Файл: "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина".docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 46
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
"Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина"
Химико-технологический институт
Кафедра химической технологии топлива и промышленной экологии
Оценка работы______________
Руководитель от УрФУ_Струкова М.Н._
Домашняя работа
по дисциплине "Экология"
«Проблемы утилизации промышленных отходов»
Руководитель Струкова М.Н.
Выполнил
студент гр. Х-200009 Пименова В.А.
Екатеринбург
2022
Введение
Экологическая ситуация в стране с каждым годом ухудшается. Поэтому необходимо принятие кардинальных мер по улучшению экологии и ускорению внедрения различных технологий по эффективному использованию промышленных отходов
В настоящее время в нашей стране отходы составляют 90–98 % от всех добываемых природных ресурсов, т. е. промышленность работает в основном на производство отходов.
Главной задачей переработки промышленных и коммунальных отходов является оздоровление окружающей среды, резкое снижение ее загрязнения и мутации путем переработки любых отходов по безотходным экологически чистым технологиям с выпуском высокоценной продукции. При этом должен строго выполняться основной экологический закон: техногенный мир, создаваемый человеком, необходимо развивать строго гармонично, в соответствии с развитием Мира, созданного Природой. Невыполнение данного закона привело к созданию в нашей стране жесточайшего экологического кризиса.
Основные источники образования и виды промышленных отходов
В таблице приводятся отрасли промышленности – основные источники образования отходов, процессы образования и виды промышленных отходов.
| Основные отрасли промышленности | Основные процессы образования отходов | Виды промышленных отходов |
| Горнодобывающая | Добыча и обогащение полезных ископаемых | Вскрышные породы, отходы обогащения, шламы |
| Металлургическая | Плавление металлов, прокат, формирование изделий | Шлаки, окалина, лом металлов, циклонная пыль, формовочные смеси, шламы |
| Энергетическая | Сжигание органических веществ (уголь, древесина, бытовые элементы в ядерной энергетике; химические процессы получения энергии; отопление в жомах) | Шлаки, зола, радиоактивные отходы, химические отходы, обрезки труб, строительный мусор |
| Металлообрабатывающая промышленность и машиностроение | Изготовление деталей, инструментов, арматуры, оборудования, машин, судов, конструкций, труб, станков и др. | Металлолом, циклонная пыль, формовочные смеси, краска, окалина |
| Химическая и нефтехимическая | Многочисленные процессы получения множества веществ неорганического и органического состава | Частицы около 400 загрязняющих веществ, углеводороды, нефть, буровые растворы |
| Производство строительных материалов | Производство цемента, бетонов,кирпича, щебня,песка, глины,пластмассы,деревянных изделий | Лом бетонов, брак кирпичей, строительных изделий, цементная пыль и др. |
| Агропромышленный комплекс | Удобрение полей, выпас скота | Пестициды, нитраты, коммунальные отходы, отходы сельского хозяйства и животноводства |
Другим источником отходов являются природные и техногенные чрезвычайные ситуации: природные – землетрясения, цунами, наводнения и др.; техногенные – аварии, взрывы, пожары и проч. Эти виды отходов наносят существенный вред окружающей среде и людям. Поэтому для снижения их отрицательного воздействия необходимы тщательный мониторинг природных и техногенных отходов и сооружений – постоянный и детальный анализ природных и техногенных источников отходов, а также практический переход на безотходные технологии и максимальную переработку существующих отходов на безналоговых предприятиях.
Способы хранения отходов
Если отходы не могут быть использованы в промышленности, то они подлежат захоронению. Известны четыре способа хранения промышленных отходов: в отвалах, на полигонах, в шламохранилищах и в глубинных горизонтах.
Отвалы – самые экологически опасные места хранения промышленных отходов, одновременно загрязняющие атмосферу, гидросферу и литосферу и занимающие большие площади земельных участков. Отходы в отвалах подлежат быстрейшей безотходной переработке в ценную промышленную продукцию.
Полигоны являются природоохранными сооружениями и предназначены для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов. Приему на полигоны подлежат только токсичные отходы I, II и III классов опасности, согласованные с муниципальными органами. Не подлежат приему на полигоны отходы, для которых разработаны эффективные технологии извлечения металлов или других ценных веществ, радиоактивные отходы, нефтепродукты, подлежащие регенерации. В состав полигона входят участок захоронения отходов, завод по обезвреживанию отходов и гараж специализированного транспорта. Участок захоронения отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения токсичных твердых отходов в специально оборудованных котлованах.
Шламохранилища – природоохранные сооружения, предназначенные для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов бурения нефтяных скважин (буровой шлам, отработанные буровые отходы, буровые сточные 34 воды). Используемые при строительстве нефтяных скважин технологические жидкости, а также поднятые на поверхность буровые растворы содержат токсические вещества, химические реагенты, проникновение которых в грунт ведет к загрязнению почвы, подземных вод и негативно влияют на экологию окружающей среды. Загрязнение природных объектов происходит при разрушении обваловок шламовых амбаров или при их переполнении. В случае плохой гидроизоляции стенок шламовых амбаров при сооружении их в проницаемых грунтах происходит фильтрация жидкой фазы шлама, загрязняющей подземные воды. Для исключения проникновения загрязняющих веществ в недра нужна надежная гидроизоляция стенок и дна шламовых амбаров, шламохранилищ.
Закачка отходов в глубинные горизонты осуществляется через поглощающие скважины ниже уровня грунтовых вод. Глубина скважин должна составлять от несколько сот метров до 4 км, щелочность растворов рН должна быть на 0,5 ниже щелочности грунтовых вод. Часто для твердых отходов применяют комбинированные технологии их переработки.
Обращение с токсичными (опасными) промышленными отходами
Отходы подразделяются, как известно, на промышленные, коммунальные и сельскохозяйственные, токсичные и нетоксичные.
Класс токсичности отходов определяется в соответствии с «Временным классификатором токсичных промышленных отходов»
и «Методическими рекомендациями по определению класса токсичности промышленных отходов».
Отходы подразделяются на нетоксичные отходы, в том числе
отходы добывающей и перерабатывающей промышленности, и
токсичные отходы, подразделяющиеся на пять классов токсичности .
Токсичные (опасные) отходы представляют особенную угрозу
окружающей среде и для здоровья живых организмов, включая человека. В России к опасным отходам относят около 10 % от всей
массы твердых отходов. Это такие отходы, которые содержат в своем составе вещества, обладающие одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т. д.)
и присутствующие в количестве, опасном для здоровья людей
и окружающей среды.
| Степень вредного воздействия опасных отходов на окружающую природную среду | Критерии отнесения отходов к классу опасности для окружающей природной среды | Класс опасности отходов для окружающей природной среды |
| Очень высокая | Экологическая система необратимо нарушена, период восстановления отсутствует | I класс – чрезвычайно опасные |
| Высокая | Экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия | II класс – высокоопасные |
| Средняя | Экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника | III класс – умеренно опасные |
| Низкая | Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее 3 лет | IV класс – малоопасные |
| Очень низкая | Экологическая система практически не нарушена | V класс – практически не опасные |
Наибольшую опасность для окружающей среды и человека представляют отходы, содержащие химические вещества I и II классов токсичности. В первую очередь это отходы, в состав которых входят радиоактивные изотопы, диоксины, пестициды, бензапирен и некоторые другие вещества. Под токсичностью понимают способность вещества вызывать нарушение физиологических функций организма, что, в свою очередь, приводит к заболеваниям (интоксикация, отравление) и смерти. Степень токсичности характеризуют величиной токсической дозы – количеством вещества, отнесенным к массе человека, вызывающим очередной токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность вещества. При этом величина токсической дозы зависит от путей поступления вещества в организм. Особенно опасными токсинами являются соединения соли и тяжелых металлов: кадмия, свинца, ртути, хрома и др. Техногенные геохимические аномалии характеризуются степенью накопления элемента-загрязнителя по сравнению с природным фоном. Особенно опасными для организмов являются техногенные поля (полигоны) с повышенной концентрацией тяжелых металлов и радиоактивных веществ. Токсичными элементами называют вещества, которые при определенных концентрациях элементов причиняют вред организму, ведут к функциональным нарушениям и деформациям. Химические элементы, необходимые для жизни и развития биоты, называются биофильными. Недостаток биофильных элементов приводит к различным заболеваниям. К наиболее токсичным элементам относятся Pb, Hg, Cd, As, Co, Be, Se, Tl, U. Горнодобывающая промышленность оказывает на окружающую среду наиболее сильное воздействие. В России в хранилищах, накопителях, на полигонах и свалках находится более 2 млрд т токсических отходов, в том числе 95 % промышленных и 5 % твердых коммунальных отходов. В данное время нет предприятий и полигонов по обезвреживанию.
Основные технологии переработки промышленных отходов
Все промышленные отходы и соответствующие им технологии подразделяются на относительно экологически безопасные и экологически опасные. Поэтому для каждого вида отходов существует своя оптимальная технология. Приступая к разработке технологий использования промышленных отходов, начинают с экологии – прежде всего определяют степень радиоактивности отходов. Затем определяют их химический, зерновой состав и объем. Только после этого определяют возможные виды продукции из них и возможных потребителей.
Назовем современные технологии переработки промышленных отходов:
– применение отходов с целью получения сырья для производства строительных материалов, использующих многотоннажные отходы других производств;
– использование отходов для рекультивации ландшафтов, планировки территорий, подсыпке дорог и др.;
– применение отходов в сельском хозяйстве в качестве удобрений или средств мелиорации;
– комплексная переработка сырья и отходов в качестве вторичных ресурсов для производства новых видов продукции по безотходным, экологически чистым технологиям;
– утилизация промышленных отходов. Рассмотрим эти технологии более подробно.
Использование отходов для рекультивации ландшафтов.
В горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых образуется большое количество пустой породы. Так, при добыче 1 т угля образуется 2–4 т вскрышных пород и около 0,5– 0,8 т отходов обогащения. При добыче 1 т руды в отвалах остается 0,5–0,8 т пустой породы. Для рекультивации ландшафтов и подсыпки дорог используется всего лишь около 10 % общего объема отходов горнодобывающей промышленности.
Применение отходов в промышленности строительных материалов.
В этой отрасли ежегодно перерабатывается около 3 млрд т сырья – песка, глин, известняка и других осадочных и изверженных пород. Кроме того, здесь используется около 300 млн т в год различных отходов других отраслей – доменные и сталеплавильные шлаки, шлаки цветной металлургии, золы и шлаки энергетической промышленности, отходы химической и ядерной промышленности и др.
Комплексная переработка сырья и отходов производства
В области технологий переработки отходов целесообразно переходить на комплексные, композитные технологии, сущность которых заключается в совмещении двух и более отходов в одной продукции, когда использование одного компонента (одного вида отходов) в сочетании с другим компонентом помогает достичь необходимого положительного качества конечной продукции.
Большие запасы промышленных отходов дают возможность широко регулировать свойства композитной продукции. Так, только в Свердловской области суммарные запасы техногенных образований превышали 8 млрд т. Комплексное использование сырья является необходимым условием организации безотходного производства продукции.
Технология этого производства следующая:
– добыча сырья;