Первым этапом обращения с отходами является их сбор. После сбора отходы подвергаются переработке, складированию или захоронению

При сильном и многокомпонентном загрязнении отходящих газов применяют сложные многоступенчатые системы очистки, состоящие из последовательно установленных аппаратов различного типа.

Задача очистки гидросферы от вредных сбросов более сложна и мас­штабна, чем очистка атмосферы от вредных выбросов. В отличие от рас­сеивания выбросов в атмосфере разбавление и снижение концентраций вредных веществ в водоемах происходит хуже, водная среда более чувс­твительна к загрязнениям.

Защита гидросферы от вредных сбросов осуществляется применени­ем следующих методов и средств: рациональным размещением источни­ков сбросов и организацией водозабора и водоотвода; разбавлением вредных веществ в водоемах до допустимых концентраций с применени­ем специально организованных и рассредоточенных выпусков; использо­ванием средств очистки стоков.

Методы очистки сточных вод подразделяются на механические, фи­зико-химические и биологические.

Механическая очистка сточных вод от взвешенных частиц осущест­вляется процеживанием, отстаиванием, обработкой в поле центробежных сил, фильтрованием, флотацией.

Процеживание применяют для удаления из сточной воды крупных и волокнистых включений. Отстаивание основано на свободном оседании (всплытии) примесей с плотностью большей (меньшей) плотности воды. Очистка сточных вод в поле центробежных сил реализуется в гидроцик­лонах, где под действием центробежной силы, возникающей во вращаю­щемся потоке, происходит более интенсивное отделение взвешенных частиц от потока воды. Фильтрование используют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей как на начальной, так и на конечной стадии очистки. Флотация заключается в обволакивании частиц приме­сей мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и подня­тии их на поверхность, где образуется слой пены.

Физико-химические методы очистки применяют для удаления из сточ­ной воды растворимых примесей (солей тяжелых металлов, цианидов, фто­ридов и др.), а в ряде случаев и для удаления взвесей. Как правило, физико-химическим методам предшествует стадия очистки от взвешенных веществ. Из физико-химических методов наиболее распространены электрофлотаци­онные, коагуляционные, реагентные, ионообменные и др.

Электрофлотация осуществляется путем пропускания через сточную воду электрического тока, возникающего между парами электродов. В результате электролиза воды образуются пузырьки газа, прежде всего легкого водорода, а также кислорода, которые обволакивают частички взвесей и способствуют их быстрому всплытию на поверхность.

Коагуляция — это физико-химический процесс укрупнения мельчай­ших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил молеку­лярного притяжения. В результате коагулирования устраняется мутность воды. Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами (в качестве коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа, сульфат железа и др.) в камерах, откуда вода направляется в отстойники, где хлопья отделяются отстаиванием.

Сущность реагентного метода заключается в обработке сточных вод химическими веществами-реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксич­ные или нерастворимые соединения. Разновидностью реагентного метода является процесс нейтрализации сточных вод. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых в воде щелочных реагентов (оксида кальция, гидроксидов натрия, кальция, магния и др.). Нейтрализация щелочных стоков — добавлением минеральных кислот — серной, соляной и др. Реагентная очистка осуществляется в емкостях, снабженных устройствами для перемешивания.

Ионообменная очистка сточных вод заключается в пропускании сточ­ных вод через ионообменные смолы. При прохождении сточной воды че­рез смолы подвижные ионы смолы заменяются на ионы соответствующе­го знака токсичных примесей. Происходит сорбирование токсичных ионов смолой, токсичные примеси выделяются в концентрированном виде как щелочные или кислые стоки, которые взаимно нейтрализуются и подвергаются реагентной очистке или утилизации.

Биологическая очистка сточных вод основана на способности мик­роорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические соединения в качестве источника питания в процессах своей жизнеде­ятельности. При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа.

Биологическую очистку ведут или в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды), или в специальных сооружениях: аэротенках, биофильтрах. Аэротенки представляют собой открытые резервуары с системой коридоров, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом. Эффект биоло­гической очистки обеспечивается постоянным перемешиванием сточ­ных вод с активным илом и непрерывной подачей воздуха через систему аэрации аэротенка. Активный ил затем отделяется от воды в отстойни­ках и вновь направляется в аэротенк. Биологический фильтр — это сооружение, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается био­логическая пленка, состоящая из прикрепленных форм микроорга­низмов.

Крупные промышленные предприятия имеют различные производст­ва, которые дают различный состав загрязнения сточных вод. Водоочис­тительные сооружения таких предприятий выполнены следующим обра­зом: отдельные производства имеют свои локальные очистные сооруже­ния, аппаратное обеспечение которых учитывает специфику загрязнения и полностью или частично удаляет их, затем все локальные стоки направ­ляются в емкости-усреднители, а из них на централизованную систему очистки. Возможны и иные варианты системы водоочистки в зависимос­ти от конкретных условий.

По агрегатному состоянию отходы разделяются на твердые и жидкие. По состоянию образования на промышленные, образующиеся в процессе производства, биологические, образующиеся в сельском хозяйстве, бы­товые, радиоактивные. Кроме того, отходы разделяются на горючие и не­горючие, прессуемые и непрессуемые. По токсичности отходы подразде­ляются на чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные, ма­лоопасные, нетоксичные.

Отходы, которые в дальнейшем могут быть использованы в произ­водстве, относятся к вторичным материальным ресурсам. Для полного использования отходов в качестве вторичного сырья разработана их про­мышленная классификация, которая позволяет существенно упростить и удешевить их дальнейшую переработку за счет исключения или сокра­щения расходов на их разделение.

Переработка отходов — важный этап в обеспечении экологической безопасности, способствующий защите окружающей среды от загрязнения и сохраняющий природные ресурсы. Перерабатываются такие отхо­ды, которые могут быть полезны.

Отходы, не подлежащие переработке и дальнейшему использованию в качестве вторичных ресурсов (переработка которых сложна и экономи­чески невыгодна или которые имеются в избытке), подвергаются склади­рованию или захоронению на свалках и полигонах.

Полигоны бывают различного уровня и класса: полигоны предпри­ятий, городские, региональные. Полигоны оборудуются для защиты ок­ружающей среды. В местах складирования выполняется гидроизоляция для исключения загрязнения грунтовых вод. Характер оборудования по­лигона зависит от типа и класса токсичности складируемых отходов.

Перед захоронением на полигоне отходы с высокой степенью влаж­ности обезвоживаются. Прессуемые отходы целесообразно спрессовы­вать, а горючие — сжигать с целью снижения их объема и массы. При прессовании объем отходов уменьшается в 2—10 раз, а при сжигании — до 50 раз. Недостатками сжигания являются большие издержки, а также серьезные проблемы, связанные с образованием газообразных токсичных выбросов. Мусоросжигающие заводы должны оборудоваться высокоэф­фективными системами пылегазоочистки.

Одной из наиболее сложных проблем является сбор, переработка и за­хоронение радиоактивных отходов.

Твердые радиоактивные отходы подвергают прессованию и сжиганию на специальных установках, оборудованных радиационной защитой и высокоэффективной системой очистки вентиляционного воздуха и отхо­дящих газов. При сжигании 85—90 % радионуклидов локализуется в золе, остальные улавливаются системой газоочистки.

Жидкие радиоактивные отходы для уменьшения их объема подвер­гают упариванию, при котором основная масса радионуклидов локализу­ется в осадке. Временно жидкие радиоактивные отходы хранят в специ­ально оборудованных емкостях, а затем отправляют на специальные по­лигоны. С целью исключения или снижения опасности загрязнения грунтовых вод при окончательном захоронении жидких радиоактивных отходов применяют методы их отверждения. Отходы цементируют с об­разованием цементного камня, битумируют, остекловывают, включают остеклованные отходы в металлическую матрицу.

Цементирование — самый простой метод, однако закрепление радио­нуклидов в цементном камне недостаточно надежно, радионуклиды вы­мываются, камень со временем может разрушиться.

Битумирование обеспечивает надежное закрепление радионуклидов, но при высокой ак­тивности отходов выделяется большое количество теплоты радиоактив­ного распада, и битумный блок может расплавиться (температура плав­ления битума 130 °С).

Остеклование — надежный, но и самый дорогой метод. Для высокоактивных отходов применяют метод включения остек­лованных отходов в металлическую матрицу. Для этого из стеклянной массы, полученной на основе жидких радиоактивных отходов, получают стеклянные шарики с закрепленными в них радионуклидами, засыпают их в матрицу вместе с легкоплавким сплавом на основе свинца, затем ем­кость нагревают, металл расплавляется и стеклянные шарики закрепля­ются в металлической матрице.

Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в могильниках в геологических формациях. Могильники могут оборудоваться в поверх­ностных слоях почвы, в массивах каменной соли, кристаллических гор­ных породах. Они должны располагаться в местах, не подверженных се­лям, оползням, в сейсмически безопасных районах, где нет близко грун­товых вод.

Дата добавления: 2014-11-20