Техногенные опасности и защита от них

     Для очистки отработанных смазочно-охлаждающих  жидкостей применяют следующие  методы:

1. реагентные (обработка минеральными солями и кислотами);

2. физико-химические (электрокоагуляция, ультрафильтрация).

     Электрокоагуляционный способ рекомендуется применять для локальной очистки отработанных СОЖ, для приготовления которых были использованы эмульсолы марок Э-1 (А), Э-2 (Б), 3-3 (В), ЭТ-2 и НГЛ-205. Способ применим также для очистки отработанных СОЖ, приготовленных на эмульсолах марок Укринол-1, ЭГТ, СП-3, Аквол-2, Аквол-б, МОТ и др.

     Сущность  способа заключается в разрушении эмульсии и коагуляции эмульгированных масел под действием продуктов электрохимического растворения алюминиевых анодов и флотаций коагулята водородом, образующимся на катодах.

     Перед электрохимической обработкой сточные  воды подкисляют до рН=5- 5,5 для снижения агрегативной устойчивости эмульсии. 
В процессе электролиза величина рН сточных вод возрастает до 6,5 - 7,5. Процесс очистки сточных вод складывается из следующих технологических операций: сбор, усреднение и отстаивание сточных вод, их подкисление, электрохимическая обработка, отведение продуктов очистки, осветление отработанной воды. 
Маслоэмульсионные сточные воды после усреднения и отстаивания в резервуаре с целью отделения свободного масла (последнее удаляют в маслосборник) затем направляют в смеситель, где подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН=5-5,5. Подкисленные сточные воды направляют в электролизер. Пенный продукт, образующийся на поверхности обрабатываемой жидкости, периодически или непрерывно удаляют в пеноприемный бак. Обработанную сточную воду осветляют в отстойнике, после чего сбрасывают в канализацию населенных пунктов (при биологической очистке сточных вод на городских канализационных очистных сооружениях достигается удаление из них остаточных количеств органических веществ).

     При электролизе подкисленных сточных  вод происходит электролитическое  растворение алюминиевого анода  и образование гидроксида алюминия, обладающего высокой коагулирующей  способностью. 
Очищенная вода представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, имеющую величину рН =6,5-7,5, величину ХПК 0,5-0,6 г/л, содержащую нефтепродуктов 25 мг/л и хлоридов 1,5 г/л (общее содержание растворенных минеральных солей 2,5 - 3 г/л). 
Электролизер для очистки маслоэмульсионных сточных вод представляет собой прямоугольный стальной резервуар, футерованный изнутри винипластом или другим кислотостойким материалом. Дно электролизера имеет уклон 1:10 в сторону выпуска сточных вод. К левой торцевой стенке корпуса электролизера (выше уровни жидкости) прикреплен патрубок для подачи сточной воды, к днищу приваривают патрубок для отвода очищенной воды, В правой торцевой степке аппарата выше уровня жидкости располагаются два прямоугольных продольных окна: нижнее - для присоединения пеносгонного лотка, верхнее - для подключения вытяжного воздуховода. На задней степке корпуса имеются отверстия для присоединения токоподводящих шин. Пеносгонный лоток расположен под углом 45' к вертикальной стенке. Б верхней части корпуса электролизера (под электродами) устанавливают пеноудаляющее устройство.

     Электролиз  сточных вод проводят при плотности  тока 80 - 120 А/м2, напряжении на электродах 7 - 10 В. Продолжительность их электрохимической обработки составляет 4 - 5 мин, удельный расход алюминия для удаления 1 г эмульгированного масла 0,03 г, удельный расход электроэнергии 2,5 - 3 кВт ч/м, удельный расход соляной кислоты (35 %) на подкисление сточных вод 7 - 8 кг/м3.

     Для обработки сточных вод возможно использование переменного электрического тока, однако в этом случае для достижения того же эффекта очистки удельный расход электроэнергии увеличивается  на 40 - 50 %.

