Утилизация производственных отходов
Отходы производства и потребления как источники антропогенного загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе. Их возникновение как неизбежный результат потребительского отношения и непозволительно низкого коэффициента использования ресурсов.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.11.2010 |
| Размер файла | 113,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
3. Высокотемпературный пиролиз или коксование (900 - 1050° С). Здесь наблюдается минимальный выход жидких и твердых продуктов и максимальная выработка газа с минимальной теплотой сгорания - высококачественного горючего, годного для далеких транспортировок. В результате уменьшается количество смолы и содержание в ней ценных легких фракций.
Метод сухого пиролиза получает все большее распространение и является одним из самых перспективных способов утилизации твердых органических отходов и выделении ценных компонентов из них на современном этапе развития науки и техники.
4.6 Переработка и обезвреживание отходов с применением плазмы
Для получения высокой степени разложения токсичных отходов, особенно галоидосодержащих, конструкция сжигающей печи должна обеспечивать необходимую продолжительность пребывания в зоне горения, тщательное смешение при определенной температуре исходных реагентов с кислородом, количество которого также регулируется. Для подавления образования галогенов и полного их перевода в галогеноводороды необходим избыток воды и минимум кислорода, последнее вызывает образование большого количества сажи. При разложении хлорорганических продуктов снижение температуры ведет к образованию высокотоксичных и устойчивых веществ - диоксинов. Как утверждает автор работы, недостатки огневого сжигания стимулировали поиск эффективных технологий обезвреживания токсических отходов.
Применение низкотемпературной плазмы - одно из перспективных направлений в области утилизации опасных отходов. Посредством плазмы достигается высокая степень обезвреживания отходов химической промышленности, в том числе галлоидосодержащих органических соединений, медицинских учреждений; ведется переработка твердых, пастообразных, жидких, газообразных; органических и неорганических; слаборадиоактивных; бытовых; канцерогенных веществ, на которые установлены жесткие нормы ПДК в воздухе, воде, почве и др.
Плазменный метод может использоваться для обезвреживания отходов двумя путями:
- Плазмохимическая ликвидация особо опасных высокотоксичных отходов;
- Плазмохимическая переработка отходов с целью получения товарной продукции.
Наиболее эффективен плазменный метод при деструкции углеводородов с образованием CO, CO2, H2, CH4. Безрасходный плазменный нагрев твердых и жидких углеводородов приводит к образованию ценного газового полуфабриката в основном водорода и оксида углерода - синтез-газ - и расплавов смеси шлаков, не представляющих вреда окружающей среде при захоронении в землю, а синтез-газ можно использовать в качестве источника пара на ТЭС или производстве метанола, искусственного жидкого топлива. Кроме этого, путем пиролиза отходов возможно получение хлористого и фтористого водорода, хлористых и фтористых УВ, этанола, ацетилена. Степень разложения в плазмотроне таких особо токсичных веществ как полихлорбифенилы, метилбромид, фенилртутьацетат, хлор- и фторсодержащие пестициды, полиароматические красители достигает 99.9998 % с образованием CO2, H2O, HCl, HF, P4O10.
Разложение отходов происходит по следующим технологическим схемам:
— Конверсия отходов в воздушной среде;
— Конверсия отходов в водной среде;
— Конверсия отходов в паро-воздушной среде;
— Пиролиз отходов при малых концентрациях.
Выбор того или иного способа переработки, возможность вариаций по количественному соотношению реагентов позволяют оптимизировать работу установки для широкого спектра отходов по их химическому составу.
Существуют самые разнообразные модификации плазмотронных установок, принцип их конструкции и порядка работы заключается в следующем: основной технологический процесс происходит в камере, внутри которой находятся два электрода (катод и анод), обычно из меди, иногда полые. В камеру под определенным давлением, в заранее установленных количествах поступают отходы, кислород и топливо, может добавляться водяной пар. В камере поддерживается постоянное давление и температура. Возможно применение катализаторов. Существует анаэробный вариант работы установки. При переработке отходов плазменным методом в восстановительной среде возможно получение ценных товарных продуктов: например, из жидких хлорорганических отходов можно получать ацетилен, этилен, HCl и продуктов на их основе [4]. В водородном плазмотроне, обрабатывая фторхлорорганические отходы, можно получить газы, содержащие 95 - 98 % по массе HCl и HF.
Для удобства возможно брикетирование твердых отходов и нагрев пастообразных до жидкого состояния.
Для переработки горючих радиоактивных отходов была разработана технология с использованием энергии плазменных струй воздуха с введенным активированным углеводородным сырьем, чистые, или содержащим галениды. Такой способ получил широкое применение при сжигании органических отходов низкой и средней активности, что позволяет перевести опасные отходы в инертную форму и уменьшить их объем в несколько раз; образуется коксовый остаток и негорючие материалы - шлак, относящийся к категории кислых и улавливающий до 98 % радионуклидов (137Cs, 90Sr, 37Fe, 60Co).
Высокая энергоемкость и сложность процесса предопределяет его применение для переработки только отходов, огневое обезвреживание которых не удовлетворяет экологическим требованиям.
5. Утилизация жидких отходов
Промышленные отходы, находящиеся в жидком агрегатном состоянии, обычно являются трудноутилизируемы, а зачастую представляют серьезную угрозу окружающей среде ввиду высокой токсичности. Жидкие отходы, по сравнению я твердыми отходами, технологически значительно более сложно изымать из производства, транспортировать.
5.1 Механическая очистка сточных вод
Механическая очистка сточных вод, как правило, является предварительным этапом для очистки промышленных сточных вод. При этом обеспечиваются выделение незначительной доли взвешенных веществ и снижение загрязнения.
Высокая эффективность процесса достигается интенсификацией гравитационного отстаивания, затем пропуском сточных вод через слой различных зернистых материалов или через сетчатые барабанные, напорные фильтры или фильтры с плавающей нагрузкой и без добавления химических реагентов и с использованием фильтровальных материалов.
Метод целесообразно использовать при создании замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий.
Существуют различные варианты конструкций и модификаций аппаратов тонкослойного отстаивания.
