Инженерная защита биосферы - содержание и пути её решения - файл n1.docx

Инженерная защита биосферы - содержание и пути её решения
скачать (596.3 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx597kb.23.11.2012 21:26скачать

n1.docx

Российский Государственный Социальный Университет
Кафедра: Охраны труда и окружающей среды

Контрольная работа по экологии на тему:
Инженерная защита биосферы - содержание и пути её решения.
Выполнила:

Студентка группы: БТПиП-В-3

Соломянюк Юлия

Инженерная защита биосферы - содержание и пути её решения.
Наиболее правильным инженерным решением проблемы снижения уровня и интенсивности антропогенного загрязнения ОС является использование максимально замкнутых безотходных и малоотходных технологий переработки сырья, комплексное использование всех его составляющих, сведение к минимуму количества газообразных, жидких, твердых и энергетических отходов непосредственно в технологических процессах. Концепция безотходного производства была выдвинута академиками Н. Н. Семеновым и И. В. Петряновым-Соколовым.

Первоначально безотходным производством называли такой способ производства некоторой группы продуктов потребления, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле ≪сырьевые ресурсы — производство — вторичные сырьевые ресурсы — отходы производства и потребления≫, и все воздействие на ОС, сопровождающее названный цикл, не нарушает ее (среды) нормального функционирования, т. е. под безотходным производством понималась замкнутая система, организованная по аналогии с природными экологическими системами.

В качестве промежуточного этапа на пути создания безотходного производства было предложено малоотходное производство — способ производства (в рамках вышеназванного цикла), при котором воздействие на ОС не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормативами. При этом по объективным причинам (техническим, экономическим, организационным или иным) часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.

Ресурсосбережение наряду с энергосбережением1 должно развиваться по пути поиска и освоения новых современных технологических решений, что позволяет им быть весомыми дополнительными источниками сырья и энергии. Расчеты показывают, что одно только повсеместное внедрение энергосберегающих технологий позволяет стабилизировать уровень потребления топлива, причем при обеспечении более высокого жизненного уровня населения.

Термин ≪безотходное производство≫ в свое время получил достаточно широкое распространение во всем мире. Часто его синонимами считают такие понятия, как ≪безотходная технология≫, ≪безотходная технологическая схема≫ и даже просто ≪чистая технология≫.

В 70-х и 80-х годах прошлого века было затрачено много усилий для создания мало- и безотходных технологий переработки сырья и производства продукции, однако в конце концов был сделан вывод о принципиальной невозможности полного и повсеместного исключения отходов на уровне отдельных технологических процессов.

Критика концепции безотходного производства начинается с того, что создать такое производство нельзя ни практически, ни даже теоретически. Действительно, энергию в соответствии со вторым законом термодинамики невозможно трансформировать в работу на 100%, следовательно, энергетические отходы неизбежны. Однако концепция безотходного производства и не предполагает полное использование энергии. Вполне достаточно использовать ее максимально рационально.

Строго говоря, и исходное сырье не может быть преобразовано в продукцию столь же (на 100%) полно, хотя образующиеся при этом отходы вполне могут быть применены для получения какой-либо другой продукции, например, строительного материала, при сооружении дорожного полотна, для улучшения ландшафта и т. п.

Экологическое совершенство производства возможно только при комплексной переработке сырья во все возможные виды продукции, причем при наличии замкнутой системы водоснабжения и при полной многократной повторной рекуперации (улавливании и использовании) всех отходов. Максимальный успех при создании безотходных производств (в первоначальном понимании этого термина) достигается по системе СКОВИО — снижение количества отходов в источнике их образования. Малоотходные процессы и технологии возможны в различных отраслях производства, и уже существуют на практике, например, натуральное сельское хозяйство, в котором система ≪земледелие—животноводство≫ эффективно утилизирует отходы сама внутри себя. Земледелие дает животноводству корм (в том числе отходы переработки зерна, подсолнечника и др.), а отходы животноводства — ценнейшие для плодородия органические удобрения.

Другим примером техногенно созданного и максимально замкнутого цикла служит территориально-производственный комплекс (ТПК), имеющий большие возможности для обмена сопряженной продукцией и отходами-вторсырьем. Один из таких комплексов — Канско-Ачинский топливно-энергетический комплекс (КАТЭК), базирующийся на крупнейших запасах бурых углей.

Создание мало- и безотходных производств — процесс длительный, требующий решения сложнейших взаимосвязанных задач, причем не только технологических и инженерных, но и в значительной мере организационных, экономических, психологических и иных.

Поэтому в настоящее время (при современном уровне развития науки и техники) признано достаточным создание и повсеместное использование экологически оптимальных технологий и производств2, выделяющихся среди прочих относительно наименьшим уровнем загрязнения ОС. При этом остается аксиомой утверждение, что при прочих равных условиях чем меньше отходов, тем лучше.

Термин ≪безотходное производство≫ наиболее целесообразно применять к территориально-производственным комплексам, а прогрессивные технологии, отличающиеся наименьшим воздействием на ОС, следует называть либо малоотходными, либо ресурсосберегающими, но лучше всего — экологически оптимальными технологиями, техпроцессами, производствами.

Общее загрязнение биосферы характеризуется не только количеством отходов, но и их токсичностью. В те же 70—80-е годы прошлого века была также проведена большая работа по уменьшению токсичности выбросов действующих производств. Например, вместо лакокрасочных материалов на основе органических растворителей стали широко использоваться



Рис. 10.20. Методы обезвреживания и переработки газообразных, ЖИДКЕ твердых отходов производства и потребления (по А. И. Родионову, 1989)
порошковые и водорастворимые краски и лаки и др. Кроме того, большой прогресс был достигнут в области создания экологически более совершенного оборудования.

Традиционный способ инженерной защиты ОС — прямые природоохранные мероприятия. Так, строительство очистных сооружений продолжает оставаться одним из наиболее эффективных способов уменьшения загрязнения биосферы.

Отходы промышленных, транспортных, коммунальных и прочих предприятий поступают в ОС в газообразном, жидком и твердом состоянии, при этом их принято подразделять на:

• выбросы в атмосферу;

• сбросы в природные поверхностные водоемы;

• отходы (твердые и высококонцентрированные жидкие),

размещаемые на какой-либо территории.

Агрегатное состояние загрязнений, их химический и дисперсный составы и т. п. определяют конкретную технологию, тип и конструктивные особенности аппаратов очистки. Одна из наиболее общих классификаций современных методов очистки представлена на рис. 10.20. Однако стоимость очистных сооружений достаточно велика, во многих случаях она сопоставима со стоимостью самого производства.

Особое место среди прочих занимают методы биохимической очистки, использующие для обезвреживания отходов живые организмы, что гарантирует отсутствие токсичных компонентов в конечных продуктах переработки. Методы наиболее эффективны для очистки от органических загрязнителей, а также для улавливания некоторых неорганических веществ, таких, как сернистый водород H2S, аммиак NH3 и др.

Организмы систем биологической очистки воды или воздуха находятся в специальных аппаратах в виде активного ила или биопленки. Активный ил состоит в среднем из 12 видов организмов — бактерий, простейших, грибов, личинок и пр. Используются как аэробные, так и анаэробные организмы.

На рис. 10.21 в качестве примера приведена технологическая схема биохимической очистки сточных вод. Загрязненная (сточная) вода очищается от взвешенных частиц в отстойнике 1 и поступает в предаэратор 2. Туда же подается часть активного ила (около 10 % общего расхода) и воздух. Примерно 20 мин воздух перемешивает активный ил с водой, после чего смесь подается в главный аппарат очистки — аэротенк 3.

