Анализ современных технологий защиты окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

фильтр очистка атмосфера

Введение

1. Зернистые фильтры

2. Очистка от всплывающих примесей. Фильтры с полимерной загрузкой

3. Классификация отходов: отходы производства и потребления, масштабы их образования

4. Защита окружающей среды от ионизирующих излучений

Заключение

Список использованной литературы

Приложение 1

Приложение 2

Введение

Развитие мирового общественного производства идет все ускоряющимися темпами, и размеры ущерба, наносимого окружающей среде, увеличиваются при этом так, что их уже невозможно, как раньше, преодолеть естественным путем, без использования глубоко продуманного комплекса законодательных и технологических мероприятий, затрагивающих все сферы производственной деятельности человека.

Промышленные отходы и загрязнения представляют большую опасность, как для природных объектов, так и для населения. Более того, специфика современного производства такова, что все существующие виды загрязнений взаимосвязаны, и каждый из них может явиться толчком для возникновения других видов загрязнения. В связи с этим вопросы теоретической разработки и практического внедрения современных технологий защиты среды обитания являются актуальными.

Цель работы - анализ современных технологий защиты окружающей среды.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

- изучить зернистые фильтры очистки атмосферы;

- проанализировать очистку от всплывающих примесей, рассмотреть фильтры с полимерной загрузкой;

- изучить классификацию отходов: отходы производства и потребления, масштабы их образования;

- охарактеризовать защиту окружающей среды от ионизирующих излучений.

- рассчитать массовую концентрацию загрязнений в сточных водах,

- рассчитать параметры полигона ТБО.

1. Зернистые фильтры

Зернистые фильтры применяют для очистки газов. Достоинства зернистых фильтров: доступность материала, возможность работать при высоких температурах и в условиях агрессивной среды, выдерживать большие механические нагрузки и перепады давлений, а также резкие изменения температуры. Различают насадочные и жесткие зернистые фильтры.

В насадочных (насыпных) фильтрах улавливающие элементы (гранулы, куски и т.д.) не связаны друг с другом. К ним относятся: статические (неподвижные) слоевые фильтры; динамические (подвижные) слоевые фильтры с гравитационным перемещением сыпучей среды. В насыпных фильтрах в качестве насадки используется песок, галька, шлак, дробленные горные породы, древесные опилки, кокс, крошка резины, пластмассы, графит и др. Выбор материала зависит от требуемой термической и химической стойкости, механической прочности и доступности. По мере накопления пыли в порах насадки эффективность улавливания возрастает. При увеличении сопротивления до предела производят рыхление слоя. После нескольких циклов рыхления насадку промывают или заменяют.

В зернистых жестких фильтрах зерна прочно связаны друг с другом в результате спекания, прессования или склеивания и образуют прочную неподвижную систему. К ним относятся: пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы. Фильтры устойчивы к высокой температуре, коррозии и к механическим нагрузкам и применяются для фильтрования сжатых газов. Недостатки таких фильтров: высокая стоимость, большое гидравлическое сопротивление и трудности регенерации.

Регенерацию можно проводить четырьмя способами:

1) продуванием воздухом в обратном направлении;

2) пропусканием жидких растворов в обратном направлении;

3) пропусканием горячего пара;

4) простукиванием или вибрацией трубной решетки с элементами.

При наличии влажных газов или слипающейся пыли использование для очистки газов тканевых фильтров нецелесообразно из-за возможного заливания рукавов. Если же пыли обладают высоким электрическим сопротивлением, то неэффективными оказываются и электрофильтры.

В подобных ситуациях в качестве альтернативного варианта аппаратурного оформления процесса пылегазоочистки можно выбрать зернистые фильтры. Оптимальные области применения этих пылеуловителей - высокотемпературная очистка газов без предварительного охлаждения с утилизацией тепла и сухая комплексная очистка от пыли и газообразных примесей с насыпным слоем адсорбента или катализатора.

Преимущества таких фильтров состоят в невысокой стоимости и доступности материалов, возможности работы с высокотемпературными и агрессивными средами при значительных механических нагрузках и перепадах давления. Несмотря на это, зернистые фильтры применяют сравнительно редко из-за конструктивных недостатков аппарата: периодичности действия, громоздкости, небольшой производительности и несовершенства некоторых узлов, например устройств регенерации фильтрующего слоя и т. д.

Зернистые фильтры делятся на две группы: насыпные и жесткие пористые. К первой группе относятся фильтры, в которых элементы, составляющие фильтрующий слой, не имеют жесткой связи друг с другом. Это фильтры с неподвижным насыпным зернистым слоем, с подвижным слоем, а также с псевдосжиженным слоем. Ко второй группе относятся фильтры, в которых зерна связаны между собой и образуют агломерацию, полученную спеканием, склеиванием или прессованием.

В насыпных фильтрах насадкой могут служить различные материалы: песок, гравий, шлак, щебень, кокс, древесные опилки, крошка, гранулы резины и пластмассы, стандартные насадки (кольца Рашига, Берля и т.д.).

В зернистом фильтре с непрерывной регенерацией фильтрующего слоя, способствующей уменьшению вторичного уноса пыли и снижению гидравлического сопротивления аппарата, зернистый материал свободно пересыпают через сетку 2 для просеивания пыли, а затем интенсивно продувают в системе пневмотранспорта 6. Продувку одновременно используют для организации рецикла зернистого материала через пылеуловитель. Запыленный газ поступает в центральную полость аппарата, проходит через слой непрерывно опускающихся зерен насадки 4 и удаляется через патрубок 3. Уловленная пыль выводится через патрубок 5, а транспортирующий воздух с отдутой пылью через отвод 1 соединяется с общим потоком очищаемого газа.

Фильтр, рассчитанный по этой методике, успешно прошел испытания на промышленной пыли (гидрохлорид кальция, поливинилхлорид, персоль, металлический кремний) Усольского ПО «Химпром». При гидравлическом сопротивлении фильтрующего слоя, не превышающем 400-500 Па, пылеуловитель обеспечивал степень очистки 98-99%, что в сочетании с малыми капитальными и эксплуатационными затратами, компактностью и простотой конструкции позволяет считать его одним из перспективных образцов новой пылеочистительной техники.

Зернистые фильтры с пневмоударной регенерацией ФЗГИ предназначены для очистки от пыли технологических и аспирационных выбросов всех типов сухим способом. Фильтры способны очищать выбросы с повышенной влажностью и температурой, эффективно улавливать пыль с высокой абразивностью, слипаемостью и электросопротивлением. Фильтры предназначены для работы в различных отраслях промышленности: химической, металлургической, горнодобывающей, угольной, пищевой, цементной, стекольной, кирпичной, других строительных материалов, в теплоэнергетике, машиностроении и других отраслях.

Выпускается два типа указанных фильтров: фильтры-циклоны ФЗГИ и фильтры безбункерного исполнения ФЗГИ-Б.

Фильтр ФЗГИ-Б состоит из корпуса, фильтровальной кассеты и пневмоударного генератора. Особенностью конструкции данного аппарата является отсутствие входного патрубка и бункера. Фильтр устанавливается непосредственно на обеспыливаемое укрытие, бункер, силос. Запыленный воздух поступает на фильтровальную кассету, в которой происходит улавливание пыли. После регенерации уловленная пыль сбрасывается непосредственно в обеспыливаемое оборудование без накопления, как обычно, в бункере фильтра.

Особенности зернистых фильтров с пневмоударной регенерацией:

- возможность компоновки высокоэффективных, надежных и малогабаритных пылеулавливающих установок производительностью от 1 до 50 тыс. м3 газа в час;

- сухой способ очистки, позволяющий возвращать уловленную пыль в производство;

- долговечность фильтроматериала (гравий и др.) (срок службы до 10 лет и более), отсутствие подвижных частей и, как следствие, надежность аппарата. Высокая степень очистки обеспечивается в течение всего срока службы аппарата;

- возможность работы как под разрежением, так и под давлением;

- эффективная ударная регенерация при минимальных затратах сжатого воздуха;

- минимальные эксплуатационные расходы и требования к обслуживанию.

Поставленные нами фильтры в течение ряда лет надежно работают в химической промышленности, на заводах железобетонных изделий, цементных, стекольных заводах, а также других предприятиях. Результаты эксплуатации подтвердили их высокую эффективность и надежность, а также преимущества по сравнению с другими типами аналогичных устройств.



Слоевые насыпные зернистые фильтры. Эти фильтры используют для очистки запыленного воздуха (газов) систем пневмотранспорта от абразивной пыли с относительно крупными частицами и при повышенных температурах (400-500 °С). Эффективность улавливания пыли в этих фильтрах растет с увеличением высоты слоя и уменьшением среднего диаметра его зерен. Свойство сыпучести зернистых материалов используют для создания фильтров с движущейся средой и периодическим или непрерывным удалением из фильтра на регенерацию слоя зерен, забитого пылью. Обычно материал перемещается между сетками или жалюзийными решетками под действием сил гравитации. Регенерируют выгруженный материал от уловленной пыли в отдельном аппарате грохочением или промывкой в восходящем потоке воды зерен, находящихся в псевдоожиженном состоянии.

Зернистые жесткие фильтры. Для тонкой очистки горячих и агрессивных газов от пыли применяют керамические и металлокерамические зернистые жесткие фильтры с более высокой термо и кислотостойкостью, чем ткани и нетканые фильтровальные материалы из натуральных и синтетических волокон. Особенно перспективны металлокерамические фильтры, устойчиво работающие при температуре, близкой к 400 °С. Существенные недостатки жестких фильтров по сравнению с тканевыми -- их высокая стоимость, большое гидравлическое сопротивление и трудность регенерации. Последняя сокращает срок их службы. Затруднения с регенерацией обусловлены глубоким проникновением высокодисперсных частиц пыли в поры, откуда они не удаляются. В результате остаточное сопротивление фильтров непрерывно увеличивается, что приводит к необходимости демонтировать фильтрующие элементы для промывки или очистки другими способами. Жесткие зернистые фильтры редко применяют для установок большой производительности.