На практике применяются две принципиально отличающиеся конструкции: с перекрестным движением потока воды и выделенного осадка и с противоточно-прямоточным. У конструкций блоков с перекрестной схемой существует некоторый перерасход фильтрующего материала. Блоки в противоточно-прямоточных схемах лишены данного недостатка. Поэтому могут изготавливаться практически из любого тонкого и пленчатого материала: листов алюминия, оцинкованного железа, дюраля, поливинилхлорида, стеклопластика, листового или пленчатого полиэтилена, лавсановой пленки. Особый интерес представляют пленочные материалы из-за их невысокой стоимости и небольшой массы, что облегчает их монтаж. Несмотря на давность разработки данных устройств и простоту их изготовления и эксплуатации они пока не получили должного применения и распространения.
За рубежом давно применяется отстойник оригинальной конструкции финской фирмы «Larox». Данное очистное оборудование имеет высокую производительность: скорость восходящего потока составляет 5 - 8 м/ч. Вследствие подачи суспензии в фильтрующий слой мельчайшие частицы взвешенного вещества, направляющиеся вместе с восходящим потоком, остаются в этом слое. В итоге слив содержит (20 - 50) · 10-6 твердой фазы. Конструкция аппарата может быть модифицирована по степени концентрации осадка.
Значительное распространение в отечественной и мировой практике получили фильтры с насыпной (зернистой) загрузкой, в качестве которой может использоваться кварцевый песок, мраморная крошка, антрацит, керамзит, кокс, древесные или полиэтиленовые опилки и другие материалы. Основным критерием, характеризующим эффективность данных конструкций, является их грязеемкость, которая увеличивается при смягчении фильтрующего материала.
отход антропогенный ресурс загрязнение
Таблица 2.
Грязеемкость различных материалов [43]
|
Материал |
Грязеемкость, кг/м3 |
|
|
Кварцевый песок |
1,1 |
|
|
Синтетическое волокно |
4,0 - 5,2 |
|
|
Плавающая загрузка |
8 - 14 |
|
|
Отходы производства стройматериалов |
10,2 - 12,4 |
Значительный интерес представляют фильтрующие материалы, которые не требуют регенерации и могут быть утилизированы после выгрузки их из фильтра, например в качестве топлива: антрацит, бурый уголь, коксовая крошка, торф.
В недавнем времени были разработаны фильтры непрерывного действия, в которых процессы фильтрации и промывки загрузки протекают непрерывно в разных оптимизированных по форме, конструкции и габаритам аппаратах. Широкое применение нашли фильтры непрерывного действия с насыпным слоем фильтрующего материала Дина-Сэнд (Швеция). Использование непрерывности процесса позволяет в 3 - 4 раза увеличить грязеемкость загрузки, в 1,5 - 3 раза сократить расход сбросных вод, фильтровать сильнозагрязненные и нефтесодержащие стоки.
В ЦНИИЭП инженерного оборудования разработаны типовые проекты установок глубокой очистки сточных вод посредством фильтров с песчаной загрузкой и пропускной способностью 10, 17 и 25 тыс. м3/сут. Особый интерес представляют конструкции каркасно-засыпных фильтров (КЗФ), обеспечивающих высокую эффективность процесса.
Челябинским ВНИИВОДГЕО разработана конструкция каркасно-засыпных фильтров с засыпкой из гравия с крупностью зерен 40 - 60 мм и песка, 0,8 - 1,0 мм. Скорость фильтрации - 10 м/ч, продолжительность фильтроцикла - 20 ч при средней концентрации веществ до 20 мг/л.
Фильтры с плавающей загрузкой из вспененного полистирола можно применять для очистки сточных вод предприятий металлургии, химической и легкой промышленности. Преимуществами данного способа очистки экономичность, простота конструкции, долговечность, надежность очистки.
Фильтры с пенополиуретановой загрузкой могут применяться для очистки стоков от нефтепродуктов и масел в не эмульсионном состоянии. Скорость фильтрования 10 м/ч, продолжительность фильтроцикла при оптимальном режиме 50 - 60 ч., при форсированном 27 - 36 ч. Грязеемкость при оптимальном режиме 8,8 - 17,0 кг/м3, при форсированном 6,8 - 9,6. Напорные сверхскоростные фильтры позволяют получить эффективность очистки 70 - 80 %. Значительными преимуществами обладают автоматические напорные сверхскоростные фильтровальные.
5.2 Физико-химические методы очистки сточных вод
Физико-химические методы очистки сточных вод пригодны для использования на предприятиях различных отраслей и могут применяться как самостоятельно, так и в комплексе с другими способами очистки и переработки сточных вод.
Методы коагуляции и флокуляции могут применяться на предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, легкой промышленности. Сорбционные методы, с использованием в качестве сорбентов золу, торф, коксовую мелочь, селигатели, активированные угли различных марок, наиболее эффективны для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ с их последующей переработкой и использованием, а очищенные воды пригодны для оборотного водоснабжения промышленных предприятий.
В качестве одного из перспективных методов выделения из сточных вод взвешенных веществ могут быть использованы конструкции и методы флотации. Флотация применима для удаления ПАУ, нефтепродуктов и масел, волокнистых компонентов. Наиболее широкий диапазон в технологических схемах очистки сточных вод имеет принцип напорной флотации. Для очистки вод с высокой концентрацией нерастворенных загрязнителей и содержащих нефть и нефтепродукты целесообразно внедрение в эксплуатацию импеллерных установок, которые обеспечивают высокую эффективность очистки.
Очистка стоков методом ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные компоненты сточных вод: цветные металлы, ПАУ, радиоактивные вещества - очищать сточные воды до ПДК с последующим использованием вод в замкнутых технологических процессах предприятий.
Одним из перспективных направлений очистки сточных вод является применение мембранных технологий: обратный осмос, ультра- и микрофильтрация - наиболее универсальные, экономически целесообразный и экологически безопасные методы обработки сточных вод. Самым производительным из этих методов является способ ультрафильтрации, пригодный для очистки сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической, металлургической, пищевой, пищевой, микробиологической отраслей промышленности и при гальванопроизводстве. Методы ультра- и микрофильтрации обладают высокой эффективностью очистки, невысокими энергозатратами, простотой и компактностью установок, автоматизацией и экологичностью процесса.
Существуют различные типы гиперфильтрационных и ультрафильтрационных аппаратов, отличающихся способами размещения мембран: с плоскокамерными, трубчатыми, рулонными или спиральными фильтрующими элементами и с мембранами из полых волокон малого диаметра.
Таблица 3.
Характеристика некоторых ультрафильтрационных мембран
|
Области применения |
Характеристика мембран |
||
|
Диаметр пор, нм |
Удельная произв-ть, л/м2 |
||
|
Жирная вода пищевых предприятий |
20 2,5 |
33,5 - 57 |
|
|
Маслосодержащие воды автотранспортных предприятий |
30 5 |
66 - 132 |
|
|
Сточные воды масложирной промышленности, эмульсии нефтепродуктов |
50 |
100 - 200 |
|
|
Малоэмульсионные воды металлургических предприятий, моющие растворители, промывные воды автомоек |
50 |
100 - 600 |
|
|
Малоэмульсионные воды металлургических предприятий |
4,3 |
-- |
|
|
Маслосодержащие стоки автотранспортных и металлургических предприятий |
45 5 |
186 - 294 |
Институтом эколого-технологических проблем на протяжении нескольких лет проводились исследования и опытные работы по очистке различных технологических растворов, в том числе гальваностоков и жидких радиоактивных отходов, с помощью мембранной технологии и сорбентов.
Новизна метода заключается и возможности использования любых твердых сорбентов и электроосмотического концентратора с замкнутыми рассольными камерами с отечественными ионообменными мембранами марок МК-40 и МА-40.
Технические характеристики установки с использованием данных мембран:
Производительность, л/ч 100
Коэффициент очистки 50
Коэффициент концентрирования 100
Рабочее напряжение на электроосмотическом концентраторе, В 50
Сила тока на электроосмотическом концентраторе, А 15
В ИЭТП был разработан гранулированный сорбент из отходов деревопереработки (шлифовальной пыли, опилки, кора и др.) и различных гидролизных лигнинов, который имеет более низкую стоимость по сравнению с различными отечественными и зарубежными аналогами (Таблица 4).
Таблица 4.
Характеристика гранулированных сорбентов
|
Показатели |
Фирма |
|||||
|
АООТ «ЭХЗМ» |
ОАО «Заря» |
Sutcliffe Carbon (Англия) |
Chemviron Carbon (Бельгия) |
ИЭТП (Россия) |
||
|
Марка |
СТК |
АГ-2А |
207 С |
APS-60 |
ГШП |
|
|
Сырье |
Торф |
Каменный уголь |
Кокс |
Каменный уголь |
Отходы деревообработки |
|
|
Размер |
1,0 - 3,0 |
1,0 - 3,0 |
2,36 - 4,75 |
3,0 |
2,0 - 5,0 |
|
|
Прочность на истирание, % |
66 |
75 |
95 |
90 |
78 |
|
|
Суммарный объем пор, см3/г |
0,83 |
0,80 |
0,70 |
0,70 |
0,83 |
|
|
Цена 1 т., $ |
1850 |
1445 |
3050 |
3700 |
1144 |
5.3 Биологическая очистка сточных вод
На современном этапе развития науки и техники биоочистка является основным и наиболее перспективным методом удаления загрязнений из сточных вод, т.к. обеспечивает достаточно глубокий распад веществ и основан на использовании природных процессов и катализаторов.
Среди биологической очистки наибольшее распространение получил аэробный метод, который постоянно продолжает совершенствоваться. Постоянно разрабатываются новые типы агрегатов, модифицируются существующие конструкции.
Путем интенсификации процесса биологической очистки путем применения высоконагружаемых одноступенчатых систем, установок, совмещающих биоочистку с ионизацией и использования для аэрации чистого кислорода.
В стране и за рубежом все более широкое распространение получают двухступенчатые биологические системы обработки сточных вод, т.к. обеспечивают более глубокую очистку вод, нежели одноступенчатые.
Для очистки сточных вод, содержащих токсичные вещества, можно использовать аэротенки-смесители.
Совсем недавно был разработан метод с использованием биокоагулянта - раствора трехвалентного железа в культуре Thibascillus Ferrooxidans, используемого для осаждения тяжелых металлов и фосфора из промышленных сточных вод. С помощью данной культуры их сточных вод биологических очистных сооружений возможно растворение металлической стружки. Полученный биокоагулянт с содержанием трехвалентного железа до 50 г/л использовался для доочистки производственных сточных вод от тяжелых металлов и фосфора. При этом количество фосфора уменьшается в 100, хрома в 40, меди в 10 раз и достигает ПДК. При переработке биокоагулянта можно получить железооксидные пигментные материалы, используемые в лакокрасочной промышленности.
Сложившаяся обстановка на промышленных предприятиях свидетельствует об исчерпании возможности традиционных экстенсивных способов развития очистных сооружений. В настоящее время необходим качественно новый подход к развитию и обновлению технологий очистки сточных вод и переработки осадков.
5.4 Термическая обработка осадков сточных вод
Проблема утилизации промышленных сточных вод сводится далеко не только к методам их очистки. Необходим и поиск совершенных технологий переработки осадков жидких отходов, обеспечивающих природоохранные и ресурсосберегающие требования.
До недавнего времени задачу обезвреживания осадка и избыточного активного ила в основном решали сооружения иловых картов, что вызывало вторичное загрязнения окружающей природной среды. Важной проблемой было и остается до сих пор присутствие в осадках неутилизируемых компонентов: концентрированных нелетучих веществ, токсичных веществ, тяжелых металлов.
Анализ мирового опыта показывает, что в создавшихся условиях наиболее приемлемым методом остается депонирование осадков непосредственно на иловых картах (терм).
Объем накопленных осадков можно сокращать за счет повышения их влагоотдачи и вследствие деструкции органической компоненты.
Для высокой эффективности технологического процесса целесообразно создавать полную герметизацию с помощью оболочки-покрытия из полимерного материала с откачиванием из-под него образующихся испарений и газов. Эластичное покрытие легко адаптируемо к реальной конфигурации существующих карт, таким образом, создает замкнутое технологическое пространство, в котором отходы можно подвергнуть обработке без контакта с окружающей средой.
Наиболее перспективным методом обезвреживания таких отходов следует считать термический метод, гарантирующий наиболее полную деструкцию с образованием газовой фазы.
В результате термографических исследований осадков, накопленных на иловых картах БОС г. Стерлитамак, исследователям удалось выяснить, что в интервале температур 125 - 195 ?С происходит переход в газообразное состояние механически связанной воды в осадке. Наблюдалось уменьшение массы образца, происходящее с поглощением тепла.
В дальнейшем, при увеличении температуры до 300 - 415 ?С, происходило уменьшение массы осадка, вызванное выгоранием органики. В этом интервале температур протекали экзотермические процессы.
Дальнейший нагрев осадка происходил с выделением тепла при практически постоянном уменьшении массы образца в интервале 800 - 900 ?С.
Далее осадок не претерпевал заметных изменений массы.
Аналогичные термографические исследования проводились и для влажного осадка, отобранного непосредственно на иловых картах. Основная потеря массы навески образца происходила за счет удаления влаги из осадка (75 - 175 ?С), при максимуме потери массы при 120 ?С. При 300 - 415 ?С практически не наблюдалась деструкция органики (в отличие от того же интервала при обработки сухого остатка), а при 800 ?С и выше масса навески перестала изменяться и прекратились превращения. Зольность осадка составила 9,9 % (на рабочую массу) или 55 % (на сухую массу).
Учитывая размеры иловых карт и массу накопленных в них осадков, практически невозможно полностью переработать осадок в полном объеме. Однако есть возможность в различных участках карты наладить высокотемпературную обработку отходов, стремясь не достигать температур газовой фазы, опасных для гермопокрытия карты.
Технологически выгодно, организуя процесс термической деструкции отходов, проводить очистку отходящих газов и по возможности использовать их в качестве тепла для энергоносителей.
Остающуюся золу целесообразно использовать в качестве сырья для производства стройматериалов.
На территории России в нефтяных амбарах различных нефтеперерабатывающих предприятий накоплены сотни миллионов тонн токсичных нефтешламов. Из-за отсутствия эффективной технологии их утилизации возникла реальная угроза загрязнения почв, подземных вод, рек и морей.
Химический состав нефтешламов предельно сложен и включает нефть, нефтяные эмульсии, асфальтены, гудроны, ионы металлов, механические примеси и радиоактивные элементы. Нефтешламы состоят из трех ярко выраженных фракций: водной, нефтяной и твердой.
Обычно для переработки нефтешламов используются биотехнологии, химиотехнологии, акустические, термические, чисто огневые и комбинированные технологии с низкой производительностью и высокими материальными, энергетическими и финансовыми затратами, непозволяющими осуществить полную переработку и утилизацию нефтешламов и не обеспечивающими экологическую безопасность.
Суть электроогневой технологии сжигания состоит во взаимодействии электрическое поле с радикалами любых углеводородов на атомарно-молекулярном уровне и одновременно воздействии на любые углеводородные цепочки, в частности на бенз(а)пирен, таким образом, что они расщепляются на водород, сгораемый в пламени, и углерод, который быстро доокисляется в электрическом поле до безвредного углекислого газа.
Вначале необходимо откачать и переработать в полезные товарные продукты большую часть сырой нефти, отстоявшейся на поверхности нефтяных амбаров. Причем термическую ректификацию этой нефти целесообразно производить прямо в нефтяном амбаре с нефтешламами или непосредственно около него. Далее необходима обработка в центрифугах последующие слои нефтешламов, относительно маловязкие водонефтяные легкие эмульсии, превращая их в эффективное топливо для теплоэнергетики.
В процессе теплового разжижения густых, вязких и твердых фракций нефтешламов необходимо перекачки их из амбаров и расфасовки в энергетические капсулы и брикеты из наиболее твердых смолистых и энергоемких фракций для последующего использования в качестве топлива.
Процесс горения позволяет использовать в качестве топлива любые горючие отходы. В результате применения данной технологии можно утилизировать отходы, мусор и нефтешламы. Преимущества разработанной на основе этой технологии установки:
- экономичность в эксплуатации (расход топлива и электроэнергии снижен в несколько раз);
- низкая себестоимость производства;
- высокая степень очистки отходящих газов.
При сжигании нефтепродуктов, включая нефтешламы, резко снижается количество всех токсичных компонентов в отходящих газах на 70 -- 80 % первоначальной их концентрации. В пламени исчезают практически все токсичные компоненты СО, СН, NОх, ПАУ, в том числе бенз(а)пирен. При послойном сжигании остатков различных нефтешламов можно регулировать параметры активизирующего горение электрического поля (напряженность, частоту высокого напряжения) в зависимости от их состава и количества для обеспечения оптимальной скорости горения и достижения минимальной токсичности отходящих газов.
С помощью электроогневого метода утилизации нефтешламов возможно выделение ценных фракций нефти (бензин, керосин).
Термические методы обработки осадков сточных вод позволяют существенно сократить их количество и снизить токсичность. Термические методы приобретают большое значение при переработке осадков, шламов и илов. При достаточной степени переработки осадков сточных вод прекратится увеличение массы накапливаемых отходов и появится возможность использовать ценные компоненты осадков в других отраслях.
6. Очистка отходящих газов
Самыми распространенными соединениями, загрязняющими атмосферу, являются СО, SO2, NOx и твердые взвешенные частицы. Большинство из них токсичны, и превышения ими ПДК влечет за собой загрязнение окружающей среды, в частности наносит существенный вред живым организмам, обитающим как в близи источника загрязнений, так и на значительном удалении от него.
Перспективными для комплексной очистки отходящих газов от токсичных соединений признаны способы, использующие различные физические методы: электрические и магнитные поля, воздействие ультрафиолетового излучения. Наиболее перспективными для очистки отходящих газов признаны методы, использующие низкотемпературную плазму стримерного, коронного и барьерного разряда. Эти методы применяются для снижения токсичности отходящих газов, содержащих СО, SO2, NOx, пары органических соединений, твердые взвешенные частицы. Преимущества плазмохимического способа очистки состоит в том, что продукт, извлекаемый из плазмы, оказывается достаточно чистым и получается при незначительном числе стадий процесса. Использование плазмы требует меньших производственных площадей и дает меньшее количество отходов.
