Раздел 4. Определение текущих уровней эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду

Раздел 4. Определение текущих уровней эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду

4.1 Выбросы в атмосферный воздух

При обработке поверхностей промышленной продукции (товаров) органическими растворителями и/или материалами, содержащими в своем составе органические растворители, загрязнение атмосферного воздуха происходит:

- при ручном обезжиривании растворителями;

- при нанесении ЛКМ в окрасочных камерах или на установках бескамерной окраски;

- при выдержке и растекании ЛКП в зонах или камерах выдержки;

- при сушке ЛКП в сушильных камерах.

Балансовый расчет загрязнений выполняется для загрязнений красочной пылью (твердыми отходами) и растворителями (газообразными отходами):

- растворитель (при подготовке поверхности):

,

(1)

где - общее количество растворителя, затраченное на обезжиривание поверхности, г;

- количество растворителя, поступающего в помещение цеха, г;

- количество растворителя, поступающего в воду гидрофильтра (при обезжиривании в окрасочной камере), г;

- количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы;

- красочная пыль (твердые отходы) при окраске:

,

(2)

где - общее количество твердых отходов, г;

- количество красочной пыли, поступающей в помещение цеха, г;

- количество красочной пыли, поступающей в ванну гидрофильтра, г;

- количество красочной пыли, поступающей в вентиляционные выбросы;

- растворитель (при окраске и сушке):

,

(3)

где - общее количество растворителя (газообразные отходы), г;

- количество растворителя, поступающего в помещение цеха при окраске, г;

- количество растворителя, поступающего в помещение цеха при транспортировке окрашенного изделия, г;

- количество растворителя, поступающего в ванну гидрофильтра, г;

- количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы при окрашивании, г;

- количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы при сушке (в сушильной камере), г.

4.1.1 При ручном обезжиривании уайт-спиритом

, г,

(4)

где 50 - удельный расход уайт-спирита, ;

- площадь поверхности обезжиривания, .

При обезжиривании растворителем на установках бескамерной окраски 5% растворителя, испаряясь с поверхности изделий, попадает в производственное помещение:

, г.

(5)

При ручном обезжиривании растворителем на решетке установки бескамерной окраски:

, г,

(6)

где - коэффициент очистки воздуха от паров растворителя водой гидрофильтра, равный 0,35 для каскадных гидрофильтров, 0,8 для гидрофильтров с щелью Вентури и 0,7 для барботажно-вихревых гидрофильтров.

Количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы при обезжиривании:

, г

(7)

Концентрация растворителя в вентиляционных выбросах:

,

(8)

где - концентрация растворителя в удаляемом воздухе, ;

- количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы, г/ч;

- количество воздуха, удаляемого из оборудования (производительность вентилятора), .

Время, необходимое для обезжиривания 1 поверхности салфеткой, смоченной растворителем, составляет:

- для изделий I группы сложности - 0,5 мин;

- для изделий II группы сложности - 0,7 мин;

- для изделий III группы сложности - 1 мин.

Исходя из этих данных рассчитывается часовое количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы (г/ч).

4.1.2 При окрашивании общее количество твердых отходов ЛКМ

, г,

(9)

где - норма расхода ЛКМ, определенная по следующей формуле:

,

(10)

где - норматив расхода ЛКМ, ;

- площадь поверхности окрашивания, ;

- толщина сухого слоя, мкм;

- коэффициент расхода ЛКМ для различных методов окрашивания по группам сложности поверхности (см. таблицу 52);

- коэффициент, учитывающий характеристику окрашиваемой поверхности (см. таблицу 53);

- коэффициент использования ЛКМ (см. таблицу 56);

- массовая доля нелетучих веществ ЛКМ, %.

Таблица 52 - Коэффициент расхода ЛКМ для различных методов окрашивания по группам сложности поверхности ()

Метод окрашивания	Группа сложности поверхности
	I	II	III
Пневматическое распыление	1,0	1,15	1,69
Безвоздушное распыление	1,0	1,23	1,78
Электростатическое распыление	1,0	-	-
Струйный облив с выдержкой в парах растворителей	1,0	1,07	-
Окунание	1,0	1,07	-
Электрофорез	1,0	1,07	-
Валковый метод	1,0	-	-
Кисть	1,0	-	-
Примечание - Прочерк означает, что для данного метода окрашивания поверхности на группы сложности не подразделяются. Метод окрашивания не рекомендуется использовать для этих методов.

