Бактерицидная очистка воздуха от любой микрофлоры.

-        Очистка запахов и смрада.

-        Метод очистки вент выбросов

-        Суть метода заключается в подаче озона в систему вытяжной вентиляции.

-        Метод очистки воздуха рабочей зоны

Суть метода заключается в раздаче искусственно озонированного воздуха в системе приточной вентиляции непосредственно в рабочую зону. Озон взаимодействует с органическими загрязнителями, деструктивно окисляя их до безвредных (менее вредных чем исходные) или при полном окислении до СО2 и Н2О. Очистка воздуха в цехе проводиться в присутствии людей, поскольку используются безопасные дозы озона (до 100 мкг/м3). При этом косвенно снижается загрязненность вент выбросов.

Канцерогены в производственных помещениях

Канцерогенно опасные вещества (с высокой степенью доказательности канцерогенности): акриламид, бензол, винилхлорид, бензопирен, формальдегид, трихлорэтилен, стирол, отработанные газы дизельных двигателей, бутадиен, винил бромид, сланцевые масла, оксид этилена и др. Безопасных доз ПДК для этих веществ не существует - все контакты опасны и вызывают злокачественные опухоли.

Производственные процессы с доказанной для человека канцерогеноопасностью:

-       деревообработка и мебельное производство, другие производства с использованием фенолформальдегидных смол и карбамид-формальдегидных смол и материалов в закрытых помещениях,

-        производственная экспозиция к родону,

-       производство изоприлового спирта, производство кокса, газификация угля,

-        производство техуглерода, производство изделий из графита,

-        производство чугуна и стали (и литья из них), агломерационные фабрики, доменные и сталеплавильные производства, горячий прокат, металлургическое производство

-        производство алюминия, алкогольных напитков и табачных изделий.

        На этих предприятиях действуют специальные требования к проведению санитарно-гигиеническим и технологическим мероприятиям направленных на устранение и уменьшение риска заболевания злокачественными болезнями. Существующие газоочистные технологии (вентвыбросов) сложны и дорогостоящи, а для очистки воздуха в цехе (рабочей зоны) вообще нет, как в России, так и за рубежом.

        Все эти предприятия продолжают оставаться главными источниками выбросов в окружающую и производственную среду химических веществ, которые имеют безусловные доказательства опасности возникновения злокачественных опухолей у человека.

Обеспечение безопасного применения озона в системах вентиляции

        Качественными критериями пригодности и полезности воздуха для дыхания являются наличие в воздухе озона, аэроионов и фитонцидов, которые благотворны в определенных концентрациях.

        При искусственном озонировании помещения концентрация озона в приточном воздухе составляет величину 10-100 мкг/м3 , которая зависит от мощности генератора озона. Причем, нагнетаемый объем приточного воздуха от вент. агрегата величина постоянная и зависит только от номера вентилятора и электрических параметров электродвигателя. Максимальная мощность генератора озона в воздухе рабочей зоны рассчитывается из соображений поставленных задач (эффективности химической или бактерицидной очистки, дезодорации), времени транспортирования воздуха по воздуховодам и в цехе, особенностей воздухораспределения в помещение, а также режимов работы технологического оборудования. В любом случае, концентрация озона в воздухе не сможет превысить ПДК даже в случае ошибочных действий обслуживающего озонатор персонала.

        Для организации процесса очистки воздуха в цехах высотой более 6-10 метров все рабочие места должны быть оснащены индивидуальными воздухораспределителями, по которым подается озонированный воздух. В помещениях высотой до 4-6 метров качество очистки воздуха решается за счет кратности воздухообмена, причем, чем выше концентрации загрязняющих веществ в рабочей зоне, тем выше кратность воздухообмена. При работе систем вентиляции и кондиционирования воздуха в режимах с рециркуляцией нет аккумуляции озона, поскольку время распада озона составляет в среднем 5-15 минут и озона всегда не хватает. Режимы рециркуляции воздуха способствуют экономии тепла на нагрев воздуха до 10-50%, поэтому использовать рециркуляцию в сочетании с озонированием весьма целесообразно.

        Бытовые озонаторы малой мощности в основном выпускаются с производительностью до 0,5-1 грамма озона в час и рассчитаны для работы в помещениях 100-200 м3. Эти озонаторы в основном выпускаются с встроенными вентилятором, который и обеспечивает циркуляцию озонированного воздуха в обрабатываемом помещении, поэтому, как правило, концентрации озона в радиусе (0,5-2 метра) от прибора высокие и могут составлять 0,1- 0,5 мг/м3. Поэтому целесообразно рядом с прибором не находится или включать и выключать прибор с периодичностью 4-10 минут вручную или автоматически. Возможно и ситуационное использование озонатора по обстоятельствам, но надо помнить, что в озонированном помещении после выключения прибора озон может сохраняться от 30 до 60 минут и более. Каких либо последствий вреда здоровью не будет, поскольку концентрации озона низкие.

