CC BY
113
Вестник аграрной науки Дона
2(18)2012
Использование фильтрующего слоя с массовой долей компоста 30% малоэффективно, что обусловлено его высокой пористостью и, как следствие, наличием свободных зон в структуре слоя.
Использование фильтрующего слоя с массовой долей компоста 70% эффективно, однако способствует значительному уплотнению слоя и, как следствие, высоким потерям давления при движении газового выброса.
Кроме того, оценка эффективности различных типов фильтрующих слоев показала необходимость наличия фазы адаптации в начальный период очистки для
формирования оптимального состава микроорганизмов в фильтрующем слое.
Литература
1. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы, Москва: Минсельхоз, 2011. -295 с,
2. Криволапов, И.П. Методика экспериментального исследования биологической фильтрации газовых выбросов / И.П. Криволапов // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2011. - № 2. -Ч. 2. - С. 45-49.
Сведения об авторах
Миронов Владимир Витальевич - д-р техн. наук, профессор кафедры прикладной механики и конструирования машин, директор Института дополнительного профессионального образования Мичуринского государственного аграрного университета (г. Мичуринск). Тел. 8(47545)53-4-43. E-mail: [email protected].
Криволапов Иван Павлович — аспирант кафедры прикладной механики и конструирования машин Мичуринского государственного аграрного университета (г. Мичуринск). Тел. 8-910-854-57-49. E-mail: [email protected].
Information about authors
Mironov Vladimir Vitalievich - Doctor of Technical Sciences, professor of the applied mechanics and designing department, director of the supplementary professional education, Michurinsk state agrarian university. Phone: 8(47545)53-4-43. E-mail: [email protected],
Krivolapov Ivan Pavlovich - post-graduate of the applied mechanics and designing department, Michurinsk state agrarian university. Phone: 8-910-854-57-49.
E-mail: [email protected].
УДК 519.8:004.9:63
ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
ПРИ НАНЕСЕНИИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
© 2012 г. Н.А. Коптева, С.А. Коробской, Н.М. Удинцова
Приведен способ расчета выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий на ремонтных предприятиях.
Предложена алгоритмическая модель расчёта выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий, позволяющая автоматически рассчитывать количество выбросов.
Киочевые слова: лакокрасочные покрытия, загрязняющие вещества, расчет выбросов, блок-схема, алгоритмическая модель.
95
2(18)2012
Агроэкология
The way of calculation of the pollution substances emissions during of the coloring and varnish coverings at repair shops is given.
The algorithmic model of calculation of the pollution substances emissions during of the coloring and varnish coverings is offered. This model allows count the number of emissions automatically.
Key words: coloring and varnish coverings, pollution substances, calculation of the pollution, block diagram, algorithmic model.
На окрасочных участках ремонтных предприятий проводятся как подготовительные работы (шпатлёвка, шлифовка), так и непосредственно окрасочные работы.
Окраска и сушка могут производиться непосредственно на участке или в окрасочной камере. Нанесение шпатлёвки на поверхность изделий производится вручную, при этом загрязняющих веществ выделяется незначительное количество, в связи с чем методикой рекомендуется их не учитывать.
Из всех возможных способов окраски (распыление, струйный облив, окунание, кистью, валиком и др.) на ремонтных предприятиях наибольшее распространение получил способ распыления (как правило, пневматическое).
Основным источником выделения вредных веществ при окраске машин, узлов и деталей на ремонтных предприятиях являются аэрозоли красок и пары растворителей. Состав и количество выделяемых загрязняющих веществ зависит от количества и марок применяемых лакокрасочных материалов и растворителей, методов окраски и эффективности работы очистных устройств.
Расчёт выбросов производится раздельно для каждой марки применяемых лакокрасочных материалов и растворителей. Одни авторы отмечают, что окраска и сушка могут осуществляться в различных условиях, но формулы расчётов приводят в обобщённом виде [1]. Другие авторы приводят формулы расчёта для различных производственных ситуаций [2].
Согласно методике [2], валовой выброс аэрозоля для каждого вида лакокрасочного материала определяется по формуле (т/год):
'/ m-J •■> -И, . (I)
где т - количество израсходованной краски за год, кг;
дк ~ доля краски, потерянной в виде
аэрозоля при различных способах окраски, %;
fi - количество сухой части краски, %. Валовой выброс летучих компонентов в растворителе и краске, если окраска и сушка проводится в одном помещении, рассчитывается по формуле (т/год):
М1Р (mifpip I mfofpiJ(T2)l(r\ (2) где mi - количество растворителей, израсходованных за год, кг;
/2 - количество летучей части краски, %; fpip - количество различных летучих компонентов в растворителях, %; fpiK - количество различных летучих компонентов, входящих в состав краски (грунтовки, шпатлёвки), %. Валовой выброс загрязняющего вещества, содержащегося в данном растворителе (краске), следует считать по формуле (2), для каждого вещества отдельно.
При проведении окраски и сушки в разных помещениях валовые выбросы подсчитываются по формулам:
для окрасочного помещения (т/год): Мижррх-М1р sfp JO'2, (3)
для помещения сушки (т/год):
Кушрх = м; •<?; -кг2. (4)
Общая сумма валового выброса однотипных компонентов находится по формуле (т/год):
i об К4-1 акр рх ;
1 суш рх
(5)
Максимально разовое количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, определяется в граммах за секунду в наиболее напряжённое время работы, когда расходуется наибольшее количество окрасочных материалов (например, в дни подготовки к годовому осмотру). Такой расчёт производится для каждого компонента отдельно по формуле (г/с):
96
Вестник аграрной науки Дона
2(18)2012
A j ок
Р’-НУ
(6)
n-t- 3600
где / — число рабочих часов в день в наиболее напряжённый месяц, час;
N - число дней работы участка в этом месяце;
Рг - валовой выброс аэрозоля краски и отдельных компонентов растворителей за месяц, выделившихся при окраске и сушке, рассчитываемый по формулам (1 ...5).
При наличии работающих очистных устройств для улавливания загрязняющих веществ, выделяющихся при окраске, доля валового выброса загрязняющих веществ определяется по формуле (т/год):
J* =Мг -A-TJ, (7)
где K4L — валовой выброс /-го загрязняющего компонента в ходе производства (окраски, сушки), т.е. рассчитанный по формулам (1... 5) за год;
А — коэффициент, учитывающий исправную работу очистных устройств;
т/ — эффективность данного очистного устройства по паспортным данным (в долях единицы).
Коэффициент А рассчитывается по формуле
А
N
(8)
где N - количество дней исправной работы очистных устройств в год;
Nj — количество дней работы окрасочного участка в год.
Валовой выброс загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу, при наличии очистных устройств, будет определяться при окраске и сушке по каждому компоненту отдельно по формуле (т/год):
м°с - M-J. (9) Максимальный разовый выброс загрязняющих веществ при наличии очистных устройств (г/с):
GL =
(Р-ВУ10'
(10)
3600-n-t
При этом Вг вычисляется по формуле (т/месяц):
Bf = Pf • A-h, (11)
где Р' ~ находится по формулам (1...5) для каждого компонента отдельно. При этом принимается т - масса краски и т - масса растворителя, израсходованных за самый напряжённый месяц.
Если очистные устройства какое-то время не работали, то максимально разовый выброс определяется по формуле (6).
Заранее рассчитать и составить таблицы количества выбросов не представляется возможным, так как количество ситуаций (КС), при которых осуществляется выброс, оценивается следующим образом:
КС = 6!2!2!2!16!8!12!8! = 7202-2-2-21,12-1012-40320-479001600-40320 = 7-1035,
где 6! - количество способов окраски;
2! - окраска производится в общем помещении или существует окрасочная камера;
2! - существуют очистные устройства или они отсутствуют;
2! - очистные устройства исправны или нет;
16! - какой эмалью из 16 марок осуществляется окраска;
8! - каким лаком из 8 марок
осуществляется покрытие изделия;
12! - какая грунтовка из 12 марок применяется;
8! - какой растворитель из 8 марок применяется.
Рассчитать вручную (на калькуляторе) величину выброса для одного лакокрасочного материала после прояснения ситуации по каждой из восьми позиций также трудно, так как расчёт ведётся в каждой ситуации по разным формулам. Тем более это трудно сделать для совокупности лакокрасочных материалов.
97
Вестник аграрной науки Дона
2(18)2012
(2>
(20)
/ = / + 1 Останов
О
Блок-схема расчёта выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий
99
Вестник аграрной науки Дона
2(18)2012
В связи с этим предлагается алгоритмическая модель расчёта выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий на ремонтных предприятиях, позволяющая автоматически рассчитывать количество выбросов. Расчеты по формулам (1... 11) рекомендуется проводить на ПЭВМ по алгоритму, блок-схема которого приведена на рисунке.
В блок 1 вносится исходная информация о процессе окрашивания деталей, агрегатов и оперения транспортных средств и состоянии способов окрашивания и сушки.
В блоке 2 задаётся первый из шести способов окраски.
В блоке 3 проверяется условие: все ли способы окраски рассмотрены: если все, то вычисления заканчиваются и по ветке «да» переходят в блок 20.
Если ещё не все способы окраски рассмотрены, то по ветке «нет» в блоке 4 устанавливается: в общем помещении с другими постами производится окрашивание или существует окрасочная камера.
В случае отсутствия окрасочной камеры по ветке «да» вычисления переходят в блок 5.
Если окрасочная камера существует, то по ветке «нет» вычисления переходят в блок 6.
В блоке 7 рассчитываются выбросы, возникающие при сушке агрегатов.
В блоке 8 происходит суммирование выбросов при окраске и сушке для каждого лакокрасочного покрытия.
В блоке 9 вычисляется валовой выброс аэрозоля краски и отдельных компонентов растворителей в наиболее напряжённое время работы, когда расходуется наибольшее количество окрасочных материалов (например, в дни подготовки к годовому осмотру). Такой расчёт производится для каждого компонента отдельно по формуле в блоке 10.
В блоке 1 I устанавливается: существуют ли очистные устройства. Если такие устройства отсутствуют, то по ветке «нет» результаты вычислений распечаты-
ваются в блоке 18. Если же очистные устройства существуют, то по ветке «да» в блоке 12 устанавливается: исправны они или нет.
Если очистные устройства не функционируют, то по ветке «нет» результаты вычислений распечатываются в блоке 18.
Если очистные устройства исправны, то по ветке «да» в блоке 13 рассчитывается коэффициент, учитывающий исправную работу очистных устройств.
В блоке 14 вычисляется доля выброса загрязняющих веществ после улавливания очистными устройствами.
В блоке 15 вычисляется валовой выброс загрязняющих веществ, попадающих в атмосферный воздух, при наличии очистных устройств.
В блоке 16 вычисляется В' в самый напряжённый месяц работ.
В блоке 17 вычисляется разовый выброс загрязняющих веществ при наличии очистных устройств.
В блоке 19 происходит переход к следующему способу окраски, и вычисления повторяются.
В блоке 20 вычисления заканчиваются.
Разработанная алгоритмическая модель позволяет сравнивать количество выбросов загрязняющих веществ и эффективность функционирования очистных устройств при различных способах окраски деталей, агрегатов и оперения транспортных средств на ремонтных предприятиях.
Литература
1. Инженерная защита окружающей среды: учебное пособие / под ред. О.Г. Воробьёва. - Санкт-Петербург: Лань, 2002. -288 с.
2. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: механизация и экологическая безопасность производственных процессов / В.И. Сарбаев, С.С. Селиванов, В.И. Коноплёв, Ю.ЕГ. Демин - Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. - 448 с. — (Серия: Учебники, учебные пособия).
99
2(18)2012
Агроэкология
Сведения об авторах
Коптева Нина Алексеевна - д-р техн, наук, профессор кафедры управления качеством в агроинженерии Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 43-0-66.
Коробской Сергей Анатольевич - канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой управления качеством в агроинженерии Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)43-0-66.
Удинцова Надежда Михайловна - канд. техн. наук, доцент, кафедры высшей математики Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)34-4-51. E-mail: [email protected].
Information about the authors
Kopteva Nina Alexeevna - Doctor of Technical Sciences, professor of the quality management in agro-engineering department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zemograd). Phone: 8(86359)40-5-63.
Korobskoi Sergei Anatolievich - Candidate of Technical Sciences, chief of the quality management in agroengineering department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zemograd), Phone: 8-928-185-51-50.
Udintsova Nadezhda Mikhailovna - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the high mathematics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zemograd). Phone: 8-908-179-69-72. E-mail: [email protected].
100
