Учебное пособие составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом для очной и заочной форм обучения по специальности 280202 – «Инженерная защита окружающей среды» при изучении курса «Теоретические основы защиты окружающей среды».
В пособии изложены физико-химические процессы способов и технологий переработки промышленных отходов: твердых, сточных вод, газообразных выбросов и их воздействие на окружающую среду.
Учебное пособие является электронной версией следующего издания:
Штриплинг Л.О., Туренко Ф.П. Основы очистки сточных вод и переработки твердых отходов: Учебное пособие.– Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 192 с.
Глава 1. Основы очистки сточных вод
1. Показатели качества природных вод
2. Классификация сточных вод
3. Методы очистки сточных вод
4. Механическая очистка сточных вод
4.1. Процеживание
4.2. Отстаивание
4.3. Фильтрование
5. Физико-химические процессы очистки сточных вод
5.1. Коагуляция
5.2. Флотация
5.3. Сорбция
5.4. Экстракция
5.5. Ионный обмен
5.6. Мембранные процессы
5.7. Электродиализ
6. Химические методы очистки сточных вод
6.1. Нейтрализация
6.2. Окисление и восстановление
6.3. Удаление ионов тяжелых металлов
7. Биологическая очистка сточных вод
8. Другие методы
Глава 2. Переработка и вторичное использование отходов производства и потребления
2.1. Источники образования отходов производства
2.2. Способы утилизации промышленных отходов
2.3. Отходы потребления
2.4. Методы утилизации отходов производства и потребления
2.5. Переработка твердых бытовых отходов компостированием
2.5.1. Метод механизированного биотермического компостирования
2.5.2. Полевое компостирование ТБО
2.6. Термические методы переработки отходов
2.6.1. Сжигание предварительно неподготовленных отходов
2.6.2. Воздействие мусоросжигательных заводов на окружающую среду
2.6.3. Сжигание специально подготовленных отходов
2.6.4. Пиролиз отходов
2.7. Использование вторичных ресурсов
2.8. Переработка и вторичное использование макулатуры
2.9. Переработка и утилизация отходов резиновых изделий
2.9.1. Утилизация целых шин
2.9.2. Сжигание шин с целью получения энергии
2.9.3. Пиролиз отходов резины
2.9.4. Дробление (измельчение) изношенных шин
2.9.5. Дорожные покрытия
2.9.6. Производство регенерата
2.9.7. Применение резиновой крошки в полимерных смесях
2.9.8. Строительство спортивных сооружений
2.9.9. Перспективные направления использования порошков из изношенных шин
2.9.10. Пример технологии переработки отходов производства автомобильных шин
2.10. Переработка строительных отходов
2.10.1. Переработка и вторичное использование бетона и железобетона
2.10.2. Оборудование для переработки некондиционного бетона и железобетона
2.10.3. Установки первичного дробления
2.10.4. Установки вторичного дробления и фракционирования
2.10.5. Технологические линии по переработке некондиционного бетона и железобетона
2.10.6. Использование продуктов переработки бетона и железобетона
2.11. Переработка полимерных отходов
2.12. Переработка и утилизация стеклобоя
2.13. Переработка древесных отходов
2.14. Переработка текстильных отходов
2.15. Отходы кожи и их переработка
Основные направления комплексного управления отходами
С ростом благосостояния и общего материально-технического потенциала общества усиливается тенденция глобальной деградации окружающей природной среды за счет нерегулируемого, неупорядоченного ресурсопотребления.
Истощение природных ресурсов составляет главный количественный критерий глобального экологического ущерба, резко ухудшающий условия жизни всех объектов биосферы. Изменения окружающей природной среды в результате глобального техногенеза породили проблему выживания общества.
Рост концентрации диоксида углерода приводит не только к росту средних температур, но и к изменению структуры атмосферной циркуляции, глобальному перераспределению осадков, а, следовательно, и изменению продуктивности биоты.
Загрязнение Мирового океана меняет характер энергообмена «океан – атмосфера» и уменьшает испарение с водной поверхности, являющейся основным источником влаги на Земле.
Вырубка лесов, увеличение площади пустынь, замена естественных ценозов узкоспециализированными агроценозами, осушение болот, создание искусственных водохранилищ меняют альбедо земной поверхности и структуру естественного круговорота химических элементов.
Кислотные дожди отравляют почву, губят урожаи, разрушают памятники старины, попадая в почву, они выщелачивают ее и уносят из нее такие питательные вещества, как кальций, магний, калий и натрий, убивая микроорганизмы. Проникая в тонкую структуру листьев и ветвей, кислотный дождь отравляет растения, опасно снижает интенсивность фотосинтеза и всхожесть семян.
Кислотные дожди загрязняют пищу и питьевую воду кислотными и ядовитыми металлами (ртуть, медь, свинец и др.), образующимися при разложении металлических и других предметов под действием на них кислотных дождей.
Реальная опасность погубить жизненную среду обитания на планете побудила промышленно развитые страны повернуться лицом к экологическим проблемам, выделяются огромные средства, призванные компенсировать ущерб, причиняемый природе, но это всего лишь полумеры, поскольку не изменяется ни в качественном, ни в количественном выражении сама поступь научно-технического «прогресса», оказывающего все возрастающее негативное влияние своим промышленным, индустриальным воздействием на все природные объекты.
Интеллектуальные истоки современного научно-технического прогресса не одухотворены той необходимой культурой знаний, которая позволяет использовать опыт всех времен и поколений во имя процветания живого организма планеты, гармонии природы и общества.
Приходится развертывать деятельность по ликвидации результатов деятельности. Необходимо воздействовать на биосферу, адаптируя ее к нашим целям и потребностям, а сами эти цели и потребности адаптировать к возможностям биосферы, меняя многие привычные для нас стандарты. Комплексное понимание системы «Человек – Природа» и ее изменений как гармонического развития человеческой деятельности и природы составляет интеллектуальный базис экологизации современного научно-технического прогресса, который должен опираться на следующие принципы:
1. Духовное начало жизни является основой экологической морали, способствующей выживанию природы и общества.
2. Образование и воспитание будущего специалиста должно строиться на принципах экологического мышления.
3. Главная заповедь инженера – «не повреди биосферу».
4. Мыслить глобально, действовать – локально.
5. Реализация экологически репрезентативных моделей управления техносферой в масштабах отдельных территорий и планеты в целом.
6. Развитие норм хозяйствования на основе коэволюции человека и биосферы.
7. Комплексная унификация экологических критериев защиты природы на основе единых норм рационального использования природных ресурсов.
8. Единство действий вытекает из единства природы.
9. Наука, техника, производство должны оцениваться и развиваться только в ключе экологической состоятельности на текущий момент и перспективу.
10. Экологическая когерентность всех направлений научно-технической деятельности.
Ни одно инженерное обоснование не обходится без расчета. Но в лабиринте математических формул и обозначений необходимо видеть живую душу Природы, которой предстоит принять на себя творение рук человеческих. Расчет – весьма ответственный инструмент в арсенале инженера. Он может вывести нас на такие цифры, которые будут одних устраивать, а других нет. Любая расчетная модель строится на тех или иных допущениях, ограничениях и прочих условностях, по которой затем предстоит работать конструктору, технологу, производственнику. Результат расчета зависит также от достоверности исходных данных, которые используют для получения конечных выводов.
До сих пор в задачах оптимизации преобладают прагматические тенденции, когда в качестве приоритетов выдвигаются потребительские интересы («всего побольше и подешевле»). Зачастую стремление к снижению себестоимости проекта вступает в противоречие с логикой сохранения качества окружающей среды, с логикой выживания.
Экологические ошибки и промахи отнюдь не всегда объективно неизбежны. И природа нередко становится заложницей тех псевдоэкологических обоснований, которые были воплощены в смертельные для нее технические проекты, облеченные сиюминутными хозяйственными интересами.
Современный инженер-эколог, это прежде всего человек, наделенный экологической культурой в своей профессиональной деятельности.
Это специалист, который:
• осознавая объективную неизбежность негативного влияния создаваемого им проекта, изыщет все возможные резервы для минимизации экологического риска и ущерба природной среде;
• в каждом конкретном случае выявит экологически оптимальный механизм сосуществования и поддержания устойчивого динамического равновесия естественного и искусственного;
• воспринимает принцип «не убий» в глубоко осознанном его значении, пронизывающем все аспекты инженерной деятельности.
1. Охрана окружающей среды: Учебник для вузов / С.В. Белов, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьянов и др.: Под. ред. С.В. Белова. М.: Высш. школа, 1991. 192 с.
2. Родионов А.И. и др., Техника защиты окружающей среды / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.С. Торошечников. М.: Химия, 1989. – 512 с.
3. Очистка производственных сточных вод: Учеб. пособие для вузов / С.В. Яковлев, Я.И. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов; Под. ред. С.В. Яковлева. М.: Стройиздат, 1985. – 336 с.
4. Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.И. Ермакова М.: Интеграл-Пресс, 2000. – 728 с.
5. Роев Г.А. Очистные сооружения газоперекачивающих станций и нефтебаз: Учебник для вузов / М. Недра, 1981. – 240 с.
6. Справочник по очистке природных и сточных вод / Л.Л. Паль, Я.Я. Кару, Х.А. Мельдер, Б.Н. Репин. М.: Высш. шк., 1994. – 336 с.
7. Куклев Ю.И. Физическая экология: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 2001. – 358 с.
8. Лившиц А.Б. Современная практика управления твердыми бытовыми отходами // Чистый город. 1999. № 1(5). С. 2-12.
9. Калыгин В.Г., Попов Ю.П. Порошковые технологии: экологическая безопасность и ресурсосбережение. М.: Изд-во МГАХМ, 1996. – 212 с.
10. Экология, охрана природы и экологическая безопасность / Под ред. В.И. Данилова-Данильяна. М.: Изд-во МНЭПУ, 1997. – 744 с.
11. Мазур И.И. и др. Инженерная экология. Общий курс. Справ. пособие. Т.2 / И.И. Мазур, О.И. Молдованов; Под. ред. И. И. Мазура. М.: Высш. школа, 1996. – 638 с.
12. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. М.: Колос, 2000. – 232 с.
13. Экология и экономика: Справочник; Под ред. К.М. Сытника. Киев, 1986. 306 с.
14. Булатов М.А. и др. Химические производства с замкнутым водооборотным циклом / М.А. Булатов, Т.И. Бондарев, А.М. Кутепов. М.: Изд-во МИХМ, 1991. – 80 с.
15. Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов. М.: Стройиздат, 1996. 288 с.
16. Каталог НИИОГАЗ. Наша продукция – чистый воздух. М.: НИИОГАЗ, 1989.
17. Бертшнайдер Б., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений: технология и контроль: Пер. с англ. ; Под ред. А.Ф. Туболкина. Л.: Химия, 1989. – 288 с.
18. Родионов А.И. и др. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов / А.И. Родионов, Ю.П. Кузнецов, В.В. Зенков, Г.С. Соловьев. М.: Химия, 1985. – 352 с.