Большие перспективы для промышленного применения представляют разряды, образующие низкотемпературную плазму: тлеющий и коронный (барьерный, как частный случай коронного разряда, подразумевающий наличие диэлектрика между электродами). Тлеющий разряд требует поддержания в плазменном реакторе пониженного давления.
Барьерный разряд реализуется при атмосферном давлении и потому экономически выгоден, так как не требует средств откачки, что упрощает технологический процесс. Барьерный тип характеризуется с одной стороны сравнительно высокой энергией электронов (4 - 5 эВ), а с другой - низкой температурой газа, которая близка к температуре электродов. При этом энергия, вложенная в разряд, выделяется в короткоживущих, мало интенсивных искрах - микроразрядах. Сочетание всех этих условий делает барьерный разряд эффективным для осуществления многих реакций: получение озона, проведение органических и неорганических синтезов, реакций полимеризации.
Одним из главных недостатков плазмохимического метода очистки газообразных отходов является образование побочных продуктов, в частности озона и оксидов азота.
Для повышения эффективности процесса был разработан реактор для более полной переработки отходящих газов производств.
Реактор представляет собой два коаксиальных цилиндра, один из которых (внешний) выполнен из молибденового стекла (диэлектрический барьер), а второй (внутренний электрод) - из алюминиевого сплава. Разряд возбуждается от высоковольтного трансформатора (50 Гц, 16 кВ). Удельная мощность, подводимая к реактору, составляет 0.22 Вт/см3.
Катализатор с размерами гранул 1.0 - 1.6 мм количестве 0.4 г располагался в зоне плазмы и занимал определенную долю плазменного объема путем фиксации его фторопластовыми кольцами с отверстиями для обеспечения потока газовой смеси.
Выходящий из разрядника газ анализировался в хроматографе (СО, СО2) и отбирался в поглотительные сосуды (SO2, NOx), концентрация веществ определяется по стандартным методикам. Концентрация озона, образующегося в результате возбуждения разряда при обработке газовой смеси, определяется методом абсорбционной спектроскопии по поглощению света на длине волны (л = 253,7 нм), приходящуюся на максимум сечения фотопоглощения О3 (у = 7,8 · 10-18 см).
Температура газа в условиях эксперимента температура не превышала 80 ?С [11].
В результате кинетического степень превращения СО в гелии в плазме барьерного реактора в СО2 достигает 60 - 80 %.
Количество озона, обращающегося в плазме воздуха (2,5 · 1016 см-3), в среднем в 40 раз больше, чем в исследуемой газовой смеси. Среднее (для всех значений дозы плазменного воздействия) изменение концентрации озона, связанное с его расходованием на реакции окисления СО и SO2, равно 1,93 · 1016 см-3. Следовательно расход О3 на окисление СО и SO2 составляет 97 %.
Совокупность полученных данных позволяет, что имеется возможность создания таких условий плазменного окисления газовой смеси, при которых степень превращения SO2 составит на менее 98 %, а СО - не менее 44 %.
Совместные действия неравновесной плазмы на газовые смеси с активационными возможностями катализатора может дать выигрыш энергии, скорости процесса и степенях превращения указанных ингредиентов.
В качестве катализаторов, способствующих ускорению окисления оксидов серы и углерода в воздушной среде, в зону плазмы вводились промышленные катализаторы следующих марок: V2O5 · K2O/SiO2, КДА + 1 % RuO2, G-56 (Ni), JCJ 22-6 (CuO, ZnO/Al2O3), SK “C-2” (БАСФ, V2O5, Pd). Они используются в промышленности при высокой температуре (выше 400 ?С). Выбор катализаторов обусловлен тем, что в окислительных процессах стабильно работают катализаторы, активными составляющими которых являются металлы платиновой группы (Pt, Pd и др.). Однако из-за дефицитности и дороговизны этих металлов, практически безвозвратные их потери являются причинами поиска катализаторов, работающих на основе более доступного и дешевого сырья, содерхащих в своем составе оксиды хрома и алюминия железа и алюминия, меди и марганца, меди и хрома.
При обезвреживании SO2 плазменно-каталитическим методом характерно уменьшение объема плазменной зоны по сравнению с плазменным, т.е. повышается эффективность процесса, а влияние катализатора на конверсию СО менее эффективно (при использовании некоторых катализаторов даже снижается эффективность).
Концентрация озона в плазменно-каталитическом процессе ниже, чем в плазменном, не зависит от времени контакта, и продолжает оставаться выше ПДК в несколько раз. Для деструкции озона используется марганец-цементный катализатор марки ГТТ, не содержащий благородных металлов. Степень его превращения составляет 75 - 95 % при высоких скоростях и до 99 % при низких. Диапазон рабочих температур катализатора составляет 25 - 110 ?С.
Известно, что возбуждение барьерного разряда в воздухе сопровождается образованием оксидов азота. Их концентрации на выходе из реактора при обработке газовой смеси составляют NO - 10.9 мг/м3; NO2 - 333.57 мг/м3. Введение V2O5 · K2O/SiO2 в зону плазмы не влияет на изменение NO на выходе из реактора. При высокой дозе плазменного воздействия (0.6 мА · с/см2) и максимальном времени контакта газовой смеси с зоной плазмы выход NOx, а эффективность превращения СО и SO2 максимальна.
В результате применения реактора достигаются следующие результаты:
- степень превращения SO2 не менее 90 %;
- СО - не менее 44 %;
- Минимальный выход нежелательных побочных продуктов (NOx, O3).
7. Правила учета и оценки отходов
Система учета обращения с отходами на предприятии является частью системы управления отходами производства и потребления и непосредственно связана с планированием природоохранной деятельности в связи с обращением с отходами.
Организация системы учета предполагает разработку и утверждение документации разработку процедур текущего учета и отчетности обращения с отходами и профессиональную подготовку лиц для работы с опасными отходами.
Документирование системы состоит их следующих этапов:
1. разработка и утверждение распорядительных документов по вопросам распределения функций и ответственности за деятельность в области обращения с отходами (включая учет и контроль);
2. разработка и утверждение документации предприятия по учету в области обращения с отходами (включая разработку нормативов образования и лимитов размещения отходов);
3. получение паспортов на опасные отходы;
4. регистрация объектов размещения отходов в государственном реестре объектов размещения отходов;
5. получение разрешительных документов на транспортировку и размещение отходов;
6. подготовка, оформление и подписание договоров на прием-передачу отходов с целью размещения, использования и т. д.
К основным процедурам первичного учета относятся:
· инвентаризация источников образования отходов;
· инвентаризация объектов размещения отходов;
· инвентаризация объектов обезвреживания и использования отходов;
· текущий учет отходов.
Планирование природоохранной деятельности в связи с обращением с отходами предполагает:
· планирование разработки нормативной документации;
· планирование мероприятий по предотвращению или снижению объемов образования отходов (включая мероприятия по ресурсосбережению);
· планирование мероприятий по уничтожению, переработке, размещению отходов;
· планирование мероприятий по снижению воздействий на окружающую среду при обращении с отходами.
7.1 Разработка документации по обращению с отходами
Нормативные документы разрабатываются предприятием для всего цикла обращения с отходами. Ниже для каждого вида обращения с отходами приведен перечень необходимой документации.
7.1.1 Образование отходов
· Проекты нормативов образования отходов производства (разработка является обязательной на основании ст.18 Федерального закона «Об отходах производства и потребления»)
· Перечень отходов, по которым следует разработать нормативы образования, составляется по результатам инвентаризации источников образования отходов (с учетом целесообразности и возможности нормирования).
· Проекты нормативов образования отходов разрабатывают в соответствии с «Методическими указаниями по разработке и утверждению нормативов образования и лимитов на их размещение».
· Журнал первичного учета образования и движения отходов.
7.1.2 Сбор, накопление и размещение отходов
Карта-схема объектов размещения отходов, эксплуатируемых предприятием, с указанием инвентарного номера объекта;
Обоснование условий и сроков временного накопления отходов на промышленной площадке до момента их использования или направления на объект для размещения отходов (на основании п.5.5).
Нормативы предельного размещения отходов на объектах сбора, накопления и размещения отходов.
Проект лимитов размещения отходов. Разрабатывают в соответствии с «Методическими указаниями по разработке и утверждению нормативов образования и лимитов на их размещение».
Планы мероприятий по достижению лимитов размещения отходов.
Правила эксплуатации мест сбора, накопления и размещения отходов.
Правила сбора и накопления, условия размещения отходов (рассматриваются вопросы тары-упаковки, указания по их конструкции, маркировке, учету).
Правила подготовки отходов для их перемещения: раскрываются вопросы необходимости предварительной сортировки, химического анализа.
Свидетельство о регистрации объекта размещения отходов.
Инструкция по приему, обезвреживанию и размещению опасных отходов.
Инструкция по приему и размещению нетоксичных.
Инструкция по технике безопасности, противопожарной профилактике и производственной санитарии для персонала, занятого сбором, тарой-упаковкой, накоплением, подготовкой отходов к перемещению и размещением отходов.
Мероприятия по защите окружающей природной среды и здоровья производственного персонала от воздействия отходов, размещенных на объектах и площадках предприятия, а также по ликвидации аварийных ситуаций при размещении отходов.
Журнал текущего учета отходов, подлежащих сбору и накоплению. В форму рекомендуется ввести графы:
инвентарный номер объекта размещения (согласно карте-схеме, составленной по результатам инвентаризации объектов размещения отходов);
наименование вида отхода;
дата поступления отхода;
количество (в тоннах) поступившего отхода;
дата вывоза отхода;
количество (в тоннах) отхода в партии;
реквизиты транспортной организации и номер лицензии;
реквизиты принимающей организации, номер договора или накладной.
Журнал учета отходов, принятых на длительное хранение или на захоронение.
Форма отчетности подразделения перед экологической службой предприятия.
Порядок отчетности подразделений предприятия по обращению с отходами перед экологической службой предприятия.
7.1.3 Перемещение отходов за пределы территории предприятия
Перемещение отходов за пределы промышленной площадки предприятия разрешается при наличии:
лицензии на перемещение отходов при условии их самостоятельного вывоза;
паспорта на опасный отход;
схемы перемещения опасных отходов; схема утверждается руководителем предприятия, согласовывается с органами ГИБДД и территориальным органом МПР России;
свидетельства о допуске транспортного средства к перевозке опасных отходов;
сертификата о допуске водителя к перевозке опасных отходов.
7.1.4 Обезвреживание и использование отходов
Предприятие, имеющие объекты (установки, цеха и пр.) по обезвреживанию и/или использованию отходов должны разработать следующие документы:
порядок приема отходов на обезвреживание и/или использование;
требования к отходам, которые могут быть обезврежены и/или использованы на данном объекте;
инструкцию по технике безопасности, противопожарной профилактике и производственной санитарии для персонала, занятого приемом, обезвреживанием и/или использованием;
журнал текущего учета отходов, поступающих на обезвреживание и/или использование с указанием граф:
инвентарный номер объекта размещения отходов (согласно карте-схеме объектов размещения отходов), с которого отход поступил на обезвреживание и/или использование;
наименование отхода, поступившего на обезвреживание и/или использование;
дата приема отхода;
количество (в тоннах) отхода, поступившего на обезвреживание и/или использование;
наименование вторичного отхода, образовавшегося в процессе обезвреживания и/или использования;
количество (в тоннах) вторичного отхода после обезвреживания и/или использования;
инвентарный номер объекта размещения вторичных отходов (если отход разместили на собственной территории);
реквизиты потребителя вторичного отхода;
количество (в тоннах) вторичного отхода в партии, отправленного потребителю отходов
номер договора, номер накладной.
форма отчетности подразделения предприятия, осуществляющего обезвреживание и/или использование отходов перед экологической службой предприятия.
7.2 Получение разрешительных документов на обращение с отходами
Деятельность в области обращения с отходами осуществляется на основании разрешительных документов, виды которых приведены в таблице 5.