Активный ил на циркуляцию



Активный ил

Избыточный ил

Осадок



Рис. 10.21. Технологическая схема биохимической очистки сточных вод:

1 — первичный отстойник; 2 — предаэратор; 3 — аэротенк; 4 — вторичный

отстойник
Время нахождения воды в аэротенке 3 выбирается достаточным для того, чтобы организмы активного ила переработали (разложили) загрязняющие вещества. Потребляя загрязнения в пищу, организмы быстро размножаются, и объем активного ила увеличивается.

Из аэротенка 3 смесь воды и ила поступает во вторичный отстойник 4, а оттуда очищенная и отстоявшаяся вода может сбрасываться в природный водоем либо вновь использоваться для производственных нужд. Активный ил со дна отстойника 4 возвращается в технологический процесс (в аппараты 2 и 3), а его избыток вывозится на специально оборудованные иловые площадки. Избыточный ил можно использовать в качестве удобрения, для подкормки скота и др.

Серьезная проблема современных городов — обезвреживание и переработка твердых бытовых отходов (ТБО). Например, в Москве ежегодно образуется до 300 кг ТБО на каждого жителя. Работы по обезвреживанию и переработке отходов дороги, но необходимы для поддержания благоприятной санитарно- эпидемиологической обстановки в городе, и кроме того, в отходах содержатся ценные компоненты: лом металлов, бумага, пластмассы, стекло, пищевые отходы, которые могут служить вторичным сырьем.

Наряду с мусоросжигательными заводами, полигонами для захоронения все шире применяют мусороперерабатываю- щие заводы (рис. 10.22). В соответствии со схемой процесс обезвреживания отходов осуществляется путем биотермического компостирования, проводимого в две стадии: 1) в горизонтальных вращающихся биобарабанах; 2) в штабелях на площадках дозревания. В биобарабанах при температуре 55—60 °С в аэробных условиях протекает биохимическое окисление органических компонентов отходов и одновременно погибают болезнетворные микроорганизмы, яйца гельмитов, личинки и куколки мух.

Основные стадии процесса обработки отходов на мусоропе- рерабатывающих заводах:

• прием и предварительная подготовка ТБО;

• биотермическое компостирование;

• сортировка и складирование компоста;

• обработка некомпостируемых фракций.

Обычно выход компоста колеблется в пределах от 60 до

68% массы отходов, поступивших на переработку.

При всех положительных результатах и современных достижениях следует констатировать, что очистка от загрязнений, малоотходные технологии и ресурсосбережение хотя и являются актуальными на локальном уровне, но на планетарном они все же недостаточны!


Рис. 10.22. Стадии основного технологического процесса на мусоропере-

рабатывающем заводе
За последние 25 лет мир убедился, что ≪поправки≫ и ≪ремонт≫ хозяйства путем применения новых, так называемых ресурсосберегающих технологий и ≪экологически чистых≫1 источников энергии, потребовавшие, по оценкам В. И. Данилова-Данильяна и К. С. Лосева, триллионы долларов, ≪способны улучшить ситуацию только в отдельных локальных случаях, в целом же глобальную ситуацию они только ухудшили≫.

Список используемой литературы
Экология: Учеб. для вузов / Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелехова. — 3-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2004. — 624 с: ил.

1 Энергетические потери при существующих масштабах производства

и потребления имеют весьма существенное значение. Так, по некоторым

оценкам считается, что из общего объема потребляемых мировых

энергоресурсов на удовлетворение реальных потребностей человека используется

всего 1/3, причем наибольшие потери энергии связывают

с транспортом — до 90%, с коммунальной сферой — около 70% и с бытовым

потреблением — до 60% потерь.


2 Данный термин имеет синонимы ≪экологически ориентированные

технологии≫, ≪экологически обоснованные технологии≫, ≪экологичные

технологии≫, ≪экотехнологии≫, технологии ≪дружественные по отношению

к окружающей среде≫, процессы ≪зеленой химии≫.



Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации