Основные виды экозащитной техники и технологии

                    Основные виды экозащитной техники и технологии.

                                                       План.

1.       Способы по очистке газопылевых выбросов

а) адсорбционный

б) окислительный

в) каталитический

2. Аппараты по очистке газопылевых выбросов.

3.       Методы очистки сточных вод

а) механические методы

б) химические методы

в) физико-химические методы

г) биологическая очистка

д) комбинированный метод

4.       Безотходные и малоотходные технологии

а) в энергетике

б) горной промышленности

в) металлургии

г) химической и нефтехимической промышленности

д) машиностроение

е) бумажная промышленность

5.       Биотехнологии защиты компонентов природной среды

а) переработка отходов

б) защита атмосферы

в) охрана земель

г) переработка отходов растительности

     Способы и аппараты по очистке газопылевых выбросов.

Основной вклад в такое загрязнение воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, строительной индустрии, целлюлозно-бумажной промышленности и энергетики, а также бытовые котельные. Однако в крупных городах главным источником загрязнения воздуха является все-таки не промышленность, а автотранспорт.

Способы очистки газовых выбросов в атмосферу:

        Адсорбционный — вредные примеси улавливают с помощью поглотителей, в качестве которых используют активированный уголь (как в противогазе), известняк, а также поглощающие жидкости — щелочные растворы аммиака и извести. Недостатки — необходимость установки громоздкого оборудования и периодической очистки поглощающей жидкости.

        Окислительный способ заключается в выжигании вредных горючих примесей до углекислого газа и воды; правда, здесь возникает проблема выбросов излишних объемов углекислого газа.

        Каталитический — пропускание выбрасываемой газовой смеси через твердые катализаторы, в качестве которых чаще всего используют металлические сетки (например, из платины или ванадия) или оксиды металлов (цинка, алюминия, марганца и т.д.). Напомним, что катализаторы — это вещества, ускоряющие химические реакции, но сами в них не расходующиеся.

Аппараты по очистке газопылевых выбросов.

Для улавливания пыли и поглощения газов промышленных выбросов применяют три вида аппаратов: сухие, мокрые и электростатические. К сухим пылеулавливающим аппаратам относятся пылевые камеры, циклоны, жалюзийные аппараты, тканевые и волокнистые фильтры; к мокрым— скрубберы (полые, насадочные, центробежные и мокропрутковые), мокрые циклоны, барботажные и пенные аппараты, струйные газопромыватели, аппараты Вентури1 и т. д.; к электростатическим — электрофильтры.

Методы очистки сточных вод.

Основные методы очистки производственных и бытовых сточных вод можно разделить на четыре группы: механические, химические, физико-химические и биологические.

Механические методы, как правило, используются на первой стадии предварительной очистки и предназначены для удаления взвесей. Сооружения механической очистки — решетки, отстойники, фильтры, разного вида уловители (например, нефтеловушки, основанные на разности плотности воды и нефти; где всплывающие на поверхность воды нефтепродукты собирают и удаляют для дальнейшего использования). Как правило, механическая очистка предназначена для подготовки сточных вод к дальнейшей очистке (химической, физико-химической, биологической).

К химическим методам относится нейтрализация кислот и щелочей, которую проводят, пропуская сточные воды через доломит, магнезит и известняки. Нейтрализация необходима для предупреждения коррозии металлов водоотводящих сетей и очистных сооружений.

Физико-химические методы основаны на свойствах поверхности некоторых веществ (например, угля) поглощать (адсорбировать) примеси вредных веществ; иногда таким поверхностно активным веществом является слой почвы. Химические и физико-химические методы особенно важны при очистке производственных сточных вод.

Биологическая очистка осуществляется путем пропускания сточных вод через биологические фильтры, содержащие сообщества микроорганизмов (бактерии, простейшие, водоросли, грибковые), которые окисляют органические примеси.

Комбинированный. Сущность комбинированного метода очистки сточных вод состоит в одновременном использовании двух или более методов очистки для достижения наилучшего результата. Выбор методов очистки и порядка из использования зависит от конкретных особенностей водоёма и степени загрязнения воды. Как правило, в первую очередь используется механическая очистка, удаляющая основную массу нерастворимых неорганических загрязнений. Вторым этапом становится биологическая очистка. В качестве последующей дезинфекции используются методы физико-химической очистки, такие как ультразвук, озонирование, электролиз.

Безотходные и малоотходные технологии.

Безотходная и малоотходная технология представляют собой одно из современных направлений развития промышленного производства. Возникновение этого направления обусловлено необходимостью предотвратить вредное воздействие отходов промышленности на окружающую среду. Безотходные производства подразумевают разработку таких технологических процессов, которые обеспечивают максимально возможную комплексную переработку сырья. Это позволяет, с одной стороны, наиболее эффективно использовать природные ресурсы, полностью перерабатывать образующиеся отходы в товарную продукцию, а с другой — снижать количество отходов и тем самым уменьшать их отрицательное влияние на экологические системы.

Безотходную и малоотходную технологию применяют во всех отраслях промышленности. Их развитие идет по следующим направлениям: разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов, уменьшающих количество отходов; разработка и внедрение методов и оборудования для переработки отходов в товарную продукцию; создание бессточных водооборотных систем, в которых осуществляется очистка воды. Основные имеющиеся направления и разработки безотходной и малоотходной технологии в отдельных отраслях промышленности.

Энергетика.

В энергетике необходимо шире использовать новые способы сжигания топлива, например, такие, как сжигание в кипящем слое, которое способствует снижению содержания загрязняющих веществ в отходящих газах, внедрение разработок по очистке от оксидов серы и азота газовых выбросов; добиваться эксплуата-ции пылеочистного оборудования с максимально возможным КПД, при этом образующуюся золу эффективно использовать в качестве сырья при производстве строительных материалов и в других производствах.

Горная промышленность.

В горной промышленности необходимо: внедрять разработан-ные технологии по полной утилизации отходов, как при откры-том, так и при подземном способе добычи полезных ископаемых; шире применять геотехнологические методы разработки место-рождений полезных ископаемых, стремясь при этом к извлече-нию на земную поверхность только целевых компонентов; использовать безотходные методы обогащения и переработки при-родного сырья на месте его добычи; шире применять гидрометаллургические методы переработки руд.

Металлургия.

В черной и цветной металлургии при создании новых предприя-тий и реконструкции действующих производств необходимо вне-дрение безотходных и малоотходных технологических процессов, обеспечивающих экономное, рациональное использование руд-ного сырья:

· вовлечение в переработку газообразных, жидких и твердых отходов производства, снижение выбросов и сбросов вредных веществ с отходящими газами и сточными водами;

· при добыче и переработке руд черных и цветных металлов -- широкое внедрение использования многотоннажных отвальных твердых отходов горного и обогатительного производства в качестве строительных материалов, закладки выработанного пространства шахт, дорожных покрытий, стеновых блоков и т. д. вместо специально добываемых минеральных ресурсов;

· переработка в полном объеме всех доменных и ферросплавных шлаков, а также существенное увеличение масштабов переработки сталеплавильных шлаков и шлаков цветной металлургии;

· резкое сокращение расходов свежей воды и уменьшение сто-чных вод путем дальнейшего развития и внедрения безводных технологических процессов и бессточных систем водоснабжения;

· повышение эффективности существующих и вновь создавае-мых процессов улавливания побочных компонентов из отходя-щих газов и сточных вод;

· широкое внедрение сухих способов очистки газов от пыли для всех видов металлургических производств и изыскание более совершенных способов очистки отходящих газов;

· утилизация слабых (менее 3,5% серы) серосодержащих газов переменного состава путем внедрения на предприятиях цветной металлургии эффективного способа -- окисления сернистого ан-гидрида в нестационарном режиме двойного контактирования;

· на предприятиях цветной металлургии ускорение внедрения ресурсосберегающих автогенных процессов и в том числе плавки в жидкой ванне, что позволит не только интенсифицировать процесс переработки сырья, уменьшить расход энергоресурсов, но и значи-тельно оздоровить воздушный бассейн в районе действия предпри-ятий за счет резкого сокращения объема отходящих газов и получ-ить высококонцентрированные серосодержащие газы, используе-мые в производстве серной кислоты и элементарной серы;

· разработка и широкое внедрение на металлургических пред-приятиях высокоэффективного очистного оборудования, а также аппаратов контроля разных параметров загрязненности окру-жающей среды;

· быстрейшая разработка и внедрение новых прогрессивных малоотходных и безотходных процессов, имея в виду бездомен-ный и бескоксовый процессы получения стали, порошковую ме-таллургию, автогенные процессы в цветной металлургии и дру-гие перспективные технологические процессы, направленные на уменьшение выбросов в окружающую среду;

· расширение применения микроэлектроники, АСУ, АСУ ТП в металлургии в целях экономии энергии и материалов, а также контроля образования отходов и их сокращения.

Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.

В химической и нефтеперерабатывающей промышленности в более крупных масштабах необходимо использовать в техноло-гических процессах: окисление и восстановление с применением кислорода, азота и воздуха; электрохимические методы, мемб-ранную технологию разделения газовых и жидкостных смесей; биотехнологию, включая производство биогаза из остатков ор-ганических продуктов, а также методы радиационной, ультра-фиолетовой, электроимпульсной и плазменной интенсификации химических реакций.

Машиностроение.

В машиностроении в области гальванического производства следует направлять научно-исследовательскую деятельность и разработки на водоочистку, переходить к замкнутым процессам рециркуляции воды и извлечению металлов из сточных вод; в области обработки металлов шире внедрять получение деталей из пресс-порошков.

Бумажная промышленность.

В бумажной промышленности необходимо в первую очередь внедрять разработки по сокращению на единицу продукции рас-хода свежей воды, отдавая предпочтение созданию замкнутых и бессточных систем промышленного водоснабжения; максималь-но использовать экстрагирующие соединения: содержащиеся в древесном сырье для получения целевых продуктов; совершен-ствовать процессы по отбеливанию целлюлозы с помощью кис-лорода и озона; улучшать переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими методами в целевые продукты; обеспечи-вать создание мощностей по переработке бумажных отходов, в том числе макулатуры.

Биотехнологии компонентов окружающей среды.

Биотехнологии как направления науки и практики являются пограничной областью между биологией и техникой отраслей человеческой деятельности. Они представляют собой совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов, явлений и эффектов с помощью микроорганизмов. Применительно к охране окружающей человека природной среды биотехнологию можно рассматривать как разработку и создание технологических процессов, основанных на продуктах жизнедеятельности биологических объектов, микробных культур, сообществ, их метаболитов и препаратов, путем включения их в естественные круговороты веществ, элементов, энергии и информации. Методами и приемами биотехнологии являются фундаментальные и прикладные наработки микробиологии, биохимии, биофизики, клеточной и генной инженерии, их сочетание.

Особую важность биотехнологии переработки отходов обусловливает недолговременная исчерпаемость традиционных энергоносителей: угля, нефти, газа, а также далеко не бесспорные экологические характеристики атомных электростанций.Биотехнология переработки твердых отходов не только позволяет утилизировать биогаз и снизить энергетический дефицит, но и в значительной степени уменьшить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду, в том числе уменьшить компоненты парникового эффекта.Общим подходом к биотехнологии утилизации отходов с энергетическими целями является их анаэробная деструкция.

Биотехнология защиты атмосферы. Молекулы, служащие источником дурно пахнущего загрязнения воздуха, образуются в результате множества различных процессов. Дурно пахнущие запахи удаляют биотехнологически в "сухих" или "мокрых" биореакторах.

Биотехнология охраны земель. Загрязненность почв неорганическими ионами и нехватка полезных органических, избыток пестицидов и других вредных минеральных добавок снижают урожайность и качество сельскохозяйственных культур, а также приводят к эрозии и дефляции почвы. В настоящее время в РФ и за рубежом проводится большая работа по селекции и получению методами генетической инженерии микроорганизмов, способных при внесении их в почву вместе с осадками продуцировать полимеры, переводящие тяжелые металлы в неподвижные формы, и осуществляющие одновременно процесс азотфиксации (усвоение атмосферного азота).

Биотехнология переработки отходов растительности. Отходы растительности - это не подлежащие утилизации по экономическим, экологическим и санитарно-гигиеническим соображениям клетчаткосодержащие остатки: листья; ботва свеклы, моркови, картофеля; листья капусты; очистки картофеля; образующиеся в больших количествах в стеблях зерновых.Наиболее рациональный и сравнительно дешевый способ переработки отходов растительности - это компостирование. Компостирование позволяет получить ценный продукт для внесения в почву в качестве удобрения. Одновременно компостирование является процессом очистки, делающим низкоактивные отходы более безвредными для ОПС. Гуммифицированные продукты после внесения в почву быстро приходят в равновесие с экосистемой, не вызывая серьезных нарушений в ней. Помимо остатков растительности компостировать можно городской мусор, сырой осадок и активный ил станций аэрации, измельченные автомобильные покрышки и др.

Вывод: Разработка и внедрение экозащитных технологий предусматривает снижение экологической опасности производственных процессов и сельскохозяйственных работ.