Инженерная экология

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Часть 1. Мониторинг окружающей природной среды

Часть 2. Анализ загрязнений и перспективных методов очистки выбросов и сбросов в цехах механической обработки

2.1 Загрязнение атмосферы

2.2 Загрязнение водного бассейна

2.3 Загрязнение почвы отходами

2.4 Основные мероприятия по защите окружающей среды

Часть 3. Расчетное задание

Список использованной литературы

Часть 1. Мониторинг окружающей природной среды

Информация о состоянии окружающей природной среды, об изменениях этого состояния давно используется человеком для планирования своей деятельности. Уже более 100 лет наблюдения за изменением погоды, климатом ведутся регулярно в цивилизованном мире. Это всем нам знакомые метеорологические, фенологические, сейсмологические и некоторые другие виды наблюдений и измерений состояния окружающей среды. Теперь уже никого не надо убеждать, что за состоянием природной среды надо постоянно наблюдать. Все шире становится круг наблюдений, число измеряемых параметров, все гуще сеть наблюдательных станций. Все большей сложностью обладают проблемы, связанные с мониторингом окружающей среды. природный загрязнение отходы цех

Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем, во-вторых, создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры:

· выделение (определение) объекта наблюдения;

· обследование выделенного объекта наблюдения;

· составление информационной модели для объекта наблюдения;

· планирование измерений;

· оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;

· прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

· представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

· оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

· выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;

· создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Исходя из этих трех основных целей экологический мониторинг должен быть ориентирован на ряд показателей трех общих видов: соблюдения, диагностики и раннего предупреждения.

Кроме приведенных выше основных целей экологический мониторинг может быть ориентирован на достижение специальных программных целей, связанных с обеспечением необходимой информацией организационных и других мер по выполнению конкретных природоохранительных мероприятий, проектов, международных соглашений и обязательств государств в соответствующих областях.

Основные задачи экологического мониторинга:

· наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

· наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

· наблюдение за состоянием природной седы и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

· оценка фактического состояния природной среды;

· прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Экологические мониторинги окружающей среды могут разрабатываться на уровне промышленного объекта, города, района, области, края, республики в составе федерации.

Характер и механизм обобщения информации об экологической обстановке при ее движении по иерархическим уровням системы экологического мониторинга определяются с помощью понятия информационного портрета экологической обстановки. Последний представляет собой совокупность графически представленных пространственно распределенных данных, характеризующих экологическую обстановку на определенной территории, совместно с картоосновой местности.

Разрешающая способность информационного портрета зависит от масштаба используемой картоосновы. При движении экологической информации от локального уровня (город, район, зона влияния промышленного объекта и т. д.) к федеральному масштаб картоосновы, на которую эта информация наносится, увеличивается, следовательно, меняется разрешающая способность информационных портретов экологической обстановки на разных иерархических уровнях экологического мониторинга. Так, на локальном уровне экологического мониторинга в информационном портрете должны присутствовать все источники эмиссий (вентиляционные трубы промышленных предприятий, выпуски сточных вод т. д.). На региональном уровне близко расположенные источники воздействия «сливаются» в один групповой источник. В результате этого на региональном информационном портрете небольшой город с несколькими десятками эмиссии выглядит как один локальный источник, параметры которого определяются по данным мониторинга источников.

На федеральном уровне экологического мониторинга наблюдается еще большее обобщение пространственно распределенной информации. В качестве локальных источников эмиссии на этом уровне могут играть роль промышленные районы, достаточно крупные территориальные образования. При переходе от одного иерархического уровня к другому обобщается не только информация об источниках эмиссии, но и другие данные, характеризующие экологическую обстановку.

При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:

· источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду -- выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты; поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и моря; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности; места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т. д.;

· переносы загрязняющих веществ -- процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде;

· процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ -- миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов; биохимический круговорот и т. д.;

· данные о состоянии антропогенных источников эмиссии -- мощность источника эмиссии и месторасположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду.

В зоне влияния источников эмиссии организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей природной среды.

1. Атмосфера: химический и радионуклидный состав газовой и аэрозольной фазы воздушной сферы; твердые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и радионуклидный состав; тепловое и влажностное загрязнение атмосферы.

2. Гидросфера: химический и радионуклидный состав среды поверхностных вод (реки, озера, водохранилища и т. д.), грунтовых вод, взвесей и данных отложений в природных водостоках и водоемах; тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод.

