CC BY
20
рующим действием агрессивных сред (преимущественно щелочной). Оба процесса взаимодействия вирусов со смолами не являются взаимоисключающими, а наоборот, протекают параллельно и дополняют друг друга.
2. Характер сорбционного взаимодействия вирусов и бактерий с полимерами нетождествен: взаимодействие микробов со смолами подчиняется в известной мере законам электростатического притяжения и определяется свойством функциональных групп ионитов и зарядом клетки.
Во взаимодействии вирусов и сорбентов, напротив, этих закономерностей не установлено.
3. Физико-химическая структура сорбента (степень сшитости), играющая большую роль в удалении бактерий, не оказывает существенного влияния на сорбцию вируса. Диспергированность полимера повышает его сорбционную активность к вирусу вследствие увеличения активной поверхности смолы.
4. Опреснение воды ионитами по схеме АВ-17 -f- КУ-2, обусловливающей образование вирулицидного щелочного фильтрата, позволяет особенно эффективно обезвреживать воду от патогенного агента.
ЛИТЕРАТУРА
Б а р о я н О. В. Очерки по мировому распространению важнейших заразных болезней человека. М., 1962.—Д р е й з и н Р. С., Жданов В. М. Аденовирусные инфекции. М., 1962—Жданов В. М. и др. Вопр. вирусол., 1958, № 2, стр. 67.— Ильенко В. И. Ж- микробиол., 1952, № 10, стр. 52.—Левкович Е. Н. Здравоохр. Казахстана, 1955, № 11—12, стр. 37.—С 1 а г k е N. A. et alM J. Am. Water Works Ass.f 1959, v. 51, p. 1299.—Grippo G. A., J. Lab. clin. Med., 1952, v. 39, p. 970.—К e 1 1 у S., J. Water Pollution Control. Fed., 1960, v. 32, p. 1269.—L a 1 1 i G., Minerva med., 1954, v. 1, p. 1372.—Ley on H., Exp. Cell. Res., 1951, v. 1, p. 207.—M u 1 1 e г R., Rose H., Proc. Soc. exp. Biol. N. J. 1952, v. 80, p. 27.—R о w e W. P. et al., Am. J. Hyg, 1955, v. 61, p. 197.—The i l.e г M., Gard S., J. exp. Med., 1940, v. 72, p. 49.
УДК 613.632.4 : 548.16] : 669.1
PURIFICATION OF VIRUS CONTAMINATED WATER BY MEANS
OF ION-EXCHANGE POLYMERS
E. V. Shtannikov
• •
. f # s -
■
The author presents experimental data on the purification of virus contaminated water by means of ionites and notes, that the virus inactivation is attained in the course of water-freshening with ionites according to the scheme, whereby an alkaline filtrate is obtained.
#
УДК 613.632.4 : 546.16] : 669. 1
БАЛАНС ФТОРА ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
АЛЮМИНИЯ И ЕГО ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
• • ; # л ♦
Проф. С. В. Миллер, канд. мед. наук П. Г. Симахина, канд. техн. наук Н. М. Горланова, Е. В. Готлиб, А. В. Чеснокова, П. С. Старков
Свердловский научно-исследовательский институт гигиены труда и профпатологии
и кафедра общей гигиены Свердловского медицинского института
В процессе электролитического производства алюминия расходуется много солей фтора, часть которых вместе с другими вредными веществами (окисью углерода, смолистыми возгонами пека, пылью) попадает в воздушную среду и создает неблагоприятные условия труда. Для разработки технологических мер по уменьшению потерь фтора, проектирования вентиляционных устройств от электролизеров и общего воз-
3 Гигиена и санитария, № 11
33
духообмена, очистки выбросов и регенерации солей фтора необходимо* иметь данные о том, куда, в каком количестве и в каком виде расходуется фтор при электролизе, т. е. знать баланс фтора в электролизных, корпусах.
В настоящей работе сделана попытка комплексного и одновременного обследования всех основных статей прихода и расхода фтора в электролизерах. Исследования проводились двукратно (в летний и переходный периоды года) в одном из электролизных корпусов Богословского алюминиевого завода, оборудованного электролизерами средней мощности с боковым токоподводом, и в электролизном корпусе Новокузнецкого алюминиевого завода, оборудованного электролизерами большой мощности с верхним токоподводом.
Приходные статьи баланса, расход фтора с футеровочными материалами, с пылью, осаждающейся в газоходах вытяжной вентиляции и в корпусе, с угольной пеной определялись Всесоюзным институтом алюминиевой промышленности совместно с обоими заводами под руководством Г. С. Морозова, А. А. Костюкова и Ю. А. Исаева (1964). Количество фтора, удаляемого системами газоотсоса от электролизеров, устанавливалось на Богословском алюминиевом заводе Научно-исследовательским институтом по промышленной и санитарной очистке газов и
на Новокузнецком алюминиевом заводе. Количество фтора в воздухе, уходящем через фонарь, определялось на обоих заводах Свердловским институтом гигиены труда и профпатологии совместно с кафедрой общей гигиены медицинского института.
