Экозащитная техника и технологии

Экозащитная техника и технологии

1. Очистка  газообразных промышленных выбросов  от пылей

 

 

 

 

 

 

 

 

Пылеосадительная камера:  
1 – входной патрубок; 2 – корпус;

3 – выходной  патрубок; 4 – бункер.

Циклон

Фильтры

Электрофильтры

Полый форсуночный  скруббер:  
1 – корпус; 2 – форсуночные пояса; 
3 – патрубок.

Скруббер  Вентури:  
1 – орошающая форсунка; 2 – труба Вентури; 3 – каплеуловитель.

Барботажно-пенный пылеуловитель: 
1 – корпус; 2 – слой пены; 3 – переливная решетка

2. Улавливание  газообразных примесей из технологических  выбросов

 

Насадочный  адсорбер: 
1 – насадка;

2 – опорная  решетка;

3 – распределитель  жидкости;

4 – перераспределитель  жидкости.

Полный  распыливающий абсорбер: 
1 – колонка; 2 – форсунки.

Каталитический  метод основан на превращении вредных компонентов промышленных выбросов в менее вредные или безвредные вещества в присутствии катализаторов.

 

Биофильтр

Термический метод предусматривает высокотемпературное сжигание вредных примесей. Его применяют для удаления углеводородов, монооксида углерода и др. Для осуществления дожигания необходимо поддержание высокой температуры очищаемого газа и наличие достаточного количества кислорода.

3. Методы  очистки сточных вод

 

Механическая  очистка СВ:

1. Процеживание – решетки (прозоры 15 – 20 мм) и волокноулавители (перфорированные диски, движущиеся сетки с нанесенным слоем волокнистой массы).

2. Отстаивание основано на свободном оседании (всплывании) примесей с плотностью больше (меньше) плотности воды:
• песколовки используют для очистки СВ от частиц металла и песка размером более 0,25 мм;
• отстойники используют для очистки СВ от механических частиц размером более 0,1 мм и нефтепродуктов;
• жироуловители предназначены для устранения жиров из общественных и производственных СВ.

 

3. Очистка сточных вод 

в поле действия

центробежных  сил

осуществляют  с помощью 

гидроциклонов.

4. Фильтрование применяют для очистки СВ от тонкодисперсных примесей с малой концентрацией.

Типы  фильтров:

• зернистые – насадки несвязанных пористых материалов (мраморная крошка, шунгит);
• микрофильтры – связанные пористые материалы (сетки, натуральные и синтетические ткани, спеченные металлические порошки, пенополиуретан).

Химические  методы очистки СВ:

 

1. Нейтрализация предназначена для выделения кислот и щелочей, а также солей металлов на основе кислот и щелочей.
2. Окисление-восстановление – это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, реализующихся путем перераспределения электронов между атомом-окислителем и атомом-восстановителем.

 

Физико-химические 
методы очистки СВ

 

1. Флотация предназначена для интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками газа, подаваемого в СВ.

2. Экстракция основана на перераспределении примесей СВ в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей (СВ и экстрагента (хлороформ, ацетон, толуол)).

3. Адсорбция основана на переходе молекулы растворенного вещества из объема жидкости на поверхность твердого сорбента (зола, торф, силикагель, активированный уголь).

4. Коагуляция – процесс укрупнения коллоидных частиц в жидкости за счет сил межмолекулярного взаимодействия.

 

Флокуляция – вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, под влиянием специально добавляемых веществ – флокулянтов (полимеры), а также при тепловых, механических, электрических и других воздействиях.

5. Эвапорация реализуется обработкой паром СВ с содержанием летучих органических веществ, которые переходят в паровую фазу и вместе с паром удаляются из СВ.

6. Гиперфильтрация реализуется разделением растворов путем фильтрования их через мембраны, поры которых размером около 1 нм пропускают молекулы воды, задерживая ионы солей и др.

Биологическая очистка СВ

 

в природных условиях

поля орошения

поля фильтрации

биологические пруды

в искусственных  условиях

биофильтры

аэротенки

окситенки

4. Отходы  производства и потребления

 

Отходы  производства и потребления – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства и потребления, а также продукция, которая утратила свои потребительские свойства.

Основные  источники образования отходов:

 

• угольная промышленность;
• предприятия черной и цветной металлургии;
• тепловые электростанции;
• производство строительных материалов.

Неконтролируемые  свалки представляют собой специально отведенные в пригородах отгороженные участки.

ДИОКСИНЫ

 

Относятся к классу ХФУ и являются самыми токсичными из синтезированных человеком  веществ. Характеризуются мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксическим действием, они подавляют иммунную систему человека, вызывая «диоксиновый СПИД».

 

Условия транспортирования опасных отходов:

 

• наличие паспорта опасных отходов;
• наличие специально оборудованных и снабженных специальными знаками транспортных средств;
• соблюдение требований безопасности к транспортированию опасных отходов на транспортных средствах;
• наличие документации с указанием количества транспортируемых опасных отходов, цели и места назначения.

5. Полигоны  для ТБО

 

Основание выбранной площадки делают в виде большого корыта глубиной 1,5 м и более  для скапливания в нем фильтрата. Если глинистого грунта нет и основание  для полигона приходится делать в  водопроницаемых грунтах, дно корыта выстилают слоем привозной глины  толщиной 0,5 м.

 

 

 

 

 

 

 

Схема разреза полигона для твердых отходов:

1 – лесозащитные  полосы (зеленая зона);

2 – промежуточный  изолирующий слой;

3 – отходы;

4 – укрывающий  наружный слой растительного  грунта;

5 – естественное  или искусственное водоупорное  основание (глина).

 

В течение суток  вывозят отходы на одну площадку полигона и уплотняют бульдозерами послойно до 2-метровой высоты. На следующий день отходы вывозят на другую площадку, а предыдущую укрывают изолирующим  слоем грунта толщиной 0,25 м. Такая  изоляция и последующее уплотнение грунта препятствуют загрязнению воздушной  среды, а также распространению  насекомых и грызунов.

В целях снижения площади полигон загружают послойно до высоты 60 м и более. После заполнения полигона поверхность последнего покрывают  растительным грунтом.

 

Проблемы, связанные с захоронением ТБО:

 

• вымывание веществ и загрязнение грунтовых вод;
• образование метана;
• просадка грунта.

6. Компостирование  твердых отходов

 

Компостами называют

органические  удобрения,

получаемые  в 

результате  разложения

растительных  и животных

остатков 

микроорганизмами.

При компостировании:

 

• создается температура до 70 ⁰С, при которой погибают микробы и семена сорных растений;
• в органической массе повышается содержание питательных веществ;
• обезвреживается патогенная микрофлора;
• уменьшается количество целлюлозы и пектиновых веществ;
• удобрения становятся сыпучими.

Непрерывный процесс компостирования с аэробным окислением органических отходов во вращающемся наклонном барабане:

 

1. Поступление мусора освобожденного от металлического лома.
2. Подача горячего воздуха в барабан.
3. Пребывание отходов в барабане в течение трех суток, при этом выделяется тепло, бумажная масса и пищевые отходы измельчаются в частицы 1 – 2 мм.

 

 

4. Сепарация металла.
5. Подача некомпостируемых отходов (резина, кожа, дерево, цветной металл, полимерные материалы) на грохот.
6. Подача компостируемого материала в измельчитель.
7. Использование компоста

      в  сельском хозяйстве

 

7. Сжигание  твердых отходов

 

Мусоросжигательные  заводы, которые имеют паровые  или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке  должна быть не менее 1000 °С, чтобы сгорели  все дурнопахнущие примеси. Однако перед

выбросом  газы нужно

очищать с помощью

электрофильтров.

8. Получение  биогаза

 

Биогаз получают «метановым сбраживанием» в анаэробных условиях в 2 этапа:

1) кислотообразующие  бактерии расщепляют сложные органические вещества (белки, жиры и углеводы, содержащиеся в отходах) до более простых, вследствие их деятельности образуются первичные продукты брожения – жирные кислоты, спирты, водород, оксид углерода и ряд других веществ;

2) метанообразующие бактерии превращают продукты, которые образовались в ходе первого этапа, в метан, диоксид углерода.

 

С целью создания надлежащих условий жизнедеятельности  бактерий строят специальные бродильные камеры – биореакторы.

В них  поддерживают определенный температурный  режим, давление, кислотность среды, а также следят за тем, чтобы в  реактор не поступал кислород из атмосферы.

 

9. Вторичное  сырье. Методы переработки. 
Организация безотходных (малоотходных) производств

 

Безотходная технология – это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используется сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы, производство, потребление и вторичные сырьевые ресурсы.

Тюмень

Концепция безотходного производства включает несколько  положений:

 

1. Ресурсы необходимо использовать в таком цикле, который включал бы не только сферу промышленного производства, но и сферу потребления.
2. Обязательное использование в производстве всех компонентов сырья и сведение до минимума нерациональных энергозатрат.
3. Сохранение сложившегося экологического равновесия.