Методы и средства защиты окружающей среды. Экобиозащитная техника. Средства по очистке сточных вод

      Для очистки воздуха от туманов, кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют туманоуловители – волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести. Метод абсорбции – очистка газовых выбросов от газов и паров, основанная на поглощении последних жидкостью. Решающим условием для применения метода абсорбции является растворимость паров или газов в абсорбенте.

      Метод адсорбции основан на способности некоторых тонкодисперсных твердых тел селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты газовой смеси. В качестве адсорбентов (поглотителей) применяют вещества, имеющие большую площадь поверхности на единицу массы (активированный уголь, активированный глинозем, силикагель, синтетические цеолиты). Адсорберы выполняются в виде ёмкостей, заполненных пористым адсорбентом, через который фильтруется поток очищаемого газа. Адсорберы нашли широкое применение в респираторах и противогазах.

      Хемосорберы работают на принципе поглощения газов и паров жидкими или твердыми поглотителями с образованием малорастворимых или малолетучих химических соединений. Хемосорбия – один из распространенных методов очистки отходящих газов от оксидов азота.

      В основе работы термических нейтрализаторов лежит способность горючих газов и паров, входящих в состав вентиляционных или технологических выбросов, сгорать с образованием менее токсичных веществ.

       В аппаратах многоступенчатой очистки очищаемые газы предварительно проходят несколько автономных аппаратов очистки и один агрегат, включающий несколько ступеней очистки. Такие аппараты применяются для высокоэффективной очистки газов.

Рис. 3. Классификация аппаратов очистки вентиляционных и технологических газовых выбросов.

Средства защиты гидросферы

      При механической очистке сточных вод от взвешенных веществ используют процеживание (в решетках и волокноуловителях), отсеивание (в песколовках, отстойниках и жироуловителях), обработку поля действия центробежных сил (в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах) и фильтрование (зернистыми фильтрами или фильтрами-сепараторами).

      Физико-химические методы используют для очистки сточных вод от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается роль физико-химичес-ких методов очистки сточных вод, основными из которых являются: флотация (молекулярное слипание частиц масла и пузырьков тонкодиспергированного в воде воздуха), экстракция (перераспределение примесей сточных вод в смеси двух взаимно растворимых жидкостей – сточной воды и эстрагента), нейтрализация (объединение ионов водорода и гидроксильной группы в молекулу воды, в результате чего сточная вода становится нейтральной – применяется для выделения из сточных вод кислот и щелочей), сорбция (использование мелкодисперсных материалов: золы, торфа, опилок, шлаков), ионообменная очистка (обессоливание и очистка сточных вод от ионов металлов применением ионитов), электрохимическая очистка (использование гидролиза для очистки сточных вод гальванических процессов, содержащих цианиты цинка, меди, железа и др.).

      Биологическая очистка применяется для выделения из сточных вод тонкодисперсных и растворенных органических веществ и основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах органические вещества (кислоты, белки, углеводы и т. д.). Биологическую очистку осуществляют в естественных условиях (на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах) и искусственных сооружениях (аэротэнки и биофильтры).

Средства защиты литосферы

      Для защиты почв, лесных угодий, поверхностных и грунтовых вод от твердых и жидких отходов в настоящее время широко используют сбор и складирование промышленных и бытовых отходов на свалках и полигонах. Переработку промышленных отходов производят на специальных полигонах, создаваемых в соответствии с требованиями СНиП 2.01.28-85 и предназначенных для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных отходов промышленных предприятий, НИИ и учреждений. Приему на полигоны подлежат: мышьякосодержащие неорганические твердые отходы и шламы; отходы, содержащие свинец, цинк, олово, кадмий, никель, сурьму, кобальт и их соединения; отходы гальванического производства; использованные органические растворители; органические горючие; неисправные ртутные дуговые и люминесцентные лампы; формовочная земля; песок, загрязненный нефтепродуктами; испорченные баллоны с остатками веществ и др. Приему на полигон не подлежат: отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов и других веществ; нефтепродукты, требующие регенерации; радиоактивные отходы.

      Переработка отходов на полигонах предусматривает использование физико-химических методов, термическое обезжиривание с утилизацией теплоты, демеркуризацию ламп с утилизацией ртути и других ценных металлов, прокаливание, затаривание отходов в герметичные контейнеры и их захоронение. Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны.

      В 70–80 годы получила развитие термическая переработка отходов сжиганием их в печах на мусоросжигающих заводах. Термический способ переработки отходов экологичнее складирования на свалках, полигонах, однако наличие токсичных газообразных выбросов и токсичных отходов в виде золы и шлаков не позволяет считать такой способ переработки отходов экологически чистым.

      Более рациональным способом защиты литосферы от отходов производства и быта является освоение специальных технологий по сбору и переработке отходов.

      Наиболее эффективным методом решения проблемы защиты литосферы от промышленных отходов является применение безотходных и малоотходных технологий и производств.

      Под безотходной технологией, безотходным производством, безотходной системой понимают не просто технологию или производство того или иного продукта, а принцип организации функционирования производства, региональных промышленно-производственных объединений, территориально-производственных комплексов народного хозяйства в целом. При этом рационально используются все компоненты сырья и энергия в замкнутом цикле (первичные сырьевые ресурсы – производство – потребление – первичные сырьевые ресурсы), т. е. не нарушается сложившееся экологическое равновесие в биосфере.

      Основой безотходных производств является комплексная переработка сырья с использованием всех его компонентов, поскольку отходы производства – это по тем или иным причинам неиспользованная или недоиспользованная часть сырья. Большое значение при этом приобретает разработка ресурсосберегающих технологий.

      Малоотходная технология является промежуточной ступенью для создания безотходного производства. При малоотходном производстве вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарными нормами, но по техническим, экологическим, организационным или другим причинам часть сырья, материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.

      Малоотходная и безотходная технология должны обеспечить комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов на базе создания новых безотходных процессов; создание и выполнение новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования; переработку отходов производства и потребления с получением товарной продукции или любое полезное их использование без нарушения экологического равновесия; использование замкнутых систем промышленного водоснабжения.

2. Средства защиты от энергетического воздействия.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ С  ШУМОМ И ВИБРАЦИЕЙ

      Основными мерами по снижению уровня шума являются снижение шума в источнике образования и снижение шума на пути распространения.

       Для снижения шума в источнике образования изменяют технологию производства, способы обработки и транспортировки, улучшают конструкции машин и механизмов. Ударного действия механизмы заменяются на безударные; вместо подшипников качения применяют подшипники скольжения; металлические детали заменяют пластмассовыми; тщательно уравновешивают детали, уменьшают зазоры между ними. Аэродинамический шум уменьшают, применяя глушители, а так- же воздуховоды с изменяющимся поперечным сечением, в которых происходит дробление потока воздуха или газа. Для борьбы с электромагнитными шумами тщательно уравновешивают вращающиеся детали машин (ротор, подшипники), протирают щетки электродвигателей, применяют плотную прессовку пакетов трансформаторов.

      Для снижения шума на пути распространения применяют средства звукопоглощения и звукоизоляции. Звукоизолирующие материалы обладают высокой плотностью и гладкой поверхностью (кирпич, бетон, дерево, стекло и т. д.), звуковая волна от них отражается, что позволяет снизить уровень шума до 45 дБ.

      Звукопоглощающие материалы – пористые, рыхлые (вата, пемза и т. д.). Звуковая волна, попадая между волокнами, многократно от них отражается и гасит свою энергию. Такими материалами облицовывают стены, потолки в помещениях, а также кожухи, звукоизолирующие экраны. Их применение снижает шум на 8–12 дБ.

      В помещениях большого объёма используют звукопоглотители в виде продольных и поперечных диафрагм, подвешенных к потолку. На пути распространения шума от мощного источника ставят акустические экраны, которые представляют плоские кирпичные, железные или железобетонные конструкции различной формы. Со стороны источника шума их покрывают звукопоглощающими материалами.

       Кроме коллективных средств защиты, используют индивидуальные средства защиты органов слуха. К ним относятся вкладыши, наушники и шлемы. Их применение снижает шум на 40–50 дБ и позволяет избежать необратимых потерь слуха.

       Для защиты окружающей среды от шума используются лесные насаждения. При этом снижается уровень звука от 5 до 40 дБ.

       Для измерения уровня шума используют шумомеры (ВШВ-003, ШВК-1). Находящиеся в них конденсаторные или пьезоэлектрические микрофоны преобразуют звуковые колебания в электрические, которые затем усиливаются, проходят через корректирующие фильтры и выпрямитель и поступают на прибор.

Основные методы защиты от вибрации делятся на две большие  группы:

• снижение вибрации в источнике её возникновения;
• уменьшение вибрации по пути её распространения от источника.

      Для снижения вибрации в источнике возникновения изменяют технологические процессы (например, ковку и штамповку заменяют прессованием, клёпку – сваркой), к минимуму сводят зазоры и перекосы между деталями, уравновешивают движущиеся детали и т. д.

       Для ослабления передачи колебаний от машины к фундаменту между ними устанавливают амортизаторы в виде стальных пружин или виброгасители, выполненные из резины, пробки, войлока, пропитанного парафином, и других материалов. У пружинных амортизаторов собственная частота колебаний не должна совпадать с частотой вибрации. Для ограничения распространения вибрации через почву между фундаментом и грунтом оставляют воздушный промежуток (акустический разрыв).

      Применяют индивидуальные средства защиты – обувь на толстой резиновой подошве и перчатки с виброгасителями.

      При работе с виброинструментом устанавливается нормируемая связь между повышением уровня вибрации выше нормируемой и временем воздействия этой вибрации на человека. Например, если вибрация превышает нормируемую на 12 дБ, то время работы в контакте с этой вибрацией составляет не более 20 минут.

      Лечебно-профилактические мероприятия включают в себя обязательные предварительные и периодические медицинские обследования, а также определённые методы выявления ранней стадии виброболезни и проведение комплексного лечения.

      Способы и методы защиты от ионизирующих излучений

      В основу положен отечественный и зарубежный опыт обеспечения радиационной безопасности, а также рекомендации Международной комиссии по нормам радиологической защиты (МКРЗ).

Нормы основаны на следующих  принципах:

• непревышение основного дозового предела;
• исключение всякого необоснованного облучения;
• снижение дозы облучения до возможно низкого уровня.

Дозовые пределы не включают:

• дозу, получаемую при медицинском обследовании и лечении;
• дозу, обусловленную естественным фоном излучения.

      Предельно-допустимая доза (ПДД) – наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала категории А неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

      Предельная доза (ПД) устанавливается меньше ПДД и для категории В она составляет 0,05 бэр/год.

Контроль за облучением категории В ведётся Минздравом РФ.

       При возникновении аварийных ситуаций однократное поступление в организм радионуклидов свыше 5 пределов годового поступления, а также однократное внешнее облучение более 5 предельно допустимых доз опасны. После такого воздействия необходимо медицинское обследование.

     Для защиты населения категорий Б и В применяются следующие меры:

• создание санитарно-защитных зон и зон наблюдения;
• всемерное ограничение поступления радиоактивных отходов в воду, воздух, почву.