        Первичная очистка воздуха от неприятных запахов и смрада наступает при малых концентрациях до 50-100 мкг/м3 практически моментально, дезинфекция помещения длится в среднем до 30-60 минут при концентрациях до 0,3-0,5 мг/м3. Поддерживающий режим дезинфекции может проходить при концентрациях 50-100 мкг/м3 и периодичностью включение/выключение 4-7 минут.

Особенности  химической очистки воздуха рабочей зоны озонированием

        Эффективность процесса очистки зависит от распределения озонированного воздуха (в объеме) по рабочим местам в помещение (или цехе) и времени контакта с загрязнителями воздуха, при этом доза озона ограничена значением ПДК (для озона 100 мкг/м3), поскольку процесс химической очистки происходит в присутствии людей, а время обработки может быть бесконечно большим ( часы, сутки, месяцы). Известны многочисленные свойства озона, основные из которых следует еще раз напомнить:

-        озон обладает высокой реакционной способностью,

-        продуктами окисления углеводородов являются пары воды и углекислого газа,

-        уменьшает молекулярный вес сложных органических веществ, а получаемые продукты окисления менее токсичны исходных.

        Основная область применения сухого метода - очистка воздуха загрязненного в небольших концентрациях на уровне 1-10 ПДК. Эффективность окислительного воздействия зависит от концентрации озона, условий массообмена (озонированного и загрязненного воздуха), времени контакта и влажности воз-духа.

        Наиболее эффективно очищаются легко трансформируемые вещества относящиеся к группам непредельных соединений (олефинов и циклоолефинов, диенов), терпенов, фенолов, стирола и его производных, бензапирена, сернистых соединений, аминов, нафталина. Процесс проходит в присутствии малых доз озона (поскольку на окисление 1 моля углеводорода требуется 0,2-1,5 моля озона). Процессы очистки проходят быстро. Эффективность очистки таких процессов может составлять даже 80-90 %.

        На окисление 1 моля средне трансформируемых углеводородов требуется уже 2-10 моля озона. К таким загрязнителям относятся формальдегид, альдегиды, метан, метанол, спирты, эфиры, фураны, трикрезол. Эффективность очистки таких процессов может составлять 50-80 %. Нецелесообразно использование озонирование ( сухой метод) при загазованности воздуха кетонами, органическими кислотами, нитрилами, галоген углеводородами ( четыреххлористый углеводород, дихлорметан, хлороформ ), насыщенными углеводородами. Эффективность очистки низкая, поскольку требуются большие концентрации озона и в присутствии людей в цехе они невозможны. Тоже самое относится к очистке сильно загрязненного воздуха (10-100 ПДК), когда требуются высокие дозы озона и длительное время обработки. Для этой цели необходимо пересмотреть технологию производства и выбрать наиболее экологически безопасную или использовать более эффективные технологии очистки, например, в адсорберах, скрубберах, с частичным возвратов очищенного воздуха в цех.

        Технология искусственного озонирования позволяет осуществлять:

-         химическую очистку воздуха от паров и газов ( фенола, формальдегида, ацетона, стирола, толуола, бензапирена, нефтепродуктов, бензола, метана и других загрязнителей органической химии, находящихся в воздухе рабочей зоны в концентрациях до 2-10 ПДК ) с эффективностью до 50 - 90 %;

-       подавление неприятных запахов ( сероводорода, аммиака, меркаптанов, сульфатов, крезола, аминов и пр.) с эффективностью до 90 %.

        Метод озонирования прошел многолетние и разносторонние испытания на различных химических заводах по переработке фенопластов, слоистых пластиков, асбестовых фрикционных изделий, анилиновых красителей, лаков и красок, автомобильных и машзаводах, где превышение ПДК по загрязнителям воздуха в рабочей зоне составляли 1,5-15 раз.  

Особенности бактерицидной очистки воздуха

Целесообразность применения систем вентиляции и кондиционирования воздуха на предприятиях текстильной, фармацевтической, микробиологической, электронной, пищевой и пр. промышленностей не вызывает сомнения, поскольку решает технологические задачи качества продукции. Для достижения требуемого качества ( поддержание высокой влажности, очистка от микробов, отсутствие пыли) воздух подвергают фильтрованию и обработкам в камерах орошения кондиционера. Любая обработка воздуха влияет на уменьшение фоновой концентрации озона и состава аэроионов в приточном воздухе.

