Рассмотрение твердых отходов потребления как дисперсной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рассмотрение твердых отходов потребления как дисперсной системы

О.Н. Парамонова

Существенные масштабы образования и накопления отходов ставят перед обществом актуальную проблему их размещения, обезвреживания, переработки [1,2,3,4,5,6]. В связи с этим, весьма важной информацией об отходах, предшествующей поиску решения данной проблемы, должна служить их классификация. Анализ существующих подходов к классификации отходов показывает, что основными классификационными признаками, как правило, являются:

- общая характеристика (например, пофракционное и количественное содержание компонентов, климатическую зону образования отходов и пр.);

- источник образования (жилые, административные здания, промышленные предприятия, лечебные учреждения и пр.);

- возможные направления использования (например, для получения биогаза, биотоплива, вторичных материалов и др.);

- основные характеристики (морфологический, химический состав, агрохимические показатели, теплоемкость и др.);

- влияние на окружающую среду (токсичность, содержание возбудителей инфекционных заболеваний, взрывопожароопасность и пр.);

- характеристики отходов, необходимые для классификации их в качестве вторичных материальных ресурсов (например, содержание определенных видов металлов, пластмасс и пр.);

- территориальный признак (средняя, южная, северная климатическая зона на территории России);

- состав и физико-химические свойства;

- количественные оценки;

- дополнительные характеристики и др. [7,8].

Однако основными недостатками данных классификационных подходов являются недостаточно раскрытая взаимосвязь параметров отходов с параметрами окружающей среды и не в полной мере учет граничных условий, относящихся к этой взаимосвязи.

По аналогии с методикой оценки загрязнения воздушной среды и выбора способа снижения ее загрязнения [9], когда загрязняющий аэрозоль рассматривается в виде дисперсной системы, автором предложены научно-методические основы исследования процессов загрязнения и снижения загрязнения окружающей среды твердыми отходами потребления (ТОП), базирующиеся на:

рассмотрении ТОП как дисперсной системы;

рассмотрении устойчивости ТОП как результирующей характеристики их состояния;

дифференциации дисперсных систем в процессах образования, накопления и сбора, транспортирования и утилизации ТОП;

упорядочении понятий и классификационной схемы процесса снижения загрязнения окружающей среды ТОП [10];

_{описании последовательных и взаимозависимых этапов обращения с ТОП через вероятность их реализации [11,12].}

_{При этом в соответствии с теорией дисперсных систем, ТОП представляют собой полидисперсную систему, состоящую из нескольких твердых дисперсных фаз (отдельные фракции ТОП) и газообразной дисперсионной среды (воздушные прослойки между фракциями ТОП).}

Таким образом, рассматривая ТОП как дисперсную систему, можно заключить, что структура классификации ТОП может быть построена на основе комплексного последовательного изучения их состояния и упорядоченного рассмотрения параметров, характеризующих свойства дисперсной фазы (дф) и дисперсионной среды (дс). Для этого параметры, определяющие свойства дисперсной фазы и дисперсионной среды, необходимо рассматривать по группам, основным классификационным признаком которых является физическая сущность процессов и явлений, наблюдаемых в ТОП.

Анализ процессов, протекающих в ТОП, позволяет выделить следующие основные группы параметров:

- геометрические параметры (ГП_дф, ГП_дс), например, дисперсность частиц; объем каждой дисперсной фазы в ТОП; объем дисперсионной среды, ограничивающий размеры ТОП; эквивалентный диаметр объема ТОП и пр.

- физико-химические параметры (ФХП_дф, ФХП_дс) такие, как плотность, концентрация частиц дисперсной фазы, масса молекул вещества дисперсионной среды и пр.;

- оптические параметры (ОП_дф, ОП_дс), например, показатель преломления светового потока частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды, показатель отражения светового потока частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды, степень черноты и др.;

- аэродинамические параметры (АДП_дф, АДП_дс), например, коэффициент шероховатости поверхности частиц, скорость седиментации, динамическая (кинематическая) вязкость дисперсионной среды, скорость перемещения дисперсионной среды относительно окружающей среды и пр.;

- гидродинамические параметры (ГДП_дф, ГДП_дс), в частности, краевой угол смачивания, капиллярные явления, коэффициент поверхностного натяжения на границе раздела взаимодействующих фаз, влажность и др.;

- теплофизические параметры (ТФП_дф, ТФП_дс) - температура частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды, температура плавления, зольность, содержание органического вещества и их элементный состав и др.;

- электромагнитные параметры (ЭМП_дф, ЭМП_дс), например, средний заряд (потенциал) частицы, величина элементарного заряда в ТОП, магнитная восприимчивость ТОП и др.