Таблица 53 - Коэффициент, учитывающий характеристику окрашиваемой поверхности ()

Характеристика поверхности	Коэффициент на соответствующий слой покрытия
	первый	второй	последующий
Гладкая: металлопрокат холоднокатаный; литье по выплавляемым моделям, в кокиль, в оболочковые формы и под давлением; механически обработанные поверхности после точения, шлифования, полирования и протяжки; поверхности после шпатлевания и фосфатирования	1,00	1,00	1,00
Шероховатая: металлопрокат холоднокатаный, обработанный металлическим песком	1,10	1,00	1,00
Шероховатая: металлопрокат горячекатаный, поверхности кузнечных поковок и штамповок после дробеструйной очистки; грубая обработка резанием (обдирка)	1,15	1,05	1,00
Пористая: литье в песочные формы после дробеструйной и гидропескоструйной очистки	1,40	1,20	1,00

Классификация поверхностей по группам сложности приведена в таблице 54, типичные представители изделий I-III группы - в таблице 55.

Таблица 54 - Классификация поверхностей по группам сложности

Характеристика геометрической формы окрашиваемой поверхности	Основной определяющий размер	Группа сложности поверхности
		I	II	III
Плоская форма: листовая, прямолинейного или криволинейного контура, плавно выпуклой или вогнутой формы, с отверстиями и небольшими отбортовками	Ширина, мм	Свыше 300	150-300	До 150
	Доля поверхности, занятая отверстиями, %	До 20	До 20	-
Коробчатая форма: объемная, с прямолинейными или криволинейными поверхностями, изготовленная из листов, штампованная или литая	Длина, высота, ширина, мм	Свыше 300х300х300	Свыше 150х150х150 до 300х300х300	До 150х150х150
	Доля поверхности, занятая отверстиями, %	До 20	До 20	-
Цилиндрическая, коническая, сферическая форма: объемная с цилиндрической, сферической или конической поверхностью	Средний диаметр, высота, мм	Свыше 300	150-300	До 150
	Доля поверхности, занятая отверстиями	До 20	До 20	-
Фигурная форма: рычажные, коленчатые, эксцентриковые, перекрестно-осевые, согнутые под углами, с наличием приливов, пазов, ребер жесткости	Сложность конструкции, высота выступающих элементов, мм	-	До 150	Свыше 150
Профильная форма: фасонный прокат (типа уголков, швеллеров, двутавровых балок и других поверхностей), окрашиваемый индивидуально	Высота профиля, мм	Свыше 300	150-300	До 150

Таблица 55 - Типичные представители изделий I-III группы сложности

Форма изделий	Группа сложности	Типичные представители изделий
Плоская	I-III	Листы, обшивки, панели, двери, борта, крышки, капоты, оперенье, щитки, лопасти вентиляторов, пластины, планки, рейки и др.
Коробчатая	I-III	Контейнеры, коробки, желоба корпуса холодильника, шкафы, топливные баки, кожухи, кузова товарных и пассажирских вагонов, кузова легковых автомобилей, автобусов, кормушки, поилки, станины станков прессов, корпусы редукторов и дозаторов, тарные ящики, тележки
Цилиндрическая, коническая, сферическая	I-III	Технологические колонны, цистерны, циклоны, трубопроводы, гидроцилиндры, обтекатели, корпусы фар, сферические крышки, кожухи, колесные пары
Фигурная	II-III	Кронштейны, полки, шарниры карданных передач, корпусы весов, клапанов, рабочие колеса вентиляторов, рамы
Профильная	II-III	Сварные металлоконструкции из двутавровых и тавровых балок, стальных уголков, швеллеров (лестничные марши, рабочие площадки, стрелы башенных кранов и экскаваторов, рамы автомобильных и товарных вагонов, каркасные конструкции, не обшитые листами)

Таблица 56 - Коэффициент использования ЛКМ по методам окрашивания и группам сложности ()

Метод окрашивания	Группа сложности поверхности
	I	II	III
Пневматическое распыление	0,76	0,66	0,45
Безвоздушное распыление	0,8	0,65	0,45
Электростатическое распыление	0,9	-	-
Высокооборотное электростатическое распыление	0,92	-	-
Струйный облив с выдержкой в парах растворителя	0,8	0,75	-
Окунание	0,8	0,75	-
Электрофорез	0,95	0,9	-
Валковый метод	0,9	-	-
Кисть	0,9	-	-

При нанесении ЛКМ методом распыления на установках бескамерной окраски аэрозоль красочной пыли частично попадает в помещение цеха, на технологическое оборудование, что составляет приблизительно 7% от общего количества потерь .

, г.

(11)

Загрязнения красочной пылью ванн гидрофильтров окрасочного оборудования:

, г,

(12)

где - коэффициент очистки воздуха от красочной пыли водой гидрофильтра (см. таблицу 57).

Таблица 57 - Параметры очистки воздуха в гидрофильтрах окрасочных камер

Тип гидрофильтра	Коэффициент очистки
	от паров растворителя ()	от красочной пыли ()
Каскадный	0,35	0,86
С щелью Вентури	0,80	0,98
Барботажно-вихревой	0,90	0,98

Загрязнения атмосферных выбросов красочной пылью:

, г,

(13)

где - загрязнения помещения цеха красочной пылью;

- загрязнение воды гидрофильтра красочной пылью.

Концентрация красочной пыли в вентиляционных выбросах:

,

(14)

где - концентрация красочной пыли в удаляемом воздухе, ;

- количество красочной пыли, поступающей в вентиляционные выбросы, г/ч;

- количество воздуха, удаляемого из оборудования (производительность вентилятора), .

При непрерывном окрашивании на конвейерной линии часовое количество рассчитывается:

,

(15)

где - годовое количество загрязнений атмосферных выбросов красочной пылью, кг;

- годовой фонд рабочего времени, ч.

При окрашивании в тупиковом оборудовании периодического действия:

,

(16)

где - количество загрязнений атмосферных выбросов красочной пылью при окрашивании одного изделия, кг;

- время окрашивания одного изделия, ч.

Время окрашивания одного изделия принимается по таблице 58.

Таблица 58 - Средняя удельная трудоемкость операций окрашивания [56]

Технологическая операция	Средняя трудоемкость на окрашивание 1 поверхности по группам сложности изделий, мин
	I	II	III
Грунтование наружной поверхности кистью	1,8	2,5	3,6
Грунтование внутренней поверхности кистью	2,2	3,0	4,3
Грунтование наружной поверхности распылением	0,8	0,8	1,2
Грунтование внутренней поверхности распылением	0,7	1,0	1,6
Окрашивание наружной поверхности кистью	3,15	4,3	6,0
Окрашивание внутренней поверхности кистью	3,0	5,2	7,5
Окрашивание наружной поверхности распылением	0,9	1,2	1,7
Окрашивание внутренней поверхности распылением	0,90	1,2	1,7
Шпатлевание поверхности первым сплошным слоем	3,0	3,7	3,7
Шпатлевание поверхности вторым сплошным слоем	2,7	3,3	4,2

4.1.3 Общее количество растворителя, выделяемое при окрашивании

, г,

(17)

где - степень разбавления ЛКМ до рабочей вязкости, %;

- массовая доля нелетучих веществ ЛКМ, %.

При нанесении ЛКМ методами распыления на установках бескамерной окраски приблизительно 10% паров растворителя попадает в помещение цеха.

, г,

(18)

где - коэффициент, учитывающий количество растворителя, выделяющегося при окраске (см. таблицу 59).

Таблица 59 - Коэффициенты, учитывающие количество растворителя, выделяющегося при окраске и сушке

Метод нанесения	Для паров растворителей
	при окраске ()	при выдержке и сушке ()
Пневматическое распыление	0,25	0,75
Безвоздушное распыление	0,23	0,77
Электростатическое распыление	0,50	0,50
Пневмоэлектростатическое распыление	0,20	0,80
Безвоздушное электростатическое распыление	0,25	0,75
Окунание	0,28	0,72
Струйный облив	0,35	0,65
Электроосаждение	0,10	0,90
Кисть	0,10	0,90

Загрязнение растворителем ванн гидрофильтра при окраске:

.

(19)

При использовании гидрофильтров с S-образным промывным каналом произведение не превышает 0,2. Значение коэффициента для различных ЛКМ приведено в таблице 60.

Таблица 60 - Коэффициент , учитывающий содержание растворителя в воде гидрофильтра с S-образным промывным каналом

Группа ЛКМ
ГФ, ПФ, ФЛ	0,183
ХВ	0,185
ХС	0,119
ЭП	0,174
КО	0,192
АК	0,184
НЦ	0,182
МЛ	0,190
УР	0,184
КФ	0,185
МЧ	0,208
МС	0,185
АС	0,184
ВЛ	0,186

Загрязнение атмосферных выбросов растворителем при окраске:

, г,

(20)

где - общее количество растворителя, выделяющегося при окраске;

- потери растворителя в помещении цеха при окраске;

- количество растворителя, задержавшегося в воде гидрофильтра.

Концентрация растворителя в вентиляционных выбросах:

,

(21)

где - концентрация растворителя в удаляемом воздухе, ;

- количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы, г/ч;

- количество воздуха, удаляемого из оборудования (производительность вентилятора), .

При непрерывном окрашивании на конвейерной линии часовое количество рассчитывается:

,

(22)

где - годовое количество загрязнений атмосферных выбросов растворителем, кг;

- годовой фонд рабочего времени, ч.

При окрашивании в тупиковом оборудовании периодического действия:

,

(23)

где - количество загрязнений атмосферных выбросов растворителем при окрашивании одного изделия, кг;

- время окрашивания одного изделия, ч (см. таблицу 58).

4.1.4 Количество растворителя, выделяемого при выдержке и растекании нанесенного лакокрасочного покрытия

При транспортировке окрашенного изделия на место сушки покрытия в помещении окрасочного участка, а также в туннелях растекания и выдержки покрытий выделяются пары растворителя:

, г,

(24)

где - интенсивность испарения растворителя из пленки ЛКМ:

, г,

(25)

где - время испарения, мин (обычно составляет 5-10 мин);

- общий коэффициент, характеризующий интенсивность испарения растворителя в зависимости от условий в помещении производственного участка;

- коэффициент, учитывающий количество растворителя, выделяющегося при сушке (см. таблицу 59);

,

(26)

При нормальных условиях принимаются:

- (см. таблицу 61);

- температура воздуха в помещении - 20°C (=1);

- относительная влажность воздуха - до 80% (=1);

- подвижность воздуха v - 0,2 v/c (=1,8);

- нормативная толщина пленки покрытия: до 120 мкм (=1); до 200 мкм (=0,6); для 300 мкм (=0,5); для 400 мкм (=0,4); для 500 мкм (=0,3);

- расположение окрашенной поверхности: вертикальное (=1); горизонтальное (пол) (=0,7); горизонтальное (потолок) (=1,3).

Значения коэффициента при нормальных условиях приведены в таблице 61.

Таблица 61 - Значения коэффициента при нормальных условиях

Группа ЛКМ	Коэффициент интенсивности испарения растворителя ()	Общий коэффициент ()
Глифталевые	0,10	0,18
Пентафталевые	0,04	0,072
Фенольные	0,04	0,072
Винилхлоридные	0,22	0,4
Сополимеровинилхлоридные	0,20	0,36
Алкидно-акриловые	0,22	0,4
Нитроцеллюлозные	0,15	0,27

Концентрация растворителя в вентиляционных выбросах:

,

(27)

где - концентрация растворителя в удаляемом воздухе, ;

- количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы, г/ч;

- количество воздуха, удаляемого из оборудования (производительность вентилятора), .

При непрерывном окрашивании на конвейерной линии часовое количество рассчитывается:

,

(28)

где - годовое количество загрязнений атмосферных выбросов растворителем, кг;

- годовой фонд рабочего времени, ч.

При окрашивании в тупиковом оборудовании периодического действия:

,

(29)

где - количество загрязнений атмосферных выбросов растворителем при выдержке одного изделия, кг;

- 5-10 мин.

4.1.5 Количество растворителя, выделяемого при сушке лакокрасочного покрытия

,

(30)

где - общее количество растворителя, выделяющегося при сушке покрытия;

- количество растворителя, выделяющегося при выдержке покрытия;

- коэффициент очистки атмосферных выбросов из сушильной камеры в очистных устройствах (окислительных или каталитических).

Концентрация растворителя в вентиляционных выбросах:

,

(31)

где - концентрация растворителя в удаляемом воздухе, ;

- количество растворителя, поступающего в вентиляционные выбросы, г/ч;

- количество воздуха, удаляемого из оборудования (производительность вентилятора), .

При непрерывном окрашивании на конвейерной линии часовое количество рассчитывается:

,

(32)

где - годовое количество загрязнений атмосферных выбросов растворителем, кг;

- годовой фонд рабочего времени, ч.

При окрашивании в тупиковом оборудовании периодического действия:

,

(33)

где - количество загрязнений атмосферных выбросов растворителем при выдержке одного изделия, кг;

- продолжительность сушки ЛКМ, ч.

4.2 Производственные сточные воды

В окрасочных камерах с гидрофильтром различают непрерывный и периодический режимы сброса сточных вод, загрязненных красочной пылью и растворителями [57]. При непрерывном режиме сброса сточных вод концентрацию ЛКМ в них , г/л, определяют по формуле

,

(34)

где - производительность по окрашиваемой поверхности, ;

- норма расхода ЛКМ, (рассчитывается по формуле 10);

- расход свежей воды, л/ч;

- коэффициент, учитывающий потери краски при нанесении:

, - коэффициент полезного использования ЛКМ (равен по таблице 55);

- коэффициент, учитывающий содержание в ЛКМ массовой доли нелетучих веществ (=0,2-0,5);

- коэффициент очистки воздуха от красочной пыли (равен по таблице 56);

- коэффициент, учитывающий количество краски, попадающей в ванну гидрофильтра (=0,9);

- коэффициент, учитывающий количество краски, уносимой со сточными водами (=0,1).

Концентрацию растворителя в сточных водах , г/л, определяют по формуле

,

(35)

где - коэффициент, учитывающий содержание в краске растворителя ();

- коэффициент очистки воздуха от паров растворителя (равен по таблице 56).

При периодическом режиме сброса сточных вод ванны гидрофильтра опорожняют не реже одного раза в неделю.

Концентрацию ЛКМ в сточных водах , г/л, при периодическом режиме сброса определяют по формуле

,

(36)

где - средняя окрашиваемая поверхность за неделю, ;

,

(37)

где - средняя годовая окрашиваемая поверхность, ;

41 - продолжительность рабочей недели, ч;

- число рабочих смен;

- действительный фонд времени работы оборудования в году, ч (при двухсменной работе =4015);

- полезный объем ванны гидрофильтра.

Концентрация растворителя , г/л, в сточных водах:

.

(38)

Концентрацию краски в сточных водах установки окраски методом электроосаждения , л/л, определяют по формуле

,

(39)

где - производительность установки по окрашиваемой поверхности, ;

- норма расхода ЛКМ (рассчитывается по формуле 10);

- коэффициент, учитывающий потери водоразбавляемых материалов, обусловленные адсорбцией и захватом части рабочего раствора (=0,02-0,05);

- концентрация рабочего раствора по массовой доле нелетучих веществ;

- коэффициент, определяющий степень очистки (; =0,8-0,95);

- расход свежей воды, л/ч:

,

(40)

где - норма расхода воды на промывку, (=15 ).

Концентрация загрязнений в сточных водах установки электроосаждения:

.

(41)

4.3 Отходы производства

4.3.1 Промасленная ветошь

Обтирочный материал при ручном обезжиривании поверхности растворителем содержит:

- грязь (по диоксиду кремния) - 22%;

- текстиль - 60%;

- нефтепродукты - 18%.

Количество отходов , м/г, определяют по формуле

,

(42)

где - количество используемой ветоши;

- содержание в ветоши масла;

- влажность промасленной ветоши.

, .

4.3.2 Тара, загрязненная лакокрасочным материалом

Количество, образующихся отходов тары, рассчитывают по формуле (см. [58]):

,

(43)

где - годовой расход сырья i-го вида ЛКМ;

- вес сырья i-го вида в упаковке, кг;

- вес пустой упаковки из-под ЛКМ i-го вида.

4.3.3 Шлам гидрофильтров

Количество шлама, извлекаемого из ванн гидрофильтров окрасочных камер, рассчитывают по формуле

,

(44)

где - расход ЛКМ, используемого для покрытия, т/г;

- доля ЛКМ, потерянная в виде аэрозоля, %/100;

- доля летучей части (растворителя) в ЛКМ, %/100;

- коэффициент очистки воздуха в гидрофильтре, %/100;

- влажность шлама, извлекаемого из ванны гидрофильтра, %/100 (принимается равной 0,6-0,7).

В таблице 62 приведены данные по доле ЛКМ, потерянной в виде аэрозоля.

Таблица 62 - Доля ЛКМ, потерянная в виде аэрозоля

Метод окрашивания	Доля ЛКМ, потерянная в виде аэрозоля, , %/100,
	для групп сложности изделий
	I	II	III
Пневматический	0,23	0,34	0,55
Безвоздушный	0,20	0,35	0,55
Электростатический	0,10	-	-
Высокооборотный электростатический	0,08	-	-
Пневмоэлектростатический	0,23	0,34	0,55
Безвоздушный электростатический	0,20	0,35	0,55

При окунании, струйном обливе, электроосаждении и валковом методе окрашивания выделение аэрозоля не происходит.

4.3.4 Фильтры с лакокрасочным материалом

Количество отходов в виде фильтров, загрязненных ЛКМ, из окрасочных камер с сухими фильтрами рассчитывают по формуле

,

(45)

где - расход фильтрующего материала, т/г;

- коэффициент очистки воздуха фильтрующим элементом (берется по паспорту на очистное оборудование).