        Изменения фоновых концентраций озона настолько существенны, что, по мнению гигиенистов, способствуют заболеванию людей "синдромом закрытых помещений" или "синдромом постоянной усталости", которые охватывают различные болезненные симптомы - плохое самочувствие, жалобы на головные боли, сонливость, духоту в помещении и прочие недомогания. Все эти симптомы являются главной причиной заболевания людей сердечными болезнями (гипертония, ишемия сердца, склероз и пр.).

        Проблема повышенной заболеваемости рабочих текстильной промышленности существует уже много лет, причем, острые респираторные заболевания (ОРЗ), грипп, ангина занимают в структуре временной нетрудоспособности рабочих значительный удельный вес - до 60%. В немалой степени инфицированию воздуха способствуют бактериальная загрязненность перерабатываемого сырья, эксплуатация систем вентиляции и кондиционирования воздуха в режимах с замкнутым циклом (рециркуляцией воздуха), большое скопление людей. Сами кондиционеры также являются, источником заражения людей скоротечной формой пневмонии - легенелезом, поскольку в кондиционере образуются благоприятные для размножения и переноса микробов условия. Следует сказать, что нормативы на бактериальное обсеменение воздуха в цехах текстильных предприятий более жесткие, чем для помещений массового пребывания людей. Так для вокзалов и аэропортов это норматив составляет 3500 КОЕ/м3, для торговых центров и зрелищных центров 3000 КОЕ/м3, для цехов текстильных предприятий 2700 КОЕ/м3.

        Было установлено, что искусственное озонирование воздушной среды в концентрациях от 50 до 100 мкг/м3 снижает микробную обсемененность в воздухе рабочей зоны до уровня загрязнения 370 - 400 КОЕ/м3. Этот показатель характерен для чистого атмосферного воздуха и считается удовлетворительным для прядильно-ткацких цехов (задач полной стерилизации воздуха в цехе не ставились). Отмечено полное снижение патогенной микрофлоры, условно-патогенная микрофлора снижается в 15-20 раза, споры грибов и плесени снижаются в 20-30 раз. Исследовались режимы работы кондиционеров в режимах с 90% повторным использованием нагретого воздуха в цехе, как видно из таблицы 2, качество воздуха даже при многосуточном режиме остается высоким.

        Промышленные системы вентиляции (кондиционирования) воздуха и отопление являются наиболее энергоемким оборудованием, и в цене любого изделия выпускаемого нашей промышленностью доля затрат на отопление и вентиляцию составляет от 40 до 60 %. Поэтому любое предприятие заинтересовано в снижении этих затрат. Озонирование воздуха в производственных помещениях позволяет сократить расходы в 1.5 - 2 раза за электро- и тепло-энергию за счет многократного использования нагретого воздуха и улучшить экологическую обстановку в цехе и промзоне предприятия за счет непрерывной очистки воздуха.

Озонированный воздух способствует иммунностимуляции организма, что защищает организм человека от заболеваний; активность лизоцима возрастает на 30-40 %, бактерицидная способность кожи увеличивается на 30 %, в 2 раза снижается бактериальная обсемененность кожных покровов.

        При статистической обработке больничных листов установлено, что при внедрении систем озонирования воздуха в цехах текстильных фабрик заболеваемость по классу болезней органов дыхания (ОРЗ, грипп, ангина, пневмония, туберкулез, ЛОР-патология) снижается на 25 - 30%. В 3-5 раза снижается заболеваемость, связанная с гипертонической болезнью и на 10-20 % уменьшается заболеваемость ишемической болезнью сердца.

        Озон, фитонциды и аэроионы столь же необходимы человеку, как и витамины пищи, а возможно, и значительно больше. О том, сколь крайне нужны витамины организму, говорит само название, что значит vita - жизнь. При недостатке витаминов мы крайне быстро устаем, чаще раздражаемся и болеем, хуже спим, теряем аппетит. И если не употреблять витамины, - разовьется авитаминоз, который приведет к мышечной слабости, быстрому старению организма и болезням сердца. Озонотерапевтические процедуры ( ингаляции озонированным воздухом) по эффективности действия на человека адекватны условиям пребывания человека в курортных зонах. Озон образует легкие отрицательные аэроионы и способствует ионизации воздуха помещений.

"Экология и промышленность России" за июнь 2003 г., "Инженерные системы" АВОК северо-запад, №2 2003

Предыдущие статьи