CUPRINS:

CAP.I. Metode generale de tratare a subsanelor poluante1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

Poluarea n lume i n Romnia .............................................................................2 Principalele substane poluante ..............................................................................4 Reglementri privind calitatea factorilor de mediu ...............................................9 Metode generale de tratare, neutralizare i conservare a substanelor .................10

CAP. II. Calculul unui spltor de gaze cu spum pentru purificarea gazelor de praf2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

Instalaie de purificare a gazelor ..........................................................,,,,,,,,,,,,....14 Suprafaa sectiunii transversal .............................................................................15 Debitul de ap ......................................................................................................15 Dimensiunea grtarului ........................................................................................18

CAP. III. Concluzii i recomandri ...............................................................................................22

CAP. IV. Bibliografie ...................................................................................................................22

1

CAP.I. Metode generale de tratare a subsanelor poluante1.1.

Poluarea n lume i n Romania

n ultimele decenii, poluarea a devenit o problem des dezbtut de majoritatea cercettorilor n domeniu. Problema raportului dintre om i mediul ambiant nu este nou. Ea a aparut o dat cu cele dinti colectiviti omeneti, cci omul cu inteligena i spiritul creator care l definesc, nu s-a mulumit cu natura aa cum era ea, ci a pornit cu curaj i tenacitate la opera de transformare a ei potrivit nevoilor sale. Problema major a aprut o dat cu revoluia industrial i mai cu seam cu noua revoluie tehnico-tiinific. Sub impactul dezvoltrii economice au fost poluate apa, solul, aerul, iar omul s-a confruntat cu maladii cauzate de poluare, fenomen ce a invadat astzi toate continentele. Neplcerile cauzate de diferitele surse de poluare sunt variate i se pot acumula dnd natere la catastrofe. De exemplu: creterea ratei mortalitii a speciilor umane, animalelor, plantelor care pot duce n cazul extrem pn la dispariia speciei, distrugerea habitatului natural, deterioararea calitii solului, a apei, a aerului, etc. Interesul este cu att mai mare, cu ct fiecare dintre noi, dorete s triasca ntr-un mediu nepoluant, s se bucure de resursele aparent inepuizabile (apa potabil). Prevenirea polurii i aplicarea principiului precauiei sunt axele principale n aplicarea principiului dezvoltrii durabile Este vorba bineneles de a remedia cazurile de poluare existente, dar cea ce este mult mai important este anticiparea i evitarea surselor de poluare, a accidentelor de orice fel, avnd ca scop conservarea mediului i a sntii publice. Este foarte important ca aceste principii s fie reglementate prin lege. Un exemplu n acest caz este dat de Frana , ar care pedepsete prejudiciul ecologic, iar cei care polueaz sunt responsabili de repararea dezastrelor naturale. Am putea defini poluarea printr-o contaminare a mediului natural cu substane exterioare nocive, care-l afecteaz direct sau indirect. Sntatea fiecruia dintre noi, calitatea ecosistemelor i a biodiversitii acvatice sau terestre pot fi afectate sau modificate pe termen lung din cauza polurii. Sursele polurii sunt numeroase, iar identificarea lor, a diferitelor substane poluante i implicit a efectelor este complex. Ele pot proveni din catastrofe naturale sau pot fi rezultatul activitii omului, precum Mareea Neagra (perforarea unei platforme petroliere aparinnd companiei British Pretrolium n largul coastelor Statelor Unite), poluarea chimic (devrsarea deeurilor chimice n toamna anului 2010 n Ucraina), accidentele nucleare (accidentul de la Cernobl).

2

Un studiu realizat recent de Cornell arat c poluarea ar trebui s se afle pe lista factorilor care provoac moartea alturi de bolile de inim sau cancerul. Contaminarea apei, a solului i a aerului provoac 40% din decesele planetei, dup cum reiese dintr-un studiu realizat de Prof. David Pimentel. Proiectul se axeaz pe modul n care deteriorarea condiiilor de mediu i de cretere a populaiei afecteaz rspndirea bolilor. Conform rezultatelor, 62 milioane de decese n fiecare an sunt datorate poluanilor organici sau chimici. Pimentel spune c boli precum malaria, E. coli, Salmonella, SIDA i tuberculoza au aprut datorit mediului favorizant n care au crescut Gerry Best, n cartea sa Environmental Pollution Studies asociaz vrsarea canalizrii n cursurile de ap ca una dintre cele mai comune surse de poluare, care n cele din urm duce la rspndirea bolii. Potrivit studiului, microbii din ap pot transporta E. coli si salmonella. n activitatea zilnic fiecare om consum n medie 140 de litri de ap pe zi prin simplele activiti de splare a corpului, a hainelor, a vaselor etc. Cea mai mare contribuie la acest consum zilnic (30-40%) vin din tragerea apei la toalet. n afar de toalet, media de ap consumat, n litri, pentru diferitele activiti din locuin provine de la: mainile de splat automate (100 l), mainile de splat vase (50 l), duurile zilnice (30 l). n afar de apa consumat zilnic de persoane, n canalizri se scurge i apa folosit la nivel industrial care este n medie de 300 litri pe zi. Tocmai de aceea, fr sisteme de tratare a apei din canalizare, situaie des ntlnit la nivel mondial, se produce o poluare intensiv a mediului. n afara surselor externe, un studiu realizat de US EPA mpreun cu Universitatea Harvard a identificat sursele factorilor poluani pentru mediul nconjurtor. n mod surprinztor au ajuns la concluzia c aerul din interiorul locuinelor este o surs important pentru dezvoltarea factorilor poluani Dup cum precizeaz Pimentel, focul aprins n locuine folosind lemne din pdure reprezint o surs important de poluare. Fumul emis conine particule fine care sunt inhalate n plmni i care poate cauza boli respiratorii i uneori infecii. De asemenea, poate provoca iritaii ale ochilor, nasului sau gtului. Exista unui garaj poate fi o surs de factori poluani. Ele expun ocupanii locuinelor la emisia gazelor n interior i a altor gaze de combustie care mpreun cu dioxidul de carbon se formeaz factori poluani pentru aer i implicit pentru sntatea oamenilor. Mobila, vopseaua de pe perei emit substane chimice organice volatile. Studiile despre poluare n care sunt descrise tipurile, factorii de influen sau efectele, sunt diverse. Drept consecin, ea a devenit o problem care i preocup n continuare pe specialiti care ncearc s gseasc modaliti de reducere a efectelor asupra populaiei. Romania este menionat printre rile cele mai poluatoare raportat la mrimea economiei, din Uniunea European, alturi de Bulgaria, Republica Ceh, Estonia i Polonia, relev un raport al Ageniei Europene de Mediu. Studiul, care analizeaz informaii din 2010 privind emisiile de dioxid de carbon, arat c Germania i Polonia sunt cei mai mari poluatori industriali din UE, urmat de Marea Britanie, Frana, Italia, Romnia i Spania, scrie Novinite.3

Dac se analizeaz aceste informaii pe baza unui alt criteriu, spre exemplu mrimea economiei, atunci Bulgaria, Romnia, Estonia, Polonia i Cehia sunt n topul clasamentului Ageniei. Potrivit calculelor, "10.000 cele mai mari instalaii industriale din UE au cauzat pierderi legate de poluare n valoare de 102-169 miliarde de euro". Majoritatea polurii este provocat de marile centrale electrice i, ntr-o msur mai mic, de rafinrii si oelrii. Dei Agenia admite c aceste "pierderi" sunt o metod imperfect de msurare a preului pltit n termeni de sntate a populaiei i deteriorare a mediului, considera c este totui un indicator folositor pentru a ghida politicile UE n domeniul industrial, energetic si de mediu. Potrivit acestor date, poluarea aerului de ctre instalaiile industriale l-a costat pe fiecare european ntre 200 si 300 de euro in 2010.

1.2.

Principalele substane poluante

Substanele poluante din atmosfer sunt substane gazoase, lichide sau solide, care i modific compoziia. Acestea sunt: Gazul carbonic Praful, Fumul, Cenua

Monoxidul de Carbon Dioxidul de Sulf Azotul

a) Gazul carbonic Gazul carbonic(CO 2 ), numit tiinific dioxid de carbon, este cel mai important din ciclul carbonului, este inofensiv si aduce clorul pentru fotosintez. CO 2, sub forma de vapori de ap, las s treac undele scurte ale radiaiei solare n atmosfer i absoarbe undele lungi ale radiaiilor Pmntului, ceea ce provoac o renclzire a aerului, efectul de sera. Pe Venus, ntr-o atmosfer foarte bogat n CO 2, temperatura atinge 470 C.4

Bioxidul de carbon ntlnit n atmosfer n proporie de 0,03% nu produce tulburri manifestate dect n situaiile n care este impiedicat trecerea gazului din sngele venos n alveola pulmonar i eliminarea lui prin aerul expirat. De fapt fenomenele toxice apar n momentul n care presiunea parial a CO 2 din aer crete att de mult nct mpiedic eliminarea acestui catabolit. Iniial apare o cretere a CO 2 din snge (hipercapnie) mai puin datorit ptrunderii lui din aerul exterior, ct datorit autointoxicrii organismului. Pe masur ce crete concentraia n aerul atmosferic, intervine i solubilizarea lui in plasma sanguin datorit presiunii pariale crescute; la autointoxicare se asociaz intoxicaia exogen. Primele tulburri apar n jurul concentraiei de 3% manifestat prin tulburri respiratorii (accelerarea respiraiei), apare apoi cianoza, urmat de tulburri respiratorii i circulatorii insotite de fenomene legate de dezechilibrul acido-bazic. Praful, cenua i fumul au o proporie destul de mare n totalitatea poluanilor care exist n atmosfer.

Praful

Praful provine din diviziunea materiei fine n particule aproape coloidale de 10-100 nm. Fumul este un amestec de particule solide i coloidale cu picturi lichide. Sursele generatoare de praf : Sursele artificiale generatoare de praf, cenu i fum cuprind, n general, toate activitile omeneti bazate pe arderea combustibililor lichizi, solizi sau gazoi.

O important surs industrial, n special de praf, o reprezint industria materialelor de construcie, care are la baz prelucrarea unor roci naturale (silicai, argile, calcar, magnezit, ghips etc.). Din cadrul larg al industriei materialelor de construcii se detaeaz, sub aspectul impactului exercitat asupra mediului ambiant, industria cimentului .5

Materialele de baza, care intr n fabricarea cimentului, sunt piatra calcaroas amestecat cu magme sau cu argile. Sunt cunoscute i aplicate doua procedee de fabricare: procedeul uscat, n care materiile prime sunt deshidratate, frmiate n mori

speciale i trecute apoi n cuptoare rotative lungi, unde sunt tratate la temperaturi nalte; procedeul umed, n care materiile prime se amestec cu apa, apoi n stare umed se

macin n mori speciale, dup care, partea rezultat este trecut la randul ei n cuptoare rotative, unde procesul este acelai ca la procedeul uscat. Temperaturile din cuptoare determin mai nti frmiarea materialului, cu formare de clincher iar apoi, prin mcinare, se obin particule foarte fine, care constituie cimentul propriu-zis. Procesele tehnologice descrise produc cantiti mari de praf, n toate verigile lanului tehnologic: usctoare, mori de materii prime, cuptoare, procese intermediare. din usctoare se elimin n atmosfer aproximativ 10% din cantitatea introdus n mori, 1-3% din cantitatea prelucrat, n cuptoarele rotative, 10% n procesele intermediare, ntre 2 si 4%

n total se pierde ntre 20 si 25% din materia prim prelucrat la procedeul uscat i 10-45% la procedeul umed. Praful rezultat din industria cimentului este imprtiat pan la distana de peste 3 km fa de sursa, concentraia acestuia n apropierea surselor, variind ntre 500 si 2 000 t/km 2 /an. Fumul Fumul constituie partea invizibil a substanelor ce se elimin prin courile intreprinderilor industriale i este constituit din vapori de ap, gaze, produi incomplet ari (crbune, hidrocarburi, gudroane etc.) i alte impuriti nglobate i eliberate cu ocazia arderii. Fumul are o culoare albicioas dac arderea este complet. Culoarea neagr indic o ardere incomplet, datorit lipsei de aer, precum i prezenei n cantitate mare a crbunelui i a funinginii. Culoarea fumului rar poate fi roscat, cenuie sau brun, dupa cum carbunele conine fier, aluminiu sau mangan. Particulele de fum au dimensiuni submicronice ( 2W1).

2.4. Dimensiunea grtarului

Caracteristicile principale ale grtarului (diametrul i pasul gurilor) se aleg pornind de la cantitatea de lichid care trebuie s se scurg. S-a stabilit c scurgerea apei crete odat cu creterea diametrului gurilor d0 i cu nlimea stratului iniial de lichid pe grtar h0. Scurgerea apei crete, de asemenea, la scderea vitezei gazului n orificii sub 4-6 m/s (n funcie de d0 i h0) i scade brusc la creterea vitezei gazului peste 13-15 m/s, ceea ce poate produce nfundarea grtarului cu praf. nafar de aceasta, creterea vitezei gazului n orificii, n cazul unui strat mic de ap (spum) pe grtar, caracteristic pentru spltorul de gaz, duce la desfacerea gazului n uvie i la formarea intens de picturi. Pentru asigurarea funcionrii normale a spltorului de gaz, viteza gazului w0 n grtare cu orificii mari trebuie s fie n limitele 8-13 m/s, iar pentru grtare cu orificii mici ntre 7 i 10 m/s, n funcie de gradul iniial de prfurire a gazului, de variaiile posibile ale debitului de gaz i de alte condiii. innd seama de concentraia apreciabil a prafului n gaz (10 g/m3 n condiii normale) i de uurina relativ mare de confecionare a grtarelor cu orificii mari (orificii mai puine i gurire mai uoar), se prevede un grtar cu orificii mari, pentru care se recomand o vitez de17

