Промышленная экология

 На мой взгляд, в последнее время проблема нефтяных загрязнений стоит достаточно остро, в конкретном случае нужно принять меры по повышению экстренного реагирования. И даже если природоохранная служба ссылается на «нелетную погоду», я считаю что по их вине произошла потеря времени, а в следствии чего и загрязнение нанесло больший ущерб экологии.

 

Жители  Приморского края загрязняют окружающую среду как все жители ФРГ вместе взятые.

В Приморском крае за год  производится 50 млн. т отходов, что  сопоставимо с объёмом отходов  Германии, население которой в 20 раз больше. 1 ноября 2011 г. Владивосток  посетила делегация Университета экологии Тоттори (Япония). Главной темой обсуждения стала перспектива организации  совместных научных исследований в  области экологии и защиты окружающей среды. Стороны рассказали о существующих экологических проблемах в своих регионах и предпринятых действиях по их решению [10].

Я предполагаю, что органы самоуправления слишком халатно  относятся к проблемам утилизации отходов, некоторое время назад Приморье было на грани экологической катастрофы из-за проблем с утилизацией жидких радиоактивных отходов атомных подводных лодок. Что может довести нас, до таких масштабов отходов и до грани экологической катастрофы, остается загадкой. Но все же, в первую очередь, все должно регулироваться сверху.

 

 

 

 

 

 

 

2. Проектирование каскада ОС

 

 

 

3. Обоснование нового технического решения на железнодорожном транспорте

 

Последние годы ознаменовались пониманием многими людьми планеты того, что  благополучие детей в XXI веке будет  определяться тем, насколько успешно  решаются экологические проблемы, в  том числе и на железнодорожном  транспорте.

Воздействие железнодорожного транспорта на природу обусловлено строительством железных дорог, производственно- хозяйственной  деятельности предприятий, эксплуатацией  и сжиганием топлива.

Снизить уровень отрицательного воздействия  объектов железнодорожного транспорта на окружающую природную среду можно  только при целенаправленном внедрении  природоохранных мероприятий.

Прежде всего, речь должна идти о  реализации принципов системного подхода  при решении экологических проблем  железнодорожного транспорта.

Источники загрязнения атмосферного воздуха  

 На железнодорожном транспорте  источниками выбросов вредных  веществ в атмосферу являются  объекты производственных предприятий  и подвижного состава. Они подразделены на стационарные и передвижные. Из стационарных источников наибольший вред окружающей среде наносят котельные, в зависимости от применяемого топлива  при его сгорании выделяются  различные количества вредных веществ. При  сжигании твёрдого топлива в атмосферу выделяются оксиды серы, углерода, азота, летучая зола, сажа. Мазуты при сгорании в котельных  агрегатах выделяют с дымовыми газами, оксиды серы, диоксид азота, твердые продукты неполного сгорания ванадия.

Приготовление в депо сухого песка  для локомотивов, его транспортировка и загрузка в тепловозы сопровождается выделением воздушную среду пыли и газообразных веществ. Нанесение лакокрасочных покрытий сопровождается выделением в атмосферу паров растворителей, аэрозоля краски. При использовании растворителей, шпатлёвок, грунтовок, лаков, эмалей, поступающие в воздух пары содержат ацетон, бензол, ксилол, бутиловый спирт, толуол, уайт-спирит, формальдегид  в концентрации от 10до 150 мг/м3

При обмывке подвижного состава  в   воздух выделятся пыль до 1,5-20 мг/м³, карбоната натрия – до 1,0-5,0 мг/м³.

Путевая техника, тепловозы при  сжигании топлива  с выхлопными газами выделяют (оксид серы, углерода, азота, альдегиды)[16].

В качестве нового технического решения рассмотрим разработку ОАО  «Научно-исследовательского института  железнодорожного транспорта» вагон  с энергетической установкой на водородных топливных элементах.

ОАО «РЖД» получено разрешение на использование передвижной энергетической установки на водородных топливных  элементах, сообщила пресс-служба компании со ссылкой на слова президента РЖД  Владимира Якунина. 
«Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору РФ выдала разрешение на применение передвижной установки с химическими генераторами на водородно-топливных элементах, созданного ОАО «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (ОАО «ВНИИЖТ» – дочернее общество ОАО «РЖД»), – сообщил В. Якунин. 
По его словам, вагон с энергетической установкой на водородных топливных элементах для работы в тоннелях – энерговагон ВНИИЖТ – это уникальная разработка в области экологии и энергосбережения и не имеет аналогов в мире. 
Разработка ОАО «ВНИИЖТ» впервые представлена на проходящем 7–10 сентября 2011 года III Международном железнодорожном салоне «ЭКСПО 1520». 
Энергоустановка вагона не имеет никаких вредных выбросов, в отличие от используемых дизельных установок, которые создают в тоннелях высокую задымленность. Водородные топливные элементы являются экологически чистым источником энергии, так как при их работе выделяются только пар и дистиллированная вода.

