Экозащитная техника и технология

Содержание:

Введение            3

Безотходные и малоотходные технологии      4

Средства защиты атмосферы         6

Средства защиты гидросферы        9

Средства защиты литосферы                12

Заключение                  14

Список литературы                 15

 

Введение

Современный мир отличается необычайной сложностью и противоречивостью событий, он пронизан противоборствующими тенденциями, полон сложнейших альтернатив, тревог и надежд.

Конец XX века характеризуется  мощным рывком в развитии научно-технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом, ухудшением состояния окружающей человека природной среды.

Поистине наша планета  никогда ранее не подвергалась таким  физическим и политическим перегрузкам, какие она испытывает на рубеже XX - XXI веков. Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же создал.

Эти вопросы, несомненно, волнуют многих людей. Будущее биосферы стало предметом пристального внимания представителей многих отраслей научного знания, что само по себе может быть достаточным основанием для выделения особой группы проблем - философско-методологических проблем экологического прогнозирования. Следует подчеркнуть, что данный аспект является одной из “слабостей молодой науки футурологии” в целом.

Основными путями решения  экологических проблем могут  быть не только строительство разнообразных  очистных сооружений и устройств, но и внедрение новых малоотходных технологий, перепрофилирование производств, перенос их на новое место с целью снижения «концентрации» давления на природу.

 

 

Безотходные и малоотходные технологии

Для того, чтобы определить, какими способами и методами защитить природу и человека от загрязнений, следует решить несколько задач.

Первой среди них является разработка и внедрение безотходных и малоотходных технологий. Пока ограничимся определением: отходы — это добытые человеком и выброшенные им природные ресурсы. Отходы появились только в результате хозяйственной деятельности человека.

При разработке и внедрении  безотходных технологий выделяют ряд  взаимосвязанных принципов.

Главным из них является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы всего промышленного производства региона, а на более высоком уровне — как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей все материальное производство, природную среду (атмосферу, гидросферу, литосферу, экосистемы, ландшафты), человека и среду его обитания. Иначе говоря, принцип системности должен учитывать взаимосвязь и взаимозависимость производственных, природных и социальных процессов.

Вторым важнейшим принципом  создания безотходных производств  является комплексность и полнота  использования ресурсов. Этот принцип предусматривает максимальное использование всех компонентов сырья и энергоресурсов. Общеизвестно, что все природное сырье является комплексным. Например, уже сейчас все серебро, висмут, платину и более 20% золота получают попутно при комплексной переработке руд.

Третьим принципом безотходных  производств является цикличность  и замкнутость производственного  процесса. Одним из примеров такого цикличного использования природного сырья является оборотное водоснабжение, о котором будет сказано ниже.

Принятая в 2004 г. Государственная  программа «Отходы» предполагает, что  отходы одной отрасли хозяйства должны стать сырьем для другой. В результате реализации этой программы должны быть решены сразу три задачи:

освобождение огромных площадей, занятых под свалками, рекультивация этих земель и возвращение  их в разряд пахотных;

утилизация многих отходов помогла бы решить ряд важных сырьевых проблем, например, использование металлолома, а не руды в качестве металлургического сырья;

уменьшение загрязнения  биосферы сбросами и выбросами отходов  и, как результат, улучшение качества ОС и оздоровление населения России.

Для осуществления этой программы в России необходимо:

создание единого координирующего  центра по формированию технической политики в области удаления отходов и банка данных по отходам, такой центр в идеале смог бы помочь утилизации подавляющей массы отходов;

идентификация видов  отходов, имеющих сырьевое значение: многие отходы могут стать ценным сырьем. Например, в большинстве рудных отвалов могут содержаться редкие металлы, которые «не заметили» при добыче железа и цветных металлов;

обнаружение отходов, вызывающих наибольшее загрязнение ОС, наиболее оптимальная их утилизация или размещение. В данном случае речь идет, прежде всего, о токсичных и радиоактивных отходах;

обеспечение материально-технической  базы научных и производственных подразделений, деятельность которых  связана с удалением отходов;

обеспечение финансирования из федерального и региональных бюджетов проектов и научных исследований, связанных не только с проблемой переработки отходов, но и с задачами предотвращения образования отходов;

разработка системы  налоговых и других финансовых льгот  предприятиям и организациям, осуществляющим научные исследования в области удаления отходов.

Перечисленные выше мероприятия  имеют, в основном, организационный  характер. Однако главные задачи стоят  в области технологии, поскольку  необходимо создать по существу новую  экономику, в которой все отрасли  хозяйства были бы четко скоординированы и ориентированы в одном направлении — на сохранение биосферы.

 

Средства защиты атмосферы

Для защиты воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используют следующие меры: экологизацию технологических процессов; очистку газовых выбросов от вредных примесей; рассеивание газовых выбросов в атмосфере; устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения и др.

