Перечислите основные принципы и методы обеспечения экологической безопасности. Принципы расчета установок термообезвреживания загрязнителей воздушного бассейна.

Экологическая безопасность-состояние защищенности личности, общества, государства от потенциальных или реальных угроз, создаваемых последствиями вредного воздействия на окружающую среду, вызываемых повседневным загрязнением среды обитания в связи с хозяйственной деятельностью человека, функционированием производственных объектов, а также в результате стихийных бедствий и катастроф.

Для сохранения и улучшения качества окружающей среды должны быть использованы различные меры, охватывающие все стороны деятельности человечества. К ним относятся:

-мероприятия законодательного характера;

-установление нормативов состояния и воздействия(пдк, пдв, пду);

-административно-контролирующие мероприятия;

-международное сотрудничество;

-экологическое воспитание и образование;

-внедрение экологического мониторинга;

-проведение технических мероприятий.

Технические меры окружающей среды включают:

1.Разработка и внедрение малоотходных и безотходных производств.

2.Рекуперация отходов (использование в том же технологическом процессе).

3.Переработка отходов-использование продуктов или полупродуктов находящих дальнейшее применение.

4.Обезвреживание или уничтожение с соблюдением экологических требований.

Основными принципами обеспечения экологической безопасности, то есть руководящими идеями, лежащими в основе этой деятельности, которые нашли то или иное выражение и закрепление в нормативных правовых актах, являются:

-презумпция экологической опасности всякой производственно-хозяйственной деятельности;

-обязательность экологической экспертизы производственно-хозяйственной и иной деятельности, представляющей или могущей представлять экологическую опасность;

-осуществление такой деятельности возможно лишь при наличии положительного заключения экологической экспертизы;

-обязательное лицензирование производственно-хозяйственной деятельности, представляющей экологическую опасность;

-запрещение, приостановление или ограничение любой экологически опасной деятельности;

-государственный и общественный надзор и контроль за обеспечением экологической безопасности.

Полнота термоокисления органических загрязнителей зависит от температуры процесса, времени пребывания частиц загрязнителя и кислорода в зоне высоких температур, теплонапряжения топочного объема, физико-химических свойств загрязнителя, параметров состояния и состава отбросных газов итд.

Расчет состоит из следующих стадий: определение состава продуктов сгорания, коэффициента избытка воздуха и температуры горения, времени пребывания и размеров топочного устройства; подбор типоразмеров горелочных устройств; расчет газопроводов, воздуховодов, дымоходов, подбор газооборудования и тягодутьевых устройств.

По расходу газового топлива подбирают размер горелочного устройства, необходимое газооборудование и рассчитывают диаметр газопроводов, а по расходу дымовых газов находят размеры дымоходов, дымовой трубы и при необходимости-дымососов.

2. Назовите основные подсистемы системы управления отходами производства и потребления. Раскройте экономические и экологические проблемы, связанные с обращением с отходами, актуальность проблемы отходов для г. Перми и Пермского края. Дайте основные определения в сфере обращения с отходами в соответствии с законом РФ «Об отходах производства и потребления», в частности: отходы производства и потребления; опасные отходы; обращение с отходами; размещение отходов; использование отходов; обезвреживание отходов; объект размещения отходов; лимит на размещение отходов; норматив образования отходов; паспорт отходов.

Система управления отходами состоит из подсистем: методологическая, научно-методическая, организационно-структурная, нормативно-правовая, финансово-экономическая, техническая, информационно-аналитическая, экологическая, социальная.

Пермская область и г.Пермь являются центром многих отраслей промышленности. Высокий уровень индустриализации, концентрация таких предприятий, как металлургические, горнодобывающие и горноперерабатывающие, химические и нефтехимические приводят к образованию миллионов тонн твердых отходов ежегодно. Основная часть этих отходов складируется на земной поверхности. Все это наносит огромный непоправимый экологический и экономический ущерб. Примером тому являются процессы техногенной сейсмической активности на территории Березниковско-Соликамского промышленного узла. Наибольшее по валовому количеству образование отходов в горнодобывающей промышленности. С точки зрения токсичности наиболее опасны отходы химической промышленности.

Вопросы рационального использования сырья, природных ресурсов являются наиболее актуальными природоохранными проблемами, напрямую связанными с образованием и обезвреживанием.

Увеличение доли опасных отходов с 2 до 30% произошло в связи с уточнением класса опасности и переводом в категорию опасных отходов соледобычи и золотошлакоотходов.

Основными причинами резкого снижения количества отходов являются:

-Продолжающийся спад производства. Это наиболее характерно для таких предприятий, как АО «Галоген», АО «Пермские моторы», АО «Инкар», ГП «Машзавод им. Дзержинского» и др.

-Совершенствование технологий, переход на более качественные виды сырья. В качестве примера можно назвать АО «Пермский мясокомбинат», где количество отходов сократилось почти в восемь раз в связи с получением более подготовленного сырья и переработкой части прежних отходов в новый вид продукции.

-Улучшение контроля за образованием и обращением отходов, что наиболее характерно для средних и мелких предприятий.

Отходы производства и потребления (далее - отходы) - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства;

Опасные отходы - отходы, которые содержат вредные вещества, обладающие опасными свойствами (токсичностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, высокой реакционной способностью) или содержащие возбудителей инфекционных болезней, либо которые могут представлять непосредственную или потенциальную опасность для окружающей природной среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами;

Обращение с отходами - деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов;

Размещение отходов - хранение и захоронение отходов;

Использование отходов - применение отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энергии;

Обезвреживание отходов - обработка отходов, в том числе сжигание и обеззараживание отходов на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду;

Объект размещения отходов - специально оборудованное сооружение, предназначенное для размещения отходов (полигон, шламохранилище, хвостохранилище, отвал горных пород и другое);

Лимит на размещение отходов - предельно допустимое количество отходов конкретного вида, которые разрешается размещать определенным способом на установленный срок в объектах размещения отходов с учетом экологической обстановки на данной территории;

Норматив образования отходов - установленное количество отходов конкретного вида при производстве единицы продукции;

Паспорт опасных отходов - документ, удостоверяющий принадлежность отходов к отходам соответствующего вида и класса опасности, содержащий сведения об их составе.

Нарисуйте схему технологических операций, проводимых на полигоне захоронения отходов. Какая техника может использоваться для захоронения отходов на картах полигона? Укажите величину внешних откосов полигона захоронения ТБО.

Схема технологических операций

Заполнение полигона отходами проектируется картовым методом. Прибывающие на полигон мусоровозы разгружаются возле рабочих карт. Для этих целей вблизи каждой рабочей карты организуется площадка разгрузки, которая условно разбивается на две части: на одной разгружаются мусоровозы, на другой работают бульдозеры. Выгруженные из мусоровозов отходы накапливаются на площадке и, затем, бульдозерами перемещаются в рабочие карты. Заполнение рабочих карт проводится по методу «надвиг» при работе на нижних отметках, либо по методу «сталкивание» – на верхних отметках. При работе по методу «надвиг» отходы перемещаются с площадок разгрузки бульдозерами в пределы рабочей карты, расположенной в основании формируемого яруса, создавая на ней вал с пологим откосом и толщиной укладываемого слоя отходов до 0, 5 метра. Складирование ТБО методом «сталкивания» выполняется сверху вниз. При этом методе мусоровозы разгружаются также на площадках разгрузки, устраиваемых возле рабочей карты, но расположенных на верхней заизолированной поверхности заполняемого яруса, сформированного в предыдущие дни.

Внешние откосы должны выполнятся в соотношении 1: 4.

4. Охарактеризуйте морфологический состав твердых бытовых отходов и представьте основные физико-химические методы их переработки. Рассмотрите методы классификации и сортировки ТБО (воздушная и магнитная сепарация, гидравлическая классификация, применение методов инфракрасного излучения для разделения отходов), конструктивные особенности и принцип действия основного технологического оборудования. Предложите технологическую модель переработки ТБО физико-химическими методами с предварительной сортировкой отходов.

Усредненный морфологический состав ТКО

Физико-химические методы переработки ТКО:

Выщелачивание (экстрагирование)-метод широко используется в практике переработки отвалов горнодобывающей промышленности, некоторых металлургических и топливных шлаков, пиритных огарков, древесных и многих других ВМР (вторичные материальные ресурсы). Метод основан на извлечении одного или нескольких компонентов из комплексного твердого материала путем его (их) избирательного растворения в жидкости-экстракте. Любой процесс выщелачивания заключается в том, что жидкость, проникая в поры твердого тела, растворяет извлекаемый компонент или вступает с ним в реакцию; вещество, перешедшее в раствор (или продукт реакции), диффундирует к поверхности твердого тела и переходит в основную массу жидкости. Иногда извлекаемое вещество содержится в порах твердого тела в растворенном виде, и в этом случае оно непосредственно переходит в растворитель путем диффузии.

Растворение. Растворение заключается в реализации гетерогенного взаимодействия между жидкостью и твердым веществом, сопровождаемого переходом последнего в раствор, и широко используется в практике переработки многих твердых отходов.

Кристаллизация . Выделение твердой фазы в виде кристаллов из насыщенных растворов, расплавов или паров имеет большое распространение при переработке различных твердых отходов. Кристаллизацию обычно проводят из водных растворов, понижая растворимость кристаллизуемого вещества за счет изменения температуры раствора или удаления части растворителя. В ряде случаев кристаллизацию ведут из растворов органических веществ (спиртов, эфиров, углеводородов и др.). Кристаллизацию из расплавов осуществляют путем их охлаждения.

Методы классификации и сортировки.

Воздушная классификация- Методы газовой классификации основаны на использование различия траекторий движения крупных и мелких частиц в двухфазном потоке газ-твердые частицы. Обычно в качестве несущей среды используется воздух за исключением тех случаев, когда недопустим контакт материала с кислородом или другими газами входящими в состав воздуха. Целью процесса классификации может быть получение порошков с частицами меньше или больше заданного размера, обогащение порошков крупными или мелкими частицами относительно установленного граничного размера, а также разделение порошков на несколько частей (фракций, классов) с наложением определенных ограничений на дисперсный состав каждой части. В зависимости от направления движения крупных частиц относительно потока газа с мелкими частицами классификаторы делятся на противоточные и с поперечным сечением.Сепараторы с вертикальным и горизонтальным перемещением газов относят к числу гравитационных, в центробежных сепараторах реализуется спиральное движение воздушного потока. Сепаратор с вертикальным воздушным потоком состоит из камеры, в которую снизу по трубе подается пылевоздушная смесь со скоростью, превышающей скорость витания (оседания) наиболее мелких частиц. Поскольку площадь поперечного сечения камеры в несколько раз больше, чем сечение трубы, то скорость восходящего потока во столько же раз снижается и становится недостаточной для удержания крупных частиц. Они осаждаются и разгружаются через низ камеры. Мелкие частицы продолжают движение с воздушным потоком и выносятся через верх камеры в осадительное устройство. Сепаратор с горизонтальным воздушным потоком имеет несколько рядом расположенных камер, над которыми движется пылевоздушная смесь, поступающая из трубопровода. Крупные частицы попадают в ближний бункер, мелкие - в последующие, а наиболее дисперсные выносятся из камеры и осаждаются в специальных устройствах. В центробежном дисковом сепараторе материал из бункера по трубе поступает на быстровращающийся диск и под действием центробежных сил веером разбрасывается с него. При этом более крупные частицы попадают в удаленные от оси вращения концентрические желоба, а мелкие - в ближайшие и раздельно из них удаляются. Современные конструкции таких сепараторов имеют диаметр до 4 м и производительность до 10 т/ч. Их применение экономическицелесообразно для частиц менее100 мкм. Поэтому их широко используют в замкнутом цикле с напольными агрегатами, особенно в сочетании с подсушкой сепарируемого продукта, что достаточно распространено, например, в технологии вяжущих веществ и строительных материалов. Коэффициент эффективности работы сепараторов составляет 65-80 %.

Гидравлическая классификация -Процессы классификации частиц в потоках жидкости традиционно называют гидравлической классификацией. Гидравлическую классификацию обычно применяют для размеров частиц не более 2-3 мм.Гидравлическая классификация получила весьма широкое распространение в обогащении руд черных и цветных металлов, в химической промышленности. Как и воздушные сепараторы, гидравлические классификаторы по характеру действующих сил можно разделить на гравитационные и центробежные. Принцип работы гидравлических классификаторов гравитационного действия основан на том, что пульпа поступает в емкости той или иной формы (корыто, чан), в которых крупные частицы (пески) оседают, а тонкие (шламы) уходят через борт емкости (слив). Разделение на слив и пески можно производить как в горизонтальном, так и в вертикальном потоках. Наиболее распространены реечные, спиральные и конусные классификаторы. Реечный классификатор имеет наклоненное под углом 10-15° прямоугольное стальное корыто с плоским днищем. Пульпа подается по желобу с одного конца корыта исливается с противоположного через порог, высоту которого можно изменять. Пески, осевшие на дно корыта, постепенно перемещаются гребком к приподнятому его концу, частично обезвоживаются ивыгружаются. Ширина и длина классификаторов достигают 3*8, 5 м, крупность слива может составлять 0, 59-0, 074 мм при соответствующем проценте твердого вещества и скорости гребков 1 м/мин. Обычная эффективность классификации 85-95 %. Спиральный классификатор отличается от реечного полукруглым сечением корыта. Для удаления песков служит шнек (спираль). Спиральный классификатор проще и более надежен в работе, чем реечный. При диаметре спирали 300-1000 мм суточная производительность одновального классификатора составляет 6-190 т по сливу и 25-465 т по пескам, а двухвального - соответственно 1100 и 18500 т. Конусный классификатор представляет собой конус, обращенный вершиной вниз. Пески собираются в вершине конуса и выгружаются через затвор. Питание подается на зеркало пульпы по оси конуса, слив уходит в кольцевой желоб. Диаметр основания конуса составляет 1, 0-2, 5 м. Основные преимущества конусных классификаторов - их простота и отсутствие энергопотребления, недостатки - налипание материалов на стенках, грубое разделение материалов по крупности, потребность в значительной высоте. В ряде случаев на смену классификаторам гравитационного действия приходят центробежные классификаторы (гидроциклоны и центрифуги), значительно более производительные и компактные, по устройству аналогичны аппаратам пылеулавливания, очистки сточных вод. Гидроциклоны используют для классификации частиц размером 10-500 мкм. При диаметре корпуса 1 м и конусности 20 градусов они обеспечивают производительность по пульпе до 600 т/ч.

Магнитная сепарация – процесс разделения твердых материалов в магнитном поле, основанный на использовании различий их магнитных свойств (главным образом магнитной восприимчивости).В том случае, если отходы могут содержать металлические включения, их обычно пропускают через магнитный сепаратор (например, с движущейся лентой). В магнитном поле, создаваемом с помощью электромагнитов, происходит отделение магнитных металлов от органической части отходов. Магнитное обогащение основано на различном поведении минералов в постоянных магнитных или электромагнитных полях. Сила притяжения разных минералов к магнитам неодинакова. Наиболее магнитно чистое железо. Если силу его притяжения принять за 100, то для других сильномагнитных минералов она составит от 40 (магнетит) до 6, 7 (ильменит, пирротин), для сред немагнитных - 0, 40-1, 82 (гематит, лимонит, сидерит и др.), а для слабомагнитных, к которым относится большинство минералов цветных металлов, не превысит 0, 37 (кварц, пирит, доломит и т.п.). Поэтому в настоящее время магнитная сепарация является одним из основных методов обогащения руд черных металлов, особенно магнетитовых. Она применяется также для сортировки металлического лома, извлечения железной фракции из бытовых и промышленных отходов. Аппараты для магнитного обогащения называют магнитными сепараторами. Их конструкции, предназначенные для крупнокусковых (120-150 мм) материалов, работают в воздушной среде, и обогащение в них называют сухой магнитной сепарацией. Сепараторы для мелких материалов (крупность менее 6-8 мм) используют для обогащения как в воздушной, так и в водной (мокрая магнитная сепарация) средах. Мокрая магнитная сепарация для мелких материалов дает лучшие результаты и имеет преимущественное применение, так как в этом случае исключается слипание фракций магнитных и немагнитных частиц между собой и подавляется пылевыделение. Магнитное обогащение проводят в различных типах сепараторов. Для сильномагнитных железных руд применяют преимущественно барабанные сепараторы сухого и мокрого вариантов обогащения. В первом случае аппарат состоит из латунного вращающегося барабана, внутри которого помещают неподвижные электромагниты. При прохождении руды через магнитное поле сепаратора частицы с более высокими магнитными свойствами перемещаются по траекториям, отличным от траекторий менее магнитных зерен, благодаря чему происходит разделение частиц. При мокром обогащении отделению пустой породы способствуют струи (ванна) воды, помогающие смыванию менее магнитной пустой породы с барабана (ленты). Удельная производительность магнитных сепараторов на крупном материале с наибольшей магнитной проницаемостью может достигать 60 т/ч.

Метод инфракрасного излучения -Автоматическая сортировка основана на использовании системы визуальной спектрометрии, которая обеспечивает извлечение различных материалов из смешанного или однородного потока отходов, учитывая физические и химические характеристики материала. Узел автоматической сортировки представляет собой оптический сканер, установленный над высокоскоростным ленточным конвейером, который распознаёт материал (до 10000000 считываний в секунду). Инфракрасные датчики принимают и анализируют отраженные спектры. Статистическое определение ведется по величине, форме, структуре и цвету материала. Далее подается сигнал на пневматическую установку, и запрограммированный в сканере материал отстреливается в соответствующий бункер. Результатом автоматической сортировки является выделение из смешанных ТБО сырьевых потоков по фракциям в зависимости от заданных параметров. Использование данной технологии гарантирует высокое качество и полноту отбора пригодных для переработки фракций в отличие от традиционной ручной сортировки. Также в процессе пневмосортировки проходит определенный этап подготовки отходов к дальнейшему технологическому процессу переработки.Использование технологии автоматической сортировки позволяет извлекать до 98% определенного вида вторичного сырья.

Технологическая модель.

Извлеченное магнитной сепарацией железо подвергается термической обработке для удаления примесей и прессуется в брикеты по 150 кг. В сутки выпускается около 50 т. Макулатура «мокрым способом» переводится в бумажную массу, которая затем применяется при изготовлении серого и крашеного картона, оберточной бумаги и т.п. После облагораживания она может заменять часть древесной массы при изготовлении газетной и журнальной бумаги, а также прессованной бумаги (например, бумажной тары для хранения яиц и фруктов). Заводы выпускают около 200 т/сут бумажных волокон. Корм для скота (около 45 т/сут), приготовленный из крупной фракции органической части отходов, сушат до содержания влаги 8 % и после получения однородной массы и очистки гранулируют. В связи с имевшимися случаями отравления скота в настоящее время корм не выпускается. Из многочисленных видов пластмасс извлекают только полимерную пленку, остальные пластмассовые изделия (штампованные полиэтиленовые материалы высокой плотности, хлорвиниловые и другие материалы) сжигают. Пленка поставляется заводам в виде кип, из которых производится гранулированный материал, пригодный для штамповки. Около 45 % исходного количества ТБО, поступающих на переработку, сжигают. Тепло используют для производства пара, применяемого в технологическом процессе: при очистке бумажной массы, стерилизации органических веществ для корма скота, при сушке кормов и удобрений, а также при разгрузке мусоровозов (совместно с оксихлоридами для уменьшения количества пыли и приостановления начинающегося брожения). Заводы работают на оборотной воде.

Б И Л Е Т № 6

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: