18

Содержание

• Введение 2
• 1. Защита от вредных выбросов и сбросов 3
• 2. Утилизация и захоронение отходов. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии 17
• Заключение 24
• Список используемой литературы 25

Введение

Цель защиты атмосферы от вредных выбросов и выделений сво-дится к обеспечению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны и приземном слое атмосферы равным или менее ПДК.

Цель достигается применением следующих методов и средств: рациональным размещением источников вредных выбросов по отношению к населенным зонам и рабочим местам; рассеиванием вредных веществ в атмосфере для снижения концентраций в ее приземном слое, удалением вредных выделений от источника образования посредством местной или общеобменной вытяжной вентиляции; применением средств очистки воздуха от вредных веществ; применением СИЗ.

1. Защита от вредных выбросов и сбросов

Рациональное размещение предусматривает максимально возможное удаление промышленных объектов-загрязнителей воздуха от населен-ных зон, создание вокруг них санитарно-защитных зон; учет рельефа местности и преобладающего направления ветра при размещении источников загрязнений и жилых зон по отношению друг к другу. В частности, промышленное предприятие необходимо располагать по отношению к жилому массиву, т. е. с учетом направления ветра и расположением предприятий на возвы-шенных, хорошо продуваемых местах.

Основными параметрами систем очистки воздуха (газа) являются эффективность и гидравлическое сопротивление. Эф-фективность определяет концентрацию вредной примеси на выходе из аппарата, а гидравлическое сопротивление - затраты энергии на про-пуск очищаемых газов через аппараты. Чем выше эффективность и меньше гидравлическое сопротивление, тем лучше.

Эффективность очистки в одном аппарате или системе аппаратов

с_вых

? = 1 - с_вх

где с_вых и с_вх - массовые концентрации примесей в воздухе до и после аппарата или системы аппаратов, мг/м³. Если эффективности одного аппарата недостаточно для обеспечения требуемой чистоты отходящего воздуха, последовательно ставят несколько газоочистных аппаратов, суммарную эффективность которых можно определить по формуле

? = 1 - (1 - ?₁)(1 - ?₂)…(1 - ?_n),

где ?₁, ?₂, …, ?_n эффективность каждого аппарата в системе газоочистки.

Зная концентрацию вредного вещества в очищаемом воздухе с_вх и установленный ПДВ, можно определить требуемую эффективность очистки газоочистного аппарата или их системы по каждому веществу по формуле

где Q - расход отходящего воздуха, м³/с; ПДВ, мг/с.

Номенклатура существующих газоочистных аппаратов значитель-на, а их технические возможности позволяют обеспечивать высокие степени очистки отходящих газов практически по всем веществам. Для очистки отходящих газов от пыли имеется широкий выбор аппаратов, которые можно разделить на две большие группы: сухие и мокрые (скрубберы), орошаемые водой. Рассмотрим лишь некоторые из них, получившие наибольшее распространение в технике пылеулавливания.

Широкое распространение получили циклоны различных видов: одиночные, групповые, батарейные. Очищаемый газ из входного патрубка через винтообразный вход поступает сначала в цилиндрическую, а затем коническую части корпуса, где во вращающемся потоке под действием центробежных сил более тяжелые, чем частицы воздуха, пылевые частицы сепарируются к периферии, а затем под действием силы тяжести собираются в пылевой бункер, выход из которого закрыт пылевым затвором. Более чистый газ из центральной части корпуса через выхлопную трубу поступает в камеру очищенного газа, а из нее в патрубок выхода очищенного газа. Пылевой затвор 6обычно выполняют в виде мигалки с конусным клапаном. Когда масса накопившейся в пылевом бункере пыли пре-высит силу прижатия конусного клапана, создаваемого контргрузом, клапан откроется, сбросит пыль в приемную емкость и под действием груза вновь закроется.

Существует много различных типов циклонов, но наибольшее распространение получили циклоны типов ЦН и СК-ЦН (СК-сажевые конические), с помощью которых можно решить большинство задач по пылеулавливанию. Разработана номенклатура стандартных цикло-нов с диаметром цилиндрической части от 200 до 3000 мм. Все размеры, необходимые для изготовления циклона, представлены в долях от диаметра d цилиндрической части. Для оптимального режима работы циклона в его цилиндрической части должна обеспечиваться оптималь-ная скорость U_опт, известная для каждого типа циклонов. При заданной производительности Q (м³/с) необходимый диаметр циклона опреде-ляется как

Диаметр d_необх округляют до ближайшего из стандартной номенк-латуры. Оптимальные скорости циклонов приведены ниже:

Тип . . . . ЦН-15 ЦН-15у ЦН-11 ЦН-24 СК-ЦН-33 СК-ЦН-34

U_опт, м/с . . 3,5 3,5 3,5 4,5 2,0 1,7

Циклоны с диаметром более 1 м применять не рекомендуется. Лучше применять групповые циклоны, в которых несколько одиночных циклонов сгруппированы в один блок обычно с единым пылевым бункером и выходной камерой. Расчет группового циклона аналогичен одиночному с той лишь разницей, что общий объем очищаемого газа равномерно распределяется между одиночными циклонами, образующими группу.

