Устройства для очистки и нейтрализации жидких отходов. Очистка сточных вод. Сбор, утилизация и захоронение твердых и жидких промышленных о

Существующие в настоящее  время системы сжигания опасных  отходов позволяют также использовать теплоту сжигания.

Недостатком сжигания являются значительно большие издержки по сравнению с вывозом на свалку, сбросом в море и захоронением 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 грунтовых  вод.

Характер оборудования полигона зависит от типа и класса токсичности  складируемых отходов.

Полигоны должны 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 природную среду.

Переработка и захоронение  радиоактивных отходов − одна из наиболее ложных проблем. Сбор, переработка  и захоронение радиоактивных  отходов осуществляется отдельно от других видов отходов.

Твердые радиоактивные отходы также целесообразно подвергать прессованию и сжиганию на специальных  установках, оборудованных радиационной защитой и высокоэффективной системой очистки вентиляционного 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 уменьшения их объема подвергают упариванию, при  котором основная масса радионукладов локализуется в осадке.

Временно ЖРО хранят в  специальных оборудованных емкостях, а затем отправляют на специальные  полигоны.

С целью исключения или  снижения опасности загрязнения  грунтовых вод при окончательном  захоронении ЖРО применяют методы их отверждения.

Отходы цементируют с  образованием цементного камня, битумируют, остекловывают, включают остеклованные отходы в металлическую матрицу.

Цементирование − самый  простой метод, однако закрепление  радионуклидов 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 радиоактивного 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 стеклянные 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 закрепляются в металлической матрице.

Захоронение радиоактивных  отходов осуществляют в могильниках  в геологических формациях.

Могильники могут оборудоваться  в поверхностных 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 грунтовых  вод.

До настоящего времени  вопросы утилизации и захоронения  радиоактивных отходов полностью  не решены.

Утилизация приборов, ПВЭМ, печатных плат

Приборы и печатные платы  содержат не только очень много ценных материалов (золото, серебро, редкие металлы), но и много токсичных веществ, например тяжелых металлов.

В составы пластмасс и  печатных плат ввода 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 добавок 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 осуществляется путём  разделения на отдельные однородные компоненты, выделения химическими  методами ценных для дальнейшего  использования компонентов, направления  их для повторного использования.

 

 

Вторичные ресурсы.

Переход от эры «ресурсной расточительности» к эпохе рационального ресурсопотребления связывается с двумя основными моментами. Первый из них состоит в том, что энергетический кризис 70х годов дал сильнейший импульс развитию энергосберегающей технологии, способствовал началу перехода мировой экономики с экстенсивного пути на интенсивный. Во многих отраслях материального производства и непроизводственной сферы заметно уменьшились расходы энергии, что привело к экономии углеводород-ного сырья. 
Второй момент ассоциируется со снижением «прямой» ресурсной расточительности. Так, из огромного объема ежегодно извлекаемой из недр планеты горной массы на производство готовой продукции используется не более 20%. В результате за долгие годы в отвалах накопилось сотни миллиардов тонн различных горных пород. На этих технологических «кладбищах» лежат также миллиарды тонн золы электростанций и шлаков — отходов металлургических заводов. Многие вскрышные породы и отходы обогащения ископаемого сырья пригодны для производства целого ряда металлов, химических продуктов, строительных материалов — кирпича, цемента, извести и т. д. 
В этой связи одно из главных изменений в мировом ресурсообеспечении связано с переходом к широкомасштабному использованию вторичного сырья, которое становится «новой сырьевой базой» мировой экономики. Некоторые ученые предсказывают неизбежное наступление эры оборотного (т. е. повторного) использования ресурсов, когда в экономике главными сырьевыми материалами станут отходы, а природные запасы будут играть роль резервных источников снабжения. 
При оборотном использовании невозобновимые ресурсы как бы трансформируются в возобновимые. При этом вторичное сырье ежегодно «воспроизводится» в расширенном виде — темпы роста объемов отходов в индустриально развитых странах превышают вдвое динамику материального производства и естественного прироста населения. По имеющимся данным, в начале 90х годов площади технологических «кладбищ» ежегодно росли: в США — на 4,5 млрд т, в Западной Европе — на 2 млрд т, в Японии — на 1,3 млрд т, что соответствует не только экономической мощи государств, но и возрасту их экономики. 
Глубокая утилизация вторичного сырья способствует внедрению малоотходной и безотходной технологий. Разумеется, безотходная технология — это идеальная модель, на которую ориентировано современное производство. Достичь 100% безотходности практически нереально. Поэтому величину более 90% принято считать соответствующей безотходному производству, а 75—90% — малоотходному. Создание таких производств — процесс длительный, требующий решения целого ряда технологических, экономических, организационных и других задач.

 

 

Малоотходные и безотходные  технологии и  производство.

Термин «безотходная технология»  впервые предложен российскими  учеными Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В ряде стран Западной Европы вместо «мало- и безотходная технология» применяется термин «чистая или более чистая технология» («pure or more pure technology»).

В соответствии с решением ЕЭК. ООН и с Декларацией о  малоотходной и безотходной технологиях  и использовании отходов принята  такая формулировка безотходной  технологии (БОТ): «Безотходная технология есть практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду» [21].

В литературе встречаются  и другие термины, например, «безотходная технологическая система» (БТС). Под  БТС понимается такое отдельное  производство или совокупность производств, в результате практической деятельности которых не происходит отрицательного воздействия на окружающую среду. В  определении безотходной технологии подразумевается не только производственный процесс. Это понятие затрагивает  и конечную продукцию, которая должна характеризоваться:

• долгим сроком службы изделий,
• возможностью многократного использования,
• простотой ремонта,
• легкостью возвращения в производственный цикл или перевода в экологически безвредную форму после выхода из строя.

Теория безотходных технологических  процессов в рамках основных законов  природопользования базируется на двух предпосылках:

• исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных продуктов, а не каждый раз для отдельных;
• создаваемые продукты после использования по прямому назначению должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового производства.

Схема такого процесса – «спрос –  готовый продукт – сырье». Но каждый этап этой схемы требует затрат энергии, производство которой связано  с потреблением природных ресурсов вне замкнутой системы. Вторым препятствием полной замкнутости процесса является износ материалов, их рассеивание  в окружающей среде. Например, долгое, на протяжении многих столетий, использование  таких металлов, как серебро, свинец, цинк, медь и др., и их рассеивание  в процессе этого использования  в ОС привели к тому, что сроки  их исчерпания из земных недр составляют, согласно своду международных прогнозов  «Мир в 2000 году», всего один-два десятка  лет.

Понятие безотходной технологии условно. Под ним понимается теоретический  предел или предельная модель производства, которая в большинстве случаев  может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда – малоотходная технология – МОТ). Но с развитием  современных наукоемких технологий БОТ должна быть реализована все  с большим приближением к идеальной  модели.

Критики концепции безотходного производства утверждают, ссылаясь на второй закон термодинамики, что  как энергию нельзя полностью  перевести в работу, так и сырье  невозможно полностью переработать в продукты производства и потребления. С этим нельзя согласиться, поскольку  речь идет, прежде всего, о материи  и о Земле как открытой системе, а материю – продукцию в соответствии с законом сохранения вещества и энергии всегда можно преобразовать снова в соответствующую продукцию. Примерами служат безотходно функционирующие природные экосистемы.

Имеется и другая крайность, когда все работы, связанные с  охраной ОС от промышленных загрязнений, относят к БОТ и МОТ. Необходимо помнить, что оценка степени безотходности производства – очень сложная задача и единых критериев для всех отраслей промышленности нет.

В целом комплексный подход к оценке степени безотходности  производства должен базироваться на:

• учете не столько безотходности, сколько степени использования природных ресурсов;
• оценке производства на основе самого обычного материального баланса, т. е. на отношении выхода конечной продукции к массе поступившего сырья и полуфабрикатов;
• определении степени безотходности по количеству отходов, образующихся на единицу продукции.

Для точного определения  степени безотходности необходимо введение поправки на токсичность отходов. Невозможно сопоставлять только по массе, например, отходы содового производства и отработанные растворы гальванических цехов. Для сравнительного анализа  различных технологических схем однотипных производств, выпускающих  продукцию одного и того же вида, на стадии их проектирования вполне может  быть использован поправочный коэффициент  на токсичность отходов.

Для расчета энергетических затрат следует рассматривать энергоемкость  продукции с учетом коэффициентов  безотходности. Только в этом случае можно получить объективный показатель безотходности рассматриваемого производства. Масштабы загрязнения ОС при производстве электроэнергии на ТЭС часто таковы, что могут свести к минимуму те экологические преимущества, которые  удается достичь при совершенствовании  основного производства. Например, в цветной металлургии о степени  безотходности судят по коэффициенту комплексности использования сырья (во многих случаях он превышает 80%). В угледобывающей промышленности предприятие считается безотходным (малоотходным), если этот коэффициент не превышает 75%.

 

 

 

 

Рациональное природопользование

Понятие «природопользование» вошло в научный оборот в конце 60-х гг., когда стал значительно  усиливаться интерес к природоохранительным проблемам, проблемам взаимоотношения  природы и общества.

Д. Михайлов считает, что  только существо антропогенного воздействия  на природу и ответной реакции  на него природы и составляет неделимый  процесс природопользования. Под  природопользованием он понимает не только использование природных  благ, но и характер, масштабы и последствия  воздействия человека на природу.

В зависимости от характера  управления процессом природопользования, его типов и последствий, им вызываемых можно говорить о плановом и стихийном, рациональном и нерациональном, пассивном  и активном природопользовании и  т. д.

Под природопользованием  понимают возможность использования  человеком полезных свойств окружающей природной среды – экологических, экономических, культурных и оздоровительных. Отсюда содержание природопользования включает три его формы: экономическая (ведущая), экологическая и культурно-оздоровительная. Формы природопользования осуществляется в двух видах общего и специального природопользования.

Общее природопользование не требует специального разрешения. Оно  осуществляется гражданами на основе принадлежащих им естественных (гуманитарных) прав, существующих и возникших как  результат рождения и существования (пользование водой, воздухом и т. д.).

Специальное природопользование осуществляется физическими и юридическими на основании разрешения уполномоченных государственных органов. Оно носит целевой характер и по видам используемых объектов, подразделяется на землепользование, пользование недрами, лесопользование, водопользование, пользование животным миром (дикими животными, птицами, рыбными запасами, использование атмосферного воздуха). Специальное природопользование связано с потреблением природных ресурсов. В этой части оно соотносится через правовое регулирование с отраслями природоресурсных законов Российской Федерации: Земельный кодекс, Закон о недрах, Закон об использовании и охране животного мира, Закон об охране атмосферного воздуха.

А. Шейнгауз считает, что природопользование – это практическая деятельность, связанная либо непосредственным использованием природных ресурсов и условий территориальных комплексов, либо воздействием на них, которые заключаются не только в вовлечении этих ресурсов и усилий в экономики эффективное производство, но и предусматривает их восстановление и преобразование. Природопользование понимается, как открытая система, возникающая на пересечении мегасистем (систем первого порядка) «природа» и «общество». Системами второго порядка выступают биосфера, гидросфера, атмосфера и литосфера, для общества – социальная и хозяйственная сферы. (Шейнгауз 1984 г.)