3. Почва: химический и радионуклидный состав деятельного слоя почвы.

4. Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных сообществ, домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона, рыб.

5. Урбанизованная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населенных пунктов; химический и радионуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т. д.

6. Население: характерные демографические параметры (численность и плотность населения, рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врожденных уродств и аномалий); социально-экономические факторы.

Системы мониторинга природных сред и экосистем включают в себя средства наблюдения: экологического качества воздушной среды, экологического состояния поверхностных вод и водных экосистем, экологического состояния геологической среды и наземных экосистем.

Наблюдение в рамках этого вида мониторинга проводятся без учета конкретных источников эмиссии и не связаны с зонами их влияния. Основной принцип организации -- природно-экосистемный.

Целями наблюдений, проводимых в рамках мониторинга природных сред и экосистем, являются:

· оценка состояния и функциональной целостности среды обитания и экосистем;

· выявление изменений природных условий в результате антропогенной деятельности на территории;

· исследование изменений экологического климата (многолетнего экологического состояния) территорий.

В заключение следует отметить, что в отдельных регионах разрабатывают мониторинг экологического состояния геологической среды, мониторинг экологического состояния поверхностных вод и связанных с ним экосистем.

На территории Российской Федерации функционирует ряд систем мониторинга загрязнения природной среды и состояния природных ресурсов.

В государственной системе управления природоохранной деятельностью в Российской Федерации важную роль играет формирование единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ).

ЕГСЭМ включает в себя следующие основные компоненты:

· мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;

· мониторинг загрязнения абиотического компонента окружающей природной среды;

· мониторинг биотической компоненты окружающей природной среды;

· социально-гигиенический мониторинг;

· обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

При этом распределение функций между центральными органами федеральной исполнительной власти осуществляется следующим образом.

Госкомэкологии (бывш. Минприроды России): координация деятельности министерств и ведомств, предприятий и организаций в области мониторинга окружающей природной среды; организация мониторинга источников антропогенного воздействия на окружающую среду и зон их прямого воздействия; организация мониторинга животного и растительного мира, мониторинг наземной фауны и флоры (кроме лесов); обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем; ведение с заинтересованными министерствами и ведомствами банков данных об окружающей природной среде, природных ресурсах и их использовании.

Росгидромет: организация мониторинга состояния атмосферы, поверхностных вод суши, морской среды, почв, околоземного космического пространства, в том числе комплексного фонового и космического мониторинга состояния окружающей природной среды; координация развития и функционирования ведомственных подсистем фонового мониторинга загрязнения окружающей природной среды; ведение государственного фонда данных о загрязнении окружающей природной среды.

Роскомзем: мониторинг земель.

Министерство природных ресурсов (включая бывш. Роскомнедра и Роскомвоз): мониторинг недр (геологической среды), включая мониторинг подземных вод и опасных экзогенных и эндогенных геологических процессов; мониторинг водной среды водохозяйственных систем и сооружений в местах водосбора и сброса сточных вод.

Роскомрыболовство: мониторинг рыб, других животных и растений.

Рослесхоз: мониторинг лесов.

Роскартография: осуществление топографо-геодезического и картографического обеспечения ЕГСЭМ, включая создание цифровых, электронных карт и геоинформационных систем.

Госгортехнадзор России: координация развития и функционирования подсистем мониторинга геологической среды, связанных с использованием ресурсов недр на предприятиях добывающих отраслей промышленности; мониторинг обеспечения промышленной безопасности (за исключением объектов Минобороны России и Минатома России).

Госкомэпиднадзор России: мониторинг воздействия факторов среды обитания на состоянием здоровья населения.

Минобороны России: мониторинг окружающей природной среды и источников воздействия на нее на военных объектах; обеспечение ЕГСЭМ средствами и системами военной техники двойного применения.

Госкомсевер России: участие в развитии и функционировании ЕГСЭМ в районах Арктики и Крайнего Севера.

Технологии единого экологического мониторинга (ЕЭМ) охватывают разработку и использование средств, систем и методов наблюдений, оценки и выработки рекомендаций и управляющего воздействия в природно-техногенной сфере, прогнозы ее эволюции, энерго-экологические и технологические характеристики производственной сферы, медико-биологические и санитарно-гигиенические условия существования человека и биоты. Комплексность экологических проблем, их многоаспектность, теснейшая связь с ключевыми отраслями экономики, обороны и обеспечением защиты здоровья и благополучия населения требует единого системного подхода к решению проблемы.