Для очистки больших объемов газа с высокой эффективностью применяют батарейные циклоны, у которых в общем корпусе располагается большое число циклонных элементов диаметром всего лишь 250...300 мм. В кольцевом зазоре между корпусом и выхлопной трубой каждого циклонного элемента расположен завихритель потока газа. Завихритель или закручивающий поток элемента может быть выполнен в виде винта или розетки -лопаток, располо-женных под углом к оси циклонного элемента. Завихритель закручивает поток очищаемого газа, и отделение пыли происходит аналогично одиночному циклону.

Циклоны можно применять при концентрациях пыли на входе до 400 г/м³, при температурах газов до 500°С, однако существуют пробле-мы при улавливании слипающихся и пожаровзрывоопасных пылей.

В технике пылеулавливания широко применяют фильтры, которые обеспечивают высокую эффективность улавливания крупных и мелких частиц. Процесс очистки заключается в пропускании очи-щаемого газа через пористую перегородку или слой пористого матери-ала. Перегородка работает как сито, не пропуская частицы с размером, большим диаметра пор. Частицы же меньшего размера проникают внутрь перегородки и задерживаются там за счет инерционных, элек-трических и диффузионных механизмов улавливания, некоторые про-сто заклиниваются в искривленных и разветвленных поровых каналах. По типу фильтровального материала фильтры разделяются на ткане-вые, волокнистые и зернистые.

У тканевых фильтров фильтровальная перегородка может быть хлопчатобумажная, шерстяная, лавсановая, нейлоновая, стеклянная, металлическая и т. д. с регулярной структурой переплетения нитей (саржевой, полотняной и т. д.). Основной механизм фильтрования у таких фильтров - это ситовый, при котором фильтрует не только и даже не столько фильтровальная ткань, сколько пылевой слой, обра-зующийся на ее поверхности. Такие фильтры можно регенерировать путем сброса слоя пыли с поверхности ткани. Наибольшее распрост-ранение в технике очистки промышленных выбросов нашли тканевые рукавные фильтры. В корпусе расположено большое число рукавов аналогично цик-лонным элементам батарейного циклона. Газ очищается при прохож-дении через ткань каждого рукава. В процессе фильтрования на ткани накапливается слой пыли, который уплотняется. Фильтровальные рукава регенерируются посредством их встряхивания и обратной про-дувки. Механизм импульсной продувки рукава сжатым воздухом. Рукава регенерируются периодически, причем одни группы рукавов работают в режиме фильтрования, а другие - регене-рации.

Волокнистые фильтры - это слой тонких и ультратонких волокон с нерегулярной, хоатичной структурой (например, войлок). Частицы пыли проходят внутрь слоя и задерживаются там, т. е. механизм фильтрования объемный. Такие фильтры плохо регенерируются.

Зернистые фильтры представляют собой свободные засыпки зерен (гранул), например кварцевого песка, различной крупности или пере-городки связанных (спеченных) между собой зерен, через которые пропускают очищае-мый воздух. Зерни-стые фильтры в тех-нике очистки отходя-щих газов применяют реже, чем тканевые и волокнистые.

Для очистки боль-ших объемов газа с высокой эффектив-ностью применяют электрофильтры. Наибольшее приме-нение они нашли в металлургии и тепло-энергетике, использу-ющей угольное топ-ливо. Основным элементом электро-фильтра являются па-ры электродов, один из которых коронирующий, а другой осадительный. На элект-роды подается посто-янное высокое напря-жение (от 14 до 100 кВ).

Сущность работы электрофильтра состоит в следующем. При высоких напряжениях у коронирующего электрода возникает коронный разряд и начинается ионизация воздуха - образуются от-рицательные и положительные ионы. Через пространство между элек-тродами пропускают очищаемый газ, ионы адсорбируются на поверхности частиц пыли, заряжая их. Отрицательно заряженные частицы пыли начинают перемещаться к положительному осадительному электроду и прилипают к нему, удерживаясь электрической силой. Электроды выполняют различной формы.

Затраты электроэнергии в электрофильтрах на единицу объема очищаемого газа невелики, они конкурируют и даже превосходят по этому критерию другие типы пылеуловителей. Однако слож-ное электрическое хозяйство, опасность очень высоких напря-жений, требует специально под-готовленного обслуживающего персонала. Поэтому их применя-ют на крупных промышленных объектах и при необходимости очистки больших объемов отхо-дящего и сильно запыленного га-за.