Предприятие, осуществляющее сбор, использование, обезвреживание, транспортировку, хранение и захоронение опасных отходов на основании ст.9 Закона РФ «Об отходах производства и потребления» и ст.40 Закона РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» обязано получить лицензию на обращение с отходами.
В соответствии со ст. 45 Федерального закона «Об охране окружающей природной среды» от 19.12.91 № 2060-1 (ред. от 10.07.01) предприятие, осуществляющие размещение отходов на собственных объектах или передающее отходы на размещение в другие организации, должно получить разрешение на их размещение.
Если предприятие занимается трансграничной перевозкой опасных отходов, то оно обязано получить лицензию на экспорт-импорт опасных отходов и разрешение на трансграничное перемещение.
На каждый участок недр, предоставляемый в пользование для строительства и эксплуатации объектов подземного захоронения твердых и отвержденных отходов выдается отдельная лицензия. Допускается выдача одной лицензии на несколько участков недр, если действующие и/или проектируемые объекты расположены в границах земельного отвода, принадлежащего одному предприятию, и находятся на его балансе. Возможность выдачи такой «объединенной» лицензии определяется территориальным органом управления государственным фондом недр.
Таблица 5.
Виды разрешительных документов необходимых для осуществления деятельности в области обращения с отходами.
|
Наименование деятельности |
Вид разрешительного документа |
Кем выдается |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Обращение с опасными отходами |
Лицензия на деятельность по обращению с опасными отходами |
МПР России и его территориальные органы (в соответствии с Постановлением правительства РФ «Положение о лицензировании деятельности по обращению с опасными отходами») |
|
|
Хранение и захоронение отходов на объектах размещения |
Разрешение на размещение отходов |
Территориальный орган МПР России (в соответствии с Положением о Министерстве природных ресурсов РФ) |
|
|
Трансграничные перевозки отходов |
Разрешение на ввоз, вывоз, транзит отходов |
Территориальный природоохранный орган по поручению МПР России (в соответствии с Постановлением Правительства РФ «О государственном регулировании и контроле трансграничных перевозок опасных отходов» от 1.07.96 № 766 (в ред. Постановления Правительства РФ от 22.02.00 № 148)) |
|
|
Экспорт-импорт опасных отходов |
Лицензия на экспорт-импорт опасных отходов |
Министерство внешних экономических связей Российской Федерации через своих уполномоченных в регионах (в соответствии с Постановлением правительства РФ «О государственном регулировании и контроле трансграничных перевозок опасных отходов» от 1.07.96 № 766 (в ред. Постановления Правительства РФ от 22.02.00 № 148)) |
7.3 Паспортизация отходов
С целью обеспечения экологических требований Федерального закона «Об отходах производства и потребления» (Глава III, ст.14) природопользователь обязан иметь паспорт на опасные отходы. Паспорта на опасные отходы выдает территориальный орган МПР России.
7.4 Подготовка, оформление и подписание договоров на передачу отходов с целью размещения, обезвреживания и использования
Согласно закону РФ «Об отходах производства и потребления» отходы производства и потребления являются объектами права собственности. Право собственности принадлежит собственнику сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий и продуктов, а также товаров (продукции), в результате использования которых эти отходы образовались. Право собственности на отходы может быть приобретено другим лицом на основании договора купли-продажи, мены, дарения или иной сделки об отчуждении отходов.
Собственник опасных отходов вправе отчуждать опасные отходы в собственность другому лицу, передавать ему, оставаясь собственником, право владения, пользования или распоряжения опасными отходами.
Рекомендуется передавать отходы с любой целью от одного юридического лица (индивидуального предпринимателя) другому лицу на основании договора.
Если предприятие собирается размещать отходы на объекте, который не является его собственностью (не передан ему во владение или пользование), то сделать оно может только при наличии договора с администрацией того объекта, на который предприятие собирается вывезти отходы. Копии договоров на размещение отходов представляются в территориальные органы по охране природы при подаче заявок для получения разрешения на размещение отходов.
На договорной основе должна производится передача отходов на обезвреживание и/или использование отходов. В этом случае в договоре рекомендуется оговорить:
сроки передачи отходов на обезвреживание и/или использование;
требования к подготовке отходов для сдачи на обезвреживание и/или использование;
сохранение или передачу прав собственности поставщика отходов;
наличие или отсутствие потребителей отходов, полученных после обезвреживания;
Если предприятие не может обеспечить самостоятельный вывоз отходов к местам размещения, обезвреживания, использования, в этом случае оформляется договор между предприятием и организацией, занимающейся вывозом отходов. В договоре рекомендуется проставить номер лицензии, которая обязательно должна быть у организации, занимающейся вывозом отходов, срок действия лицензии, а также информацию об органе, выдавшем эту лицензию.
При наличии на предприятии субарендаторов при оформлении договоров об аренде, следует включить пункт об ответственности арендаторов за безопасное обращение с отходами (сбор, накопление, транспортирование, учет и пр.).
7.5 Процедуры учета отходов
В соответствии с Федеральным законом «Об отходах производства и потребления» (ст.19, глава 4) индивидуальные предприниматели и юридические лица, осуществляющие деятельность в области обращения с отходами, обязаны вести в установленном порядке учет образовавшихся, использованных, обезвреженных, переданным другим лицам или полученных от других лиц, а также размещенных отходов.
Учету подлежат все виды отходов производства и потребления, образующиеся на предприятиях и в организациях и поступившие от сторонних организаций и индивидуальных предпринимателей, а также сырье, материалы, пришедшие в негодность в процессе хранения, перевозки и т. д. (т.к. не могут быть использованы по своему прямому назначению) [29].
Перечень отходов, подлежащих учету, устанавливаются по результатам инвентаризации источников образования отходов.
7.5.1 Проведение инвентаризации источников образования отходов
Инвентаризация проводится по каждому подразделению предприятия отдельно. Проведение инвентаризации источников образования отходов осуществляется по проведению инвентаризации источников образования отходов. По итогам инвентаризации для каждого подразделения определяется:
перечень отходов, подлежащих текущему учету;
перечень опасных отходов, подлежащих паспортизации;
- перечень отходов, для которых следует определить нормативы образования;
- перечень отходов, для которых следует определить класс опасности и опасные свойства;
- перечень отходов, подлежащих раздельному сбору для целей дальнейшего использования и размещения.
7.5.2 Проведение инвентаризации объектов размещения отходов
Инвентаризация объектов размещения отходов проводится с целью получения достоверной информации об объектах размещения отходов, фактических количествах отходов в местах их хранения или захоронения и оценки условий размещения. Данные инвентаризации используются при разработке схемы движения отходов на территории предприятия.
Инвентаризации подлежат все объекты размещения отходов производства и потребления (независимо от их форм собственности).
7.5.3 Проведение инвентаризации объектов
использования и обезвреживания отходов
Процедура инвентаризации объектов обезвреживания или использования отходов проводится с целью сбора информации для регулирования потоков отходов в целях снижения количества размещаемых отходов и максимального вовлечения отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительного источника сырья. Инвентаризацию проводят предприятия, в процессе хозяйственной деятельности которых отходы обезвреживаются и/или вторично используются. В инвентаризационную ведомость вводятся графы:
наименование объекта обезвреживания и/или использования отходов;
место расположения объекта;
назначение объекта;
наименование технологии или способа (метода) обезвреживания и/или использования отхода;
перечень отходов, поступающих на обезвреживание и/или использование;
мощность объекта по каждому обезвреживаемому и/или используемому отходу;
перечень продукции, полученной с использованием отходов;
наличие сертификата на продукцию, полученную из отходов;
перечень вторичных отходов.
Заключение
Подводя итог всему вышесказанному, можно сказать, что, несмотря на длительность изучения настоящей проблемы, утилизация и переработка отходов промышленности по-прежнему не ведется на должном уровне.
Острота проблемы, несмотря на достаточное количество путей решения, определяется увеличением уровня образования и накопления промышленных отходов. Усилия зарубежных стран направлены, прежде всего, на предупреждение и минимизацию образования отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления, а захоронения только отходов, не загрязняющих окружающую среду. Более эффективно и целесообразно предотвращать образование отходов, начиная со стадии добычи полезных ископаемых и заканчивая потреблением готовой продукции. Достичь этого можно путем разработки и внедрения технологий рационального использования природных ресурсов, выделения ценных компонентов из побочных продуктов производства и отходов.
В советские годы длительное время существовала ориентация промышленности нашей страны на ресурсосберегающие технологии, однако это отображало скорее экономические цели производства, нежели попытку предотвратить вредное воздействие на окружающую среду. В наше время разнообразие продукции, которая при современном развитии науки и техники может быть безотходно получена, весьма ограничено и достижимо лишь на ограниченном числе технологических циклов и только на высокорентабельных отраслях и предприятиях.
Многостороннее и глубокое освоение безотходных производств - долговременное и кропотливое дело, которым предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и многих других специалистов. Полностью безотходное производство - далекая перспектива, но необходимо уже сейчас решать эту задачу, как на общеэкономическом уровне, так и в отдельных отраслях хозяйства. Для этого необходимо предельно корректно и профессионально вести учет и оценку промышленных отходов начиная со стадии разработки технологических схем, в которых неизбежно образование отходов, и заканчивая мероприятиями по их утилизации, переработке и возможному дальнейшему использованию в данном производственном цикле или в других отраслях.
Список литературы
1. http://www.gintsvetmet.ru
2. http://www.ecoms.ru
3. Максимов И.Е. Состояние и перспективы использования экозащитных систем в решении проблем отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
4. Багрянцев Г.И., Черников В.Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
Подобные документы
Отходы как источник загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности. Отходы производства и потребления, их вторичное использование в народном хозяйстве. Сбор, утилизация, обезвреживание промышленных отходов.
реферат [26,1 K], добавлен 08.12.2010Характеристика промышленных отходов, полученных в результате химических, термических, механических преобразований материалов природного и антропогенного происхождения. Твердые бытовые отходы как сложная гетерогенная смесь. Полигоны захоронения отходов.
реферат [23,8 K], добавлен 23.12.2011Классификация загрязнений биосферы, их негативное влияние на общее состояние живой оболочки Земли. Разновидности промышленных отходов, возможные направления их вторичного использования и переработки. Примеры утилизации отходов неорганических производств.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.12.2009Характеристика загрязнений, классификация их основных источников. Структура и объем отходов производства в мире. Опасность для окружающей среды отходов предприятий, возможное их агрегатное состояние. Характеристика твердых отходов, их химический состав.
реферат [44,3 K], добавлен 07.08.2009Понятие и классификация отходов, методы хранения и утилизации. Образование, использование, обезвреживание отходов производства и потребления в Архангельской области. Вклад предприятий отрасли жилищно-коммунального хозяйства в загрязнение окружающей среды.
дипломная работа [66,0 K], добавлен 19.01.2012Нормирование качества окружающей среды. Расчет загрязнения атмосферы от организованного высокого источника выбросов. Источники антропогенного загрязнения атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов, определение максимальных приземных концентраций.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 15.03.2010Токсичные отходы. Отрицательное воздействие на окружающую среду. Утилизация отходов. Проблема повышения использования отходов производства. Методы обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов: ликвидационные и утилизационные.
реферат [9,4 K], добавлен 25.10.2006Отходы производства и потребления: управление на уровне субъекта. Альтернативная региональная система управления отходами (программа "Тасис"). Характеристика московской системы управления отходами. Экономная утилизация и вторичная переработка отходов.
реферат [287,8 K], добавлен 25.11.2010Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Литосфера - твердую оболочку Земли и источники ее загрязнения. Факторы, влияющие на здоровье человека. Антропогенные источники загрязнения окружающей среды.
контрольная работа [21,0 K], добавлен 09.02.2009Общая характеристика предприятия ООО "Ейск-Порт-Виста". Порядок обращения с отходами на предприятии. Анализ производственных процессов как источника образования отходов, объемы накопления и периодичность вывоза. Утилизация и размещение отходов в России.
курсовая работа [36,7 K], добавлен 15.11.2011
