Зниження ризику забруднення повітряного середовища робочої зони будівельним пилом із застосуванням комбінованого пилоочищувального апарату

Автор(и)

  • Васютинська Катерина Анатоліївна Національний університет «Одеська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0001-9800-1033
  • Анжеліка Володимирівна Карамушко Національний університет «Одеська політехніка» , Україна https://orcid.org/0000-0002-5748-9746
  • Олександр Григорійович Бутенко Національний університет «Одеська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0001-6045-3106
  • Сергій Володимирович Сурков Національний університет «Одеська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-3112-3041
  • Сергій Володимирович Мельник Національний університет «Одеська політехніка», Україна https://orcid.org/0009-0002-5144-1212

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.325775

Ключові слова:

очищення повітря, комбінований пиловловлювач, диференціальна крива розподілу, неканцерогенний ризик, системи пиловидалення

Анотація

Об’єктом дослідження є методи зниження рівня забруднення повітря робочих зон промисловим пилом. Вирішується проблема зменшення впливу запиленості виробничих приміщень на здоров’я працівників шляхом удосконалення системи очищення аспіраційного повітря.

Запропоновано новий підхід, що надає нагнітачу (вентилятору) додаткову функцію очищення шляхом приєднання пилезбірного контейнера до його корпусу. Завдяки організації циркуляційного руху пилогазового потоку частина пилу осідає у пилозбірнику до його потрапляння у основний пиловловлювач. Такий комбінований пиловловлюючий апарат може використовуватися як самостійний пристрій у замкнутих аспіраційних системах або як частина складних систем пиловидалення, зменшуючи навантаження на основний апарат. Розроблено методику розрахунку показників очищення, яка базується на дискретизації диференціальної кривої розподілу маси пилу за розмірами частинок. Метод дає змогу оцінити ефективність процесу, визначити розміри пилезбірного контейнеру та частоту вивантаження пилу з нього. Технологія використана для системи аспірації повітря робочої зони приміщення переробки будівельних матеріалів з метою зниження ризику для здоров'я працюючих від забруднення повітря. Розрахунками встановлені умови прийнятного неканцерогенного ризику на рівні концентрації будівельного пилу не вище 61,42 мг/м3, а за умови впровадження запропонованого комбінованого пиловловлювача можливе збільшення рівня запиленості до 99,1 мг/м³ без перевищення порогу ризику.

Запропонована технологія є економічно вигідною, потребує мінімальних конструктивних змін і може бути впроваджена на більшості промислових об’єктів, особливо в умовах високої запиленості виробничих приміщень.

Біографії авторів

Васютинська Катерина Анатоліївна, Національний університет «Одеська політехніка»

Кандидат хімічних наук, завідувачка кафедри

Кафедра екологічної безпеки та гідравліки

Анжеліка Володимирівна Карамушко, Національний університет «Одеська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра екологічної безпеки та гідравліки

Олександр Григорійович Бутенко, Національний університет «Одеська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра екологічної безпеки та гідравліки

Сергій Володимирович Сурков, Національний університет «Одеська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра екологічної безпеки та гідравліки

Сергій Володимирович Мельник, Національний університет «Одеська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра екологічної безпеки та гідравліки

Посилання

  1. Brauer, M., Brook, J. R., Christidis, T., Chu, Y., Crouse, D. L., Erickson, A. et al. (2019). Mortality–air pollution associations in low-exposure environments (MAPLE): phase 1. Research Reports: Health Effects Institute. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7334864/
  2. Brauer, M., Brook, J. R., Christidis, T., Chu, Y., Crouse, D. L., Erickson, A., et al. (2022). Mortality–air pollution associations in low exposure environments (MAPLE): Phase 2. Research Reports: Health Effects Institute. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36224709/
  3. Li, C. Z., Zhao, Y., Xu, X. (2019). Investigation of dust exposure and control practices in the construction industry: Implications for cleaner production. Journal of Cleaner Production, 227, 810–824. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.04.174
  4. Wang, M., Yao, G., Sun, Y., Yang, Y., Deng, R. (2023). Exposure to construction dust and health impacts – A review. Chemosphere, 311, 136990. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.136990
  5. Miller, B. G. (2010). Advanced flue gas dedusting systems and filters for ash and particulate emissions control in power plants. Advanced Power Plant Materials, Design and Technology. Woodhead Publishing, 217–243. https://doi.org/10.1533/9781845699468.2.217
  6. Omine, M., Nagayasu, T., Ishizaka, H., Miyake, K., Orita, K., Kagawa, S. (2017). AQCS (air quality control system) for thermal power plants capable of responding to wide range of coal properties and regulations. Mitsubishi Heavy Industries Technical Review, 54 (3), 55‒62. Available at: https://www.mhps.com/jp/randd/technical-review/pdf/index_44e.pdf
  7. Ng, B. F., Xiong, J. W., Wan, M. P. (2017). Application of acoustic agglomeration to enhance air filtration efficiency in air-conditioning and mechanical ventilation (ACMV) systems. PLOS ONE, 12 (6), e0178851. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178851
  8. Yan, J., Chen, L., Yang, L. (2016). Combined effect of acoustic agglomeration and vapor condensation on fine particles removal. Chemical Engineering Journal, 290, 319–327. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.01.075
  9. Ono, Y., Asami, T., Miura, H. (2023). Agglomeration of aerosol using small equipment with two small aerial ultrasonic sources. Japanese Journal of Applied Physics, 62 (SJ), SJ1029. https://doi.org/10.35848/1347-4065/acbbd3
  10. Riera, E., González-Gómez, I., Rodríguez, G., Gallego-Juárez, J. A. (2023). Ultrasonic agglomeration and preconditioning of aerosol particles for environmental and other applications. Power Ultrasonics. Elsevier, 861–886. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-820254-8.00029-4
  11. Hoda, Y., Asami, T., Miura, H. (2022). Aerosol agglomeration by aerial ultrasonic sources containing a cylindrical vibrating plate with the same diameter as a circular tube. Japanese Journal of Applied Physics, 61 (SG), SG1073. https://doi.org/10.35848/1347-4065/ac55db
  12. Madani, M. (2023). Protection of the atmosphere of urbanized areas from dust emissions during the manufacture of aerated concrete structures. Technogenic and Ecological Safety, 13 (1/2023), 11–19. https://doi.org/10.52363/2522-1892.2023.1.2
  13. Afshari, A., Ekberg, L., Forejt, L., Mo, J., Rahimi, S., Siegel, J. et al. (2020). Electrostatic Precipitators as an Indoor Air Cleaner – A Literature Review. Sustainability, 12 (21), 8774. https://doi.org/10.3390/su12218774
  14. Muzafarov, S., Tursunov, O., Balitskiy, V., Babayev, A., Batirova, L., Kodirov, D. (2020). Improving the efficiency of electrostatic precipitators. International Journal of Energy for a Clean Environment, 21 (2), 125–144. https://doi.org/10.1615/interjenercleanenv.2020034379
  15. Klymets, V. V., Kozyra, I. M. (2013). Stvorennia pryntsypovo novykh konstruktsii aparativ dlia vlovlennia pylu, shcho nalypaie. Informatsiini tekhnolohii: nauka, tekhnika, tekhnolohiia, osvita, zdorovia. Kharkiv, 324.
  16. Butenko, O., Vasiutynska, K., Smyk, S. (2018). Development of double-circuit closed-loop dedusting system for increasing the atmosphere safety level. Odes’kyi Politechnichnyi Universytet Pratsi, 3 (56), 102–108. https://doi.org/10.15276/opu.3.56.2018.11
  17. Zhou, D., Luo, Z., Jiang, J., Chen, H., Lu, M., Fang, M. (2016). Experimental study on improving the efficiency of dust removers by using acoustic agglomeration as pretreatment. Powder Technology, 289, 52–59. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.11.009
  18. Larki, I., Zahedi, A., Asadi, M., Forootan, M. M., Farajollahi, M., Ahmadi, R., Ahmadi, A. (2023). Mitigation approaches and techniques for combustion power plants flue gas emissions: A comprehensive review. Science of The Total Environment, 903, 166108. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166108
  19. Hlushchenko, O. L., Litvinov, M. P. (2023). Development of the flue gas cleaning system of boiler units operating on solid fuel. Modern Engineering and Innovative Technologies, 1 (26-01), 37–43. https://doi.org/10.30890/2567-5273.2023-26-01-051
  20. Butenko, O., Vasiutynska, K., Smyk, S., Karamushko, A. (2024). Basics of calculation of a two-circuit air purification system for polydisperse dust. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, 113–119. https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-2/113
  21. Otsinka ryzykiv dlia zdorovia pratsivnykiv vid zabrudnennia povitria robochoi zony khimichnymy rechovynamy (2024). Nakaz MOZ Ukrainy No. 358. 02.03.2024. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0358282-24#Text
  22. Luo, Q., Huang, L., Xue, X., Chen, Z., Zhou, F., Wei, L., Hua, J. (2021). Occupational health risk assessment based on dust exposure during earthwork construction. Journal of Building Engineering, 44, 103186. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103186
  23. Install Python support in Visual Studio/Article (2024). Available at: https://learn.microsoft.com/en-us/visualstudio/python/installing-python-support-in-visual-studio?view=vs-2022
  24. Pandas 3.0. Installation. Available at: https://pandas.pydata.org/pandas-docs/dev/getting_started/install.html
  25. Derzhavni medyko-sanitarni normatyvy dopustymoho vmistu khimichnykh rechovyn u povitri robochoi zony (2024). Zatverdzheno Nakazom MOZ Ukrainy vid No. 1192. 24.07.2024. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1107-24#n19
Reducing the risk of air pollution in working areas by construction dust using a combined dust collector

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-04-08

Як цитувати

Катерина Анатоліївна, В., Карамушко, А. В., Бутенко, О. Г., Сурков, С. В., & Мельник, С. В. (2025). Зниження ризику забруднення повітряного середовища робочої зони будівельним пилом із застосуванням комбінованого пилоочищувального апарату. Technology Audit and Production Reserves, 2(3(82), 24–30. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.325775

Номер

Том 2 № 3(82) (2025): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Kateryna Vasiutynska, Angelica Karamushko, Oleksandr Butenko, Sergii Surkov, Serhii Melnyk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.