Переробка промислових відходів

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ

Факультет менеджменту та маркетингу

Кафедра менеджменту

РЕФЕРАТ

З дисципліни «Екологія»

На тему: «Переробка промислових відходів»

Студентка І курсу, групи УВ-11

спеціальності «Менеджмент організації»

Фісенко Еліза Сергіївна

Викладач: Тищенко Олександр Федорович

Київ 2012

Зміст

Вступ

Промислові відходи

Переробка промислових відходів

Переробка нерадіоактивних відходів

Звалище

Термообробка

Утилізація відходів

Комплексні системи переробки відходів

Видалення радіоактивних відходів

Рідкі відходи

Тверді відходи

Види вторинної сировини

Висновок

Вступ

З розвитком промисловості у всіх країнах світу збільшилася кількість промислових відходів. В кінці XX в. серед розвинених європейських країн найбільшу кількість промислових відходів (52 млн. т щорічно) утворювалося в ФРН. Приблизно по 30-40 млн. т промислових відходів утворювалося на підприємствах Англії, Франції та Італії. В середньому на одного жителя індустріально розвиненого міста щорічно накопичувалося 0,5-1 кг промислових відходів, не рахуючи будівельного сміття, що утворюється під час будівництва нових, реконструкції та ремонту старих будівель. В Україну в кінці XX в. загальний обсяг накопичення промислових відходів, за мінімальними оцінками, склав 20 млрд. т. Площа земель, зайнята відходами, становила майже 130 тис. га. До 75% загального обсягу промислових відходів становили відходи гірничодобувної промисловості та до 14% - відходи, що утворюються під час збагачення корисних копалин. Значна частина належала відходів підприємств хіміко-металургійної переробки сировини, а також сталеплавильного, титаномагнієвого, залізо-і марганцеворудного, гальванічного та коксохімічного виробництва, виробництва мінеральних добрив, золошлаків енергетики і глиноземним шламів.

Промислові відходи

Промислові відходи в умовах значного накопичення при недотриманні санітарно-гігієнічних норм і правил поводження з ними стають небезпечними для навколишнього середовища і здоров'я людей. Всі тверді промислові відходи в залежності від токсичності, зумовленої фізичними, хімічними та біологічними характеристиками поділяють на чотири класи: I - надзвичайно небезпечні; II - високонебезпечні; III - помірно небезпечні; IV - малонебезпечні. Клас небезпеки промислових відходів встановлюють за величиною сумарного індексу небезпеки, який визначають розрахунковим методом за спеціальними формулами, що враховують: ГДК хімічних речовин у ґрунті, їх розчинність в воді при температурі 25 ° С; летючість хімічних речовин, тобто тиск насиченої пари (в міліметрах ртутного стовпа) при температурі 25 ° С; кількість кожного речовини в загальній масі відходів. Якщо для хімічних речовин, які входять до складу відходів, не встановлена ГДК в ґрунті, розрахунок ведуть по средньонебезпечній дозі (LD50) при введенні в шлунок експериментальних тварин. В залежності від класу небезпеки промислових відходів необхідно використовувати спеціальні методи і способи поводження з ними.

Гігієнічні заходи щодо поводження з промисловими відходами передбачають:

1) визначення класу токсичності промислових відходів;

2) контроль за збором і тимчасовим їх зберіганням;

3) контроль за транспортуванням;

4) контроль за утилізацією (вторинним використанням і переробкою);

5) контроль за експлуатацією об'єктів захоронення промислових відходів.

Особливу небезпеку становлять так звані токсичні промислові відходи, що містять шкідливі фізіологічно активні речовини і дають виражений токсичний ефект. Такі відходи при контакті з ними людини можуть викликати захворювання або відхилення в стані здоров'я нинішнього і майбутнього поколінь, а також негативні зміни в об'єктах навколишнього середовища. Токсичні відходи можуть містити берилій, свинець, ртуть, миш'як, хром, фосфор, кобальт, кадмій, талій, металоорганічні і ціанисті з'єднання, канцерогенні речовини різної хімічної природи: бенз(а)пірен, нітрозаміни, афлотоксинів. У місцях їх тимчасового зберігання при порушенні гігієнічних вимог утилізації, знешкодження та захоронення токсичних промислових відходів забруднюються ґрунти, що може сприяти міграції токсичних хімічних речовин в контактують з ґрунтом середовища, особливо в підземні і поверхневі водойми.

Переробка промислових відходів

Переробка промислових відходів - видалення непотрібних або шкідливих матеріалів, що утворюються в ході промислового виробництва. Відходи виробляються практично на кожній стадії промислового технологічного процесу. Ступінь небезпеки промислових відходів змінюється від таких нешкідливих матеріалів, як пісок, і до діоксинів, які є одними з найбільш токсичних речовин. Видалення шкідливих відходів, які загрожують як здоров'ю людини, так і станом навколишнього середовища, - невідкладне завдання світового масштабу. Хоча шкідливі відходи складають тільки приблизно 15% всіх промислових відходів, крайня ступінь спричинених деякими з них шкоди вимагає, щоб вони віддалялися правильно і ретельно.

Шкідливі відходи утворюються в результаті таких видів діяльності, як гірські роботи, металургійне виробництво, видобуток і переробка нафти, звичайна і ядерна енергетика, а також виготовлення незліченних матеріалів і виробів, включаючи пестициди і гербіциди, хімічні захисні засоби і розчинники, фарби і барвники, вибухові речовини, гума та пластмаси, целюлоза і папір, акумулятори, ліки, тканини і шкіра. Відходи утворюються у вигляді твердих матеріалів, рідин, газів і напіврідкої маси. Вони включають речовини, які можуть бути токсичними, займистих, що викликають корозію, хімічно активними, інфекційними або радіоактивними. Вони можуть займатися або вибухати при нормальних температурах і тиску або при контакті з повітрям або водою. Деякі з таких відходів можуть запалюватися або детонувати від статичної електрики, інші - при падінні або струсі.

Переробка нерадіоактивних відходів

Проблема переробки шкідливих відходів вважається найбільшою екологічною проблемою століття. Видалення шкідливих відходів - серйозна проблема в розвинених, так само як і в багатьох країнах, що розвиваються. У масштабі всієї Землі щорічно проводиться більше 600 млн. т шкідливих промислових відходів. Поховання на звалищах все ще вважається найбільш економічним методом видалення шкідливих промислових відходів. Проте в деяких випадках використовуються більш ефективні методи, наприклад термообробка та утилізація.

Звалище

Вплив звалищ на навколишнє середовище повинно бути зведене до мінімуму шляхом правильних розташування, пристрої, функціонування, поводження з фільтратами і постійного виміру параметрів таких об'єктів. Правила пристрою звалищ вимагають наявності підкладки, системи збору фільтрату, системи регулювання стоків, вінілового покриття і організації постійного виміру параметрів. Кожна заповнена звалище повинна мати спеціальне верхнє покриття, засипане шаром землі.

Термообробка

Спалювання органічних відходів може різко зменшити вірогідність забруднення ґрунтових вод, крім того, що виробляється при цьому енергія може бути цінним побічним продуктом. Серед недоліків спалювання - можливість забруднення повітря, експлуатаційні труднощі і вартість процесу.

Технології термообробки

Основні види термообробки відходів - спалювання і піроліз. В обох процесах використовуються високі температури як головний засіб зміни хімічного, фізичного або біологічного характеру або складу шкідливих відходів. Процес спалювання здійснюється в присутності достатньої кількості кисню. Побічними продуктами спалювання є в основному вода, вуглекислий газ і зола; негорючі матеріали, в тому числі кислоти, оксиди металів та інші неорганічні сполуки, збираються в золі або несуться димовим газом.

Піроліз - це горіння в збідненої киснем середовищі. З молекул органічних відходів в результаті піролізу утворюються менш складні частинки, молекули простих органічних сполук і зола; продукти піролізу можуть використовуватися як сировина для хімічних виробництв і паливо.

Існує декілька технологій термообробки, здатних знешкоджувати отруйні відходи. Високотемпературні процеси проводяться в обертових сміттєспалювальних печах, печах для випалу клінкеру, печах з подачею рідких відходів, суднових і мобільних печах. Низькотемпературні процеси здійснюються в топках з псевдозрідженим шаром, многотопочних печах, реакторах з розплавом солей та установках з окисленням вологим повітрям.