Их целесообразно применять для очистки высокотемпературных газов, улавливания пожаровзрывоопасных пылей и в тех случаях, когда наряду с улавливанием пы-ли требуется улавливать токсич-ные газовые примеси и пары. Аппараты мокрого типа называ-ют скрубберами. Номенклатура типов аппаратов разнообразна. Рассмотрим принцип их дейст-вия и особенности работы на примере пенного аппарата. Сечение аппарата перекры-то несколькими рядами решеток. Каждый ряд состоит из пенообразующей и стабилизирующей пену решеток. Сверху на ре-шетки через оросительное уст-ройство подается вода или какой-либо водный раствор. Для улучшения образования пены в воду могут добавлять пенообра-зователи (например, ПАВы - поверхностно-активные вещества). Частицы пыли коагулируют в пене, проваливаются через отверстия решеток и в виде шлама собираются в нижней части аппарата, откуда отводятся в шламосборник. Недостатком аппаратов мокрого типа является наличие систем водо-снабжения и рециркуляции воды.

Для удаления из отходящих газов вредных газовых примесей при-меняют следующие методы: абсорбции, хемосорбции, адсорбции, тер-мического дожигания, каталитической нейтрализации.

Абсорбция - это явление растворения вредной газовой примеси сорбентом, как правило, водой. Методом абсорбции можно улавливать только хорошо растворимые газовые примеси и пары. Так, хорошей растворимостью в воде обладают аммиак, хлороводород, фтороводород, пары кислот и щелочей. Для проведения процесса абсорбции исполь-зуют аппараты мокрого типа, применяемые в технике пылеулавлива-ния.

Хемосорбцию применяют для улавливания газовых примесей, не-растворимых или плохо растворимых в воде. Метод хемосорбции заключается в том, что очищаемый газ орошают растворами реагентов, вступающих в химическую реакцию с вредными примесями с образо-ванием нетоксичных, малолетучих или нерастворимых химических соединений. Этот метод широко используется для улавливания диок-сида серы. Отходящие газы орошают суспензией известняка (СаСО₃), известковым молоком (мелкодисперсной суспензией гашеной Са (ОН)₂ или негашеной СаО извести), суспензией магнезита МgО.

Адсорбция заключается в улавливании поверхностью микропори-стого адсорбента (активированный уголь, селикагель, цеолиты) моле-кул вредных веществ. Метод обладает очень высокой эффективностью, но жесткими требованиями к запыленности газа - не более 2...5 мг/м³. Одним из лучших адсорбентов является активированный уголь, у которого в 1 г содержится до 1600 м² поверхностей. Адсорбция широко применяется для улавливания паров растворителей, неприятно пахну-щих веществ, органических соединений и множества других газов. Адсорбционная способность адсорбента тем выше, чем меньше его температура и существенно снижается с ее повышением. Это исполь-зуется в работе адсорберов и при их регенерации. Примером конст-рукции адсорбера является противогаз. Очищаемый газ про-ходит через кольцевой слой адсорбента и очищается. Регенерация адсорбента осуществляется путем продувки горячим водяным паром с последующей сушкой горячим воздухом, т. е. работа аппарата про-ходит в три стадии, для осуществ-ления которых необходимы три параллельных линии аппаратов. Каждый аппарат работает на опре-деленной стадии - один в режиме адсорбции, другой -продувки во-дяным паром, третий - сушки воз-духом. Затем происходит перек-лючение их на другой режим. Перед адсорберами установлен холодиль-ник для охлаждения газов, после них также устанавливается холо-дильник-конденсатор для конден-сации удаляемых при регенерации паров воды и примесей, сепаратор для разделения воды и растворите-лей за счет разной плотности. Рас-творители могут вновь направ-ляться в производство.

Термическое дожигание - это процесс окисления вредных ве-ществ кислородом воздуха при вы-соких температурах (900...1200°С). С помощью термического дожига-ния окисляют токсичный угарный газ СО до нетоксичного углекислого газа СО₂ (2СО + О₂ = 2СО₂), угле-водороды С_n Н_m до углекислого газа и воды (С_n Н_m + О₂ СО₂ + Н₂О). Процесс термического окисления при низкой температуре отходящих газов энергоемок, так как требует использования дополнительного топлива для нагрева газов до высоких температур. Термическое дожи-гание применяют для очистки отходящих газов от органических ве-ществ, например, паров растворителей и красок в лакокрасочных производствах, очистки выбросов испытательных станций двигателей, работающих на органических горючих.

Каталитическая нейтрализация достигается применением катализа-торов - материалов, которые ускоряют протекание реакций или де-лают их возможными при значительно более низких температурах (250...400 °С). В качестве катализаторов используются прежде всего благородные металлы - платину, палладий в виде тонкослойных на-пылений на металлические или керамические носители, кроме того применяются монельметалл, диоксид титана, пентаоксид ванадия и т. д. Очищаемый газ пропускается через слой катализатора, где на поверхности катализатора протекают экзотермические (идущие с выделением теплоты) окислительные ре-акции, при этом температура газов может повышаться с 250...400 до 500 °С. Для использования этой энергии и снижения тем самым расхода топлива, подаваемого в горелку для предварительного подогрева очищаемых газов, реактор снабжен трубчатым теплообменником, в котором газы, подаваемые на очистку, подогреваются за счет теплоты горячих очищенных газов, выходящих из каталитического слоя. Тер-мокаталитические реакторы широко применяют для очистки отходя-щих газов окрасочных цехов, сушильных камер и т. д. Каталитические нейтрализаторы используют для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от оксидов азота, углерода, углеводородов.

При сильном и многокомпонентном загрязнении отходящих газов применяют сложные многоступенчатые системы очистки, состоящие из последовательно установленных аппаратов различного типа.

В загрязненном воздухе в качестве индивидуальных средств защиты применят респираторы и противогазы.

Задача очистки вредных сбросов не менее, а даже более сложна и масштабна, чем очистки промышленных выбросов. В отличие от рассеивания выбросов в атмосфере разбавление и снижение концент-раций вредных веществ в водоемах происходит хуже, водная среда более ранима и чувствительна к загрязнениям.

Защита гидросферы от вредных сбросов осуществляется примене-нием следующих методов и средств: рациональным размещением источников сбросов и организацией водозабора и водоотвода; разбав-лением вредных веществ в водоемах до допустимых концентраций с применением специально организованных и рассредоточенных выпу-сков; использованием средств очистки стоков.

С целью стимулирования предприятий к качественной очистке собственных стоков целесообразно организовывать водозабор на тех-нологические нужды ниже по течению реки, чем сброс сточных вод. Если при этом для технологических нужд требуется чистая вода, предприятие будет вынуждено осуществлять высокоэффектив-ную очистку собственных стоков. Рассредоточенные выпуски стоков осуществляют через трубы, проложенные поперек русла реки, этим увеличивается интенсив-ность перемешивания и кратность разбавления стоков.

Методы очистки сточных вод можно подразделить на механиче-ские, физико-химические и био-логические.

Механическая очистка сточ-ных вод от взвешенных частиц (твердых частиц, частиц жиро-, масло- и нефтепродуктов) осуществляется процеживанием, отстаивани-ем, обработкой в поле центробежных сил, фильтрованием, флотацией.

Процеживание применяют для удаления из сточной воды крупных и волокнистых включений. Процесс реализуют на вертикальных и наклонных решетках с шириной прозоров 15...20 мм и на волокноуловителях в виде ленточных и барабанных сит. Очистка решеток и волокноулавителей от осадков частиц осуществляется вручную или механически.

Отстаивание основано на свободном оседании (всплытии) приме-сей с плотностью, большей (меньшей) плотности воды. Процесс отстаивания реализуют в песколовках, отстойниках, жироуловителях. Песколовки применяют для отделения частиц металла и песка размером более 250 мкм. Песколовки бывают с горизонтальным, вертикальным и круговым движением воды.

Отстойники применяют для гравитационного выделения из сточ-ных вод более мелких взвешенных частиц или жировых веществ. По направлению движения основного потока воды различают отстойники вертикальные, горизонтальные, диагональные и радиальные. Сточная вода поступает через центральную трубу и зазор между срезом трубы и отражательным щитком в цилиндрический отстойник. Жировые вещества всплывают на поверхность, откуда отводятся по жиропроводу. Тяжелые взвешенные частицы оседают в коническую часть отстой-ника и отводятся по илопроводу. Очищенная (осветленная) вода по водосборному лотку, уровень которого расположен ниже уровня всплывающего жира и нефтепродуктов, отводится на следующие сту-пени очистных аппаратов.

Очистка сточных вод в по-ле центробежных сил реализу-ется в гидроциклонах. Ме-ханизм действия гидроцикло-нов аналогичен механизму действия газоочистных цик-лонов. Под действием цент-робежной силы, возникаю-щей во вращающемся потоке, происходит более интенсив-ное отделение взвешенных частиц от потока воды. Гид-роциклоны бывают низкона-порные (открытые) и высоко-напорные (закрытые).

Фильтрование используют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей как на начальной, так и конечной стадиях очистки. Часто используют зернистые фильтры из несвязанных или связанных (спеченных) между собой частиц. В зернистых фильтрах в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит и т. п. Регенерация фильтра осуществляется обратной промывкой и продувкой сжатым воздухом.