Структуру единого экологического мониторинга можно представить сферами получения, обработки и отображения информации, сферами оценки ситуации и принятия решений.

Структурными звеньями любой системы ЕЭМ являются:

· измерительная система;

· информационная система, включающая в себя базы и банки данных правовой, медико-биологической, санитарно-гигиенической, технико-экономической направленности;

· системы моделирования и оптимизации промышленных объектов;

· системы восстановления и прогноза полей экологический и метеорологических факторов;

· система принятия решений.

Построение измерительного комплекса систем ЕЭМ основывается на использовании точечного и интегрального методов измерений с помощью стационарных (стационарные посты наблюдения) и мобильных (автомобили-лаборатории и аэрокосмические средства) систем. Следует отметить, что аэрокосмические средства привлекаются лишь при необходимости получения крупномасштабных интегральных показателей о состоянии окружающей среды.

Получение информации обеспечивается тремя группами приборов, измеряющими: метеорологические характеристики (скорость и направление ветра, температуру, давление, влажность атмосферного воздуха и пр.), фоновые концентрации вредных веществ и концентрации загрязняющих веществ вблизи источников загрязнения окружающей среды.

Использование в измерительном комплексе современных контроллеров, решающих вопросы сбора информации с датчиков, первичной обработки и передачи информации потребителю с помощью модемной телефонной и радио связи или по компьютерным сетям, значительно повышает оперативность системы.

Региональная подсистема ЕЭМ предполагает работу с большими массивами разнообразной информации, включающими данные: по структуре энергопроизводства и энергопотребления региона, гидрометеорологических измерений, о концентрациях вредных веществ в окружающей среде; по итогам картографирования и аэрокосмического зондирования, о результатах медико-биологических и социальных исследований и др.

Одной из основных задач в этом направлении является создание единого информационного пространства, которое может быть сформировано на основе использования современных геоинформационных технологий. Интеграционный характер геоинформационных систем (ГИС) позволяет создать на их основе мощный инструмент для сбора, хранения, систематизации, анализа и представления информации.

ГИС имеют такие характеристики, которые с полным правом позволяют считать эту технологию основной для целей обработки и управления мониторинговой информацией. Средства ГИС намного превосходят возможности обычных картографических систем, хотя, естественно, включают и все основные функции получения высококачественных карт и планов. В самой концепции ГИС заложены всесторонние возможности сбора, интеграции и анализа любых распределенных в пространстве или привязанных к конкретному месту данных. При необходимости визуализировать имеющуюся информацию в виде карты с графиками или диаграммами, создать, дополнить или видоизменить базу данных пространственных объектов, интегрировать ее с другими базами -- единственно верным решением будет обращение к ГИС.

Только с появлением ГИС в полной мере реализуется возможность целостного, обобщенного взгляда на комплексные проблемы окружающей среды и экологии.

ГИС становится основным элементом систем мониторинга.

Система единого экологического мониторинга предусматривает не только контроль состояния окружающей среды и здоровья населения, но и возможность активного воздействия на ситуацию. Используя верхний иерархический уровень ЕЭМ (сфера принятия решения), а также подсистему экологической экспертизы и оценки воздействия на окружающую среду, появляется возможность управления источниками загрязнения на основании результатов математического моделирования промышленных объектов или регионов. (Под математическим моделированием промышленных объектов понимается моделирование технологического процесса, включая модель воздействия на окружающую среду.)

Система единого экологического мониторинга предусматривает разработку двухуровневых математических моделей промышленных предприятий с различной глубиной проработки.

Первый уровень обеспечивает детальное моделирование технологических процессов с учетом влияния отдельных параметров на окружающую среду.

Второй уровень математического моделирования обеспечивает эквивалентное моделирование на основе общих показателей работы промышленных объектов и степени их воздействия на окружающую среду. Эквивалентные модели необходимо иметь прежде всего на уровне администрации региона с целью оперативного прогнозирования экологической обстановки, а также определения размера затрат на уменьшение количества вредных выбросов в окружающей среде.

Моделирование текущей ситуации позволяет с достаточной точностью выявить очаги загрязнения и выработать адекватное управляющее воздействие на технологическом и экономическом уровнях.

При практической реализации концепции единого экологического мониторинга не следует забывать: о показателях точности оценки ситуации; об информативности сетей (систем) измерений; о необходимости разделения (фильтрации) на отдельные составляющие (фоновые и от различных источников) загрязнения с количественной оценкой; о возможности учета объективных и субъективных показателей. Данные задачи решает система восстановления и прогноза полей экологических и метеорологических факторов.

Таким образом, единая государственная система экологического мониторинга, несмотря на известные трудности, обеспечивает формирование массива данных для составления экологических карт, разработки ГИС, моделирования и прогноза экологических ситуаций в различных регионах России.

Часть 2. Анализ загрязнений и перспективных направлений методов очистки выбросов и сбросов в цехах механической обработки

2.1 Загрязнение атмосферы

Механическая обработка металлов на станках в цехах механической обработки сопровождается выделением пыли, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционную систему выбрасываются из помещений. Значительное выделение пыли наблюдается при механической обработке древесины, стеклопластика, графита и других неметаллических материалов. Так, при обработке текстолита выделение пыли (г/ч)составляет: на токарных станках 50...80; на фрезерных-100...120; назубофрезерных - 20...40. При механической обработке полимерных материалов одновременно с пылью могут выделяться пары различных химических веществ и соединений (фенола, формальдегида, стирола и др.), входящих в состав обрабатываемых материалов. Ниже приведено количество (г) паров воды, туманов масел и эмульсии, выделяющихся в 1 ч при работе станков в расчете на 1 кВт мощности устанавливаемых на станках электродвигателей. Количество (г) паров воды, туманов масел и эмульсии, выделяющихся в 1 ч при работе станков в расчете на 1 кВт мощности устанавливаемых на станках электродвигателей.

В процессах шлифования и полирования выделяется большое количество тонкодисперсной пыли. Пыль, образующаяся в процессе абразивной обработки, на 30-40% состоит из материала абразивного круга, на 60-70% -- из материала обрабатываемого изделия. Количество выделяющейся пыли зависит от размеров и твердости обрабатываемого материала, диаметра и окружной скорости круга, а также способа подачи изделия. При зачистке и шлифовке изделий выделяется более 50 г/ч пыли с одного станка.

Основные меры защиты атмосферы от загрязнений промышленными пылями и туманами предусматривают широкое использование пыле- и туманноулавливающих аппаратов и систем. Исходя из современной классификации пылеулавливающих систем, основанной на принципиальных особенностях процесса очистки, пылеочистное оборудование можно разделить на четыре группы: сухие пылеуловители, мокрые пылеуловители, электрофильтры и фильтры. Пылеуловители различных типов, и том числе и электрофильтры, применяют при повышенных концентрациях примесей в воздухе. Фильтры используются для тонкой очистки воздуха с концентрациями примесей менее 100 мг/м3. Если требуется тонкая очистка воздуха при высоких начальных концентрациях примесей, то очистку ведут в системе последовательно соединенных пылеуловителей и фильтров.

К сухим пылеуловителям относятся все аппараты, в которых отделение частиц примесей от воздушного потока происходит механическим путем за счет сил гравитации, инерции, Кориолиса. Конструктивно сухие пылеуловители разделяют на циклоны, ротационные, вихревые, радиальные, жалюзийные пылеуловители и др.

Аппараты мокрой очистки газов имеют широкое распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсных пылей с dч ?(0,3-1,0) мкм, а также возможностью очистки oт пыли горячих и взрывоопасных газов. Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения частиц пыли либо на поверхность капель жидкости, либо на поверхность пленки жидкости. Осаждение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инерции и броуновского движения.

Электрическая очистка газов. Основана на ионизации электрическим зарядом под действием постоянного электрического тока (напряжением до 90 кВ) взвешенных в газах твердых и жидких частиц с последующим осаждением их на электродах.

Фильтрование широко используются в промышленности для тонкой очистки вентиляционного воздуха от примесей, а также для промышленной и санитарной очистки газовых выбросов. При этом способе газоочистки газовые потоки проходят через пористые фильтровальные перегородки, пропускающие газ, но задерживающие твердые частицы. Фильтры служат для улавливания весьма тонких фракций пыли (менее 1 мкм) и характеризуются высокой эффективностью при очистке газов.

Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используются волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести. Осаждение капель жидкости на поверхности пор происходит под действием всех ранее рассмотренных механизмов отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлементах.

Процессы очистки технологических и вентиляционных выбросов машиностроительных предприятий от газо- и парообразных примесей характеризуется рядом особенностей: во-первых, газы, выбрасываемые в атмосферу, имеют достаточно высокую температуру и содержат большое количество пыли, что существенно затрудняет процесс газоочистки и требует предварительной подготовки отходящих газов; во-вторых, концентрация газообразных и парообразных примесей чаще в вентиляционных и реже в технологических выбросах обычно переменна и очень низка. Методы очистки промышленных выбросов от газообразных примесей по характеру протекания физико-химических процессов делятся на четыре группы: промывка выбросов растворителями примеси (метод абсорбции); промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически (метод хемосорбции);поглощение газообразных примесей твердыми активными веществами (метод адсорбции); поглощение примесей путем применения каталитического превращения.

2.2 Загрязнение водного бассейна

На территории промышленных предприятий образуются сточные воды трех видов: бытовые, поверхностные и производственные. В сточных водах предприятий машиностроения могут содержаться следующие виды примесей: механические примеси органического и минерального происхождения, в том числе гидроксиды металлов; стойкие и летучие нефтепродукты; эмульсии, стабилизированные различного рода добавками; растворенные токсичные соединения органического и неорганического происхождения (ионы металлов, фенолы, цианиды, сульфаты, сульфиды и др.).

В цехах механической обработки, при обработке металлов вода используется для охлаждения инструмента, на промывке деталей и обработке помещений, при этом сточные воды загрязняются минеральными маслами, мылами, металлической и абразивной пылью и эмульгаторами. Основное загрязнение вносят смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), применяемые при обработке деталей на металлорежущих станках с объемной долей веществ, %: триэтаноламин -- 1, мылонавт- 2, олеиновая кислота -- 0,5; кальцинированная сода -- 1,5; нитрит натрия -- 0,3;тринатрийфосфат -- 1,5; жидкое стекло -- 0,3 и др. В процессе механической обработки деталей смазочно-охлаждающие жидкости загрязняются механическими частицами с концентрацией до 20 г/л.

Защита водного бассейна проводится по направлениям: очистка сточных вод от механических примесей, очистка сточных вод от маслосодержащих примесей, очистка сточных вод от металлов и их солей, нейтрализация сточных вод, контроль состава сточных вод.

В соответствии с современными требованиями промышленные стоки перед сбросом в городскую канализацию, в водоёмы или на рельеф местности должны подвергаться предварительной очистке на локальных очистных сооружениях. Цель применения локальных очистных сооружений состоит в подготовке и очистке промышленных сточных вод к спуску на общезаводские или городские канализационные системы или к повторному использованию на производстве (оборотное водоснабжение).

Очистка промышленных сточных вод заключается в снижении концентраций жиров, нефтепродуктов, масел и взвешенных веществ.

При выборе способов и технологического оборудования для очистки сточных вод от примесей необходимо учитывать, что заданные эффективность и надёжность работы любого очистного устройства обеспечивается в определённом диапазоне значений концентрации примесей и расходов сточной воды. Большинство цехов машиностроительных предприятий характеризуется постоянством расхода и состава сточных вод, однако в некоторых технологических процессах имеют место кратковременные изменения, что может существенно уменьшить эффективность работы очистных устройств или вывести их из строя.

Очистка сточных вод от твёрдых частиц в зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава на машиностроительных предприятиях осуществляется методами процеживания, отстаивания, отделения твёрдых частиц в поле действия центробежных сил и фильтрования. Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод -предназначено для выделения из сточных вод крупных нерастворимых частиц размером до 25мм, а также более мелких волокнистых загрязнений, которые в процессе дальнейшей обработки стоков препятствуют нормальной работе очистного оборудования. Процеживание осуществляется пропусканием воды через решётки и волокноуловители.

Отстаивание основано на особенностях процесса осаждения твёрдых частиц в жидкости. При этом может иметь место свободное осаждение не слипающихся частиц, сохранивших свои формы и размеры, и осаждение частиц склонных к коагулированию и изменяющих при этом свою форму и размеры. Закономерности свободного осаждения частиц практически сохраняются при объёмной концентрации осаждающихся частиц до 1%, что соответствует их массовой концентрации не более 2,6 кг/м3.

Отделение твёрдых примесей в поле действия центробежных сил осуществляется в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах.

Фильтрование сточных вод предназначено для очистки от тонкодисперсных твёрдых примесей с небольшой концентрацией. Процесс фильтрования применяется также после физико-химических и биологических методов очистки, так как некоторые из этих методов сопровождаются выделением в очищаемую жидкость механических загрязнений.

Очистка промышленных стоков методом напорной флотации. Для осуществления очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов, масел, взвешенных веществ и других нерастворимых в воде загрязнений, проектируются и строятся очистные сооружения на базе установок напорной безреагентной флотации типа «АФ» (аппарат флотационный). Кроме того, флотационная очистка промышленных сточных вод применяется как первая стадия в общей схеме очистных сооружений на нефтехимических, машиностроительных, пищевых, коммунальных и текстильных предприятиях, на водоканале, а также может быть использована на автотранспортных парках, железных дорогах и в других местах, где используются нефтепродукты.

Технология очистки промышленных сточных вод на установках типа «АФ» предусматривает:

- насыщение воздухом загрязненных промышленных сточных вод под давлением;

- активный процесс десорбции воздуха с образованием микропузырьков за счёт резкого падения давления;

- всплывание образующихся при этом агрегатов и образование на поверхности флотационной емкости пены (нефтешлама);

- удаление образовавшегося в процессе флотации шлама в шламовую емкость.

Биологическая очистка промышленных сточных вод -- метод очистки промышленных стоков, при котором происходит минерализация(извлечение) органических веществ микроорганизмами-сапробионтами. Основан на биохимическом разложении органических веществ аэробными бактериями, а также уменьшении количества болезнетворных организмов в воде до пределов, установленных санитарно-гигиеническими требованиями.

Для осуществления очистки промышленных сточных вод близких по составу к хозяйственно-бытовым стокам (с невысоким содержанием БПК ? 350мг/л) -- проектируются и строятся очистные сооружения на базе установок типа «БОС» (Биологическая Очистка Стоков), производительностью от 10 м3/сутки и более, предназначенных для биологической очистки сточных вод хозяйственно-бытового характера, к примеру технологических вод помывки стеклотары, помывки мясных и рыбных полупродуктов и т.д.

Технология очистки промышленных стоков на установках типа «БОС» предусматривает: развитие активного ила на специальной пластмассовой загрузке; чередование восстановительных и окислительных процессов; мелкодисперсную аэрацию; биофильтрацию; тонкослойную сепарацию осадка; автоматическое управление механическим оборудованием очистки промышленных стоков.

В результате экспериментальных исследований и производственных испытаний разработана технологическая схема сверхглубокой очистки сточных вод, которая включает в себя следующие процессы и сооружения: биологическая очистка в двухступенчатых аэротенках-отстойниках, доочистка от фосфатов, органики и взвешенных веществ на фильтрах-биореакторах, тонкая очистка на фильтрах с активным углем и озоном, обессоливание на ионообменных или на мембранных фильтрах, обеззараживание воды озоном, обработка осадка в аэробных стабилизаторах и обезвоживание на фильтр прессах или на иловых площадках. Наличие двух групп микроорганизмов с разными скоростями размножения обусловливает целесообразность осуществления ступенчатых процессов в аэротенке, когда впервой ступени происходит окисление углеродсодержащих загрязнений и аммонификация, а во второй -- осуществляется нитрификация сточных вод. Одновременно процесс очистки сточных вод в аэротенках интенсифицирован за счет повышения рабочей концентрации активного ила.

Наиболее универсальным методом для глубокой доочистки сточных вод, в особенности от биорезистентных и токсичных соединений (СПАВ, фенолы и др.), которые необходимо удалять, является адсорбция на активированном угле. Одновременно для более полного использования сорбционной способности активного угля в технологической схеме используется окислительно-сорбционный способ доочистки сточных вод. Метод заключается во введении в воду окислителя (озона) и фильтрования через слой гранулированного угля.

2.3 Загрязнение почвы отходами

Твердые отходы в машиностроении образуются в процессе производства продукции в виде лома, шлаков и золы, шламов, осадков и пылей (отходы систем очистки воздуха) и др. Отходы от механической обработки образуются в виде высечки, обрезков, стружки и опилок и др.

Отвальные шлаки и прочие отходы производства, технология переработки которых еще не разработана, складируются и хранятся до появления новой (рациональной) технологии переработки отходов. Утилизация и ликвидация промышленных отходов проводится методами обработки твердых отходов, обезвреживание и захоронение радиоактивных отходов, утилизация и ликвидация осадков сточных вод.

2.4 Основные мероприятия по защите окружающей среды

В настоящее время разработаны и внедрены в производство ряд технологий, которые успешно борются с проблемами экологии на предприятиях, к ним относятся:

- политика, которая носит название «Более чистое производство» (БЧП) или в интерпретации ЮНИДО/ЮНЕП - Cleaner Production, к настоящему моменту она принята во всем мире как инновационная концепция, способная решить экологические проблемы предприятий;

- биосорбционный метод глубокой очистки и доочистки сточных вод;

- очистка технологического воздуха от твердых, газообразных, аэрозольных и жидких вредных примесей с помощью фильтров-пылегазоуловителей.

Безотходнаятехнология является наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий. Под понятием «безотходная технология» следует понимать комплекс мероприятий в технологических процессах от обработки сырья до использования готовой продукции, в результате чего сокращается до минимума количество вредных выбросов и уменьшается воздействие отходов на окружающую среду до приемлемого уровня. В этот комплекс мероприятий входят:

1) создание и внедрение новых процессов получения продукции с образованием наименьшего количества отходов;

2) разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе способов очистки сточных вод;

3) разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы;

4) создание территориально-промышленных комплексов, имеющих замкнутую структуру материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса.

В настоящее время достигнуты успехи в области создания и внедрения безотходной технологии в ряде отраслей промышленности, однако полный перевод народного хозяйства на безотходную технологию потребует решения большого комплекса весьма сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно-технических достижений. Поэтому до всестороннего внедрения безотходной технологии важными направлениями экологизации промышленного производства является:

1)совершенствование технологических процессов и разработку нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду;

2) замена токсичных отходов на нетоксичные;

3) замена не утилизируемых отходов на утилизируемые;

4) применение пассивных методов защиты окружающей среды, которые включают комплекс мероприятий по ограничению выбросов промышленного производства с последующей утилизацией или захоронением отходов. На современном этапе развития промышленности пассивные методы защиты окружающей среды играют существенную роль, они постоянно совершенствуются и широко внедряются в технологические и эксплуатационные циклы во всех отраслях народного хозяйства.

В охране окружающей среды важную роль играют службы контроля качества окружающей среды, призванные вести систематизированные наблюдения за состоянием атмосферы, воды и почв для получения фактических уровней загрязнения окружающей среды. Полученная информация о загрязнениях позволяет быстро выявлять причины повышения концентраций вредных веществ в окружающей среде и активно их устранять.

Часть 3. Расчетное задание

Вариант Е

Задание 1

Марка присадочной проволоки Св08Г2С

G = 0,292 L = 10,9 t = 0,008

M = LGt = 0,292*10,9*0,008 = 0,0254624 кг

Мn = 0,5*0,0254624 = 0,127 г

Cr O = 0,02*0,0254624 = 0,00051 г

CO = 14* 0,0254624= 0, 357 г

Fe O = 7,48 * 0,0254624 = 0,190 г

Задание 2

Марка смолы НПС-609-26с

Температура формирования и полимеризации 40-50*

Масса смолы 5 г = 0,005 кг

стирол32 г/кг * 0,005 кг = 0,16 г

толуол5,7 г/кг * 0,005 кг = 0,0285

малеиновый ангидрид 0,11 г/кг * 0,005 кг = 0,00055 г

гипериз 0,11 г/кг * 0,005 кг = 0,00055 г

Ацето-фенон 0,05 г/кг * 0,005 кг = 0,00025 г

Задание 3

Марка стали 12Х18Н10Т

Состав травильного раствора - 15,5% раствор азотной кислоты

Температура травильного раствора - 50*

Площадь зеркала ванны - 50 м

Время - 4ч = 240 мин

m = S = 185 * 50м = 9250 мг/мин

N O = m * 240 мин = 9250 мг/мин * 240 мин = 2 220 000 мг = 2 220 г

Задание 4

Производительность вагранки - 15т/ч

Длительность - 12ч

Расход колошниковых газов 13 800 м³/ч * 12 ч = 165 600 м³

Расход отходящих газов 30 000 м³/ч * 12 ч = 360 000 м³

Выбросы: пыль 150 кг/ч *12 ч = 1800 кг = 1800 000 г

СО920 кг/ч *12 ч = 11040 кг = 11 040 000 г

SO17 кг/ч *12 ч = 204 кг = 204 000 г

NO1,8 кг/ч *12 ч = 21,6 кг = 21600 г

Задание 5

Сталь - 4м

Газовая резка сплавов титана, толщина разрезаемого металла 4мм:

Выбросы: пыль 5 г/м * 4м = 20 г

СО 1 г/м * 4м = 4 г

NO0,5 г/м * 4м = 2 г

Плазменная резка сплава АМГ, толщина разрезаемого металла 80 мм:

Выбросы: пыль 6 г/м * 4м = 24 г

СО 1,8 г/м * 4м = 7,2 г

NO8 г/м * 4м = 32 г

Всего выбросов:пыль 44 г

СО 11,2 г

NO34 г

Таблица 1

Оценка загрязнений при технологических процессах

Вещество	Значения m по видам производства
	Сварочное	Неметаллических материалов	Гальваническое	Литейное	Пайки и лужения	mi (грамм)
Mn	0,127					0,127
Cr O	0,00051					0,00051
CO	0,357			11040 000	11,2	11040011,057
Fe O	0,190					0,19
Стирол		0,16				0,16
Толуол		0,0285				0,285
Малеиновый ангидрид		0,00055				0,00055
Гипериз		0,00055				0,00055
Ацетфенон		0,00025				0,00025
N O			2 220	21 600	34	23854
Пыль				1 800 000	44	1800044
S O				204 000		204000

Таблица 2

Экономическая оценка ущерба от загрязнений атмосферы

Вещество	m (грамм)	ПДК	А = 1 / ПДК	f	mfA
Mn	0,127	0,001	1000	1	127
Cr O	0,00051	0,0015	666,6667	1	0,34
CO	11040011,06	3	0,333333	1	3680004
Fe O	0,19	0,04	25	1	4,75
Стирол	0,16	0,002	500	1	80
Толуол	0,285	0,6	1,666667	1	0,475
Малеиновый ангидрид	0,00055	0,05	20	1	0,011
Гипериз	0,00055	0,03	33,33333	1	0,018333
Ацетофенон	0,00025	0,003	333,3333	1	0,083333
N O	23854	0,06	16,66667	1	397566,7
Пыль	1800044	0,1	10	1	18000440
S O	204000	0,05	20	1	4080000
mfA	26158223

Экономическая оценка ущерба от загрязнений атмосферы:

У_атм=гуfM

где г-константа, численное значение которой равно 2,4 руб/усл.т. (или 0, 0000024 руб/усл.г)

у-коэффициент относительной опасности, зависящий от типа территории, для атмосферы города Красноярска-1,68.

f-безразмерный множитель, учитывающий характер рассеивания примесей в атмосфере (f =1)

М-приведенная масса годового выброса загрязнений из источника, усл.т/год.

У_атм=0,0000024 * 1,68 * 26 158 223 = 105,47 руб/год (при f =1)

Критерий экологичности технологических процессов:

где m_i, m_j, m_k- количество токсичных компонентов жидких, газообразных, твердых отходов на 1т продукта в т/т.

- концентрация компонентов в отходах, в мг/м³.

- ПДК воды рыбохозяйственных водоемов, мг/м³.

- ПДК атмосферы для населенных пунктов.

Список использованной литературы

1. Белов, С.В.Охрана окружающей среды / С.В.Белов, Ф.А.Барбинов, А.Ф.Козьяков и др. -- М.:Высшая школа, 2003. - С.264.

2. Каменская, А.А.Воздействие производств обработки металлов резанием машиностроительных предприятий на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба / А.А.Каменская,Р.И.Ковалова, В.М.Лабецкий; Ред. к.х.н. В.В.Бордунов. -- Новосибирск, 2002. -- 102 с.

3. Новиков, Ю.В.Экология, окружающая среда и человек: Учебное пособие для вузов, средних школ и колледжей. - 3-е изд./ Ю.В.Новиков. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2005. - 736 с.

4. Протасов, В.Ф.Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учебное и справочное пособие. / В.Ф.Протасов. - 3-е изд. - М.: Финансы и статистика, 2001. - 355 с.

5. Терехов, Л.Д. Исследование технологии магнитной и биологической очистки воды / Л.Д.Терехов, М.И.Коробко,Ю.М.Акимова. -- Хабаровск: ДальГУПС, 2004. -- 44 с.

6. Швецов, В.Н. Научное обоснование и разработка эффективных инженерно-технических решений технологических схем и методов расчета систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с территорий городов и промышленных предприятий /В.Н.Швецов, А.К.Хачатуров, Е.В.Мясникова и др. -- М: НИИ ВКНГ, 2003. -133 с.

Размещено на Allbest.ru