Конструкция зернистого гравийного фильтра с неподвижным фильтрующим слоем показана на рис. 1.1. Фильтр состоит из трех неподвижных слоев высотой100 мм каждый. В первом по ходу газа слое размер зерен составляет 5-10 мм, во-втором 3-5 мм и в третьем - 2,5-3 мм. Для регенерации слоя применяют вибратор 4, с помощью которого секция совершает колебательные движения. Одновременно рабочее пространство секции отключается от канала 2 очищенного газа и сообщается патрубком 9 с продувочным вентилятором. Под действием избыточного давления движущийся в обратном направлении воздух увлекает за собой пыль из насыпного слоя в бункер 7.

Рис. 1. Зернистый фильтр с неподвижным фильтрующим слоем: 1 - входной патрубок; 2 - выходной патрубок; 3 - контейнер; 4 - вибратор; 5 - пружины; 6 - фильтрующие слои; 7 - бункер; 8 - устройство для выгрузки пыли; 9 - продувочный патрубок



Рис. 2. Фильтр с движущимися слоями зернистого материала: 1 - короб для подачи свежего зернистого материала; 2 - питатели; 3 - фильтрующие слои; 4 - затворы; 5 - короб для вывода запыленного зернистого материала

Фильтр с движущимися слоями зернистого материала представлен на рис. 2. Зернистый материал перемещается между сетками или жалюзийными решетками под действием гравитационных сил. Регенерацию материала от пыли проводят в отдельном аппарате путем грохочения или промывки в псевдоожиженном слое. Если фильтрующая среда состоит из того же материала, что и пыль, то загрязненные гранулы выводят из системы и используют в технологическом процессе.

2. Очистка от всплывающих примесей. Фильтры с полимерной загрузкой

Производственные сточные воды почти всегда наряду с растворенными в них загрязняющими веществами содержат нерастворенные примеси: твердые (взвеси) или жидкие (эмульсии); поэтому первой ступенью должна быть очистка их от нерастворенных загрязнений. Для выделения последних наиболее распространены методы механической очистки -- процеживание, отстаивание и фильтрование.

Очистка от всплывающих примесей аналогична осаждению твердых веществ. Различие заключается в том, что плотность всплыва­ющих частиц меньше, чем плотность воды. Для улавливания частичек нефти используют нефтеловушки. Для улавливания жиров применяют жироловушки.

Всплывание нефти на поверхность воды происходит в отстойной камере. При помощи скрепкового транспортера нефть подают к нефтесборным трубам, через которые она удаляется. Скорость движения воды в нефтеловушке изменяется в пределах 0,005-0,01 м/с. Для частичек нефти диаметром 80-100мкм скорость всплывания равна 1-4 мм/с. При этом всплывает до 96-98% нефти. Скорость подъема частиц легкой жидкости зависит от размера частиц, плотности, вязкости.

Имеются конструкции радиальных и полочных тонкослойных нефтеловушек.

Наиболее эффективно оказалось тонкослойное отстаивание. Для этого в отстойной зоне установки располагают пакеты пластин с расстоянием между ними 20--100 мм, установленных наклонно с углом около 45--50 град или наклонных пучков труб диаметром до 50 мм.

Рис. 3 Схема тонкослойного отстаивания

В тонкослойных элементах уменьшается траектория движения выделяемых частиц и, соответственно, сокращается время отстаивания. При рациональном наклоне обеспечивается самоочищение тонкослойных элементов от всплывающих и осаждающихся частиц. Большим достоинством тонкослойного отстаивания можно назвать также уменьшение влияния на отстаивание конвективных потоков, вихревых зон, турбулентных явлений. Как показывает длительный опыт применения тонкослойного отстаивания, производительность единицы объема отстойной зоны очистного сооружения может быть повышена в разы.

Фильтры с полимерной загрузкой следует применять для очистки производственных сточных вод от масел и нефтепродуктов, не находящихся а них в виде стойких эмульсий.

Фильтры допускается применять для очистки дождевых вод. Допустимая концентрация масел и нефтепродуктов в исходной воде:

- до 150 мг/л;

- взвешенных веществ - до 100 мг/л.

Концентрация этих веществ в очищенной воде - до 10 мг/л. В качестве загрузки надлежит принимать пенополиуретан крупностью 20 мм ґ20 мм ґ20 мм, плотностью от 46 кг/м3 до 50 кг/м3, высотой слоя 2 м. Скорость фильтрования до 25 м/ч. Фильтры следует размещать в здании с температурой воздуха не ниже 5 °С.

Работа установки основана на принципе восходящего потока. Исходная вода поступает через впускной трубопровод, расположенный в нижней части агрегата, и очищается по мере протекания вверх через слой сжатого фильтрующего материала. Далее очищенная вода поступает на сброс через верхний выпускной трубопровод. Загрузка удерживаются в фильтрующем слое с помощью нижней и верхней перфорированных пластин. Особенностью конструктива фильтра является то, что верхняя пластина подвижна и способна сжимать слой фильтрующего материала, меняя тем самым размер пор в шариках. Это позволяет задавать необходимые условия очистки и адаптировать фильтр к изменяющимся параметрам технологического процесса.

При достижении критического значения перепада давления на фильтре, возникает необходимость промывки фильтрующего материала. Процесс восстановления происходит в автоматическом режиме при интенсивной аэрации промывочной воды. При этом верхняя перфорированная пластина находится в самом верхнем положении, позволяя тем самым фильтрующим шарикам свободно двигаться во всем объеме фильтра. Поток воды и воздуха барботирует фильтрующую загрузку и очищает поры шариков от захваченного загрязнения. По окончанию процесса очистки фильтрующего материала, промывочная вода отводится по специальному трубопроводу в голову очистных сооружений, а перфорированная пластина возвращается в исходное рабочее положение и процесс очистки воды возобновляется.

Сравнительная диаграмма различных методов очистки

Преимущества Фильтра Полимерного:

задерживать частички размером от 0,005 мм и выше.

высокая адаптивность фильтра к изменяющимся параметрам очистки, позволяющая работать в широком диапазоне концентраций и размеров удаляемых частиц.

высокая пористость фильтрующего материала, обеспечивающая значительную грязеемкость фильтра, превышающую в несколько раз этот показатель для песчаных фильтров.

устойчивость фильтрующего материала к износу при неоднократной реактивации, дающая возможность бессменного использования в течение 10-15 лет.

равномерное распределение задерживаемого осадка по толщине загрузки, определяющее меньшие потери напора и более продолжительную рабочую фазу.

универсальная модульная конструкция, дающая возможность объединения нескольких модулей в систему для обеспечения необходимой производительности и конфигурации фильтра.

быстрая самоокупаемость и последующая экономичная эксплуатация, обусловленная длительным сроком полезного использования фильтрующего материала, отсутствием необходимости в реагентах и низким энергопотреблением.

предфильтрация перед мембранными установками.

предфильтрация перед УФО.

доочистка стоков после вторичных отстойников.

постфильтрация сточных вод.

фильтр для удаления цветности и примесей.

фильтрация питьевой, природной, технической, технологической воды.

применение в качестве фильтра при оборотном водоснабжении.

альтернатива скорому песчаному фильтру (безнапорному фильтру).

3. Классификация отходов: отходы производства и потребления, масштабы их образования

Отходы -- вещества (или смеси веществ), признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий, или после бытового использования продукции.

Федеральный закон "Об отходах производства и потребления" классифицирует опасные отходы по степени опасности на определенные виды (классы опасности).

Так, согласно статье 4.1 отходы в зависимости от степени негативного воздействия на окружающую среду подразделяются в соответствии с критериями, установленными федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим государственное регулирование в области охраны окружающей среды, на пять классов опасности:

I класс - чрезвычайно опасные отходы - очень высокая степень вредного воздействия на окружающую природную среду (экологическая система необратимо нарушена и период ее восстановления отсутствует);

II класс - высокоопасные отходы - высокая степень вредного воздействия на окружающую природную среду (экологическая система сильно нарушена, период восстановления - 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия);

III класс - умеренно опасные отходы - средняя степень вредного воздействия на окружающую природную среду (экологическая система нарушена, период восстановления - 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника);

IV - класс - малоопасные отходы - низкая степень вредного воздействия на окружающую природную среду (экологическая система нарушена, период ее самовосстановления - не менее 3 лет);

V класс - практически неопасные отходы - очень низкая степень вредного воздействия на окружающую природную среду (экологическая система практически не нарушена).

Следует отметить, что статья 49 Федерального закона от 21 ноября 2011 года № 323-ФЗ "Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации" классифицирует медицинские отходы по степени их эпидемиологической, токсикологической, радиационной опасности, а также негативного воздействия на среду обитания на следующие классы:

1. класс "А" - эпидемиологически безопасные отходы, приближенные по составу к твердым бытовым отходам;

2. класс "Б" - эпидемиологически опасные отходы;

3. класс "В" - чрезвычайно эпидемиологически опасные отходы;

4. класс "Г" - токсикологические опасные отходы, приближенные по составу к промышленным;

5. класс "Д" - радиоактивные отходы.

Отходы производства

Промышленные отходы -- твердые, жидкие и газообразные отходы производства, полученные в результате химических, термических, механических и других преобразований материалов природного и антропогенного происхождения. Отходы определенной продукции -- неупотребимые остатки сырья и/или возникающие в ходе технологических процессов вещества и энергия, не подвергающиеся утилизации.

Часть отходов, которая может быть использована в том же производстве, называется возвратными отходами. Сюда входят остатки сырья и других видов материальных ресурсов, образовавшиеся в процессе производства товаров (выполнения работ, оказания услуг). Из-за частичной утраты некоторых потребительских свойств, возвратные отходы могут использоваться в условиях со сниженными требованиями к продукту, или с повышенным расходом, иногда они не используются по прямому назначению, а лишь в подсобном производстве (например, автомобильные отработанные масла -- для смазки неответственных узлов техники).

Отходы, которые в рамках данного производства не могут быть использованы, но могут применяться в других производствах, именуются вторичным сырьём.

Отходы, которые на данном этапе экономического развития перерабатывать нецелесообразно. Они образуют безвозвратные потери, их предварительно обезвреживают в случае опасности и захоранивают на спецполигонах.

Отходы потребления.

Твердые бытовые отходы представляют собой сложную гетерогенную смесь.

По морфологическому признаку ТБО в настоящее время состоит из следующих компонентов: бумага -- газеты, журналы, упаковочные материалы, пластмассы, пищевые и растительные отходы, различные металлы (цветные и чёрные), стекло, текстиль, древесина, кожа, резина, кости.

Состав ТБО отличается в разных странах, городах. Он зависит от многих факторов, включая благосостояние населения, климат и благоустройство. На состав мусора существенно влияет система сбора в городе стеклотары, макулатуры и т. д. Он может меняться в зависимости от сезона, погодных условий. Так на осень приходится увеличение количества пищевых отходов, что связано с большим употреблением овощей и фруктов в рационе питания. А зимой и осенью сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета).

С течением времени состав ТБО несколько меняется. Увеличивается доля бумаги и полимерных материалов. А с переходом на централизованное теплоснабжение практически исчезает в ТБО уголь и шлак.

По оценкам ФГУ НИЦПУРО, ежегодно в стране образуется:
-- отходов промышленного производства -- более 3 млрд тонн; -- ТБО -- более 40 млн тонн; -- осадков сточных вод промышленных предприятий и коммунального сектора (влажностью 95-96%) -- 80-100 млн тонн;-- свиного навоза и птичьего помета (влажностью 95-97%) -- сотни млн тонн; -- строительных отходов, включая отходы от сноса зданий и замусоренный грунт, -- десятки млн тонн.

Технологические процессы переработки полученных из природного сырья материалов в промышленную продукцию также не являются безотходными и сопровождаются образованием значительного количества отходов металлов и сплавов, пластмасс, углеводородов, химических, древесных и других материалов.

Наконец, вся произведенная продукция практически полностью переходит в категорию отходов после ее использования потребителями как в сфере производства и услуг, так и в процессе конечного потребления. Это отходы производственного и бытового потребления. К их числу относятся ТБО, отходы упаковки, изношенная одежда и обувь, отработанные аккумуляторы, гальванические элементы и люминесцентные лампы, а также потерявшие потребительские свойства мебель, бытовые приборы и бытовая техника, выводимые из эксплуатации жилые дома и производственные сооружения, производственное оборудование, автотранспортные средства, электро- и радиотехника, отработанные масла и технологические жидкости и т. д.

Значительное количество отходов образуется в очистных сооружениях -- как в производственном, так и в коммунальном секторе экономики.

4. Защита окружающей среды от ионизирующих излучений

Радиоактивность - самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер. При этом изменение атомного номера приводит к превращению одного химического элемента в другой, изменение массового числа - к превращению изотопов данного элемента. Каждый акт распада сопровождается испусканием б- или в - частицы или нейтрона или г-кванта (фотона) или определённым их сочетанием. Данные частицы способны прямо или косвенно ионизировать среду.

Радиоактивное вещество (РВ) - вещество, имеющее в своём составе радионуклиды, следовательно РВ - источник ионизирующего излучения(ИИ). Ионизировать вещество могут также частицы (фотоны), испускаемые специальными аппаратами, например, ренгеновские аппараты.

Защитить окружающую среду от ИИ - значит обеспечить непревышение предела дозы (ПД) облучения для населения.

При внутреннем облучении: предел годового поступления (ПГП) радионуклида через органы дыхания и пищеварения, допустимая объёмная концентрация (ДК) радионуклида в атмосферном воздухе и в воде. При внешнем облучении: допустимая мощность дозы (ДМД), допустимая плотность потока частиц (ДПП), допустимое загрязнение поверхностей (ДЗ).
Величину допустимой объёмной концентрации вычисляют как отношение предела годового поступления радионуклида к объёму воды или воздуха, с которыми он поступает в организм человека в течение года. Для населения объём воздуха - 7,3*10⁶ л/год, воды - 800 л/год.

При аварийных ситуациях однократное внешнее переоблучение человека при дозе свыше 5ПД (пределов дозы) или однократное поступление в организм радионуклидов свыше 5ПДП (предел допустимого поступления) рассматривается как потенциально опасное и должно быть медицински освидетельствовано.

Основные мероприятия по защите населения: всемерное ограничение поступления в окружающую атмосферу, воду, почву отходов, содержащих радионуклиды, и зонирование территории за пределами промышленного предприятия введением С33 и зоны наблюдения.

Для предприятий атомной промышленности и ядерной энергетики СЗ3 устанавливается специальными нормативными актами. Минимальное расстояние АЭС от города с населением 300 тыс. чел. и более должно составлять не менее 25 км, 500 тыс. чел. и более - не менее 40 км.

Жидкие, газообразные и твёрдые РАО делятся на слабо -, средне - и высокоактивные. Слабоактивные и среднеактивные жидкие РАО подвергаются очистке и сбрасываются в окружающую среду, высокоактивные направляются на хранение, а после переработки - на захоронение.

Запрещено удаление жидких РАО всех категорий в колодцы, скважины, поглощающие ямы, поля орошения и фильтрации, системы подземного орошения, а также в пруды, озёра и водохранилища, предназначенные для разведения рыбы и водоплавающей птицы. При невозможности разбавления, а также при малых количествах (менее 200 л/сут.) жидкие РАО собираются в специальные ёмкости для последующего удаления на пункт захоронения РАО. Если образуется более 200 л/сут., необходима специальная канализация с очистными сооружениями и с возможным повторным использованием в технологических целях. Очистка основывается на известных методах, но во многих случаях представляет самостоятельную задачу. Так, сбросные воды установок для облучения резины, фторопластов, древесины и т.п., содержащийся в воде, очищают по следующей схеме: осветление воды (от микродисперсной взвеси) производится на механических фильтрах, имеющих целлюлозно-тканевую насадку; дезактивация осуществляется ионообменными фильтрами: катионитовыми и анионитовыми.

Если твёрдые РАО имеют повышенную удельную активность и содержат короткоживущие нуклиды с периодом полураспада менее 15 сут., то перед захоронением их необходимо выдерживать в специальных контейнерах до необходимого снижения активности. Сбор твёрдых РАО должен производиться на местах их образования отдельно от обычного мусора и раздельно, с учётом их природы (неорганические, органические, биологические), периода полураспада (до 15 сут., более 15 сут.), взрывопожароопасности, методов переработки РАО. Остатки от переработки облучённого топлива, источники излучения, ионитные смолы, использованное оборудование и т.п. подлежат захоронению. Фильтры и обтирочный материал предварительно сжигаются, остатки от сжигания подвергаются захоронению. Удаление РАО производится на специальных пунктах захоронения в контейнерах.

Транспортировка РАО к местам захоронения осуществляется на специально оборудованных автомашинах с крытым кузовом или цистерной (для жидких РАО), автомашины и сменные сборники после каждого рейса должны быть дезактивированы.

Если для захоронения низкоактивных РАО допускается использование резервуаров и траншей, то для средне- и высокоактивных РАО предусматривается их захоронение в отвержденном состоянии в подземных хранилищах на глубине 300…1000 м. Из-за больших тепловыделений РАО и опасности взрывов такое захоронение не всегда возможно. Проблема захоронения РАО ещё не нашла своего надёжного решения.

Заключение

Предметом исследования данной курсовой работы являются современные технологии защиты окружающей среды.

В данной курсовой работе были рассмотрены следующие задачи:

- изучить зернистые фильтры очистки атмосферы;

- проанализировать очистку от всплывающих примесей, рассмотреть фильтры с полимерной загрузкой;

- изучить классификацию отходов: отходы производства и потребления, масштабы их образования;

- охарактеризовать защиту окружающей среды от ионизирующих излучений.

- рассчитать массовую концентрацию загрязнений в сточных водах,

- рассчитать параметры полигона ТБО.

В ходе решения поставленных задач, был сделан вывод, что раздельная система предпочтительнее общесплавной.

Теоретической основой исследования послужили работы А.Г. Ветошкина, И.Г. Кобзаря, Л.П. Сидоровой, в которых систематизированы современные технологии по защите атмосферы, гидросферы, литосферы, а также рассмотрены вопросы по защите от энергетических воздействий.

При выполнении работы были использованы общие методы научного познания (анализ и синтез, сравнение), а также метод математических расчетов.

Информационную базу исследования составляют нормативно-справочные материалы, учебные пособия, информационные ресурсы Интернет-порталов.

Список использованной литературы

1. Промышленная экология: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И.В. Семенова. - М.: Издательский центр "Академия", 2009.

2. Экология: учебник / под редакцией Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. - М.: Интермет Инжиниринг, 2000.

3. Никитин, Д.П., Новиков, Ю.В. Окружающая среда и человек: учебное пособие для студентов вузов. - М.: Высшая школа, 1980. - 424 с.

