Термическое обезвреживание токсичных промышленных отходов

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                             

1. Общая  характеристика отходов промышленности 

1.1. Основные  понятия отходов 

1.2. Классификация  отходов промышленности 

2. Методы  хранения отходов промышленности 

2.1. Использование хранилищ промышленных отходов

2.1.1 Хранение  взрывоопасных отходов 

2.2. Наземные  полигоны 

3. Термическое  обезвреживание токсичных промышленных  отходов 

3.3.1 Окислительный  пиролиз 

3.3.2 Сухой  пиролиз 

3.4 Огневая  переработка 

3.5 Переработка и обезвреживание отходов с применением плазмы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

      Наука и техника начала третьего тысячелетия  развивается в темпах геометрической прогрессии, не является исключением  и промышленность как одна из самых (если не самой) масштабных сфер деятельности человека. Подобного рода тенденция распространилась по всему миру и уже захватила развивающиеся, в прошлом слаборазвитые, страны. Российская Федерация обладает одним из мощнейших во всем мире промышленным потенциалом, доставшимся ей в наследие от Советского Союза, после распада которого до сих пор промышленность нашей страны не оправилась в полной мере. Несмотря на это, промышленность России, так или иначе, развивается всё более стабильно и целенаправленно. В связи с не безупречностью технологических процессов на данном этапе неизбежно негативное воздействие промышленности на окружающую среду, промышленных отходов как компонента данного воздействия. Ежегодно во всем мире и в нашей стране миллиарды тонн твердых, пастообразных, жидких, газообразных отходов поступает в биосферу, нанося тем самым непоправимый урон как живой, так и неживой природы. В глобальных масштабах изменяется круговорот воды и газовый баланс в атмосфере. Огромное количество видов живых существ подвержены воздействию опасных веществ, в том числе на генетическом уровне, отсюда вытекает поражения целого ряда поколений организмов, а может и множества. Стало очевидным, что и люди не застрахованы от жатвы плодов своей беспечности и халатного отношения к природе. Так, лишь по прошествию несколько десятилетий после создания крупных промышленных узлов, на которых велся недостаточно или не велся вовсе контроль над выбросами токсичных отходов в биосферу, в окрестностях стали появляться на свет дети с очевидными мутациями. Если люди в состоянии позаботиться о себе, животные и растения сами на это не способны, поэтому необходимо тщательно следить за развитием и жизнедеятельностью организмов в зонах прямого и косвенного воздействия промышленных предприятий и смежных с ними объектов. Несмотря на давность и большое количество исследований в области экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки промышленных отходов остается актуальной до сих пор.

Цель  же данной работы заключается в рассмотрении основных ныне существующих и перспективных способов утилизации и переработки специфических отходов. Достижение глобальной цели в процессе выполнения работы достигалось рассмотрением локальных задач. Во-первых, дать понятие отходов и рассмотреть их классификацию по различным критериям: по их химической природе, технологическим признакам образования, возможности дальнейшей переработке и использования и степени их токсичности. Во-вторых, охарактеризовать способы утилизации, переработки и, при необходимости, условий их захоронения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Общая характеристика  отходов промышленности

      Негативное  воздействие промышленности выражается в воздействии на конкретные части  природы и на биосферу в целом  отходов от процессов добычи и  переработки природных ресурсов. Отходы производства и потребления являются источниками антропогенного загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе и возникают как неизбежный результат потребительского отношения и непозволительно низкого коэффициента использования ресурсов.

      1.1. Основные понятия  отходов

      В общем, отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в  промышленности, не используемые непосредственно  в местах своего образования и  которые могут быть реально или  потенциально использованы как сырье в других отраслях хозяйства или в ходе регенерации. Отходами производства являются остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично свои полезные физические свойства. Отходами производства могут считаться продукты, образовавшиеся в результате физико-химической переработки сырья, добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью данного производства. Отходы потребления - непригодные для дальнейшего использования по прямому назначению и списанные в установленном порядке машины, инструменты, бытовые изделия.

      По  возможности использования, различаются  утилизируемые и неутилизируемые  отходы. Для первых существует технология переработки и вовлечения в хозяйственный оборот, для вторых в настоящее время отсутствует.

      1.2. Классификация отходов  промышленности

      Промотходы  зачастую являются химически неоднородными, сложными поликомпонентными смесями  веществ, обладающими различными химико-физическими  свойствами, представляют токсическую, химическую, биологическую, коррозионную, огне- и взрывоопасность. Существует классификация отходов по их химической природе, технологическим признакам образования, возможности дальнейшей переработке и использования. В нашей стране вредные вещества характеризуется по четырем классам опасности, от чего зависят затраты на переработку и захоронение:

1. Чрезвычайно  опасные. Отходы, содержащие ртуть  и ее соединения, в том числе  сулему (HgCl2), хромовокислый и цианистый  калий, соединения сурьмы, в том числе SbCl3 - треххлорную сурьму, бенз-а-пирен и др.

Токсичность соединений ртути заключается во вредном воздействии иона Hg2+. В  организм ртуть попадает, как правило, в неионой форме. Ртуть вступает в соединение с белковыми молекулами в крови, в результате чего образуются более или менее прочные комплексы - металлопротеиды. Страдают тиоловые энзимы и в организме возникают глубокие нарушения функций центральной нервной системы, что приводит к инертности корковых процессов в мозге. Воздействие соединений ртути на животных при остром отравлении проявляется в потере аппетита, жажде, слюнотечение, рвота, общая слабость, позднее кровавый понос, катаракта на слизистой глаз, возможные судороги, внезапная смерть при поражении двигательных узлов сердца и спинного мозга.

