- •Ю.С. Рыбаков процессы и аппараты защиты окружающей среды
- •280202 – Инженерная защита окружающей среды Екатеринбург
- •Оглавление
- •Глава 1. Научные основы технологических процессов . . . 10
- •1.2.1. Теплопроводность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
- •1.4. Процессы разделения неоднородных и гетерогенных систем . . . . . . . . . 35
- •Глава 2. Защита атмосферного воздуха от загрязнения . . . 61
- •Глава 3. Защита водного бассейна от загрязнения . . . . . . . . . 102
- •Глава 4. Утилизация и ликвидация бытовых
- •Глава 5. Защита окружающей среды от энергетического
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Научные основы технологических процессов
- •1.1. Основные понятия и законы природоохранных технологий
- •1.1.1. Два вида переноса вещества и энергии
- •Это уравнение будем называть материальным балансом. Из уравнения (1.1) видно, что в процессе производства происходит перенос массы из одних компонентов, входящих в аппарат, в другие.
- •1.1.2. Движущая сила технологического процесса
- •1.1.3. Закономерности переноса массы и энергии
- •1.1.4. Классификация и принципы оптимизации основных
- •Классификация основных процессов природоохранных технологий
- •1.2. Теплообменные процессы
- •1.2.1. Теплопроводность
- •1.2.2. Конвекция
- •1.2.3. Тепловое излучение
- •1.2.4. Теплоносители и их свойства
- •1.2.5. Теплоотдача при конденсации пара
- •1.2.6. Теплопередача при кипении жидкостей
- •1.2.7. Процессы выпаривания
- •1.3. Массообменные процессы
- •1.3.1. Массопередача, массоотдача и массопроводность
- •1.3.2. Абсорбция
- •1.3.3. Ректификация
- •1.3.4. Адсорбция
- •1.3.5. Ионный обмен
- •1.3.6. Экстракция
- •1.3.7. Сушка
- •1.3.8. Кристаллизация
- •1.4. Процессы разделения неоднородных и гетерогенных систем
- •1.4.1. Классификация неоднородных и гетерогенных систем
- •Классификация неоднородных и гетерогенных систем
- •1.4.2. Процессы осаждения под действием силы тяжести
- •1.4.3. Фильтрование
- •1.4.4. Коагуляция и флокуляция
- •1.4.5. Флотация
- •1.5. Химические и биохимические процессы, протекающие при очистке вод
- •1.5.1. Химические процессы
- •1.5.2. Сущность отдельных химических процессов и их роль
- •1.5.3. Биохимические процессы
- •1.6. Воздействие транспорта на окружающую среду
- •1.6.1. Влияние предприятий железнодорожного транспорта
- •1.6.2. Основные процессы, протекающие при воздействии
- •1.6.3. Характеристика топлив, используемых на объектах транспорта
- •1.6.4. Характеристика основных токсичных веществ, содержащихся
- •Глава 2. Защита атмосферного воздуха от загрязнения
- •2.1. Общие вопросы защиты атмосферы от загрязнения
- •2.1.1. Источники загрязнения атмосферы
- •2.1.2. Нормирование качества атмосферного воздуха
- •Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в воздухе, мг/м3
- •2.1.3. Классификация источников загрязнения
- •2.2. Пассивные методы защиты атмосферы от загрязнения
- •2.2.1. Стадия проектирования предприятия
- •2.2.2. Инвентаризация и расчет предельно допустимых выбросов
- •2.2.3. Установление санитарно-защитной зоны вокруг предприятия
- •2.2.4. Расчет высоты трубы для рассеивания газовоздушных выбросов
- •2.3. Методы очистки отходящих газов от аэрозолей
- •2.3.1. Сухие пылеуловители
- •2.3.2. Мокрые пылеуловители
- •2.3.3. Электрофильтры
- •2.3.4. Фильтры
- •3.6. Туманоуловители
- •2.4. Очистка промышленных выбросов от токсичных газовых примесей
- •2.4.1. Метод абсорбции
- •2.4.2. Метод хемосорбции
- •2.4.3. Адсорбционные методы
- •2.4.4. Методы каталитической очистки газов
- •2.4.5. Метод термической очистки газов
- •2.5. Методы и устройства для очистки выхлопных газов карбюраторных и дизельных двигателей
- •2.5.1. Нейтрализаторы отработавших газов
- •2.5.2. Фильтры для улавливания дисперсных частиц
- •2.5.3. Использование новых рабочих процессов и видов энергоресурсов
- •2.5.4. Очистка отработавших газов при реостатных
- •Глава 3. Защита водного бассейна от загрязнения
- •3.1. Общие вопросы защиты водных объектов от загрязнения
- •3.1.1. Характеристика водопользования и водопотребления
- •3.1.2. Критерии качества воды
- •Критерии оценки загрязненности воды по пдк вредных веществ
- •3.1.3. Качество вод, используемых в промышленности
- •3.2. Пассивные методы защиты гидросферы от загрязнения
- •3.2.1. Особенности канализования сточных вод
- •3.2.2. Условия выпуска производственных сточных вод
- •3.2.3. Расчет предельно допустимого сброса вредных веществ
- •3.2.4. Установление водоохранных зон и прибрежных защитных полос
- •3.3. Классификация сточных вод
- •3.3.1. Классификация по принципу допустимости
- •3.3.2. Классификация сточных вод по дисперсному составу примесей
- •3.3.3. Классификация сточных вод в зависимости
- •4. Механические (физические) методы очистки сточных вод
- •3.4.1. Процеживание и отстаивание примесей
- •4.2. Осветление сточных вод, улавливание жиров и нефтепродуктов
- •4.3. Фильтрование
- •4.4. Гидроциклонирование
- •3.5. Химические, физико-химические и биологические методы очистки и обезвреживания сточных вод
- •3.5.1. Химическая очистка сточных вод
- •3.5.2. Физико-химические методы очистки
- •3.5.3. Методы биологической очистки сточных вод
- •3.5.4. Методы биологической очистки сточных вод
- •3.5.5. Доочистка сточных вод
- •Глава 4. Утилизация и ликвидация твердых отходов
- •4.1. Опасность отходов для окружающей природной среды
- •4.1.1. Источники возникновения твердых отходов
- •4.1.2. Классификация отходов
- •4.1.3. Нормирование допустимого количества отходов
- •Классификация опасности отходов производства
- •4.2. Основные технологические принципы утилизации, обезвреживания и захоронения отходов
- •2.1. Размещение отходов
- •4.2.2. Переработка отходов на месте складирования
- •4.2.3. Переработка отходов пластических масс
- •4.2.4. Сжигание отходов
- •4.2.5. Обезвреживание и захоронение радиоактивных отходов
- •4.3. Утилизация и ликвидация осадков сточных вод
- •4.3.1. Технологический цикл обработки осадков сточных вод
- •4.3.2. Уплотнение, стабилизация и кондиционирование осадков
- •4.3.3. Обезвоживание и ликвидация осадков сточных вод
- •Глава 5. Защита окружающей среды от энергетического воздействия
- •5.1. Защита окружающей среды от шума и вибраций
- •5.1.1. Шум и его характеристики
- •5.1.2. Нормирование шума
- •5.1.3. Расчет шумовых характеристик
- •5.1.4. Меры борьбы с шумовым загрязнением
- •5.2. Защита от электромагнитного загрязнения
- •5.2.1. Электромагнитное загрязнение среды и его источники
- •5.2.2. Предельно допустимые уровни электромагнитных полей
- •5.2.3. Защита от электромагнитных полей
- •Заключение
- •Библиографический список
- •620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66 УрГупс
- •Ю.С. Рыбаков
- •Процессы и аппараты защиты
- •Окружающей среды
- •Екатеринбург
3.5.5. Доочистка сточных вод
В большинстве случаев производственные сточные воды после очистки могут быть использованы для технического водоснабжения. Иногда допускается выпуск в водоемы воды после биологической очистки с БПК = 15-20 мг/л и примерно с таким же количеством взвешенных веществ. Эти показатели являются практически предельно достижимыми на современных очистных сооружениях биологической очистки. Содержащиеся в биологически очищенных сточных водах суспензированные частицы активного ила, остаточные органические соединения, ПАВ, биогенные элементы и бактериальные загрязнения оказывают вредное влияние на водоемы, вызывают их эфтрофикацию и создают трудности при повторном использовании воды. Поэтому необходима глубокая очистка (доочистка) производственных сточных вод, предусматривающая:
- уменьшение количества взвешенных веществ в очищенных сточных водах;
- снижение величин БПК, ХПК и содержания ПАВ, фосфора и азота;
- обеззараживание сточных вод;
- насыщение очищенных сточных вод кислородом при спуске их в водоемы рыбохозяйственного назначения.
В результате глубокой очистки достигается возможность:
- полного повторного использования очищенных сточных вод в технологических процессах на промышленных предприятиях, что позволит сэкономить значительное количество свежей природной воды и особенно воды питьевого качества;
- полной очистки сточных вод с удалением всех вредных веществ перед сбросом их в водоемы.
Для доочистки сточных вод применяются все те же методы очистки, которые приведены выше. Более подробно о глубокой очистке сточных вод можно прочитать в книге Яковлева С.В. Карелина Я.А. и др. «Очистка производственных сточных вод [11].
Глава 4. Утилизация и ликвидация твердых отходов
4.1. Опасность отходов для окружающей природной среды
4.1.1. Источники возникновения твердых отходов
в материальном производстве
Урбанизация, приведшая к образованию крупнейших мегаполисов, и постепенно возрастающая хозяйственная деятельность человека создают одну из острейших проблем ХХI века – проблему защиты окружающей среды от негативного воздействия отходов производства и потребления. Во все времена своего существования человек стремился как можно быстрее и дешевле избавиться от отходов, ссыпая их в ближайшие понижения рельефа, не задумываясь при этом о последствиях.
Большинство городов мира практически построены на свалках. Дальнейший их рост, развитие промышленности и сельского хозяйства нередко приводят к нарушению экологической обстановки, особенно в крупных городах, где хозяйственная деятельность наиболее сконцентрирована на ограниченной территории и где сосредоточена значительная часть населения. В таких городах происходит наиболее интенсивное накопление отходов, а неправильное и несвоевременное удаление их и обезвреживание нередко приводят к экологическому кризису. Возникающие вокруг городов, плохо организованные, а порой и просто «стихийные» свалки являются наиболее серьезными источниками загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных и грунтовых вод.
Известно, что за всю историю существования человечество научилось использовать в среднем 2-5% исходного сырья. Остальная масса вещества превращается в отходы. В России ежегодно образуется 5-7 млрд т отходов производства и потребления. Под их складирование выведено из оборота более 1 млн га плодородных земель. Ежегодная прибавка токсичных отходов составляет 50 млн т. Их накоплено свыше 1000 млн т. Различными отвалами в Свердловской области занято до 5% территории. Поэтому была утверждена губернаторской программа по переработке техногенных отходов, которые содержат значительное количество полезных компонентов. Бытовыми отходами по данным различных источников занято до 20% территории Московской области.
С целью охраны окружающей среды, а также утилизации содержащихся в отходах ценных компонентов разрабатывают и внедряют различные промышленные технологии обезвреживания и переработки отходов, включая методы термического и биологического обезвреживания и другие технологические приемы их переработки.
С учетом все возрастающих требований к защите окружающей среды необходим поиск новых рациональных путей снижения экологического ущерба, наносимого природной среде повседневной жизнедеятельностью человека. Остановимся на понятии «отходы» и на их классификации.
В соответствии с законом Российской Федерации «Об отходах…», «отходы производства и потребления – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства». Это определение содержит некоторые неточности, в частности, не перечислены все возможные группы веществ, которые относятся к отходам. Более точное определение дано В.Л.Лотошем в работе [7]: «отходы производства и потребления – некондиционные остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся в процессе производства и потребления товарной продукции, или товарная продукция, полностью или частично утратившая свои потребительские свойства в процессе использования или хранения, или нецелевые продукты производства, образовавшиеся попутно с товарной продукцией, которые при наличии определенных социально-эколого-экономических условий могут быть использованы в качестве сырья, материалов, полуфабрикатов».
По данным международной организации «ВейстТэк», к отходам производства и потребления относятся: промышленные, муниципальные, медицинские, биологические, сельскохозяйственные, органические, техногенные образования, отходы строительства и сноса, транспортного, топливно-энергетического комплексов, отходы с низким уровнем радиоактивности, лом черных и цветных металлов, электронный и электротехнический лом, шламы, сточные воды, иловые осадки, воздушные выбросы и др.