Флотация заключается в обволакивании частиц примесей мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на поверхность, где образуется слой пены. В зависимости от способа образования пузырьков различают флотацию пневматическую (напор-ную, вакуумную), пенную, химическую, вибрационную, биологиче-скую, электрофлотацию. На практике наибольшее распространение получила пневматическая, которая основывается на уменьшении рас-творимости газа в воде при снижении его давления. При резком снижении давления происходит выделение из воды излишнего воздуха в виде пузырьков. Если вода с атмосферным давлением направляется в камеру под вакуумом, такая флотация называется вакуумной; если из-под напора в открытую камеру, - напорной. Флотация осуществ-ляется во флотационных камерах.

Физико-химические методы очистки применяют для удаления из сточной воды растворимых примесей (солей тяжелых металлов, циа-нидов, фторидов и др.), а в ряде случаев и для удаления взвесей. Как правило, физико-химическим методам предшествует стадия очистки от взвешенных веществ. Из физико-химических методов наиболее распространены электрофлотационные, коагуляционне, реагентные, ионообменные и др.

Электрофлотация находит широкое применение наряду с пневма-тической флотацией для удаления маслопродуктов и мелкодисперсных взвесей. Она осуществляется путем пропускания через сточную воду электрического тока, возникающего между парами электродов (желез-ные, стальные, алюминиевые). В результате электролиза воды образу-ются пузырьки газа, прежде всего легкого водорода, а также кислорода, которые обволакивают частички взвесей и способствуют их быстрому всплытию на поверхность. Электрофлотация осуществляется в элект-рофлотационных установках.

Коагуляция - это физико-химический процесс укрупнения мель-чайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В результате коагулирования устраняется мутность воды. В качестве веществ-коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа (II), сульфат железа и др. Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коа-гулянтами в камерах, откуда вода направляется в отстойники, где хлопья отделяются отстаиванием. Необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа иногда получают электрохимическим путем. Для этого используются емкости-электролизеры (электрокоагу-ляторы), в которых размещены электроды из алюминия или стали. Образующиеся в процессе анодного растворения металла ионы алюминия или железа осуществля-ют процесс коагуляции. Так как электрофлотаторы и электроко-агуляторы практически одина-ковы по конструкции, процессы электрофлотации и электрокоа-гуляции могут протекать в них одновременно.

Сущность реагентного мето-да заключается в обработке сточных вод химическими ве-ществами-реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксич-ные или нерастворимые соеди-нения. Последние затем могут быть удалены одним из описан-ных выше методов удаления взвесей и осветления воды. Этот метод находит применение для очистки сточных вод от солей металлов, цианидов, хрома, фторидов и т. д. Например, для удаления цианидов используют

различные реагенты-окислители, содержащие активный хлор: хлорная известь, гипохлориты кальция или натрия, хлорная вода. Для очистки от хрома (VI) применяют натриевые соли сернистой кислоты (Na₂SО₃, NaHSОз), гидросульфит Nа₂S₂О₅. Для очистки фторсодержащих вод применяют гидроксид кальция (известковое молоко), хлорид кальция. В результате химической реакции с токсичными соединениями фтора образуется плохо растворимый фторид кальция СаF₂, который можно удалить из воды, например отстаиванием.

Разновидностью реагентного метода является процесс нейтрализа-ции сточных вод. Согласно действующим нормативным документам, сбросы сточных вод в системы канализации населенных пунктов и в водные объекты допустимы только в случаях, если имеют рН = 6,5...8,5. В том случае, если рН сточных вод соответствует кислой (рН < 6,5) или щелочной (рН > 8,5) среде, сточные воды подлежат нейтрализации, под которой понимают снижение концентрации в них свободных Н⁺-или ОН'-ионов до установленных в указанном интервале значений рН. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением рас-творимых в воде щелочных реагентов (оксида кальция, гидроксидов натрия, кальция, магния и др.). Нейтрализация щелочных стоков - добавлением минеральных кислот - серной, соляной и др. В процессе нейтрализации важно добавить ровно столько реагента, чтобы осуще-ствить нейтрализацию, не изменив при этом показатель рН в проти-воположную сторону. Реагентная очистка осуществляется в емкостях, снабженных устройствами для перемешивания.

Ионообменная очистка сточных вод заключается в пропускании сточных вод через ионообменные смолы, которые подразделяются на катионитовые - имеющие подвижные и способные к обмену катионы (чаще всего водорода Н⁺), и анионитовые - имеющие подвижные и способные к обмену анионы (чаще всего гидроксильную группу ОН"). При прохождении сточной воды через смолы подвижные ионы смолы заменяются на ионы соответствующего знака токсичных примесей. Например, катион тяжелого металла заменяет катион водорода, а токсичный анион соли металла - анион ОН", происходит сорбирование токсичных ионов смолой. Регенерация (восстановление сорбиру-ющей способности при насыщении смолы токсичными ионами) осуществляется промывкой кислотой (катионитовая смола) или ще-лочью (анионитовая смола). При этом токсичные ионы замещаются соответствующими катионами или анионами (Н⁺, ОН"), а токсичные примеси выделяются в концентрированном виде как щелочные или кислые стоки, которые взаимно нейтрализуются и подвергаются реагентной очистке или утилизации.

Биологическая очистка сточных вод основана на способности мик-роорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические соединения в качестве источника питания в процессах своей жизне-деятельности. При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа. Биологическим путем очищаются многие виды органических соединений городских и производственных сточных вод. Бактерии находятся в активном иле, представляющем собой темно-ко-ричневую или черную жидкую массу, обладающую землистым запахом. С биологической точки зрения активный ил -это скопление аэроб-ных бактерий в виде зоогелей. Кроме микробов, в иле могут присут-ствовать простейшие (в аэротенках), черви, личинки насекомых, водные клещи в биофильтрах. При очистке многих видов сточных вод, в том числе бытовых, используют бактерии рода Pseudomonas - грамотрицательные палочки.

Биологическую очистку ведут или в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды), или специальных сооружениях: аэротенках, биофильтрах. Аэротенки представляют собой открытые резервуары с системой коридоров, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом. Эффект биологической очистки обеспечивается постоянным перемешиванием сточных вод с активным илом и непрерывной подачей воздуха через систему аэрации аэротенка. Активный ил затем отделяется от воды в отстойниках и вновь направляется в аэротенк. Биологический фильтр - это сооружение, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается биологическая пленка, состоящая из прикрепленных форм микроор-ганизмов.

Крупные промышленные предприятия имеют различные производ-ства (механообрабатывающее, гальваническое, литейное, окрасочное, кузнечное и т. д.), которые дают различный состав загрязнения сточных вод. Водоочистные сооружения таких предприятий выполнены следу-ющим образом: отдельные производства имеют свои локальные очи-стные сооружения, аппаратурное обеспечение которых учитывает специфику загрязнения и полностью или частично удаляет их, затем все локальные стоки направляются в емкости-усреднители, а из них на централизованную систему очистки до значений, установленных для предприятия предельно-допустимых сбросов. Возможны и иные варианты системы водоочистки в зависимости от конкретных условий.

2. Утилизация и захоронение отходов. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии

По агрегатному состоянию отходы разделяются на твердые и жидкие. По источнику образования на промышленные, образующиеся в процессе производства (металлический лом, стружка, пластмассы, пыль, зола и т. д.), биологические, образующиеся в сельском хозяйстве (птичий помет, отходы животноводства, отходы растениеводства и другие органические отходы), бытовые (в частности осадки коммуналь-но-бытовых стоков), радиоактивные. Кроме того, отходы разделяются на горючие и негорючие, прессуемые и непрессуемые. По токсичности отходы подразделяются на 5 классов токсичности: 1 -чрезвычайно опасные (бенз(а)пирен, сулема, цианид калия, хром (VI) и др.), 2 - высоко опасные (хлорид меди (II), нитрат свинца и др.), 3 - умеренно опасные (сульфат никеля и др. ), 4 - малоопасные (хлорид кальция, диоксид марганца и др.), 5 - нетоксичные.

Определение класса опасности отходов проводится по величине ПДК веществ в почве с учетом их растворимости (S) в воде и содержания веществ (с_в) в общей массе отходов. Индекс опасности вещества (К) находят по формуле К= ПДК/(S + с_в). Рассчитав К_i для каждого вещества, входящего в отходы, находят суммарный индекс опасности отходов по n веществам, пользуясь формулой

Если К_У < 2, отходы чрезвычайно опасные, К_У = 2...16 - высоко опасные, К_У = 16...30 -

умеренно опасные, К_У > 30 - малоопасные.

Отходы, которые в дальнейшем могут быть использованы в произ-водстве, относятся к вторичным материальным ресурсам. Например, макулатура для производства бумаги; стеклянный бой - стекла; ме-таллический лом - металла; зола, пыль, шлаки - строительных ма-териалов и конструкций; отходы птицеводства и животноводства - органических удобрений; отработанные масла и нефтепродукты - производства масел и т. д. Для полного использования отходов в качестве вторичного сырья разработана их промышленная классифи-кация, которая подразделяет, например лом и отходы металлов по физическим признакам на классы, по химическому составу - на группы и марки, по показателям качества - на сорта.

Важнейшим этапом обращения с отходами является их сбор. При сборе отходы должны разделяться по признакам, указанным выше, и в зависимости от дальнейшего использования, способа переработки, утилизации, захоронения. Классификация отходов уже на стадии их сбора очень важна, так как позволяет существенно упростить и удеше-вить их дальнейшую переработку за счет исключения или сокращения расходов на их разделение. К сожалению, в нашей стране сбор и особенно их разделение на стадии сбора поставлены пока значительно хуже, чем во многих промышленно развитых странах.

После сбора отходы подвергаются переработке, утилизации и за-хоронению. Перерабатываются такие отходы, которые могут быть полезны. Например, отработанные масла очищают от продуктов кор-розии, абразивного износа, взвешенных частиц иного рода, продуктов термического разложения, вводят присадки и получают масла для повторного использования. Отходы животноводства, птицеводства, осадки коммунально-бытовых сточных вод, не содержащие тяжелых металлов, могут быть переработаны и использованы в качестве эколо-гически чистых удобрений. Для этого используются различные спосо-бы: биотехнологический (компостирование), химический (аэробный и анаэробно-аэробный), физический (термическая сушка). Отходы резинотехнических изделий, в частности автомобильных шин, подвер-гают измельчению и вновь отправляют на изготовление этих изделий. Ртутные дуговые и люминесцентные лампы подвергают демеркуризации и получают ртуть. Отработанное на атомных станциях ядерное горючее перерабатывают на радиохимических заводах с целью выде-ления плутония-239 и урана-235 для дальнейшего использования в ядерных реакторах и других целей.

Наиболее важным этапом в процессе последующей переработки и использования бытовых отходов является их разделение уже на стадии их сбора в местах образования, т. е. непосредственно в жилых зонах. Отходы должны разделяться на пищевые, бумагу, стекло, пластмассу и различные упаковки. Пищевые отходы в дальнейшем могут перера-батываться на корма и органические удобрения, бумажные отходы для производства бумажных изделий и т. д. Остро стоит проблема применения таких пластмасс и материалов упаковок, которые при сжигании не образовывали бы токсичных веществ, в частности диоксинов, или разлагались в почве под действием естественных биологических про-цессов.

Переработка отходов - важнейший этап в обеспечении безопасно-сти жизнедеятельности, способствующий защите окружающей среды от загрязнения и сохраняющий природные ресурсы.

Отходы, не подлежащие переработке и дальнейшему использова-нию в качестве вторичных ресурсов (переработка которых сложна и экономически не выгодна или которые имеются в избытке), подвер-гаются захоронению на полигонах. Перед захоронением на полигоне отходы с высокой степенью влажности обезвоживаются. Прессуемые отходы целесообразно спрессовывать, а горючие - сжечь с целью снижения их объема и массы. При прессовании объем отходов умень-шается в 2...10 раз, а при сжигании - до 50 раз.

Сжигание в печах на мусоросжигательных заводах получило широ-кое распространение. Такие заводы работают во многих странах мира, в Москве, Санкт-Петербурге. Существующие в настоящее время сис-темы сжигания опасных отходов позволяют также использовать теплоту сжигания. Недостатком сжигания являются значительно большие из-держки по сравнению с вывозом на свалку, сбросом в море и захоро-нением в отработанные шахты. Однако термический способ уничтожения отходов предпочтительнее складирования их на свалках и полигонах. При сжигании существуют также серьезные проблемы, связанные с образованием газообразных токсичных выбросов. Мусоросжигающие заводы должны оборудоваться высокоэффективными системами пыле-, газоочистки.

Отходы складируются на полигонах. Полигоны бывают различного уровня и класса: полигоны предприятий, городские, регионального значения. Полигоны оборудуются для защиты окружающей среды, в местах складирования выполняется гидроизоляция для исключения загрязнения фунтовых вод. Характер оборудования полигона зависит от типа и класса токсичности складируемых отходов. Полигоны дол-жны располагаться вдали от водоохранных зон и иметь санитарно-защитные зоны. К сожалению, в России большая часть отходов по-прежнему вывозится на свалки, которые активно загрязняют при-родную среду.

Переработка и захоронение радиоактивных отходов - одна из наи-более сложных проблем. Сбор, переработка и захоронение радиоак-тивных отходов осуществляется отдельно от других видов отходов. Твердые радиоактивные отходы также целесообразно подвергать прес-сованию и сжиганию на специальных установках, оборудованных радиационной защитой и высокоэффективной системой очистки вен-тиляционного воздуха и отходящих газов. При сжигании 85...90 % радионуклидов локализуется в золе, остальные улавливаются системой газоочистки.