Утилізація відходів

Під утилізацією розуміється переробка промислових відходів у корисні сировинні матеріали та енергію. Наприклад, теплота, що виділяється при спалюванні небезпечних відходів, може бути використана для створення пари, що приводить у рух генератор електроенергії, а свинець, витягнутий з відслужили автомобільних акумуляторів, - у виробництві нових акумуляторів. Значне зниження витрат виробництва і витрати енергії може бути досягнуто шляхом утилізації переробки таких матеріалів, як лом металів (зокрема, заліза, сталі, алюмінію, міді, свинцю і магнію), макулатура, деревні відходи, склобій та пластмасові відходи. На звалищах, що існують протягом ряду років, утворюються великі кількості метану в міру того, як скинуті в них органічні матеріали розкладаються; на багатьох звалищах тепер проводиться відбір метану, який використовується як паливо для опалення і приготування їжі. Теоретично шляхом утилізації переробки можна було б видаляти всі шкідливі промислові відходи. Насправді, однак, знадобляться десятиліття для того, щоб тільки наблизитися до реалізації цієї мети, оскільки в проектах більшості заводів не передбачається утилізація відходів і немає налагоджених процесів переробки. Проте деякі хімічні підприємства вже переробляють частину своїх шкідливих відходів.

Комплексні системи переробки відходів

Комплексні системи переробки відходів - об'єднують в собі кілька згаданих вище технологій.

Горючі органічні рідкі відходи спалюються в печі, топкова камера якої має місткість близько 28 м3 і забезпечує час згоряння приблизно 2 с при 1370 ° С. Після двоступеневої скруберної системи очистки вода з скруберів подається на очищувач стічних вод для нейтралізації.

Дуже дрібні частинки твердих неорганічних речовин видаляються з газоподібних продуктів згоряння електростатичним осадженням. Вода з відстійника також подається на очищувач стічних вод.

Тверді хімічно активні матеріали, які не згоряють і не розчиняються у воді, упаковуються в сталеві бочки і відправляються на звалище. На звалищі вони покриваються великою масою напіврідких відходів, що утворюються в очищувачі стічних вод.

Звалище зазвичай складається з трьох прилеглих один до одного двухгектарних котлованів (виїмок) з плоским дном, які мають нахил 1%. На дно укладають шар піску, а на укоси - спеціально відібрану непроникну глину. Дно і укоси отриманої таким чином виїмки застеляються армованим ізолюючим покриттям на основі синтетичного каучуку (типу гіпалона). Поверх цього покриття насипається шар гравію та піску, а потім настеляється аналогічне ізолююче покриття. Шар гравію і піску між двома покриттями служить як системи виявлення протікання, а також допомагає запобігти накопичення рідин на нижньому покритті. Верхнє покриття засипається 30-см шаром гравієм, накривають поліпропіленової плівкою тайпар. Засипка фільтрує напіврідкі відходи, що скидаються пізніше, забезпечуючи тим самим вільний сток фільтрату в відстійник. Пізніше фільтрат перекачується в установку хімічної нейтралізації стічних вод для обробки. Заповнена відходами звалищний виїмка закривається непроникним ущільненим 60-см шаром глини. Верхній 30-см шар ґрунту, засіяний травою для запобігання ерозії, завершує укриття звалища. Під час заповнення виїмки, а також після її укриття за допомогою контрольних свердловин ведеться спостереження за ґрунтовими водами на предмет попадання в них забруднюючих речовин.

Очищувач стічних вод обробляє відходи і одночасно перетворює їх в напіврідку масу для скидання. Передбачаються як біологічна, так і механічна обробка рідких відходів. Вступники в очищувач стічні води нейтралізуються вапном; крім того, в них додається електроліт, щоб прискорити осадження зважених твердих частинок. Очищена від твердих частинок рідина подається в аеротенки, де мікроорганізми і порошкоподібний активоване вугілля видаляють органічні матеріали, не піддані осадженню на попередній стадії очистки. Мікроорганізми руйнують шкідливі органічні речовини, перетворюючи їх у вуглекислий газ, воду і різноманітні органічні сполуки. Ця суміш очищується за допомогою осідання зважених в ній частинок. Частина утворюються напіврідких відходів повторно направляється в аеротенки, а залишок звільняється від води пропусканням через згущувач і фільтр. Фільтрувальний осад подається на вершину відходоспалювальної печі, містить п'ять топок. Піднімаються гарячі гази випаровують вологу з надходить в верхню топку напіврідкої маси. В середніх, більш гарячих топках піддаються піролізу біомаса і органічні матеріали, адсорбовані на активованому вугіллі; в нижніх, найгарячіших топках забруднений порошкоподібний вугілля регенерується в присутності водяної пари для повторного використання в аеротенках.

Видалення радіоактивних відходів

промисловий термообробка утилізація радіоактивний

Щорічне виробництво продуктів поділу одними тільки атомними електростанціями за рівнем радіоактивності приблизно вдвічі більше сумарної кількості діляться речовин у всіх океанах Землі. Якщо всі радіоактивні відходи з атомних електростанцій видаляти розчиненням у воді, то треба було б 7,8 Ч 1020 л води на рік, щоб розчинити продукти розподілу тільки з атомних реакторів.

Джерела радіоактивних відходів

З метою правильної обробки радіоактивні відходи зазвичай поділяються на відходи низького, високого та проміжного рівнів радіоактивності.

Відходи низького рівня радіоактивності

Створюється багато низькорадіоактивні відходів, що підлягають видаленню, на заводах з переробки уранової руди, в дослідницьких лабораторіях, в системах охолодження і промивки атомних реакторів, в лікарнях, відходоспалювальних печах і системах вентиляції будівель. Забруднення цього типу зазвичай є легким, однак обсяг забруднених відходів дуже великий.

Відходи високого рівня радіоактивності

Високорадіоактивні відходи являють собою використане («відпрацьоване») паливо з ядерних реакторів, а також агресивні рідини, що залишаються після переробки такого палива з метою отримання плутонію і урану. Обсяг високорадіоактивних відходів відносно малий, але більша їх частина залишається радіоактивною протягом довгого часу.

Відходи проміжного рівня радіоактивності

До цієї категорії відносяться різноманітні типи відходів, не потрапляють ні в одну з двох категорій, зазначених вище. Вона включає конструктивні вузли реакторів, матеріали, сильно забруднене устаткування і стоки.

Газоподібні відходи

Оскільки радіоактивні матеріали в повітрі і газах вкрай небезпечні, для очищення несучого їх повітряного потоку потрібно використовувати високоефективну систему. Граничну обережність слід проявляти при видаленні забрудненого очищувача і витягають із нього матеріалів. Забруднюючі атмосферу гази можуть являти собою, наприклад, ізотоп аргону 41Ar в що виходить з атомних реакторів повітряному потоці або корозійно-активні гази, що містять пари кислот, які утворюються в процесах вилучення металів, що використовуються у виробництві ядерних палив. Інертні гази, зокрема аргон, зазвичай викидаються через димові труби великої висоти і розсіюються в атмосфері.

Для обробки розчинних або хімічно активних газів, що містять радіоактивні елементи або сполуки, можна застосовувати газоабсорбціоні методи, в тому числі насадочні колони, тверді абсорбенти і реакції типу «тверда речовина - газ». Радіоактивні частинки або аерозолі можна видаляти за допомогою звичайного устаткування для повітря- та газоочищення. Очищений газ може випускатися в атмосферу, однак витягнуті з нього матеріали стають рідкими або твердими відходами, які підлягають видаленню іншими методами.

Рідкі відходи

Радіоактивні речовини, розчинені у воді або інших рідинах, можна видалити методами хімічного осадження. Так, радіоактивний стронцій швидко видаляється шляхом додавання нерадіоактивного стронцію як носій або шляхом додавання барію і свинцю. Низькорадіоактивні відходи, що містять колоїдні і зважені частинки твердих матеріалів, можна очистити звичайними методами водоочищення, використовуючи коагулянти, глину і поліелектроліти. Фільтрування потоку рідини підвищує ступінь очищення.

Розчинні радіоактивні відходи можна обробляти іонообмінними смолами, аніонними або катіонними, або за допомогою повної демінералізації. Необхідна попередня очистка рідких відходів перед введенням їх в іонообмінник з метою видалення всіх частинок, які могли б покрити шар смоли. Можна також використовувати абсорбційні властивості глини для витягання радіоактивних катіонів з рідких відходів, зливаються в ґрунт. Видалення відпрацьованих смол і глин - проблема видалення твердих відходів (див. нижче). Зазвичай відпрацьовані смоли спалюються для концентрування радіоактивних матеріалів в золі або ж піддаються похованню. Забруднені глини можна отвердить шляхом випалу.

Випарювання - найбільш ефективний спосіб поділу радіоактивних відходів на дві фракції: високорадіоактивну густу масу і незабруднену рідина. З цією метою використовувалися перегінні куби, парове стиск і випарники вибухового скипання. Повідомлялося про досягнення коефіцієнтів очищення вище 106.

Процеси біохімічної обробки мають обмежене застосування, оскільки більшість радіоактивних матеріалів - неорганічні речовини. Мікроорганізми можуть концентрувати тільки ті радіоактивні речовини, якими вони харчуються.

Осідання радіоактивних матеріалів на металевих деталях каналізаційної мережі будинків може становити небезпеку для робочого персоналу лабораторій і лікарень. Для очищення таких мереж, забруднених низькоактивних радіоізотопами, зазвичай використовуються кислотні або лужні розчини.

Скидання низькорадіоактивні рідких відходів в навколишнє середовище увійшло в практику радіоізотопних лабораторій. Високорадіоактивні рідкі відходи треба зберігати протягом багатьох років, а можливо, і століть. Контейнери з відходами зберігаються під землею, щоб запобігти скипання рідини в результаті виділення тепла при розпаді містяться в них радіоактивних речовин.

Поховання рідких відходів низького і проміжного рівнів радіоактивності в землю можливо за певних кліматичних і геологічних умовах. Рідкі відходи досі зливалися в землю через спеціальні колодязі, канави і земляні відстійники. Багато продуктів поділу адсорбується на ґрунтах. В даний час досліджується можливість захоронення високорадіоактивних рідких відходів в природних і штучних підземних порожнинах, в підземних або підводних порожнинах граніту, мерзлій глині або соляних шахтах і куполах.

Тверді відходи

Такі відходи можуть видалятися шляхом поховання, спалювання або переплавлення (у разі металевих відходів). Місця поховання для видалення забруднених твердих відходів і брухту є в різних регіонах США і Росії, а також у Франції, Німеччині, Бельгії, Швеції та інших країнах. Поховання проводиться в котлованах або пустотах з покриттям землею або бетоном. На вибір місця поховання впливають рельєф місцевості, геологічна будова пластів, ґрунтові, гідрологічні та метеорологічні характеристики і можливості доставки.

Види вторинної сировини

Основні види вторинної сировини:

макулатура: папір; картон; газети; текстиль; TetraPak.

скло: склотара; склобій.

металобрухт: чорний; кольоровий; дорогоцінний.

хімікати: кислоти; луги; органіка.

нафтопродукти: масла; бітум; асфальт.

електроніка: вироби; плати; акумулятори; ртутні лампи; провід.

гума: шини; гума.

біологічні: харчові відходи; жири; асенізація.

деревина: сучки; стружка; листя.

будівельні: цегла; бетон.

стічні води.

Висновок

Проблема утилізації твердих побутових відходів (ТПВ) актуальна в будь-якому місті. Щодня комунальні служби, заводи і підприємства вивозять сотні тонн сміття, накопичення якого на полігонах призводить до сильного забруднення ґрунту, води і повітря. Багато видів ТПВ (пластик, гума тощо) заборонено спалювати, і вони розкладаються протягом 200-300 років. При постійному нашаруванні таких матеріалів екологічні катастрофи неминучі. Вихід один - переробка відходів. У багатьох населених пунктах вже введена система селективного відбору побутових і промислових відходів. Якщо, наприклад, пляшки із пластику збираються в окремий контейнер, то це вже не сміття як такої, а комерційне сировину, з якого можна отримати ємності технічного призначення, композитні матеріали для виробництва різних виробів і навіть вуглеводневе паливо для отримання енергії. Переробка відходів дозволяє організувати бізнес буквально з нічого, адже основні витрати йдуть тільки на обладнання. Таким чином, переробка вторинної сировини вигідна і місту, і бізнесмену, даючи перше чисто екологію, а другому - «чистий» прибуток.

Размещено на Allbest.ru