Адсорбционный метод особенно рационален для удаления токсических примесей (органических соединений, паров ртути и др.), содержащихся в малых концентрациях, т. е. как завершающий этап санитарной очистки отходящих газов.

Недостатки большинства адсорбционных установок — периодичность процесса и связанная с этим малая интенсивность реакторов, высокая стоимость периодической регенерации адсорбентов. Применение непрерывных способов очистки в движущемся и кипящем слое адсорбента частично устраняет эти недостатки, но требует высокопрочных промышленных сорбентов, разработка которых для большинства процессов еще не завершена.

Абсорбционные методы характеризуются непрерывностью и универсальностью процесса, экономичностью и возможностью извлечения больших количеств примесей из газов. Недостаток этого метода в том, что насадочные скрубберы, барботажные и даже пенные аппараты обеспечивают достаточно высокую степень извлечения вредных примесей (до ПДК) и полную регенерацию поглотителей только при большом числе ступеней очистки. Поэтому технологические схемы мокрой очистки, как правило, сложны, многоступенчаты и очистные реакторы (особенно скрубберы) имеют большие объемы.

Любой процесс мокрой абсорбционной очистки выхлопных газов от газо- и парообразных примесей целесообразен только в случае его цикличности и безотходности. Но и циклические системы мокрой очистки конкурентоспособны только тогда, когда они совмещены с пылеочисткой и охлаждением газа.

32. Каковы величины БПК питьевой воды и суммарная концентрация солей в ней по ГОСТу?

Со сточными водами в водные объекты поступают сотни тысяч тонн загрязняющих веществ, в результате качество воды большинства водных объектов России не отвечает нормативным требованиям. Наиболее распространёнными веществами, загрязняющими поверхностные воды, являются нефтепродукты, фенолы, легко окисляющиеся (по БПК) органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитратный азот, а также специфические загрязняющие вещества – лигнин, ксантогенаты, формальдегид и др.

БИОХИМИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА (БПК)- показатель загрязнения воды органическими соединениями, определяемый количеством кислорода, пошедшим за установленное время (обычно 5 суток - БПК5) в аэробных условиях на окисление загрязняющих веществ, содержащихся в единице объема воды. Как правило, в течение 5 суток при нормальных условиях происходит окисление ~ 70% легкоокисляющихся органических веществ; практически полное окисление (БПКполн или БПК20) достигается в течение 20 суток. Для источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (ГОСТ 17.1.3.03-77) и водных объектов, используемых в рыбохозяйственных целях, БПКполн не должно превышать 3 мг О2/л.

Согласно-РОСТ-2874-73 на питьевую воду, общее содержание солей в ней не должно превышать 1000 мг/л, содержание хлоридов регламентируется на уровне 350 мг/Л, а сульфатов на уровне 500 мг/л.

Проблема обеспечения населения России питьевой водой нормативного качества и в достаточном количестве во многих регионах стала одной из главных, определяющих при проведении экономических реформ и усилении их социальной направленности.

33. С чего начинается разработка замкнутых водооборотных систем?

Анализ показывает, что создание экономически обоснованных замкнутых систем водного хозяйства является весьма трудной задачей.

Необходимо: многократное (каскадное) рациональное использование воды в производстве, применение маловодных или безводных технологических процессов и эффективных способов очистки локальных потоков сточных вод с учетом повторного их использования, создание локальных замкнутых систем техническою водоснабжения, использование сточных вод, прошедших обработку на внеплощадочных очистных сооружениях, в системах технического и охлаждающего водоснабжения и т.д.

Сложный физико-химический состав сточных вод, разнообразие содержащихся в них соединений и их взаимодействие друг с другом делают невозможным подбор универсальной структуры бессточных схем, пригодных для применения в различных отраслях народного хозяйства. Создание таких систем на предприятиях зависит от особенностей технологии, технической оснащенности, требований к качеству получаемой продукции и используемой воды и т.д. В ряде отраслей они уже внедрены или внедряются, а в других еще необходимы определённые разработки и подготовка.

Вопросом первостепенной важности при создании замкнутых водооборотных систем является разработка научно-обоснованных требований к качеству воды, используемой во всех технологических процессах и операциях. В подавляющем большинстве технологических операций нет необходимости в использовании воды питьевого качества. Поэтому необходимо оценить максимально допустимые пределы основных показателей качества воды, которые определяются следующими факторами:

- не должно ухудшаться качество получаемого продукта;

- должна обеспечиваться безаварийная работа оборудования; оно не должно разрушаться вследствие коррозии, на стенках не должны появляться отложения и т.д.;

- не влиять на здоровье обслуживающего персонала за счёт изменения токсикологических или эпидемиологических характеристик воды.

Исторически сложилось так, что при разработке технологических схем на качество воды не обращали внимания. Питьевая и даже техническая вода в подавляющем большинстве случаев удовлетворяла технологов, а использованную воду просто сбрасывали в водоёмы и только позднее стали направлять на очистные сооружения.

Общими вопросами при разработке замкнутых водооборотных систем для всех отраслей народного хозяйства являются следующие:

- максимальное внедрение воздушного охлаждения вместо водяного: на многих предприятиях на охлаждение расходуется до 70% всей используемой воды;

- размещение комплекса производств на промышленной площадке таким образом, чтобы было возможно многократно (каскадно) использовать воду в технологических производствах;

- последовательное многократное использование воды в различных или идентичных производствах должно по возможности приводить к образованию небольшого объема максимально загрязненных сточных вод, для обезвреживания которых можно подобрать достаточно эффективные (и, как правило, дорогостоящие) методы очистки;

- использование воды для очистки газов только тогда, когда из газов извлекаются и используются ценные компоненты, применение воды для очистки газов от твердых частиц допускается только в случае замкнутого цикла;

- обязательная регенерация отработанных кислот, щелочей и солевых технологических растворов с использованием извлекаемых продуктов в качестве вторичного сырья.

При создании замкнутых водооборотных систем промышленных предприятий водоподготовка и очистка сточных вод должны рассматриваться как единая система. Проектирование замкнутых систем проводится одновременно с проектированием основного производства. Образующиеся при очистке сточных вод осадки перерабатываются в товарную продукцию или выдаются в виде вторичного сырья.

Большое внимание в оборотных системах охлаждающего водоснабжения следует уделять борьбе с биологическим обрастанием, для чего приходится применять специальные ингибиторы, содержащие токсичные вещества, например соли хрома, или хлорировать (озонировать) воду.

Настоятельная необходимость и целесообразность создания замкнутых систем производственного водоснабжения, являющихся основой рационального водопользования, обусловлены тремя основными факторами:

- дефицитом пресной воды.

- исчерпанием обезвреживающей (самоочищающей и разбавляющей) способности водоемов, в которые сбрасываются сточные воды.

- экономическими преимуществами по сравнению с очисткой сточных вод до соответствующих нормативов, позволяющих их сброс в открытые водоёмы.

34. Каковы основные методы обессоливания воды?

Хорошо освоенным и широко применяемым методом обессоливания является дистилляция (как и в природе испарение воды). Для обессоливания морской воды используются установки единичной мощностью от 15 до 40 тыс.м3/сут. Основной их недостаток - большой расход энергии: лучшие из них расходуют не менее 0,02 Гкал на 1 м3 получаемой воды.

В южных странах и в Среднеазиатских республиках для опреснения солёных вод в основном для питьевых целей используют солнечную энергию.

В отдельных случаях для удаления солей применяют вымораживание. Известно, что при медленном охлаждении соленой воды из неё в первую очередь вымораживаются кристаллы льда, практически не содержащего солей.

Во всех странах мира широкое распространение получило обессоливание воды с применением ионитов. Несмотря на значительные успехи в развитии методов химического обессоливания воды и дистилляции ионный обмен до сих пор остается основным методом приготовления глубокообессоленной воды для АЭС и ТЭС с паровыми котлами высокого, сверхвысокого и критического давления, а также для получения ультрачистой и обессоленной воды для химической, электронной и некоторые других отраслей промышленности.

Основными недостатками общепринятых технологических схем ионообменной очистки является значительное количество солей, образующихся при регенерации ионообменных фильтров (к извлекаемым из очищаемой воды солям прибавляется в 2-4 раза большее количество солей от регенерации ионообменных смол).

Экономический анализ показывает, что при использовании дистилляционного опреснения целесообразно применение высокопроизводительных станций (мощностью несколько десятков тыс.м3/сут) и сильноминерализованных вод (более 10 г/л). Мембранные методы обессоливания в настоящее время целесообразно применять для опреснения вол с содержанием солей до 15 г/л. Электродиализ и обратный осмос позволяют получать воду относительно низкой стоимости на установках малой и средней ( до нескольких тыс.м3/сут) производительности. В ряде случаев хорошие результаты достигаются при комбинации методов: дистилляции и электродиализа или обратного осмоса, ионного обмена или обратного осмоса и электродиализа и др.

Переработка рассолов и рапы. Все обессоливающие установки наряду с очищенной пресной водой производят определенное количество растворов со значительной концентрацией солей - рассолов и даже рапы. Эти концентрированные растворы должны быть либо утилизированы в производственных процессах, либо подвергнуты дальнейшему концентрированию до получения твердых солей с последующим их использованием или безопасным захоронением.

В ряде водооборотных схем, разработанных и внедренных в нашей стране, выделенные при очистке сточных вод вещества широко используются для получения товарной продукции. Следует, однако, отметить, что в целом проблема переработки рассолов и рапы решается крайне медленно. В то же время без решения данной проблемы может замедлиться создание замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятии. В любой замкнутой системе водоснабжения неизбежно накапливаются соли, которые должны быть выведены и переработаны, и чем больше замкнутых систем промышленного водопотребления будет создано, тем более острой будет проблема переработки этих рассолов и рапы.

35. Какой метод очистки воды от солей в природе имеет наибольшее значение?

Огромное значение для очистки воды в природе имеет естественное испарение. Оно происходит с поверхности водных объектов, растений, льда, снега и т. д. за счет энергии, получаемой Землей от Солнца. Испарение идет тем интенсивнее, чем больше разница между количеством пара, которое может содержаться в воздухе при данной температуре, и его фактическим содержанием в воздухе. Ему способствует ветер. При испарении вода очищается, освобождается от растворенных и нерастворенных примесей. Таким образом в атмосфере оказывается чистая вода ( до 99%). Мировой океан является гиганским испарителем и источником «чистой» воды. Хорошо освоенным и применяемым в быту методом обессолевания является дистилляция, основанная на принципах естественного испарения.

36. Каковы основные методы очистки воды от орг. примесей?

Основным методом очистки сточных вод от органических примесей является биологическое окисление (аэробное в присутствии кислорода и анаэробное в его отсутствие). Процесс биохимической очистки по своей сути - природный, его характер одинаков для процессов, протекающих как в водоёмах и очистных сооружениях, так и в сосудах для определения ВПК. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простейших и более высокоорганизованных организмов (таких, как водоросли и грибы), связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями. Это сообщество принято называть активным илом. Последний содержит от 106 до 1014 клеток на 1 г сухой биомассы (около 3000 мг микроорганизмов на литр сточной воды).

Аэробный процесс. Для жизнедеятельности живых организмов необходимо поддерживать соответствующие условия:

- температура процесса 20-З0 С;

- рН среды 6,5-7,5;

- соотношение биогенных элементов БПКП : N : Р не более 100 : 5 : 1;

- кислородный режим на уровне не ниже 2 мгО2/л;

- содержание токсичных веществ не выше (тетраэтилсвинца 0,001 мг/л, соединений бериллия, титана, шестивалентного хрома и оксида углерода 0,01 мг/л, соединений висмута, ванадия, кадмия и никеля 0,1 мг/л, сульфата меди 0,2 мг/л, цианистого калия 2 мг/л)

Все органические соединения окисляются по-разному. Первичные спирты окисляются легче вторичных, а вторичные - легче третичных.

Биохимическая (аэробная) очистка, сточных вод проводится в специальных сооружениях: аэротенках, окситенках, биофильтрах, биологических прудах и т.д. На аэробную очистку направляются сточные воды с содержанием органических веществ (по БПК) до 5000 мгО2/л; конечная их концентрация - до 10 мгО2/л. Принципиальные схемы широко распространённых одно- и трехкоридорных аэротенков.

Анаэробный процесс.

В этом случае происходит биологическое окисление органических веществ в отсутствие молекулярного кислорода за счёт химически связанного кислорода в таких соединениях как SO2-4, SО32- и СО32-. Процесс протекает в две основные стадии; на первой образуются органические кислоты, на второй образовавшиеся кислоты преобразуются в метан и диоксид углерода:

Анаэробный процесс весьма чувствителен к залповым сбросам, а восстановление микрофлоры может продолжаться от 1 до 6 месяцев, хотя в нормальных условиях микрофлора может храниться 12-18 месяцев и начать работать в течение нескольких дней.

В анаэробном процессе по сравнению с аэробным образуется значительно меньше шлама - примерно 1/3-1/5 от его количества в случае аэробного процесса. Он значительно дешевле (нет аэраторов), но в связи с образованием метана взрыво- и пожароопасен.

Основная цель анаэробной обработки - уменьшение объёма активного ила или количества органических веществ в сточной воде, получение метана и самое главное получение хорошо фильтрующегося и без запаха осадка. Осадки после фильтрации могут быть использованы в качестве удобрения в растениеводстве при условии, что содержание тяжёлых металлов в них не превышает ПДКП. Получаемый в метан-тенках газ содержит до 75%(об.) метана (остальное - диоксид углерода и воздух) и используется в качестве горючего.

37. Какова природа аэробной биохимической очистки воды?

38. Какой процесс при обезвреживании органических в-в сточных вод в аэротенках имеет наибольшее значение?

В искусственных условиях очистку от орг. в-в проводят в аэротенках . Аэротенками называют железобетонные аэрируемые резервуары. Процесс очистки в аэротенке идет по мере протекания через него аэрированной смеси сточной воды и активного ила. Аэрация необходима для насыщения воды кислородом и поддержания ила во взвешенном состоянии. Аэротенк представляет собой открытый бассейн , оборудованный устройствами для принудительной аэрации. Они бывают двух,3,4-коридорные. Глубина аэротенков 2-5м.

Наибольшее значение при обезвреживании орг. в-в имеет аэрация (насыщение кислородом). Растворимость кислорода в воде мала ( зависит от температуры и давления), поэтому для насыщения падают большое кол-во воздуха). При аэрации должна быть обеспечена большая поверхность контакта между воздухом. сточной водой и илом, что явл –ся необходимым условием эффективной очистки.

39. В чем суть анаэробного метода очистки сточных вод?

В этом случае происходит биологическое окисление орфических веществ в отсутствие молекулярного кислорода за счёт химически связанного кислорода в таких соединениях как SO2-4, SО32- и СО32-. Процесс протекает в две основные стадии; на первой образуются органические кислоты, на второй образовавшиеся кислоты преобразуются в метан и диоксид углерода:

Основная цель анаэробной обработки - уменьшение объёма активного ила или количества органических веществ в сточной воде, получение метана и самое главное получение хорошо фильтрующегося и без запаха осадка. Осадки после фильтрации могут быть использованы в качестве удобрения в растениеводстве при условии, что содержание тяжёлых металлов в них не превышает ПДКП. Получаемый в метан-тенках газ содержит до 75%(об.) метана ( остальное - диоксид углерода и воздух) и используется в качестве горючего.

40. Проанализировать комбинированную схему анаэробной и аэробной очистки сточных вод и использование шламов?

Городские сточные воды в 1-ую оч-дь поступают в отстойник, в кот. образ-ся активный ил, затем воды переходят в спец. сооружение под назв-ем аэротенк, где происходит биохим. очистка, потом сточ. воды опять поподают в отстойник, в кот. отделяется активный ил, а вся остальная вода хлорируется и сбрасывается в водоем.

Актив. ил подвергается альтернативному исп-ю.: а). сжигание, б). анаэроб. разложение. в). внесение в почву. г). захоронение.

41. Проанализировать основные мембранные методы очистки сточных вод

Весьма перспективными и уже получившими широкое распространение методами удаления солей являются мембранные - электродиализ и обратный осмос. Электродиализ основан на направленном переносе ионов диссоцированных солей в поле постоянного тока через селективные мембраны из естественных или синтетических материалов. Метод позволяет разделять не только сточные воды на обессоленную чистую воду и концентрированный раствор солей, но и раствор солей на кислоты, щёлочи и другие составляющие. За рубежом метод электродиализа широко применяется для обессоливания воды. Во всех странах мира широкое распространение получило обессоливание воды с применением ионитов. Несмотря на значительные успехи в развитии методов химического обессоливания воды и дистилляции ионный обмен до сих пор остается основным методом приготовления глубокообессоленной воды для АЭС и ТЭС с паровыми котлами высокого, сверхвысокого и критического давления, а также для получения ультрачистой и обессоленной воды для химической, электронной и некоторые других отраслей промышленности.

Появление таких методов обессоливания воды, как электродиализ и обратный осмос, не ослабил интереса к ионообменному обессоливанию. Надо полагать, что на ближайшие 10-15 лет этот метод будет самым распространенным и экономически наиболее предпочтительным методом глубокого обессоливания воды со средней степенью минерализации. Экономический анализ показывает, что при использовании дис-тилляционного опреснения целесоопразно применение высокопроизводительных станций и сильноминерализованных вод. Мембранные методы обессоливания в настоящее время целесообразно применять для опреснения вол с содержанием солей до 15 г/л.

42. Каковы недостатки процесса обратного осмоса?

Электродиализ и обратный осмос позволяют получать воду относительно низкой стоимости на установках малой и средней ( до нескольких тыс.м3/сут) производительности.

В ряде случаев хорошие результаты достигаются при комбинации методов: дистилляции и электродиализа или обратного осмоса, ионного обмена или обратного осмоса и электродиализа и др.

43. Что такое вторичные энергетические ресурсы и как они используются?

Под вторичными энергетическими ресурсами (далее – ВЭР) понимается энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках), который не используется в самом агрегате-источнике ВЭР, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других потребителей.

По видам энергии ВЭР подразделяются на горючие и тепловые.

Горючие ВЭР – это содержащие химически связанную энергию отходы технологических процессов, неиспользуемые или непригодные для дальнейшей технологической переработки, которые используются или могут быть использованы в качестве котельно-печного топлива.

К горючим ВЭР относятся: горючие отходы процессов химической и термохимической переработки углеродистого или углеводородного сырья (метано-водородная фракция производства этилена, Х-масла производства капролактама, кубовые остатки и другие), горючие газы плавильных печей, лигнин гидролизного производства, сульфатные и сульфитные щелока целлюлозно-бумажной промышленности, сивушные масла, отработанные нефтепродукты и другие горючие ВЭР.

Продукты и отходы топливоперерабатывающих установок (нефтеперерабатывающих, торфоперерабатывающих и других), отходы деревообработки (опилки, стружка, щепа, обрезь и так далее), отходы сельскохозяйственной деятельности (солома, костра, стебли кукурузы и прочие отходы растительного и животного происхождения) являются одними из видов природного топлива или продуктов переработки топлива и к горючим ВЭР не относятся.

К тепловым ВЭР относятся: физическое тепло продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках), которое не используется в самом агрегате-источнике ВЭР, но используется или может быть использовано для теплоснабжения других потребителей. К тепловым ВЭР относится теплота:

уходящих дымовых газов топливопотребляющих установок;

отходящих газов технологических установок;

избыточное тепло жидких и газообразных продукционных потоков;

конденсата, не подлежащего возврату на котельные и ТЭЦ;

охлаждающей воды, в том числе и в системах оборотного водоснабжения;

организованные вентиляционные выбросы;

сточные воды и другие.

Тепловые ВЭР могут использоваться для удовлетворения потребностей в энергии непосредственно (без изменения вида энергоносителя) либо за счет выработки тепла (пара, горячей воды, воздуха) в утилизационных установках.

Твердые, жидкие и газообразные горючие ВЭР учитываются при любом режиме их выхода.

Жидкие и газообразные тепловые ВЭР должны быть учтены при их выходе более 0,025 Гкал/ч и температуре потока на выходе из агрегата - источника ВЭР не менее 250С. Не подлежат учету дымовые газы котельных установок при их температуре менее 2000С.

44. Какова система сбора и переработки промышленных отходов?

При производстве продукции в неё переходит около 10% исходного сырья и материалов. Общая полезная степень использования добываемых материалов составляет примерно 30%. Оценивая значение использования отходов с точки зрения рационального природопользования, следует иметь в виду, что в структуре производственных затрат определяющим являются затраты на сырьё, топливо и материалы. В общем объёме валового общественного продукта эти затраты составляют около 60%. Исключительно пагубное влияние отходов на окружающую среду вызывает всеобщую озабоченность.

В настоящее время Госкомэкология России проводит серьёзную работу по формированию правовой базы в области обращения с отходами, отвечающей современным требованиям. Подготовлен проект Федерального закона «Об отходах производства и потребления», который принят Госдумой. Этот закон, «Об охране окружающей природной среды», определяет государственную политику в области обращения с отходами производства и потребления.

Основной тенденцией в сфере управления отходами в развитых странах мира является их минимизация путём:

- предотвращения или уменьшения образования отходов;

- улучшения качества образующихся отходов, включая уменьшение количества токсичных веществ в них;

- повторного использования, рецикла и восстановления или извлечения полезных компонентов из них.

В большинстве стран соблюдается следующий приоритетный ряд в обращении с отходами:

- предотвращение образования отходов имеет приоритет перед повторным их использованием;

- повторное использование или рецикл в том же процессе предпочтительнее внешнего использования;

-использование отходов предпочтительнее использования их энергии (получаемой, например, путём сжигания); однако в Германии, Корее и Швейцарии оба направления обладают равной приоритетностью;

- во всех странах повторное использование или восстановление (извлечение) имеет безусловный приоритет перед складированием или захоронением;

- в ряде стран сжигание отходов относится к категории "минимизация", только в случае использования энергии.

45. Какова система сбора и переработки твердых бытовых отходов?

Для ближайшего будущего система сбора и переработки ТБО, вероятно, будет выглядеть следующим образом:

- площадка для приёма и первичного осмотра отходов;

- платформа предварительной сортировки (удаление крупногабаритных отходов, таких, как мебель, бытовая техника и т.д.);

- устройство для разрыва пакетов и отделения органической части отходов для последующей переработки (например, компостированием);

- платформа вторичной сортировки для ручного извлечения ценных компонентов для повторного использования (бумага, картон, различные виды пластмасс, стекло и т. д.) с последующим прессованием;

- секция магнитного выделения железосодержащих материалов (консервных банок, например) и прессования;

- секция для выделения изделий из цветных металлов (в первую очередь алюминиевых банок ) за счёт наведённого электрического поля;

- оборудование для высокоплотного прессования неиспользуемых компонентов ТБО для вывоза на полигон.

Однако в настоящее время в нашей стране да и в большинстве других стран основными методами обезвреживания твёрдых бытовых отходов являются вывоз на санитарные свалки (если только наши свалки можно назвать таковыми), сжигание и компостирование (по крайней мере органической их части).

46. Какая из проблем при переработке и обезвреживанию бытовых отходов является наиболее сложной?

Сжигание с использованием тепла и без использования тепла. Метод сжигания (или в общем виде термические методы обезвреживания твёрдых бытовых отходов) имеет как несомненные достоинства (можно использовать теплоту сгорания ТБО для получения электроэнергии и отопления зданий, надёжное обезвреживание отходов), так и существенные недостатки. Необходима хорошая система очистки топочных газов, так как при сжигании ТБО в атмосферу выделяются хлористый и фтористый водород, сернистый газ, оксиды азота, а также металлы и их соединения (цинк, кадмий, свинец, ртуть и т. д. в основном в виде аэрозолей) и, что особенно важно, в процессе горения отходов образуются диоксины, дифенилы и лифураны, присутствие которых в отходящих газах значительно осложняет их очистку из-за малой концентрации этих высокотоксичных соединении. Разновидностью процесса сжигания является пиролиз - термическое разложение ТБО без доступа воздуха. Применение пиролиза позволяет уменьшить воздействие ТБО на окружающую среду и получать такие полезные продукты, как горючий газ, масло, смолы в твердый остаток (пирокарбон).

Широко рекламируется процесс высокотемпературной переработки бытовых и промышленных отходов в барботируемом шлаковом расплаве. Основным агрегатом технологической схемы является барботажная печь.

Печь проста по конструкции, имеет небольшие габариты, высокую производительность и высокую эксплуатационную надежность.

Процесс осуществляется следующим образом. Бытовые отходы подают в загрузочное устройство периодически. Толкатель сбрасывает их я шлаковую ванну, продуваемую воздухом, обогащенным кислородом. В ванне отходы быстро погружаются в интенсивно перемешиваемый вспененный расплав. За счет интенсивной теплопередачи отходы подвергаются скоростному пиролизу и газифицируются. Минеральная их часть растворяется в шлаке, а металлические предметы расплавляются, и жидкий металл опускается на полипу. При низкой калорийности отходов для стабилизации теплового режима в качестве дополнительного топлива в печь подают в небольших количествах энергетический уголь. Вместо угля может быть использован природный газ. Для получения шлака заданного состава загружают флюс.

Шлак выпускается из печи через сифон непрерывно или периодически и подается в жидком виде на переработку. Химический состав шлака можно регулировать в широких пределах, получая композиции, подходящие для производства различных строительных материалов - каменного литья, щебня, наполнителей для бетонов, минерального волокна, цемента.

Металл через переток поступает в сифон и непрерывно или порциями сливается в ковш и далее передаётся на переработку или непосредственно у печи разливается в чушки либо гранулируется.

Горючие газы — продукты пиролиза и газификации отходов и угля, выделяющиеся из ванны, дожигают над ванной путем подачи воздуха, обогащенного кислородом, или чистого кислорода.

Печные высокотемпературные (1400-1600С) газы отсасываются дымососом в паровой котёл для охлаждения и полезного использования их энергии. В котле осуществляется полное дожигание газов. Затем охлаждённые газы направляются в систему очистки. Перед сбросом в атмосферу производится их очистка от пыли и вредных примесей.

Дымовые газы благодаря высокотемпературному сжиганию содержат значительно меньше органических соединений, в частности диоксинов.

Перевод в условиях процесса щелочных и щёлочноземельных металлов в парогазовую фазу способствует связыванию хлора, фтора и оксидов серы в безопасные соединения, улавливаемые при газоочистке в виде твёрдых частиц пыли.

Замена воздуха кислородом позволяет в 2-4 раза снизить объём дымовых газов", облегчить их очистку и уменьшить сброс токсичных веществ в атмосферу.

Вместо большого количества зольного остатка (до 25% при обычном сжигании), содержащего тяжёлые цветные металлы и диоксины, образуется инертный шлак, являющийся сырьём для производства строительных материалов.

Пыль, выносимая из печи с дымовыми газами, селективно улавливается на разных ступенях очистки. Количество пыли в 2-4 раза меньше, чем при использовании традиционных печей. Крупная пыль (до 60%) возвращается в печь, мелкая, представляющая собой концентрат тяжёлых цветных металлов (цинка, свинца, кадмия, олова и др.), пригодна для дальнейшего использования

47. Каковы основные перспективы направления переработки ТБО?

Проблема ТБО в наст. вр. явл. весьма акт-ой. Рост населения и общее повыш-е жизн-го уровня привели к увелич-ю потреб-я товаров, а след-но упаковоч. мат-в, что сказалось на кол-ве ТБО. В наст. вр. с-ма сбора и перераб. ТБО превр. к круп. отрасль. пром-ти. Отходы производства и потребления, которые образуются в народном хозяйстве, являются вторичными материальными ресурсами (ВМР). Вторичные материальные ресурсы - это ещё не вторичное сырьё. Вторичное сырьё определяется как «вторичные материальные ресурсы, которые в настоящее время могут повторно использоваться в народном хозяйстве», т.е. имеются технические и экономические предпосылки для этого. Вторичные материалы, для использования которых в настоящее время условий пока нет, относятся к неиспользуемым отходам. Опыт большинства стран показал, что будущее за раздельным сбором ТБО населением (по эффективности ему нет альтернативы), но вводить его можно только тогда и только там, где общественное сознание, культура населения приемлют его. Количество контейнеров (или частей ТБО при раздельном сборе) не должно превышать трех-четырех, пять уже много даже для высокоразвитых стран и центров культуры. В практическом плане сейчас рассматриваются различные комбинации переработки ТБО с различной долей сепарации, в том числе и населением.

48. Каковы основные требования к полигонам для захоронения токсичных веществ и пути их реализации?

Обезвреживание и захоронение токсичных отходов проводится на специальных полигонах.

Выбор места для полигона, проектирование, строительство и функционирование строго регламентировано нормативными документами. Полигон размещается в обособленных, свободных от застройки, хорошо проветриваемых местах, которые допускают осуществление мероприятий и инженерных решений, исключающих загрязнение окружающей среды, населённых пунктов, зон отдыха трудящихся и источников питьевого водоснабжения.

Особое внимание уделяется проектированию дождевой, хозяйственно-бытовой канализации и дренажа.

Полигоны являются природоохранными сооружениями и предназначены для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных отходов промышленных предприятий, научно-исследовательских организаций и учреждений и т. д., т. е. от всех источников их образования.

Приему на полигон подлежат только токсичные отходы I, П, III и, при необходимости, IV классов опасности, перечни которых в каждом конкретном случае согласовываются с органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической и коммунальной служб, заказчиком и разработчиком проекта полигона.

Твердые промышленные отходы IV класса опасности по согласованию с органами и учреждениями санитарно-эпидемиологического и коммунальной служб могут вывозиться на полигоны складирования городских бытовых отходов и применяться в качестве изолирующего инертного материала в средней и верхних частях карт полигона. Прием твердых промышленных отходов IV класса опасности на участок захоронения токсичных промышленных отходов допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Жидкие токсичные промышленные отходы перед вывозом на полигон должны быть обезвожены на предприятиях. Допускается приём на полигон жидких токсичных отходов только от промышленных предприятий, на которых согласно технико-экономическому обоснованию их обезвреживание нерационально.

Технологическая схема работы полигона должна предусматривать следующие основные мероприятия:

-организацию сбора неутилизируемых токсичных отходов на предприятиях-поставщиках;

- организацию транспортировки токсичных отходов на полигон;

- организацию приёма токсичных отходов на полигоне, их обезвреживание и захоронение.

Временное хранение отходов осуществляется, как правило, на стационарных складах.

Допускается временное хранение отходов на специальной площадке под навесом при соблюдении следующих условий:

- содержание вредных веществ в воздухе над промышленной площадкой на высоте до 2 м от поверхности земли не должно превышать 30% 11ДК для рабочей зоны;

- содержание вредных веществ в подземных и поверхностных водах и в почве на территории предприятия не должно превышать ПДК этих веществ и должно соответствовать государственным стандартам;

- площадка для временного хранения отходов должна располагаться в подветренной зоне территории и быть покрыта неразрушаемым и непроницаемым для токсичных веществ материалом.

49. Какой из методов наиболее часто используется при обезвреживании токсичных отходов и почему?

Высокотемпературное обезвреживание токсических веществ.

Поскольку не менее 2/3 токсичных веществ являются органическими соединениями, то и высокотемпературное сжигание служит основной операцией для любого полигона по обезвреживанию токсичных отходов.

Установка для сжигания твёрдых, пастообразных и жидких неутилизируемых токсичных отходов состоит из:

- системы подачи и дозировки отходов;

- печи с вращающимся барабаном;

- камеры дожигания;

- системы золо- и шлакоудаления;

- котла-утилизатора;

- системы очистки дымовых газов.

Условия сжигания и дожигания органических отходов строго регламентированы.

Наиболее широкое признание в настоящее время получили процессы обезвреживания токсичных отходов при производстве цемента и строительной керамики. Неотъемлемой частью технологии таких процессов является высокотемпературная обработка

50. Какие токсичные отходы вывозятся на специальные полигоны, А какие можно вывозить на свалки ТБО и почему?

В соответствии с ГОСТ токсические отходы делятся на четыре класса опасности: I класс - чрезвычайно опасные, П - высокоопасные, Ш - умеренно опасные и IV - малоопасные.

Не подлежат приему на полигон отходы следующих видов:

- отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов или других веществ (отсутствие методов утилизации и переработки отходов в каждом конкретном случае должно быть подтверждено соответствующими министерствами или ведомствами);

- радиоактивные отходы;

- нефтепродукты, подлежащие регенерации.

51. Какова роль производства строительных материалов (и каких именно) в обезвреживании токсичных веществ?

Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента в развитых странах за последнее десятилетие стало повседневной практикой

Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента имеет следующие преимущества по сравнению с их сжиганием в специальных установках:

- высокая температура в пламени - 2000С;

- время пребывания газов при температуре выше 1200С от 5 до 6 с при требуемых 2с;

- избыток кислорода при сжигании и после него;

- высокая турбулентность;

- нейтрализация кислых газов (диоксида серы и хлористого водорода) оксидом кальция;

- связывание тяжёлых металлов, находящихся в отходах;

- после очистки не образуются побочные продукты, как шлак, зола и шламы;

- экономится энергетическоё сырьё и уменьшается объём выделяющихся «парниковых» газов;

-малые капитальные затраты.

При производстве цемента используется большое количество различных промышленных отходов, в том числе шламов очистных сооружений. В цементных печах нельзя использовать только радиоактивные и инфицированные медицинские отходы.

Большие количества различных токсичных отходов (шламы гальванических производств, отработанные смазочно-охлаждающие жидкости - СОЖ, обезжиривающие растворы, древесные опилки, формовочная земля, нерегенерируемые масла, отходы бумажной промышленности, лигнин, смесь мазута и шлама) использовались на Палемонасском керамическом заводе. Внедрению этих процессов предшествовала длительная и кропотливая работа.

Отработанная формовочная смесь полностью заменяет песок, при её использовании достигается надёжное обезвреживание токсичных компонентов смеси. Оптимальное количество формовочной смеси составляет 15-17%, но если в состав глиняной сырьевой смеси входят и другие отощители (гидролизный лигнин, опилки, отходы углеобогащения), содержание формовочной смеси литейного производства должно быть уменьшено. Промышленные испытания показали, что хром из глиняного кирпича с добавкой отходов формовочной смеси литейного производства не вымывается.

Проверена возможность использования гальванического шлама в производстве керамзита.

Последующие промышленные испытания показали, что при введении в сырьевую смесь гальванического шлама в количестве 3% наблюдается заметное повышение прочности и понижение плотности керамзита, а также уменьшение температуры вспучивания.

Тяжёлые металлы в керамзите надёжно связаны в химические соединения (оксиды и силикаты) и не представляют опасности для окружающей среды. Введение до 3% шлама не влияет на качество керамзитового гравия и основные технологические процессы его переработки.

При производстве керамзита «мокрым» способом в сырьевую смеь вводят воду в количестве 40 – 50 %. Этот способ позволяет использовать отработанные СОЖ и нерегенерируемые масла без предварительной подготовки, например концентрирования, что значительно облегчает их обезвреживание как для крупных, так и особенно для мелких металлообрабатывающих предприятий.

С целью переработки отходов СОЖ, получаемых на различных предприятиях в небольших количествах и неоднородных по составу, предусмотрена их предварительная сортировка, накопление и усреднение, а потом уж использование.

Используются и отходы растворов, применяемых для обезжиривания поверхности металла перед электрохимической обработкой. Обезжиривающие растворы содержат ПАВ, фосфаты и силикаты натрия, а также нефтепродукты, растворившиеся в процессе обезжиривания.

Согласно заключению санитарно-эпидемиологической станции загрязнения атмосферного воздуха продуктами переработки отходов не обнаружено. На заводе внедрена замкнутая система водопотребления, твёрдые отходы не образуются.

52. Основные проблемы и пути их решения при организации безотходных ТПК и эко-промышленных парков?

В рамках территориально-производственных комплексов складываются наиболее благоприятные условия для решения сложнейших экологических проблем путём кооперирования различных производств таким образом, чтобы отходы одних предприятий использовались другими, решения транспортных проблем, размещения жилых массивов и рекреационных территорий и т. д, «Территориально-производственным комплексом называется такое экономическое сочетание предприятий в одной промышленной точке или в целом районе, при котором достигается определённый экономический эффект за счёт удачного (планового) подбора предприятий в соответствии с природными и экономическими условиями района, с его транспортным и экономико-географическим положением».

Экономическое развитие ТПК предусматривает создание эффективной структуры производства основных видов продукции, инфраструктуры для обеспечения выпуска этой продукции, охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. При размещении производительных сил необходимо:

- максимально сохранять природные условия на заповедных территориях;

- внедрять малоотходные и безотходные или чистые процессы и производства, потребляющие минимальное количество сырья и материалов;

- экономно использовать имеющиеся земли и, в первую очередь, плодородные;

- перераспределять природные ресурсы и промышленное сырье с целью создания условий для сохранения благоприятной природной среды;

- ограничивать или даже прекращать отдельные производства в некоторых районах (курортных или туристских зонах, заповедниках, зонах интенсивной жилой застройки и др.), а в ряде случаев, наоборот, создавать новые (например, предприятия по производству стройматериалов, на которых можно использовать большинство отходов).

Большое значение в деле охраны окружающей среды имеют разработка и строительство в населенных пунктах и на предприятиях очистных сооружений, переработка промышленных и коммунальных отходов, озеленение, создание санитарно-защитных зон и проведение некоторых других санитарно-гигиенических мероприятий.

Особое внимание следует уделять предприятиям, производящим строительные материалы, поскольку они могут использовать большое количество отходов, что дает возможность не только улучшить экономические показатели предприятий и региона в целом, но и весьма ощутимо уменьшить вредное воздействие промышленности на окружающую среду. Переработка многотоннажных отходов химических, металлургических, энергетических и других производств в ценные строительные материалы и изделия позволяет высвободить дефицитные земельные угодья, отводимые под отвалы, весьма существенно уменьшить загрязнение окружающей среды и повысить степень обеспеченности народного хозяйства страны строительными материалами при минимальных издержках производства. Использование отходов способствует повышению рентабельности как предприятий, их производящих, так и предприятий, перерабатывающих отходы, снижению затрат на геологоразведочные работы и экономии природного сырья в целом, т. е. повышению эффективности капитальных вложений в народное хозяйство.

«Эко-промышленный парк - объединение производителей товаров и услуг, желающих улучшить экономическое и экологическое состояние путём совместного управления природными ресурсами (энергией, водой и материалами) и окружающей средой. Работая вместе, производители надеются получить коллективный эффект больше, чем они имели бы по отдельности».

Цель ЭПП - улучшить экономическое состояние участвующих производителей и уменьшить загрязнение окружающей среды. Данный подход включают планирование (или перепланирование) инфраструктуры парка, предотвращение загрязнения окружающей среды, повышение эффективности использования сырьевых и энергетических ресурсов и партнёрство между производителями товаров и услуг. Через взаимную кооперацию эти предприятия становятся промышленной экосистемой.

Одним из наиболее известных эко-промышленных парков является промышленный парк Бёнсаид (Burnside Industrial park) в Новой Шотландии (Канада) В проекте выделено несколько ключевых позиций:

- организация материальных и энергетических потоков между предприятиями, информационной системы об отходах, привлечение компаний, традиционно занимающихся сбором, обезвреживанием и утилизацией отходов;

- увязка в единый природный комплекс зданий и парка, обогрев жилищ солнцем и использование болот для обезвреживания сточных вод;

- создание доступной для всех предпринимателей информационной системы о необходимых материалах, используемой энергии и образующихся в регионе отходах;

- организация обратной связи внутри предприятий и между ними, а также с управлением парка.

Разработана компьютерная программа ЕСОРАRК для управления парком и предприятиями, в него входящими. Она содержит базу данных о предприятиях, используемых материалах и технологиях, законодательстве и регламентирующих документах, правительственной помощи, продукции из рециркулируемых и восстановленных материалов и проводимых исследованиях. Создание ЕСОР АRК позволяет бизнесменам определить потенциальный рынок для продукции и провести анализ затрат и выгод. Всё это способствует успешному функционированию эко-промышленного парка.

Страницы: 1, 2, 3