Общее воздействие на организм цианистого калия (KCN) и других солей синильной  кислоты (HCN) вызывает нарушение дыхания, резкое понижение способностей тканей потреблять доставляемый кислород. При  хроническом отравлении возможно нарушение продуцирование гормона щитовидной железой, тяжелое поражение дыхательных путей, головная боль, похудение, нарушение потенции и либидо, снижение функции половых желез развитие анемии, лейкопения, поражение почек, ухудшение зрения и слуха, на коже образуется хроническая экзема. Смертельная доза KCN для человека - 0.12 г, иногда переносятся бoльшие дозы, замедление действия возможно при заполнении желудка пищей.

Соединения  сурьмы вызывают раздражения слизистых  дыхательных путей и пищеварительного тракта, кожи. При хроническом отравлении данные вещества способны вызывать нарушение обмена веществ, негативно влияющие на нервную систему и сердце. При гидролизе SbCl3 в организме образуется HCl, приводящая с острому воспалению легких и дыхательных путей и опасному воздействию на пищеварительную систему (хотя несколько меньше). SbCl3 раздражает глаза, вызывает тошноту, рвоту, понос, мышечную слабость при попадании в желудок, задерживает мочеиспускание, в результате - судороги, сердечная слабость, коллапс, смерть.

Бенз-а-пирен (1,2-бензпирен) - сильное канцерогенное вещество, получаемое при производстве каменноугольной смолы (содержание 0.001-1 %), каменноугольного пека (1.5 - 2 %), сланцевой смолы (до 0.2 %), сланцевых масел, - содержится в сырой нефти, нефтепродуктах, древесном дыме, продуктах пиролиза древесины и торфа. 1,2-бензпирен обладает канцерогенной активностью в отношении человека и животных. Возможно развитие раковых опухолей самых различных органов: легких, желудка, молочных желез и многих других. Действие канцерогенов на организм происходит при его взаимодействии с элементами клетки. Существуют гипотезы, что такие соединения не играют самостоятельной роли, а только создают условия для онкогенных вирусов. ПДК бенз-а-пирена в атмосферном воздухе составляет 0.01 мкг/м3.

2. Высоко-опасные.  Отходы, содержащие хлористую медь, содержащие сульфат меди, щавелевокислую  медь, трехокисную сурьму, соединения  свинца.

Свинец - яд, действующий на все живое, в  особенности на нервную систему, кровь, сосуды; в меньшей степени действует на эндокринную и пищеварительную системы. Активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и ее генного аппарата, возможно денатуративное действие, подавление ферментативных процессов, выработка неполноценных эритроцитов из-за поражения кроветворных органов, нарушение обмена веществ.

Медь  содержится в организме главным  образом в виде комплексных органических соединений и играет важную роль в  кроветворении. Во вредном действии избытка решающую роль, по-видимому, играет реакция Cu2+ с SH-группами ферментов (фриден). С колебаниями содержания Cu в сыворотке и коже связано появление депигментации кожи. Реакции соединений меди с белками тканей верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.

Токсичность CuCl2 проявляется как действие Cu2+ и образующейся в организме соляной кислотой.

Попадание в желудок животных сульфата меди (CuSO4) вызывает анемию, язву желудка, изменения  в печени, кровоизлияние в почках и семенниках, смерть. При вдыхании - воспаление верхних дыхательных  путей и желудочно-кишечного тракта, поражение центральной нервной системы.

3. Умеренно-опасные.  Отходы, оксиды свинца (PbO, PbO2, Pb3O4), хлорид  никеля, четыреххлористый углерод.

При остром травлении хлоридом никеля (NiCl2) возникает  возбуждение, угнетение; покраснение слизистых оболочек и кожи; понос. Длительное воздействие вызывает снижение числа эритроцитов, но многими животными это переносится не очень болезненно.

4. Малоопасные.  Отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, отходы  обогащения полезных ископаемых флотационным способом с применением аминов.

Mg способствует  изменениям содержания SH-групп во  внутренних органах, нарушению  нуклеинового обмена. У людей  поражается носовая полость, выпадают  волосы. Действие собственно MgSO4 на  кожу приводит к дерматологическим заболеваниям.

Фосфаты - смеси различных веществ, среди  которых все или часть соединения фосфора; многие из них применяются  в качестве удобрений. Поскольку  анион фосфорной кислоты является физиологическим, общая токсическое  действие ее солей возможна лишь при весьма высоких дозах.

Попадание пыли фосфатов в организм развивает  пневмосклероз, сокращение бронхов  и кровеносных сосудов. Токсичность  многих фосфоритов зависит от примеси  фтора. Наиболее ядовита нитрофоска - смесь моно- и диаммония фосфатов с KNO3.

При контакте с фосфатами у человека могут  развиваться дерматиты: сыпь, жжение и зуд, отек кожи лица - жжение в глазах, слезоточивость, выпадение радужной оболочки, хотя быстро отходящие. Возможно нарушение менструального цикла. Течение  в целом благоприятное, но при осложнениях возможно развитие пневмонии бронхита.

Хлорид  цинка (ZnCl2), используемый для консервирования  древесины и в целлюлозно-бумажной промышленности, у животных вызывает развитие злокачественных опухолей в легких и половых органах, нарушение твердости костей и зубов. У человека поражаются дыхательные пути, иногда желудочно-кишечный тракт, реже язва желудка. ПДК хлорида цинка - 1 мг/м2.

Сульфат цинка или цинковый купорос (ZnSO4 · 7H2O) - раздражитель дыхательных путей  животных, желудочно-кишечного тракта. Вызывает малокровие, задержку роста. У человека может развиться повышенная заболеваемость органов дыхания, пищеварения, кровообращения, кожи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. 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.