Основи промислової екології

Прикладами спеціальних шкал за видами промислового техногенезу можуть бути: екологічний збиток (у локальному, регіональному та планетарному вимірі); ступінь екологічного захисту в заданих межах; міра екологічного ризику (ступінь небезпеки за різних екологічних наслідків) і ін Тому дослідження фізичних величин і їх метрологічних властивостей у рамках номенклатурного складу промислового техногенезу становить важливу самостійну задачу, рішення якої дозволить визначити: • діапазони мінливості розмірів фізичних величин, що складають конкретну техногенну структуру; • кількісну порівнянність фізичних величин за штучним об'єктам і природним аналогам; • можливість вимірювань фізичних величин наявними способами і засобами ; • корелюється різнохарактерних величин і можливість їх комплексного уявлення та ін
6. Забруднення навколишнього середовища в РФ
Всі невикористане сировину, а це його основна частина (до 90%) надходить в навколишнє середовище у вигляді різних відходів. Слід зазначити, що ці речовини в природі перш за все були у найменш розчинної і, отже, найменш токсичною формі. Наприклад, метали - у вигляді малорозчинних оксидів або сульфідів, фтор - у вигляді фториду кальцію або фосфатів (останні завжди містять фтор). І навіть незважаючи на це родовища фториду кальцію або фосфоритів є зонами ендемічного (природного) флюорозу. При отриманні металів, фосфорних добрив і ряду інших продуктів утворюється велика кількість твердих, рідких і газоподібних відходів, в яких так звані важкі метали і фтор знаходяться в активній формі, згубно впливає на все живе. За останні п'ятнадцять років промисловість і транспорт викинули в навколишнє середовище свинцю більше, ніж за весь попередній період. Всього в результаті промислової діяльності від всіх антропогенних джерел у біосферу надійшло близько 20 млн. т свинцю, 14 млн. т цинку, більше 2 млн. т міді і т.д. Масштаби викидів сполук кадмію, цинку, міді та інших важких металів усіма вулканами нашої планети далеко поступаються їх кількості, що надходить тільки від сміттєспалювальних печей. При цьому слід зазначити, що антропогенні джерела виділення важких металів розподілені дуже нерівномірно і сконцентровані переважно в густонаселених промислових регіонах. Особливу небезпеку викликає безперервне підвищення регіонального та глобального фону - середньої концентрації (наприклад, важких металів у грунті, воді та повітрі), що склалася в регіоні. Підвищена увага до важких металів приділяється тому, що за загальнотоксичної впливу на живі організми вони вже вийшли на перше місце, далеко випередивши радіоактивні речовини та пестициди, і викликають цілий букет тяжких людських недуг: серцево-судинні захворювання, розумову неповноцінність, параліч, рак, спадкові хвороби. В останнє десятиліття особливу тривогу викликає щорічне надходження в атмосферу від антропогенних джерел до 25 млрд. т діоксиду вуглецю (близько 10% від загального природного надходження), що викликає потепління за рахунок парникового ефекту, близько 190 млн. т монооксиду вуглецю - чадного газу (10% ), близько 110 млн. т діоксиду сірки - одного з основних джерел кислих дощів (75-90% залежно від півкулі), близько 70 млн. т оксидів азоту, понад 50 млн. т різних вуглеводнів, близько 50 млн. т первинних аерозолів (4%). Крім того, утворюється ще близько 250 млн. т дрібнодисперсних аерозолів сульфатів, нітратів, вуглеводнів (20%) і т.д. Частка ОСЙР в загальному обсязі викидів становить близько 10%. У 1988 р . в нашій країні в навколишнє середовище надійшло 12-15 млрд. т твердих відходів, 160 млрд. т рідких і 107 млн. т газоподібних викидів, аерозолів і пилу. У Державній доповіді «Про стан навколишнього природного середовища Російської Федерації у 1996 році» сказано, що забруднення атмосферного повітря в 262 містах і промислових центрах Росії свідчать про те, що за п'ятирічний період (1992-1996 рр..) Середні за рік концентрації пилу, діоксиду сірки та формальдегіду знизилися на 11-13%, бензопірену - на 39%. За той же період середні концентрації сірководню, оксиду вуглецю, оксиду та діоксиду азоту зросли на 3-8%. ... За рік концентрації забруднюючих речовин перевищували встановлених санітарно-гігієнічні нормативи в повітрі 205 міст з населенням 65,4 млн. чол. (44% населення країни). Випадки перевищення максимальних концентрацій 10 ГДК мали місце в 70 містах. »Таким є стан атмосфери в нашій країні в даний час.
7. Яка динаміка зростання промисло. виробництва, споживання сировини і енергії і кол-ва відходів?
Аналіз розвитку виробництв і динаміки споживання сировини і утворення відходів призвели висновку про те, що подальший розвиток виробництв не може здійснюватися на базі сформованих традиційних екстенсивних технологічних процесів без обліку екологічних обмежень і вимагає принципово нового підходу. Цей підхід, що отримав назву «безвідходна технологія», а пізніше «чиста технологія», основою якого є циклічність матеріальних потоків, підказаний самою природою. Академік І. В. Петрянов-Соколов провів копітка і ретельне дослідження розвитку промисловості та обсягів використання природних ресурсів. Як показав аналіз цього величезного статистичного матеріалу (з 1909 р .), Обсяг світового промислового виробництва збільшується за експоненціальним законом. Кількість сировини, що переробляється й утворюються при цьому відходів також зростає експоненціально. А це означає, що людство все більше і більше працює на виробництво відходів. На той період тільки близько 1-2% сировинних матеріалів переходило в кінцеву продукцію, а решта 98-99% перетворювалися у відходи, найчастіше досить токсичні. Ніколи раніше людина не добував з Землі так багато сировини, як у наш час. Підраховано, що на кожного жителя розвинених країн вже доводиться не менше 20 т / рік добувається мінеральної сировини. Ще більш примітно те, що витрати на знешкодження та переробку відходів уже тепер, коли діяльність людей у ​​цьому напрямі практично тільки починається, також зростають експоненціально і вже зараз складають 8-10% вартості виробленої продукції. З деяким наближенням можна прийняти, що всі три процеси можуть бути описані рівнянням
А = Вni
де А - обсяг виробництва або використовуваного сировини, кількість відходів, що утворюються або витрати на їх знешкодження та переробку, В - стала величина, ni = 1,2,3 - показники трьох згаданих експонент, причому n3> n2> n1.
Ідея багаторазового, циклічного, економного використовувати матеріальних ресурсів вже не тільки широко обговорюється в усьому світі, але в більшості країн знайшла широке практичне застосування. Так, у розвинених капіталістичних країнах ступінь повторного використання свинцю становить не менше 65%, заліза - 60, міді - більше 40, нікелю - 40, алюмінію - 33, цинку - 32% і т.д. У нашій країні ці цифри значно скромніші. За рахунок використання вторинної сировини виробляється 30% сталі і 20% кольорових металів. Необхідно також відзначити, що енергоємність виробництва алюмінію з вторинної сировини в 20 разів, а стали в 10 разів нижче, ніж енергоємність їх виробництва з первинної сировини. Можна підрахувати, що якщо запаси зростуть у 10 разів, то забезпеченість сировиною виробництва збільшиться всього в 2,5-3 рази. У разі рециркуляції 50% металів зі сфери споживання у сферу виробництва забезпеченість найважливішими металами зростає в 3-3,5 рази, а при 95-98%-ної ступеня рециркуляції - в 5-7 разів. У кінцевому підсумку основним для промислового виробництва має стати вторинна сировина. Така тенденція вже існує. Так, в нашій країні 25-30 років тому в готову продукцію переходило всього 1-2% використовуваних сировинних матеріалів, 15-20 років тому - від 5 до 10%.
8. Місце техногенного кругообігу речовин в біогеохімічному кругообігу
Управління раціональним природокористуванням в рамках галузевої структури, яка забруднює навколишнє середовище, починається з оцінки прямих і непрямих витрат ОС. Це виражено при наявності екологічного контролю та моніторингів ПТГ, можливості проведення еее проектів, паспортизації виробничих та відповідних проектів знешкодження та утилізації відходів при досягненні ефективності природоохоронних і ресурсозберігаючих технологій. З цією метою ми зупинимося на низці проблем, необхідних до термінового вирішення. У природних екосистемах виробництво і розкладання збалансовані, у них немає відходів: відходи одних організмів служать місцем існування для інших і таким чином здійснюється практично замкнутий кругообіг речовин у природі. У природних екосистемах близько 90% енергії витрачається на розкладання і повернення речовин в біогеохімічний кругообіг. У соціально-економічних системах близько 90% матеріальних ресурсів переходить у відходи, а основна кількість енергії використовується у виробництві та споживанні. Тому головним завданням промислової екології є знаходження шляхів для раціонального використання природних ресурсів, запобігання їх вичерпання, деградації і забруднення навколишнього середовища, а в кінцевому підсумку - поєднання техногенного та біогеохімічного кругообігів речовин.

9. Як змінюється ентропія при спалюванні вугілля і при фотосинтезі?
При наявності обертання встановлюється стаціонарний стан, далеке від рівноваги з сонячним випромінюванням. Температура в цьому стані протягом доби здійснює невеликі коливання навколо значення, меншого одиниці. Таким чином, обертання забезпечує переривання процесу нагрівання і додаткове охолодження планети, що й призводить до відтоку неізольованої системи від рівноважного стану з випромінюванням.
Відповідно ентропія планети без біосфери при відсутності обертання прагне до максимуму, відповідному термодинамічної рівноваги з випромінюванням. При наявності ж обертання ентропія прагне до меншого стаціонарного значення.
При наявності обертання ентропія планети з біосферою зростає тільки в перші моменти часу, поки температура зростає. Як тільки температура виходить на постійний рівень, ентропія, здійснюючи добові коливання, зменшується лінійно з часом. Це відбувається завдяки реакції фотосинтезу, здійснюваної біосферою.
Зміна ентропії вимірюється в одиницях максимально можливого її зміни при відсутності обертання і реакції фотосинтезу, час - у десятках доби.
Лінійний закон зменшення ентропії в даній моделі зобов'язаний лише зробленому допущенню про лінійність зростання маси глюкози. Якщо зростання маси біосфери припиняється через обмеженість ресурсів планети, то ентропія біосфери також вийде на стаціонарний рівень. Висновок про можливість зменшення ентропії в неізольованої системі з потоками тепла через кордон під дією двох регулярних факторів: обертання і реакції фотосинтезу, - зроблено в наступних спрощують припущеннях: незалежність теплоємності від температури, сталість тиску; рівність температур реагують компонент; задана постійна швидкість хімічної реакції замість обліку хімічної кінетики; застосування рівняння стану ідеального газу до води і глюкози. Облік відмінності рівняння стану для води і глюкози від рівняння стану ідеального газу лише поліпшить ситуацію, тому що ентропія рідин менше ентропії газів. Детальним урахуванням кінетики реакції фотосинтезу можна знехтувати, тому що нас цікавить тільки зміна ентропії системи, а ні одне з допоміжних речовин не витрачається і вносить вклад в цю зміну. Модель працює, коли ресурси системи можна вважати необмеженими, тобто на початковій стадії процесу формування біосфери.
10. У чому суть концепції безвідходних або чистих виробництв?
Безвідходна технологія - це такий спосіб виробництва продукції (процес, підприємство, територіально-виробничий комплекс), при якому найбільш раціонально і комплексно використовується сировина і енергія в циклі сировинні ресурси - виробництво - споживання - вторинні сировинні ресурси таким чином, що будь-які дії на навколишнє середовище не порушують її нормального функціонування ». Під маловідходних розуміється такий спосіб виробництва продукції (процес, підприємство, територіально-виробничий комплекс), при якому шкідливий вплив на навколишнє середовище не перевищує рівня, припустимого санітарно-гігієнічними нормами, при цьому з технічних, організаційних, економічних чи інших причин частина сировини і матеріалів переходить у відходи і спрямовується на тривале зберігання або захоронення. Термін чисте виробництво був введений на засіданні робочої групи ЮНЕП / ІЕО в 1989 р . Було дано таке визначення чистого виробництва: «це виробництво, яке характеризується безперервним і повним застосуванням до процесів і продуктів природоохоронної стратегії, що запобігає забруднення навколишнього середовища таким чином, щоб знизити ризик для людства і навколишнього середовища.
Основні принципи організації маловідходних і безвідходних або чистих виробництв:
-Розробка принципово нових процесів, при впровадженні яких істотно знижується або практично виключається утворення відходів і негативний вплив на навколишнє середовище;
- Комплексне використання всіх компонентів сировини і максимально можливе використання потенціалу енергоресурсів. Комплексний підхід, що має не тільки екологічне, а й важливе економічне значення, забезпечує ефективність таких виробництв, що значною мірою прискорює їх розробку та впровадження. Як приклад можна навести комплексну переробку поліметалічних руд, апатитового і нефелінового концентратів, руд, що містять рідкісні метали.
- Впровадження геотехнологических методів розробки родовищ корисних копалин (наприклад, підземне вилуговування);
- Застосування безводних методів збагачення і переробки сировини на місці його видобутку;
- Використання гідрометалургійних методів переробки руди і відходів;
- Застосування методів порошкової металургії;
- Впровадження окислювально-відновних технологій з застосуванням кисню, водню, озону, вільних радикалів, електричного струму і т.д.;
- Використання в технології надвисоких тисків і температур, ефекту надпровідності;
- Розробка плазмових процесів;
- Заміна хімічних процесів з використанням кислот і лугів механічними методами, наприклад, при очищенні поверхонь;
- Заміна прямоточних процесів протиточним;
- Впровадження перспективних високоефективних мембранних, іонообмінних, екстракційних та інших методів для поділу та виділення ряду високоцінних і токсичних речовин;
- Максимальна заміна первинних сировинних і енергетичних ресурсів вторинними;
- Створення енерготехнологічних процесів. - Впровадження безперервних процесів;
- Інтенсифікація та автоматизація процесів і т. д.
Організація виробництва:
- Ключовим є принцип системності. Принцип системності, враховує взаємозв'язок і взаємозалежність виробничих, соціальних та природних процесів. Як приклад можна навести створення у різних галузях народного господарства замкнутих водооборотних систем, які є складовою частиною безвідходного виробництва.
- Циклічність потоків речовин, наприклад створення замкнутих водооборотних і газооборотних циклів. Найважливіші з них - замкнуті водообігового цикли, які формують виробничу систему за аналогією з природним кругообігом води.
- Можливість комбінування виробництв на основі комплексного використання сировини та енергоресурсів;
- Можливість галузевої кооперації виробництв на основі переробки та утилізації вторинних ресурсів.
- Обгрунтованість району та будівельного майданчика з урахуванням фонового забруднення навколишнього середовища, перспектив розвитку даного виробництва та інших виробництв у регіоні;
- Створення маловідходних і безвідходних територіально-виробничих комплексів або еколого-промислових парків.
- Раціональна організація виробництва.
- Створення регіональних систем з переробки та знешкодження відходів, насамперед токсичних. Це полігони, заводи по виробництву будівельних матеріалів, що використовують і знешкоджують деякі токсичні матеріали в силу особливостей своєї технології (випал і спікання при високих температурах).
Кінцевою метою безвідходного або чистого виробництва, є максимально можливе задоволення потреб людей (в їжі, одязі, житло і т.д.) без погіршення (а іноді і з поліпшенням) середовища проживання.
11. Що перешкоджає створенню безвідходного виробництва?
Основні принципи організації маловідходних і безвідходних або чистих виробництв: Створення маловідходних і безвідходних або чистих технологічних процесів, виробництв і територіально-виробничих комплексів є складною, комплексною, багатостадійної і багаторівневої завданням. Кожен етап і кожна стадія її рішення висувають свої вимоги.
а) Технологічний процес:
-Розробка принципово нових процесів, при впровадженні яких істотно знижується або практично виключається утворення відходів і негативний вплив на навколишнє середовище;
- Комплексне використання всіх компонентів сировини і максимально можливе використання потенціалу енергоресурсів. Практично всі сировинні джерела є багатокомпонентними і в середньому більше третини його вартості припадає на супутні елементи, які можуть бути вилучені тільки при комплексній переробці.
- Впровадження геотехнологических методів розробки родовищ корисних копалин (наприклад, підземне вилуговування);
- Застосування безводних методів збагачення і переробки сировини на місці його видобутку;
- Використання гідрометалургійних методів переробки руди і відходів;
- Застосування методів порошкової металургії;
- Впровадження окислювально-відновних технологій з застосуванням кисню, водню, озону, вільних радикалів, електричного струму і т.д.;
- Використання в технології надвисоких тисків і температур, ефекту надпровідності;
- Розробка плазмових процесів;
- Заміна хімічних процесів з використанням кислот і лугів механічними методами, наприклад, при очищенні поверхонь;
- Заміна прямоточних процесів протиточним;
- Впровадження перспективних високоефективних мембранних, іонообмінних, екстракційних та інших методів для поділу та виділення ряду високоцінних і токсичних речовин;
- Максимальна заміна первинних сировинних і енергетичних ресурсів вторинними;
- Створення енерготехнологічних процесів. Комбінування технологічних енерготехнологічних процесів дозволяє збільшувати продуктивність агрегатів, економити енергоресурси, сировину і матеріали.
- Впровадження безперервних процесів;
- Інтенсифікація та автоматизація процесів і т. д.
б) Апаратурне оформлення:
- Розробка принципово нових апаратів;
- Оптимізація розмірів і продуктивності;
- Герметизація;
- Використання нових конструкційних матеріалів, що дозволяють збільшити довговічність апаратів, зменшити їх вагу і т.д.
в) сировину, матеріали, енергоресурси:
- Обгрунтованість їх якості (зокрема, використання сировини та матеріалів, наприклад технічної води, не більше високого, а строго визначеної якості);
- Попередня підготовка сировини і палива (витяг з нього найбільш токсичних компонентів, наприклад, сірки з палива тощо);
- Заміна високотоксичних матеріалів, наприклад ртуті, кадмію, свинцю і т.д., на менш токсичні речовини при виробництві барвників, каталізаторів, батарейок та інших виробів і матеріалів;
- Можливість заміни сировини та енергоресурсів на нетрадиційні, місцеві, попутно видобуваються і т.д.
г) Готова продукції, включаючи побічну і попутно утворюється:
- Безпека;
- Тривалість використання;
- Забезпечення можливості та умов для повернення продукції у виробничий цикл після фізичного і морального зносу.
- Биоразлагаемость при попаданні в навколишнє природне середовище, наприклад біорозкладані пакети;
- Зручність використання, лагодження, розбирання і т.д.
д) Організація виробництва:
- Ключовим є принцип системності. Відповідно до цього принципу кожен окремий процес розглядається як елемент більш складної виробничої системи, а на більш високому ієрархічному рівні - як елемент всієї еколого-економічної системи. В основі створення безвідходних або чистих виробництв, особливо еколого-промислових парків, лежить принцип системності, який враховує взаємозв'язок і взаємозалежність виробничих, соціальних та природних процесів.
- Циклічність потоків речовин, наприклад створення замкнутих водооборотних і газооборотних циклів. Найважливіші з них - замкнуті водообігового цикли, які формують виробничу систему за аналогією з природним кругообігом води.
- Можливість комбінування виробництв на основі комплексного використання сировини та енергоресурсів;
- Можливість галузевої кооперації виробництв на основі переробки та утилізації вторинних ресурсів. При організації маловідходних і безвідходних або чистих виробництв велике значення має комбінування і міжгалузеве кооперування на базі комплексної переробки сировини і утилізації відходів.
- Обгрунтованість району та будівельного майданчика з урахуванням фонового забруднення навколишнього середовища, перспектив розвитку даного виробництва та інших виробництв у регіоні;
- Створення маловідходних і безвідходних територіально-виробничих комплексів або еколого-промислових парків.
- Раціональна організація виробництва. При цьому мається на увазі, що збільшення обсягу виробництва та розширення номенклатури продукції, що випускається не призводять до непоправних втрат природних ресурсів у регіоні.
- Створення регіональних систем (або центрів) з переробки та знешкодження відходів, насамперед токсичних. Це полігони, заводи по виробництву будівельних матеріалів, що використовують і знешкоджують деякі токсичні матеріали в силу особливостей своєї технології (випал і спікання при високих температурах).
Кінцевою метою безвідходного або чистого виробництва, є максимально можливе задоволення потреб людей (в їжі, одязі, житло і т.д.) без погіршення (а іноді і з поліпшенням) середовища проживання.
12. Як використовується енергія в безвідходному виробництві які обмеження другого закону термодинаміки?
Відповідно до фундаментальними законами збереження і другим початком термодинаміки («все має кудись діватися») повністю безвідходні технології, як і повністю безвідходні підприємства, існувати не можуть. Тим більше, що будь-яка продукція також є відкладеним відходом. Коли говорять про локальні успіхи очищення на якійсь території або в якійсь країні, часто забувають, що при цьому сильніше забруднюється інша територія чи інша країна, де видобувалося сировину і проводилися напівфабрикати для «чистого» виробництва або куди імпортуються його відходи, в тому числі і у вигляді імпортної продукції. Добре відомо, наприклад, що склад побутових відходів у містах Росії за останні роки помітно змінився за рахунок величезної маси пакувальних матеріалів імпортних товарів. Але ж це не лише папір і картон, а й
синтетичні матеріали, метали, барвники. «Екологічно чистий» продукт може бути так упакований, що загальний ефект його утилізації виявиться забруднюючим. Другий закон термодинаміки представляє собою узагальнення виведення Н. Карно на довільні термодинамічні процеси, що протікають в природі. Пізніше, в 1850 році німецький фізик-теоретик Рудольф Клаузіус (1822-1888) дав другому початку термодинаміки наступне формулювання: «не може бути процес, при якому теплота переходила б мимовільно від тіл більш холодних до тіл більш нагрітим». Незалежно від Р. Клаузіуса у дещо іншій формі цей принцип висловив видатний англійський фізик сер Вільям Томсон лорд Кельвін (1824-1907) в 1851 році: «не можливо побудувати періодично діючу машину, вся діяльність якої зводилася б до скоєння механічної роботи і відповідному охолодженню теплового резервуару ». Після народження в 1905 році спеціальної теорії відносності, названі закони піддалися корінного перегляду. Виявилося, що маса, яка визначається за інерційних властивостям тіла, залежить від його швидкості і, отже, характеризує не тільки кількість матерії, але і її рух. Поняття енергії також піддалося зміні: енергія E виявилася пропорційною масі m і швидкості світла c, сформувавши суть нового поняття - «загальна або повна внутрішня енергія» Es: Es = mc2. У безвідходному виробництві використовується сировина, матеріали, енергоресурси:
- Обгрунтованість їх якості (зокрема, використання сировини та матеріалів, наприклад технічної води, не більше високого, а строго визначеної якості);
- Попередня підготовка сировини і палива (витяг з нього найбільш токсичних компонентів, наприклад, сірки з палива тощо);
- Заміна високотоксичних матеріалів, наприклад ртуті, кадмію, свинцю і т.д., на менш токсичні речовини при виробництві барвників, каталізаторів, батарейок та інших виробів і матеріалів;
- Можливість заміни сировини та енергоресурсів на нетрадиційні, місцеві, попутно видобуваються і т.д.
13. Чи можливо безвідходне виробництво?
Відповідь складений на прикладі Нижній Новгород.
ТПВ - ці три літери знає кожен комунальник, та й мешканцям вони не дають спокою. Накопичується цих ТПВ щодня дуже велика кількість, а дівати нікуди. У цивілізованих країнах давно з ТПВ отримують вигоду. Ми ж тільки починаємо це робити, тільки вчимося економити. Тверді побутові відходи. Щорічно їх утворюється в Нижньому Новгороді близько 2 млн куб. м (а також прирівняних до них за токсичністю промислових відходів). Якщо вірити прогнозам фахівців, у 2005 р . щорічне накопичення відходів зросте до 3 млн куб. м. І що з ними робити? Все звалювати на полігон? Поки так і робиться. І ТПВ є джерелом забруднення грунтів, грунтових вод і атмосфери. На полігоні безповоротно втрачається величезна маса цінних речовин і компонентів, що містяться в ТПВ, - паперу, скла, чорних і кольорових металів, полімерів, текстильних матеріалів. Що ж робиться в Нижньому Новгороді для переробки та утилізації ТПВ? З безлічі існуючих технологій у них впроваджені дві: переробка відходів на спеціалізованому заводі і сортування з подальшим брикетуванням. Останнім займається приватна фірма ТОВ "Промкомплект НН" за особистою ініціативою. На двох ринках міста - Центральному та Сормовском - створені ділянки для відділення на стадії сортування відходів макулатури, полімерів, дерев'яної тари та харчових відходів. Все це сумарно становить 50 відс. загальної кількості вступників відходів і після відповідної обробки здається заготівельним організаціям. Решта неутилізованих фракції брикетуються і вивозяться на полігон (їх обсяг, з урахуванням пресування, становить 9 відс. Від загального обсягу відходів, що надходять на сортування). Цей метод показав свою ефективність на практиці і, може бути, в недалекому майбутньому буде впроваджений на всіх ринках і великих торгових підприємствах міста. Переробка відходів здійснюється також на спеціалізованому заводі № 1 потужністю 150000 куб. м на рік. У травні-червні в місті проходив конкурс інвестиційних проектів з утилізації ТПВ. Була обрана біотермальная система очищення відходів, запатентована в багатьох країнах світу, яка поєднує механічну попереднє очищення, анаеробну переробку і процес горіння в киплячому шарі. Кінцевим продуктом переробки ТПВ стає біогумус, придатний для використання в сільському господарстві і садівництві, планування ландшафтів і у відновлювальних екологічних заходах. Іншим продуктом утилізації відходів за цією технологією є електро-або теплоенергія. Незважаючи на те, що ТПВ з житлового фонду - велике джерело вторинної сировини, практична реалізація селективного збору корисних компонентів відходів являє собою складну проблему, пов'язану з організацією збирання і рівнем цін на вторинну сировину низької якості. В даний час цю проблему в Росії вирішив тільки невелике місто Новочебоксарськ в Чувашії. Для всіх існуючих промислових звалищ є технічні рішення з їх переробки. Але поки впроваджена тільки переробка відходів металургійного виробництва на АТ "Нижегородський машинобудівний завод", на звалищі якого було накопичено 2,5 млн т відходів. З початку переробки (листопад 1996 р .) Освоєно близько 1 млн т. Проте останнім часом виникли проблеми з реалізацією одного з видів продукції: щебенево-піщаної суміші. На складах скупчилося близько 300000 т цієї продукції, яка може бути використана в дорожньому будівництві чи в планувальних цілях, причому її ціна в 1,5-2 рази нижче застосовуваного найчастіше піску. Для міста і прилеглих районів вирішено питання утилізації відходів забрудненої садівничої і сільськогосподарської плівки. ЗАТ "Ніка плюс" організовує прийом плівки з виїздом за нею на місце здачі і її подальшу переробку. Збір і прийом використаних поліетиленових відходів веде також і ЗАТ "Гінд НН", яке планує в жовтні 1998 р . пуск виробництва полімерпіщаної черепиці і тротуарної плитки з застосуванням вказаних відходів, а збір і переробку макулатури ведуть у нашому місті ЗАТ "Зарічне" і АТ "Ніжегородкровля". На даний момент їх комітет приступив до створення єдиної системи управління відходами лікувально-профілактичних установ з перспективою утворення в місті центру з переробки медичних відходів.
14. Методи стимулювання природоохоронної діяльності
В даний час більшість вчених і підприємців розвинених країн прийшли до розуміння того безперечного факту, що дешевше і ефективніше запобігати нераціональне використання природних ресурсів та утворення відходів, ніж боротися з наслідками нерозумного промислового виробництва, тобто необхідно боротися не з наслідками, а усувати причини утворення відходів, оскуднения природних ресурсів і забруднення навколишнього середовища шляхом широкого впровадження маловідходних і безвідходних або чистих технологічних процесів і виробництв. Можна виділити три основні причини, що перешкоджають запобіганню забруднень у промисловості: політичні, економічні та технічні. За експертними оцінками в США на першу - політичну - припадає 60%, другу - економічну - 30%, а на частку технічної залишається всього 10%. У нас ситуація приблизно така: 50, 35 і 15%. Остання величина більше через складнощі придбання обладнання, систем автоматизації і контролю. З фінансами у нас також більше проблем, ніж в американців. Ну, а головна причина інтернаціональна - питання пріоритетів у суспільстві й у керівників промисловістю - підприємців. Багато керівників вважають, що природоохоронна діяльність вимагає великих коштів, є другорядною і відводить від основної мети підприємництва. Тому у всіх країнах приділяється виключно велику увагу стимулюванню природоохоронної діяльності. І ключовим тут є природоохоронного законодавства. Ще давньогрецький вчений Платон у книзі «Закони» писав, передбачаючи сучасний принцип «хто забруднює, той і платить»: «Застосування будь-яких ліків легко забруднює воду. Тому вода потребує захисту згідно з наступним принципом, той, хто свідомо забруднює воду, зобов'язаний, крім сплати штрафу, очистити струмок або водойму запропонованим методом ». На законодавчу базу Росії особливий вплив надав Судебник 1497 р . Його суть - це зашита держави і всього стану на його території, захист особистості людини. І в основі - принципи моральності і справедливості. У Законі України «Про охорону навколишнього природного середовища» розділ присвячений економічному механізму охорони навколишнього природного середовища, а стаття «Економічне стимулювання охорони навколишнього природного середовища» говорить: «У Російській Федерації здійснюється стимулювання раціонального природокористування і охорони навколишнього природного середовища шляхом:
- Встановлення податкових та інших пільг, що надаються державним та іншим підприємствам, установам та організаціям, у тому числі природоохоронних, при впровадженні маловідходних і безвідходних технологій і виробництв, використанні вторинних ресурсів, здійсненні іншої діяльності, що забезпечує природоохоронний ефект ...;
- Введення спеціального оподаткування екологічно шкідливої ​​продукції, що випускається із застосуванням екологічно небезпечних технологій ... ».
З метою підвищення екологічної культури суспільства і професійної підготовки фахівців цим же Законом передбачається встановлення системи загального, комплексного і неперервного екологічного виховання та освіти, що охоплює весь процес дошкільного та шкільного виховання та освіти, професійної підготовки фахівців у середніх та вищих навчальних закладах, підвищення їх кваліфікації з використанням засобів масової інформації. Як відомо, освіта, особливо з раннього віку, має виключно великий вплив на людину, тому що формує ставлення до навколишнього середовища та природи в цілому, а це є ключовим моментом в екологічному вихованні людини.
15. Суть принципу «не зашкодь природі і собі» і методи впровадження у свідомість людей цього принципу
Практичне розв'язання екологічних проблем на всіх рівнях висвітили стару істину: все вирішують люди і від їхнього ставлення і розуміння в першу чергу і залежить вирішення проблем. Жоден живий організм у вільному стані на Землі не знаходиться. Всі ці організми нерозривно й безупинно пов'язані - перш за все, харчуванням і диханням - з навколишнім їх матеріально-енергетичної середовищем. Поза її в природних умов вони існувати не можуть ». Тому питання освіти та виховання, перш за все фахівців в даній області, є одними з найважливіших при вирішенні всіх екологічних проблем, в т.ч. та екологічної культури, яка визнавала б моральним все те, що сприяє сталому розвитку та процвітанню природи і людини, культури, яка проголосила б етичний принцип - велику цінність життя в гармонії з природою.
Екологічна етика
Ставлення громадськості до екологічних питань визначаються культурними традиціями, соціально-економічними і політичними чинниками. Витоки екологічної етики виявляються в найдавніших письмових джерелах. Так, більше тисячі років до нашої ери в Персії Заратустра проповідував охорону грунту, розумний режим випасу, охорону лісів від вирубки. Заратустра вчив, що весь матеріальний світ - гори, озера, земля, небо, вітер і річки - священні, а людина і тварини нерозривно пов'язані між собою: страждання одних породжують страждання інших. У багатьох країнах існують серйозні течії з перетворення охорони природи в релігію з наданням їй месіанського характеру. Зусилля з охорони навколишнього середовища слід визнати святими для віруючих. Релігійні і духовні отці мають взяти на себе відповідальність і повною мірою усвідомити цю задачу. «Ми повинні прийти до розуміння, що поточна глобальна криза навколишнього середовища є результат системи цінностей, що грунтуються на людській жадібності і надмірному матеріалізмі, а також на помилковому уявленні, що наука і техніка можуть вирішити всі наші проблеми». Комітет з охорони навколишнього середовища Міжнародної федерації інженерних організацій прийняла Кодекс екологічної етики інженерів, що складається з 7 заповідей.
1. У повну міру використовуйте свої здібності, проявляйте сміливість духу, ентузіазм самовідданість, прагнете до найвищих технічним результатами, які будуть сприяти процвітанню людства.
2. Домагайтеся кінцевої мети вашої роботи при можливо меншому споживанні сировини і енергії і мінімальному виході відходів і будь-яких видів забруднень.
3. Особливу увагу приділяйте обговорення наслідків ваших пропозицій і дій - навмисних і випадкових, сьогохвилинних і довгострокових, враховуйте при цьому їх вплив на здоров'я людей, соціальну справедливість і прийняту систему цінностей.
4. Ретельно вивчайте ту навколишнє середовище, на яку буде надала вплив, аналізуйте всі зміни, які можуть виникнути в залучених екосистемах, вибирайте оптимальне з екологічної точки зору рішення.
5. Сприяйте вжиття заходів з відновлення й, якщо це можливо, поліпшення стану навколишнього середовища. Включайте ці заходи у ваші розробки.
6. Відхиляйте будь-які пропозиції, що завдають шкоди природі, виносьте найкраще соціальне і політичне рішення.
7. Пам'ятайте, що принципи взаємозалежності екосистем, збереження ресурсів і взаємної гармонії є основою нашого подальшого існування, вони - кордон, який не може бути порушена.
Як видно, основна ідея кодексу полягає в тому, що інженер повинен знайти таке рішення, яке зберегло б сталий розвиток суспільства без руйнування навколишнього людини та інших живих організмів середовища проживання.
За аналогією з християнською заповіддю "не убий" і клятвою Гіппократа у медиків «не зашкодь», все людство має перейнятися ідеєю - не псуй природі ні за яких обставин, бо природа - дійсно прародителька всього живого.
16. Які основні джерела забруднення повітря; їх ранжування?
У цілому по Російській Федерації валові обсяги викидів забруднюючих речовин в атмосферу від стаціонарних джерел в промисловості в 1991 - 1996 рр.. знижувалися з року в рік і склали в 1996 р 16,7 млн. т. Ступінь уловлювання та знешкодження шкідливих речовин в період з 1992 р . по 1996 р . залишалася на одному рівні і становила 79,4%. За цей період середні за рік концентрації зважених речовин, діоксиду сірки та формальдегіду в повітрі знизилися на 11 -13%, бензпірен - на 39%, концентрації сірководню, оксиду та діоксиду азоту виросли на 3 - 8%. Особливе занепокоєння викликає забруднення атмосфери викидами від автомобільного транспорту. На початок 1996 р . в Росії експлуатувалося 18 млн. автомобілів, у тому числі понад 14 млн. легкових і близько 3 млн. вантажних автомобілів, 0,5 млн. автобусів і 0,8 млн. спеціальних автомобілів. Кількість автомобілів, що використовують як паливо газ, не перевищує 2%, частка вантажних автомобілів, що працюють на дизельному паливі. Сумарне надходження свинцю в атмосферу від автотранспорту на території Росії в 1996 р . оцінений приблизно в 4 тис. т, в тому числі 2,16 тис. т від вантажного транспорту. Проблему забруднення атмосфери в містах головним чином визначають високі концентрації зважених речовин, діоксиду азоту, бензпірен, формальдегіду, фенолу, і фториду водню. Концентрації зважених речовин у повітрі перевищують 1 ГДК у 68 містах, діоксиду азоту - в 94, бензпірен - у 85, формальдегіду - в 89 містах. У списку міст, для яких максимальні концентрації забруднюючих речовин у повітрі перевищують 10 ГДК, було 70 найменувань. Загальний вміст озону (ОСО) в цілому за 1996 р . було дещо нижче норми над ЕТР і Уралом і стійко нижче над Західною і Східною Сибіром, а також Далеким Сходом. Тим не менше фахівці вважають, що можна говорити про деяку стабілізацію стану озонового шару над контрольованою територією, особливо на тлі аномальних зимово-весняних сезонів 1991-1995 рр.. У результаті скорочення виробництва в Росії викиди шкідливих речовин в атмосферу значно зменшилися. До 2000 р . валовий викид «парникових» газів буде на 500 млн. т нижче рівня 1990 р . Основні напрями робіт із зниження забруднень повітряного басейну:
- Впровадження ефективних економічних і моральних методів стимулювання діяльності з охорони атмосфери, включаючи різні заохочення і плату за викиди і т.д;
- Скорочення викидів від автомобільного транспорту за рахунок вдосконалення двигунів і паливної апаратури, впровадження нейтралізаторів вихлопних газів, збільшення частки дизельних і працюють на газоподібному паливі двигунів, припинення випуску етилованого бензину, а також кращої організації дорожнього руху;
- Впровадження маловідходних і безвідходних або чистих технологічних процесів і виробництв, перш за все в теплоенергетиці, чорної і кольорової металургії, хімічної, нафтопереробної, целюлозно-паперової промисловості, при виробництві будівельних матеріалів і в інших галузях;
- Оптимізація енергетичного балансу країни;
- Впровадження економічно виправданих процесів спалювання палива, а також попереднього знесірчення вугілля, нафти і газу, глибокої переробки вугілля і сланців перед спалюванням (газифікація, піроліз);
- Впровадження сучасних методів пилогазоочистки димових та інших газів, що відходять з високим ККД і максимальним використанням продуктів очищення.
- Розвиток ефективних систем контролю за забрудненням атмосфери, в тому числі автоматизованих і дистанційних систем.
17. Який головне джерело забруднення атмосфери міст Москва, Пітер, Волгоград?
Повітря великих міст сильно відрізняється від чистого лісового повітря. Причина цього - викиди автотранспорту, котелень та промислових підприємств. Автомобілі та котельні викидають стандартний набір газів: сірчистий газ, оксиди азоту, чадний газ, формальдегід, а також сажу. Металургійні підприємства викидають у повітря сірчистий газ, чадний газ, формальдегід і ціановодород. В околицях алюмінієвих заводів атмосфера зазвичай забруднена фтороводню Виробництво цементу та інших будівельних матеріалів є джерелом забруднення атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цих виробництв - здрібнювання і хімічна обробка напівфабрикатів і одержуваних продуктів гарячих газів завжди супроводжується викидами пилу й інших шкідливих речовин в атмосферу. До атмосферних забруднень відносяться вуглеводні - насичені й ненасичені, що включають від 1 до 13 атомів вуглецю. Вони піддаються різним перетворенням, окислюванню, полімеризації. У результаті цих реакцій утворюються перекисні сполуки, вільні радикали, сполуки вуглеводнів з оксидами азоту й сірки, часто у вигляді аерозольних частинок. При деяких погодних умовах можуть утворюватися особливо великі скупчення. Сильне забруднення повітря у великих містах називається смогом. Під дією сонячного світла в такому смозі утворюються різні нестійкі, але вельми токсичні продукти. Над великими містами атмосфера містить в 10 разів більше аерозолів і в 25 разів більше газів. При цьому 60 -70% газового забруднення дає автомобільний транспорт. Промислові підприємства дають багато пилу, окислів азоту, заліза, кальцію, магнію, кремнію. Ці з'єднання не настільки токсичні, однак знижують прозорість атмосфери, дають на 50% більше туманів, на 10% більше опадів, на 30% скорочують сонячну радіацію. Тепловий вплив збільшує температуру в місті на 3 -5 градусів, безморозний період на 10 - 12 днів і безсніжний на 5 - 10 днів. Нагрівання й підйом повітря в центрі викликає підтік його з окраїни - як з лісопаркового пояса, так і із промислових зон. Сучасна екологічна обстановка в даних містах є наслідком існування протягом десятків років системи господарювання, тих принципів і установок, які були закладені в основу. Причини створилася екологічної ситуації полягають в тому, що в країні відсутня екологічна орієнтація у розвитку продуктивних сил, у виробництві переважали водо-, ресурсо-та енергоємні технології, існувало
роздільне планування і управління економічними, соціальними та природоохоронними процесами, матеріально - технічна база була незадовільна, а недосконалість чинних нормативних та законодавчих актів та низький рівень природоохоронних витрат доповнювали негативну дію на навколишнє середовище. Сьогодні самими серйозними проблемами Санкт - Петербурга, Москви, Волгограда залишаються відходи і стан повітря. Пріоритетним забруднювачем є автотранспорт і підприємства паливно-енергетичного комплексу, металургії і металообробки. Автомобіль забруднює атмосферне повітря не тільки токсичними компонентами відпрацьованих газів, Парами палива. але і продуктами зносу шин, гальмівних накладок. В атмосферне повітря постійно надходять пари палива з баків, найбільш помітних в літній період у місцях масових стоянок автомобілів. Найбільшого збитку здоров'ю завдають машини, що стоять у безпосередній близькості від житлових будинків. Спостереження за рівнем забруднення повітря в містах Росії проводяться територіальними органами Федеральної служби Росії погідрометеорологіі та моніторингу навколишнього середовища. Росгідромет забезпечує функціонування та розвиток єдиної Державної служби моніторингу навколишнього середовища. Росгідромет є федеральним органом виконавчої влади, який організовує і проводить спостереження, оцінку та прогноз стану забруднення атмосфери, забезпечуючи одночасно контроль за одержанням аналогічних результатів спостережень різними організаціями на території міст. Функції Росгідромету на місцях виконують Управління по гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища (УГМС) і його подразделенія.Необходімо, щоб кожен житель нашої планети усвідомив, що екологічна загроза виходить не від безіменного людства взагалі, а від кожної конкретної людини, тобто від нас з вами . Головну роль у вирішенні цього завдання грає екологічна освіта всіх верств і всіх вікових категорій суспільства. Загальна мета національного і міжнародного природоохоронного законодавства досить ясна: ні окремій людині, ані державі в цілому не повинно бути вигідно забруднювати планету понад заздалегідь узгодженої міжнародним співтовариством заходи і кожен випадок наднормативного забруднення повинен переслідуватися законом. Ми повинні
звикнути до того, що охорона Землі від забруднень-справа дорога, і, плануючи бюджет - державний, громадський чи особистий-передбачати чималі витрати на екологічні потреби.
18. Які основні методи очищення газів від шкідливих частинок і аерозолів і на яких засадах вони базуються?
Вибір методу та обладнання, що забезпечують необхідну ступінь очищення, залежать від великого числа параметрів. Одним з головних серед них є ефективність роботи системи по відношенню до переважним в газовому потоці частинок дозволяє провести оцінку можливостей різних пилоочисного пристроїв. У процесі вибору обладнання необхідно враховувати ступінь нерівномірності газового потоку, тому що 10%-ве відхилення від номінальних регламентованих значень є звичайною нормою роботи підприємств. На вибір устаткування і матеріалів для його виготовлення, безумовно, надають впливають хімічні і фізичні властивості забруднювачів. Ще одним важливим критерієм є концентрація забруднювачів в очищуваному газі, оскільки при високих її значеннях (вище 230 г/м3) зазвичай вводиться стадія попереднього очищення. Необхідно брати до уваги також температуру, тиск, вологість газового потоку, можливість зупинки газоочисного обладнання для поточного ремонту і ряд інших чинників. Але загальні, основні принципи вибору найбільш широко використовуваного обладнання незмінні. Так циклони зазвичай використовуються в тих випадках, коли пил крупнодисперсних, її концентрація перевищує 2 г/м3 і не потрібно високої ефективності уловлювання. Скрубери мокрого типу доцільно використовувати, якщо дрібні частинки повинні вловлювати з відносно високою ефективністю, бажано охолодження газу, а підвищення його вологості не є перешкодою, якщо гази становлять небезпеку в пожежному відношенні і необхідно вловлювати як тверді, так і газоподібні речовини. Тканинні фільтри використовуються в тих випадках, коли необхідна дуже висока ефективність уловлювання, температура відносно низька. електрофільтри застосовують, якщо для уловлювання дрібних частинок необхідна висока ефективність, обробці підлягають дуже великі обсяги газу і необхідно утилізувати цінні продукти.
19. Які основні шляхи зменшення обсягу викидів в атмосферу діоксиду сірки?
Зменшення вмісту сірки в топкових газах може досягатися різними методами: використанням малосірчистого вугілля, попередніми видаленням сірки з вугілля, зниженням кількості сірки, що виділяється в газову фазу при горінні (зв'язування сірки, наприклад, в сульфат кальцію), видаленням сірки з топочних газів, попередньої переробкою нафти, вугілля, сланцю в рідкий або газоподібний пальне (з видаленням сірки). Оскільки найбільш широко у світовій практиці застосовуються методи знесірчення топкових газів і попереднє видалення сірки з нафти і вугілля, цим методам і приділяється основна увага. Видалення сірки при переробці нафти є стандартною операцією. Попереднє видалення сірки з вугілля може здійснюватися фізичними, хімічними та мікробіологічними методами. Фізичними методами (гравітаційні і магнітні) віддаляється Піритова сірка - не більше 50% від загального її змісту. Мікробіологічні методи широкого розповсюдження не отримали, тому що для проведення процесу потрібен тривалий час. А) Вапняне і вапнякові методи. Основні хімічні реакції, що протікають при взаємодії SО2 з пульпою гідроксиду кальцію або вапняку. Б) Магнезитові метод. Суть методу полягає у взаємодії SO2 з суспензією Mg (OH) 2. Кристалічний сульфат магнію піддають сушінню і випалу, отримуючи при цьому концентрований потік SO2 і MgO. Окис магнію повертається в цикл, а SO2 направляється на переробку. Достоїнствами методу є його циклічність, висока ефективність (ступінь очищення 90-92%), можливість утилізації SO2. Основний недолік процесу - велика кількість твердофазних стадій, що призводить до сильного абразивного зносу апаратури та забруднення середовища твердими частинками. В) Аміачні методи. В основі цих методів лежить процес абсорбції SO2 розчином сульфіту амонію:
SO2 + (NH4) 2SO3 + H2O ↔ 2NH4HSO3
У подальшому в результаті хімічних перетворень з утворюється гідросульфіта амонію виділяють оборотний розчин (МН4) 28Оз і концентрований потік SО2. За способом регенерації абсорбційного розчину методи виділення SО2 з димових газів підрозділяють на кислотний, циклічний і автоклавний. Г) Очищення димових газів з одержанням сірки. У ряді країн розроблений регенераційної-циклічний спосіб очищення димових газів ТЕЦ від оксидів сірки з отриманням сірки. Ефективність очищення перевищує 90%, із збільшенням вмісту сірки у вугіллі економічність процесу за рахунок отримання сірки зростає. Топкові гази попередньо очищаються від пилу в електрофільтрах і доочищаються водою, при цьому відбувається очищення від важких металів. Далі SО2 взаємодіє в абсорбері з розчином сульфіду натрію:
2SO2 + Na2S → Na2SO4 +2 S
За даними фінських вчених економічна ефективність даного методу очищення топкових газів від діоксиду сірки знаходиться на рівні ефективності мокро-сухого методу.
20, Мокро-суха сіркоочистки призначена для помірної очищення димових газів від діоксиду сірки і заснована на його зв'язуванні гидрооксидом кальцію:

Для зони абсорбції виділяється частина обсягу корпусу існуючого електрофільтра, в якій розміщуються розбризкують пристрою. Вони являють собою тонкодисперсні пневмо-механічні форсунки, що встановлюються по всьому перетину в місці входу газів. Очищаються гази змішуються з тонкодіспергірованной вапняної суспензією, чим забезпечується протікання зазначених вище хімічних реакцій. Вода суспензії одночасно з абсорбцією діоксиду сірки випаровується під дією тепла газів, так що утворюються сухі продукти сіркоочистки, змішані з летючою золою. Ступінь сероулавліванія за цією технологією складає 50-60%. Перевагою цього методу є його дешевизна і простота, тому що метод дозволяє використовувати вже наявне обладнання, а не застосовувати спеціальні апарати.

21. Які основні циклічні методи очищення відхідних газів від діоксиду сірки і які їхні достоїнства і недоліки?
Зменшення вмісту сірки в топкових газах може досягатися різними методами: використанням малосірчистого вугілля, попередніми видаленням сірки з вугілля, зниженням кількості сірки, що виділяється в газову фазу при горінні (зв'язування сірки, наприклад, в сульфат кальцію), видаленням сірки з топочних газів, попередньої переробкою нафти, вугілля, сланцю в рідкий або газоподібний пальне (з видаленням сірки). Оскільки найбільш широко у світовій практиці застосовуються методи знесірчення топкових газів і попереднє видалення сірки з нафти і вугілля, цим методам і приділяється основна увага. Видалення сірки при переробці нафти є стандартною операцією.
Попереднє видалення сірки з вугілля може здійснюватися фізичними, хімічними та мікробіологічними методами. Фізичними методами (гравітаційні і магнітні) віддаляється Піритова сірка - не більше 50% від загального її змісту.
Мікробіологічні методи широкого розповсюдження не отримали, тому що для проведення процесу потрібен тривалий час.
а) Вапняне і вапнякові методи. Основні хімічні реакції, що протікають при взаємодії SО2 з пульпою гідроксиду кальцію або вапняку.
б) Магнезитові метод. Суть методу полягає у взаємодії SO2 з суспензією Mg (OH) 2.
Кристалічний сульфат магнію піддають сушінню і випалу, отримуючи при цьому концентрований потік SO2 і MgO. Окис магнію повертається в цикл, а SO2 направляється на переробку. Достоїнствами методу є його циклічність, висока ефективність (ступінь очищення 90-92%), можливість утилізації SO2. Основний недолік процесу - велика кількість твердофазних стадій, що призводить до сильного абразивного зносу апаратури та забруднення середовища твердими частинками. Досить значними є і енергетичні витрати на розкладання сульфіту і сульфату магнію.
в) Аміачні методи. В основі цих методів лежить процес абсорбції SO2 розчином сульфіту амонію:
SO2 + (NH4) 2SO3 + H2O ↔ 2NH4HSO3
У подальшому в результаті хімічних перетворень з утворюється гідросульфіта амонію виділяють оборотний розчин (МН4) 28Оз і концентрований потік SО2. За способом регенерації абсорбційного розчину методи виділення SО2 з димових газів підрозділяють на кислотний, циклічний і автоклавний.
г) Очищення димових газів з одержанням сірки. У ряді країн розроблений регенераційної-циклічний спосіб очищення димових газів ТЕЦ від оксидів сірки з отриманням сірки. Ефективність очищення перевищує 90%, із збільшенням вмісту сірки у вугіллі економічність процесу за рахунок отримання сірки зростає.
Топкові гази попередньо очищаються від пилу в електрофільтрах і доочищаються водою, при цьому відбувається очищення від важких металів. Далі SО2 взаємодіє в абсорбері з розчином сульфіду натрію: 2SO2 + Na2S → Na2SO4 +2 S
За даними фінських вчених економічна ефективність даного методу очищення топкових газів від діоксиду сірки знаходиться на рівні ефективності мокро-сухого методу.
22 Основним методом очищення газів, що відходять від діоксиду сірки є абсорбція. Для очищення газів, що відходять від діоксиду сірки запропоновано велику кількість абсорбційних методів, однак на практиці знайшли своє застосування лише деякі з них. Це пов'язано з тим, що обсяги газів, що відходять великі, а концентрація в них діоксиду сірки мала, гази характеризуються високою температурою і значним вмістом пилу. Для абсорбції можуть бути використані вода, водні розчини та суспензії солей лужних і лужноземельних металів. Найбільш дешевим і доступним в промислових умовах розчинником є ​​вода. Процес поглинання таких забруднень розчинником (водою) проводиться одним з таких способів. Забруднене газовий потік: а) пропускається через насадок колон, зрошувану розчинником (водою), б) контактує з краплями рідини, розпилюється форсунками; в) барботируют через шар рідини. Чистий розчинник вводиться у верхню частину апаратів абсорбційної очистки, а з нижньої частини апаратів відбирають відпрацьований розчин. Очищений газ з верхньої частини апаратів виводиться в атмосферу. Отриманий розчин піддають зазвичай регенерації, тобто очищають від забруднень і знову повертають в апарат.
23. Які основні еколого-економічні наслідки забруднення атмосфери діоксидом сірки та оксидами азоту
Забруднення оксидом сірки.
Найбільш забруднене сполуками сірки північну півкулю. При спалюванні палива в атмосферу викидається SO _2, який потім окислюється до SO _3. З'єднуючись з водою, оксиди сірки утворюють сірчану і сірчисту кислоти, які, взаємодіючи з пиловими частинками, утворюють сульфати і сульфіди. Накопичення кислот і сульфатів в атмосфері призводить до випадання кислотних опадів. В даний час, щільність дощової води над промисловими районами перевищує норму в 10-1000 разів. Зміна рН атмосферних вод найбільш сильно позначається на дії ферментів і гормонів живих організмів. Великі види в меншій мірі страждають від зміни рН, тому що їх захищає шкіра. Найбільш сильно на кислотність води реагує молодь. У підкислених водних екосистемах всі організми швидко вимирають або через прямого впливу іонів водню або через неможливість розкладання або через отруєння шкідливими речовинами, що утворюються з-за дії кислот на грунт.
Оксиди азоту.
Оксиди азоту в значній кількості виділяються при роботі ТЕС, двигунів внутрішнього згоряння і в процесі травлення металів азотною кислотою. Виробництва вибухових речовин і азотної кислоти також є джерелами викидів оксидів азоту в атмосферу.
Оксиди азоту беруть участь в утворенні кислотних дощів. Азотна кислота, яка утворюється з оксидів азоту, становить близько 35% від всіх кислот, що містяться у дощовій воді.
Оксиди азоту беруть участь в утворенні фотохімічного смогу, що призводить до вторинного забруднення атмосфери міст. До фотохімічним процесам, характерним для південних сонячних міст, відносяться процеси утворення пероксіацетілнітратов (ПАН), які при концентраціях 0,1-0,5 мг / м ³ можуть викликати подразнення слизової оболонки очей і загибель рослин. Наявність ПАН в атмосфері характерно для так званого «літнього» або лос-анджелеського смогу. Рівень фотохімічного забруднення повітря тісно пов'язаний з режимом руху автотранспорту. Так, в період високої інтенсивності руху вранці і ввечері відзначається максимум викидів в атмосферу оксидів азоту і вуглеводнів, хімічна взаємодія яких обумовлює фотохімічні забруднення повітря.
Високі рівні оксидів азоту призводять до почастішання випадків катару верхніх дихальних шляхів, бронхіту і пневмонії в населення.
24. Яка тенденція забруднення атмосфери оксидами азоту?
Слід зазначити, що при намітилася ще в 1990-і рр.. в Росії тенденції зниження викидів забруднюючих речовин промисловими підприємствами частка оксидів азоту в цих викидах збільшується. Сумарні викиди всіх забруднювачів у повітряне середовище, в тому Чиле і оксидів азоту скоротилися. Однак лише 20% цих скорочень обумовлені природоохоронними заходами і посиленням екологічного контролю. Основна причина - спад виробництва, який склав більше 50%. У природі оксиди азоту утворюються при лісових пожежах, однак високі концентрації цих забруднювачів у містах та в околицях промислових підприємств пов'язані з антропогенною діяльністю. Оксиди азоту в значній кількості виділяються при роботі ТЕС, двигунів внутрішнього згоряння і в процесі травлення металів азотною кислотою. Виробництва вибухових речовин і азотної кислоти також є джерелами викидів оксидів азоту в атмосферу.
Оксиди азоту беруть участь в утворенні кислотних дощів. Азотна кислота, яка утворюється з оксидів азоту, становить близько 35% від всіх кислот, що містяться у дощовій воді.
Оксиди азоту беруть участь в утворенні фотохімічного смогу, що призводить до вторинного забруднення атмосфери міст. До фотохімічним процесам, характерним для південних сонячних міст, відносяться процеси утворення пероксіацетілнітратов (ПАН), які при концентраціях 0,1-0,5 мг / м ³ можуть викликати подразнення слизової оболонки очей і загибель рослин. Наявність ПАН в атмосфері характерно для так званого «літнього» або лос-анджелеського смогу. Рівень фотохімічного забруднення повітря тісно пов'язаний з режимом руху автотранспорту. Так, в період високої інтенсивності руху вранці і ввечері відзначається максимум викидів в атмосферу оксидів азоту і вуглеводнів, хімічна взаємодія яких обумовлює фотохімічні забруднення повітря.
Високі рівні оксидів азоту призводять до почастішання випадків катару верхніх дихальних шляхів, бронхіту і пневмонії в населення. Люди з хронічними захворюваннями дихальних шляхів (наприклад, астма або емфізема легенів), а також особи, які страждають серцево-судинними захворюваннями, можуть бути більш чутливими до прямих впливів оксидів азоту. У осіб, які страждають хронічними серцево-судинними захворюваннями і захворюваннями дихальних шляхів, у присутності оксидів азоту легше розвиваються ускладнення при короткочасних респіраторних інфекціях.
25 Які основні методи зменшення масштабів забруднення оксидом азоту?
- Впровадження ефективних економічних і моральних методів стимулювання діяльності з охорони атмосфери, включаючи різні заохочення і плату за викиди і т.д;
- Скорочення викидів від автомобільного транспорту за рахунок вдосконалення двигунів і паливної апаратури, впровадження нейтралізаторів вихлопних газів, збільшення частки дизельних і працюють на газоподібному паливі двигунів, припинення випуску етилованого бензину, а також кращої організації дорожнього руху;
-Зменшенням викидів азоту (на ТЕС для цього застосовується, наприклад, суворо контрольована система подачі повітря в зону горіння палива, при цьому викиди оксидів азоту зменшуються на 40-60%);
- Впровадження маловідходних і безвідходних або чистих технологічних процесів і виробництв, перш за все в теплоенергетиці, чорної і кольорової металургії, хімічної, нафтопереробної, целюлозно-паперової промисловості, при виробництві будівельних матеріалів і в інших галузях;
- Оптимізація енергетичного балансу країни (закриття дрібних і застарілих агрегатів, котельних та інших установок, використання альтернативних викопним джерел енергії тощо);
- Впровадження економічно виправданих процесів спалювання палива, а також попереднього знесірчення вугілля, нафти і газу, глибокої переробки вугілля і сланців перед спалюванням (газифікація, піроліз);
- Впровадження сучасних методів пилогазоочистки димових та інших газів, що відходять з високим ККД і максимальним використанням продуктів очищення. Особливу увагу слід приділити комплексної очищення газів, що відходять від оксидів сірки та азоту, виділення і використання вуглеводнів, сірководню, сполук фтору, хлору, важких металів, знешкодження канцерогенних речовин;
- Розвиток ефективних систем контролю за забрудненням атмосфери, в тому числі автоматизованих і дистанційних систем.
- Міжнародне співробітництво.
26. Які основні методи очищення відхідних газів від оксидів азоту та їх фізико-хімічне обгрунтування?
Поширеними поглиначами NOx є розчини соди, їдкого натру і карбонату амонію, вапняне молоко тощо Процес очищення газів, що відходять від оксидів азоту протікає у дві стадії: спочатку оксиди азоту взаємодіють з водою з утворенням кислот, потім відбувається нейтралізація кислот лугами. Утворені при цьому розчини азотнокислих солей можуть бути використані у промисловості та сільському господарстві. Проте їх переробка, зокрема кон-центрування, і транспортування викликають певні труднощі. Дуже важливим недоліком абсорбційних методів лужними розчинами є невисока ефективність (70-85%), тому концентрація оксидів азоту в очищених газах перевищує ГДК і потрібно багаторазове їх розведення.
а) Адсорбційні методи. У випадку невеликих об'ємів газів знайшли застосування адсорбційні методи. Хорошим сорбентом оксидів азоту служить активоване вугілля, але його застосування може через легкої окислюваності, що може призвести до сильного розігріву і навіть до загоряння вугілля. Силікагель по адсорбційним властивостям трохи поступається вугіллю, але він більш готується і не окислюється киснем.
б) Каталітичне відновлення. Одним з основних, добре освоєних промислових методів очищення газів, що відходять від оксидів азоту є їх відновлення на каталізаторі до молекулярного азоту. При використанні неселективного каталізатора відновник витрачається не тільки на відновлення азоту, але і вступає у взаємодію з киснем, зазвичай містяться в газовому потоці. В якості відновника застосовуються водень, природний газ, оксид вуглецю та ін Каталізаторами зазвичай служать елементи платинової групи. Температура процесу коливається від 400 до 800С.
в) карбаміду метод. У РХТУ ім. Д.І. Менделєєва розроблений карбаміду метод, що дозволяє очищати димові гази від оксидів азоту на 95% і практично повністю видаляти оксиди сірки з них. Процес не вимагає попередньої підготовки газів, в результаті очищення утворюються нетоксичні продукти - N2, СО2, Н2О і (NH4) 2. Величина рН абсорбційного розчину коливається в межах 5-9, тому корозії апаратури не спостерігається. Ефективність методу практично не залежить від коливань вхідних концентрацій оксидів азоту і сірки.
Для випробування методу в промислових умовах на Зміївській ГРЕС (Україна) була побудована дослідно-промислова установка,
Карбаміду метод очищення газів, що відходять від оксидів азоту чудово зарекомендував себе в різних виробництвах, проте слід зазначити, що в енергетиці в основному застосовуються регулювання процесу спалювання пального (за сет чого зменшується кількість утворюють оксидів азоту) і аміачно-каталітичний метод.
г) Зниження викидів оксидів азоту в атмосферу шляхом ре-гуліроваіія процесу горіння. Поряд з установкою газоочисного обладнання в кінці технологічного циклу спалювання палива вельми ефективними є ряд режимних і технологічних заходів, що дозволяють істотно знизити кількість які виникають у процесі горіння оксидів азоту. До цих заходів належать:
- Спалювання з низьким коефіцієнтом надлишку повітря (а - альфа);
- Рециркуляція частини димових газів у зону горіння;
- Спалювання палива в дві і три ступені;
- Застосування пальників, що дозволяють знизити вихід nох;
- Подача вологи в зону горіння;
- Інтенсифікація випромінювання в котельній камері;
- Вибір профілю топкової камери, якому відповідає найменший вихід
NOх.
Дво-і багатоступінчасте спалювання палива є одним з перспективних методів регулювання топкового режиму і одночасно методом радикального зниження кількості утворюються оксидів азоту.
27 Найбільш поширеним є каталітичний метод очищення газів, що відходять від оксидів азоту, тобто відновлення на каталізаторі до молекулярного азоту. При використанні неселективного каталізатора відновник витрачається не тільки на відновлення азоту, але і вступає у взаємодію з киснем, зазвичай містяться в газовому потоці. В якості відновника застосовуються водень, природний газ, оксид вуглецю та ін Каталізаторами зазвичай служать елементи платинової групи. Температура процесу коливається від 400 до 800С.
28 Які основні методи очищення фтор-і хлоровмісних газів та їх обгрунтування
Фторовмісні гази виділяються при електролітичному поізв-ве алюмінію і при переробці прир. фосфатів у фосфорні добрива. Гази в значить. ступеня загрезнени різними в-вами, що ускладнює їх переробку. для абсорбції фтористих газів м. використовувати воду, водні розч-ри лугів, солей і деяких суспензій (NH ₄ OH, Ca (OH) _2, NaCl).
Концентрація фтористих сполук у відхідних газах пром. підприємств коливається в широких межах (Пр. при отриманні алюмінію м. досягати 200 г/м3) Абсорбційні прийоми очищення дозволяють знижувати концентрацію сполук фтору в відведених газах у кращому разі до 0-50 мг/м3. конкурентну і більш глибоке очищення можуть забезпечувати хемосорбціонние і іоносорбціонние методи. Наїб доступними твердими сорбентами фториду водню явл. вапняк, алюмогелем, фторид натрію
Освіта промислових газів і вентиляційних вибрасов, що містять хлор, хлорид водню і хлорорганічні в-ва, характерно для багатьох виробництв (одержання хлору, отримання металевого магнію, переробка кольорових металів і т. д.
Для абсорбції хлору і хлосодержащіх в-в використовують воду, водні розчини лугів і орг. в-в. Ряд остоінств має вапняний метод: невелика стоімоть, доступність ревгента, не потрібно ретельного захисту обладнання від корозії т. к. середу лужна. Недоліками способу явл. невисокий ступінь очищення, недостатня ступінь використання абсорбенту.
Хлорид водорада добре поглинати водою тому її як правило використовують в якості абсорбенту. (Пр. у виробн-ве соляної кислоти) (Недолік: освіта туману крапельно-рідкої соляної кислоти).
Газоподібний хлор добре поглинається такими твердими орг. сполуками, як лігнін і лігносульфанат кальцію. Однак більш ефективне використання цих поглиначів в ідеї водних розчинів і пульп. Як твердих поглиначів хлориду водню з газів, що відходять пром-сті м. б. використані хлороксид заліза і хлорид закисной міді, свинцю, кадмію., деякі орг .. полімерні матеріали. Переважна більшість цих поглиначів м. б. іспользовніє для обробки низькоконцентрованого по HCl газів в широкому інтервалі їх температур.
29. Які основні методи очищення відхідних газів від монооксиду вуглецю і орг. з'єднань?
Основним методом очищення від вуглеводнів і оксиду вуглецю в промисловості є спалювання в полум'ї, а також термічне і каталітичне окислення. Найбільш відомим прикладом спалювання є широко застосовується в нафтовидобувній і нафтопереробній промисловості спалювання у факелі, тобто у відкритій пальнику, спрямованої вгору. До недоліків процесу, крім втрат вуглеводнів при горінні слід віднести утворення оксидів азоту, а отже, вторинне забруднення атмосфери.
До загальних недоліків процесів знешкодження газових викидів шляхом спалювання відноситься необхідність організації додаткового очищення газів при наявності в спалюваних органічних сполуках, крім вуглецю і водню, що окислюються до діоксиду вуглецю і води, фтору, хлору, сірки і т.д.
30. Який метод очищення газів, що відходять від органічних в-в явл. наиб. поширеним і чому?
Основним методом очищення від органічних в-в у промисловості є застосування методів прямого спалювання. Їх перевагами є відносна простота апаратурного оформлення, універсальність використання, тому що на роботу термічних нейтралізаторів мало впливає склад оброблюваних газів. Суть цих способів полягає в окисленні знешкоджує компонентів киснем. Вони застосовні для знешкодження практично будь-яких парів і газів, продукти спалювання яких менш токсичні, ніж вихідні в-ва. Пряме спалювання використовують тоді, коли концентрація горючих в-в у відхідних газах не виходить за межі запалення. Процес проходить у звичайних або вдосконалених топкових пристроях, у промислових печах і топках котельних агрегатів, а також у відкритих факелах (в нафтовидобувній і нафтопереробній пром-сти). Присутні в відведених технологічних газах і вентиляційних викидах великого числа токсичні пари орг. в-в у більшості випадків піддають дедуктивної каталітичного очищення. Каталізатори для таких процесів готують на основі міді, хрому, кобальту, марганцю, нікелю і т. д.
31. Які основні недоліки абсорбції. і адсорбції. методів очищення відхід. газів?.
Суть методу абсорбції полягає у витяганні компонентів відходить газу з потоку розчинником. Як розчинник може використовуватися вода або органічні розчинники.
Методи адсорбції засновані на отриманні компонентів відходить газу за рахунок поглинання пористими адсорбентами. Найбільш часто використовуваними адсорбентами є активоване вугілля, алюмогелем, силікагелі, цеоліти і іоніти.
Істотним недоліком сорбційних методів очищення (абсорбційних і адсорбційних) викидних газів є необхідність багаторазового регенерації поглинаючих розчинів або часткової заміни твердого сорбенту, що значно ускладнює технологічну схему, збільшує капітальні вкладення і витрати на эксплуатацию.Сравнительный аналіз основних відомих методів очищення (абсорбційних, адсорбційних, каталітичних і термічних) показує, що для здійснення комплексного очищення газу найбільш прийнятний абсорбційний ("мокрий") спосіб. Мокра очищення не вимагає додаткової підготовки газів і застосування дорогих каталізаторів або адсорбентів, дозволяє одночасно проводити очищення від газових викидів і дисперсних частинок при оптимальному температурному режимі.
Загальні гідності адсорбційних методів очищення газів:
1) глибоке очищення газів від токсичних домішок;
2) порівняльна легкість регенерації цих домішок з перетворенням їх в товарний продукт або поверненням у виробництво; таким чином здійснюється принцип безвідходної технології.
Адсорбційний метод особливо раціональний для видалення токсичних домішок (органічних сполук, парів ртуті та ін), які у малих концентраціях, тобто як завершальний етап санітарної очистки відхідних газів.
Недоліки більшості адсорбційних установок - періодичність процесу і пов'язана з цим мала інтенсивність реакторів, висока вартість періодичної регенерації адсорбентів. Застосування безперервних способів очищення в рухомому і киплячому шарі адсорбенту частково усуває ці недоліки, але вимагає високоміцних промислових сорбентів, розробка яких для більшості процесів ще не завершена.
Абсорбційні методи характеризуються безперервністю і універсальністю процесу, економічністю і можливістю отримання великих кількостей домішок з газів. Недолік цього методу в тому, що насадочні скрубери, барботажние і навіть пінні апарати забезпечують досить високий рівень вилучення шкідливих домішок (до ГДК) і повну регенерацію поглиначів тільки при великому числі ступенів очищення. Тому технологічні схеми мокрого очищення, як правило, складні, багатоступінчасті й очисні реактори (особливо скрубери) мають великі обсяги.
Будь-який процес мокрій абсорбційної очистки вихлопних газів від газо-і пароподібні домішок доцільний тільки в разі його циклічності та безвідходності. Але й циклічні системи мокрого очищення конкурентоспроможні тільки тоді, коли вони поєднані з пилеочистки і охолодженням газу.
32. Які величини БПК питної води і сумарна концентрація солей в ній за ГОСТом?
Зі стічними водами у водні об'єкти надходять сотні тисяч тонн забруднюючих речовин, у результаті якість води більшості водних об'єктів Росії не відповідає нормативним вимогам. Найбільш поширеними речовинами, що забруднюють поверхневі води, є нафтопродукти, феноли, що легко окислюються (по БПК) органічні речовини, сполуки металів, амонійний та нітратний азот, а також специфічні забруднюючі речовини - лігнін, ксантогенатом, формальдегід і ін
Біохімічне споживання кисню (БПК) - показник забруднення води органічними сполуками, що визначається кількістю кисню, що пішли за встановлений час (зазвичай 5 діб - БПК5) в аеробних умовах на окислення забруднюючих речовин, що містяться в одиниці об'єму води. Як правило, протягом 5 діб при нормальних умовах відбувається окислення ~ 70% легкоокислюючих речовин; практично повне окислювання (БПКповн або БПК20) розвивається протягом 20 діб. Для джерел централізованого господарсько-питного водопостачання (ГОСТ 17.1.3.03-77) і водних об'єктів, які у рибогосподарських цілях, БПКповн не повинно перевищувати 3 мг О2 / л.
Згідно-РОСТ-2874-73 на питну воду, загальний вміст солей в ній не повинно перевищувати 1000 мг / л, вміст хлоридів регламентується на рівні 350 мг / Л, а сульфатів на рівні 500 мг / л.
Проблема забезпечення населення Росії питною водою нормативної якості і в достатній кількості в багатьох регіонах стала однією з головних, визначальних при проведенні економічних реформ і посилення їх соціальної спрямованості.
33. З чого починається розробка замкнутих водооборотних систем?
Аналіз показує, що створення економічно обгрунтованих замкнутих систем водного господарства є досить важким завданням.
Необхідно: багаторазове (каскадне) раціональне використання води у виробництві, застосування маловодних або безводних технологічних процесів і ефективних способів очищення локальних потоків стічних вод з урахуванням повторного їх використання, створення локальних замкнутих систем технічного водопостачання, використання стічних вод, що пройшли обробку на позамайданчикових очисних спорудах, в системах технічного і охолоджуючого водопостачання і т.д.
Складний фізико-хімічний склад стічних вод, різноманітність що містяться в них сполук та їх взаємодію один з одним роблять неможливим підбір універсальної структури безстічних схем, придатних для застосування в різних галузях народного господарства. Створення таких систем на підприємствах залежить від особливостей технології, технічної оснащеності, вимог до якості отримуваної продукції і використовуваної води і т.д. У ряді галузей вони вже впроваджені або впроваджуються, а в інших ще необхідні певні розробки і підготовка.
Питанням першорядної важливості при створенні замкнутих водооборотних систем є розробка науково-обгрунтованих вимог до якості води, використовуваної в усіх технологічних процесах і операціях. У переважній більшості технологічних операцій немає необхідності у використанні води питної якості. Тому необхідно оцінити максимально допустимі межі основних показників якості води, які визначаються наступними чинниками:
- Не повинен погіршуватися якість одержуваного продукту;
- Повинна забезпечуватися безаварійна робота обладнання; воно не повинно руйнуватися внаслідок корозії, на стінках не повинні з'являтися відкладення і т.д.;
- Не впливати на здоров'я обслуговуючого персоналу за рахунок зміни токсикологічних або епідеміологічних характеристик води.
Історично склалося так, що при розробці технологічних схем на якість води не звертали уваги. Питна і навіть технічна вода в переважній більшості випадків задовольняла технологів, а використану воду просто скидали у водойми і лише пізніше почали направляти на очисні споруди.
Спільними питаннями при розробці замкнутих водооборотних систем для всіх галузей народного господарства є наступні:
- Максимальне впровадження повітряного охолодження замість водяного: на багатьох підприємствах на охолодження витрачається до 70% усієї використовуваної води;
- Розміщення комплексу виробництв на промисловому майданчику таким чином, щоб було можливо багато разів (каскадно) використовувати воду в технологічних виробництвах;
- Послідовне багаторазове використання води в різних або ідентичних виробництвах повинно по можливості приводити до утворення невеликого обсягу максимально забруднених стічних вод, для знешкодження яких можна підібрати досить ефективні (і, як правило, дорогі) методи очищення;
- Використання води для очищення газів тільки тоді, коли з газів беруться і використовуються цінні компоненти, застосування води для очищення газів від твердих частинок допускається тільки у випадку замкнутого циклу;
- Обов'язкова регенерація відпрацьованих кислот, лугів і сольових технологічних розчинів з використанням видобутих продуктів в якості вторинної сировини.
При створенні замкнутих водооборотних систем промислових підприємств водопідготовка та очищення стічних вод повинні розглядатися як єдина система. Проектування замкнутих систем проводиться одночасно з проектуванням основного виробництва. Утворюються при очищенні стічних вод опади переробляються в товарну продукцію або видаються у вигляді вторинної сировини.
Велика увага в оборотних системах охолоджуючого водопостачання слід приділяти боротьбі з біологічним обростанням, для чого доводиться застосовувати спеціальні інгібітори, які містять токсичні речовини, наприклад солі хрому, або хлорувати (озонувати) воду.
Нагальна необхідність і доцільність створення замкнутих систем виробничого водопостачання, що є основою раціонального водокористування, зумовлені трьома основними факторами:
- Дефіцитом прісної води.
- Вичерпанням знешкоджуючої (самоочищаються і разбавляющей) здатності водойм, у які скидаються стічні води.
- Економічними перевагами в порівнянні з очищенням стічних вод до відповідних нормативів, які дозволяють їх скидання у відкриті водойми.
34. Які основні методи знесолення води?
Добре освоєним і широко застосовуваним методом знесолення є дистиляція (як і в природі випаровування води). Для знесолення морської води використовуються установки одиничною потужністю від 15 до 40 тис.м3/сут. Основний їх недолік - велика витрата енергії: кращі з них витрачають не менше 0,02 Гкал на 1 м3 отриманої води.
У південних країнах і в Середньоазіатських республіках для опріснення солоних вод в основному для питних цілей використовують сонячну енергію.
В окремих випадках для видалення солей застосовують виморожування. Відомо, що при повільному охолодженні солоної води з неї в першу чергу виморожуються кристали льоду, практично не містить солей.
Вельми перспективними і вже здобули широке поширення методами видалення солей є мембранні - електродіаліз і зворотний осмос. Електродіаліз заснований на спрямованій перенесення іонів дисоційованому солей у полі постійного струму через селективні мембрани з природних або синтетичних матеріалів. Метод дозволяє розділяти не лише стічні води на знесоленої чисту воду і концентрований розчин солей, але і розчин солей на кислоти, луги та інші складові. За кордоном метод електродіаліз широко застосовується для знесолення води. Зазвичай потужність установок становить 150-250м/сут, проте вже діють установки продуктивністю 20 і навіть 400 тис. м3/добу.
У всіх країнах світу широкого поширення набуло знесолення води із застосуванням іонітів. Незважаючи на значні успіхи в розвитку методів хімічного знесолення води і дистиляції іонний обмін досі залишається основним методом приготування глубокообессоленной води для АЕС і ТЕС з паровими котлами високого, надвисокої і критичного тиску, а також для отримання ультрачистої і знесоленої води для хімічної, електронної та деякі інших галузей промисловості.
Поява таких методів знесолення води, як електродіаліз і зворотний осмос, не послабила інтересу до іонообмінному знесолення. Треба думати, що на найближчі 10-15 років цей метод буде найбільш поширеним і економічно найбільш кращим методом глибокого знесолення води із середнім ступенем мінералізації (вміст солей до 2 г / л).
Основними недоліками загальноприйнятих технологічних схем іонообмінної очищення є значна кількість солей, що утворюються при регенерації іонообмінних фільтрів (до вилученими з води, що очищається солям додається в 2-4 рази більша кількість солей від регенерації іонообмінних смол).
Економічний аналіз показує, що при використанні дистиляційного опріснення доцільне застосування високопродуктивних станцій (потужністю кілька десятків тис.м3/сут) і сільномінералізованних вод (більше 10 г / л). Мембранні методи знесолення в даний час доцільно застосовувати для опріснення віл з вмістом солей до 15 г / л. Електродіаліз і зворотний осмос дозволяють отримувати воду відносно низькій вартості на установках малої і середньої (до декількох тис.м3/сут) продуктивності. У ряді випадків хороші результати досягаються при комбінації методів: дистиляції та електродіаліз або зворотного осмосу, іонного обміну або зворотного осмосу і електродіаліз та ін
Переробка розсолів і ропи. Всі знесолюючої установки поряд з очищеною прісною водою виробляють певну кількість розчинів із значною концентрацією солей - розсолів і навіть ропи. Ці концентровані розчини повинні бути або утилізовані у виробничих процесах, або піддані подальшому концентрування до отримання твердих солей з подальшим їх використанням або безпечним похованням.
У ряді водооборотних схем, розроблених і впроваджених у нашій країні, виділені при очищенні стічних вод речовини широко використовуються для одержання товарної продукції. Слід, однак, відзначити, що в цілому проблема переробки розсолів і ропи вирішується вкрай повільно. У той же час без вирішення даної проблеми може сповільнитися створення замкнутих систем водопостачання промислових підприємств. У будь-якій замкнутій системі водопостачання неминуче накопичуються солі, які повинні бути виведені і перероблені, і чим більше замкнутих систем промислового водоспоживання буде створено, тим гострішою буде проблема переробки цих розсолів і ропи.
35. Який метод очищення води від солей у природі має найбільше значення?
Величезне значення для очищення води в природі має природне випаровування. Воно відбувається з поверхні водних об'єктів, рослин, льоду, снігу і т. д. за рахунок енергії, одержуваної Землею від Сонця. Випаровування йде тим інтенсивніше, чим більша різниця між кількістю пари, яке може міститися в повітрі при даній температурі, і його фактичним вмістом у повітрі. Йому сприяє вітер. При випаровуванні вода очищається, звільняється від розчинених і нерозчинених домішок. Таким чином в атмосфері виявляється чиста вода (до 99%). Світовий океан є гиганські випарником і джерелом «чистої» води. Добре освоєним і застосовуються у побуті методом обессолеванія є дистиляція, заснована на принципах природного випаровування.
36. Які основні методи очищення води від орг. домішок?
Основним методом очищення стічних вод від органічних домішок є біологічне окислення (аеробне у присутності кисню і анаеробне в його відсутність). Процес біохімічної очистки за своєю суттю - природний, його характер однаковий для процесів, що протікають як у водоймах і очисних спорудах, так і в судинах для визначення ВПК. Біологічне окислення здійснюється співтовариством мікроорганізмів (біоценозом), що включає безліч різних бактерій, найпростіших і більш високоорганізованих організмів (таких, як водорості і гриби), пов'язаних між собою в єдиний комплекс складними взаємовідносинами. Це співтовариство прийнято називати активним мулом. Останній містить від 106 до 1014 клітин на 1 г сухої біомаси (близько 3000 мг мікроорганізмів на літр стічної води).
Аеробний процес. Для життєдіяльності живих організмів необхідно підтримувати відповідні умови:
- Температура процесу 20-З0 С;
- РН середовища 6,5-7,5;
- Співвідношення біогенних елементів БПКП: N: Р не більше 100: 5: 1;
- Кисневий режим на рівні не нижче 2 мгО2 / л;
- Вміст токсичних речовин не вище (тетраетилсвинцю 0,001 мг / л, сполук берилію, титану, хрому шестивалентного та оксиду вуглецю 0,01 мг / л, сполук вісмуту, ванадію, кадмію та нікелю 0,1 мг / л, сульфату міді 0,2 мг / л, ціаністого калію 2 мг / л)
Всі органічні сполуки окислюються по-різному. Первинні спирти окислюються легше вторинних, а вторинні - легше третинних.
Біохімічна (аеробна) очищення, стічних вод проводиться в спеціальних спорудах: аеротенках, оксітенках, біофільтрах, біологічних ставках і т.д. На аеробну очищення направляються стічні води з вмістом органічних речовин (по БПК) до 5000 мгО2 / л; кінцева їх концентрація - до 10 мгО2 / л. Принципові схеми широко поширених одно-і трехкорідорних аеротенків.
Анаеробний процес.
У цьому випадку відбувається біологічне окислення органічних речовин за відсутності молекулярного кисню за рахунок хімічно пов'язаного кисню в таких з'єднаннях як SO2-4, SО32-і СО32-. Процес протікає в дві основні стадії; на першій утворюються органічні кислоти, на другий утворилися кислоти перетворюються в метан і діоксид вуглецю:
Анаеробний процес вельми чутливий до залповим скидах, а відновлення мікрофлори може тривати від 1 до 6 місяців, хоча в нормальних умовах мікрофлора може зберігатися 12-18 місяців і почати працювати протягом декількох днів.
У анаеробному процесі в порівнянні з аеробним утворюється значно менше шламу - приблизно 1/3-1/5 від його кількості в разі аеробного процесу. Він значно дешевше (немає аераторів), але у зв'язку з утворенням метану вибухо-і пожежонебезпечний.
Основна мета анаеробної обробки - зменшення обсягу активного мулу або кількості органічних речовин в стічній воді, отримання метану і найголовніше отримання добре фильтрующегося і без запаху осаду. Опади після фільтрації можуть бути використані як добрива в рослинництві за умови, що вміст важких металів у них не перевищує ПДКП. Одержуваний у метан-відтінком газ містить до 75% (об.) метану (решта - діоксид вуглецю і повітря) і використовується як пальне.
37. Яка природа аеробної біохімічної очистки води?
У цьому випадку відбувається біологічне окислення органічних речовин за відсутності молекулярного кисню за рахунок хімічно пов'язаного кисню в таких з'єднаннях як SO2-4, SО32-і СО32-. Процес протікає в дві основні стадії; на першій утворюються органічні кислоти, на другий утворилися кислоти перетворюються в метан і діоксид вуглецю:
Анаеробний процес вельми чутливий до залповим скидах, а відновлення мікрофлори може тривати від 1 до 6 місяців, хоча в нормальних умовах мікрофлора може зберігатися 12-18 місяців і почати працювати протягом декількох днів.
У анаеробному процесі в порівнянні з аеробним утворюється значно менше шламу - приблизно 1/3-1/5 від його кількості в разі аеробного процесу. Він значно дешевше (немає аераторів), але у зв'язку з утворенням метану вибухо-і пожежонебезпечний.
Основна мета анаеробної обробки - зменшення обсягу активного мулу або кількості органічних речовин в стічній воді, отримання метану і найголовніше отримання добре фильтрующегося і без запаху осаду. Опади після фільтрації можуть бути використані як добрива в рослинництві за умови, що вміст важких металів у них не перевищує ПДКП. Одержуваний у метан-відтінком газ містить до 75% (об.) метану (решта - діоксид вуглецю і повітря) і використовується як пальне.
38. Який процес при знешкодженні органічних в-в стічних вод в аеротенках має найбільше значення?
У штучних умовах очищення від орг. в-в проводять у аеротенках. Аеротенками називають залізобетонні аеруються резервуари. Процес очищення в аеротенку йде в міру протікання через нього аерірованной суміші стічної води та активного мулу. Аерація необхідна для насичення води киснем і підтримки мулу в підвішеному стані. Аеротенк являє собою відкритий басейн, обладнаний пристроями для примусової аерації. Вони бувають двох ,3,4-коридорні. Глибина аеротенків 2-5м.
Найбільше значення при знешкодженні орг. в-в має аерація (насичення киснем). Розчинність кисню у воді мала (залежить від температури і тиску), тому для насичення падають велике у повітря). При аерації повинна бути забезпечена велика поверхня контакту між повітрям. стічною водою і мулом, що явл-ся необхідною умовою ефективного очищення.
39. У чому суть анаеробного методу очищення стічних вод?
У цьому випадку відбувається біологічне окислення орфічних речовин за відсутності молекулярного кисню за рахунок хімічно пов'язаного кисню в таких з'єднаннях як SO2-4, SО32-і СО32-. Процес протікає в дві основні стадії; на першій утворюються органічні кислоти, на другий утворилися кислоти перетворюються в метан і діоксид вуглецю:
Анаеробний процес вельми чутливий до залповим скидах, а відновлення мікрофлори може тривати від 1 до 6 місяців, хоча в нормальних умовах мікрофлора може зберігатися 12-18 місяців і почати працювати протягом декількох днів.
У анаеробному процесі в порівнянні з аеробним утворюється значно менше шламу - приблизно 1/3-1/5 від його кількості в разі аеробного процесу. Він значно дешевше (немає аераторів), але у зв'язку з утворенням метану вибухо-і пожежонебезпечний.
Основна мета анаеробної обробки - зменшення обсягу активного мулу або кількості органічних речовин в стічній воді, отримання метану і найголовніше отримання добре фильтрующегося і без запаху осаду. Опади після фільтрації можуть бути використані як добрива в рослинництві за умови, що вміст важких металів у них не перевищує ПДКП. Одержуваний у метан-відтінком газ містить до 75% (об.) метану (решта - діоксид вуглецю і повітря) і використовується як пальне.

40. Проаналізувати комбіновану схему анаеробної і аеробної очистки стічних вод та використання шламів?
Міські стічні води у 1-у ду-у-дь надходять у відстійник, в кіт. образ-ся активний мул, потім води переходять в спец. спорудження під назв-ем аеротенк, де відбувається биохим. очищення, потім сточ. води знову поподают у відстійник, в кіт. відокремлюється активний мул, а вся інша вода хлорується і скидається у водойму.
Вибране. мул піддається альтернативного исп-ю.: а). спалювання, б). анаероб. розкладання. в). внесення в грунт. г). поховання.
41. Проаналізувати основні мембранні методи очищення стічних вод
Вельми перспективними і вже здобули широке поширення методами видалення солей є мембранні - електродіаліз і зворотний осмос. Електродіаліз заснований на спрямованій перенесення іонів діссоцірованних солей у полі постійного струму через селективні мембрани з природних або синтетичних матеріалів. Метод дозволяє розділяти не лише стічні води на знесоленої чисту воду і концентрований розчин солей, але і розчин солей на кислоти, луги та інші складові. За кордоном метод електродіаліз широко застосовується для знесолення води. У всіх країнах світу широкого поширення набуло знесолення води із застосуванням іонітів. Незважаючи на значні успіхи в розвитку методів хімічного знесолення води і дистиляції іонний обмін досі залишається основним методом приготування глубокообессоленной води для АЕС і ТЕС з паровими котлами високого, надвисокої і критичного тиску, а також для отримання ультрачистої і знесоленої води для хімічної, електронної та деякі інших галузей промисловості.
Поява таких методів знесолення води, як електродіаліз і зворотний осмос, не послабила інтересу до іонообмінному знесолення. Треба думати, що на найближчі 10-15 років цей метод буде найбільш поширеним і економічно найбільш кращим методом глибокого знесолення води із середнім ступенем мінералізації. Економічний аналіз показує, що при використанні дис-тілляціонного опріснення целесоопразно застосування високопродуктивних станцій і сільномінералізованних вод. Мембранні методи знесолення в даний час доцільно застосовувати для опріснення віл з вмістом солей до 15 г / л.
42. Які недоліки процесу зворотного осмосу?
Основними недоліками загальноприйнятих технологічних схем іонообмінної очищення є значна кількість солей, що утворюються при регенерації іонообмінних фільтрів (до вилученими з води, що очищається солям додається в 2-4 рази більша кількість солей від регенерації іонообмінних смол).
Електродіаліз і зворотний осмос дозволяють отримувати воду відносно низькій вартості на установках малої і середньої (до декількох тис.м3/сут) продуктивності.
У ряді випадків хороші результати досягаються при комбінації методів: дистиляції та електродіаліз або зворотного осмосу, іонного обміну або зворотного осмосу і електродіаліз та ін
43. Що таке вторинні енергетичні ресурси і як вони використовуються?
Під вторинними енергетичними ресурсами (далі - ВЕР) розуміється енергетичний потенціал продукції, відходів, побічних і проміжних продуктів, що утворюються в технологічних агрегатах (установках), який не використовується в самому агрегаті-джерелі ВЕР, але може бути частково або повністю використаний для енергопостачання інших споживачів .
За видами енергії ВЕР поділяються на горючі і теплові.
Горючі ВЕР - це містять хімічно зв'язану енергію відходи технологічних процесів, використовуються або непридатні для подальшої технологічної переробки, що використовуються або можуть бути використані в якості котельно-пічного палива.
До пальним ВЕР відносяться: горючі відходи процесів хімічної і термохімічної переробки вуглецевої або вуглеводневої сировини (метано-воднева фракція виробництва етилену, Х-масла виробництва капролактаму, кубові залишки та інші), горючі гази плавильних печей, лігнін гідролізного виробництва, сульфатні і сульфітні щелока целюлозно -паперової промисловості, сивушні масла, відпрацьовані нафтопродукти та інші горючі ВЕР.
Продукти і відходи топлівоперерабативающіх установок (нафтопереробних, торфоперерабативающіх та інших), відходи деревообробки (тирса, стружка, тріска, обрізки і так далі), відходи сільськогосподарської діяльності (солома, костриця, стебла кукурудзи та інші відходи рослинного і тваринного походження) є одними з видів природного палива або продуктів переробки палива і до горючих ВЕР не відносяться.
До тепловим ВЕР відносяться: фізичне тепло продукції, відходів, побічних і проміжних продуктів, що утворюються в технологічних агрегатах (установках), яке не використовується в самому агрегаті-джерелі ВЕР, але використовується або може бути використано для теплопостачання інших споживачів. До тепловим ВЕР відноситься теплота:
що йдуть димових газів топлівопотребляющіх установок;
газів, що відходять технологічних установок;
надлишкове тепло рідких та газоподібних продукційних потоків;
конденсату, який не підлягає поверненню на котельні і ТЕЦ;
охолоджуючої води, в тому числі і в системах оборотного водопостачання;
організовані вентиляційні викиди;
стічні води та інші.
Теплові ВЕР можуть використовуватися для задоволення потреб в енергії безпосередньо (без зміни виду енергоносія) або за рахунок вироблення тепла (пари, гарячої води, повітря) в утилізаційних установках.
Тверді, рідкі та газоподібні горючі ВЕР враховуються при будь-якому режимі їх виходу.
Рідкі й газоподібні теплові ВЕР повинні бути враховані при їх виході більше 0,025 Гкал / год і температурі потоку на виході з агрегату - джерела ВЕР не менше 25 ⁰ С. Не підлягають обліку димові гази котельних установок при їх температурі менше 200 ⁰ С.
44. Яка система збору та переробки промислових відходів?
При виробництві продукції в неї переходить близько 10% вихідної сировини і матеріалів. Загальна корисна ступінь використання видобутих матеріалів становить приблизно 30%. Оцінюючи значення використання відходів з точки зору раціонального природокористування, слід мати на увазі, що в структурі виробничих витрат визначальним є витрати на сировину, паливо та матеріали. У загальному обсязі валового суспільного продукту ці витрати становлять близько 60%. Виключно згубний вплив відходів на навколишнє середовище викликає загальну заклопотаність.

В даний час Госкомекологія Росії проводить серйозну роботу з формування правової бази в сфері поводження з відходами, що відповідає сучасним вимогам. Підготовлено проект Федерального закону «Про відходи виробництва та споживання», який прийнятий Держдумою. Цей закон, «Про охорону навколишнього природного середовища», визначає державну політику в галузі поводження з відходами виробництва та споживання.
Основною тенденцією у сфері управління відходами в розвинених країнах світу є їх мінімізація шляхом:
- Запобігання або зменшення утворення відходів;
- Поліпшення якості відходів, що утворюються, включаючи зменшення кількості токсичних речовин у них;
- Повторного використання, рецикла і відновлення або вилучення корисних компонентів з них.
У більшості країн дотримується наступний пріоритетний ряд у поводженні з відходами:
- Запобігання утворення відходів має пріоритет перед повторним їх використанням;
- Повторне використання або рецикл в тому ж процесі переважно зовнішнього використання;
-Використання відходів краще використання їх енергії (одержуваної, наприклад, шляхом спалювання), а проте в Німеччині, Кореї і Швейцарії обидва напрямки мають рівний пріоритетністю;
- У всіх країнах повторне використання або відновлення (витяг) має безумовний пріоритет перед складуванням або похованням;
- У ряді країн спалювання відходів відноситься до категорії "мінімізація", тільки в разі використання енергії.

45. Яка система збору та переробки твердих побутових відходів?
Для найближчого майбутнього система збору та переробки ТПВ, ймовірно, буде виглядати наступним чином:
- Майданчик для прийому та первинного огляду відходів;
- Платформа попереднього сортування (видалення великогабаритних відходів, таких, як меблі, побутова техніка і т.д.);
- Пристрій для розриву пакетів та відділення органічної частини відходів для подальшої переробки (наприклад, компостуванням);
- Платформа вторинної сортування для ручного вилучення цінних компонентів для повторного використання (папір, картон, різні види пластмас, скло і т. д.) з наступним пресуванням;
- Секція магнітного виділення залізовмісних матеріалів (консервних банок, наприклад) і пресування;
- Секція для виділення виробів з кольорових металів (в першу чергу алюмінієвих банок) за рахунок наведеного електричного поля;
- Обладнання для високощільного пресування невикористаних компонентів ТПВ для вивезення на полігон.
Проте в даний час у нашій країні та й у більшості інших країн основними методами знешкодження твердих побутових відходів є вивіз на санітарні звалища (якщо тільки наші звалища можна назвати такими), спалювання і компостування (принаймні органічної їх частини).
46. Яка з проблем при переробці та знешкодженню побутових відходів є найбільш складною?
Спалювання з використанням тепла і без використання тепла. Метод спалювання (або в загальному вигляді термічні методи знешкодження твердих побутових відходів) має як безсумнівні достоїнства (можна використовувати теплоту згоряння ТПВ для отримання електроенергії та опалення будівель, надійне знешкодження відходів), так і суттєві недоліки. Необхідна хороша система очищення топкових газів, тому що при спалюванні ТПВ в атмосферу виділяються хлористий і фтористий водень, сірчистий газ, оксиди азоту, а також метали та їх сполуки (цинк, кадмій, свинець, ртуть і т. д. в основному у вигляді аерозолів ) і, що особливо важливо, в процесі горіння відходів утворюються діоксини, дифеніли і ліфурани, присутність яких в відведених газах значно ускладнює їх очищення через малу концентрації цих високотоксичних з'єднанні. Різновидом процесу спалювання є піроліз - термічний розклад ТПВ без доступу повітря. Застосування піролізу дозволяє зменшити вплив ТПВ на навколишнє середовище і отримувати такі корисні продукти, як горючий газ, масло, смоли в твердий залишок (пірокарбон).
Широко рекламується процес високотемпературної переробки побутових і промислових відходів у барботируемом шлаковому розплаві. Основним агрегатом технологічної схеми є барботажние піч.
Піч проста по конструкції, має невеликі габарити, високу продуктивність і високу експлуатаційну надійність.
Процес здійснюється наступним чином. Побутові відходи подають у завантажувальний пристрій періодично. Штовхач скидає їх я шлакову ванну, що продувається повітрям, збагаченим киснем. У ванні відходи швидко занурюються в інтенсивно перемішується спінений розплав. За рахунок інтенсивної теплопередачі відходи піддаються швидкісного піролізу і газифікуються. Мінеральна їх частина розчиняється в шлаку, а металеві предмети розплавляються, і рідкий метал опускається на поліп. При низькій калорійності відходів для стабілізації теплового режиму в якості додаткового палива в піч подають в невеликих кількостях енергетичне вугілля. Замість вугілля може бути використаний природний газ. Для отримання шлаку заданого складу завантажують флюс.
Шлаки випускається з печі через сифон безперервно або періодично і подається в рідкому вигляді на переробку. Хімічний склад шлаку можна регулювати в широких межах, отримуючи композиції, відповідні для виробництва різних будівельних матеріалів - кам'яного лиття, щебеню, наповнювачів для бетонів, мінерального волокна, цементу.
Метал через перетікання надходить в сифон і безперервно або порціями зливається в ківш і далі передається на переробку або безпосередньо у печі розливається в чушки або гранулюється.
Горючі гази - продукти піролізу та газифікації відходів та вугілля, що виділяються з ванни, допалюють над ванною шляхом подачі повітря, збагаченого киснем, або чистого кисню.
Пічні високотемпературні (1400-1600С) гази відсмоктуються димососом в паровий котел для охолодження й корисного використання їх енергії. У котлі здійснюється повне допалювання газів. Потім охолоджені гази направляються в систему очищення. Перед скиданням в атмосферу проводиться їх очищення від пилу і шкідливих домішок.
Димові гази завдяки високотемпературному спалюванню містять значно менше органічних сполук, зокрема діоксинів.
Переклад в умовах процесу лужних і лужноземельних металів на парогазову фазу сприяє зв'язуванню хлору, фтору і оксидів сірки в безпечні сполуки, що вловлюються при газоочистки у вигляді твердих частинок пилу.
Заміна повітря киснем дозволяє в 2-4 рази знизити об'єм димових газів ", полегшити їх очищення і зменшити скидання токсичних речовин в атмосферу.
Замість великої кількості зольного залишку (до 25% при звичайному спалюванні), що містить важкі кольорові метали і діоксин, утворюється інертний шлак, що є сировиною для виробництва будівельних матеріалів.
Пил, що виноситься з печі з димовими газами, селективно вловлюється на різних щаблях очищення. Кількість пилу в 2-4 рази менше, ніж при використанні традиційних печей. Велика пил (до 60%) повертається в піч, дрібна, що представляє собою концентрат важких кольорових металів (цинку, свинцю, кадмію, олова та ін), придатна для подальшого використання
47. Які основні перспективи направлення переробки ТПВ?
Проблема ТПВ у наст. вр. явл. вельми акт-ий. Зростання населення і загальне підвищ-е жизн-го рівня привели до увелич-ю потреб-я товарів, а след-но упаковочний. мат-в, що позначилося на кол-ве ТПВ. У наст. вр. с-ма збору і перераб. ТПВ превр. до круп. галузь. пром-ти. Відходи виробництва і споживання, які утворюються в народному господарстві, є вторинними матеріальними ресурсами (ВМР). Вторинні матеріальні ресурси - це ще не вторинну сировину. Вторинна сировина визначається як «вторинні матеріальні ресурси, які в даний час можуть повторно використовуватися в народному господарстві», тобто є технічні та економічні передумови для цього. Вторинні матеріали, для використання яких в даний час умов поки немає, відносяться до невживаних відходів. Досвід більшості країн показав, що майбутнє за роздільним збором ТПВ населенням (за ефективністю йому немає альтернативи), але вводити його можна тільки тоді і тільки там, де громадська свідомість, культура населення сприймають його. Кількість контейнерів (або частин ТПВ при роздільному зборі) не повинно перевищувати трьох-чотирьох, п'ять вже багато навіть для високорозвинених країн та центрів культури. У практичному плані зараз розглядаються різні комбінації переробки ТПВ з різною часткою сепарації, в тому числі і населенням.
48. Які основні вимоги до полігонів для захоронення токсичних речовин і шляхи їх реалізації?
Знешкодження та захоронення токсичних відходів проводиться на спеціальних полігонах.
Вибір місця для полігону, проектування, будівництво та функціонування суворо регламентовано нормативними документами. Полігон розміщується у відокремлених, вільних від забудови, добре провітрюваних місцях, які допускають здійснення заходів і інженерних рішень, що виключають забруднення навколишнього середовища, населених пунктів, зон відпочинку трудящих і джерел питного водопостачання.
Особлива увага приділяється проектуванню дощової, господарсько-побутової каналізації та дренажу.
Полігони є природоохоронними спорудами і призначені для централізованого збору, знешкодження та захоронення токсичних відходів промислових підприємств, науково-дослідних організацій та установ і т. д., тобто від усіх джерел їх утворення.
Прийняттю на полігони підлягають тільки токсичні відходи I, П, III і, при необхідності, IV класів небезпеки, переліки яких у кожному конкретному випадку узгоджуються з органами і установами санітарно-епідеміологічної та комунальної служб, замовником і розробником проекту полігону.
Тверді промислові відходи IV класу небезпеки за погодженням з органами і установами санітарно-епідеміологічного та комунальної служб можуть вивозитися на полігони складування міських побутових відходів і застосовуватися в якості ізолюючого інертного матеріалу в середній і верхніх частинах карт полігона. Прийом твердих промислових відходів IV класу небезпеки на ділянку поховання токсичних промислових відходів допускається при відповідному техніко-економічному обгрунтуванні.
Рідкі токсичні промислові відходи перед вивезенням на полігон повинні бути зневоднені на підприємствах. Допускається прийняття на полігон рідких токсичних відходів тільки від промислових підприємств, на яких згідно з техніко-економічного обгрунтування їх знешкодження нераціонально.
Технологічна схема роботи полігону повинна передбачати такі основні заходи:
-Організацію збору неутилізованих токсичних відходів на підприємствах-постачальниках;
- Організацію транспортування токсичних відходів на полігон;
- Організацію прийому токсичних відходів на полігоні, їх знешкодження і захоронення.
Тимчасове зберігання відходів здійснюється, як правило, на стаціонарних складах.
Допускається тимчасове зберігання відходів на спеціальному майданчику під навісом при дотриманні наступних умов:
- Вміст шкідливих речовин у повітрі над промисловим майданчиком на висоті до 2 м від поверхні землі не повинно перевищувати 30% 11ДК для робочої зони;
- Вміст шкідливих речовин у підземних і поверхневих водах і в грунті на території підприємства не повинно перевищувати ГДК цих речовин і має відповідати державним стандартам;
- Майданчик для тимчасового зберігання відходів повинна розташовуватися в підвітряного зоні території і бути покрита неруйнуючих і непроникним для токсичних речовин матеріалом.

49. Який з методів найбільш часто використовується при знешкодженні токсичних відходів і чому?
Високотемпературне знешкодження токсичних речовин.
Оскільки не менше 2 / 3 токсичних речовин є органічними сполуками, то і високотемпературне спалювання служить основною операцією для будь-якого полігону по знешкодженню токсичних відходів.
Установка для спалювання твердих, пастоподібних та рідких неутилізованих токсичних відходів складається з:
- Системи подачі і дозування відходів;
- Печі з обертовим барабаном;
- Камери допалювання;
- Системи золо-і шлаковидалення;
- Котла-утилізатора;
- Системи очищення димових газів.
Умови спалювання і допалювання органічних відходів суворо регламентовані.
Найбільш широке визнання в даний час отримали процеси знешкодження токсичних відходів при виробництві цементу і будівельної кераміки. Невід'ємною частиною технології таких процесів є високотемпературна обробка
50. Які токсичні відходи вивозяться на спеціальні полігони, А які можна вивозити на звалища ТПВ і чому?
Відповідно до ГОСТ токсичні відходи поділяються на чотири класи небезпеки: I клас - надзвичайно небезпечні, П - високонебезпечні, Ш - помірно небезпечні і IV - малонебезпечні.
Прийняттю на полігони підлягають тільки токсичні відходи I, П, III і, при необхідності, IV класів небезпеки, переліки яких у кожному конкретному випадку узгоджуються з органами і установами санітарно-епідеміологічної та комунальної служб, замовником і розробником проекту полігону.
Тверді промислові відходи IV класу небезпеки за погодженням з органами і установами санітарно-епідеміологічного та комунальної служб можуть вивозитися на полігони складування міських побутових відходів і застосовуватися в якості ізолюючого інертного матеріалу в середній і верхніх частинах карт полігона. Прийом твердих промислових відходів IV класу небезпеки на ділянку поховання токсичних промислових відходів допускається при відповідному техніко-економічному обгрунтуванні. Відходи IV класу небезпеки можна вивозити просто на звалища ТПВ, тому що від цих відходів виходить менше всього шкідливого впливу на ОС.
Не підлягають прийняттю на полігон відходи наступних видів:
- Відходи, для яких розроблені ефективні методи вилучення металів або інших речовин (відсутність методів утилізації та переробки відходів в кожному конкретному випадку має бути підтверджено відповідними міністерствами чи відомствами);
- Радіоактивні відходи;
- Нафтопродукти, що підлягають регенерації.
51. Яка роль виробництва будівельних матеріалів (і яких саме) у знешкодженні токсичних речовин?
Знешкодження токсичних відходів при виробництві цементу в розвинених країнах за останнє десятиліття стало повсякденною практикою
Знешкодження токсичних відходів при виробництві цементу має такі переваги порівняно з їх спалюванням у спеціальних установках:
- Висока температура в полум'я - 2000С;
- Час перебування газів при температурі вище 1200С від 5 до 6 с при необхідних 2с;
- Надлишок кисню при спалюванні і після нього;
- Висока турбулентність;
- Нейтралізація кислих газів (діоксиду сірки та хлористого водню) оксидом кальцію;
- Зв'язування важких металів, що знаходяться у відходах;
- Після очищення не утворюються побічні продукти, як шлак, зола і шлами;
- Заощаджується енергетична сировина і зменшується обсяг виділяються «парникових» газів;
-Малі капітальні витрати.
При виробництві цементу використовується велика кількість різних промислових відходів, у тому числі шламів очисних споруд. У цементних печах не можна використовувати тільки радіоактивні та інфіковані медичні відходи.
Великі кількості різних токсичних відходів (шлами гальванічних виробництв, відпрацьовані мастильно-охолоджуючі рідини - МОР, що знежирюють розчини, деревна тирса, формувальна земля, регенерується олії, відходи паперової промисловості, лігнін, суміш мазуту і шламу) використовувалися на Палемонасском керамічному заводі. Впровадження цих процесів передувала тривала і копітка робота.
Відпрацьована формувальна суміш повністю заміняє пісок, при її використанні досягається надійне знешкодження токсичних компонентів суміші. Оптимальна кількість формувальної суміші становить 15-17%, але якщо до складу глиняного сировинної суміші входять і інші отощитель (гідролізний лігнін, тирса, відходи вуглезбагачення), зміст формувальної суміші ливарного виробництва має бути зменшена. Промислові випробування показали, що хром з глиняної цегли з добавкою відходів формувальної суміші ливарного виробництва не вимивається.
Перевірена можливість використання гальванічного шламу у виробництві керамзиту.
Наступні промислові випробування показали, що при введенні в сировинну суміш гальванічного шламу в кількості 3% спостерігається помітне підвищення міцності і зниження щільності керамзиту, а також зменшення температури спучування.
Важкі метали в керамзиті надійно зв'язані в хімічні сполуки (оксиди і силікати) і не представляють небезпеки для навколишнього середовища. Введення до 3% шламу не впливає на якість керамзитового гравію та основні технологічні процеси його переробки.
При виробництві керамзиту «мокрим» способом у сировинну смеь вводять воду в кількості 40 - 50%. Цей спосіб дозволяє використовувати відпрацьовані МОР і регенерується масла без попередньої підготовки, наприклад концентрування, що значно полегшує їх знешкодження як для великих, так і особливо для дрібних металообробних підприємств.
З метою переробки відходів МОР, одержуваних на різних підприємствах в невеликих кількостях і неоднорідних за складом, передбачена їх попереднє сортування, накопичення і усереднення, а потім вже використання.
Використовуються і відходи розчинів, що застосовуються для знежирення поверхні металу перед електрохімічної обробкою. Знежирюючі розчини містять ПАР, фосфати і силікати натрію, а також нафтопродукти, що розчинилися в процесі знежирення.
Згідно з висновком санітарно-епідеміологічної станції забруднення атмосферного повітря продуктами переробки відходів не виявлено. На заводі впроваджена замкнута система водоспоживання, тверді відходи не утворюються.
52. Основні проблеми та шляхи їх вирішення при організації безвідходних ТПК та еко-промислових парків?
У рамках територіально-виробничих комплексів складаються найбільш сприятливі умови для вирішення найскладніших екологічних проблем шляхом кооперування різних виробництв таким чином, щоб відходи одних підприємств використовувалися іншими, вирішення транспортних проблем, розміщення житлових масивів і рекреаційних територій і т. д, «Територіально-виробничим комплексом називається таке економічне поєднання підприємств в одному промисловому точці або в цілому районі, при якому досягається певний економічний ефект за рахунок вдалого (планового) добору підприємств відповідно до природних і економічними умовами району, з його транспортним та економіко-географічним положенням ».
Економічний розвиток ТПК передбачає створення ефективної структури виробництва основних видів продукції, інфраструктури для забезпечення випуску цієї продукції, охорони навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів. При розміщенні продуктивних сил необхідно:
- Максимально зберігати природні умови на заповідних територіях;
- Впроваджувати маловідходні та безвідходні або чисті процеси і виробництва, споживають мінімальну кількість сировини і матеріалів;
- Економно використовувати наявні землі і, в першу чергу, родючі;
- Перерозподіляти природні ресурси і промислову сировину з метою створення умов для збереження сприятливої ​​природного середовища;
- Обмежувати або навіть припиняти окремі виробництва в деяких районах (курортних або туристських зонах, заповідниках, зонах інтенсивної житлової забудови та ін), а в ряді випадків, навпаки, створювати нові (наприклад, підприємства з виробництва будматеріалів, на яких можна використовувати більшість відходів ).
Велике значення у справі охорони навколишнього середовища мають розробка і будівництво в населених пунктах і на підприємствах очисних споруд, переробка промислових і комунальних відходів, озеленення, створення санітарно-захисних зон і проведення деяких інших санітарно-гігієнічних заходів.
Особливу увагу слід приділяти підприємствам, що виробляють будівельні матеріали, оскільки вони можуть використовувати велику кількість відходів, що дає можливість не тільки поліпшити економічні показники підприємств і регіону в цілому, але і вельми відчутно зменшити шкідливий вплив промисловості на навколишнє середовище. Переробка багатотоннажних відходів хімічних, металургійних, енергетичних та інших виробництв у цінні будівельні матеріали та вироби дозволяє вивільнити дефіцитні земельні угіддя, що відводяться під відвали, вельми істотно зменшити забруднення навколишнього середовища і підвищити ступінь забезпеченості народного господарства країни будівельними матеріалами при мінімальних витратах виробництва. Використання відходів сприяє підвищенню рентабельності як підприємств, їх виробляють, так і підприємств, що переробляють відходи, зниження витрат на геологорозвідувальні роботи та економії природної сировини в цілому, тобто підвищення ефективності капітальних вкладень у народне господарство.
«Еко-промисловий парк - об'єднання виробників товарів і послуг, які бажають поліпшити економічний та екологічний стан шляхом спільного управління природними ресурсами (енергією, водою і матеріалами) і навколишнім середовищем. Працюючи разом, виробники сподіваються отримати колективний ефект більше, ніж вони мали б окремо ».
Мета ЕПП - поліпшити економічний стан беруть участь виробників і зменшити забруднення навколишнього середовища. Даний підхід включають планування (або перепланування) інфраструктури парку, запобігання забруднення навколишнього середовища, підвищення ефективності використання сировинних та енергетичних ресурсів і партнерство між виробниками товарів і послуг. Через взаємну кооперацію ці підприємства стають промислової екосистемою.
Одним з найбільш відомих еко-промислових парків є промисловий парк Бенсаід (Burnside Industrial park) в Новій Шотландії (Канада) У проекті виділено декілька ключових позицій:
- Організація матеріальних та енергетичних потоків між підприємствами, інформаційної системи про відходи, залучення компаній, традиційно займаються збором, знешкодженням та утилізацією відходів;
- Ув'язування в єдиний природний комплекс будівель і парку, обігрів жител сонцем і використання боліт для знешкодження стічних вод;
- Створення доступної для всіх підприємців інформаційної системи про необхідні матеріали, використовуваної енергії і утворюються в регіоні відходах;
- Організація зворотного зв'язку всередині підприємств і між ними, а також з управлінням парку.
Розроблено комп'ютерну програму ЕСОРАRК для управління парком і підприємствами, в нього входять. Вона містить базу даних про підприємства, використовуваних матеріалах і технологіях, законодавстві і регламентують документах, урядової допомоги, продукції з реціркуліруемая і відновлених матеріалів і проведених дослідженнях. Створення ЕСОР АRК дозволяє бізнесменам визначити потенційний ринок для продукції і провести аналіз витрат і вигод. Все це сприяє успішному функціонуванню еко-промислового парку.