Промышленная экология

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования

 «Волгоградский государственный  технический университет»

 

 

 

 

                           

                                              Кафедра

     «Промышленная экология  и безопасность жизнедеятельности»

 

 

 

                                           Семестровое задание

                          по курсу «Промышленная экология».

 

 

                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              

                                                                              Выполнил:   ст. гр. ХМВК-572 

                                                                                                              Иванова О.В.

                                                                              Проверила:            Русакова Г.Г.

                                                                                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Волгоград 2013

Содержание.

Введение.

I. Очистка и переработка  технологических газов.

1.1. Механические («сухие») пылеуловители.

1.2.Адсорберы.

1.3.Электрофильтры.

1.4.Аппараты мокрого пылегазоулавливания.

II. Сточные воды.

2.1 Сточные воды (классификация и общие понятия).

2.2Основные методы  очистки сточных вод.

2.3.Механическая очистка.

III. Твердые и жидкие отходы.

3.1. Классификация промышленных отходов.

3.2.Обезвреживание ПО на специализированных полигонах.

Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

В условиях ускоренного  научно-технического развития и бурного  роста промышленного производства охрана окружающей среды стала одной  из важнейших проблем современности. Это вызвано тем, что по мере развития производительных сил общества, роста масштабов использования производственных ресурсов происходит все большее загрязнение окружающей среды отходами производства, ухудшается качество среды обитания человека и других живых организмов. В этой ситуации возрастает природоохранная роль процессов и аппаратов защиты окружающей среды, направленная на создание экологически чистых химических производств и использование достижений науки и техники для решения проблем очистки сточных вод и газовых выбросов, утилизации и переработки твердых отходов. Применение методов очистки и утилизации отходов химических предприятий является наиболее важным и распространенным приемом уменьшения вредных выбросов в окружающую среду. Утилизация представляет собой переработку отходов, целью которой является использование полезных свойств отходов или их компонентов.

            Под очисткой газового потока понимают отделение от него или превращение в безвредную форму загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу вместе с газовым потоком. Очистка выходящих после сжигания газов необходима, так как воздушными массами загрязнения могут переноситься на большие расстояния и существенно влиять на состояние атмосферы и здоровье человека.

            Очистка отходящих газов является на сегодняшний день необходимой частью практически любой технологии, предполагающей процесс сжигания либо другие высокотемпературные процессы. Необходимо, чтобы на выходе обеспечивалась необходимая температура газа и концентрации загрязняющих веществ не выше предельно допустимых [1].

                                           

I. Очистка и переработка технологических газов.

Для очистки газообразных и газопылевых выбросов с целью  их обезвреживания или извлечения из них дорогих и дефицитных компонентов применяют различное очистное оборудование и соответствующие технологические приемы.

В настоящее время  методы очистки запыленных газов  классифицируют на следующие группы:

1. «Сухие» механические пылеуловители.

2. Пористые фильтры.

3. Электрофильтры.

4. «Мокрые» пылеулавливающие аппараты.

 

1.1. Механические («сухие») пылеуловители.

Такие пылеуловители  условно делятся на три группы:

- пылеосадительные камеры, принцип работы которых основан  на действии силы тяжести (гравитационной  силы);

- инерционные пылеуловители, принцип работы которых основан на действии силы инерции;

- циклоны, батарейные  циклоны, вращающиеся пылеуловители,  принцип работы которых основан  на действии центробежной силы.

            Пылеуловительная камера представляет собой пустотелый или с горизонтальными полками во внутренней полости прямоугольный короб, в нижней части которого имеется отверстие или бункер для сбора пыли

(рис. 1.).

Рис. 1. Пылеосадительные камеры:

а - полая: б - с горизонтальными  полками; в, г - с вертикальными перегородками: / - запыленный газ; // - очищенный газ; /// - пыль; 1 - корпус; 2 - бункер; 3 - штуцер для удаления;

4 - полки; 5 - перегородки.

            Скорость газа в камерах составляет 0,2-1,5 м/с, гидравлическое сопротивление 50-150 Па. Пылеосадительные камеры пригодны для улавливания крупных частиц размером не менее 50 мкм. Степень очистки газа в камерах не превышает 40-50%. Продолжительность прохождения т(с) газами осадительной камеры при равномерном распределении газового потока по ее сечению составляет:

где Vk, - объем камеры, м3; Vг- объемный расход газов, м3/с; L - длина  камеры, м; В- ширина камеры, м; Н- высота камеры, м [2].

             Наряду с очисткой пылегазовых потоков важной задачей является также очистка и обезвреживание дымовых газов от продуктов сгорания топлива и других газообразных альтерогенов.С этой целью часто применяют метод адсорбции. В сухом способе очистки дымовых газов фильтрация очищаемых выбросов происходит через неподвижный (адсорберы периодического действия) или движущийся слой твердого поглотителя - адсорбента (адсорберы непрерывного действия). Наиболее распространены адсорберы периодического действия, в которых период контактирования очищаемого газа с адсорбентом чередуется с периодом его регенерации.

 

 

 

 

 

 

1.2.Адсорберы.

 

Конструктивно адсорберы (рис. 2) выполняются в виде вертикальных, горизонтальных либо кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом. Выбор конструкции определяется скоростью газовой смеси, размером частиц адсорбента, требуемой степенью очистки и рядом других факторов. Вертикальные адсорберы применяют при небольших объемах очищаемого газа, а горизонтальные и кольцевые при производительности до десятков и сотен м3/ч.

Рис. 2. Конструктивные схемы адсорберов:

а - вертикальный; б - горизонтальный; в - кольцевой; 1 - адсорбер: 2 - слой активированного угля; 3 - центральная труба для подачи паровоздушной смеси при адсорбции; 4 - барботер для подачи острого пара при десорбции; 5 - труба для выхода инертных по отношению к поглотителю газов при адсорбции; б - труба для выхода пара при десорбции.

             При проектировании или выборе конструкции адсорбера используют следующие исходные данные: объемный расход очищаемого газа (м/с), концентрацию удаляемой примеси (мг/м3) и давление отходящих газов (Па). В результате расчета определяют необходимую массу адсорбента, конструктивные размеры, гидравлическое сопротивление аппарата и время защитного действия адсорбера [3].

 

1.3.Электрофильтры.

 

Метод электроосаждения (улавливания пыли в электрическом  поле) заключается в следующем. Частицы пыли (или капельки влаги) сначала получают заряд от ионов газа, которые образуются в электрическом поле высокого напряжения, а затем движутся к заземленному осадительному электрозаряду. Попав на заземленный уловитель, частицы прилипают и разряжаются. Когда осадительный электрод обрастает слоем частиц, они стряхиваются под воздействием вибрации и собираются в бункере. Схема электрического осаждения пыли представлена на рис. 3. [4].

Рис. 3. Схема электрического осаждения пыли:

1 - источник электропитания; 2 - коронирующий электрод; 3 - осадительный  электрод; 4 -ион газа; 5- частица пыли.

            Электрофильтры применяются там, где необходимо очищать очень большие объемы газа и отсутствует опасность взрыва. Эти установки (рис. 4) используются для улавливания летучей золы на современных электростанциях, для улавливания пыли в цементной промышленности, а также в металлургии в мощных системах улавливания дыма, для пылеулавливания в системах кондиционирования воздуха и других смежных отраслях [5,6].

Рис. 4. Двухступенчатый электрофильтр горизонтального потока:

1 - комплект стряхиватвлей  для высоковольтных и собирательных  электродов; 2 - отдельная сблокированная  дверца смотрового люка; 3 - быстрооткрывающиеся  панели для извлечения проволочных электродов без отключения установки; 4 - распорные стержни между осадительными электродами; 5 - дырчатый распределительный экран; б - станина, устанавливаемая непосредственно на опорных колоннах: 7 - сблокированное высоковольтное оборудование для каждой электрической секции: в - площадка для размещения изоляторов и газонепроницаемых уплотнителей; 9 - скатная крыша; 10 - клиновидные опоры для проволочных электродов; 11 - упруго закрепленные собирательные электроды; 12— пластинчатые и щитковые электроды; 13- упруго закрепленная высоковольтная рама: 14 - люк смотрового прохода между ступенями.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.Аппараты мокрого пылегазоулавливания.

 

При очистке газов  от частиц пыли и для переработки  газообразных отходов с целью  извлечения из них полезных компонентов или их обезвреживания успешно применяются методы и оборудование, основанные на принципах мокрого пылеулавливания.

            Целесообразно сочетание сухой и последующей мокрой очистки, которая в свою очередь может сочетаться с адсорбционной доочисткой. Развитая поверхность контакта фаз способствует увеличению эффективности пылеулавливания. В промышленности используют мокрые пылеуловители (промыватели) капельного, пленочного и барботажного типов.                        Конструктивно аппараты могут быть полыми, тарельчатыми, механического и ударно-инерционного действия (ротоклоны), а также скоростного типа (трубы Вентури и другие инжекторы).

            Необходимо стремиться к созданию мокрых промывателей с минимальным гидравлическим сопротивлением, работоспособных при низких расходах воды. Эффективность очистки пыли зависит от размеров улавливаемых частиц и от других свойств пыли. Необходимость концентрирования системы жидкость - твердое тело с возвратом очищенной воды на пылеулавливание, накопление в орошаемой жидкости растворимых компонентов пыли усложняет систему мокрого пылеулавливания. В общем виде процесс улавливания пыли мокрым методом представляется как перенос твердой фазы из газовой среды в жидкую и удаление последней из аппарата вместе с твердой фазой [2,3].

            В зависимости от формы контактирования фаз способы мокрой пылеочистки можно разделить на:

1 - улавливание в объеме (слое) жидкости;

2 - улавливание пленками  жидкости;

3 - улавливание распыленной  жидкостью в объеме газа (рис. 5).

Р и с. 5. Схемы основных способов мокрого пылеулавливания:

а - в объеме жидкости;

б - пленками жидкости;

е - распыленной жидкостью; 1 - пузырьки газа; 2 - капли жидкости; 3 - твердые частицы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II.Сточные воды.

 

2.1 Сточные воды (классификация и общие понятия).

Сточные воды - загрязнённые бытовыми отбросами и производственными  отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий  системами канализации. К сточным  относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест.

            Классификация и состав сточных вод в зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей), сточные воды подразделяются на 3 основных категории:

1.      бытовые (хозяйственно-фекальные),

2.      производственные (промышленные),

3.      атмосферные.

            К бытовым сточным водам относят воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами.

            Производственными сточными водами являются воды, использованные в различных технологических процессах (например, для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.), а также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых.

Производственные сточные  воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут находиться ядовитые вещества (например, синильная кислота, фенол, соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырьё).