Безотходные и малоотходные производства

Биохимические процессы очистки сточных вод

Биохимические методы применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитритов) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности, так как органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода.

Известны аэробные и анаэробные методы биохимической очистки сточных вод. Аэробный метод основан на использовании аэробных групп организмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура 20…40°С. При аэробной очистке микроорганизмы культивируются в активном иле или биопленке. Анаэробные методы очистки протекают без доступа кислорода; их используют в основном для обезвреживания осадков.

Активный ил состоит из живых организмов и твердого субстрата. Сообщество всех живых организмов (скопления бактерий, простейшие черви, плесневые грибы, дрожжи, актиномицеты, водоросли), населяющих ил, называют биоценозом. Активный ил представляет собой амфотерную коллоидную систему, имеющую при р Н = 4…9 отрицательный заряд. Сухое вещество активного ила содержит 70…90 % органических и 30…10 % неорганических веществ. Субстрат представляет собой твердую отмершую часть остатков водорослей и различных твердых остатков; к нему прикрепляются организмы активного ила. Субстрат составляет до 40 % в активном иле.

Анаэробные методы обезвреживания используют для сбраживания осадков, образующихся при биохимической очистке производственных сточных вод, а также как первую ступень очистки очень концентрированных промышленных сточных вод (БПКполн ≈ 4…5 г/л), содержащих органические вещества, которые разрушаются анаэробными бактериями в процессах брожения. В зависимости от конечного вида продукта различают виды брожения: спиртовое, молочнокислое, метановое и др. Конечными продуктами брожения являются: спирты, кислоты, ацетон, газы брожения (СО₂, Н₂, СН₄).

Глава12. Защита литосферы

За последние десятилетия накоплены огромные объемы промышленных и бытовых отходов, общая масса которых продолжает стремительно нарастать. Простой анализ складывающейся ситуации указывает на необходимость срочной разработки программы действий, обеспечивающих как обезвреживание и безопасное размещение токсичных отходов, так и использование золошлаковых отвалов, шламо- и хвостохранилищ в качестве вторичных ресурсов для специализированных производств.

Классифицирование отходов. В настоящее время существуют различные классификации отходов в зависимости от подхода к их обращению.

I. Категории отходов по агрегатному состоянию:

1) Твердые отходы - отходы металла, дерева. Пластмассы, пыли минерального и органического происхождения и промышленный мусор.

2) Жидкие (шламы ) - осадки сточных вод после обработки, системы мокрой очистки газов.

II. Промышленная классификация отходов металлов.

Отходы металла делятся:

· по функциональному состоянию на классы,

· по химическому составу отходы - на марки и группы,

· по показателям количества - на сорта.

Основным критерием переработки отходов является целесообразность, которая определяется количеством и степенью использования данных отходов в производстве.

В общем объеме отходов машиностроения металлы составляют большую часть. Все металлические отходы являются вторичными ресурсами металлов и состоят из:

· лома 43 %

· отходов- 57 %

Лом – вышедшие из употребления изделия из металлов и сплавов.

Отход ы – отходы металла, возникающие в процессе производства и брак.

III. По отношению к производству:

1. Отходы производства – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов химических соединений, которые образуются при производстве продукции или выполнении работ, утратившие полностью или частично свои потребительские свойства, могут быть основными и окончательными.

1.1 Основные отходы – это те отходы, которые преобладают в общей массе отходов данного вида производства. Являются основным источником вторичных материальных ресурсов.

1.2. Окончательные отходы – это те отходы, доля которых незначительна в общей массе отходов данного вида производства, и вторичная переработка их не рентабельна.

2. Отходы потребления – изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа.

Вторичные материальные ресурсы – отходы материалов которые потенциально можно использовать в народном хозяйстве.

В зависимости от степени негативного воздействия на окружающую природную среду и здоровье человека и в соответствии с "Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды" (утверждены приказом Министерства природных ресурсов РФ №511 от 15 июня 2001 г.) отходы делятся на 5 классов опасности:

I класс – чрезвычайно опасные – это отходы, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему, хромовокислый и цианистый калий, соединения сурьмы, в том числе треххлорную сурьму, бенз(а)пирен и т.п.;

II класс – высоко опасные – отходы, содержащие хлористую медь, сульфат меди, щавеливокислую медь, трехокисную сурьму, соединения свинца;

III класс – умеренно опасные – отходы, содержащие оксиды свинца, хлорид никеля, четыреххлористый углерод;

IV класс – малоопасные – отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, отходы обогащения полезных ископаемых флотационным способом с применением аминов;

V класс – практически неопасные.

Классы опасности устанавливаются согласно Федеральному классификационному каталогу отходов (ФККО) – он был утвержден приказами МПР России от 2 декабря 2002 г. и от 30 июля 2003 г.), – а также расчетным или экспериментальным методом по "Критериям отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды".

Переработка и использование отходов. Отходы бывают токсичными и опасными, если содержат материалы такого рода и в таких количествах и концентрациях, что они представляют потенциальную опасность для человека и для окружающей природной среды.

Основные направления ликвидация и переработка неметаллических отходов:

· переработка и использование в качестве вторичных материальных ресурсов;

· вывоз и захоронение на полигонах;

· сжигание;

· складирование;

· хранение до появления технологий переработки.

Отходы древесины – используются в производстве ширпотреба (ДВП, ДСП и т.д.).

Отходы стекла могут быть переплавлены и использованы при производстве низкосортного цветного стекла (например, для наружных витражей).

Бумажные отходы применяют для изготовления небелых сортов бумаги, картона.

Из отходов пластика производят посуду для непищевых продуктов, мебель, обивочные ткани.

На предприятиях неметаллические отходы входят в состав промышленного мусора и не сортируются из-за экономической нецелесообразности.

Технология переработки такого мусора составляется (разрабатывается) конкретно для каждого предприятия и определяется составом и количеством твердых отходов.

Основные направления ликвидации и переработки токсичных и опасных отходов. Для обезвреживания и захоронения токсичных отходов создают специальные полигоны, где используют:

· физико-химические методы переработки;

· термическое обезвреживание с утилизацией теплоты, утилизацией ртути, и других ценных металлов, ламп;

· подрыв баллонов в спецкамерах, затаривание в герметические контейнеры и захоронение.

Полигоны должны иметь санитарно- защитные зоны (СЗЗ):

· заводы по обезвреживанию токсических отходов мощностью – более 100 тыс. т в год – 1 км.

· участки захоронения токсических отходов – не менее 3 000 м.

Основные операции первичной обработки металлических отходов:

· сортировка – разделение лома по видам металлов;

· разделка – удаление неметаллических включений;

· механическая переработка – рубка, резка и пакетирование на прессах. Готовые пакетированные отходы паспортизируются. В паспорте указывается их химический состав и они используются без предварительного металлургического передела.

Концепция безотходного производства. Термин «безотходная технология» впервые предложен академиками Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым.

Безотходная технология – это метод производства продукции (процесс, предприятие или территориально-промышленный комплекс (ТПК)), при котором все сырье и энергия используется наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы ® производство ® потребление ® вторичные ресурсы ®производство. При этом все воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования.

Малоотходное производство – это процесс (производство, ТПК), результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами (т.е. ПДК). При этом часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное захоронение.

Количественным показателем степени безотходности является допустимая часть сырья и материалов, переходящая в отходы. В горнодобывающем и металлургическом производстве это коэффициент комплексности, определяемый долей веществ, извлекаемых из переработанного сырья ко всему его количеству. Для всех остальных отраслей народного хозяйства определяется коэффициент безотходности.

Коэффициент безотходности может колебаться в различных пределах и измеряться в процентах или в долях единицы. Для безотходного производства значение коэффициента безотходности должно быть не ниже 95 %, для малоотходного производства он должен быть не ниже 75 % и не выше 95 %, от 50 % до75 % - отходная технология, ниже 50 % - высокоотходная технология.

Дата добавления: 2015-05-31