Наиболее радикальная  мера охраны воздушного бассейна от загрязнения  – экологизация технологических процессов - создание замкнутых технологических циклов, малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Все шире применяют частичную рециркуляцию, т. е. повторное использование отходящих газов.

К сожалению, нынешний уровень  развития экологизации технологических  процессов недостаточен для полного  предотвращения выбросов токсичных  веществ в атмосферу. На предприятиях повсеместно используются очистку газовых выбросов от вредных примесей - рассеянных в атмосфере веществ, не содержащихся в ее постоянном составе. Существуют различные аппараты очистки отходящих газов от аэрозолей - взвешенных в газообразной среде жидких или твердых частиц неорганической и органической природы (пыли, золы, сажи) и токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO₃, S0₂, S0₃ и др.), Однако с точки зрения будущего такие аппараты по вышеуказанным причинам не имеют перспектив.

Для очистки выбросов от аэрозолей в настоящее время  применяют различные типы устройств  в зависимости от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и  требуемого уровня очистки.

Сухие пылеуловители - циклоны, пылеосадительные камеры, которые предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжелой пыли. Принцип работы - оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Пылегазовый поток вводится в циклон через патрубок (рис. 23), далее он совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса; частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона и затем падают вниз в сборник пыли (бункер), откуда периодически удаляются. Для повышения эффективности работы применяют групповые (батарейные) циклоны.

Мокрые пылеуловители - скрубберы, турбулентные, газопромыватели и др., которые требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции и броуновского движения. Наибольшее практическое применение получили скрубберы Вентури (рис. 24), которые обеспечивают 99% очистки от частиц размером более 2 мкм и, как все мокрые пылеуловители, незаменимы при очистке от пыли взрывоопасных и горячих газов.

Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать мелкодисперсные частицы пыли до 0,05 мкм. Особенно эффективны рукавные фильтры с тканями из синтетических волокон повышенной термостойкости (250-300 °С) типа «сульфон-Т», фильтровальные металлические ткани (до 800 °С), а также фильтры из тканей типа ФПП и ФПА, дающие высокую степень очистки.

Электрофильтры - наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0-99,5%). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему знак, обратный заряду коронирующего электрода. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии - это их основной недостаток.

Рассеивание газовых примесей в атмосфере используют для снижения опасных концентраций примесей до уровня соответствующего ПДК. Как показывает опыт, в приземном слое атмосферы вблизи крупных энергетических установок (ТЭЦ, ГРЭС) и других предприятий концентрация вредных веществ в отходящих газах может превышать ПДК, несмотря на все применяемые меры по очистке газов и экологизацию технологических процессов.

Рассеивание пыле-газовых  выбросов осуществляют с помощью  высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше ее рассеивающий эффект. На ряде предприятий высота дымовых  труб достигает более 300 м. Рассеивание  газовых примесей в атмосфере - это  далеко не самое лучшее решение проблемы. Применение высоких дымовых труб, хотя и помогло уменьшить локальное дымовое загрязнение, осложнило в то же время региональные проблемы выпадения кислотных дождей. Чем выше от поверхности земли происходит выброс загрязняющих газов, тем дальше от своего источника они распространяются.

Рассеивание вредных  веществ в атмосфере - это временное, вынужденное мероприятие, которое  осуществляется вследствие того, что существующие очистные устройства не обеспечивают полной очистки выбросов от вредных веществ.

Защита атмосферного воздуха от вредных выбросов предприятий  в значительной степени связана  с устройством санитарно-защитных зон и архитектурно-планировочными решениями.

Санитарно-защитная зона - это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства (выбросы пыли и иные виды загрязнения среды).

Ширину санитарно-защитных зон устанавливают в зависимости  от класса производства, степени вредности  и количества выделенных в атмосферу  веществ и принимают равной от 50 до 1000 м.

Санитарно-защитная зона должна быть благоустроена и озеленена  газоустойчивыми породами деревьев и кустарников, например, акацией белой, тополем канадским, елью колючей, шелковицей, кленом остролистным, вязом листовидным и т.д.

Архитектурно-планировочные  мероприятия - это правильное взаимное размещение источников выброса и населенных мест с учетом «розы ветров», выбор под застройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами, сооружение автомобильных дорог в обход населенных пунктов и др.

«Роза ветров» - векторная диаграмма, характеризующая режим ветра в данной местности по многолетним наблюдениям. Длина лучей, расходящихся от центра диаграммы в разных направлениях пропорциональны повторяемости ветров.

 

Средства защиты гидросферы

Водоемы загрязняются в  основном в результате спуска в них  сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических  веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д.

Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых   сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физикохимические, биологические.

В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения    механической очистки. В зависимости  от требуемой степени очистки они могут  дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки, а    при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются      сооружения глубокой очистки. Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.