     Как следует из приведенного обзора, в  разработке эффективных методов  очистки концентрированных маслосодержащих  сточных вод в последни годы достигнуты определенные успехи. Построены и введены в постоянную эксплуатацию установки по очистке маслосодержащих сточных вод методами коагуляции, электрокоагудяции, реагентной напорной флотации. Значительное количество установок на предприятиях машиностроительной и металлургической промышленности строится. На одном из завалов действует опытно-промышленная установка для очистки маслосодержащих сточных вод методом ультрафильтрации. Очищенные маслосодержащие сточные воды вместе с другими сточными водами предприятия поступают обычно на городские очистные сооружения.

     1.3. Методы хранения отходов промышленности

     При разработке новых ресурсосберегающих и экологичных технологических процессов, необходимо обезвреживание отходов на стадии вывода из технологического процесса, но при современном развитии науки и техники невозможно исключить образование неутилизируемых, не подлежащих сжиганию, не поддающихся нейтрализации токсичных отходов. В этом случае целесообразно захоронение отходов такого рода в специально создаваемых для этого хранилищах, где можно будет захоронить промышленные отходы для их использования в будущем.

     1.3.1. Использование хранилищ промышленных отходов

     Для захоронения отходов промышленности целесообразно использовать резервуары в геологических формациях: гранит, вулканические породы, туфы, базальты, соляные толщи, гипс, ангидрит, доломит, глина, гнейсы. Такого рода хранилища могут существовать как самостоятельно, так и совместно с горнодобывающими предприятиями на его шахтном поле.

     В течение последних 70-ти лет наша страна была и остается сейчас крупнейшим поставщиком разнообразных полезных ископаемых, при добыче которых образуются порядка нескольких миллиардов м³ пустот, непогашенных или постепенно погашаемых выработанных пространств, пригодных в большей или меньшей степени для захоронения промышленных отходов, в том числе радиоактивных. При размещении отходов необходимо соблюдать ряд определенных условий и ограничений:

     1. Водонепроницаемость толщ и наличие  над и под ними обильных  водоносных толщ;

     2. Полное исключение возникновения  деформаций, способных сделать толщу  водопроводящей (сдвиг под действием  собственной массы, динамические  нагрузки, вызванные землетрясениями,  газодинамическими явлениями, наземными  взрывами и т.п.);

     3. Размещение вдали от населенных  пунктов, территорий возможных  появлений наводнений, селей, прорыва  дамб и плотин, оседание земной  поверхности в результате горных  работ;

     4. Наличие способов и средств,  позволяющих при необходимости  оперативно и с полной гарантией  навечно перекрыть выработки,  через которые отходы будут  подаваться в выработанные пространства.

     Подземное захоронение отходов может осуществляться на различных глубинах и гидродинамических  зонах литосферы, согласно этому хранилища подразделяются:

     - Неглубокие - В зоне аэрации и активного водообмена;

     - Среднеглубокие - Ниже зоны активного водообмена, в пределах пластовых температур 50 – 70⁰С;

     - Глубокие - на глубине свыше 2000 м.

     Необходим учет мощности зоны аэрации и фильтрационные свойства пород, интенсивность экзогенных геологических процессов (карст, эрозия, оползень и др.), влияющих на герметичность  хранилищ.

     В итоге: хранилище токсичных промышленных отходов - сложная геотехническая система, составными элементами которой являются компоненты геологической среды (массив горных пород, подземные воды) и наземно-подземные  инженерные сооружения (выработки, скважины, коммуникации).

     1.3.2. Хранение взрывоопасных отходов

     Хранение  взрывоопасных отходов, представляющих некоторую ценность в будущем  после создания технологий их переработки  и использования, наиболее целесообразно  в подземных хранилищах с повышенными  мерами безопасности. Уничтожение взрывоопасных отходов связано со значительными затратами на обеспечение безопасности процесса. Требования к размещению хранилищ взрывоопасных отходов аналогичны общим защитным мероприятиям для хранения промышленных отходов. Воздействиями, инициирующими возможный их взрыв, являются механические удары, трение, высокие температуры, электрическая искра или блуждающие токи, химическая реакция между компонентами. Для предотвращения негативных последствий захоронения взрывоопасных отходов, помимо общих требований для изоляции промотходов из биосферы, необходимо:

     1. Помещение взрывоопасных отходов  в тару для предохранения от  всех видов инициирующих воздействий;

     2. Достаточное удаление от системы  ЛЭП;

     3. Использование качественной электропроводки  для освещения подсобных помещений;

     4. Предохранение от нежелательных  химических реакций, в том числе  путем низкой температуры хранения  и уже упомянутой флегматизации;

     5. Безопасные транспортировка, погрузки-разгрузки  взрывоопасных отходов. 
 

     1.3.3. Наземные полигоны

     Наземные  полигоны для хранения промышленных отходов являются и должны использоваться в качестве временных, промежуточных  пунктов на пути в хранилища. Согласно действующим положениям по проектированию и созданию наземных полигонов их размещение запрещено:

     - Вблизи месторождений пресных  подземных вод и их водо-охранных  зон;

     - Вблизи месторождений минеральных  лечебных и промышленных вод;

     - На территории зон охраны курортов

     - На территории заповедников

     - В пределах селитебных и рекреационных  зон населенных пунктов.

     1.3.4. Термическое обезвреживание токсичных промышленных отходов

     На  современном этапе открывается  всё больше возможностей существенно  сократить количество не утилизируемых  отходов, которые имеют сложный  химический состав, и, как правило, их переработка в полезные продукты или весьма затруднительна современном  этапе, или экономически нецелесообразна.

     Жидкофазное окисление

     Жидкофазное окисление токсичных отходов  производства используется для обезвреживания жидких отходов и осадков сточных  вод. Суть его заключается в окислении  кислородом органических и элементоорганических примесей сточных вод при температуре 150 - 350° С и при давлении 2 - 28 МПа.

     Интенсивность окисления в жидкой фазе способствует высокая концентрация растворенного  в воде кислорода, значительно возрастающая при высоком давлении

     Гетерогенный  катализ

     Метод применим для обезвреживания газообразных и жидких отходов. Существуют три  разновидности гетерогенного катализа промышленных отходов.

     Термокаталитическое окисление можно использовать для  обезвреживания газообразных отходов  с низким содержанием горючих  примесей. Процесс окисления на катализаторах  осуществляется при температурах меньших, чем температура самовоспламенения  горючих составляющих газа. В зависимости  от природы примесей и активности катализаторов окисление происходит при температуре 250 - 400° С и в установках различных размеров.

     В термокаталитических реакторах  успешно окисляются CO, H2, углеводороды (УВ), NH3, фенолы, альдегиды, кетоны, пары смол, канцерогенные и др. соединения с образованием CO2, H2O, N2. Степень окисления  вредных веществ 98 - 99.9 %.

     Профазное каталитическое окисление применимо для перевода органических примесей сточных вод в парогазовую фазу с последующим окислением кислородом. При содержании в сточных водах неорганических и нелетучих веществ возможно дополнение данного процесса огневым методом или другими видами обезвреживания отходов.

     В целом методы гетерогенного катализа нецелесообразно использовать в  качестве самостоятельного способа  обезвреживания токсичных отходов, а только как отдельную ступень  в общем, технологическом цикле.

     Пиролиз промышленных отходов

     Существует  два различных типа пиролиза токсичных  промышленных отходов.

     Окислительный пиролиз

     Окислительный пиролиз - процесс термического разложения промышленных отходов при их частичном  сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива. Данный метод применим для обезвреживания многих отходов, в том числе "неудобных" для сжигания или газификации: вязких, пастообразных отходов, влажных  осадков, пластмасс, шламов с большим  содержанием золы, загрязненную мазутом, маслами и другими соединениями землю, сильно пылящих отходов. Кроме  этого, окислительному пиролизу могут  подвергаться отходы, содержащие металлы  и их соли, которые плавятся и  возгарают при нормальных температурах сжигания, отработанные шины, кабели в измельченном состоянии, автомобильный скрап и др .

     Метод окислительного пиролиза является перспективным  направлением ликвидации твердых промышленных отходов и сточных вод.