Охрана окружающей среды

Содержание

Введение

1. Проблемы утилизации и переработки отходов

2. Анализ работы ОАО «Кудряшовское» по очистке воды

3. Технологические концепции решения экологических проблем

Заключение

Список литературы

Введение

Условия бурного роста промышленного производства стала одной из актуальнейших проблем современности. Результаты воздействия человека на природу необходимо рассматривать не только в свете развития технического прогресса и роста населения, но и в зависимости от социальных условий, в которых они проявляются. Отношение к природной среде является мерой социальных и технических достижений человеческого общества, характеристикой уровня цивилизации. Сотрудничество между странами в области охраны природы осуществляется через такие организации как Европейский экономический союз (ЕЭС), Организация объединенных наций (ООН) в рамках «Программы ООН по окружающей среде» (ЮНЕП). К главным направлениям деятельности ЮНЕП относятся экологические проблемы населенных пунктов, а также проблемы здоровья и благосостояния человека, охрана наземных экосистем и борьба с распространением пустынь, деятельность, связанная с экологическим образованием и информацией, торговые, экономические и технологические аспекты по защите природы, защита Мирового океана от загрязнения, охрана растительности и диких животных, экологические вопросы энергетики.

Цель данной работы - изучить эколого-экономические аспекты функционирования предприятий по утилизации отходов.

Задачи:

изучить литературные источники;

выявить основные проблемы в сфере утилизации отходов;

изучить процесс утилизации отходов с точки зрения эколого-экономических факторов;

выяснить основные концепции решения экологических проблем.

1. Проблемы утилизации и переработки отходов

Растущее количество отходов и нехватка средств их переработки характерны для многих городов.

Муниципальные власти повсеместно пытаются найти лучший способ для утилизации отходов своих граждан. Особенно остро эта проблема стоит в промышленно развитых странах, так как состояние окружающей среды не допускает использование традиционных мест сброса. Все больше и больше мусора вывозится на дальние расстояния в санитарные зоны сброса, где он сортируется для извлечения ценных материалов в целях дальнейшей переработки и сжигается в специальных печах, предназначенных для получения энергии.

Проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на очень кратковременную службы человеку. Они куплены, потреблены и выброшены без должного отношения к их остаточной ценности. Поражают количество энергии и затраты на восстановление окружающей среды при такой структуре потребления.

Переработка отходов предоставляет обществу повсюду «обмануть» проблему их утилизации и, следовательно, за счет затрат на переработку облегчить экологические стрессы. Переработка металлических, бумажных, стеклянных, пластмассовых и органических отходов уменьшает потребности в энергии и сырье.

Затраты энергии и материалов, общее загрязнение могут быть радикально снижены при условии сокращения количества отходов, посредством поощрения полного использования сырья и переработки, путем превращения отходов в новую продукцию.

Благодаря уменьшению расхода энергии, получаемой в основном из ископаемого топлива, переработка отходов становится одним из наиболее эффективных методов сдерживания концентрации газов, способствующих парниковому эффекту, и сокращения загрязнений. Продукты сгорания ископаемого топлива нарушают хрупкий баланс газов в атмосфере, что, как утверждают ученые, может вызвать глобальное повышение температуры и поднятия уровня океана - в случае увеличения доли оксида углерода в атмосфере.

Изменение отношения к потреблению и утилизации отходов поможет также ужасающие и возможно даже необратимые изменения в биосфере. Широко используемые продукты - такие, как пенящиеся средства и аэрозольные распылители, содержат вещества, которые способны нейтрализовать озон в стратосфере, защищающий землю от опасных ультрафиолетовых лучей.

Загрязняющие тяжелыми металлами атмосферу мусоросжигающие печи и красящие вещества вредят урожаю и здоровью людей. Переработка отходов сокращает потребность в загрязняющих окружающую среду печах для сжигания мусора, а красители и пигменты могут быть сделаны более безопасными для экологии.

Люди не беспомощны перед лицом этого комплекса проблем. Сокращая количество прямых отходов производства и перерабатывая большую часть отходов, люди становятся частью решения данной проблемы. Но сами по себе они (потребители) не могут произвести желаемых изменений. Им нужна помощь предприятий, способных и стремящихся производить продукцию, приспособленную к дальнейшей переработке, и правительства, способных и стремящихся изменить прежнюю практику утилизации отходов. Общие решения по утилизации отходов, принятые местными и национальными правительствами, влияют на глобальное использование энергии, уровень теплоты в атмосфере и степень загрязнения окружающей среды. От того, насколько сплоченно будут действовать люди и нации, чтобы сохранить сырье и энергетические ресурсы, и будет зависеть уровень глобального изменения окружающей среды.

Во многих местах в мире стратегия переработки отходов неполучает поддержку из-за предрассудков против уже использованных материалов и продуктов, содержащих их. Из-за того, что кампания по сбору отходов началась как мера по защите здоровья, многие ошибочно считают вещи, бывшие в употреблении, опасными и грязными.

Утилизация путем переработки мировых отходов приведет к тому, что в дальнейшем уже использованного металла будет применяться больше, чем имеется в богатейших месторождениях, бумаги - столько, сколько можно было бы получить из миллионов га лесов, и пластмассы, содержащие высоко переработанные химикаты.

Растущее население, увеличивающиеся доходы и изменение структуры потребления усложняют решение проблемы утилизации отходов. Количество мусора увеличивается, города растут, так называемые потребители зарабатывают больше денег, увеличивают потребление еды, воды и так называемых товаров длительного пользования, тогда как растущий спрос и большая доступность стимулирует продажу товаров, которые просты в обращении, но - с большим удельным содержанием упаковок. В большинстве регионов в мире способность к эффективному решению проблемы отходов далеко отстает от темпов их роста.

До эры агломераций утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы. Передвижение в города привело к потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства Экономическая экология. / Под ред. Аникеева Р.О. - М.: Просвещение, 1999. - с.-56..

Индустриальное общество с низким процентом сельского населения и высокими доходами производит на свет больше отходов, чем развивающиеся страны. Вдобавок низкие доходы в расчете на одного жителя в странах третьего мира заставляют жителей бережно относиться с целью удержания в рамках своего бюджета.

Отходы, подходящие для переработки, теоретически включают в себя почти все потребительские отходы. Но, на практике, приходится выбирать между их количеством и качеством. Некоторые аналитики считают, что более половины всех отходов можно эффективно переработать, но достижение и такой эффективности требует огромной осторожности в обращение с отходами. Бумага, например, быстро теряет свое качество, будучи смешана с органическими отходами. А стекло и металл, будучи в меньшей степени подвержен разложению, конкурируют на рынке с продукцией из первичного сырья. Органические отходы могут быть использованы как удобрения после их очистки от неорганики. Как правило, чем ближе расположен источник отходов, тем меньше им требуется сортировка. А чем чище отходы, тем дороже они стоят.

Материалы, которым невозможно после переработки вернуть их исходную форму, включают продукты, состоящие из различных веществ или находящихся на высокой стадии разложения. Переработка веществ, химически несовместимых, - вообще очень дорогая затея. При этом стоимость переработки превышает стоимость сэкономленных ресурсов. (Сбор легких пластиковых бутылок стоит дорого из-за большого объема требуемого для их перевозки транспорта). Однако некоторые разложившиеся материалы можно использовать для иных целей. Например, бумага бывает разного качества - в зависимости от состава волокон и цвета. После многих циклов переработки волокна изнашиваются, и из них нельзя получить бумагу высокого качества, но они остаются по-прежнему ценным сырьем для бумажной промышленности. Во многих развивающихся странах в целях экономии материала делают бумагу более низкого качества, чем предусмотрено мировым стандартом. Чем лучше бумага используется, чем чище она поступает на переработку, тем большее число раз ее можно перерабатывать в дальнейшем.

Во всем мире минимум пятую часть всех городских отходов составляют органические отходы домашних хозяйств. Осенью, когда опадают листья, количество отходов в развитых странах удваивается. В развивающихся же странах пищевые отходы домашних хозяйств и рынков составляют 40-80 % всех городских отходов. Эти отходы содержат большое количество воды, а значит, тяжелы, что и затрудняет их транспортировку и сжигание Экология. / Под ред. Захарова А.А. - СПб.: Наука, 2003. - с.-91..

Все чаще органические отходы используют для получения ценных органических удобрений. Но для такого применения органических отходов их необходимо отделять от неорганических. Удаление неорганики на ранних стадиях переработка органических отходов позволяет улучшить качество удобрений и, следовательно, повысить их рыночную стоимость, уменьшить износ оборудования и понизить производственные затраты. Эти отходы сначала измельчают, а потом помещают в специальные цистерны или иную емкость для отстоя, куда специальными насосами и вентиляторами подается воздух. После дополнительной обработки и отфильтровки перегной можно использовать в качестве удобрения.

2. Анализ работы ОАО «Кудряшовское» по очистке воды

В качестве объекта исследования нами было взято очистное сооружение ОАО «Кудряшовское».

Выбор оптимальных технологических схем очистки воды - достаточно сложная задача, что обусловлено преимущественным многообразием находящихся в воде примесей и высоким требованиями, предъявленными к качеству очистки воды. При выборе способа очистки примесей учитывают не только их состав в сточных водах, но и требования, которым должны удовлетворять очищенные воды: при сбросе в водоем:

ПДС (предельно допустимые сбросы);

ПДК (предельно допустимые концентрации веществ);

а при использовании очищенных сточных вод в производстве - те требования, которые необходимы для осуществления конкретных технологических процессов.

Для приготовления из сточных вод технической воды или обеспечения условий сброса очищенных сточных вод водоемов большое значение имеет технико-экономическая оценка способов подготовки воды. Экономическое преимущество имеют, как правило, замкнутые системы водоиспользования. Однако процесс замены современных производств безотходными, в том числе и с полностью замкнутой системой водоиспользования, достаточно длительный. Поэтому часть очищенных сточных вод сбрасывают в водоемы. В этих случаях необходимо соблюдать установленные нормативы для относительной концентрации вредных веществ в очищенных сточных водах.

Применяемые схемы очистки ОАО «Кудряшовское» обеспечивают максимальное использование очищенных вод в основных технологических процессах и минимальный их сброс в открытые водоемы. При широком внедрении оборотных систем имеются дополнительные резервы по сокращению расхода свежей воды и уменьшению сброса в открытые водоемы. При широком внедрении оборотных систем имеются дополнительные резервы по сокращению расхода свежей воды и уменьшению сброса сточных вод в водоемы (совершенствование технологических процессов, повышение эффективности очистки сточных вод). Сточные воды являются чистыми, если их отведение в водные объекты не приводит к нарушению норм качества воды в контролируемом створе или пункте водоиспользования.

Степень очистки сточных вод при сбросе их в водоемы в ОАО «Кудряшовское» определяется нормативами качества воды водоема в расчетном створе и в большой степени зависит от фоновых загрязнений. Для снижения концентраций вредных примесей, присутствующих в сточных водах, до требуемых величин необходима достаточно глубокая очистка. Поэтому большое значение имеет надежный контроль степени очистки сточных вод, так как с ужесточением требований к качеству очищенных вод значение ПДК большинства вредных веществ снижается и, следовательно, возрастают трудности их определения.

Для обеспечения высокой степени очистки сточных вод одной биохимической очистки производственных сточных вод недостаточно, поэтому в ОАО «Кудряшовское» применяют физико-химические методы, с использованием коагуляции и флотации. Реагентный способ очистки достаточно эффективен и прост. Этот способ применяют практически при неограниченных объемах сточных вод.

Совместное использование коагулянтов и флокулянтов позволяет еще более расширить использование этих реагентов для очистки сточных вод. Большие резервы интенсификации метода коагуляции и флокуляции связаны как с более глубоким исследованием механизмов явлений, сопровождающих эти процессы, так и с более эффективным использованием различных физических воздействий.

Очистка производственных сточных вод реагентным способом включает несколько стадий, основными из которых являются:

Приготовление и дозирование реагентов;

Смешение реагентов с водой;

Хлопьеобразование;

Отделение хлопьевидных примесей от воды.

Для технологии очистки воды и обезвреживания осадков большое значение имеет рациональное использование реагентов, так как годовой расход только флокулянтов составляет сотни тонн. Определение оптимальной дозы реагентов представляет собой весьма сложную задачу, так как в практике очистки воды возможно одновременное изменение ряда факторов, например состава и количества примесей.

Следует отметить, что при коагуляции примесей в объеме воды и при контакте с зернистой загрузкой оптимальная доза будет различной, так как кинетические условия коагуляции на поверхности фильтрующего материала значительно лучше, чем в объеме воды.

Представляет интерес определение оптимальной дозы реагента при добавлении его в воду электрохимическим способом в ОАО «Кудряшовское». В этом случае наиболее легко оптимизировать процесс изменением плотности тока и продолжительности обработки в зависимости от количественного состава сточных вод.

Применяя известные методы математического моделирования, специалисты ОАО определяют оптимальный режим электрохимической обработки. Существующие устройства для автоматического дозирования реагентов дают возможность, как правило, поддерживать только их расход, установленный на основе предварительных исследований. Поддержание оптимальной дозы реагентов для соблюдения основных качественных параметров процесса коагуляции пока еще затруднено.

Большое разнообразие состава и свойств, образующихся при очистке осадков сточных вод, практически исключает создание и использование каких-либо универсальных способов обезвоживания.

Образующиеся при очистке сточных вод осадки условно классифицируют на следующие основные категории:

минеральные,

органические осадки,

избыточный активный ил.

Наиболее легко и экономически выгодно обходится обезвоживание минеральных осадков и гораздо труднее органических осадков и избыточного активного ила. Технологические схемы обработки и последующего обезвоживания органического осадка и избыточного активного ила включают, как правило, следующие стадии:

предварительное уплотнение,

обезвоживание,

термическую сушку (сжигание).

Утилизация осадков сточных вод и избыточного активного ила часто связана с использованием их в сельском хозяйстве в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом, такими, как медь, молибден, цинк.

В качестве удобрения используют те осадки сточных вод и избыточный активный ил, которые предварительно были подвергнуты обработке, гарантирующей последующую их незагниваемость, а также гибель патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов.

Наиболее эффективным способом обезвоживания отходов, образующихся при очистке сточных вод, является термическая сушка. Перспективные технологические способы обезвоживания осадков и избыточного активного ила, включающие использование барабанных вакуум-фильтров, центрифуг, с последующей термической сушкой и одновременной грануляцией позволяют получать продукт в виде гранул, что обеспечивает получение незагнивающего и удобного для транспортировки, хранения и внесения в почву органоминерального удобрения, содержащего азот, фосфор, микроэлементы.

Наряду с достоинствами получаемого на основе осадков сточных вод и активного ила удобрения специалисты ОАО «Кудряшовское» стараются учитывать и возможные отрицательные последствия его применения, связанные с наличием в них вредных для растений веществ в частности ядов, химикатов, солей тяжелых металлов и т.п. В этих случаях необходимы строгий контроль содержания вредных веществ в готовом продукте и определение годности использования его в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур.

Извлечение ионов тяжелых металлов и других вредных примесей из сточных вод гарантирует, например, получение безвредной биомассы избыточного активного ила, которую можно использовать в качестве кормовой добавки или удобрения. В настоящее время ОАО «Кудряшовское» применяет достаточно много эффективных и достаточно простых в аппаратурном оформлении способов извлечения этих примесей из сточных вод. В связи с широким использованием осадка сточных вод и избыточного активного ила в качестве удобрения возникает необходимость в интенсивных исследованиях возможного влияния присутствующих в них токсичных веществ (в частности тяжелых металлов) на рост и накопление их в растениях и почве.

3. Технологические концепции решения экологических проблем

На современном этапе развития общества разработка научного осознания единства общества и природы стимулируется необходимостью практического обеспечения такого единства. По сути дела перед обществом повсеместно встала задача экологизации техники. Но предпринимаемые до сих пор меры радикально не решают проблемы, а лишь оттягивают ее подлинное преодоление. Борьба с загрязнением природной среды производством ведется пока преимущественно путем строительства очистных сооружений, а не путем смены существующей технологии производства. Однако одних этих мер для решения проблемы недостаточно.

Должны непрерывно повышаться требования к степени очистки отходов производства по мере роста числа и мощности предприятий. Возникает противоречие между старым типом технологии производства и новыми требованиями к защите окружающей среды Охрана производственных сточных вод./ Под редакцией В.Н. Соколова. - М.: Стройиздат, 1992. - с.-83.. Но оснащение современного производства очистными сооружениями следует рассматривать только как этап, хотя и очень важный, на пути совершенствования природопользования. Одновременно с проведением этого этапа необходимо переходить к безотходному производству с возможно более полной утилизацией всего комплекса веществ, поступающих в производственно-бытовую систему. Такая технология требует полной перестройки производства на основе создания ТПК. В этих комплексах все многообразие видов производства должно быть увязано так, чтобы отходы одного вида предприятий служили сырьем для других видов и так до полной утилизации всех веществ, поступивших в систему на входе.

Приблизительным аналогом такой организации обменных процессов вещества и энергии могут служить природные биогеоценозы и биосфера в целом. Как в биогеоценозах многообразие видов организмов обусловливает возможность замкнутого цикла в движении вещества и энергии, так и в общественном производстве само многообразие его видов служит важной предпосылкой обеспечения замкнутости контуров технологических процессов. Переход на качественно новую технологию производства с замкнутым циклом использования вещества позволит резко сократить потребление материалов из окружающей среды. За исключением небольших потерь в результате рассеивания, распыления и т. д. все вещество при новой технологии будет циркулировать в социальной среде, а новые вещества будут нужны лишь для воспроизводства и компенсации неизбежных потерь, как и в живой природе Зубченко Г.В., Сулин Г.А. Рациональное использование водных ресурсов. - М.: Недра, 2004. - с.-35..

Перестройка технологии производства на экологической основе - таков следующий этап совершенствования природопользования после этапа защиты природы на основе традиционной технологии. Экотехнология предполагает:

увязку и плановую регуляцию всей совокупности звеньев производства;

качественно иной стимул экономики - не максимальную прибыль, а плановый учет потребности людей и требований окружающей среды безотносительно к величине прибыли.

В процессе развертывания нового этапа НТР гораздо более широкое применение, чем раньше, найдут биологические принципы производственных процессов вплоть до перехода к промышленному фотосинтезу вне растений. Тем самым человечество станет вторым аутотрофом, - для людей, как ведущих свое происхождение от гетеротрофных организмов, то есть питающихся за счет других и от них зависящих, это единственная возможность преодоления этой зависимости.

Универсальное использование биофизических и биохимических закономерностей в производстве позволит радикально преобразовать всю технологию будущего Охрана окружающей среды. / Под ред. Брылова С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. - М.: Высшая школа, 1999. - с.-106..

В комплекс мероприятий, обеспечивающих снижение загрязнений водной среды, входят следующие:

создание маловодной или безотходной технологии промышленного производства с замкнутыми водооборотными схемами, включающими промежуточную очистку или охлаждение воды и утилизацию отходов;

совершенствование технологических процессов для снижения объема отходов с захоронением в земных недрах обезвоженных или концентрированных растворов загрязнителей;

использование различных методов очистки сточных вод, загрязненных промышленными и бытовыми отходами;

снижение чрезмерной химизации сельского хозяйства, главным образов за счет расширения области применения и увеличения эффективности биологических и других агротехнических мероприятий;

совершенствование конструкций для перевозки различных продуктов химической промышленности.

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России и в Новосибирской области, в частности, широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды и по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов в ОАО «Кудряшовское» является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дают возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод. Следует отметить также, что основное количество воды расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота оказывает внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей перспективе в ОАО «Кудряшовское» намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод, что позволит быстрее и экономически выгоднее производить очистку сточных вод.

Список литературы

Зубченко Г.В., Сулин Г.А. Рациональное использование водных ресурсов. - М.: Недра, 2004. - 175с.

Охрана окружающей среды. / Под ред. Брылова С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. - М.: Высшая школа, 1999. - с.-106.

Охрана производственных сточных вод./ Под редакцией В.Н. Соколова. - М.: Стройиздат, 1992. - 268с.

Экология. / Под ред. Захарова А.А. - СПб.: Наука, 2003. - 168с.

Экономическая экология. / Под ред. Аникеева Р.О. - М.: Просвещение, 1999. - 206с.