В ядерном топливном цикле образуется большое количество жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Жидкие отходы для уменьше-ния их объема подвергают упариванию, при котором основная масса радионуклидов локализуется в осадке. Временно ЖРО хранят в спе-циально оборудованных емкостях, а затем отправляют на специальные полигоны. С целью исключения или снижения опасности загрязнения грунтовых вод при окончательном захоронении ЖРО применяют ме-тоды их отверждения. Отходы цементируют с образованием цементного камня, битумируют, остекловывают, включают остеклованные отходы в металлическую матрицу.

Цементирование - самый простой метод, однако закрепление ра-дионуклидов в цементном камне недостаточно надежно, радионуклиды вымываются, камень со временем может разрушиться. Битумирование обеспечивает надежное закрепление радионуклидов, но при высокой активности отходов выделяется большое количество теплоты радиоак-тивного распада, и битумный блок может расплавиться (температура плавления битума 130°С). Остеклование - наиболее надежный, но и самый дорогой метод. Для высокоактивных отходов применяют метод включения остеклованных отходов в металлическую матрицу. Для этого из стеклянной массы, полученной на основе ЖРО, получают стеклян-ные шарики с закрепленными в них радионуклидами, засыпают их в матрицу вместе с легкоплавким сплавом на основе свинца, затем емкость нагревают, металл расплавляется и стеклянные шарики за-крепляются в металлической матрице.

Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в могильниках в геологических формациях. Могильники могут оборудоваться в по-верхностных слоях почвы, в массивах каменной соли (часто используют отработанные соляные шахты), кристаллических горных породах. Они должны располагаться в местах, не подверженных наводнениям, селям, оползням, в сейсмически безопасных районах, где нет близко грунто-вых вод. До настоящего времени вопросы утилизации и захоронения радиоактивных отходов полностью не решены.

Приборы и печатные платы содержат не только много очень ценных материалов (золото, серебро, редкие металлы), но и много токсичных веществ, например тяжелых металлов. В составы пластмасс и печатных плат вводят замедлители горения при перегреве на основе хлора и брома, которые могут образовывать при горении чрезвычайно опасные диоксины. Последними требованиями по безопасности ПЭВМ предусматривается исключение замедлителей горения на основе токсичных компонентов, изготовление элементов конструкций из чистых пластмасс без добавки красителей, минимизация состава применяемых пластмасс и других

материалов. Все эти требования направлены на упрощение дальнейшей переработки и утилизации снятых с эксплуатации ПЭВМ.

Переработка отходов электронной промышленности осуществля-ется путем разделения на отдельные однородные компоненты, выде-ления химическими методами ценных для дальнейшего использования компонентов, направления их для повторного использования.

Радикальное ре-шение проблем защиты от промышленных отходов возможно при широком внедрении малоотходных технологий. Часто используют понятие «безотходная технология». Это неверный термин, так как безотходных технологий не существует. Под малоотходной технологией понимается такая технология, при которой рационально используются все компоненты сырья и энергии в замкнутом цикле, т. е. минимизи-руются использование первичных природных ресурсов и образующиеся отходы. Малоотходные технологии должны предусматривать снижение материалоемкости изделий; использование замкнутых циклов водо-снабжения предприятий, при которых очищенные сточные воды вновь направляются в производство; образующиеся отходы или уловленные газоочисткой вещества должны вновь использоваться при получении других изделий и товаров. Например, уловленные адсорберами раство-рители при регенерации вновь направляться в производство, из улов-ленного скрубберами диоксида серы получать товарную серную кислоту или чистую серу.

Заключение

Итак, подведём итог, что вредные факторы технических систем, технологичес-ких и производственных процессов различных объектов эко-номики неблагоприятно влияют не только на работающих, но и на окружающую среду современных городов. Активной формой защиты окружающей среды населенных мест от вредного воздействия промышленных предприятий явля-ется переход к малоотходным и безотходным технологиям, а в условиях сельскохозяйственного производства - к био-логическим методам борьбы с сорняками и вредителями.

Вместе с тем в качестве дополнительных и достаточно эффективных средств защиты в настоящее время широко применяются как различное очистное оборудование (аппа-раты и системы очистки пылевых и газовых выбросов, сточ-ных вод и др.), так и специальные технические устройства по уменьшению интенсивности различных энергетических воздействий техногенного происхождения.

Список используемой литературы

1. Арустамова Э. А. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. - М., 2003.

2. Белов С. В. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. - М.: Высшая школа, 2000.

3. Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: Уч. пос.- СПб.: МАНЭ и БЖД, 2000.

4. Экологическое право в России / Под ред. В.Д. Ермака, О.Я. Сухарева.-М: ИМП, 2003

5. Хван Т.А. Безопасность жизнедеятельности: Уч. пос. - Ростов- на- Дону: Феникс, 2001