В результате такого рассмотрения параметров, определяющих свойства дисперсной фазы и дисперсионной среды, совокупность параметров, определяющих свойства (ПС_ТОП) ТОП в общем виде можно представить как функциональную зависимость между группами параметров фазовых составляющих ТОП:

ПС_ТОП = f₁ ((ПС_дф), (ПС_дс)) = f1 (f_1-1 (ГП_дф, ФХП_дф, ОП_дф, АДП_дф, ГДП_дф, ТфП_дф, ЭМП_дф), f_1-2 (ГП_дс, ФХП_дс, ОП_дс, АДП_дс, ГДП_дс, ТФП_дс, ЭМП_дс))

где ПС_дф - совокупность параметров, определяющих свойства дисперсных фаз ТОП; ПС_дс - совокупность параметров, определяющих свойства дисперсионной среды.

Такое обобщение параметров, определяющих свойства ТОП позволяет, во-первых, в процессе развития теоретических основ дополнять каждую группу параметров как дисперсной фазы, так и дисперсионной среды новыми характеристиками; во-вторых, проводить целенаправленную и последовательную оценку всех сторон динамики образования, накопления, распространения и утилизации ТОП.

Таким образом, рассматривая ТОП с позиции теории устойчивости дисперсных систем, можно выявить, что основные пути решения проблемы обращения с ТОП заключаются в разрушении ТОП как дисперсной системы за счет достижения полной потери их устойчивости.

обезвреживание переработка твердый отход

Литература

1. Geoffrey Hamer. Solid waste treatment and disposal: effects on public health and environmental safety [article]// Biotechnology Advances, Volume 22, Issues 1-2, December 2003, Pages 71-79.

2. Rajeev Pratap Singh, Pooja Singh, Ademir S.F. Araujo, M. Hakimi Ibrahim, Othman Sulaiman. Management of urban solid waste: Vermicomposting a sustainable option [article]// Resources, Conservation and Recycling, Volume 55, Issue 7, May 2011, Pages 719-729.

3. Forbes R. McDougall, Peter R. White, Marina Franke, Peter Hindle. Integrated Solid Waste Management: A Life Cycle Inventory [text]// 2008

4. Alexis M. Troschinetz, James R. Mihelcic. Sustainable recycling of municipal solid waste in developing countries [article]// Waste Management, Volume 29, Issue 2, February 2009, Pages 915-923.

5. Адамян Р.Г. Анализ экологических особенностей технологии захоронения твердых отходов потребления в условиях Армении [Текст]// III Международная научно-практическая конференция «Современная школа России: вопросы модернизации» 1-4 марта 2013г. - г. Москва.- С.10-14

6. Беспалов В.И., Адамян Р.Г. Анализ условий образования биогаза на полигоне по захоронению твердых отходов потребления [электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона» 2013, №2, - Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n2p1y2013/1657

7. Классификация твердых промышленных и бытовых отходов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://xreferat.ru/112/520-1-klassifikaciya-tverdyh-promyshlennyh-i-bytovyh-othodov.html

8. Виды твердых отходов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mboutil.com/tverot?showall=1

9. Беспалов В.И., Мещеряков С.В., Гурова О.С. Оценка процессов и расчет аппаратов защиты окружающей среды: Учебное пособие. - Ростов-на-Дону: ООО «Мини Тайп», 2007. - 192 с.; ил.

10. Беспалов В.И., Парамонова О.Н. Классификационно-методические основы борьбы с загрязнением окружающей среды твердыми отходами потребления. Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2012». - Выпуск 3. Том 9. - Одесса: Куприенко, 2012 - 89 с.

11. Беспалов В.И., Парамонова О.Н. Физическая модель процесса загрязнения окружающей среды твердыми отходами потребления [электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона» 2012, №4 (часть 1) Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/11

12. Беспалов В.И., Парамонова О.Н. Физические основы снижения негативного воздействия твердых отходов потребления на окружающую среду. Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании '2012». - Одесса: Куприенко, 2012. - 116 с.

Размещено на Allbest.ru