Методика исследования. В половине электролизного корпуса Богословского завода было выделено 5 сечений, а Новокузнецком завода — 7 сечений на равном расстоянии друг от друга. В каждом сечении в одном участке с каждой стороны аэрационного фонаря на протяжении 6 часов рабочей смены последовательно производилось 3—5 измерений скорости движения воздуха и отбирались пробы воздуха для исследования концентрации фтористых соединений. Объем вытяжки контролировался и по притоку. Для выявления содержания фтористых соединений в приточном воздухе в тех же сечениях отбирались пробы воздуха у приточных аэрационных проемов. Кроме того, исследовалось содержание фтористых соединений в воздухе рабочих проходов в 1—2 сечениях.
Пробы воздуха отбирались в 2 последовательно соединенных поглотителя, Петри^ наполненных дистиллированной водой, перед которыми помещался патрон с мембранным фильтром. Определение иона фтора велось методом титрования нитритом тория в присутствии индикатора — ализаринсульфоновокислого натрия.
В электролизном корпусе Богословского завода в воздухе фонаря было отобрано около 400 проб. Средняя концентрация фторсоединений здесь составила летом 1,21 мг/м3, а в переходный период: 0,81 мг/мг. Относительно невысокие концентрации фтористых соединений соответствовали низким (ниже предельно допустимых) концентрациям фтористых соединений в воздухе рабочих проходов, достигнутым в результате осуществления комплекса оздоровительных мероприятий технологического, санитарно-технического и организационного характера. Из технологических мероприятий следует отметить отказ от удаления ^угольной пены при обработке электролизеров и от сдува пыли с верхней поверхности анода путем изоляции наданодного пространства стеклотканью, а также механизацию открывания шторных укрытий и их уплотнение. Была также увеличена производительность осевых вентиляторов систем газоотсоса и приточности системы за счет устройства рационального диффузора за вентилятором, а также увеличено сечение газоотсасываю-щих патрубков. Подпольные каналы притока и газоотсоса тщательно отремонтировали и очистили. Уменьшили аэродинамическое сопротивление фонаря путем снятия третьего верхнего ряда фрамуг. Положитель-
ную роль сыграло усиление вентиляционной службы и осуществление систематического контроля за состоянием воздушной среды (С. В. Миллер и соавторы).
Более высокая концентрация фтористых соединений в воздухе фонаря летом, несмотря на большую кратность воздухообмена в электролизном корпусе (27,3 крат против 18,6 крата в переходный период), объясняется тем, что летом было больше одновременно открытых электролизеров, чем в переходный период 1.
Содержание фтористых соединений в приточном воздухе составило в среднем летом 0,36 мг/мгу а в переходный период—0,3 мг/м3. Среднее
содержание фтористых соединений в пересчете на фтористый водород в воздухе, удаляемом системами газоотсоса от ванн, летом достигало 38,8 мг/м3, в переходный период — 45,7 мг/м3.
В результате комплексных исследований представилась возможность составить таблицу баланса фтора в расчете на 1 т алюминия. Надежность полученных данных подтверждается малой величиной невязки баланса, равной 7%.
Количество фтористых соединений, удаляющихся из электролизера
с газовоздушной смесью, включая четырехфтористый углерод и собранную'пыль, достигает 70% общего расхода фтора (табл. 1). В атмосферу корпуса 'поступает и удаляется через фонарь только 4,8% общих потерь фтора. Столь высокая эффективность систем газоотсоса была обеспечена осуществлением ряда мероприятий в этом корпусе (С. В. Миллер и соавторы).
Таблица 1
Баланс фтора для корпуса, оборудованного электролизерами с боковым токоподводом
Приход фтора Расход (потери) фтора
« 2 Ж г- я 2 •т* СГ / !.
статья в кг \ 1 т aJ мнння о - а статья • в кг ) 1 т а. миния » ^ - У4 0х в
Технологическое сырье Пусковой криолит Продукты незавершенного производства 21,09 7,40 1,60 70,0 34,7 5,3 Газы организованного отсоса Газовоздушная смесь, удаляемая через фонарь Газ в виде СР^ Футеровка Пыль (в газоходах и сметах) Механические потери Невязка • • 15,70 1,44 1,26 6,39 2,58 0,60 2,12 52,2. 4,8 4,2 21,2 8,6 2,0 7,0
Всего. . . 30,09 100 30,09 100 »
1 Потери фтора в виде СИ4 определялись расчетным путем.
Электролизный корпус Новокузнецкого завода оборудован электролизерами большой мощности с верхним токопроводом. Несмотря на значительную кратность воздухообмена, составлявшую в теплое время года в среднем 42,3, а в переходный период 45,8 в час, содержание фтористььх соединений в воздухе рабочих проходов было велико. Летом только з 28,6%, а в переходный период только в 8,3% общего числа отобранных проб содержание фтористых соединений не превышало 1 мг/мг (предельно допустимая концентрация фтористого водорода 0,5 мг/м3, а фто-
г В период так называемой обработки электролизера открываются шторные укрытия и эффективность системы газоотсоса снижается.
3*
35
ристых солей — 1 мг/м3). Более высокое содержание фтористых соединений в рабочей зоне в переходный период года объясняется большим числом электролизеров с нарушенной коркой на поверхности электролита, что резко снижает эффективность системы газоудаления от электролизера. * . ^
Общее количество проб воздуха, отобранных в воздухе фонаря, превысило 480. Средняя концентрация фтористых соединений в воздухе, уходящем через фонарь, летом составляла 4,43 мг/м3, а в переходный период — 4,26 мг/м3. Содержание фтористых соединений в приточном воздухе летом равнялось в среднем 0,89 мг/м3, а в переходный период— 0,66 мг/м3. Содержание фтористых соединений в воздухе, удаляемом системой газоотсоса, до очистки достигало 231 мг/м3, а после очистки снизилось до 34,73 мг/м3. Концентрация фтористых соединений значительно превышала ту, которая обнаружена в воздухе систем газоотсоса на Богословском заводе. Это объясняется особенностями устройства таких систем на электролизерах с боковым и верхним токоподводом и различным объемом воздуха, удаляемого этими системами (6000 и 1500 м3/час
на ванну). Свыше 40% общего расхода фтора (с учетом четырехфтори-стого углерода и газоходной пыли) поступало в воздух производственного помещения и около половины этого количества уходило с аэраци-онным воздухом через фонарь (табл. 2). Отмечалось значительное различие в общем расходе фтора на 1 т алюминия в электролизерах с боковым и верхним токоподводом. Частично оно может быть объяснено тем, что в электролизерах с боковым токоподводом отсутствуют потери фтора с угольной пеной, так как освоена технология, исключающая снятие ее. Однако, как видно из табл. 3, значительно больше фтора поступает в воздушную среду от электролизеров большой мощности с верхним токоподводом (29,2 кг на 1 т алюминия), чем от электролизеров с боковым токоподводом (17,14 кг на 1 т алюминия). Это обусловлено некоторыми особенностями технологии, присущими мощным электролизерам с верхним токоподводом.
.ф
Т а б л и ц а 2
Баланс фтора для корпуса, оборудованного электролизерами с верхним подводом тока
Приход фтора Расход фтора •
4 статья прихода •1 \ * * • в ~ яз К Л 1 • статья расхода _ 2 = 35
. Iм % 1 • • • • V? о4*
к . сз — 2 СО со — 2 СС
1 * 4 Сырье и обратный Газы организованной эвакуации 15,70 21,70
продукт на техноло- 65,96 88,5 ф
гические нужды
Ф1орсырье на пуск Газы, удаляющиеся через фонарь1 13,50
электролизеров 8,53 11,5 18,20
Отработанная футеровка 6,54 8,80
Л Угольная пена 27,70 37,20
Пыль, осаждающаяся в газоотсосах
вытяжной вентиляции 1,34 1,80
Сметка 0,25 0,34
ф • Газ в виде СИ4 0,50 0,68
к? О Механические потери 2,00 2 68
. < V 4 • ф ф ф ф • Невязка 6,90 9,20
# « « • 0р Всего. . . /71 ; > < - • 74,49 100 «• Ф • 74,49 V • 100
#
У
1 Потери фтора с удаляющимся через фонарь воздухом приведены за вычетом той части его, которая возвращается с аэрационным притоком.
Таблица 3
Данные о поступлении фтора в воздушную среду в процессе электролиза и о путях
удаления его из помещения
Завод • Способ удаления Концентрация фтора (в мг/м3) Удаление фтора
в кг на 1 т алюминия В %
Богословский Организованный системами газоотсоса Через фонарь 42,25 1,11 15,70 1,44 91 9 Ч
• • Всего. . . 17,14 100
Новокузнецкий Организованный системами газоотсоса Через фонарь 231,00 4,43 15,7 13,5 • 53,8 ' 46,2 А •
Всего. . . 0, 29,2 • 100,0 %
Особо следует указать на то, что в электролизном корпусе Новокузнецкого завода только 53,8% фтора, поступающего в воздушную среду, удаляются организованно системами газоотсоса от электролизеров. При этом неизбежны высокие концентрации фтора в рабочей зоне и в проходах и недопустимое загрязнение фтором воздушного бассейна на территории завода и в прилегающих к нему районах.
Для уменьшения потерь фтора и, следовательно, возможности его токсического действия на рабочих и население важнейшее значение имеет разработка технологических мероприятий, направленных на дальнейшее снижение испарения компонентов электролита.
Большую роль играет при этом состав электролита, его температура и состав образующихся анодных газов. Поскольку образование фтористого водорода зависит от взаимодействия фторидов с влагой, поступающей с исходными материалами, необходимо снижать содержание влаги в глиноземе. . .
Внедрение автоматически регулируемого непрерывного питания ванн глиноземом, устраняющего или резко ограничивающего разрушение корки электролита, в сочетании с эффективной системой газоотсоса от мощных ванн и очистки выбросов от фтора должно значительно уменьшить поступление фтористых соединений в воздух рабочей зоны и выбросы их в атмосферу.
Полученные нами сведения о потерях фтора с газами и с пылью должны быть использованы также при проектировании газоочистных сооружений и выборе методов улавливания и возвращения в производство полезных компонентов. Эти данные необходимы и для проектирования общего воздухообмена во вновь сооружаемых электролизных
корпусах.
Наконец, наши исследования еще раз демонстрируют эффективность системы мероприятий, осуществленных в электролизном корпусе Богословского завода, поскольку количество фтористых соединений, поступающих в воздушную среду рабочей зоны и удаляемых через фонарь, на этом предприятии составляет лишь около 5% общего расхода фтора. Опыт электролизного корпуса Богословского завода должен быть распространен и на другие электролизные корпуса.
Выводы
1. Значительная часть расходуемого фтора (29,2 кг на 1 т алюминия от электролизеров с верхним токоподводом и 17,14 кг на 1 т алюминия от электролизеров с боковым токоподводом) поступает в воздух и удаляется из электролизных корпусов системами газоотсоса от электролизеров и через фонари.
2. В электролизном корпусе, оборудованном электролизерами с боковым токоподводом, системами организованного газоотсоса удаляется 91% общего количества фтора, поступающего в воздушную среду; только 9% его уходят через фонарь при концентрациях газа в воздухе рабочих проходов ниже предельно допустимой.
3. В электролизном корпусе, оборудованном мощными электролизерами с верхним токоподводом, только 53,8% общего количества фтора, поступающего в воздушную среду, удаляются системами организованного газоотсоса, а 46,2% — через фонарь. Это обусловливает высокое содержание фтора в воздухе рабочих проходов и крайне затрудняет очистку выбросов от газа.
4. Полученные данные позволяют рекомендовать систему мероприятий по уменьшению поступления фтора в воздух, а также диктуют необходимость устройства эффективной системы газоотсоса от электролизеров с верхним токопроводом. Кроме того, они могут быть использованы при проектировании газоочистных сооружений, выборе методов улавливания и возвращения в производство полезных компонентов, а также при проектировании общего воздухообмена во вновь строящихся электролизных корпусах.
ЛИТЕРАТУРА
Миллер С. В., Готлиб Е. В., Горланова Н. М. и др. В кн.: Вопросы гигиены, физиологии труда, профессиональной патологии и промышленной токсикологии. Свердловск, 1961, стр. 141.—Морозов Г. С., Костюков А. А., Исаев Ю. А. и др. Цветные металлы, 1964, № 1, стр. 44.
Поступила 13/VI 1964 г.
FLUORINE BALANCE IN THE ALUMINIUM ELECTRIC PRODUCTION AND ITS
HYGIENIC SIGNIFICANCE
S. V. Miller, P. G. Simakhina, N. M. Gorlanova, E. V. Gotlib, A. V. Chesnokova,
P. S. Starkov
On the basis of complex and simultaneous assays of all the items of the income and loss the authors drew up a fluorine balance in its electrolyzers both with side and upper current feed. In case of a highly effective system of gas exhaustion from the electrolyzers with a side current feed, only 9% of fluorine discharged into the air attains the premises of the building and is finally discharged through the lantern. The concentration of fluorine in the air of the working premises is below the maximum permissible level. In case of an insufficient gas exhaustion from the electrolyzers with upper current feed 46% of fluorine gas discharge into the air is removed through the lantern. This causes a high content of gas in the air of the working premises and in the atmosphere surrounding the shop. The data obtained allow the authors to recommend a system of measures aimed at decreasing the discharge of fluorine into the air.
