Тема 17. Методы очистки сточных вод и газовых выбросов.

 Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Биологический метод, основан на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Основной задачей газоочистки служит доведение содержания токсичных примесей в газовых примесях до предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных санитарными нормами.

При невозможности достигнуть ПДК очисткой иногда применяют многократное разбавление токсичных веществ или выброс газов через высокие дымовые трубы для рассеивания примесей в верхних слоях атмосферы. Теоретическое определение концентрации примесей в нижних слоях атмосферы в зависимости от высоты трубы и других факторов связано с законами турбулентной диффузии в атмосфере и пока разработано не полностью.

В соответствии с характером вредных примесей различают методы очистки газов от аэрозолей и от газообразных и парообразных примесей. Все способы очистки газов определяются в первую очередь физико-химическими свойствами примесей, их агрегатным состоянием, дисперсностью, химическим составом и др. Разнообразие вредных примесей в промышленных газовых выбросах приводит к большому разнообразию методов очистки, применяемых реакторов и химических реагентов.

Очистка газов от аэрозолей. Методы очистки по их основному принципу можно разделить на механическую очистку, электростатическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуковой коагуляции.

В большинстве промышленных газоочистительных установок комбинируется несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов весьма многочисленны.

Гравитационное осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без изменения направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах. Метод пригоден лишь для предварительной, грубой очистки газов.

Инерционное осаждение основано на стремлении взвешенных частиц сохранять первоначальное направление движения при изменении направления газового потока. Среди инерционных аппаратов наиболее часто применяют жалюзийные пылеуловители с большим числом щелей (жалюзи). Газы обеспыливаются, выходя через щели и меняя при этом направление движения. Инерционный метод можно применять лишь для грубой очистки газа. Помимо малой эффективности недостаток этого метода – быстрое истирание или забивание щелей.

Центробежные методы очистки газов основаны на действии центробежной силы, возникающей при вращении очищаемого газового потока в очистном аппарате или при вращении частей самого аппарата. В качестве центробежных аппаратов пылеочистки применяют циклоны различных типов: батарейные циклоны, вращающиеся пылеуловители (ротоклоны) и др. Циклоны широко применяют при грубой и средней очистке газа от аэрозолей.

Фильтрация основана на прохождении очищаемого газа через различные фильтрующие ткани (хлопок, шерсть, химические волокна, стекловолокно и др.) или через другие фильтрующие материалы (керамика, металлокерамика, пористые перегородки из пластмассы и др.).

Мокрая очистка газов от аэрозолей основана на промывке газа жидкостью (обычной водой) при возможно более развитой поверхности контакта жидкости с частицами аэрозоля и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Этот универсальный метод очистки газов от частиц пыли, дыма и тумана любых размеров является наиболее распространенным приемом заключительной стадии механической очистки, в особенности для газов, подлежащих охлаждению.

Электростатическая очистка газов служит универсальным средством, пригодным для любых аэрозолей, включая туманы кислот, и при любых размерах частиц. Метод основан на ионизации и зарядке частиц аэрозоля при прохождении газа через электрическое поле высокого напряжения, создаваемое коронирующими электродами. Осаждение частиц происходит на заземленных осадительных электродах.

Очистка газов от парообразных и газообразных примесей. Газы в промышленности обычно загрязнены вредными примесями, поэтому очистка широко применяется на заводах и предприятиях для технологических и санитарных (экологических) целей. Промышленные способы очистки газовых выбросов от газо- и парообразных токсичных примесей можно разделить на три основные группы:

• абсорбция жидкостями;

• адсорбция твердыми поглотителями;

• каталитическая очистка.

Термические методы обезвреживания газовых выбросов применимы при высокой концентрации горючих органических загрязнителей или оксида углерода. Простейший метод — факельное сжигание — возможен, когда концентрация горючих загрязнителей близка к нижнему пределу воспламенения.

Для полноценной очистки газовых выбросов целесообразны комбинированные методы, в которых применяется оптимальное для каждого конкретного случая сочетание грубой, средней и тонкой очистки газов и паров. На первых стадиях, когда содержание токсичной примеси велико, более подходят абсорбционные методы, а для доочистки — адсорбционные или каталитические.

Занятие 4. Семинар. Экозащитная техника и технологии.

1. Промышленное загрязнение окружающей среды.

2. Проблема промышленного загрязнения в России.

3. Экономические аспекты внедрения малоотходных и безотходных технологий на предприятии.

4. Правовые аспекты внедрения малоотходных и безотходных технологий на предприятии.

5. Экологические аспекты внедрения малоотходных и безотходных технологий на предприятии.

6. Проблема внедрения малоотходных и безотходных технологий в России.

7. Малоотходные и безотходные технологии в различных отраслях производства.

8. Методы очистки сточных вод, выбор методов очистки.

9. Методы очистки газовых выбросов, выбор метода очистки.

МОДУЛЬ 2. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ.

Раздел 3. Основы рационального природопользования. (2 час.)

Тема 8. Экологическая классификация природных ресурсов. Отходы.

Природные ресурсы. Исчерпаемые и неисчерпаемые природные ресурсы. Ресурсообеспеченность. Отходы производства и потребления. Обращение с отходами. Использование отходов. Обезвреживание отходов. Трансграничное перемещение отходов. Лимит на размещение отходов. Вид отходов. Правовое регулирование в области обращения с отходами.

Тема 9. Основы рационального природопользования.

Задачи рационального природопользования. Рациональное природопользование. Принципы рационального природопользования. Охрана ресурсов среды. Экологически сбалансированное природопользование. Самовосстановительный потенциал природных систем.

Тема 10. Экономическая оценка природных ресурсов.

Рыночная оценка природных ресурсов. Рентная оценка природных ресурсов. Затратный подход при оценке природных ресурсов. Концепция альтернативной стоимости. Общая экономическая ценность.

Тема 11. Кадастры природных ресурсов.

Кадастры. Земельный кадастр. Лесной кадастр. Кадастр животного мира. Водный кадастр. Кадастр месторождений полезных ископаемых. Кадастр особо охраняемых территорий. Кадастр отходов. Территориальные кадастры природных ресурсов.

Раздел 4. Экономика природопользования. (4 час.)

Тема 12. Техногенная экономика, её разновидности и ограничения.

Техногенная модель экономики. Фронтальная экономика. Концепция охраны окружающей среды. Техногенная экономика. Экологические ограничения в техногенной экономике. Экономические ограничения в техногенной экономике. Социальные ограничения в техногенной экономике.

Определение экстерналии. Экстернальные издержки. Временные, глобальные, межсекторальные, межрегиональные, локальные экстерналии.

Тема 13. Понятие природоемкости экономики.

Концепция устойчивого экономического развития. Эффективность функционирования природно-продуктовой системы. Природоемкость. Показатели и уровни природоемкости.

Тема 14. Экономический механизм охраны окружающей среды.

Особенности и задачи экономического механизма охраны окружающей среды. Плата за пользование природными ресурсами. Плата за загрязнение. Экологические льготы. Налогообложение. Возмещение причиненного экологического ущерба.

Система экологического страхования в России: страхование ответственности, имущественное страхование, личное страхование граждан. Объекты страхования. Страховой случай.

Цели введении платного страхования. Плата за природные ресурсы. Плата за право пользования природными ресурсами. Плата за нерациональное использование природных ресурсов. Плата за воспроизводство и охрану природных ресурсов. Нормативы платежей в сфере природопользования и охраны окружающей среды

Раздел 5. Экозащитная техника и технологии. (2 час.)

Тема 15. Загрязнение окружающей среды.

Основные определения загрязнения окружающей среды. Классификация промышленных загрязнений. Воздействие загрязнения на компоненты окружающей среды. Классификация выбросов вредных веществ. Химический количественный и качественный состав вредных веществ.

Тема 16. Безотходные и малоотходные технологии.

Научная основа создания безотходных и малоотходных технологий.  Особенности разработки безотходного и малоотходного производства.  Пути уменьшения количества промышленных отходов.  Безотходные и малоотходные технологии. Приоритетные направления при разработке безотходных и малоотходных технологий. Экологические проблемы реализации проектов.

Тема 17. Методы очистки сточных вод и газовых выбросов.

Классификация сточных вод. Классификация вредных веществ в сточных водах предприятий. Выбор метода очистки сточных вод.

Классификация вредных веществ в газовых выбросах предприятий. Выбор методы очистки газовых выбросов. Характеристика существующих спросов и устройств для очистки газовых выбрасов. Рекомендации по выбору метода очистки газовых выбросов.