4. http://www.aqua-modul.ru/informatsiya/15-ochistka-vody-ot-nerastvorimykh-primesej.html - Очистка воды от нерастворимых примесей.

5. http://aqua-control.ru/stochnay-voda/filtr-polimernyi - Фильтр полимерный.

6. http:// www wikipedia.ru.org›wiki/Отходы.

7. http://www.ecotoc.ru/waste_processing/ - Управление отходами в России.

8. http://rudocs.exdat.com/docs/index-63971.html - Методы и средства защиты окружающей среды от энергетических воздействий.

Приложение 1

Определение расчётной массовой концентрации загрязнений в раздельной системе канализаций.

1. Концентрация взвешенных веществ.

В хозяйственно-бытовых сточных водах, г/м3

где b - масса взвешенных веществ на одного жителя, г/сут; 1000 - переводной коэффициент из литров в м3;

n - норма среднесуточного водоотведения на одного жителя, л/сут.

В сточных водах промышленных предприятий концентрация взвешенных веществ bпр г/м3 принимается по технологическому заданию, представленному в таблице 2.3.

В общем стоке, г/м3:

где Qпр - суточный приток сточных вод от группы предприятий, м3;

bбыт и bпр - концентрации взвешенных веществ в бытовых и производственных сточных водах, г/м3;

Qбыт - средний суточный расход бытовых сточных вод, м3/сут.



где N - расчётное население города, чел.;

1000- переводной коэффициент из литров в м3

2. Концентрация БПКполн

В хозяйственно-бытовых сточных водах, г/м3:

где l - БПКполн осветлённой сточной жидкости на одного жителя, г/сут;

1000 - переводной коэффициент из литров в м3.

В сточных водах промышленных предприятий концентрации БПКполн Lпр г/м3 принимается по технологическому заданию.

В общем стоке, г/м3:

3. Содержание нефтепродуктов

В производственных сточных водах содержание нефтепродуктов Спр, г/м3 принимается по технологическому заданию.

В общем стоке, г/м3:



4. Содержание синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) в хозяйственно-бытовых сточных водах, г/м3:

где k - масса СПАВ на одного жителя, г/сут.;

1000 - переводной коэффициент из литров в м3.

В производственных сточных водах содержание синтетических поверхностно - активных веществ Kпр, г/м3 принимается по технологическому заданию, представленному в табл. 2.3.

В общем стоке, г/м3:

Определение расчётной массовой концентрации загрязнений в общесплавной системе канализации.

Концентрация загрязнений в дождевых водах принята в соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»: для взвешенных веществ bд = 300 мг/л; для БПКполн Lд =50 мг/л. Содержание нефтепродуктов Сд = 10 мг/л.

Концентрация загрязнений в стоке в сухую погоду принята по вышеприведенному расчету.

Концентрация загрязнений взвешенных веществ в общем стоке, поступающем на очистку, мг/л:

где bд - концентрация взвешенных веществ в дождевых водах, мг/л.

Qсух - расход сточных вод в сухое время года, л/с, рассчитываемый по формуле:

где qбыт - средний секундный расход бытовых вод, л/с, рассчитываемый по формуле

где qпр - средний секундный расход в смену наибольшего водопотребления промышленного предприятия, л/с, рассчитываемый по формуле:



где Qмах.см - наибольший расход воды в смену, м3, сумма всех притоков за смену от 8 до 16 часов. Определяется по таблицам притока сточных вод от промышленных предприятий в городскую канализацию по часам суток. Выбор нужной таблицы производится по заданному суточному притоку сточных вод от группы предприятий;

T - продолжительность смены, включая обеденный перерыв;

3,6 - переводной коэффициент.

Расход дождевых вод, поступающих на очистные сооружения, л/с:

где n0 - коэффициент разбавления на ливнеспуске, устраиваемом у очистных сооружений, равный 0,75.

2. Концентрация загрязнений БПКполн в общем стоке, поступающем на очистку, мг/л:

3. Концентрация загрязнений нефтепродуктов в общем стоке, поступающем на очистку, мг/л:



4. Концентрация загрязнений БПКполн в общем стоке, поступающем на очистку, мг/л:

Таблица 1. Исходные данные для расчета

п/п	Параметры	Вариант 1
1	n, л/сут	150
2	N, чел	140 000
3	Qпр, м3	22 800

Таблица 2. Количество загрязняющих воду веществ на одного жителя

Показатель	Количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут
Взвешанные вещества	65
БПКполн осветленной жидкости	40
Синтетические поверхностно - активные вещества (СПАВ)	2,5

Таблица 3. Содержание загрязняющих веществ в сточных водах промышленных предприятий при t = 22°C

Показатель	Содержание загрязняющих веществ, г/м3
Взвешенные вещества	bпр = 250
БПК20	Lпр = 140
Нефтепродукты	Спр = 20
Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ)	Кпр = 22

Таблица 4. Приток сточных вод от промышленных предприятий в городскую канализацию по часам суток (по технологическим данным Qпр = 22 800 м3)

Часы суток	Приток, м3	Часы суток	Приток, м3	Часы суток	Приток, м3
0-1	750	8-9	1450	16-17	950
1-2	950	9-10	2450	17-18	1150
2-3	750	10-11	1950	18-19	950
3-4	750	11-12	1450	19-20	950
4-5	550	12-13	950	20-21	750
5-6	550	13-14	950	21-22	750
6-7	450	14-15	750	22-23	750
7-8	450	15-16	750	23-24	650

Вывод:

Т.о., исходя из расчетов можно утверждать, что:

- концентрации по взвешенным веществам больше в раздельной системе, чем в общесплавной;

- концентрации по БПКполн. больше в раздельной системе, чем в общесплавной;

- концентрации по нефтепродуктам больше в раздельной системе, чем в общесплавной;

- концентрации по синтетически поверхностно-активным веществам больше в раздельной системе, чем в общесплавной.

Приложение 2

Методика расчета.

Расчет полигона проводится в три этапа

I. Определение общей вместимости полигона ТБО на весь срок его эксплуатации

Для этого необходимы следующие данные:

1) расчетный срок эксплуатации полигона Т, лет;

2) удельная норма образования отходов на одного человека в год У1,м3/чел·год; в среднем для России У1=1,16 м3/чел год

3) скорость ежегодного прироста удельной нормы U, %; принимаем U=1,8 %.

4) численность населения города на момент проектирования полигона N1,чел.;

5) прогнозируемая численность населения города через Т лет - N2, чел.;

6) ориентировочная высота «холма» ТБО на полигоне, согласованная с архитектурно-планировочным управлением города, НП1, м.

1. Определение удельной нормы образования У2 (м3/чел год) отходов через Т лет:

2. Общая вместимость полигона ЕТ, м3:

где N1, N2 - численность населения на момент ввода полигона в эксплуатацию и спустя время Т, чел.;

К1 - коэффициент уплотнения ТБО за весь период Т;

К2 - объем изолирующих слоев грунта;

Т - период эксплуатации полигона до его закрытия, лет.

К1 и К2 - определяют по табл. 1 и 2 в зависимости от ориентировочной высоты «холма» полигона ТБО НП1 (м).

Таблица 5. Значения коэффициента К1

Масса бульдозера, т	НП1,м	К1
14	10	3,7
14	10-30	4
20-25	более 30	4,5

Таблица 6. Значения коэффициента К2

НП1,м	<5	5-7	7,1-9	9,1-12	12,1-15	15,1-39	40-50
К2	1,37	1,27	1,25	1,24	1,2	1,18	1,16

II. Определение площади полигона

Основание полигона (или рабочей карты на полигоне) принимаем в виде прямоугольника, а форму «холма» отходов - в виде усеченной пирамиды.

1. Из объема пирамиды (V =SH/3) определяют ее основание (площадь участка складирования ТБО) S, м2:

Вокруг участка складирования отходов должны быть свободная площадь для движения и работы транспорта, механизмов, обслуживающего персонала и подъездных дорог. Поэтому необходимая под полигон площадь Sп (м2) должна быть больше участка складирования Sус для размещения вспомогательной зоны Sдоп (принимаем Sдоп=0,6 га) и проездных дорог (коэффициент 1,1):

III. Уточнение высоты «холма» ТБО и расчет параметров котловины

Практика показывает, что грунт для изолирующих промежуточных слоев, а в будущем для рекультивационного (верхнего) слоя при закрытии свалки экономически целесообразно заготовлять из котлована под основание участка складирования ТБО.

1. Холм полигона имеет вид усеченной пирамиды. Объем усеченной пирамиды V, м3 («холма» ТБО) можно определить по формуле:

где Sн, Sв - площадь нижнего и верхнего основания пирамиды, м2;

Н - высота пирамиды, м.

Таким образом, общая вместимость полигона ЕТ, м3:

Отсюда, уточняем высоту полигона Нп, м:

Площадь верхнего основания холма полигона представляет форму квадрата. Принимаем Sв=40Ч40 м2.

2. Определяют требуемый объем грунта Vг, м3:

3. Глубина котлована НК (м) с учетом откосов (коэффициент 1,1) равна:

4. Оценивают верхнюю отметку полигона ТБО НВО, м:

Высоту наружного изолирующего слоя грунта принимают равным 1 м.

Исходные данные для индивидуального расчета приведены в табл. 7.

Отчеты по выполненным работам необходимо представить по форме, показанной в табл. 8.

Таблица 7. Исходные данные (варианты)

№ вар.	Т, лет	N1, чел	N2, чел	НП1,м
11	25	250 000	520 000	20

Таблица 8. Форма представления отчета

№ вар.	ЕТ, м3	S, м2	SП, м2	НП, м	VГ, м3	НВО, м
11	4287456,3	643118,5	713430,4	19	654018,9	18,88

Размещено на Allbest.ru

...