Методы, технология, аппаратурное оформление процесса утилизации ртутьсодержащих отходов

                                    МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

Федеральное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Волгоградский  государственный технический университет»

Кафедра: промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности 
 

Курсовая  работа по дисциплине: промышленная экология 

Тема: «Методы, технология, аппаратурное оформление процесса утилизации ртутьсодержащих отходов» 
 
 
 
 

                                                          Выполнил: студент Голтвина Ю.А.

                                                              группы ЭВК-573

                                            Проверил: доц. Юрин В.П. 
 
 
 
 

                                          Волгоград 2011г 

Оглавление

1.Введение……………………………………………………………………...…3

1.2. Особенности и опасность ртутного загрязнения………...……………...…3

2. Теоретическая часть:

2.1. Ртутьсодержащие  отходы потребления и их утилизация....………………7

3. Практическая  часть. Методы переработки ртутьсодержащих отходов

3.1. Метод вакуумной дистилляции ………..……………………………………8

3.2. Метод термической демеркуризации..........………….................................10

3.3. Метод противоточной  продувки…………………………………………...12

4. Вывод………………………………………………………………………......17

5. Список литературы……………………………………………………………18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Введение

    Среди многочисленной группы токсичных веществ  особое место занимает ртуть, обладающая (с эколого-гигиенической точки зрения) уникальными свойствами, обусловленными ее повышенной возможностью распределения в окружающей среде, разнообразием форм нахождения и спецификой их трансформации в природных условиях, а также разносторонним спектром негативных воздействий на живые организмы даже при относительно малых дозах экспозиции. Одним из возможных источников ее поступления в среду обитания являются ртутные газоразрядные лампы.

    Газоразрядные лампы представляет собой искусственные  источники оптического излучения, в которых свечение создается от электрического разряда в парах ртути или в смеси газа и пара. Ртутные лампы используются для освещения улиц, жилых, общественных и промышленных помещений, местного освещения, в медицинских и оздоровительных целях, в прожекторных установках, светокопировальных аппаратах, на сельскохозяйственных объектах и т. д. Массовое применение ртутных ламп во многом обусловлено их высокой световой отдачей, большим сроком службы и возможностью получения разнообразных спектров излучения.                          

    Таким образом, среди актуальных проблем  экологии важное место занимают вопросы, связанные с загрязнением окружающей среды ртутью и ее соединениями.

        Согласно действующим в нашей  стране экологическим и гигиеническим нормативам предельно допустимые концентрации (ПДК) ртути в воздухе составляют 0,0003 мг/м³, а почве 2,1мг/кг. В наиболее распространенных типах люминесцентных и специальных ртутных лампах содержится от 20 до 300 мг ртути. В России ежегодно выходит из строя около 100 млн. ламп. Ртутьсодержащие люминесцентные лампы представляют особую опасность с позиций локального загрязнения среды обитания токсичной ртутью.   

1.2.Особенности и опасность ртутного загрязнения  

       Ртуть отличается чрезвычайно широким спектром и большим разнообразием проявлений токсического действия в зависимости от свойств веществ, в виде которых она поступает в живой организм (например, пары металлической ртути, неорганические или органические соединения), путей поступления и дозы. Основные пути воздействия ее на человека связаны с воздухом (при дыхании), с пищевыми продуктами, питьевой водой. Возможны и другие, случайные, но нередкие в обыденной жизни пути воздействия: через кожу, при купании в загрязненном водоеме, при поедании детьми загрязненной почвы, штукатурки и т. п.

    Ртуть принадлежит к числу тиоловых ядов, блокирующих сульфгидрильные  группы белковых соединений и этим нарушающих белковый обмен и ферментативную деятельность организма. Особенно сильно она поражает нервную и выделительную системы. При воздействии ртути возможны острые (проявляются быстро и резко, обычно при больших дозах ртутной экспозиции) и хронические (влияние малых доз ртути в течение относительно длительного времени) отравления. Известно большое количество ртутьсодержащих органических соединений, в которых атомы металла связаны с атомами углерода. Многие из таких соединений, особенно метилртуть, очень токсичны для живых организмов.

    Распределение ртути в организме человека зависит  от ее состояния: элементарная ртуть Hg^o (пары ртути), неорганический ион Hg²⁺, ион метилртути CH₃-Hg⁺. Все они имеют высокое сродство по отношению к клеткам почек, воздействуя на них. Поступающая ингаляционно (при дыхании) Hg^o и принимаемый перорально (например, с пищей или водой) CH₃-Hg⁺ накапливаются в центральной нервной системе, сильнее, чем Hg²⁺. Пары и неорганические соединения ртути способны вызывать контактный дерматит. При вдыхании ртутные пары поглощаются и активно накапливаются в мозге и почках. В организме человека задерживаются примерно 80% вдыхаемых паров ртути. В живом организме элементарная ртуть превращается в ион, который соединяется с молекулами белков. Есть сведения, что пары ртути способны проникать в организм человека через кожу. У беременных женщин пары ртути могут проходить через плацентарный барьер, воздействуя таким образом на развивающийся плод. К настоящему времени установлено, что наряду с общетоксическим действием (отравлениями) ртуть и ее соединения вызывают гонадотоксический (воздействие на половые железы), эмбриотоксический (воздействие на зародыши), тератогенный (пороки развития и уродства) и мутагенный (возникновение наследственных изменений) эффекты.Обычно в нативных городских условиях наиболее важное, часто основное, воздействие на человека связано с влиянием паров ртути, нередко проявляющееся в так называемом хроническом меркуриализме (ртутном отравлении), который приводит к нарушению нервной системы и характеризуется наличием астеновегетативного синдрома с отчетливым ртутным тремором, неустойчивым пульсом, тахикардией, возбужденным состоянием, психическими нарушениями, гингивитом. Вдыхание значительных доз паров ртути сопровождается симптомами острого бронхита, бронхиолита и пневмонии, чрезвычайно острое отравление ртутью вызывает разрушение легких. Отмеченные синдромы и симптомы обычно наблюдаются при воздействии паров ртути в концентрациях в воздухе более 0,1 мг/м³, но психические расстройства могут возникать и при более низких уровнях. В России утверждены гигиенические нормативы – ПДК (предельно допустимые концентрации) и МДУ (максимально допустимые уровни) ртути в различных компонентах среды обитания (табл. 1-3). В табл. 4 приведены фоновые уровни ртути в окружающей среде.

Таблица 1.2.1. ПДК ртути в атмосферном воздухе и природных водах

  * ПДК для соединений ртути даны  в пересчете на ртуть.

  ** В знаменателе указано значение  среднесменной ПДК. 

Таблица 1.2.2. Гигиенические нормативы ртути в почве *

  * В качестве предельно допустимой  концентрации ртути в почве принят показатель вредности, который имеет наименьшую пороговую величину, т. е. 2,1 мг/кг (наименьшая пороговая величина установлена для транслокационного показателя вредности, характеризующего возможность перехода ртути из верхнего (пахотного) горизонта почв в сельскохозяйственные растения (с последующим накоплением в них до уровня соответствующей ПДК).  

Таблица 1.2.3. ПДК ртути в некоторых пищевых продуктах

 
 

Таблица 4. Фоновые уровни ртути в компонентах окружающей среды

 
 

2. Теоретическая часть

2.1. Ртутьсодержащие отходы потребления и их утилизация

         Постоянное присутствие и высокие содержания ртути в городской среде, в различных видах отходов, существенно  связаны  с использованием и периодическим выходом из строя разнообразных ртутьсодержащих изделий (люминесцентные и ртутные лампы, термометры, гальванические элементы, различные приборы и т. п.).      

        В зависимости от технологии  и типа в каждой люминесцентной  или специальной ртутной лампе,  особенно широко используемых в нашей стране, содержится от 20 до 300 мг ртути, в наиболее распространенных типах - от 60 до 120 мг, а в некоторых лампах ее количество достигает 350-560 мг. В России в эксплуатации единовременно находится 450-500 млн. люминесцентных ламп. Если принять, что в среднем каждая лампа содержит 100-110 мг ртути, то в них находится около 50 т ртути. Около 100 млн. ламп ежегодно выходит из строя, большая часть которых до недавних пор в лучшем случае выбрасывались в мусорный бак и вывозились на свалку, т. е. в конечном счете в окружающую среду ежегодно поступало примерно 10 т ртути.