Методика проведення факультативного курсу з хімії (стр. 7 из 9)
— поглинання газоподібних забруднювачів твердими активними речовинами (метод адсорбції);
— поглинання та використання каталізаторів;
— термічна обробка викидів;
— осаджування в електричних та магнітних полях;
— виморожування.
При виборі засобів очищення викидів в атмосферу слід керуватися такими рекомендаціями:
— сухі механічні способи та пристрої не ефективні при видаленні дрібнодисперсного та липкого пилу;
— мокрі методи не ефективні при очищенні викидів, в котрих містяться речовини, що погано злипаються і утворюють грудки;
— електроосаджувачі не ефективні у випадку видалення забруднень з малим питомим опором і котрі погано заряджаються електрикою;
— рукавні фільтри не ефективні для очищення викидів з липкими та зволоженими забрудненнями;
— мокрі скрубери не можна застосовувати для роботи поза приміщеннями в зимових умовах.
Голова конференції: вашій увазі пропонується доповідь щодо знешкодження рідких викидів.
Хімік-аналітик. Хімічна промисловість має негативний вплив і на водне середовище планети. Організаційні заходи зводяться до попередження скидання стічних вод у водойми без їх очищення. Технічні заходи передбачають очищення стічних вод різними методами, повторне використання стічних вод для технічних потреб та поливу, створення оборотних та замкнених систем водокористування, вдосконалення технологічних процесів на підприємствах у напрямку зменшення надходження забруднень у стоки, перехід на безвідходні технології, зменшення забруднення територій нафтопродуктами, котрі зі зливовими стоками можуть потрапляти до водойм.
Очищення стічних вод на підприємствах може здійснюватися за однією з таких схем:
— очищення стічних вод на заводських очисних спорудах;
— очищення стічних вод після їхнього забруднення на заводських, а потім на міських очисних спорудах з подальшим спуском у водойми;
— безперервне очищення промислових вод та розчинів на локальних очисних спорудах протягом певного часу, після чого вони передаються на регенерацію, після регенерації повертаються в оборот та лише після з'ясування неможливості регенерації усереднюються і передаються на заводські очисні споруди та утилізуються. Способи очищення забруднених промислових вод можна об'єднати в такі групи: механічні, фізичні, фізико-механічні, хімічні, фізико-хімічні, біологічні, комплексні (рис. 1). (Демонструється за допомогою мультимедійної системи всім присутнім схема „Способи очищення стічних вод”).
Рис. 1. Основні способи очистки води
Після механічних, хімічних та фізико-хімічних методів очищення у стічних водах можуть знаходитись різноманітні віруси та бактерії (дизентерійні бактерії, холерний вібріон, збудники черевного тифу, вірус поліомієліту, вірус гепатиту, цитопатогенний вірус, аденовірус, віруси, що викликають захворювання очей). Тому з метою запобігання захворюванням стічні води перед повторним використанням для побутових потреб підлягають біологічному очищенню.
Стерилізація води здійснюється шляхом нагрівання, хлорування, озонування, обробки ультрафіолетовими променями, біообробки, електролізу срібла, коли анодом с срібний електрод, а катодом - вугілля. Іони срібла мають бактерицидну дію. Для стерилізації 20 м3 потрібно виділити з анода 1 г срібла.
Голова конференції: вашій увазі пропонується доповідь хіміка-еколога та технолога хімічного виробництва щодо утилізації твердих відходів.
Хімік-еколог. У хімічній промисловості і суміжних галузях утвориться велика кількість твердих відходів, що скорочують земельний фонд і отруюють ґрунт. Важливою умовою охорони ґрунту є суворе дотримання наукове обґрунтованих методик внесення добрив і обробки рослин ядохімікатами.
Одним із самих багатотоннажних відходів хімічної промисловості є піритний недогарок, що утвориться у виробництві сірчаної кислоти. На заводах накопичено близько 40 млн. т піритних недогарків, причому щорічно додається 7 млн. т. Недогарок складається з оксидів заліза, сульфатів і оксидів інших металів, кварцу, алюмосилікатів і неокисленого FeS2. У недогарку утримується близько 58% Fe, до 2% Сu, невеликі кількості срібла, золота й інших цінних компонентів. Піритні недогарки можуть бути використані в цементній і скляній промисловості. Найбільш перспективна комплексна переробка недогарків з високим змістом Сu, Zn, Pb, Ag і S шляхом випалу, що хлорує, що дозволяє витягти і використовувати цінні компоненти цього відходу. Після витягу цінних металів хлорним випалюванням, недогарок являє собою сировину для одержання заліза. Як хлоруючий агента можна застосувати відходи виробництва соди - розчин хлориду кальцію. Недогарок змішують і гранулюють з цим розчином, і отримані гранули обпалюють при 1500 К. При цьому відбувається сублімація кольорових металів і утворення міцних гранул - сировина для доменного виробництва чавуна.
Значна кількість твердих відходів утвориться у виробництві калійних добрив із сильвініту (KCl+NaCl). На 1 т хлориду калію утвориться 1,8-2,6 т так званих галітових відходів - хлориду натрію з домішками КС1 і інших солей. Складування галітових відходів займає великі площі сільськогосподарських угідь і веде до засолення ґрунту, підвищенню вмісту мінеральних солей у підземних водах. Галітові відходи можна переробляти на поварену сіль.
У виробництві фосфорних добрив при збагаченні фосфорної сировини флотацією утворюється велика кількість хвостів збагачення - 1,7-2 т на 1 т фосфору. Комплексна переробка цих відходів необхідна з екологічної точки зору і з метою одержання кольорових і рідких металів (Al, Tі, V, Ga), а також цінних неметалічних продуктів - соди, поташу, цементу і т.д.
Інший із самих крупнотонажних відходів хімічної промисловості - це фосфогіпс, що скидається підприємствами, які виробляють фосфорну кислоту і фосфорні добрива.
Великі кількості твердих відходів скидають підприємства азотної промисловості, виробництва високополімерних матеріалів і багато інших хімічних виробництв. Відходи хімічної промисловості все в більшій ступені утилізують як вторинну сировину. Однак цілий ряд хімічних заводів, побудованих без обліку вимог екології, до переводу їх на замкнутий виробничий цикл ще тривалий час будуть нарощувати потужності і скидати вся зростаючу кількість твердих відходів. Необхідно в короткий термін цілком утилізувати відходи, доводячи їх до товарної продукції, або застосовуючи як вторинну сировину. Неутилізовані тверді відходи необхідно знешкоджувати і піддавати похованню. Орні і лісові ділянки ґрунту, зайняті раніше твердими промисловими відходами, варто піддавати рекультивації, тобто відновленню природних ландшафтів. Для збереження літосфери необхідно постійно робити рекультивацію земель навколо промислових підприємств, а також при розкритті земної поверхні з метою видобутку корисних копалин, при прокладці газо- і нафтопроводів і ін.
Технолог хімічного виробництва. Існують такі методи знешкодження і поховання твердих промислових відходів: 1) біологічне окислення в умовах, що моделюють природні; 2) термічна обробка; 3) складування відходів на поверхні землі і 4) поховання особливо шкідливих відходів на ділянках, що не мають господарського значення - яри, кар'єри, шурфи, траншеї, шпари.
Біологічне окислення застосовується для знешкодження твердих відходів, у тому числі осадів, що утворяться в системах біологічного очищення.
Термічна обробка - найбільш надійний спосіб знешкодження й утилізації твердих відходів. Спалювання здійснюють у високотемпературних хімічних реакторах - печах, що забезпечують: 1) ретельне перемішування для розвитку поверхні контакту фаз і для прискорення зовнішньої і внутрішньої дифузії кисню з метою максимального окислювання органічної частини відходів; 2) високу температуру, достатню для повного знешкодження токсичної частини відходів. Застосовуються найчастіше барабанні і камерні печі, але також циклонні і зі зваженим (киплячим) шаром твердого металу. Горіння твердої маси (у всіх типах печей) починається при 600оС. Температуру в зоні горіння підтримують у межах 1100 - 1500 °С. Найбільше повно й інтенсивно відбувається спалювання в циклонних печах і печах зваженого шару завдяки енергійному перемішуванню твердого матеріалу з повітрям [9].
Досить перспективна термічна обробка твердих відходів методом піролізу; продукти піролізу можуть служити енергетичним паливом, а також сировиною для органічного синтезу. Піроліз проводять у вертикальних циліндричних печах (ретортних). Нагрівання забезпечують за допомогою електричної дуги, струмів високої частоти або застосуванням твердих теплоносіїв - розплавів солей, продуктів піролізу твердого палива (напівкокс) і ін. Піроліз ведуть при 300-900 °С в залежності від необхідного складу газоподібних продуктів. Склад газів залежить від складу відходів, що переробляються, і від вмісту кисню в зоні піролізу. Для попередження утворення сажі і токсичних продуктів у реакційну зону вводять водяну пару. Твердий залишок піролізу може бути утилізований, як наповнювач для пластичних мас і гум, як сорбент.
Тверді відходи переробляють також під високим тиском, під дією якого утворяться спресовані спечені матеріали, що може використовувати промисловість будівельних матеріалів; таким методом обробляють відходи деревини, відвали золи, відходи збагачення мінеральної сировини.
Поховання твердих промислових відходів у поверхневих сховищах - найбільш розповсюджений спосіб їх знешкодження. Такий спосіб приводить до відчуження великих ділянок землі, що могли б якісно використовуватися, і до забруднення поверхневих і підземних вод. Основний тип поверхневих сховищ - шламонакопичувачі, що будують за каскадним принципом. Шламохранилища включають чашу, береги, греблю і дренажну систему, що захищає ґрунти під спорудженням від фільтраційних деформацій і, що відводить зі сховища забруднені стоки для знешкодження.