3579
.pdfД.А. Коновалов Н.Н. Кожухов
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Учебное пособие
Воронеж 2017
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
Д.А. Коновалов Н.Н. Кожухов
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Утверждено учебно-методическим советом университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2017
УДК 502.5:574(075.8) ББК 68.69я7
К 647
Коновалов Д.А. Экологическая безопасность: учеб. пособие / Д.А. Коновалов, Н.Н. Кожухов. - Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017. 193 с.
В учебном пособии рассмотрены подходы к разработке систем экологической безопасности энергетических предприятий для защиты атмосферы, гидросферы и литосферы. Отдельное внимание уделено ядерной безопасности и энергосбережению.
Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению 13.04.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» (программа магистерской подготовки «Промышленная теплоэнергетика»), дисциплине «Экологическая безопасность».
Предназначено для магистров, может быть использовано при курсовом и дипломном проектировании, а также инженерными службами энергетических предприятий.
Табл. 9. Ил. 88. Библиогр.: 12 назв.
Рецензенты: кафедра атомных электростанций Международного института компьютерных технологий (г. Воронеж) (д-р техн. наук, проф. В.В. Шитов); д-р техн. наук, проф. Н.В. Мозговой
Коновалов Д.А., Кожухов Н.Н., 2017
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ................................................................................. |
5 |
1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ КАК ОСНОВА |
|
ЭФФЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ.................. |
6 |
1.1. Понятие экологической безопасности предприятий....... |
6 |
1.2. Последствия несоблюдения принципов |
|
экологической безопасности............................................ |
8 |
1.3. Способы поддержания и создания условий для |
|
экологической безопасности.......................................... |
27 |
2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АТМОСФЕРЫ ..... |
39 |
2.1. Аппараты сухой и мокрой очистки газа......................... |
39 |
2.2. Электрофильтры............................................................. |
45 |
2.3. Выбор технологии газоочистки...................................... |
51 |
2.4. Классификация способов газоочистки........................... |
54 |
2.5. Абсорбционная очистка газов........................................ |
57 |
2.6. Адсорбционная очистка газов........................................ |
75 |
2.7. Конденсационная очистка и термоокисление ............... |
91 |
2.8. Фильтры.......................................................................... |
98 |
3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ГИДРОСФЕРЫ.. |
103 |
3.1. Источники загрязнения вод на ТЭС и АЭС................. |
103 |
3.2. Основные направления использования воды на |
|
ТЭС и классификация источников загрязнения.......... |
108 |
3.3. Системы оборотного водоснабжения........................... |
114 |
3.4. Методы очистки сточных вод ТЭС.............................. |
118 |
3.5. Метантенки как эффективный способ для |
|
переработки сточных вод............................................. |
128 |
4.ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЛИТОСФЕРЫ..... |
143 |
4.1. Классификация твердых отходов................................. |
143 |
4.2. Утилизация твердых отходов ТЭЦ .............................. |
145 |
3
|
4.3. Утилизация твердых отходов очистных |
|
|
сооружений................................................................... |
157 |
5. |
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АЭС……………. 167 |
|
|
5.1. Классификация отходов АЭС....................................... |
167 |
|
5.2. Очистка газов на АЭС .................................................. |
171 |
|
5.3. Сбор и удаление отходов на АЭС................................ |
175 |
6. |
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ.............. |
180 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................... |
191 |
|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..................................... |
192 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Проблема экологической безопасности окружающей среды является одной из важнейших экологических, экономических и социальных задач, решение которой направлено в первую очередь на охрану здоровья нынешнего и будущих поколений людей, а также на обеспечение воспроизводства и рационального использования ресурсов. Для каждого предприятия важно пересмотреть свои позиции в плане использования техники и технологий. Использование современной техники и технологий должно быть направлено не только на улучшение показателей производимой продукции, но и обеспечивать экологическую безопасность окружающего мира. Это создание новых безотходных технологий, разработка совершенных многоступенчатых систем очистки воды и воздуха, эффективные системы утилизации загрязнителей, использование альтернативных источников энергии.
В данном учебном пособии рассмотрены вопросы экологической безопасности при работе энергетических установок (ТЭЦ, АЭС, котельные и пр.). Рассмотрены различные типы установок для очистки воздуха и газов от твердых частиц и туманов, принципы построения бессточных режимов водоснабжения, конструкции и расчет аппаратов для очистки сточных вод. Особое внимание уделено вопросам радиационной безопасности при работе АЭС. Подробно рассматриваются альтернативные источники энергии, использующиеся в России и промышленно развитых странах, позволяющие существенно снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.
Учебное пособие предназначено для студентов и магистров специальности «Промышленная теплоэнергетика» всех форм обучения, а также для разработки мероприятий по экологической безопасности инженерными службами промышленных предприятий.
5
1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ КАК ОСНОВА ЭФФЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ
1.1. Понятие экологической безопасности предприятий
В современной литературе по экологии и защите окружающей среды до сих пор нет единого понятия, что же понимается под экологической безопасностью окружающей среды и промышленных предприятий. У каждого из исследователей данного направления есть свое понимание данного определения. Тем не менее, выявлены сходные подходы к определению и сформулировано обобщающее понятие.
Экологическая безопасность – одна из составляющих национальной безопасности, совокупность природных, социальных и других условий, обеспечивающих безопасную жизнь и деятельность проживающего (либо действующего) на данной территории населения и обеспечение устойчивого состояния биоценоза естественной экосистемы. Это также процесс обеспечения защищенности жизненно важных интересов личности, общества, природы, государства и всего человечества от реальных или потенциальных угроз, создаваемых антропогенным или естественным воздействием на окружающую среду.
Объектами экологической безопасности являются права, материальные и духовные потребности личности, природные ресурсы и природная среда или материальная основа государственного и общественного развития.
Критерием оценки экологической безопасности естественной экосистемы и её устойчивости является нерушимость естественного биотопа основного биоценоза и его способность к восстановлению при антропогенном воздействии.
Критерием оценки экологической безопасности
искусственной экосистемы является качество жизни и здоровья населения.
6
Политика экологической безопасности включает в себя целенаправленную деятельность государства, общественных организаций, юридических и физических лиц по обеспечению экологической безопасности.
Система экологической безопасности – совокупность законодательных, медицинских и биологических мероприятий, направленных на поддержание равновесия между биосферой и антропогенными нагрузками, а также естественными внешними нагрузками. Экологическая безопасность достигается системой мероприятий (прогнозирование, планирование, заблаговременная подготовка и осуществление комплекса профилактических мер), обеспечивающих минимальный уровень неблагоприятных воздействий природы и технологических процессов ее освоения на жизнедеятельность и здоровье людей при сохранении достаточных темпов развития промышленности, коммуникаций, сельского хозяйства.
Включает в себя:
Комплексную экологическую оценку территории в т.ч.:
-определение и оценку комплекса факторов экологической опасности, проявляющихся на данной территории;
-районирование территории по устойчивости к проявлению факторов экологической опасности;
-составление и ведение кадастра объектов воздействия на окружающую среду;
-составление кадастра природных ресурсов;
-определение антропогенной нагрузки;
-составление и ведение кадастра «загрязненных» площадей.
Экологический мониторинг, в т.ч.:
-нормирование воздействий на окружающую среду;
-контроль источников воздействия на окружающую
среду;
-контроль качества компонентов окружающей среды;
7
Управленческие решения, в т.ч.:
-формирование экологической политики;
-предупреждение проявления антропогенных факторов экологической опасности;
-минимизация последствий проявления природных факторов экологической опасности;
-разработка и совершенствование природоохранного законодательства и методов формирования экологического мировоззрения.
1.2.Последствия несоблюдения принципов экологической безопасности
Попробуем рассмотреть, к чему приводит несоблюдение принципов и политики экологической безопасности.
Во-первых, нарушается биоценоз естественной системы, т.е. возникает превалирование определенных видов растений, животных и микроорганизмов над другими. А это значит, что те, которые в меньшинстве просто со временем мигрируют на соседнюю территорию, где нет нарушения в биосфере либо просто исчезают.
Зачастую, источником такого нарушения является деятельность человека, в т.ч. промышленное воздействие. Нарушение биоценозов за счет естественных смещений происходит крайне редко и сильно растянуто во времени. Чаще это напоминает процесс саморегулирования в природной среде.
Во-вторых, это создает реальную угрозу обществу, а жизнедеятельность становится небезопасной. Это означает, что человек слишком активно ведет свою деятельность, при этом, особо не заботясь о последствиях, как своих, так и будущих поколений.
Типичным примером может являться строительство крупных ГЭС в середине 20-го столетия. С одной стороны, общество получило дешевую электроэнергию, что привело к бурному развитию промышленного производства, увеличение
8
занятости и благосостояния, при практически незначительных выбросах, загрязняющих окружающую среду. В тоже время в результате строительства исчезли тысячи гектар плодородной земли, лесов, которые ушли под воду в результате строительства плотин. Естественная экосистема в районах подобного строительства была практически полностью изменена. При этом со временем меняются климатические условия, что также не учитывалось при строительстве. Последствия ощущаются и до сих пор. Характерный пример это паводки в 2013 г. в Сибири и на Дальнем Востоке России.
Можно отметить, что при строительстве ГЭС, никто не задумывался о формировании экологической политики, а последствия паводка в 2013 году говорят о несовершенстве системы предупреждения и минимизации последствий проявлений природных факторов экологической опасности. Вложения в экологическую безопасность проекта были малы по сравнению со стоимостью самой гидроэлектростанции.
В настоящее время при строительстве современных предприятий тратится до 30% бюджета на разработку и внедрение систем экологической безопасности. При реконструкции и модернизации действующего производства подобные затраты могут составлять до 50% бюджета проекта.
Это серьезные затраты в масштабах любой страны и на первый взгляд видно, что проблема решена. Увы, нет. Далеко не каждое предприятие готово потратить огромные деньги на экологическую безопасность. Кого-то больше устраивает платить за загрязнение окружающей среды, а кто-то просто не платит. В Европе налоги и штрафы за негативное воздействие на окружающую среду, мягко говоря, несколько выше, чем в России, да и экологическое воспитание положительно сказывается.
Следующий пример – загрязнение окружающей среды отходами жизнедеятельности человека и промышленного производства. Проще говоря, проблема мусорных свалок и переработка отходов. Казалось бы, там, где выше плотность
9