1. Экозащитная техника и технологии

Основные направления – внедрение ресурсосберегающей безотходной и малоотходной технологии, биотехнологии, утилизация и детоксикация. Главное – экологизация производства, при котором обеспечивалось бы включение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естественные циклы круговорота веществ.

Очистные сооружения – борьба со следствием, а не причиной. Основная причина загрязнений – ресурсоемкие и загрязняющие технологии. На терр. СССР в 80-х гг ежегодно накапливалось 12-15 млрд. т твердых отходов, около 160 млрд. т жидких и боле 100 газообразных. Основными методами должны стать: малоотходное производство, рециркуляция (повторное использование материальных ресурсов), оборотное водоснабжение. Биотехнология в охране окружающей среды.

Защита атмосферного воздуха от загрязнений. Выбор методов защиты или очистки атмосферного воздуха зависит в первую очередь от типа источника загрязнения, от агрегатного состояния веществ, от размеров выбрасываемых частиц, от массы выбрасываемых вредных веществ и т.д. Для защиты атмосферного воздуха от промышленных пылей, туманов применяются различные типы пылеулавливающих и туманоулавливающих систем. Все эти системы можно разделить на 4 группы по принципу действия:

1. Сухие пылеуловители.

2. Мокрые пылеуловители.

3. Электрофильтры.

4. Фильтры.

Применение того или иного метода зависит от концентрации примесей в воздухе. Очистка может быть грубой, средней и тонкой. При грубой очистке из воздушного потока удаляются частицы более 50 мкм; при средней очистке удаляются частицы размером 10-50 мкм; и тонкая очистка - менее 10 мкм.

Принцип улавливания пыли основан на отделении взвешанных частиц от воздуха за счет силы тяжести, инерции или центробежных сил.

Пылеосадительные камеры (засчет увеличения сечения воздуховода скорость пылевого потока падает. Осаждаются под действием силы тяжести

Инерционные аппараты – поток резко изменяет направление движения

Циклон – частицы движутся вместе с вращающимся газовым потоком и под воздействием центробежных сил оседают на стенках размер частиц около 10 мкм Бывают циклические, конические, прямоточные. Электрофильтры- осаждение взвешанных частиц под действием электрических сил. Состоит из агрегатов питания и собственно электрофильтров – электрическая зарядка частиц, движение к электродам, осаждение и удаление. Оксиды серы, окислы азота, сероводород и др. методом хемосорбции, адсорбции, каталитического, биохимического и термического окисления.

Хемосорбция – поглощение газа жидкими поглотителями Происходит абсорбция (взаимодействие и образование новых веществ)Реакции обратимые. При повышении температуры растворы разлагаются до исходных компонентов. В спец. устройствах – абсорберах (газ и жидкость движутся навстречу)

Например, от диоксида серы применяют аммиак.

Адсорбция основана на избирательном поглощении вредных газов и паров твердыми адсорбентами , имеющими развитую микропористую структуру (активированный уголь)

Каталитический метод основан на превращении вредных компонентов пром. Выбросов в менее вредные в присутствии катализатора.

Биохимический метод (микроорганизмы на поверхности биологически активного материала (древесных стружках, солома, кукуруза).Термический метод

Очистка сточных вод от загрязнений. Очистка загрязненных сточных вод осуществляется путем строительства специальных очистных сооружений. Под очисткой сточных вод понимают либо удаление, либо разрушение вредных веществ сточных вод. Для очистки сточных вод широкое применение нашли след. методы:

• Метод механической очистки

• Химический или реагентный метод очистки

• Биологические методы очистки

• Физический метод очистки

Для очистки сточных вод от механических примесей применяют методы процеживания, отстаивания, отделения механических частиц в поле центробежных сил, фильтрование.

1 этап - процеживание - при процеживании из сточных вод выделяются крупные нерастворимые примеси с размером частиц больше 25 мм, а так же мел волокнистые примеси.

2 этап - очистка сточных вод отстаиванием - осуществляется в отстойниках, песколовках, жироуловителях, маслоуловителях, нефтеуловителях.

3 этап - для очистки сточных вод от тонкодисперсных механических примесей с небольшой концентрацией применяется процесс фильтрования. Но есть общие требования к фильтрам:

• Фильтрование должно осуществляться в направлении уменьшения частиц фильтра материала.

• Колебание расхода очищаемой жидкости не должно превышать 15%.

• В конструкции фильтра должно быть предусмотрено устройство для их регенерации.

Химические методы очистки сточных вод.

Реагентные методы очистки предполагают обработку сточных вод специальными реагентами (хлорная известь, NaCl, KCl, перманганат калия, перекись водорода). При обработке веществами происходит окисление и восстановление растворенных в воде примесей с образованием нетоксичных продуктов. При этом возможен переход растворимых примесей в нерастворимые с последующим отделением твердой фазы от жидкой. Кроме того, происходит нейтрализация содержащихся в сточных водах кислот и щелочей. Высокую эффективность очистки от металлов и их солей позволяют получить ионообменные методы. Сточные воды, содержащие кислоты, щелочи, соли металлов, удаляются методами нейтрализации. Для удаления из сточных вод органических соединений достаточно широко применяются биологические методы очистки. В основе биологической очистки лежит биохимическое окисление органических загрязнителей микроорганизмами. Существует активный ил, содержащий микроорганизмы, которые в свою очередь и способны перерабатывать вредные вещества. Органические вещества сточных вод участвуют в энергетическом обмене живой клетки. И эти органические вещества претерпевают сложные химические и органические превращения. В результате их из сложных органических веществ образуются простые низкомолекулярные вещества неопасные для человека. Для биологической очистки сточных вод используют:

• Аэротанки

• Фототенки

• Биофильтры - это резервуар с двойным дном, причем он наполнен крупнозернистым фильтрующим материалом (шлак, гравий, керамзит). Сточная вода, проходя сквозь фильтрующий материал, образует на его поверхности биологическую пленку, содержащую микроорганизмы. Эти микроорганизмы как раз и являются той средой, которая разлагает веществ, содержащиеся в воде.

Коагуляция – процесс укрупнения коллоидных частиц в жидкости за счет электростатических сил межмолекулярного взаимодействия. Величина частиц увеличивается от 0, 001-0, 1 мкм до 10 мкм, при которых они могут быть выделены механическими методами. Разновидность коагуляции флокуляция – укрупнкние засчет специальных полиэлектролитов.

Флотация – выделение из воды в пенный слой взвешенных и эмульгированных загрязненийв результате прилипания к пузырькам газа.

Сорбция – метод глубокой очистки от органических и некоторых неорганических загрязнителей

Физические методы очистки сточных вод.

• Обработка сточных вод ионизирующим излучением - не требует химических реактивов, позволяет разрешить проблему разрушения особо ядовитых и стойких веществ.

Система очистных сооружений производственных предприятий.На промышленных предприятиях для очистки сточных вод применяется, как правило, комплекс очистных сооружений, состоящих из различных по принципу действия устройств. Однако всегда очистка сточных вод проходит 2 стадии:

• Локальная стадия очистки - позволят очистить от характерных примесей данного типа технологического процесса.

• Доочистка - проводится на общезаводских очистных сооружениях.

Технические методы обращения с отходами. Захоронение отходов является наиболее широко практикуемым способом размещения отходов. К сожалению, захоронение отходов порождает массу экологических и санитарно-гигиенических проблем. Однако этот метод в ближайшее время будет оставаться наиболее распространенным способом. Захоронение отходов проводится на санитарных полигонах. Под санитарным полигоном понимается инженерное сооружение, где размещаются твердые отходы способами, уменьшающими вред, наносимы окружающей среде (размещение отходов тонкими, возможно более компактными слоями с перекрытием их слоями грунта в конце каждого рабочего дня). По конструкции существует 2 способа:

• Траншейный

• Поверхностный

Траншейный способ более подходит для районов с ровной поверхностью грунта и с глубоким залеганием поверхностных вод. Поверхностные полигоны сооружаются на холмистом ландшафте. Но для этого приходится использовать привозной грунт для пересыпки.

Проблемы:

• Пожаро- и взрывоопасные проблемы.

• Транспортная проблема.

• Образование жидких фракций.

• Органолептическая проблема (запах).

• Шумовые проблемы.

• Эстетические проблемы.

• Проблемы загазованности.

• Проблемы запыленности.

С целью уменьшения отходов, направляемых на полигоны необходимо проводить сортировку отходов, причем, эту сортировку необходимо проводить как на местах сбора отходов, так и непосредственно перед переработкой. Назначение сортировки заключается в выделении тех или иных ценных компонентов для их вторичного использования.

Сортировка:

• Селективный сбор.

• Коллективно-селективный сбор.

К методам переработки отходов относятся: Биоразложение - признаны наиболее чистые, технологии различны. В биофильтрах - газообразные отходы. В биопрудах - биологические отходы. В биореакторах - пастообразные отходы. Нет уверенности в том, что биоразложение является надежным и безопасным способом.

• Компостирование - форма переработки, нацеленная на сырую органическую массу. Это биологический метод обезвреживания ТБО. Сущность процесса заключается в следующем: разнообразные, в основном теплолюбивые организмы развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогрев до температуры 60 градусов. При такой температуре погибают болезнетворные патогенные микроорганизмы. Механизм основных реакций микроорганизмов - превращение сложных веществ в более простые.

• Сжигание - проводят на мусоросжигательных заводах. При сжигании различают в основном 2 метода. Один процесс проводится ниже температуры плавления шлака и есть целая система процессов высокотемпературной обработки. Стремление повысить температуру с целью уменьшения этих опасных газов не решает проблему снижения концентрации диоксидов, т.к. они образуются при снижении температуры при снижении темп5ратуры в устье трубы. Различают слоевое сжигание, сжигание в кипящем слое, сжигание при температуре выше т плавления шлака (выше 1300). При сжигании остается большое количество шлаков, которые используются в строительстве.

Лекция 15. Основы экономики природопользования

План

1. Эколого-экономический учет природных ресурсов и загрязнителей

2. Лицензия, договор, лимиты на природопользование