Энергетическая установка  создана на базе четырех электрохимических  генераторов на щелочных топливных  элементах «Фотон», которые первоначально  были разработаны для питания  космических кораблей и спутников (РКК «Энергия»).

Для питания генераторов  используются водород и кислород, хранящиеся в 650 литровых баллонах под  давлением 15 Мпа. Запас водорода составляет 105 кг, кислорода – 842 кг, чего хватает  на восемь дней работы установки при  проведении путеремонтных работ.

Основное преимущество внедрения  топливных элементов в транспортные средства: высокий КПД. Например, паровоз за 150 лет своей эволюции смог достичь 5 % КПД. КПД современного автомобильного двигателя внутреннего сгорания достигает 35 %, а КПД водородного топливного элемента — 45 % и более. Во время испытаний автобуса на водородных топливных элементах канадской компании Ballard Power Systems был продемонстрирован КПД 57 %. Среднеэксплуатационный КПД энергоустановки составляет 78%.

Энерговагон ВНИИЖТ разделен на пять отсеков для хранения газов  и размещения оборудования. Отсеки разделены между собой пожаростойкими перегородками. 
Две энергонезависимые системы безопасности контролируют утечку газов при помощи 16 датчиков различных типов и в случае опасности перекрывают магистрали подачи газов, включают звуковую и световую сигнализацию. 
В случае возникновения взрывоопасной ситуации автоматически включается система флегматизации, которая заполняет отсеки вагона азотом. Отсеки энерговагона оснащены вентиляторами, обеспечивающими постоянный воздухообмен с внешней средой.

Электронная система позволяет  управлять энергоустановкой в автоматическом режиме, без оператора, что является еще одним преимуществом. [17].

 

 

4. Отраслевая проблематика (Производство стройматериалов)

Рассмотрение экологических  проблем основных производств и  возможности их перехода на безотходный (чистый) путь развития начинается с  производства строительных материалов по ряду причин. Прежде всего, без строительных материалов невозможно никакое строительство. Их производство имеется практически  во всех регионах. Само производство строительных материалов является весьма материало- и энергоёмким и оказывает  серьёзное вредное влияние на  окружающую среду. Однако уже сейчас сырьевая база большинства многотоннажных строительных материалов базируется на отходах других отраслей (вскрышные  породы, шлаки, фосфогипс и т.д.). Поэтому  организация безотходных территориально-производственных комплексов или эко-промышленных парков (к чему мы должны стремиться), в подавляющем  большинстве случаев, просто невозможна, если в их составе нет предприятий  по производству строительных материалов (некуда девать отходы других отраслей, захоронение – крайняя мера).

Одна из основных экологических  проблем производства строительных материалов связана с громадными объёмами производства, добычей и  переработкой свыше 2 млрд. т природных  материалов. С этим связано широкомасштабное отчуждение, нарушение и загрязнение  сельскохозяйственных угодий, поскольку  сырье для строительных материалов для уменьшения транспортных расходов, как правило, добывается как можно  ближе к району строительства. А  районы интенсивного строительства  – это густонаселенные районы, удобные для выращивания сельскохозяйственных культур. Один из путей решения проблемы заключается в рекультивации нарушенных земель, устройстве прудов на месте карьеров и их использование для культурных целей, рыборазведения и т.д.

Генеральным же направлением является использование в качестве сырья для промышленности строительных материалов отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей. По ориентировочным подсчётам в стране ежегодно образуется свыше 3 млрд. т горных отвалов, включающих все основные компоненты сырья, используемого в производстве стройматериалов. Находят же применение лишь 6-7%, причём большая часть – для планировки территорий, подсыпки дорог и в значительно меньшем объёме – для производства строительной керамики и других стройматериалов.

Только доменные шлаки широко использовались в производстве строительных материалов. Из 37 млн. т  реализованных доменных шлаков (14 млн. т  поступали в отвалы) 26 млн. т гранулировались и основная масса использовалась для производства шлакопортландцемента, 6 млн. т перерабатывалось в шлаковую пемзу, шлакоблоки,  минеральную  вату, щебень и другие материалы  и около 5 млн. т передавалось строительным и другим организациям для непосредственного (без предварительной обработки) использования в качестве добавки  к бетону, для теплоизоляционных  засыпок,  для устройства основания  дорог, производства местного вяжущего и т.д.

По оценке научно-исследовательских  институтов около 67% вскрышных пород  пригодны для производства строительных материалов. Из этого количества отходов  для производства щебня пригодно 30%, цемента – 24%, керамических материалов – 16% и силикатных – 10%.

В целом же промышленность строительных материалов, как никакая другая отрасль, может и должна организовать свою сырьевую базу за счёт отходов горнодобывающих  и перерабатывающих отраслей народного  хозяйства. А пока использование  вскрышных пород КМА не превышает 8% (хотя и в этом случае экономический  эффект от их реализации ежегодно увеличивается).

Другой серьёзнейшей экологической  проблемой предприятий строительной индустрии является значительное пылевыделение, особенно на заводах по производству цементов. Около 20% производимого цемента  выбрасывается в трубу, если не работает пылеочистка. Больше всего пыли выделяется с отходящими газами из вращающихся  печей. Наряду с этим в больших  количествах пыль выделяется при  дроблении, сушке и помоле сырья (не только при производстве цемента, но также в производстве керамики, стекла и других строительных материалов), а также при охлаждении клинкера, при упаковке, в процессе погрузочно-разгрузочных работ на складах сырья, угля, клинкера и различных добавок.

Для снижения образования и выделения  пыли, в первую очередь за счёт уменьшения неорганизованных выбросов, необходимо обеспечить полную герметизацию производственных агрегатов и транспортных средств  и создать внутри аппаратов разрежение. Для уменьшения пылеобразования, кроме  герметизации заводской аппаратуры, целесообразно уменьшать высоту падения пылящих материалов, увлажнять  пересыпаемые и транспортируемые материалы. Все газы, отсасываемые дымососами из вращающихся печей и сушильных  барабанов, а также воздух, отбираемый вентиляционными установками, направляются в пылеуловительные устройства. Здесь  из них выделяется пыль, которая  возвращается в производство, а очищенные  газы выбрасываются в атмосферу  и должны соответствовать санитарным нормам. На заводах предусматривается  отсос воздуха из всех пылеобразующих агрегатов, в том числе бункеров, течек, дробилок, транспортёров и  т.д. В помещениях организуется естественная и принудительная вентиляция.

В качестве пылеулавливающих аппаратов  на предприятиях по производству строительных материалов применяются все основные «сухие» методы очистки запылённых газов. От их технического состояния  и уровня обслуживания в основном и зависит содержание пыли в воздухе  производственных помещений и в  атмосфере населённых мест.

Определенную сложность  представляет очистка отходящих  газов различных сушильных, обжиговых  и стекловарочных печей от оксидов  серы, азота, соединений фтора и других вредных компонентов.

Широко разрабатываются  и находят применение технологические  процессы с рециркуляцией газов, например в производстве асбеста. В  корпусах обогащения асбестовых комбинатов: Киембаевском, Тувинском, Джетыгаринском, Ураласбесте нашла широкое промышленное применение замкнутая безотходная  система высокоэффективной очистки  и рециркуляции аспирационного воздуха. Система работает следующим образом: аспирационный воздух, собранный  от многих точек, проходит глубокую очистку  от  асбестовой пыли на рукавных тканевых фильтрах специальной конструкции, разбавляется в случае  необходимости  атмосферным воздухом, а затем  с помощью нагнетательных вентиляторов вновь распределяется по цеховым  помещениям. В процессе многократной циркуляции воздух постепенно нагревается  за счёт тепла от работающего оборудования, благодаря чему в зимнее время  в рабочих помещениях поддерживается комнатная температура без дополнительных затрат тепла.

 По санитарным нормам  концентрация асбестовой пыли  в рабочей зоне производственных  помещений допускается не более  0,6 мг/м³ воздуха. Это примерно в 30-40 раз ниже, чем достигается при очистке на  обычных промышленных тканевых фильтрах, и в 100-200 раз ниже, чем на электрофильтрах. Для снижения содержания асбестовой пыли в очищенном воздухе в данном случае применяется принцип так называемой «автофильтрации», т.е. использование слоя самого асбестового волокна в качестве дополнительного фильтрующего агента. При этом остаточная запылённость не превышает 0,3-0,4 мг/м³. Всё это позволило резко уменьшить заболеваемость обслуживающего персонала, получить дополнительную продукцию (уловленный асбест) и экономить тепло на обогрев производственных помещений.

На предприятиях строительной индустрии используется значительное количество воды. Она расходуется  непосредственно в технологических  процессах, на обогащение сырья, гидромеханическую  добычу и шлифовку, полировку, промывку изделий, а также на нужды котельных, пылеподавление, уборку помещений и  территории и т.д. Из всего объёма воды, потребляемой промышленностью  строительных материалов, 28% расходуется  на технологические процессы транспортировку  сырьевых материалов, охлаждение оборудования, связанные непосредственно с  изготовлением продукции, 14% – на охлаждение оборудования, 42% – на промывку оборудования и обогащение сырья  и 16% – на прочие нужды. Основными  потребителями воды являются цементная  промышленность и промышленность нерудных строительных материалов. На их долю приходится соответственно 34 и 29% воды, используемой предприятиями промышленности строительных материалов. Значительное количество воды потребляют стекольная промышленность (8%), предприятия по производству санитарно-технического оборудования и изделий (3%), асбестовых изделий (1,8%) и силикатного кирпича (1,6%).