Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет - Институт природных ресурсов
Направление (специальность) - Химическая технология и биотехнология
Кафедра - ТОВ и ПМ
Экологические проблемы производств полимеров
по дисциплине «Инновационное развитие химической технологии органических веществ»
Исполнитель
Е.В. Зенкова студент гр.5а83
Руководитель
Л.И. Бондалетова старший преподаватель, к.х.н.
ТОМСК 2012 г.
Введение
.Экологические проблемы в химии и технологии полимерных материалов
.Классификация полимерных отходов
3.Методы утилизации и обезвреживания полимерных материалов
.Очистка сточных вод и газовых выбросов
4.1Методы очистки сточных вод
4.2Методы очистки газовых выбросов полимерных производств
5.Основные принципы разработки безотходных технологий
Заключение Введение
Производство полимеров представляет собой одну из наиболее динамично развивающихся отраслей промышленности. Мировое производство полимеров в 2010 г. составило 250 млн. т. и возрастает в среднем на 5-6 % ежегодно. Их удельное потребление в развитых странах достигло 85-90 кг/чел. в год и продолжает увеличиваться. Такой интерес производителей полимеров, прежде всего, связан с возможностью получения разнообразных технически ценных материалов на их основе. Благодаря уникальным физико-химическим, конструкционным и технологическим свойствам полимерные материалы (ПМ) на основе различных пластмасс и эластомеров находят широкое применение в различных областях народного хозяйства и медицине. Жизнедеятельность общества неизбежно связана с образованием отходов на всех стадиях производства и переработки полимерных материалов. Поэтому актуальность проблемы их утилизации, а так же вреда приносимого здоровью людей и окружающей среде, по-прежнему остается острой.
1. Экологические проблемы в химии и технологии полимерных материалов
Полимерные материалы, как правило, являются многокомпонентными системами, так как для их создания используют кроме полимера различные компоненты (ингредиенты). Получение полимерных материалов, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям применительно к различным отраслям промышленности, сельскому хозяйству, быту - является задачей технологии производства полимерных материалов. Многокомпонентность полимеров часто приводит к тому, что их производство, а также практическое использование в ряде случаев осложняется нежелательным процессом выделения из материала вредных низкомолекулярных веществ. В зависимости от условий эксплуатации их количество может составлять до нескольких массовых процентов. В контактирующих с полимерными материалами средах можно обнаружить десятки соединений различной химической природы. Создание и применение полимеров непосредственно или опосредованно связано с воздействием на организм человека, на окружающую производственную среду и среду обитания человека, а также на окружающую среду в целом. Последнее особенно важно после использования полимеров и изделий из них, когда отработанные материалы подвергаются захоронению в почве, а вредные вещества, высвобождающиеся при разложении полимерного материала, загрязняют почву, сточные воды, ухудшая тем самым состояние окружающей среды. Проблемы экологии производства и применения полимерных материалов. К каким же последствиям приводит загрязнение, например, земли? В первую очередь к прямому сокращению естественной среды обитания живых существ. Во-вторых, загрязнение какого-то района создает опасность для соседних с ним территорий из-за миграции загрязнений, например, через подпочвенные водоносные горизонты. В-третьих, загрязнение воздуха вредными газами, включая метан и двуокись углерода, создающую парниковый эффект, может привести к глобальным изменениям окружающей среды. Производство полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида приносит немалые экологические проблемы для окружающей природной среды. Это использование различных токсичных мономеров и катализаторов, образование сточных вод и газовых выбросов, обезвреживание которых сопряжено с большими энергетическими, сырьевыми и трудовыми затратами и не всегда добросовестно выполняется производителями. Рассмотрим некоторые примеры, связанные с экологией производства основных полимеров. Производство полиэтилена и других полиолефинов относиться к категории пожароопасных и взрывоопасных (категория А): этилен и пропилен образуют с воздухом взрывчатые смеси. Оба мономера обладают наркотическим действием. ПДК в воздухе этилена составляет 0,05* 10-3 кг/м3, пропилена - 0,05* 10-3 кг/м3. Особенно опасно производство полиэтилена высокого давления (ПЭВД), поскольку оно связано с применением высокого давления и температуры. В связи с возможностью взрывного разложения этилена во время полимеризации реакторы оборудуют специальными предохранительными устройствами (мембраны) и устанавливают в боксах. Управление процессом полностью автоматизировано. При производстве полиэтилена низкого давления и полипропилена особую опасность представляет применяемый в качестве катализатора диэтилалюминийхлорид. Он отличается высокой реакционной способностью. При контакте с водой и кислородом взрывается. Все операции с металлоорганическими соединениями должны проводиться в атмосфере чистого инертного газа (очищенный азот, аргон). Небольшие количества триэтилалюминия можно хранить в запаянных ампулах из прочного стекла. Большие количества следует хранить в герметически закрытых сосудах, в среде сухого азота, либо в виде разбавленного раствора в каком-либо углеводородном растворителе (пентан, гексан, бензин - чтобы не содержали влаги). Триэтилалюминий является токсичным веществом: при вдыхании его пары действуют на легкие, при попадании на кожу возникают болезненные ожоги. В этих производствах используется также бензин. Бензин - легковоспламеняющаяся жидкость, температура вспышки для разных сортов бензина колеблется от - 50 до 28 оС. Концентрационные пределы воспламенения смеси паров бензина с воздухом составляют 2-12 % (объемных). На организм человека это оказывает наркотическое действие. ПДК бензина в воздухе = 10,3*10-3 кг/м3. Порошкообразные полиолефины образуют взрывоопасные смеси. ПДК полипропилена составляет: 0,0126 кг/м3. При транспортировании порошкообразных полиолефинов происходит образование аэрозолей и неизбежно накапливание зарядов статического электричества, что может привести к искрообразованию. Транспортирование полиолефинов по трубопроводу производят в атмосфере инертного газа. Сходным полимером является поливинилхлорид. Производство и использование винилхлорида относят также к категории взрывоопасных и пожароопасных (категория А). Винилхлорид в газообразном состоянии оказывает наркотическое действие, продолжительное пребывание в помещение, в атмосфере которого содержится большое количество винилхлорида, вызывает головокружение и потерю сознания. ПДК в рабочих помещениях составляет 3*10-5 кг/м3. При концентрации 1*10-4 кг/м3 вызывает раздражение слизистых оболочек, а запах начинает ощущаться даже при 2*10-4 кг/м3. Вдыхание паров при открытом испарении мономера вызывает острое отравление. Другие мономеры, используемые при производстве политетрафторэтилена, политрифторхлорэтилена, поливинилфторидов также не менее токсичны. В этой связи необходимо обеспечивать контроль экологической безопасности процесса создания полимеров и полимерных материалов, их эксплуатации и уничтожения отходов ПМ после их использования человеком. 2. Классификация полимерных отходов
По источникам образования все полимерные отходы делят на три группы: технологические отходы производства; отходы производственного потребления; отходы общественного потребления. Технологические отходы полимерных материалов возникают при их синтезе и переработке. Они делятся на неустранимые и устранимые технологические отходы. К неустранимым относят кромки, обрезки, литники, обломки, грат и т. д. Таких отходов образуется от 5 до 35 %. Неустранимые отходы представляют собой высококачественное сырье, по свойствам не отличающееся от исходного первичного полимера. Переработка его в изделия не требует специального оборудования и производится на том же предприятии. Устранимые технологические отходы производства образуются при несоблюдении технологических режимов в процессах синтеза и переработки, т. е. это - технологический брак, который может быть сведен к минимуму или совсем устранен. Технологические отходы производства перерабатываются в различные изделия, используются в качестве добавки к исходному сырью и т. д. Отходы производственного потребления накапливаются в результате выхода из строя изделий из полимерных материалов, не используемых в различных отраслях промышленности (шины, тара и упаковка, отходы сельскохозяйственных пленок, мешки из под удобрений и т. д.). Эти отходы являются наиболее однородными, малозагрязненными и поэтому представляют наибольший интерес с точки зрения их повторной переработки. Отходы общественного потребления накапливаются у нас дома, на предприятиях питания и т. д., а затем попадают на городские свалки. В конечном итоге они переходят в новую категорию отходов - смешанные отходы. Отходы эти составляют более 50 % от отходов общественного потребления. Количество таких отходов непрерывно растет и составляет в России около 80 кг на душу населения. Наибольшие трудности связаны с переработкой и использованием смешанных отходов. Причина этого заключается в несовместимости термопластов, входящих в состав бытового мусора, что требует постадийного выделения материалов. Объемы промышленных и бытовых отходов в виде вышедших из употребления изделий из полимеров значительны и постепенно увеличиваются, с учетом прогрессивных материалов упаковки предметов технического и бытового назначения: пищевых продуктов, освежительных напитков, лекарственных средств; выхода из эксплуатации полиэтиленовой пленки, парниковых хозяйств, кормопроизводства; мешков из-под минеральных удобрений, бытовой химии, капроновых сетей, предметов домашнего обихода, соцкультбыта, детских игрушек, спортинвентаря, ковровых напольных покрытий, линолеума, транспортной тары, емкостей; отходов производства и эксплуатации кабеля, полимерных труб и др.; ПЭТ-тары и упаковки и других изделий на основе ПЭТФ. Кроме этого, массовый импорт промышленных, продовольственных товаров, медицинских средств, косметики и др. в полимерной упаковке увеличивают объемы образования этих отходов. Указанные отходы специфичны, так как не поддаются гниению, саморазрушению, аккумулируются, занимая земельные площади, загрязняя населенные пункты, водоемы, лесонасаждения. При сжигании выделяют ядовитые газы, на свалках являются благоприятной средой для жизнедеятельности грызунов, насекомых. Таким образом, промышленные и бытовые отходы полимерных изделий представляют экологическую опасность. сточный вода утилизация полимерный
3. Методы утилизации и обезвреживания полимерных материалов
Какие же подходы используют для борьбы с загрязнением природы, связанным с производством полимеров? .Термические методы утилизации и обезвреживания отходов полимерных материалов. Казалось бы, что самым естественным могло бы быть окисление этих органических веществ при высоких температурах или попросту их сжигание. Однако при этом уничтожаются в принципе ценные вещества и материалы. Продуктами сжигания в лучшем случае являются вода и углекислый газ, а это значит, что не удается вернуть даже исходных мономеров, полимеризацией которых получали уничтожаемые полимеры. Кроме того, как уже говорилось выше, выделение в атмосферу больших количеств углекислого газа CO2 приводит к глобальным нежелательным эффектам, в частности к парниковому эффекту. Но еще хуже, что при сжигании образуются вредные летучие вещества, которые загрязняют воздух и, соответственно, воду и землю. Не говоря уже о многочисленных добавках, в том числе красителей и пигментов, в окружающую среду выделяются разнообразные соединения, включающие тяжелые металлы, используемые в качестве катализаторов при синтезе полиэтилена, крайне вредные для здоровья людей.
Термические методы обработки полимерных отходов условно можно разделить: на термодеструкцию полимерных материалов с получением твердых, жидких и газообразных продуктов; на сжигание или инспирацию, приводящую к образованию газообразных продуктов и золы. В свою очередь, термодеструкцию условно разделяют: на неглубокое терморазложение полимеров при сравнительно невысоких температурах с образованием в основном низкомолекулярных веществ; на пиролиз при повышенных температурах, приводящих к получению жидких и газообразных продуктов и незначительному количеству твердого остатка. С помощью пиролиза можно получить целый ряд полезных продуктов, однако данный метод считается весьма энергозатратным и требует применения дорогостоящего оборудования. Существует такой метод, как депонирование на полигонах полимерных отходов, которое явно нецелесообразно, так как большинство пластиков не разлагаются десятки лет, нанося огромный вред почве. Таким образом, традиционные способы утилизации отходов - депонирование и сжигание для полимеров неприемлемы. В первом случае в результате воздействия воды образуются вредные аминосодержащие продукты, во втором - выделяются токсичные газы, такие как цианистый водород, оксиды азота и т.п. .Создание полимерных материалов с регулируемым сроком эксплуатации. В последние годы возникли и начали практически реализовываться новые идеи синтеза "экологически чистых" полимеров и изделий из них. Речь идет о полимерах и материалах из них, способных более или менее быстро разлагаться в природных условиях. Заметим при этом, что все биологические полимеры, то есть полимеры, синтезируемые растениями и живыми организмами, к числу которых относятся в первую очередь белки и полисахариды, в той или иной степени подвержены разрушению, катализаторами которого являются ферменты. Здесь соблюдается принцип: что создает природа, то она способна разрушить. Если бы этот принцип не срабатывал, то те же полимеры, в огромных количествах производимые микроорганизмами, растениями и животными, после их гибели оставались бы на земле. Такое трудно даже себе представить, ибо это была бы фантастическая мировая свалка трупов всех существовавших на земле организмов. К счастью, этого не происходит, и высокоэффективные биологические катализаторы - ферменты - делают свое дело и успешно справляются с этой задачей. Известны три типа разлагаемых полимерных материалов, именно:
фоторазлагаемые; биоразлагаемые; водорастворимые. Все они обладают достаточной стабильностью в обычных условиях эксплуатации и легко подвергаются разложению. Для придания полимерным материалам способности разрушаться под действием света используют специальные добавки или вводят в состав композиции светочувствительной группы. Для того чтобы такие полимерные материалы нашли практическое применение, они должны удовлетворять следующим требованиям: в результате модификации не должны существенно изменяться эксплуатационные характеристики полимера; добавки, вводимые в полимер, не должны быть токсичными; полимеры должны перерабатываться обычными методами, не подвергаясь при этом разложению; необходимо, чтобы изделия, полученные из таких полимеров могли храниться и эксплуатироваться длительное время в условиях отсутствия прямого проникновения УФ-лучей; время до разрушения полимера должно быть известно и варьироваться в широких пределах; Известны полимеры, разлагающиеся под влиянием микроорганизмов. В этом случае в полимер вводили вещества, которые сами легко разрушаются и усваиваются микроорганизмами. Практическое значение нашли привитые сополимеры крахмала и метилакрилата, пленки из которых используются в сельском хозяйстве для мульчирования почвы. Очень хорошо усваиваются микроорганизмами неразветвленные парафиновые углеводороды. К биоразлагаемым добавкам относятся карбоксилцеллюлоза, лактоза, казеин, дрожжи, мочевина и другие. .Композиции, содержащие отходы полимерных материалов.
Отходы полимерных материалов широко используются в строительстве. В большинстве асфальтовых дорожных покрытий основным связующим компонентом являются битумы различной природы. Они отличаются недостаточной водостойкостью. Все это в значительной степени ухудшает свойства асфальтовых покрытий и сокращает сроки их эксплуатации. Использование полиолефинов в композиции с битумом является одним из традиционных направлений, позволяющих модифицировать свойства покрытий. Экспериментально установлено, что вводить в полиолефины более 30 % отходов нецелесообразно, так как это может вызвать расслоение системы. Композиции получают, смешивая битум с отходами полиолефинов при 40…100 °С, и выгружают смесь в специальные формы, в которых происходит охлаждение при комнатной температуре. Можно выделить следующие направления использования отходов в строительстве: применение в композициях с традиционными стройматериалами с целью модификации их свойств; получение звукоизоляционных плит и панелей; создание герметиков, применяемых в строительстве зданий и гидротехнических сооружений. .Использование отходов полимерных материалов путем повторной переработки. Значительно более перспективным и разумным способом снижения загрязнения окружающей среды полимерами является вторичная переработка отслуживших свой срок полимеров и изделий из них. Проблема эта, однако, не столь проста, как может показаться на первый взгляд, хотя бы уже потому, что мы имеем дело, как правило, с грязными отходами, которые включают, например, частицы песка. Это исключает возможность применения высокопроизводительного и высокотехнологичного оборудования, используемого при первичной переработке исходных полимеров. Это оборудование просто быстро вышло бы из строя из-за абразивного воздействия твердых частиц минерального происхождения. Но даже при переработке, если она возможна в принципе, получаются "грязные" изделия, товарный вид и потребительские свойства которых не могут конкурировать с первичными изделиями. Здесь, правда, есть возможность использовать продукты вторичной переработки по другому назначению, предполагающему существенно пониженные требования. В частности, загрязненные изделия из полиэтилена могут быть переработаны в пластины толщиной в несколько миллиметров для применения в качестве кровельного материала, имеющего ряд неоспоримых преимуществ перед традиционными, таких, как низкая плотность, а значит, малый вес, гибкость и коррозионная стойкость, а также низкая теплопроводность, а значит, хорошие теплоизолирующие свойства.
Общая схема повторной переработки полимерных материалов включает в себя следующие стадии: предварительная сортировка и очистка; измельчение; отмывка и сепарация; классификация по видам; сушка, гранулирование и переработка в изделие. Наибольшие успехи в этом достигнуты при вторичной переработке крупнотоннажных изделий из каучуков, например шин, в том числе автомобильных. Их приготавливают из вулканизированных каучуков, наполненных сажей, содержание которой в шинах, имеющих из-за этого черный цвет, достигает 40% по весу. По истечении срока эксплуатации такие шины не выбрасывают, а дробят, получая крошку. Дробление при помощи недорогого оборудования позволяет получить крупные частицы, размеры которых достигают одного миллиметра и более. Эти крупные частицы добавляют в материалы для покрытия дорог, что значительно улучшает их механические характеристики и долговечность. Специальные машины позволяют получать тонкие дисперсии, частицы которых имеют размер около 0,01 миллиметра. Эту крошку добавляют в каучуки при производстве новых шин, значительно экономя сырье. При этом качество полученных таким образом шин практически не уступает исходным. Такой подход позволяет одновременно заметно снизить вред для окружающей среды из-за ее замусоривания бесполезными изделиями и в то же время значительно экономить расход каучуков, получаемых либо полимеризацией продуктов переработки нефти, либо из латексного сока деревьев гевеи.
4. Очистка сточных вод и газовых выбросов
1 Методы очистки сточных вод
Большинство предприятий по производству синтетических полимеров и пластических масс образуют большое количество сточных вод, содержащие загрязнители различного происхождения. Они без глубокой очистки сбрасываются в реки, водоемы и тем самым загрязняют их, что приводит к ухудшению состояния окружающей среды. В настоящее время эта проблема стала настолько актуальной, что в перспективе необходимо полностью исключить образование сточных вод вплоть до полной их ликвидации на основе циклических процессов. Максимально экономное расходование воды позволит сократить объем сточных вод; полная их ликвидация и минимальное потребление свежей воды возможно лишь посредством создания бессточных процессов, работающих по замкнутому циклу. Опыт проектирования таких производств показал, что помимо всех остальных преимуществ, это еще и экономичнее открытой схемы со сбросом и очисткой сточных вод. В качестве наиболее употребительных методов следует указать следующие: ·для удаления грубодисперсных частиц - отстаивание, флотация, фильтрация, осветление, центрифугирование;
·для удаления мелкодисперсных и коллоидных частиц - коагуляция, флокуляция, электрические методы осаждения;
·для очистки от неорганических соединений - дистилляция, ионный обмен, методы охлаждения, электрические методы;
·для очистки от органических соединений - экстракция, абсорбция, флотация, биологическое окисление, озонирование, хлорирование.
·для очистки от газов и паров - отдувка, нагрев, реагентные методы;
·для уничтожения вредных веществ - термическое разложение.
Применяемые методы очистки определяются объемами стоков, количеством, дисперсностью и составом примесей. Ввиду многочисленности примесей и их слоистого состава, как правило, методы очистки применяются комплексно. Создание на предприятиях эффективно действующих очистных установок предназначено для: ·предупреждения загрязнения природных вод промышленными стоками;
·сокращение потребляемой воды, т.к. возврат очищенной воды в производственный цикл позволяет организовать круговорот воды на предприятии.
2 Методы очистки газовых выбросов полимерных производств
Получение полимерных материалов сопровождается выделением токсичных веществ, содержащихся в газовых выбросах. В зависимости от объемов и состава газовых выбросов разработаны различные методы их очистки от токсичных веществ: огневой, термокаталитический, сорбционно-каталитический. Огневой метод. Прямое сжигание газовых выбросов может осуществляться как в сушильных установках, так и в топках котлов, в последних степень обезвреживания составляет 99 % при температурах 1000…2000 °С. Термокаталитический метод обезвреживания происходит при температуре до 400 °С. Очистка выбросов заключается в окислении органических веществ при 360…400 °С в присутствии катализаторов платиновой группы. Окисление органических соединений идет до образования диоксида углерода и воды. Степень очистки составляет 95…97%. Сорбционно-каталитический метод используют для очистки газовых выбросов с низким содержанием органических соединений. 5. Основные принципы разработки безотходных технологий
Безотходный процесс - это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле: сырьевые ресурсы - производство - потребление и вторичные сырьевые ресурсы таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования. К важнейшим принципам, лежащим в основе БОП, относят следующие: системность; комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов; цикличность материальных потоков; экологическая безопасность; рациональная организация; комбинирование и межотраслевое кооперирование. Главное в малоотходном и тем более в безотходном производстве - не переработка отходов, а организация технологических процессов по переработке сырья таким образом, чтобы отходы не образовывались в самом производстве. Ведь отходы производства - это часть по тем или иным причинам неиспользованного сырья: полуфабрикаты, бракованная продукция и т. п., не утилизируемые на данный период времени и поступающие в окружающую среду. Однако в большинстве случаев отходы являются сырьем для других производств и отраслей промышленности. Основы технологии переработки пластмасс. Основные требования при разработке БОП можно сформулировать следующим образом: безусловное соблюдение норм содержания веществ в воздухе и водных бассейнах; эффективное осуществление технологического процесса; использование возможно более экономичных (с учетом соблюдения двух первых требований) технологических схем очистки газов и жидкостей. Сочетание трех перечисленных требований по-новому ставит задачу выбора оптимальных решений. Так, с чисто технологических позиций, вывод из эксплуатации предприятия, работающего по старой технологии, которая неизбежно связана со значительными выбросами, может оказаться преждевременным. Однако при комплексном подходе к решению этой задачи может быть оправданным скорейшее строительство нового цеха и ликвидация действующего. Отсутствие строгой экономической оценки ущерба, наносимого окружающей среде вредными выбросами, пока осложняет поиск оптимального пути. Наиболее рациональным подходом к решению проблемы является, прежде всего, совершенствование основного технологического процесса, предполагающего сокращение объемов циркулирующих материалов и ликвидация возможных газовых и жидкостных выбросов.
Заключение
Нынешнее поколение людей убедилось наконец в том, что окружающая нас среда - земля, вода и воздух не обладают бесконечным иммунитетом против химической эксплуатации. И хотя сегодня еще проявляется беспечное и неосторожное обращение с природой, люди уже начали понимать и по-новому оценивать катастрофические последствия этого. Важность решения экологических проблем обусловила жесткие требования к полимерам и технологиям их получения: производство полимеров должно быть экологически чистым или, по крайней мере, иметь минимальное влияние на окружающую среду; полимеры должны быть технологически перерабатываемыми после окончания их эксплуатации или биодеградируемыми. Широкое внедрение полимерных материалов в различные области человеческой деятельности поставило перед специалистами-полимерщиками ряд важных проблем, включая и проблему охраны окружающей среды. Чтобы грамотно решать эти задачи, необходимо знать методы утилизации и обезвреживания полимерных материалов. При внедрении изделий из пластических масс в народное хозяйство, для пищевых и медицинских целей необходима обязательная квалифицированная экспертиза состава выделяющихся токсичных веществ и их количественная оценка с использованием высокочувствительных и избирательных методов. Особенно большое значение в плане снижения количества отходов, их рационального использования, создания безотходных технологий, имеют процессы переработки вторичных полимерных материалов в связи с дефицитом первичных полимеров. Вторичные полимерные материалы занимают в процессах переработки такое же место, как сейчас занимает вторичное сырье в металлургии.
Перечень использованных источников
1.Российский рынок переработки полимерных отходов. Аналитический обзор. Москва, 2010.
.Технология пластических масс. Под ред. В.В. Коршака. М.: Химия, 1985, 560с.
3.Проблемы экологии производства и применения полимерных материалов. Лирова Б. И. , Суворова А. И., Уральский государственный университет, 2007, 24 c.
.А. Б. Зезин, Полимеры и окружающая среда. Соровский образовательный журнал, 1996, №2
5.Быстров Г.А. Оборудование и утилизация отходов в производстве пластмасс. М.:, Химия, 1982 г.
.Шефтель В.О. Полимерные материалы. Токсические свойства. Л., Химия 1982, 240с.
.#"justify">.Основы технологии переработки пластмасс. Под ред. В.Н.
Кулезнева, М.: Высшая школа, 1995, 527с., 2004, 600 с. .Общая химическая технология полимеров: учебное пособие / В. М. Сутягин, А. А. Ляпков - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. - 195 с.
10.Ляпков А.А., Ионова Е.И. Техника защиты окружающей среды. Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 2008. - 317 с.
Похожие работы на - Экологические проблемы производств полимеров
Одна из основных экологических проблем производства строительных материалов связана с громадными объёмами производства, добычей и переработкой свыше 2 млрд. т природных материалов. С этим связано широкомасштабное отчуждение, нарушение и загрязнение сельскохозяйственных угодий, поскольку сырье для строительных материалов для уменьшения транспортных расходов, как правило, добывается как можно ближе к району строительства. А районы интенсивного строительства – это густонаселенные районы, удобные для выращивания сельскохозяйственных культур. Один из путей решения проблемы заключается в рекультивации нарушенных земель, устройстве прудов на месте карьеров и их использование для культурных целей, рыборазведения и т.д.
Генеральным же направлением является использование в качестве сырья для промышленности строительных материалов отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей. По ориентировочным подсчётам в стране ежегодно образуется свыше 3 млрд. т горных отвалов, включающих все основные компоненты сырья, используемого в производстве стройматериалов. Находят же применение лишь 6-7%, причём большая часть – для планировки территорий, подсыпки дорог и в значительно меньшем объёме – для производства строительной керамики и других стройматериалов.
Только доменные шлаки широко использовались в производстве строительных материалов. Из 37 млн. т реализованных доменных шлаков (14 млн. т поступали в отвалы) 26 млн. т гранулировались и основная масса использовалась для производства шлакопортландцемента, 6 млн. т перерабатывалось в шлаковую пемзу, шлакоблоки, минеральную вату, щебень и другие материалы и около 5 млн. т передавалось строительным и другим организациям для непосредственного (без предварительной обработки) использования в качестве добавки к бетону, для теплоизоляционных засыпок, для устройства основания дорог, производства местного вяжущего и т.д.
По оценке научно-исследовательских институтов около 67% вскрышных пород пригодны для производства строительных материалов. Из этого количества отходов для производства щебня пригодно 30%, цемента – 24%, керамических материалов – 16% и силикатных – 10%.
В целом же промышленность строительных материалов, как никакая другая отрасль, может и должна организовать свою сырьевую базу за счёт отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей народного хозяйства. А пока использование вскрышных пород КМА не превышает 8% (хотя и в этом случае экономический эффект от их реализации ежегодно увеличивается).
Другой серьёзнейшей экологической проблемой предприятий строительной индустрии является значительное пылевыделение, особенно на заводах по производству цементов. Около 20% производимого цемента выбрасывается в трубу, если не работает пылеочистка. Больше всего пыли выделяется с отходящими газами из вращающихся печей. Наряду с этим в больших количествах пыль выделяется при дроблении, сушке и помоле сырья (не только при производстве цемента, но также в производстве керамики, стекла и других строительных материалов), а также при охлаждении клинкера, при упаковке, в процессе погрузочно-разгрузочных работ на складах сырья, угля, клинкера и различных добавок.
Для снижения образования и выделения пыли, в первую очередь за счёт уменьшения неорганизованных выбросов, необходимо обеспечить полную герметизацию производственных агрегатов и транспортных средств и создать внутри аппаратов разрежение. Для уменьшения пылеобразования, кроме герметизации заводской аппаратуры, целесообразно уменьшать высоту падения пылящих материалов, увлажнять пересыпаемые и транспортируемые материалы. Все газы, отсасываемые дымососами из вращающихся печей и сушильных барабанов, а также воздух, отбираемый вентиляционными установками, направляются в пылеуловительные устройства. Здесь из них выделяется пыль, которая возвращается в производство, а очищенные газы выбрасываются в атмосферу и должны соответствовать санитарным нормам. На заводах предусматривается отсос воздуха из всех пылеобразующих агрегатов, в том числе бункеров, течек, дробилок, транспортёров и т.д. В помещениях организуется естественная и принудительная вентиляция.
42. «Экологически чистые» технологии отраслей пищевой промышленности. Проблема экологической безопасности продуктов питания. Экологически чистые материалы для упаковки пищевых продуктов .
Экологически безопасные продукты питания - это продукция, полученная из экологически безопасного сырья по технологиям, исключающим образование и накопление в продуктах потенциально опасных для здоровья человека химических и биологических веществ и отвечающая медико-биологическим требованиям и санитарным нормам качества продуктового сырья и пищевых продуктов. Безопасность пищевых продуктов гарантируется установлением и соблюдением регламентируемого уровня содержания любых загрязнителей. Центральное звено системы обеспечения безопасности пищевых продуктов - организация контроля и мониторинга за их загрязнением.
Цели мониторинга:
Определение исходного уровня загрязненности пищевых продуктов токсикантами и изучение вариантности этих уровней во времени;
Определение и подтверждение эффективности мероприятий по снижению уровня загрязнения пищевых продуктов чужеродными веществами;
Обеспечение постоянного контроля степени загрязнения пищевой продукции, не допуская превышения установленных ПДК.
По степени интенсивности отрицательного воздействия предприятий пищевой промышленности на объекты окружающей среды первое место занимают водные ресурсы.
По расходу воды на единицу выпускаемой продукции пищевая промышленность занимает одно из первых мест среди отраслей народного хозяйства. Высокий уровень потребления обуславливает большой объем образования сточных вод на предприятиях, при этом они имеют высокую степень загрязненности и представляют опасность для окружающей среды. Сброс сточных вод в водоемы быстро истощает запасы кислорода, что вызывает гибель обитателей этих водоемов.
Наиболее вредные вещества , поступающие в атмосферу от предприятий пищевой промышленности, - органическая пыль, двуокись углерода, бензин и другие углеводороды, выбросы от сжигания топлива. Проблема охраны атмосферного воздуха для перерабатывающих предприятий также актуальна.
Состав сточных вод позволяет использовать их для орошения сельскохозяйственных культур, что решает задачи очистки и повышения плодородия почвы. Вместе с тем этот процесс дорогой, сложный и недостаточно эффективный (очистка сточных вод составляет 35-90 %).
Радикальное решение проблемы - использование бессточных производств. Это направление - основное в совершенствовании водного хозяйство предприятий.
Экологически чистая упаковка для пролуктов .
Упаковка - предметы, материалы и устройства, использующиеся для обеспечения сохранности товаров и сырья к перемещению и хранению (тара); также сам процесс и комплекс мероприятий по подготовке предметов к таковому.
После Второй мировой войны началось форсированное освоение новых материалов, в первую очередь полимеров. Освоено промышленное производство: полистирола (методом термической полимеризации); полиэтилена, в том числе высокого и низкого давления (ПЭВД и ПЭНД); поливинилхлорида (ПВХ); полиэтилентерефталата (ПЭТ).
Упаковка из картона, как и раньше, остается одним из самых популярных видов упаковочного материала и применяется в разнообразных видах промышленности. Именно по упаковке, в первую очередь, судит покупатель того или иного товара, а это значит, что выполнена она должна быть на достойном уровне.
Гофрокартон представляет собой качественный и универсальный упаковочный материал, сочетающий в себе такие важные качества как высокие физические показатели и более, чем демократичная цена.
Сегодня гофротара и гофрокартон весьма востребованы среди российских производителей, простые граждане иногда сталкиваются с необходимостью купить гофрокороб, гофролоток или гофроящик, ведь подобные виды тары отлично защищают хрупкие вещи, например, при переезде. Гофротара хорошо сохраняет фрукты и овощи, отлично защищает электронику и бытовую технику
Параметры : Невысокая цена, практичность, надежность. Но немаловажен и экологический фактор. Только экологически чистые материалы смогут обеспечить сохранность отдельных видов продукции.
Еще один важный пункт – прочностные характеристики. Гофрокартон это материал, состоящий из нескольких волнообразных и прямых листов, которые сменяют друг друга: такое строение позволяет материалу обеспечивать отличные амортизационные свойства и достаточную жесткость, что выгодно отличает его от упаковочных материалов, обладающих схожими параметрами. Гофрокартон идеален, когда от материала требуется высокое сопротивление ударам, давлению и сжатию. В зависимости от предъявляемых к стойкости к внешним воздействиям требований, комбинат выпускает гофроупаковку, применяя от двух до семи сменяющих друг друга прямых листов картона и гофры.
Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота
Транспортный факультет
Кафедра Защита в чрезвычайных ситуациях
Тема: «Экологические риски при производстве строительных материалов»
Выполнили: Крупнова А.С.
Тосунова Д.Д.
Группа ЗЧС - 32
Калининград 2009
Цель и задачиЦель - определить экологический риск для окружающей среды и человека.
1. Определить предприятия, относящиеся к строительной промышленности и находящиеся на территории Калининградской области
2. Выявить ВВ, выбрасываемые в воздух при производстве строительных материалов предприятиями Калининградской области
3. Определить объемы выбросов предприятиями строительной промышленности Калининградской области
4. Провести исследование на одном из предприятий Калининградской области строительной промышленности
5. Определить негативные последствия для окружающей среды и человека при превышении норм вследствие выбросов ВВ в атмосферу
Перечень предприятий Калининградской области1. Завод «ЖБИ - 1» пос.Прибрежный, ул.Заводская,11
2. Завод «ЖБИ - 2» ул.Мукомольная,14
3. Кирпичный завод «Чайковский» Правдинский район, пос.Железнодорожный, ул.Кирпичная, 3
4. Асфальто-бетонный завод ул.Двинская, 93
5. ООО «Балткерамика» ул.Заводская, 11
6. ООО «Экоблок» Малое Исаково, ул.Гурьевская, 1
7. ООО «Космоблок» Балтийское шоссе, 1
Производство строительных материалов и вредные вещества, попадающие в атмосферу при их производстве Производство бетонаБетон -- это искусственный камень, полученный путем смешения цемента, гравия и воды.
Составные части высыпают в бетономешалку и одновременно подают в нее воду.
После перемешивания исходные материалы образуют пластичную смесь, похожую на тяжелую жидкость. Поэтому свежеприготовленный бетон называют не бетоном, а бетонной смесью. Лишь через некоторое время смесь затвердевает и превращается в камень, т.е. бетон.
Железобетон -- это бетон, армированный конструкционной сталью.
Основные загрязнители: оксиды углерода, азота, серы; углеводороды; пыль неорганическая
Производство асфальтаАсфальт -- смесь битумов (60-75 % в природном и 13-60 % в искусственном) с минеральными веществами (известняком, песчаником и др.). Применяют в смеси с песком, гравием, щебнем для устройства шоссейных дорог, как кровельный, гидро- и электроизоляционный материал, для приготовления замазок, клеев.
Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее).
Основные загрязнители: свинец и его неорганические соединения
Азота оксиды; сажа; ангидрид сернистый (серы диоксид - SO2); углерода оксид (СО); глеводороды предельные C12-C19; мазутная зола; пыль неорганическая (SiO2 > 70 %) динас и др.; пыль неорганическая (SiO2 = 20-70 %) цемент, шамот и др.; пыль неорганическая (SiO2 <20 %) известняк и др.
Производство кирпичаКерамический кирпич - кирпич, полученный путем обжига в печи глин и их смесей.
Керамический кирпич изготавливается из глины, чаще всего красной, и в конце производства проходит обжиг при рабочей температуре в печи до 1000°С.
Существует три способа приготовления керамического кирпича:
Первый и наиболее распространенный - пластичный метод: глиняную массу (при влажности её 17 - 30%) выдавливают из ленточного пресса, а затем подвергают обжигу.
Второй способ отличается подготовкой сырца - его формируют из глиняной массы с влажностью 8 - 10% сильным прессованием.
Технология производства кирпича методом жесткой экструзии предусматривает формование кирпича на ленточном прессе при влажности глины 12-14 %. Отформованный кирпич имеет высокую прочность, поэтому сразу же после резки он укладывается на обжиговую вагонетку, на которой и происходит процесс сушки кирпича.
Производство газосиликатных блоковПроизводство газобетона предполагает введение веществ, выделяющих газ при химическом взаимодействии с цементом и известью, и в роли газообразователя выступает алюминиевая пудра или паста. По технологии производства газобетона HEBEL сырая смесь из кварцевого песка, извести, цемента после вспучивания проходит последующую автоклавную обработку при температуре 180 градусов и давлении около 14 бар. В полученной массе образуются многочисленные поры размером 1-3 мм, которые придают материалу такие свойства, как теплоизоляция, морозостойкость и легкость.
Основные загрязнители: оксиды кремния, алюминия, азота, углерода.
Производство пеннобетонных блоковПроизводство пеноблоков основано на технологии получения готовых пенобетонных блоков в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пены. В производстве пеноблоков используются следующие способы: заливка пенобетона в кассетные металлические формы и вынимание готовых пеноблоков вручную, заливка больших массивов и их резка на блоки и заливка неразборных кассетных форм с последующей автоматической распалубкой.
Основные загрязнители: оксиды кремния, азота, углерода; соединения тяжелых металлов; аэрозоли и взвеси.
Таблица 1. Объемы выбросов от строительной промышленности в атмосферу за 2003 год
ОАО "Завод ЖБИ-2" представляет собой единый современный крупнейший в Калининграде и области комплекс по производству бетонных и железобетонных изделий (ЖБИ), товарного бетона, строительных растворов различного назначения, арматурных сеток, каркасов.
Рассмотрим экологический риск, связанный с загрязнением окружающей природы и вредным воздействием на людей.
Таблица 2. Нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух для ЖБИ - 2
Наименование загрязняющего вещества | Суммарный выброс за 2008 г., т/год | |
Ванадия пятиокись | ||
Железа оксид | ||
Марганец и его соединения | ||
Азота диоксид | ||
Азота оксид | ||
Серы диоксид | ||
Сероводород | ||
Оксид углерода | ||
Фтористые газообразные соед-я | ||
Фториды неорган.плохо раствор. | ||
Бензапирен | ||
Уайт-спирит | ||
Углеводороды предельные С12 - С19 | ||
Эмульсон | ||
Взвешенные вещества | ||
Пыль неорган., содер. 70 - 20 % двуокиси кремния | ||
Пыль абразивная | ||
Пыль древесная | ||
Фтористые газообразные соед-я | ||
В том числе автотранспорт | ||
Азота диоксид | ||
Азота оксид | ||
Серы диоксид | ||
Углерода оксид | ||
Всего | 4,098987 | |
В том числе: | ||
жидких и газообразных |
Таблица 3. Нормативы образования отходов для ЖБИ - 2
Наименование | Класс опасности | Годовой норматив, т/год | 2008 год | |
Шлак сварочный | ||||
Абразивные круги отработанные и их лом | ||||
Аккумуляторы свинцовые | ||||
Обтирочный материал, загрязненный маслами | ||||
Отходы твердых производ.материалов, загряз.нефтяными и минерал.жировыми продуктами | ||||
Масла отработанные | ||||
Отходы бетонной смеси с содержанием пыли < 30% | ||||
Остатки и огарки стал.сварочных электродов | ||||
Лом стальной несортированный | ||||
Стружка стальная незагрязн. | ||||
Древесные отходы из натур.чистой древесины | ||||
Опилки натуральные чистой древесины | ||||
Стружка натуральная чистой древесины |
Таблица 4. Фоновая концентрация загрязняющих веществ вокруг ЖБИ - 2
Загря з няющие вещества | Скорость ветра, м/с | |||||
Направления | ||||||
Концентрация (С), мг/м3 | ||||||
Диоксид азота | ||||||
Оксид азота | ||||||
Оксид углерода |
Для диоксида азота: 2-й кл.
Prob=-5,51+7,49lg(0,15/0,085)=-3,66
Для пыли: 3-й кл.
Prob=-2,35+3,73lg(0,39/0,3)=-1,92
Для оксида азота: 3-й кл.
Prob=-2,35+3,73lg(0,04/0,4)=-6,08
Для оксида углерода: 4-й кл.
Prob=-1,41+2,33lg(3,1/5)=-1,89
ВыводыНа основании проведенного исследования можно заключить:
1. При превышении норм выбросов оксида углерода и пыли на ЖБИ - 2 пострадает 297 и 278 человек из 10000 соответственно.
2. При воздействии оксида углерода на организм человека возможно развитие кислородной недостаточности, нарушение клеточного дыхания и гибели организма (при концентрации 1%-в течение нескольких минут), сердечные приступы.
3. При воздействии неорганической пыли на организм возможно развитие легочных болезней и воспалительных процессов в них, уменьшение вентиляционной способности и емкости легких, повреждение слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей, раздражение кожи, повышение смертности от рака легких и кишечника, повышение заболеваемости тонзиллитом, фарингитом, ринитом.
Схема воздействия промышленности строительных материалов (ПМС) на окружающую среду.
В условиях интенсивного развития промышленности, строительства крупных и малых городов встает вопрос предотвращения отрицательного влияния человеческой деятельности на окружающую среду.
Большая роль в решении этой проблемы отводится строительной отрасли, в частности, промышленности строительных материалов. Воздействие промышленности строительных материалов на окружающую среду разнообразно и происходит на всех этапах, начиная от добычи сырья и кончая эксплуатацией зданий и сооружений, т.е. на всем жизненном цикле. Многие предприятия строительной индустрии являются источниками загрязнения окружающей среды (воздушного и водного бассейнов, поверхности Земли) цементной асбестовой, керамзитовой и другими видами пыли; дымовыми газами тепловых установок; сточными водами, различными маслами и эмульсиями; горюче-смазочными материалами; отходами и бракованными изделиями.
Добыча сырья и переработка в строительные материалы и изделия должны проводиться по ресурсосберегающим технологиям, которые не должны оказывать отрицательного воздействия на окружающую среду. Поэтому большое место в строительной отрасли уделяется созданию мало- и безотходной технологий, позволяющих решать не только проблему защиты окружающей среды от техногенного загрязнения, но и проблему рационального использования природных ресурсов.
Безотходная технология - это главный способ производства продукции, при котором более рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы - производство, потребление - вторичные сырьевые ресурсы, таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования.
Одной из форм безотходной технологии являются переработка и утилизация отходов различных отраслей промышленности, в т.ч. и собственных.
Утилизация отходов - это социально-экономическая проблема. Вывоз и отвал промышленных отходов означают потерю части общественного труда и средств, затраченных на производство, а также на защиту окружающую от загрязнений.
Промышленные отходы загрязняют водный бассейн и почву. В то же время многие виды отходов представляют собой ценное сырье для производства строительных материалов.
Таким образом, основные направления охраны окружающей среды в промышленности строительных материалов следующие:
использование вторичных минеральных ресурсов многих отраслей промышленности (крупнотоннажных отходов энергетики, металлургии, химии и др.), а также собственных;
рациональное использование топливно - энергетических ресурсов с выбором наиболее эффективных и менее загрязняющих окружающую среду;
Переход предприятий на мало- и безотходное производство;
Рациональное водопотребление с разработкой и внедрением технологий, предусматривающих минимальный расход воды, замкнутый цикл водоснабжения, эффективную систему очистки сточных вод.
Инженерное обеспечение экологической безопасности в строительной индустрии
Обеспечение экологической безопасности в строительной индустрии осуществляется с помощью природоохранных мероприятий и рационального использования ресурсов, потребляемых на изготовление строительных материалов.
Для получения объективной информации о состоянии и об уровне загрязнения различных объектов окружающей среды (воздушной, водной сред и почв), необходимо использовать надежные методы анализа. Эффективность любого метода оценивается совокупностью показателей: селективностью и точностью определения, воспроизводимостью полученных материалов, пределами обнаружения элемента и скоростью анализа.
Одним из важнейших мероприятий, обеспечивающих эффективный контроль состояния окружающей среды является инвентаризация всех выбросов и сбросов, загрязняющих атмосферу, воду и почву.
Контроль за состоянием окружающей среды ведут с помощью анализа воздуха, воды и почвы. Кроме этого, с целью оздоровления окружающей среды и предотвращения ее загрязнения разрабатываются мероприятия, направленные на производство экологически чистых строительных материалов, изделий и конструкций по прогрессивным экологически чистым технологиям.
Одним из направлений стабилизации и последующего улучшения состояния окружающей среды является создание системы экологической паспортизации предприятий строительной индустрии. Методической основой проведения паспортизации является ГОСТ 17.00.04-90 «Паспорт промышленного предприятия. Основные положения». На это направлен и ФЗРФ «О техническом регулировании».
Одна из основных экологических проблем производства строительных материалов связана с громадными объёмами производства, добычей и переработкой свыше 2 млрд. т природных материалов. С этим связано широкомасштабное отчуждение, нарушение и загрязнение сельскохозяйственных угодий, поскольку сырье для строительных материалов для уменьшения транспортных расходов, как правило, добывается как можно ближе к району строительства. А районы интенсивного строительства - это густонаселенные районы, удобные для выращивания сельскохозяйственных культур. Один из путей решения проблемы заключается в рекультивации нарушенных земель, устройстве прудов на месте карьеров и их использование для культурных целей, рыборазведения и т.д.
Генеральным же направлением является использование в качестве сырья для промышленности строительных материалов отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей. По ориентировочным подсчётам в стране ежегодно образуется свыше 3 млрд. т горных отвалов, включающих все основные компоненты сырья, используемого в производстве стройматериалов. Находят же применение лишь 6-7%, причём большая часть - для планировки территорий, подсыпки дорог и в значительно меньшем объёме - для производства строительной керамики и других стройматериалов.
Только доменные шлаки широко использовались в производстве строительных материалов. Из 37 млн. т реализованных доменных шлаков (14 млн. т поступали в отвалы) 26 млн. т гранулировались и основная масса использовалась для производства шлакопортландцемента, 6 млн. т перерабатывалось в шлаковую пемзу, шлакоблоки, минеральную вату, щебень и другие материалы и около 5 млн. т передавалось строительным и другим организациям для непосредственного (без предварительной обработки) использования в качестве добавки к бетону, для теплоизоляционных засыпок, для устройства основания дорог, производства местного вяжущего и т.д.
По оценке научно-исследовательских институтов около 67% вскрышных пород пригодны для производства строительных материалов. Из этого количества отходов для производства щебня пригодно 30%, цемента - 24%, керамических материалов - 16% и силикатных - 10%.
В целом же промышленность строительных материалов, как никакая другая отрасль, может и должна организовать свою сырьевую базу за счёт отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей народного хозяйства. А пока использование вскрышных пород КМА не превышает 8% (хотя и в этом случае экономический эффект от их реализации ежегодно увеличивается).
Другой серьёзнейшей экологической проблемой предприятий строительной индустрии является значительное пылевыделение, особенно на заводах по производству цементов. Около 20% производимого цемента выбрасывается в трубу, если не работает пылеочистка. Больше всего пыли выделяется с отходящими газами из вращающихся печей. Наряду с этим в больших количествах пыль выделяется при дроблении, сушке и помоле сырья (не только при производстве цемента, но также в производстве керамики, стекла и других строительных материалов), а также при охлаждении клинкера, при упаковке, в процессе погрузочно-разгрузочных работ на складах сырья, угля, клинкера и различных добавок.
Для снижения образования и выделения пыли, в первую очередь за счёт уменьшения неорганизованных выбросов, необходимо обеспечить полную герметизацию производственных агрегатов и транспортных средств и создать внутри аппаратов разрежение . Для уменьшения пылеобразования, кроме герметизации заводской аппаратуры, целесообразно уменьшать высоту падения пылящих материалов, увлажнять пересыпаемые и транспортируемые материалы. Все газы, отсасываемые дымососами из вращающихся печей и сушильных барабанов, а также воздух, отбираемый вентиляционными установками, направляются в пылеуловительные устройства. Здесь из них выделяется пыль, которая возвращается в производство, а очищенные газы выбрасываются в атмосферу и должны соответствовать санитарным нормам. На заводах предусматривается отсос воздуха из всех пылеобразующих агрегатов, в том числе бункеров, течек, дробилок, транспортёров и т.д. В помещениях организуется естественная и принудительная вентиляция.
В качестве пылеулавливающих аппаратов на предприятиях по производству строительных материалов применяются все основные «сухие» методы очистки запылённых газов. От их технического состояния и уровня обслуживания в основном и зависит содержание пыли в воздухе производственных помещений и в атмосфере населённых мест.
Определенную сложность представляет очистка отходящих газов различных сушильных, обжиговых и стекловарочных печей от оксидов серы, азота, соединений фтора и других вредных компонентов.
Широко разрабатываются и находят применение технологические процессы с рециркуляцией газов , например в производстве асбеста. В корпусах обогащения асбестовых комбинатов: Киембаевском, Тувинском, Джетыгаринском, Ураласбесте нашла широкое промышленное применение замкнутая безотходная система высокоэффективной очистки и рециркуляции аспирационного воздуха. Система работает следующим образом: аспирационный воздух, собранный от многих точек, проходит глубокую очистку от асбестовой пыли на рукавных тканевых фильтрах специальной конструкции, разбавляется в случае необходимости атмосферным воздухом, а затем с помощью нагнетательных вентиляторов вновь распределяется по цеховым помещениям. В процессе многократной циркуляции воздух постепенно нагревается за счёт тепла от работающего оборудования, благодаря чему в зимнее время в рабочих помещениях поддерживается комнатная температура без дополнительных затрат тепла.
По санитарным нормам концентрация асбестовой пыли в рабочей зоне производственных помещений допускается не более 0,6 мг/м 3 воздуха. Это примерно в 30-40 раз ниже, чем достигается при очистке на обычных промышленных тканевых фильтрах, и в 100-200 раз ниже,чем наэлектрофильтрах. Для снижения содержания асбестовой пыли в очищенном воздухе в данном случае применяется принцип так называемой «автофильтрации», т.е. использование слоя самого асбестового волокна в качестве дополнительного фильтрующего агента. При этом остаточная запылённость не превышает 0,3-0,4 мг/м 3 . Всё это позволило резко уменьшить заболеваемость обслуживающего персонала, получить дополнительную продукцию (уловленный асбест) и экономить тепло на обогрев производственных помещений.
На предприятиях строительной индустрии используется значительноеколичество воды. Она расходуется непосредственно в технологических процессах, на обогащение сырья, гидромеханическую добычу и шлифовку, полировку, промывку изделий, а также на нужды котельных, пылеподавление, уборку помещений и территории и т.д. Из всего объёма воды, потребляемой промышленностью строительных материалов, 28% расходуется на технологические процессы транспортировку сырьевых материалов, охлаждение оборудования,связанные непосредственно с изготовлением продукции, 14% - на охлаждение оборудования, 42% - на промывку оборудования и обогащение сырья и 16% - на прочие нужды. Основными потребителями воды являются цементная промышленность и промышленность нерудных строительных материалов. На их долю приходится соответственно 34 и 29% воды, используемой предприятиями промышленности строительных материалов. Значительное количество воды потребляют стекольная промышленность (8%), предприятия по производству санитарно-технического оборудования и изделий (3%), асбестовых изделий (1,8%) и силикатного кирпича (1,6%).
Объём сточных вод, поступающих от предприятий промышленности строительных материалов в городскую канализацию и водоёмы, составляет около 650 млн. м 3 /год. В результате в водоёмы ежегодно поступает до 280 тыс. т солей, 28 тыс. т минеральных и 4 тыс. т органических веществ, высокотоксичные соединения шестивалентного хрома, фенолов, щелочей и нефтепродуктов. Такое большое количество загрязнений, сбрасываемых со сточными водами предприятий строительной индустрии, объясняется недостаточно высокой эффективностью применяемых очистных сооружений и нерациональными схемами водного хозяйства. Коэффициент водооборота в целом по отрасли составил 49%; наиболее высокий водооборот - 58% был достигнут в цементной и стекольной промышленности.
Эколого-экономические факторы привели к необходимости разработки рациональных систем водопользования на предприятиях промышленности строительных материалов, в том числе к созданию замкнутых систем водного хозяйства. Примером решения проблемы рационального использования ресурсов является разработанная НИПИОТСтромом замкнутая система промышленного водоснабжения асбестоцементного производства. Исследование образования сточных вод показало, что источником загрязнения вод этого производства является водорастворимая составляющая цемента, используемого в качестве сырья для изготовления асбестоцемента. В зависимости от состава цемента количество сульфатов и гидрооксидов калия, натрия и кальция в сточных водах колеблется от 5 до 30 кг/м 3 . Такая загрязнённость сточных вод в случае их повторного применения отрицательно сказывается накачестве выпускаемой продукции. Применение методов обессоливания приводит к нерентабельности повторного использования сточных вод. Замкнутая система промышленного водопользования может быть более простой и дешевой, если применять цемент с содержанием натрия и калия не более 0,1 и 0,2% (такой цемент имеется). Тогда вносимые цементом в сточные воды водорастворимые примеси полностью удаляются с товарной продукцией, не ухудшая её технологических свойств.
Препятствием для повторного использования сточных вод является также загрязнение их в значительном количестве грубодиспергированными примесями. Для достижения требуемого содержания взвешенных веществ (100мг/л) разработан метод очистки в напорных гидроциклонах. Применение этих циклонов позволяет кроме воды возвращать в технологический цикл и цемент, что сокращает потери сырья.
Большие количества сточных вод образуются в промышленности нерудных строительных материалов (например, песка, щебня). Сточные воды после промывки материалов содержат 50-160 г/л механических примесей, в том числе 48-84% песка и 16-52% пылевидных и глинистых частиц. По технологическим нормам содержание взвешенных веществ в воде, поступающей на промывку, не должно превышать 2 г/л.
Загрязнённый поток сточных вод после промывки щебня на вибрационных грохотах направляется в гидроциклоны для выделения песка, который затем обезвоживается в классификаторе и передаётся на склад готовой продукции. Верхний слив из гидроциклонов и классификатора обрабатывается коагулянтом и направляется в гидроциклоны. Осадок от гидроциклонов в количестве 10-20% от расхода очищаемых сточных вод перекачивается в шламонакопители, а осветлённая вода направляется на повторное использование.
На Овручском щебёночном заводе внедрен эффективный технологический процесс очистки, позволивший уменьшить площади хвостохранилищ в 3 раза, снизить расход свежей воды в 10 раз и сократить расход электроэнергии в 3 раза.
Замкнутые водооборотные системы разрабатываются и для других предприятий производства строительных материалов.
В целом же промышленность строительных материалов не имеет принципиальных технических и технологических препятствий для организации своей деятельности по безотходной технологии.
Загрузка...