calcul a gazelor de 8-13 m/s. Considernd c variaia debitului de gaz n aparat va avea loc mai ales n sensul micorrii debitului (condiii normale), se alege o vitez a gazului w0 = 12 m/s. n acest caz raportul dintre suprafaa seciunii libere a grtarului S0 i seciunea aparatului S va fi:

S0 w 2,83 = = = 0,248 S w0 z 12 0,95

n care z = 0,95 reprezint un coeficient care ine seama de faptul c 5% din suprafaa seciunii libere este ocupat de suporturile grtarului, de pragurile de preaplin etc. La distribuirea orificiilor pe grtar dup un hexagon cu pasul t suprafaa marcat cu linie plin va fi: t2 s = t x = t 2 t = 1,73t 2 42

Pe aceast suprafa se poate plasa dou orificii cu diametrul d0, a cror suprafa este:

s 0 = 2 0.785d 0 = 1,57 d 0

2

2

Dup cum s-a stabilit mai nainte, raportul s0/s trebuie s fie egal cu 0,2, adic:

1,57 d 0 = 0,2 1,73 t 2

2

de unde:

1,57 d 0 t= 1,73 0,218

2

La un diametru al orificiilor d0 = 5 mm rezult :

t=

0,91 25 = 10,7 11mm 0,2

nlimea pragului preaplinului pe grtar se stabilete din calculul stratului de spum naintea preaplinului cu nlimea de 60 pn la 100 mm (n funcie de gradul de purificare). Se calculeaz nlimea stratului de spum pe grtar, care s satisfac gradul de purificare impus de = 0,99. Coeficientul vitezei de desprfuire este:

Kp =

2 2 0,99 2,83 = = 5,54m / s 2 2 0,99

Relaia ntre coeficientul Kp i nlimea stratului de spum H, la separarea unui praf hidrofil cu dimensiuni medii ale particulelor (15-20m) , se exprim prin formula empiric:

H = Kp - 1,95w + 0,09 = 5,54 - 1,95. 2,83 + 0,09 = 0,11 m

Pe de alt parte, pentru un spltor de praf

H = 0,806w0,5h0,6

cu h0 nlimea stratului iniial de ap pe grtar, n m.

De aici19

H h0 = 0,806 0,75

1 0, 6

0,12 = 0,806 2,83 0, 75

1 0,6

= 0,0116 m

nlimea stratului iniial de lichid h0 este legat de intensitatea curentului la preaplin i de a pragului hp prin relaia empiric:

h0 = 3 i 2 + h p

n care: j este un coeficient care caracterizeaz scurgerea apei din preaplin; pentru calculele industriale se poate lua cu suficient exactitate = 3;

este gradul de acces al lichidului la prag, care poate varia n mare msur n funcie de condiiile de formare a spumei; pentru condiii apropiate de condiiile de lucru ale spltorului de gaz 0,4. Astfel, nlimea pragului (n mm) se poate calcula cu formula:

h p = 2,5h0 7,53 i 2

n cazul problemei date: w = 2,83 m/s; i = 1 m3/m2.h. De aici, nlimea pragului:

h p = 2,5 11,6 7,53 12 = 21,5mm

20

Pentru a asigura funcionarea aparatului la variaii de regim, se admite o nlime a pragului de 30 mm.

CAP. III. Concluzii i recomandri

nlimea total spltorului de gaz se compune din nlimile diferitelor pri i anume: partea de deasupra grtarului h1, partea de sub grtar h2 i buncrul hb. Aceste nlimi se determin constructiv: h1 n funcie de formarea picturilor i de dimensiunile separatorului de picturi; h2 n funcie de construcia conductei de alimentare cu gaz; hb n funcie de proprietile suspensiei.

CAP. IV. Bibliografie

1. Dan chiopu Ecologie i protecia mediului, Editura didactic i pedagogic, Bucureti,1997 2. Directivele CE enumerate la seciunea Legislaie 3. L. I. Ciplea, Al. Ciplea Poluarea i protecia mediului, Editura tehnic, Bucureti, 1978. 4. G.C. Constantinescu Chimia mediului, Editura Uni-press C-68, Bucuresti, 2002.21

22