II. Основные законы экологии и учение о биосфере



страница8/22
Дата23.04.2016
Размер4.82 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   22

44-45 Биосфера Земли. Биосфера, по определению В. И. Вернадского, - наружная оболочка (сфера) Земли, область распространения жизни (bios -жизнь). По последним данным, толщина биосферы 40...50 км. Она включает нижнюю часть атмосферы (до высоты 25...30 км, до озонового слоя), практически всю гидросферу (реки, моря и океаны) и верхнюю часть земной коры - литосферу (до глубины 3 км). Важнейшими компонентами биосферы являются: живое вещество (растения, животные и микроорганизмы); биогенное вещество (органические и органоминеральные продукты, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории - каменный уголь, нефть, торф и др.); косное вещество (горные породы неорганического происхождения и вода); биокосное вещество (продукт синтеза живого и неживого, т. е. осадочные породы, почвы, илы).

Отличительная и определяющая особенность биосферы состоит в ее целостности и населенности жизнью. Живое вещество Земли представляет собой самую мощную силу в биосфере, материально и энергетически определяющую ее функции. В результате непрерывного взаимодействия (обмена) между компонентами биосферы под влиянием живого вещества изменяются как населяющие биосферу организмы, так и среда, в которой они живут. Благодаря живому веществу поддерживаются взаимосвязь и взаимообусловленность всех компонентов в биосфере. Эта многосторонняя и разнообразная связь определяет биосферу как гигантскую экологическую систему, в которой человек является, с одной стороны, биологической частицей всей системы, а с другой -активным ее преобразователем.

Неуправляемо возрастающая техническая и энергетическая вооруженность человека отрицательно влияет на сбалансированность процессов в биосфере. Поэтому сегодня глобальной задачей человечества является определение и осуществление допустимых пределов воздействия на биосферу в целях предотвращения экологической катастрофы.

Представление о жизни как о сплошной «пленке» живого вещества, покрывающего Землю, сформировал в XVIII в. Ламарк, а в 1920-х годах советский геохимик В.И. Вернадский предложил научное обоснование биосферы. Он доказал, что все три оболочки Земли связаны с живым веществом, которое непрерывно воздействует на неживую природу.



Биосфера - гигантская экологическая система, в которой человек выступает и как ее частица и как ее преобразователь. Конечная цель человека - управление всеми процессами в биосфере, преобразование ее в ноосферу - сферу разума.

Основной особенностью живого существа является, кроме клеточной деятельности и передачи информации, способ использования энергии. Живые существа улавливают энергию космоса в виде солнечного света, удерживают ее в виде энергии сложных органических соединений (биомасса), передают ее друг другу и трансформируют в другие виды энергии (механическую, электрическую, тепловую). Неживые вещества преимущественно рассеивают энергию.

Живое вещество, биосфера, преобразует энергию Солнца в свободную энергию, способную совершать работу. Работа, производимая жизнью, состоит в переносе и перераспределении химических элементов в биосфере.

Все почвы и минералы поверхности (чернозем, глина, известняк, руда, месторождение углей и нефти) образовались под воздействием жизни.

Преобразование энергии в организмах основано на разнице температуры и других принципах. Живые существа следует рассматривать как химические машины, где химическая энергия преобразуется в другие виды энергии.

Другая особенность живых организмов - это их способность к самовоспроизведению. Итак, к особенностям функционирования живых существ относятся:



  • способность к самовоспроизведению;

  • способность образования полимерных оболочек, ограждающих живое вещество от косной среды;

  • способность аккумулировать и передавать химическую энергию, а также осуществлять химические реакции в нормальных условиях температуры и давления без образования побочных продуктов. Жизнь на Земле идеально экологична.

В заключение остановимся на эволюции биосферы - самой большой экосистемы Земли. На первом этапе (примерно 3 млрд лет тому назад) происходило образование органического вещества в результате синтеза в абиотических процессах. Атмосфера Земли состояла из водорода, азота, окиси углерода, метана; содержала вредный для жизни хлор и пр., не содержала кислорода. Ультрафиолетовое излучение (озона тогда не было) вызвало химическую реакцию, в результате которой появились аминокислоты - сложные молекулы органических веществ. Сформировались анаэробные организмы, которые находились под водой.

За счет их деятельности через миллиард лет появился кислород, который частично превратился в озон и защитил Землю от ультрафиолетового излучения. Далее жизнь распространилась по суше, содержание кислорода в атмосфере достигло 3...4% - это около 1 млрд лет назад. Еще примерно 700 млн лет спустя содержание кислорода увеличилось до 8%, образовались многоклеточные организмы. Произошел взрыв жизни: появились водоросли, моллюски, кораллы. Началось связывание энергии путем фотосинтеза, резко возросло количество кислорода. Когда около 400 млн лет назад его количество достигло 20%, возникли крупные организмы. Были периоды (в конце палеозоя) увеличения углекислого газа и уменьшения кислорода (парниковый эффект), но все в конце концов восстановилось.

Вероятно, жизнь, меняя только форму, сама создала для себя необходимые условия (в частности, наличие кислорода). Биосфера представляет собой единый организм. В жизни природы, в Космосе не человек является главной целью мироздания. В мире нет человека и природы, нет человека и Космоса, человека и Вселенной. Есть природа, Космос, Вселенная, а человек - только их маленькая частица, единственная возможность для человека выжить - это подчиняться законам Вселенной. Как писал знаменитый английский философ XVII в. Фрэнсис Бэкон, «Мы не можем управлять природой иначе, как подчиняясь ей». В этом предназначение человека XXI в.

Причины и характер загрязнения биосферы

Загрязнение биосферы - одна из древнейших проблем человеческой цивилизации. Сформулируем основные экологические принципы естественного устройства биосферы.



  1. Биосфера использует внешние источники энергии, не вызывая загрязнения окружающей среды.

  2. Биосфера использует вещество в основном в форме круговоротов, не накапливая вредных отходов.

  3. В биосфере существует огромное многообразие видов и биологических сообществ, при этом доминирующие виды отсутствуют, биосфера защищена от чрезмерной опасности со стороны внутренних факторов.

Рост хозяйственной деятельности человека нарушает основные принципы естественного устройства биосферы: энергетический баланс, сложившийся круговорот веществ, многообразие и единство биологических сообществ. Человек активно вмешивается в экологические круговороты, используя в своих целях вещество планеты с очень невысокой эффективностью, с образованием большого количества отходов. В биосфере нарушается естественный баланс элементов. Чтобы обеспечить жизнь одного человека, ежегодно из Земли извлекается 20 т сырья, при этом количество полезного продукта составляет не более 2% используемых природных ресурсов.

Опасность для биосферы состоит в следующем:



  • использование человеком преимущественно внутренних по отношению к биосфере источников энергии (органическое топливо);

  • использование нерациональных хозяйственных циклов, приводящих к появлению отходов;

  • использование вредных для природы синтетических веществ;

  • уничтожение человеком структурного многообразия биосферы, что разрушает экосистемы.

Появление новых болезней - реакция биосферы на вмешательство человека.

Исходя из приведенного определения, загрязнения природной среды классифицируют по большому числу факторов, основные из них систематизированы (рис. 1.2).

По характеру возникновения загрязнения подразделяют на естественные и антропогенные. Естественные загрязнения возникают в результате природных, как правило, катастрофических процессов (например, мощное извержение вулкана, селевой поток и т.п.), вне всякого влияния человека на эти процессы, антропогенные - в результате хозяйственной деятельности человека. Интенсивность антропогенных загрязнений непосредственно связана с ростом численности населения земного шара и в первую очередь с развитием крупных промышленных центров.

Антропогенные загрязнения подразделяются на промышленные, сельскохозяйственные и военные. Промышленные загрязнения вызываются отдельно взятым предприятием или их совокупностью, а также транспортом. Сельскохозяйственные загрязнения обусловлены применением пестицидов, дефолиантов и других агентов, внесением удобрений в количествах, не усваиваемых культурными растениями, сбросом отходов животноводства и другими действиями, связанными с сельскохозяйственным производством. Военные загрязнения возникают в результате работы предприятий военной промышленности, транспортировки военных материалов и оборудования, испытания образцов оружия, функционирования военных объектов и всего комплекса военных средств в случае ведения военных действий. Последствия войны с применением атомного оружия могут привести к апокалипсису - «ядерной зиме».

Различают загрязнения атмосферы, гидросферы, почвы, космического пространства, а по объекту воздействия - загрязнения фауны, флоры, людей, материалов и конструкций.

Загрязнение атмосферы - привнесение в воздух или образование в нем химическими веществами или организмами физических агентов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящих урон материальным ценностям, а также образование антропогенных физических полей.

Загрязнение гидросферы - поступление в воду загрязнителей в количествах и концентрациях, способных нарушить нормальные условия среды в значительных по размерам водных объектах.

Загрязнение почвы - привнесение и возникновение в почве новых, обычно не характерных для нее физических, химических или биологических агентов, которые меняют ход почвообразовательного процесса (тормозят его), резко снижают урожайность, вызывают накопление загрязнителей в растениях (например, тяжелых металлов), из которых эти загрязнения прямо или косвенно (через растительные или животные продукты питания) попадают в организм человека.

Загрязнение космического пространства - общее засорение околоземного и ближнего космического пространства космическими объектами. Наиболее опасно радиоактивное загрязнение из-за вывода на орбиты и разрушения ядерных реакторов, кроме того «космического мусора», который вносит помехи в нормальное функционирование наземных радиотехнических и астрономических приборов.

По характеру воздействия загрязнения подразделяют на первичные и вторичные.



Первичное загрязнение - поступление в окружающую среду непосредственно загрязнителей, образуемых в ходе естественных природно-антропогенных и чисто антропогенных процессов.

Вторичное загрязнение - образование (синтез) опасных загрязнителей в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в окружающей среде. Так, из нетоксичных составляющих в некоторых условиях образуются ядовитые газы - фосген; фреоны, химически инертные у поверхности Земли, вступают в стратосфере в фотохимические реакции, вырабатывая ионы хлора, служащие катализатором при разрушении озонового слоя (экрана) планеты. Отдельные реагенты такого взаимодействия могут быть неопасными.

По продолжительности воздействия загрязнения подразделяются на кратковременные и долговременные.

По масштабу воздействия различают локальные, региональные и глобальные загрязнения. Локальные загрязнения охватывают небольшие территории, обычно вокруг промышленного предприятия, населенного пункта и т.п. Выделяют точечные и распределенные источники загрязнения. Региональные загрязнения выявляются в пределах значительных пространств, но не всей планеты. Глобальные загрязнения обнаруживаются в любой точке планеты далеко от их источника, охватывают большие пространства с угрозой для жизнедеятельности большого количества людей и организмов.

По механизму воздействия загрязнения подразделяются на механические, физические (тепловые, световые, акустические, электромагнитные), химические, радиационные, биологические (биотические, микробиологические).



Механические загрязнения - засорение среды агентами, оказывающими главным образом неблагоприятное механическое воздействие на естественные и искусственные объекты.

Физические загрязнения связаны с изменением физических параметров среды: температурно-энергетические (тепловые), волновые (световые, акустические, электромагнитные), радиационные (радиационные, радиоактивные).

Тепловые (термальные) загрязнения обусловлены повышением температуры среды, главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов (продукты сгорания, выбрасываемые в дымовую трубу) и вод. Могут возникать и как вторичный результат изменения химического состава среды (например, парниковый эффект - постоянное потепление климата на планете в результате накопления в атмосфере углекислого и других газов (метана, фтор- и хлоруглеродов), которые аналогично покрытию теплицы, пропуская солнечные лучи, препятствуют длинноволновому тепловому излучению уходить с поверхности Земли).

Световые загрязнения вызваны нарушением естественной освещенности местности в результате действия искусственных источников света и могут приводить к аномалиям в жизни растений и животных.

Акустические загрязнения связаны с превышением естественного уровня шума и ненормальным изменением звуковых характеристик в населенных пунктах и других местах вследствие работы транспорта, промышленных установок, бытовых приборов, поведения людей или других причин.

Электромагнитные загрязнения возникают в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.п.), приводят к изменениям в тонких клеточных и молекулярных биологических структурах.

Радиоактивные загрязнения обусловлены превышением естественного уровня содержания радиоактивных веществ в среде. Их последствием является радиационное загрязнение, вызванное действием ионизирующих излучений.

Биологические загрязнения вызваны проникновением (естественным или благодаря деятельности человека) в эксплуатируемые экосистемы и технологические установки видов организмов, чуждых данным сообществам и установкам и обычно там отсутствующих. Выделяют биотические и микробиологические загрязнения.

Биотические (биогенные) загрязнения связаны с распространением определенных, как правило, нежелательных с точки зрения людей биогенных веществ (выделений, мертвых тел и т.п.) на территории и (или) акватории, где они ранее не наблюдались.

Микробиологические (микробные) загрязнения возникают из-за появления в среде необычно большого количества микроорганизмов, связанного с массовым их размножением в средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека.

46-47 Загрязнение окружающей среды промышленными предприятиями и защита от загрязнений

Современное машиностроительное предприятие, как правило, включает несколько цехов и производств, таких как литейные, заготовительные, кузнечно-прессовые и механические цехи, цехи термической обработки и гальванопокрытий, сварочные и окрасочные цехи, участки пайки и лужения, сборочные и деревообрабатывающие цехи и ряд других. Иногда в состав предприятия также входят испытательные станции, цехи по производству и обработке неметаллических материалов, котельные и другие вспомогательные подразделения.

Наиболее крупными источниками пылегазовыделений в атмосферу являются литейные цехи, а именно: вагранки, электродуговые и индукционные печи, участки складирования и переработки шихты и формовочных материалов, участки выбивки и очистки литья. При плавке 1 т металла в открытых чугунолитейных вагранках выделяется от 900 до 1200 м3 колошникового газа, который загрязняет атмосферу оксидами углерода (СО), диоксидами серы (SOX) и азота (NOX), парами масла, полидисперсной пылью (табл. 7.1) и др., параметры и состав которых приведены в табл. 7.2.

Химический состав ваграночной пыли зависит от состава металлозавалки, топлива, условий работы вагранки и может колебаться в следующих пределах (ма%. доли, %):

В закрытых чугунолитейных вагранках производительностью 5...10 т/ч на 1 т выплавленного чугуна приходится 11...13 кг выделяющейся пыли, 190...200 кг оксида углерода, 0,4 кг диоксида серы, 0,7 кг углеводородов и др., при этом концентрация пыли в отходящих газах составляет от 5 до 20 г/м3.

Характеристики выбросов загрязняющих веществ от электродуговых печей при выплавке стали приведены в табл.7.3.

Химический состав пыли таких выбросов зависит от марки выплавляемой стали и находится в следующих пределах (мае. доли, %):

остальное приходится на хлориды, оксиды хрома и фосфора.

Средний фракционный состав пыли при размере частиц до 2 мкм составляет более 50%, от 2 до 4 мкм - более 20%, от 4 до 10 мкм лежит в диапазоне от 2 до 6% и при размерах частиц более 10 мкм достигает 9%.

При плавке стали в индукционных печах выделяется незначительное количество газов, а также в 5...6 раз меньше крупной пыли по сравнению с электродуговыми печами.

В процессе литья из формовочных смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид, метанол и другие токсичные вещества, количество которых зависит от многих факторов, сопровождающих технологический процесс, и в особенности от марки связующего (табл. 7.4).

Значительными выделениями пыли и газов в атмосферу сопровождаются процессы очистки и обрубки литья, приготовления, переработки и использования шихты и формовочных материалов. Так, работа пескоструйных и дробеструйных камер, очистных барабанов и столов создает концентрацию пыли в воздухе, отводимом от них, от 2 до 15 мг/м3. Содержание пыли, включающей диоксид кремния, при размоле материалов на шаровых мельницах и дробилках составляет от 5 до 12 мг/м3.

В кузнечно-прессовых и прокатных цехах при нагреве и обработке металла выделяются пыль, кислотный и масляный аэрозоль, оксид углерода, диоксид серы и др.

При прокатке пыль образуется главным образом в результате измельчения окалины валками, при этом около 20% пыли имеет размер частиц менее 10 мкм. Выброс пыли из цеха составляет в среднем 200 г на 1 т готового проката. Если в процессе проката применяется огневая зачистка поверхности заготовки, то выход пыли возрастает до 500...2000 г/т с большим количеством мелкодисперсной пыли, состоящей на 75...90% из оксидов железа.

Средний фракционный состав пыли:

При травлении горячекатаной полосы в серной и соляной кислотах их содержание в воздухе, выбрасываемом вентиляцией, составляет 2,5...2,7 г/м3.

При использовании в кузнечно-прессовых цехах плазменных печей в атмосферу выбрасываются оксиды углерода, серы, азота и другие продукты сгорания. Такие выбросы характерны для всей общеобменной вентиляции кузнечно-прессового цеха. Так, от пролетов с молотами выбросы оксида углерода составляют 7 кг на 1 т топлива (газ или мазут), диоксида серы -5,2 кг/т (мазут); от пролетов с прессами и ковочными машинами соответственно 3 и 2,2 кг/т.

Механическая обработка металлов на станках в механических цехах сопровождается выделением пыли, стружки, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционную систему выбрасываются в окружающую среду (табл. 7.5).

Пыль, образующаяся в процессе абразивной обработки, состоит на 30...40% из материала абразивного круга, на 60...70% -из материала обрабатываемого изделия. Количество выделяющейся пыли зависит от размеров и твердости обрабатываемого материала, диаметра и окружной скорости круга, а также способа подачи изделия. Так, для круглошлифовальных станков выделение пыли лежит в диапазоне от 100 до 300 г/ч.

Пыль заточных станков инструментального цеха имеет частицы следующего дисперсного состава.

Значительное выделение пыли наблюдается при механической обработке древесины, стеклопластиков, графита и других неметаллических материалов. Так, при обработке текстолита, стеклоткани, карболита и органического стекла выделение пыли колеблется в пределах, приведенных в табл. 7.6.

При механической обработке полимерных материалов одновременно с пылью могут выделяться пары различных химических веществ и соединений (фенола, формальдегида, стирола и др.). входящих в состав обрабатываемых материалов.

В машиностроении широкое применение находят стеклопластики, которые содержат стекловолокнистый наполнитель и связующие смолы (ненасыщенные полиэфирные, фенолоформальдегидные, эпоксидные). При этом происходит выделение вредных паров таких веществ, как стирол, толуол, малеиновый ангидрид,гипериз, ацетофенон.

Производство эбонитовых изделий сопровождается выбросом в атмосферу SO,, CO, H2S, паров бензина, толуола, глицерина, пыли. Особенно много вредных выбросов происходит в процессе производства пластмасс, синтетических волокон и т. п.

Воздух, удаляемый из термических цехов, обычно загрязнен парами и продуктами горения масла, аммиаком, цианистым водородом, оксидом углерода, оксидами азота, соединениями хлора и фтора и другими веществами, поступающими в систему местной вытяжной вентиляции от ванн и агрегатов для термической обработки. Источниками загрязнений также являются нагревательные печи, работающие на жидком и газообразном топливе, а также дробеструйные камеры. Концентрация пыли в воздухе, удаляемом из дробеструйных камер, где металл очищается после термической обработки, достигает от 2 до 7 г/м3. В воздухе, отводимом от масляных ванн, содержатся пары масла, масса которых составляет до 1% массы металла. При цианировании один агрегат выделяет до 6 г/ч цианистого водорода.

Воздух, удаляемый из гальванических цехов, содержит вредные вещества, находящиеся в виде пыли, тонкодисперсного тумана, паров и газов. Наиболее интенсивно вредные вещества выделяются при кислотном и щелочном травлении (табл. 7.7).

При воронении, фосфатировании, анодировании, хромировании, никелировании, цинковании и других подобных процессах образуются различные вредные вещества. Например, при фосфатировании изделий выделяется фтористый водород, концентрация которого в отводимом воздухе достигает 1,2... 15 г/м'. Концентрации таких вредных веществ, как НС1, H2SO4, HCN, Сг2О3, NO2, NaOH и др., в удаляемом от гальванических ванн воздухе колеблются в значительных пределах.

При проведении подготовительных операций в гальванических цехах, таких, как механическая очистка, шлифование, полирование, обезжиривание поверхностей, выделяются пыль, пары бензина, керосина, трихлорэтилена, туманы щелочей. Дисперсный состав туманов включает частицы размером 5...6 мкм при травлении. 8... 10 мкм при хромировании и 5...8 мкм при цинковании.

На участках сварки и резки металлов состав и масса выделяющихся вредных веществ зависят от вида и режимов технологического процесса, свойств применяемых сварочных и свариваемых материалов. В процессе ручной электродуговой сварки стали при расходе 1 кг электродов образуется до 40 г пыли, 2 г фтористого водорода, 1,5 г оксидов углерода и азота; в процессе сварки чугунов - до 45 г пыли и 1,9 г фтористого водорода. При полуавтоматической и автоматической сварке общая масса выделяемых вредных веществ меньше в 1,5...2 раза, а при сварке под флюсом - в 4...6 раз.

Сварочная пыль на 99% состоит из частиц размером от 10~3 до 1 мкм, около 1% пыли содержит частицы размером 1...5 мкм. Химический состав выделяющихся при сварке загрязнений обусловлен в основном составом сварочных материалов (проволоки, покрытий, флюсов) и почти не зависит от состава свариваемых металлов. Так, при ручной дуговой сварке сталей штучными электродами марки ЭА 606/11 на 1 кг расходуемых материалов в среднем выделяется 14 г/кг сварочного аэрозоля, в том числе 0,6 г/кг Сг2О3 и 0,68 г/кг Мп и его соединений, а также газов: 1,3 г/кг NO2 и 1,4 г/кг СО. Замена ручной сварки на автоматическую при использовании флюса ОСЦ-45 снижает среднее количество выделяемого сварочного аэрозоля до 0,09 г/кг и содержание газов в удаляемом воздухе до 0,006 г/кг.

При газовой и плазменной резке металлов происходит выделение пыли и вредных газов, сведения о валовом выделении которых в пересчете на 1 м реза приведены в табл. 7.8. Химический состав пыли при этом определяется главным образом маркой разрезаемого материала, а размер частиц не превышает 2 мкм.

При резке обычно выделяются такие токсичные компоненты, как соединения хрома и никеля, марганец, газы СО, NOX а при плазменной резке к ним добавляется еще и озон.

В процессе пайки и лужения выделяются следующие токсичные вещества: газы (оксид углерода и фтористый водород), аэрозоли (свинец и его соединения) и т.п. Удельные выделения аэрозоля свинца с частицами размером от 0,7 до 7 мкм при лужении и пайке оловянно-свиниовыми припоями ПОС-40 и ПОС-61 составляют:

При пайке электропаяльниками

мощностью 20...60 Вт 0,02...0,04 мг/100 паек

При лужении погружением в припой

(отнесено к поверхности ванны) 300...500 мг/(м'ч)

При лужении и пайке полной

(отнесено к поверхности волны) 3000...5000 мг/(м2-ч)

При обжиге I г изоляции при температуре 8ОО...9ОО°С выделяются следующие массы оксида углерода: 240 мг винипласта, 180 мг полихлорвинила, 100 мг полиэтилена. 100 мг фторопласта, 100 мг хлопка, 200 мг шелка, 190 мг шелка и винипласта.

Токсичные вещества в покрасочных цехах выделяются при следующих операциях: обезжиривание поверхностей органическими растворителями перед окраской, подготовка лакокрасочных материалов, нанесение их на поверхность изделий и сушка покрытия. В воздухе, удаляемом вентиляционными отсосами от окрасочных камер, напольных решеток, сушильных установок и других устройств, всегда присутствуют пары растворителей и окрасочных аэрозолей, а если при окраске используются порошковые полимерные материалы, то в удаляемом воздухе содержится еще и пыль.

Пары углеводородов при обезжиривании изделий перед окраской поступают в вентиляционные выбросы из-за испарения с поверхности зеркала ванны со следующей интенсивностью, г/(м2мин): бензин — 67...83, керосин — 17...34, уайт-спирит — 83...100.

В вентиляционных выбросах окрасочных цехов могут содержаться окрасочный аэрозоль (с концентрацией до 1 г/м3) и пары растворителей (до 10 г/м3).Концентрации вредных веществ, удаляемых от мест окраски, зависят от состава и расхода лакокрасочных материалов, способа их нанесения на окрашиваемую поверхность, устройства вентиляции, окрасочного оборудования, метода окрашивания (табл. 7.9).



Сточные воды промышленных предприятий

Примерно 20% воды промышленного предприятия расходуется безвозвратно, а остальная часть возвращается в водоемы в той или иной степени загрязненной.

Сточные воды любого промышленного предприятия бывают трех видов: бытовые, поверхностные и производственные. Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах. Их количество, состав и концентрация содержащихся в них примесей определяются типом предприятия, его мощностью, видами используемых технологических процессов.

Крупнейшими потребителями воды в промышленности являются доменные, сталеплавильные, прокатные, коксохимические и другие подобные установки. Например, для выплавки 1 т чугуна и последующего выпуска стали и проката расходуется до 300 м3 воды, для выплавки 1 т меди -500 м3, 1т алюминия -1500 м3.

Около 10% общего водопотребления в промышленности приходится на машиностроительные предприятия, где воду используют для охлаждения или подогрева исходных материалов и продукции, деталей и узлов технологического оборудования; для приготовления различных технологических растворов; промывки, обогащения и очистки исходных материалов или продукции; для хозяйственно-бытового обслуживания.

Основными видами загрязнений сточных вод литейного цеха являются песок, окалина, пыль, флюсы, глина, зольные остатки ит.п. Особенно загрязненной оказывается вода после гидравлической выбивки стержней, транспортировки и промывки формовочной земли в отделениях регенерации, а также на гидротранспорте отходов горелой земли и в системе, обеспечивающей вентиляцию. Концентрация загрязнений зависит от применяемого оборудования, материалов, используемых для формовки, и может достигать до 5 кг/м3.

В качестве примера в табл. 7.10 приведен массовый и фракционный составы загрязнений сточной воды одного из литейных цехов (при плотности взвеси, равной 2400 кг/м3).

Основными примесями сточных вод, используемых для охлаждения технологического оборудования, поковок, гидросбива металлической окалины и обработки помещения, являются частицы пыли, окалины и масла. Например, при прокатке металлов на прокатных станах образуются окалины до 4% массы прокатываемого металла; при этом 90% всей массы окалины составляют частицы размером более 1 мм.

В механических цехах вода используется в основном для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей, промывки окрашиваемых изделий, для гидравлических испытаний и обработки помещения. Основными примесями сточных вод являются пыль, металлическая мелкая стружка, абразивные частицы, сода, масла, растворители, краски и др. В качестве примера загрязнений сточной воды механического цеха в табл. 7.11 приведены характеристики шлама, выделенного из отстойника сточных вод шлифовального участка.

На термических участках воду используют для приготовления технологических растворов, применяемых при закалке, отпуске и отжиге деталей, для промывки деталей и ванн после сброса отработанных растворов, а также для обработки помещения. Основными примесями сточных вод являются пыль минерального происхождения, металлическая окалина, тяжелые металлы, цианистые соединения, масла, щелочи и другие ядовитые вещества.

На травильных и гальванических участках вода используется для приготовления технологических растворов для травления материалов и деталей и нанесения на них покрытий; а также для промывки деталей и ванн после сброса отработанных растворов и обработки помещения. Основными примесями сточных вод этих участков являются химически вредные растворимые и взвешенные вещества, такие как пыль, металлическая окалина, эмульсии, щелочи и кислоты, ионы тяжелых металлов и их соли, циан, цианистые соединения цинка, кадмия, меди, хроматы, железо, медь, никель и др.

В сварочных, монтажных, сборочных, испытательных цехах машиностроительных предприятий сточные воды содержат механические примеси, маслопродукты, кислоты, щелочи и т.п. в значительно меньших концентрациях, чем в рассмотренных цехах и участках.



Загрязнение литосферы промышленными предприятиями

Огромное количество промышленных и бытовых отходов, попадая в почву, существенно изменяют химический состав и качество почвы, самоочищение которой не происходит или происходит очень медленно. Сильное загрязнение почвы тяжелыми металлами в совокупности с очагами сернистых загрязнений приводит к возникновению техногенных пустынь, так как при взаимодействии железа с серой образуется сернистое железо, являющееся сильным ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора, что приводит к потере плодородия и нарушению единства геохимической среды и живых организмов.

В тех случаях, когда промышленные и бытовые отходы вывозятся на свалки, создаются реальные угрозы значительных загрязнений атмосферы, а также поверхностных и грунтовых вод, которые в результате взаимодействия влаги и загрязнений почвы закисляются.

Промышленные твердые отходы делятся на два основных вида: нетоксичные и токсичные. Кроме того, они классифицируются на металлические, неметаллические и комбинированные. Неметаллические отходы подразделяют на химически инертные (отвалы пустой породы, зола и т.п.) и химически активные (резина, пластмасса и т.п.). К комбинированным отходам относится всевозможный промышленный мусор.

В основной своей массе твердые отходы машиностроительного производства нетоксичны и содержат стружки и опилки металлов, древесины, пластмасс и т. п., шлаки, золы, шламы, осадки, амортизационный лом и пыли (отходы систем очистки воздуха и др.).

На предприятиях машиностроения отходы составляют в среднем 260 кг на 1т металла, иногда достигая 50% массы готового изделия. Замена технологической оснастки и инструмента приводит к образованию 55% амортизационного лома. Безвозвратные потери металла вследствие истирания и коррозии составляют 25% общего количества амортизационного лома.

Машиностроительные предприятия в основном образуют отходы от следующих производств:


  • кузнечно-прессового и проката (концы, обрезки, обдирочная стружка, опилки, окалины и др.);

  • литья (литники, сплески, шлаки и съемы, сор и др.);

  • механической обработки (высечки, обрезки, стружки, опилки и др.).

Основными источниками образования отходов легированных сталей являются металлообработка (84%) и амортизационный лом (16%).

При обработке 1 млн т черных металлов безвозвратные потери металла, исчисляемые в тысячах тонн, составляют:



  • 5,4 при обдирке, шлифовке, распиловке и других видах обработки;

  • 2,1 при ковке, горячей штамповке и термической обработке (потери от окалины);

  • 14 при травлении металла;

  • 15,2 из-за неполного сбора отходов.

Шламы из отстойников очистных сооружений на машиностроительных предприятиях содержат большое количество твердых материалов, концентрация которых составляет от 20 до 300 г/л. Шламы термических, литейных и других цехов содержат токсичные соединения свинца, хрома, меди, цинка, а также цианиды, хлорофос и др. Отходы, образующиеся на предприятиях машиностроения в результате использования радиоактивных веществ, обычно содержат небольшое количество изотопов с коротким периодом полураспада (до 15 суток) и могут также содержать ртуть, вылитую из вышедших из эксплуатации приборов и установок.

К наиболее распространенным группам веществ химического загрязнения почвы промышленными предприятиями можно отнести:



  • газы (СО2; СО; SO2; NOX; H2S);

  • тяжелые металлы и их соединения (Hg; Pb2; Cd; и др.);

  • циклические углеводороды, бенз(а)пирен;

  • радиоактивные вещества.

Обычно по массе твердые отходы машиностроительного предприятия составляют, т/год:

Шлак, окалина, зола 40 000

Горелая формовочная земля 3800

Шламы, флюсы 600

Абразивы 0,5...48

Древесные отходы 100...1500

Пластмассы 780

Бумага, картон 2,6...12

Мусор 50..20 000
48. Основные требования и технические средства очистки воздушных и водных загрязнений в пределах СЗЗ.

Защита атмосферы от промышленных выбросов

Развитие и внедрение в практику хозяйственной деятельности различных идей рационального природопользования и наметившийся переход от преобразования (покорения) природы к созданию природно-технических систем отчетливо проявляются в последнее десятилетие в различных отраслях промышленности и строительства. Для обеспечения экологического равновесия в зонах влияния создаваемых природно-технических систем на окружающую среду необходима разработка современных норм и требований.

Важными направлениями экологизации промышленного производства следует считать:


  • совершенствование традиционных технологий – введение новых конструктивных элементов с использованием экологически безопасных материалов;

  • разработку нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду;

  • разработку ресурсосберегающих технологий;

  • замену токсичных отходов на нетоксичные;

  • разработку технологий утилизации экологически опасных отходов производства;

  • широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды;

  • экологическую экспертизу всех видов производств и промышленной продукции, составление экологических паспортов.

Наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам. В защите окружающей среды важную роль играют мероприятия по рациональному размещению источников загрязнений:

  • вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселенные районы с непригодными и малопригодными для сельскохозяйственного использования землями;

  • расположение промышленных предприятий с учетом топографии местности и розы ветров;

  • установление санитарно-защитных зон (ССЗ) вокруг промышленных предприятий;

  • рациональная планировка городской застройки.

В системе охраны атмосферного воздуха весьма значимы плановые мероприятия, позволяющие при постоянстве валовых выбросов существенно снизить воздействие загрязнения окружающей среды на человека.

Взаимное расположение предприятий и населенных пунктов определяется по средней розе ветров теплого периода года. Промышленные объекты как источники выделения вредных веществ в окружающую среду должны располагаться за чертой населенных пунктов и с подветренной стороны от жилых массивов, чтобы выбросы уносились в сторону от жилых кварталов.

Здания и сооружения промышленных предприятий обычно размещаются по ходу производственного процесса. При недостаточном расстоянии между корпусами загрязняющие вещества могут накапливаться в межкорпусном пространстве, которое оказывается в зоне аэродинамической тени. Цехи, выделяющие наибольшее количество вредных веществ, следует располагать на краю производственной территории со стороны, противоположной жилому массиву.

Требованиями «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН 245-71» предусмотрено, что объекты, являющиеся источниками выделения в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ, следует отделить от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Размеры СЗЗ до границы жилой застройки устанавливаются в зависимости от мощности предприятия, условий осуществления технологического процесса, характера и количества выделяемых в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ. В соответствии с классификацией промышленных предприятий в зависимости от выделяемых ими вредных веществ установлено пять классов санитарно-защитных зон для предприятий:

Класс I 1000 м

Класс II 500 м

Класс III 300 м

Класс IV 100 м

Класс V 50 м

Машиностроительные предприятия по степени воздействия на окружающую среду в основном относят к классам IV и V.

Предприятия с технологическими процессами, не выделяющими в атмосферу вредных веществ, допускается размещать в пределах жилых районов. При неблагоприятных аэрологических условиях для рассеивания производственных выбросов в атмосфере, при отсутствии или недостаточной эффективности очистных устройств СЗЗ может быть увеличена. Размеры СЗЗ могут быть уменьшены при изменении технологии, совершенствовании технологического процесса или внедрении высокоэффективных и надежных в эксплуатации очистных устройств.

Санитарно-защитную зону нельзя рассматривать как резервную территорию предприятия и использовать для расширения промышленной площадки. На территории СЗЗ можно размещать объекты с производствами меньшего класса вредности, чем производство, для которого установлена СЗЗ, а также пожарное депо, гаражи, склады, административные здания, магазины, предприятия общественного питания, научно-исследовательские лаборатории, поликлиники, водопроводные и канализационные насосные станции, стоянки для общественного и индивидуального транспорта, линии электропередач, нефте- и газопроводы, объекты технического водоснабжения. На территории СЗЗ нельзя размещать: детские учреждения, школы, лечебно-профилактические и оздоровительные учреждения, стадионы и спортивные площадки, жилые здания.

Для максимального ослабления влияния на население производственных загрязнений атмосферного воздуха территория СЗЗ должна быть благоустроена и озеленена газоустойчивыми породами деревьев и кустарников. Со стороны жилого массива ширина полосы древесно-кустарниковых насаждений должна быть не менее 50 м, а при ширине зоны до 100 м -не менее 20 м.

В качестве дополнительных средств защиты окружающей среды, в частности атмосферы, применяют аппараты и системы для очистки газовых выбросов от загрязнений (табл. 7.12). При выбросе отходящих промышленных газов, для технологической подготовки газов и извлечения из газов полезных материалов проводится пылеулавливание с помощью пылеуловителей, встроенных в основное оборудование или выносных.

Очистка газов, выбрасываемых из термических цехов, производится абсорбционными, адсорбционными и каталитическими методами.

В кузнечно-прессовых цехах для уменьшения выделений вредных веществ в производственное помещение цеха и через аэрационные фонари в окружающую среду штампы смазывают негорючими бездымными смазочными материалами.

Для уменьшения образования окалины на поверхности заготовок автоматизируют управление тепловым режимом, совершенствуют сжигание топлива, скоростной и безокислительный нагрев в плазменных печах. Безокислительный нагрев осуществляется в продуктах неполного сгорания с дожиганием топлива в другой камере, с применением обмазок и покрытий типа эмалей; в контролируемых атмосферах и парах солей лития, в стекломассе и расплавах солей (30% ВаС12 и 70% NaCl), в электролите (15%-ный водный раствор Na2CO3, 15...30%-ный раствор К2СО3 и 30%-ный раствор СН2СООН) или в вакууме.

Для очистки газовых выбросов от вредных примесей применяют пылеулавливающие (например, рукавные фильтры) и газоочистные установки (например, абсорберы, орошаемые моноэтаноламином, диэтаноламином или раствором аммиака).

Защита атмосферы от вредных выделений гальванических цехов осуществляется очисткой вентиляционных выбросов и рассеиванием остаточных загрязнений. При этом загрязненный воздух должен выбрасываться в атмосферу на 2 м и выше самой высокой части крыши цеха и не должен попадать в здания, расположенные вблизи него. При низких выбросах наибольшая концентрация вредных веществ будет на территории предприятия. Если количество вентиляционных выбросов превышает ПДВ, обеспечивающий ПДК вредных веществ в приземном слое, то перед выбросом в атмосферу воздух должен подвергаться очистке.

Воздух, удаляемый от шлифовальных, полировальных и крацевальных станков, очищают с помощью циклонов, отстойников, промывных камер, а также мокрых фильтров с песком или гравием.

Для очистки воздуха, отсасываемого от пескоструйных аппаратов, может быть использована установка, схема которой приведена на рис. 7.1. Воздух, пройдя через циклон 1, где осаждаются крупные частицы пыли, поступает в увлажнительную камеру 2, а из нее в мокрый фильтр 3 с насыпкой из гравия и с помощью

эксгаустера 4 выбрасывается наружу. В отстойной камере 5 происходит отстаивание шлама, стекающего из увлажнителя гравийного фильтра. При толщине слоя гравия 200...300 мм минимально необходимая площадь фильтрующей поверхности гравия определяется из расчета 1500...2000 м3 воздуха в час на 1 м2 фильтра. Расход воды на орошение фильтра составляет от 0,2 до 0,6 л на 1 кг воздуха. Вместо орошаемых гравийных фильтров могут быть установлены барьеры либо встряхивающиеся матерчатые зигзагообразные или рукавные фильтры

Для улавливания хромового ангидрида, серной, фосфорной и соляной кислот применяют воду или щелочной раствор, для эффективного улавливания окислов азота - щелочной раствор перманганата калия, для газообразных цианистых соединений -5%-ного раствора железного купороса, а для фтористого водорода - раствор технической соды.

При выборе очистного оборудования необходимо учитывать агрегатное состояние и физико-химические свойства улавливаемых веществ, эффективность очистки, капитальные затраты, эксплуатационные расходы, надежность работы, простоту обслуживания, занимаемую площадь, расход электроэнергии и воды. В табл. 7.13 перечислены наиболее распространенные устройства для очистки вентиляционного воздуха гальванических цехов. Для обеспечения бесперебойности очистки выбросов в вытяжной системе устанавливают не менее двух очистных аппаратов.

Для защиты вентиляционных систем от коррозии и трудно-удаляемых наростов осаждающихся аэрозолей используют фильтрующие элементы, встраиваемые в местные отсосы (рис. 7.2). Фильтрующая перегородка 5, изготовленная из слоя иглопробивного войлока или пакета винипластовых сеток в виде прямоугольной кассеты 4, вставляется через люк 3 в корпусе бортового отсоса 1. Отделенные капли раствора стекают в карман 7, откуда через штуцер 8 выводятся наружу. Начальное сопротивление фильтра - 100...120 Па. По достижении сопротивления 250 Па в корпус отсоса через промывное отверстие 2 при отключенном вентиляторе и открытой поворотной заслонке 6 подают воду для промывки фильтра. Ресурс работы войлочного фильтра от 7 до 10 суток, а фильтра из винипластовых сеток - 1 5 суток. Эффективность улавливания сернокислого тумана войлоком достигает 1,0, а винипластовыми сетками - колеблется от 0,79 до 0,997.

Для очистки вентиляционных выбросов от сварочного аэрозоля могут быть использованы пластинчатые электрофильтры, обеспечивающие эффективность очистки до 0,95. Такими фильтрами целесообразно оборудовать крупные вентиляционные установки, к которым должны подключаться небольшие системы местной вытяжной вентиляции. Эти фильтры необходимо периодически очищать от осаждаемой сварочной пыли.

Основными направлениями защиты окружающей среды от вредных примесей (красочного аэрозоля и паров растворителей), поступающих от окрасочных цехов, являются:


  • совершенствование технологического процесса нанесения покрытий для уменьшения потерь на туманообразование;

  • полная или частичная замена высокотоксичных растворителей менее токсичными или водой;

  • применение сухих порошковых красок или высоковязких составов с малым содержанием токсичных растворителей;

  • очистка вентиляционного воздуха в гидрофильтрах и установках дожигания;

  • проведение архитектурно-планировочных мероприятий в целях рационального размещения окрасочных цехов на территории предприятия исходя из условия наилучшего естественного проветривания межкорпусного пространства во избежание накопления вредных веществ в межкорпусной зоне;

  • применение систем рассеяния вредных примесей в атмосфере.

Для снижения концентрации красочного аэрозоля в вентиляционных выбросах применяют отстойные ванны, заполненные водой, гидрофильтры и т. п.

Отстойные ванны располагают под напольными решетками с просветом не менее 0,7...0,8 (рис. 7.3). Размеры ванн в плане должны соответствовать размерам решетки, а отношение площадей принимается Fl/F2 ≥ 2. При этом площадь F3 вертикального поперечного сечения канала, равная произведению глубины h1, подрешеточного пространства на один из размеров решетки, должна обеспечивать скорость движения воздуха над уровнем воды не более 3 м/с.

Гидрофильтр с S-образным воздухопромывным каналом (рис. 7.4) состоит из корпуса 2, нескольких полуцилиндров 1, системы подачи воды 4, ванны 5 и брызгоуловителей 3. Очистка воздуха от красочного аэрозоля происходит при его контакте с водой в канале гидрофильтра. Пропускная способность гидрофильтров по воздуху определяется средней скоростью движения воздуха в его канале, которая равна 5...6 м/с, и размерами проходного сечения канала. Обычно принимают следующие размеры канала: длина 2,2; 3,2; 4,2 м; ширина 0,8; 1,0 и 1,2 м.

Для очистки вентиляционных выбросов сушильных камер от паров растворителей с повышенной концентрацией вредных веществ (толуол, фенол, формальдегид, эпихлоргидрин и т.п.) применяют каталитическое дожигание, а для очистки газовых выбросов из сушильных камер окрасочных линий - термокаталитические реакторы типа ТКРВ.

При невозможности использовать описанные методы допускается уменьшать концентрации вредных веществ в воздухе населенных пунктов, рационально рассеивая вредные выбросы в атмосфере, для чего увеличивают высоту выхлопных шахт (без колпаков) или повышают скорость выброса (факельный выброс).

В деревообрабатывающих цехах воздух от древесной пыли очищают циклонами и тканевыми фильтрами. Для выбора типа пылеуловителя необходимы исходные сведения об условиях его эксплуатации: концентрации пыли в воздухе, поступающем для очистки; фракционном составе пыли; плотности ее;

количестве очищаемого воздуха; его плотности, температуре, влажности.

На рис. 7.5 показана схема двухступенчатой очистки воздуха от пыли в циклоне 3 (первая ступень) и фильтре 4 (вторая ступень). В качестве первой ступени наиболее распространены циклоны типа ЦН-15. В качестве второй ступени очистки рекомендуется использовать рукавные

фильтры типа ФРКН. Затем очищенный воздух обычно выбрасывается в атмосферу или подается в цех на рециркуляцию.

Очистка сточных вод промышленных предприятий

На машиностроительных заводах в основном применяют оборотные системы водоснабжения отдельных цехов и участков, сточные воды которых имеют стабильный состав примесей. В некоторых случаях используют двухступенчатую очистку: сточные воды предварительно очищают в локальных очистных сооружениях от примесей, присущих данным участкам и цехам, а затем на общезаводских очистных сооружениях. Выбор конкретных методов и средств очистки определяется типом предприятия, его мощностью, характеристиками источников водоснабжения и т.п.

При разработке оборотных систем водоснабжения промышленных предприятий необходимо планировать очистку и повторное использование поверхностных сточных вод с учетом следующих требований:


  • обеспечение локализации стока с отдельных участков территории предприятия и его отвода либо в общезаводские очистные сооружения, либо (после предварительной очистки) в общую схему очистки поверхностных сточных вод;

  • создание раздельной организации стоков с водосборных участков, отличающихся по составу и количеству примесей, поступающих в поверхностные сточные воды;

  • обеспечение очистки поверхностного стока совместно с производственными сточными водами;

  • применение локальных очистных сооружений для поверхностных сточных вод.

Для примера рассмотрим схему оборотного водоснабжения цеха холодной прокатки (рис. 7.6). Образующиеся при работе стана 8 сточные воды, содержащие в основном частицы металлической окалины и масла, попадают в отстойник 1, где и выделяются твердые частицы и наиболее легкие фракции масла, а затем направляются в промежуточный отстойник 2, где осаждаются мелкие фракции частиц. Из отстойника 2 сточные воды отбираются насосом 3, в который через трубопровод 4 подается сжатый воздух.

Смесь воды с воздухом поступает в сатуратор 5, где интенсивно перемешивается, и затем направляется во флотатор 6 для окончательной очистки от маслопродуктов. Выделенные из сточной воды в отстойнике и флотаторе маслопродукты отводятся на участок их регенерации, а сточная вода из флотатора 6 поступает в промежуточный отстойник 2. Для очистки сточной воды от твердых частиц и частиц масла размером менее 1,5 мкм она пропускается через автоматический бумажный фильтр 7. Очищенная таким образом сточная вода собирается в промежуточном отстойнике 2 и затем с помощью насоса 3 при необходимости подается для охлаждения прокатываемых изделий, узлов стана и оборудования цеха.

Очистка сточных вод производится в отстойниках. Для очистки сточных вод кузнечно-прессовых цехов от масла помимо маслоуловителей используется отстойник периодического действия, в котором очищаемая вода перемешивается с молотой известью или известковым молоком. Перемешивание рекомендуется производить барботированием сжатым воздухом. Продолжительность отстаивания в отстойнике не менее 30 мин.

Для очистки сточных вод литейных цехов машиностроительных заводов применяют механические (отстаивание, фильтрование), химические (нейтрализация, коагуляция) и физико-химические методы.

Особое внимание следует обращать на обезвреживание сточных вод термических цехов, в которых могут содержаться цианистые соединения и другие ядовитые вещества. Для обезвреживания цианосодержащих сточных вод рекомендуется использовать щелочь (известковое молоко) и хлорсодержащие компоненты, такие, как жидкий хлор, гипохлорид натрия, гипохлорид кальция, хлорная известь и пр. Количество щелочи должно быть таким, чтобы поддерживать водородный показатель сточных вод рН в пределах 10,5...11,0. Перед отстойниками циансодержащие воды подкисляют до нейтральной среды. Для очистки от цианидов применяют также марганцево-кислый калий и перекись водорода. При значительных концентрациях цианидионов (сточные воды участков цианирования) применяют электрохимическую очистку.

После перечисленных операций: реагентной обработки, отстаивания и в некоторых случаях фильтрования сточные воды обычно сбрасывают в бытовую канализацию или водоем. Возврат очищенных реагентным методом и доочищенных на фильтрах сточных вод возможен лишь на неответственные операции процессов гальванических покрытий.

Для отстаивания сточных вод могут применяться горизонтальные и вертикальные отстойники с продолжительностью отстаивания не менее 2 ч.

Различают кислотно-щелочные, циан- и хромосодержащие сточные воды гальванических цехов, и недопустимо их смешивание. Поэтому гальванические цехи должны быть оборудованы отдельными промышленными канализационными системами для стока каждой группы электролитов и отработанных растворов. Иногда целесообразно не сбрасывать отработанные растворы в канализационную сеть, а использовать их для подкисления и подщелачивания.

Сточные воды гальванического производства можно очищать различными методами в зависимости от их количества и качественного состава, а также концентрации примесей. Основными способами очистки являются: реагентный, ионообменный, озонирование, гиперфильтрация, электрохимический. Выбор зависит от объема и характера стоков, технико-экономических показателей устройств очистки, от возможности создания оборотного цикла и утилизации химических веществ.

На рис. 7.7 приведена общая схема канализирования и очистки сточных вод цехов гальванических покрытий.

Очистка цианосодержащих сточных вод производится в основном реагентными методами и заключается в окислении комплексных и свободных цианидов в менее токсичные соединения, такие как цианиты или азот и углекислый газ. В качестве окислителей применяют жидкий хлор, хлоридную известь, гипохлориты натрия, кальция и магния, озон, перманганат калия, сернокислое железо и др. Иногда очистка циансодержащих сточных вод производится методом ионного обмена или электродиализа.

Очистка хромосодержащих сточных вод осуществляется в основном реагентными методами и проводится в две стадии. На первой шестивалентный хром восстанавливают до трехвалентного бисульфитом, или сульфитом, или железным купоросом. На второй стадии производят осаждение гидроокиси хрома щелочью или гашеной известью. При небольших количествах сточных вод, содержащих шестивалентный хром, рекомендуется использовать метод восстановления на металлической стружке. Дальнейшая очистка стоков выполняется совместно с кислотно-щелочным стоком.

При очистке кислотно-щелочных стоков необходимо довести рН до 8,5...9 для нейтрализации и осаждения гидроокисей металлов. Нейтрализация кислотно-щелочного стока осуществляется смешением кислотных и щелочных стоков цеха, а также добавкой предварительно обработанных циансодержаших и хромосодержащих стоков. При последующем отстаивании из стока выделяются металлы в соответствии с их растворимостью. Для полного извлечения меди, никеля и цинка сточные воды необходимо дополнительно обработать методами ионного обмена, электродиализа, гиперфильтрации и др.

Очистку сточных вод можно организовывать так, чтобы обеспечить возврат воды и ценных продуктов в производство. Например, для вторичного использования регенерирующих растворов в блоке обычной реагентной очистки в качестве средства доочистки можно использовать метод ионного обмена.

В окрасочных цехах локальным очистным сооружением оборотного водоснабжения (рис. 7.8) снабжается каждая окрасочная камера.

Образующиеся в окрасочных ваннах 1 сточные воды поступают в сборную емкость 9, затем насосом 2 подаются в электрокоагулятор 3 с растворяемыми алюминиевыми электродами, которые питаются от выпрямителя 4. В электрокоагуляторе 3 образующиеся хлопья гидроксида алюминия поглощают твердые частицы и частицы краски. Поступая вместе с водой в отстойник 5, они оседают на дно и затем подаются в шламонакопитель 8. Далее очищенная таким образом сточная вода насосом 2 подается в электрокоагулятор 6 с нерастворимыми алюминиевыми электродами, где при протекании тока происходит обеззараживание сточной воды, направляемой в резервуар 7, откуда очищенная вода подается в окрасочные ванны для повторного использования.


49. Экологический паспорт предприятия.

Экологический паспорт промышленного предприятия - это комплексный документ, содержащий характеристику взаимоотношений предприятия с окружающей средой. Целью составления экологического паспорта является:



  • переход от изучения следствий (состояния окружающей среды) к детальному дифференцированному анализу причин (ситуация по каждому предприятию в отдельности и группам родственных предприятий);

  • переход от рассмотрения общего объема выбросов к удельным показателям, относимым к единице производимой продукции и сопоставляемым с наилучшими показателями, достигнутыми в мире.

В соответствии с этим экологический паспорт должен содержать общие сведения о предприятии, используемом сырье, технологических схемах выработки основных видов продукции, схемах очистки сточных вод и аэровыбросов, их характеристиках после очистки, данные о твердых и других отходах, а также сведения о наличии в мире технологий, обеспечивающих достижение наилучших удельных показателей по охране природы. Кроме того, в нем перечисляются планируемые мероприятия, направленные на снижение нагрузки на окружающую среду, с указанием сроков, объемов затрат, удельных и общих объемов выбросов вредных веществ до и после каждого мероприятия.

Экологический паспорт, разрабатываемый предприятием за счет собственных средств, включает:



  • титульный лист;

  • общие сведения о предприятии и его реквизиты;

- краткую природно-климатическую характеристику района расположения предприятия;

- краткое описание технологии производства и сведения о продукции, балансовая схема материальных потоков;

- сведения об использовании земельных ресурсов;

- характеристику сырья, используемых материальных и энергетических ресурсов;

- характеристику выбросов в атмосферу;

- характеристику водопотребления и водоотведения;

- характеристику отходов;

- сведения о рекультивации нарушенных земель;

- сведения о транспорте предприятия;

- сведения об эколого-экономической деятельности предприятия.



Особенности заполнения разделов экологического паспорта



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   22


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал